JP2912405B2 - Strength enhancer in paper layer - Google Patents
Strength enhancer in paper layerInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は製紙用添加剤に関するものである。詳しく
は、紙層内部の紙力を増強する効果が発揮されることを
特徴とする両性のポリアクリルアミド系の紙力剤に関す
るものである。The present invention relates to a papermaking additive. More specifically, the present invention relates to an amphoteric polyacrylamide-based paper strength agent that exhibits an effect of enhancing the paper strength inside the paper layer.
近年、森林資源であるパルプの有効利用のため性質の
劣るパルプ材の利用や故紙の使用比率は増える傾向にあ
り、また製紙プロセスにおいては、排水規制等の問題に
よる白水の完全クローズド化が行われてきている。この
ため紙質低下は避けられず、とりわけ紙力の低下の克服
は重要な課題である。中でも紙の用途によっては、紙層
内強度(紙の平面に対して垂直方向の強度を意味しZ軸
強度とも言う)の低下による諸問題がその紙の利用面で
の大きな妨げとなる場合が多い。具体的には、板紙分野
では例えば、コート白ボール等で発生する、層間強度が
低いことによる後加工適正不良、また洋紙分野ではコー
ト紙の内部強度が低いことによるオフ輪印刷時のブリス
ター発生、表面強度の低下等といったことの発生へとつ
ながる。In recent years, the use of inferior pulp wood and waste paper has tended to increase due to the effective use of pulp, a forest resource.In the papermaking process, white water has been completely closed due to issues such as wastewater regulations. Is coming. For this reason, a decrease in paper quality is inevitable, and in particular, overcoming a decrease in paper strength is an important issue. Among them, depending on the use of paper, various problems due to a decrease in strength in the paper layer (meaning strength in a direction perpendicular to the plane of the paper and also referred to as Z-axis strength) may be a great hindrance to the use of paper. Many. Specifically, in the paperboard field, for example, a post-process poor due to low interlayer strength, which occurs in coated white balls, etc., and blistering during off-wheel printing due to low internal strength of coated paper in the paper field, This leads to the occurrence of a decrease in surface strength and the like.
ところで、そういった欠点をおぎなうため従来から紙
力増強用添加剤としてポリアクリルアミド系重合体、変
性デンプン、エポキシポリアミド系重合体等の添加剤が
この種の問題の解決のため用いられていることは広く知
られている。そのなかでもマンニッヒ反応、ホフマン反
応によって変性したカチオン性または両性のポリアクリ
ルアミド、または、カチオン性単量体を共重合したポリ
アクリルアミドといったカチオン性または両性のポリア
クリルアミド系重合体が、単独あるいはデンプン、アニ
オン性のポリアクリルアミド等と併用で、各紙力物性の
向上とともに紙層内強度を向上させる添加剤として用い
られることが多い。By the way, additives such as polyacrylamide-based polymers, modified starches, and epoxypolyamide-based polymers have been widely used as additives for paper strength in order to solve such problems. Are known. Among them, a cationic or amphoteric polyacrylamide-based polymer such as a cationic or amphoteric polyacrylamide modified by a Mannich reaction or a Hoffman reaction, or a polyacrylamide copolymerized with a cationic monomer is used alone or as a starch or an anion. When used in combination with polyacrylamide or the like, it is often used as an additive to improve the strength of each paper and the strength in the paper layer.
従来知られているカチオン性または両性のアクリルア
ミド重合体には1)マンニッヒ反応により製造されるも
の、例えばアクリルアミド単独の重合体あるいはアクリ
ル酸−アクリルアミドで代表されるアニオン性ポリアク
リルアミド共重合体をホルムアルデヒドとジメチルアミ
ンで代表されるアルキルアミンを用いてマンニッヒ反応
することによって得られる重合体や、2)アクリルアミ
ド単独の重合体やアクリルアミドとアクリルニトリル共
重合物をホフマン分解反応することによって得られる重
合体、もしくは3)ジメチルアミノプロピルアクリルア
ミドあるいはアクリルアミドプロピルトリメチルアンモ
ニウムクロライドのような第3級アミノ基あるいはその
第4級アンモニウム塩基を有するビニル単量体とアクリ
ル酸のような不飽和カルボン酸とアクリルアミドを共重
合させて得られた両性アクリルアミド共重合体等があ
り、紙層内強度を向上させる添加剤として不可欠ではあ
るものの、その効果はいまだ十分ではなく、それら重合
体のさらなる性能向上を図ることは非常に重要なことで
ある。Conventionally known cationic or amphoteric acrylamide polymers include 1) those produced by the Mannich reaction, for example, a polymer of acrylamide alone or an anionic polyacrylamide copolymer represented by acrylic acid-acrylamide with formaldehyde. A polymer obtained by performing a Mannich reaction using an alkylamine represented by dimethylamine, 2) a polymer of acrylamide alone or a polymer obtained by subjecting an acrylamide and acrylonitrile copolymer to a Hoffman decomposition reaction, or 3) A vinyl monomer having a tertiary amino group such as dimethylaminopropylacrylamide or acrylamidopropyltrimethylammonium chloride or a quaternary ammonium base, and an unsaturated monomer such as acrylic acid. There are amphoteric acrylamide copolymers obtained by copolymerizing rubonic acid and acrylamide, etc., which are indispensable as additives to improve the strength in the paper layer, but their effects are not yet sufficient, and the further performance of these polymers It is very important to improve.
すなわち、紙層内強度を向上せしめ、紙の各用途にお
ける層間剥離現象、ブリスター発生等の諸問題を解決す
るため、従来にない効果を発現する紙層内強度剤を提供
することにある。That is, an object of the present invention is to provide a paper layer strength agent which exhibits an unprecedented effect in order to improve the paper layer strength and solve various problems such as delamination phenomenon and blister generation in each use of paper.
本発明者らは上記のカチオン性または両性のアクリル
アミド共重合体が、従来、達成できなかった、紙層内強
度向上効果が大いに優れる添加剤を開発すべく、鋭意検
討を重ねた結果、本発明を達成するに至った。The present inventors have conducted intensive studies in order to develop an additive in which the above-mentioned cationic or amphoteric acrylamide copolymer has not been achieved conventionally and has a greatly improved effect of improving the strength in the paper layer. Was achieved.
即ち、(a)第3級アミノ基を有するビニル単量体お
よび/またはそれらの有機ないし無機酸の塩類、あるい
は該3級アミノ基を有するビニル単量体と4級化剤との
反応によって得られる第4級アンモニウム塩類0.5〜70m
ol%と、 (b) α、β−不飽和カルボン酸および/またはそれ
らの塩類0.5〜20mol%と (c) アクリルアミドおよび/またはメタアクリルア
ミド10〜99mol%を必須の構成モノマー成分として得ら
れる水溶性共重合体(A)と、カチオン性アクリルアミ
ド系重合体(B)(ただし高分子主鎖中にN原子を含む
ポリカチオン、カチオン当量7.5meq/g以上のポリアクリ
ルアミドのマンニッヒ化物であるポリカチオン、および
カチオン当量8meq/g以上のポリアクリルアミドのホフマ
ン反応物であるポリカチオンは除く)を混合して得られ
ることを特徴とする紙層内部強度向上剤である。That is, (a) a vinyl monomer having a tertiary amino group and / or a salt of an organic or inorganic acid thereof, or a reaction between the vinyl monomer having a tertiary amino group and a quaternizing agent. Quaternary ammonium salts 0.5-70m
(b) 0.5 to 20 mol% of α, β-unsaturated carboxylic acid and / or a salt thereof and (c) 10 to 99 mol% of acrylamide and / or methacrylamide as essential constituent monomer components. A copolymer (A) and a cationic acrylamide-based polymer (B) (provided that a polycation containing an N atom in the polymer main chain, a polycation that is a Mannich compound of polyacrylamide having a cation equivalent of 7.5 meq / g or more, And a polyacrylamide having a cation equivalent of 8 meq / g or more (excluding polycations, which are Hoffman reactants).
本発明を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail.
本発明において(a)に含まれる第3級アミノ基を有
するビニル単量体とは、(メタ)アクリルアミドと共重
合可能な陽イオン性を有するビニル系単量体である。例
えば、 ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチ
ルアミノエチル(メタ)アクリレートで代表される(メ
タ)アクリル酸エステル誘導体および、ジメチルアミノ
プロピル(メタ)アクリルアミド、もしくはジエチルア
ミノプロピル(メタ)アクリルアミドで代用される(メ
タ)アクリルアミド誘導体等がある。In the present invention, the vinyl monomer having a tertiary amino group contained in (a) is a cationic vinyl monomer copolymerizable with (meth) acrylamide. For example, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid ester derivatives represented by diethylaminoethyl (meth) acrylate, and dimethylaminopropyl (meth) acrylamide or diethylaminopropyl (meth) acrylamide (meth) ) Acrylamide derivatives and the like.
第3級アミノ基を有するビニル単量体の有機ないし無
機酸の塩類とは、それらの硫酸、塩酸等の無機酸の塩
類、あるいは酢酸、リン酸等の有機酸の塩類を意味す
る。The organic or inorganic acid salts of a vinyl monomer having a tertiary amino group means salts of inorganic acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid, and salts of organic acids such as acetic acid and phosphoric acid.
そして、第3級アミノ基を有するビニル単量体と4級
化剤との反応によって得られる第4級アンモニウム塩類
には、該3級アミノ基を有するビニル単量体とメチルク
ロライド、ジメチル硫酸、エピクロルヒドリンもしくは
ベンジルクロライドなどの4級化剤との反応によって得
られる第4級アンモニウム塩を有するビニル単量体等を
例示することができる。The quaternary ammonium salts obtained by the reaction of the tertiary amino group-containing vinyl monomer with the quaternizing agent include the tertiary amino group-containing vinyl monomer, methyl chloride, dimethyl sulfate, Examples thereof include vinyl monomers having a quaternary ammonium salt obtained by a reaction with a quaternizing agent such as epichlorohydrin or benzyl chloride.
本発明では、第3級アミノ基を有するビニル単量体ま
たはそれらの有機ないし無機酸の塩類を、4級化剤との
反応によって得られる第4級アンモニウム塩類と混合し
て使用しても差し支えない。これらを混合する割合は特
に問わない。In the present invention, a tertiary amino group-containing vinyl monomer or a salt of an organic or inorganic acid thereof may be used in combination with a quaternary ammonium salt obtained by reaction with a quaternizing agent. Absent. The mixing ratio of these is not particularly limited.
これらのカチオン性単量体量は、通常0.5〜70mol%で
あり、好ましくは2〜50mol%である。The amount of these cationic monomers is usually 0.5 to 70 mol%, preferably 2 to 50 mol%.
本発明の(b)α,β−不飽和カルボン酸あるいはそ
れらのアルカリ金属塩類またはアンモニウム塩類とは、
陰イオン性を有するビニルモノマーであり、例えばマレ
イン酸、フマル酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸、
クロトン酸もしくはシトラコン酸等の不飽和カルボン酸
あるいはそれらのナトリウム塩もしくはカリウム塩など
のアルカリ金属塩類またはアンモニウム塩等を例示する
ことができる。The (b) α, β-unsaturated carboxylic acid or an alkali metal salt or ammonium salt thereof of the present invention is:
Vinyl monomers having anionic properties, such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, (meth) acrylic acid,
Examples thereof include unsaturated carboxylic acids such as crotonic acid and citraconic acid, alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt thereof, and ammonium salts.
これらの使用される単量体量は0.5〜20mol%であり、
好ましくは2〜20mol%である。The amount of these monomers used is 0.5-20 mol%,
Preferably it is 2 to 20 mol%.
本発明の(C)で用いる(メタ)アクリルアミドは、
粉体あるいは水溶液の状態で市販され工業的に使用され
ているものであれば十分である。(Meth) acrylamide used in (C) of the present invention is:
It is sufficient that they are commercially available in the form of a powder or an aqueous solution and are used industrially.
さらに本発明の共重合体(A)を得る方法としては、
この種の水溶性ビニル単量体の重合に用いられる通常公
知の方法が用いられる。Further, as a method for obtaining the copolymer (A) of the present invention,
A commonly known method used for polymerization of this type of water-soluble vinyl monomer is used.
たとえば重合法としてはラジカル重合が好ましい。単
量体濃度は2〜30重量%好ましくは5〜30重量%であ
る。重合開始剤としては水溶性のものであれば特に制限
はなく、通常単量体水溶液に溶解して使用される。具体
的には、過酸化水素、過酸化ベンゾイルの如き過酸化
物、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモ
ニウムの如き過硫酸塩、臭素酸ナトリウム、臭素酸カリ
ウムの如き臭素酸塩、過ホウ酸ナトリウム、過ホウ素酸
カリウム、過ホウ素酸アンモニウムの如き過ホウ素酸
塩、過炭酸ナトリウム、過炭酸カリウム、過炭酸アンモ
ニウムの如き過炭酸塩、過リン酸ナトリウム、過リン酸
カリウム、過リン酸アンモニウムの如き過リン酸塩、te
rt.−ブチルパーオキサイド等が挙げられる。この場
合、単独でも使用できるが、還元剤と組合せてレドック
ス系重合剤としても使える。還元剤としては、例えば亜
硫酸塩、亜硫酸水素塩、鉄、銅、コバルトなどの低次の
イオン化の塩、N,N,N′,N′−テトラメチルエチレンジ
アミン等の有機アミン、更にはアルドース、ケトース等
の還元糖などをあげることができる。For example, radical polymerization is preferable as the polymerization method. The monomer concentration is 2 to 30% by weight, preferably 5 to 30% by weight. The polymerization initiator is not particularly limited as long as it is water-soluble, and is usually used after being dissolved in an aqueous monomer solution. Specifically, peroxides such as hydrogen peroxide and benzoyl peroxide, persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate and ammonium persulfate, bromates such as sodium bromate and potassium bromate, and perboric acid Sodium, potassium perborate, perborate such as ammonium perborate, sodium percarbonate, potassium percarbonate, percarbonate such as ammonium percarbonate, sodium perphosphate, potassium perphosphate, ammonium perphosphate Superphosphate, te
rt.-butyl peroxide and the like. In this case, it can be used alone, but can also be used as a redox polymerizer in combination with a reducing agent. As the reducing agent, for example, salts of lower ionization such as sulfites, bisulfites, iron, copper, and cobalt; organic amines such as N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine; and aldose and ketose And the like.
また、アゾ化合物としては、2,2′−アゾビス−4−
アミジノプロパン塩酸塩、2,2′−アゾビス−2,4−ジメ
チルバレロニトリル、4,4′−アゾビス−4−シアノバ
レイン酸及びその塩等を使用することができる。更に、
上記した重合開始剤を2種以上併用することも可能であ
る。As the azo compound, 2,2'-azobis-4-
Amidinopropane hydrochloride, 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, 4,4'-azobis-4-cyanovaleic acid and salts thereof can be used. Furthermore,
Two or more of the above-mentioned polymerization initiators can be used in combination.
重合温度は単一重合開始剤の場合には、より低く概ね
30〜90℃であり、レドックス系重合開始剤の場合にはよ
り低く概ね5〜50℃である。また、重合中同一温度に保
つ必要はなく、重合の進行に伴い適宜変えてよく一般に
重合の進行に伴い発生する重合熱により昇温する。その
時の重合器内の雰囲気は特に限定はないが、重合を速や
かに行わせるには窒素ガスのような不活性ガスで置換し
たほうがよい。重合時間は特に限定はないが、概ね1〜
20時間である。The polymerization temperature is lower in the case of a single polymerization initiator and generally lower.
The temperature is 30 to 90 ° C., which is lower in the case of the redox polymerization initiator, and is generally 5 to 50 ° C. Further, it is not necessary to keep the same temperature during the polymerization, and the temperature may be changed as appropriate with the progress of the polymerization. Generally, the temperature is raised by polymerization heat generated as the polymerization proceeds. The atmosphere in the polymerization vessel at that time is not particularly limited, but it is preferable to replace the atmosphere with an inert gas such as a nitrogen gas in order to promptly carry out the polymerization. Although the polymerization time is not particularly limited, it is generally 1 to
20 hours.
本発明において重合体(B)はカチオン性を示すポリ
アクリルアミド系重合体(ただし高分子主鎖中にN原子
を含むポリカチオン、カチオン当量7.5meq/g以上のポリ
アクリルアミドのマンニッヒ化物であるポリカチオン、
およびカチオン当量8meq/g以上のポリアクリルアミドの
ホフマン反応物であるポリカチオンは除く)であればな
んでもよい。例えば、(メタ)アクリルアミドを重合成
分に含有する重合体をマンニッヒ反応やホフマン分解反
応によってカチオン化させたポリアクリルアミド系重合
体がある。In the present invention, the polymer (B) is a polyacrylamide-based polymer exhibiting cationicity (however, a polycation containing an N atom in the polymer main chain, a polycation which is a Mannich product of polyacrylamide having a cation equivalent of 7.5 meq / g or more) ,
And polycations having a cation equivalent of 8 meq / g or more (excluding polycations which are Hoffman reactants). For example, there is a polyacrylamide-based polymer in which a polymer containing (meth) acrylamide as a polymerization component is cationized by a Mannich reaction or a Hoffman decomposition reaction.
この場合、変性前の重合体の重合成分にアニオン性ビ
ニル単量体を使用しても良く、具体的には、α,β−不
飽和カルボン酸あるいはそれらのアルカリ金属塩類また
はアンモニウム塩類で、例えばマレイン酸、フマル酸、
イタコン酸、(メタ)アクリル酸、クロトン酸もしくは
シトラコン酸等の不飽和カルボン酸あるいはそれらのナ
トリウム塩もしくはカリウム塩などのアルカリ金属塩類
またはアンモニウム塩等がある。In this case, an anionic vinyl monomer may be used as a polymerization component of the polymer before modification, and specifically, an α, β-unsaturated carboxylic acid or an alkali metal salt or an ammonium salt thereof, for example, Maleic acid, fumaric acid,
Unsaturated carboxylic acids such as itaconic acid, (meth) acrylic acid, crotonic acid or citraconic acid, or alkali metal salts such as sodium or potassium salts or ammonium salts thereof.
これらのアニオン性ビニル単量体のアクリルアミド系
重合体(B)に対する含有割合は、本発明の紙層内強度
剤使用時のpHにおいて、アクリルアミド系重合体(B)
のカチオン性が損なわれない範囲であれば特に規定する
ものではない。The content ratio of these anionic vinyl monomers to the acrylamide polymer (B) is determined at the pH when the paper layer strength agent of the present invention is used.
Is not particularly limited as long as the cationicity of the compound is not impaired.
(A)と(B)の混合の割合は、任意であるが混合効
果を考えると95:5〜5:95であり、好ましくは80:20〜20:
80である。The mixing ratio of (A) and (B) is arbitrary, but considering the mixing effect, it is 95: 5 to 5:95, preferably 80:20 to 20:
80.
また(A)と(B)の混合の方法はミキサー、混合機
など如何なる方法でもよく、混合は(A)と(B)それ
ぞれの重合完了後すぐに行ってもよいし、使用直前もし
くは使用中に行うことも任意である。The method of mixing (A) and (B) may be any method such as a mixer or a mixer, and the mixing may be performed immediately after the completion of polymerization of each of (A) and (B), or immediately before or during use. Is optional.
(A)と(B)の混合物の濃度は、基本的には(A)
と(B)のそれぞれの重合体の濃度によって決定される
が、混合前にあらかじめ必要に応じて希釈しても良い
し、混合後さらに水によって希釈しても良い。The concentration of the mixture of (A) and (B) is basically (A)
It is determined depending on the concentration of each of the polymers (A) and (B), but may be diluted as necessary before mixing, or may be further diluted with water after mixing.
(A)と(B)の混合物のpHについては、特に規定し
ないが、(B)がマンニッヒ反応ポリアクリルアミド系
重合体である場合は、pH4以下の酸性領域あるいはpH8以
上のアルカリ性領域である方が好ましい。また、(B)
がホフマン分解反応である場合にはpH5以下の酸性領域
があるいはpH8以上のアルカリ性領域である方が好まし
い。この際、pH8以上のアルカリ性領域で混合する場合
には混合後、速やかに添加することがさらに望ましい。The pH of the mixture of (A) and (B) is not particularly limited, but when (B) is a Mannich-reacted polyacrylamide-based polymer, the pH is preferably in the acidic region of 4 or less or in the alkaline region of 8 or more. preferable. (B)
Is a Hoffman decomposition reaction, it is preferable that the acidic region having a pH of 5 or lower be an alkaline region having a pH of 8 or higher. At this time, when mixing in an alkaline region having a pH of 8 or more, it is more desirable to add immediately after mixing.
本発明の方法により製造される紙層内強度向上剤はパ
ルプを抄紙する工程において使用され、その添加により
大きな効力がもたらされる。このとき、本発明の紙層内
強度向上剤を単独で使用することもできるが、硫酸バン
ド、アニオン性樹脂等と併用すると更に効果が増す場合
がある。このとき使用される水溶性アニオン性樹脂は、
カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等のアニオン
性の置換基あるいはそれらの塩を含有する水溶性の樹脂
であり、例えばアニオン性アクリルアミド系樹脂、アニ
オン性ポリビニルアルコール系樹脂、カルボキシメチル
セルロース、カルボキシメチル化でんぷん、アルギン酸
ナトリウム等を挙げることができる。The in-paper layer strength improver produced by the method of the present invention is used in a pulp papermaking process, and its addition brings a great effect. At this time, the paper layer strength improver of the present invention can be used alone, but when combined with a sulfate band, an anionic resin or the like, the effect may be further increased. The water-soluble anionic resin used at this time is
It is a water-soluble resin containing an anionic substituent such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group or a salt thereof, for example, an anionic acrylamide resin, an anionic polyvinyl alcohol resin, carboxymethyl cellulose, carboxymethyl Modified starch, sodium alginate and the like.
これらの薬剤との併用割合、添加量を任意で選ぶこと
ができる。The combination ratio and addition amount of these agents can be arbitrarily selected.
添加場所は湿潤シートが形成される以前であればどこ
でもよく、薬剤がパルプスラリーと十分希釈混合され、
かつ、抄紙ワイヤー部に近い場所で添加する方がよい。The place of addition can be anywhere before the wet sheet is formed, the drug is sufficiently diluted and mixed with the pulp slurry,
And it is better to add at a place close to the papermaking wire part.
上記のような方法で製造した紙は、Z軸強度、に優れ
ている。従って、紙層内紙力強度が求められる紙に本発
明を適用することにより、優れたZ軸強度をもつ紙を製
造することが可能になる。この理由に関しては定かでな
いが、それぞれカチオン化形態が異なる共重合体が2種
類混合されることで、抄紙スラリー中で理想的形態で重
合体のパルプへの定着が行われ、そのため紙層内の紙料
均等化がなされその結果Z軸強度が向上するものと思わ
れる。Paper manufactured by the above method has excellent Z-axis strength. Therefore, by applying the present invention to paper requiring paper strength within the paper layer, it becomes possible to manufacture paper having excellent Z-axis strength. The reason for this is not clear, but by mixing two types of copolymers, each having a different cationized form, the polymer is fixed to the pulp in an ideal form in the papermaking slurry, so that the It is considered that the stock is equalized, and as a result, the Z-axis strength is improved.
[実施例] つぎに本発明を実施例により製造例と応用例に分けて
具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に必ずしも
限定されるものではない。尚%とあるものは特に限定の
ない場合はすべて重量%である。[Examples] Next, the present invention will be specifically described by way of examples with reference to production examples and application examples, but the present invention is not necessarily limited to the following examples. All percentages are by weight unless otherwise specified.
本発明の紙層内強度向上剤は2種類の重合体を混合調
整することにより得られるが、まず混合前の各重合体の
調整方法について説明する。The in-paper layer strength improver of the present invention can be obtained by mixing and adjusting two kinds of polymers. First, a method for adjusting each polymer before mixing will be described.
重合体(A)製造例1 攪拌機、還流冷却管、温度計、窒素ガス導入管を備え
た4つ口フラスコに40%アクリルアミド106.5g、ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート4.71g、アクリル酸5.04
g、アクリロニトリル15.9gおよび水257.9gを仕込み、10
%硫酸水溶液にてpH4.5に調整した。しかる後窒素ガス
を吹き込みながら、内温を45℃に昇温させた。攪拌しな
がら、10%過硫酸アンモニウム水溶液および10%亜硫酸
水素ナトリウム水溶液を投入して重合を開始した。その
後85℃で保温し、重合開始後3時間後に水を投入し、pH
調整をおこない、重合反応を完了させたところ、不揮発
分15.2%、25℃のブルックフィールド粘度5250cps、pH
4.3の安定な両性共重合体水溶液A−1を得た。Production Example 1 of Polymer (A) 106.5 g of 40% acrylamide, 4.71 g of dimethylaminoethyl methacrylate, and 5.04 of acrylic acid were placed in a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube.
g, acrylonitrile 15.9 g and water 257.9 g, 10
The pH was adjusted to 4.5 with an aqueous solution of sulfuric acid. Thereafter, the internal temperature was raised to 45 ° C. while blowing nitrogen gas. While stirring, a 10% aqueous solution of ammonium persulfate and a 10% aqueous solution of sodium bisulfite were added to initiate polymerization. After that, the temperature was kept at 85 ° C, and water was added 3 hours after the start of polymerization,
Adjustment was performed to complete the polymerization reaction. Non-volatile content 15.2%, Brookfield viscosity at 25 ° C 5250 cps, pH
A stable amphoteric copolymer aqueous solution A-1 of 4.3 was obtained.
重合体(A)製造例2 攪拌機、還流冷却管、温度計、窒素ガス導入管を備え
た4つ口フラスコに40%アクリルアミド166.9g、80%メ
タクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウ
ムクロライド14.2g、イタコン酸2.6gおよび水277.6gを
仕込み、20%NaOH水溶液にてpH4.5に調整した。しかる
後窒素ガスを吹き込みながら、内温を45℃に昇温させ
た。攪拌しながら、10%過硫酸アンモニウム水溶液およ
び10%亜硫酸水素ナトリウム水溶液を投入して重合を開
始した。その後85℃で保温し、重合開始後3時間後に水
を投入し、pH調整をおこない、重合反応を完了させたと
ころ、不揮発分15.3%、25℃のブルックフィールド粘度
5900cps、pH4.4の安定な両性共重合体水溶液A−2を得
た。Production Example 2 of Polymer (A) 166.9 g of 40% acrylamide, 14.2 g of 80% methacryloyloxyethyldimethylbenzylammonium chloride, 2.6 g of itaconic acid were placed in a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube. g and 277.6 g of water were charged and adjusted to pH 4.5 with a 20% aqueous NaOH solution. Thereafter, the internal temperature was raised to 45 ° C. while blowing nitrogen gas. While stirring, a 10% aqueous solution of ammonium persulfate and a 10% aqueous solution of sodium bisulfite were added to initiate polymerization. Thereafter, the temperature was maintained at 85 ° C., and water was added 3 hours after the start of the polymerization, pH was adjusted, and the polymerization reaction was completed. When the nonvolatile content was 15.3%, Brookfield viscosity at 25 ° C.
A stable amphoteric copolymer aqueous solution A-2 of 5900 cps and pH 4.4 was obtained.
重合体(A)製造例3 攪拌機、還流冷却管、温度計、窒素ガス導入管を備え
た4つ口フラスコに40%アクリルアミド150.9g、ジメチ
ルアミノプロピルアクリルアミド15.6g、アクリル酸3.6
gおよび水284.5gを仕込み、10%硫酸水溶液にてpH4.5に
調整した。しかる後窒素ガスを吹き込みながら、内温45
℃に昇温させた。攪拌しながら、10%過硫酸アンモニウ
ム水溶液および10%亜硫酸水素ナトリウム水溶液を投入
して重合を開始した。その後85℃で保温し、重合開始後
3時間後に水を投入し、pH調整をおこない、重合反応を
完了させたところ、不揮発分15.1%、25℃のブルックフ
ィールド粘度6230cps、pH4.4の安定な両性共重合体水溶
液A−3を得た。Polymer (A) Production Example 3 In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube, 150.9 g of 40% acrylamide, 15.6 g of dimethylaminopropylacrylamide, and 3.6 parts of acrylic acid
g and 284.5 g of water, and adjusted to pH 4.5 with a 10% aqueous sulfuric acid solution. After that, while blowing nitrogen gas,
The temperature was raised to ° C. While stirring, a 10% aqueous solution of ammonium persulfate and a 10% aqueous solution of sodium bisulfite were added to initiate polymerization. Thereafter, the temperature was maintained at 85 ° C., 3 hours after the start of the polymerization, water was added, the pH was adjusted, and the polymerization reaction was completed. When the nonvolatile content was 15.1%, the Brookfield viscosity at 25 ° C. was 6230 cps, and the pH was 4.4. An amphoteric copolymer aqueous solution A-3 was obtained.
重合体(B)製造例1 攪拌機、還流冷却管、温度計、窒素ガス導入管を備え
た4つ口フラスコに40%アクリルアミド165.1g、アクリ
ル酸5.04gおよび水236.0gを仕込み、20%NaOH水溶液に
てpH4.0に調整した。しかる後窒素ガスを吹き込みなが
ら、内温を45℃に昇温させた。攪拌しながら、10%過硫
酸アンモニウム水溶液および10%亜硫酸水素ナトリウム
水溶液を投入して重合を開始した。その後85℃で保温し
重合開始後3時間後に水を投入し重合反応を完了させ
た。Polymer (B) Production Example 1 A four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube was charged with 165.1 g of 40% acrylamide, 5.04 g of acrylic acid, and 236.0 g of water, and a 20% aqueous NaOH solution was added. Was adjusted to pH 4.0. Thereafter, the internal temperature was raised to 45 ° C. while blowing nitrogen gas. While stirring, a 10% aqueous solution of ammonium persulfate and a 10% aqueous solution of sodium bisulfite were added to initiate polymerization. Thereafter, the temperature was maintained at 85 ° C., and water was added three hours after the initiation of the polymerization to complete the polymerization reaction.
そしてこの重合体水溶液を40℃に冷却した後、攪拌を
続けながら50%ジメチルアミン水溶液39.6g、37%ホル
ムアルデヒド水溶液32.4gを加え、40℃にて3時間保持
した後、水を投入し、反応を完了させたところ、不揮発
分15.3%、25℃のブルックフィールド粘度4500cps、pH1
1.1なるマンニッヒ変性されたカチオン性ポリアクリル
アミド重合体水溶液B−1を得た。After cooling the aqueous polymer solution to 40 ° C., 39.6 g of a 50% aqueous dimethylamine solution and 32.4 g of a 37% aqueous formaldehyde solution were added thereto while stirring, and the mixture was maintained at 40 ° C. for 3 hours. Was completed, nonvolatile content 15.3%, Brookfield viscosity at 25 ° C 4500cps, pH1
A Mannich modified cationic polyacrylamide polymer aqueous solution B-1 was obtained.
重合体(B)製造例2 攪拌機、還流冷却管、温度計、窒素ガス導入管を備え
た4つ口フラスコに40%アクリルアミド165.1g、アクリ
ル酸5.04gおよび水236.0gを仕込み、20%NaOH水溶液に
てpH4.0に調整した。しかる後窒素ガスを吹き込みなが
ら、内温を45℃に昇温させた。攪拌しながら、10%過硫
酸アンモニウム水溶液および10%亜硫酸水素ナトリウム
水溶液を投入して重合を開始した。その後85℃で保温
し、重合開始後3時間後に水を投入し重合反応を完了さ
せた。そしてこの重合体水溶液を20℃に冷却した後、攪
拌を続けながら12.5%次亜塩素酸ナトリウム溶液125.8
g、30%NaOH水溶液53.3gを加え、30℃にて30分間保持し
た後、水および亜硫酸ナトリウムを投入し、反応を完了
させたところ、有効成分10.0%、25℃のブルックフィー
ルド粘度550cps、pH11.1なるホフマン分解反応されたカ
チオン性ポリアクリルアミド重合体水溶液B−2を得
た。Production Example 2 of Polymer (B) 165.1 g of 40% acrylamide, 5.04 g of acrylic acid and 236.0 g of water were charged into a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube, and a 20% aqueous NaOH solution was added. Was adjusted to pH 4.0. Thereafter, the internal temperature was raised to 45 ° C. while blowing nitrogen gas. While stirring, a 10% aqueous solution of ammonium persulfate and a 10% aqueous solution of sodium bisulfite were added to initiate polymerization. Thereafter, the temperature was maintained at 85 ° C., and water was added three hours after the start of the polymerization to complete the polymerization reaction. Then, after cooling the polymer aqueous solution to 20 ° C., while stirring, a 12.5% sodium hypochlorite solution 125.8%
g, 53.3 g of a 30% NaOH aqueous solution was added, and the mixture was maintained at 30 ° C. for 30 minutes. Water and sodium sulfite were added to complete the reaction. The active ingredient was 10.0%, Brookfield viscosity at 25 ° C. 550 cps, pH 11 Thus, an aqueous solution B-2 of a cationic polyacrylamide polymer subjected to a Hoffman decomposition reaction was obtained.
製造実施例1(紙層内強度向上剤) 重合体(A)製造例1〜3より得られた重合体(A)
と、重合体(B)製造例1〜2より得られた重合体
(B)を重量比で5:5となるように混合することにより
重合体混合物(C)を得た。重合体混合物(C)のpHを
調整し、得られた紙層内強度向上剤C−1〜6を表1に
示した。Production Example 1 (Strength improver in paper layer) Polymer (A) Polymer (A) obtained from Production Examples 1 to 3
And the polymer (B) obtained from Production Examples 1 and 2 were mixed at a weight ratio of 5: 5 to obtain a polymer mixture (C). The pH of the polymer mixture (C) was adjusted, and the obtained paper layer strength improvers C-1 to C-6 are shown in Table 1.
比較製造実施例1(紙層内強度向上剤) 重合体(A)のかわりにアニオン性アクリルアミド系
重合体であるホープロン3150B(以下H−3150Bと略す)
を使用し、H−3150Bと重合体B−1〜2を重量比で5:5
となるように混合することにより重合体混合物(B)を
得た。重合体混合物(D)のpHを調整し、得られた比較
製造物D−1〜2を紙層内強度向上剤とあわせて表1に
示した。Comparative Production Example 1 (Strength improver in paper layer) Hoplon 3150B (hereinafter abbreviated as H-3150B) which is an anionic acrylamide polymer instead of polymer (A)
And H-3150B and polymers B-1 and B-2 in a weight ratio of 5: 5.
Thus, a polymer mixture (B) was obtained. The pH of the polymer mixture (D) was adjusted, and the obtained comparative products D-1 and D-2 were shown in Table 1 together with the strength improver in the paper layer.
応用例1 段ボール古紙から得られた叩解度(カナディアンスタ
ンダード・フリーネス、以下C.S.Fと記す)350mlなる濃
度1.0%のパルプスラリーに市販のロジンエマルジョン
サイズ剤を乾燥重量基準でパルプに対して0.15%添加し
て2分間攪拌する。次いで硫酸アルミニウムを乾燥重量
基準で1.0%添加しさらに1分間攪拌した後、製造実施
例で得られた紙層内強度向上剤を乾燥重量基準で0.4%
添加し、攪拌をさらに1分間継続した。しかる後得られ
たパルプスラリーを用いTAPPI角型シートマシンで抄紙
した。 Application Example 1 A commercially available rosin emulsion sizing agent is added to a pulp slurry having a beating degree (Canadian Standard Freeness, hereinafter referred to as CSF) of 350% and a pulp slurry having a concentration of 1.0%, and 0.15% based on dry weight of pulp. And stir for 2 minutes. Next, 1.0% of aluminum sulfate was added on a dry weight basis, and the mixture was further stirred for 1 minute.
Addition and stirring continued for an additional minute. Thereafter, the pulp slurry was used to make paper with a TAPPI square sheet machine.
また、紙層内強度向上剤を添加しないで抄紙した紙を
ブランク紙とした。In addition, paper made without adding the strength improver in the paper layer was used as blank paper.
抄紙したウェットシートはドラムドライヤーにて、11
0℃3分の乾燥を行って、坪量が100g/m2の手抄き紙を得
た。The wet sheet is made with a drum dryer.
Drying was performed at 0 ° C. for 3 minutes to obtain a handmade paper having a basis weight of 100 g / m 2 .
熊谷理機工業製インターナルボンドテスターを用いて
「Z軸強度」を測定した。"Z-axis strength" was measured using an internal bond tester manufactured by Kumagai Riki Kogyo.
表2に、紙層内強度向上剤C−1〜6を使用した場合
の結果を示した。Table 2 shows the results obtained when the paper layer strength improvers C-1 to C-6 were used.
比較応用例1 紙層内強度向上剤C−1〜6のかわりに比較製造物D
−1〜2を使用した以外は応用例1と同様の操作を行っ
た。結果を表3に示した。Comparative application example 1 Comparative product D in place of paper layer strength improvers C-1 to C-6
The same operation as in Application Example 1 was performed except that -1 and -2 were used. The results are shown in Table 3.
比較応用例2 紙層内強度向上剤C−1〜6のかわりに、それぞれの
紙層内強度向上剤を調整するのに用いた重合体Aおよび
Bを併用(添加間隔2分間)あるいは単独で添加し、併
用の場合それぞれの添加量を0.2%とした以外は、応用
例1と同様の操作を行った。結果を表4および5に示し
た。Comparative Application Example 2 In place of the paper layer strength improvers C-1 to C-6, the polymers A and B used to adjust the respective paper layer strength improvers are used in combination (addition interval: 2 minutes) or alone. In the case of adding and using together, the same operation as in Application Example 1 was performed, except that the added amount was 0.2%. The results are shown in Tables 4 and 5.
応用例2 段ボール古紙から得られた叩解度(カナディアンスタ
ンダード・フリーネス、以下C.S.Fと記す)350mlなる濃
度1.0%のパルプスラリーに市販のロジンエマルジョン
サイズ剤を乾燥重量基準でパルプに対して0.15%添加し
て2分間攪拌する。次いで硫酸アルミニウムを乾燥重量
基準で1.0%添加しさらに1分間攪拌した後、製造実施
例で得られた紙層内強度向上剤を乾燥重量基準で0.4%
添加し、攪拌をさらに1分間継続した。しかる後得られ
たパルプスラリーの半分を用いTAPPI角型シートマシン
で抄紙しウェットシート(1)を得た。次ぎに残りのパ
ルプスラリーを用い抄紙する際に先のウェットシート
(1)を抄きあわせた。Application Example 2 Commercially available rosin emulsion sizing agent is added to a pulp slurry having a beating degree (Canadian Standard Freeness, hereinafter referred to as CSF) of 350% and a pulp slurry having a concentration of 1.0%, and 0.15% based on dry weight of pulp. And stir for 2 minutes. Next, 1.0% of aluminum sulfate was added on a dry weight basis, and the mixture was further stirred for 1 minute.
Addition and stirring continued for an additional minute. Thereafter, a half of the obtained pulp slurry was used to make paper with a TAPPI square sheet machine to obtain a wet sheet (1). Next, when the remaining pulp slurry was used to make paper, the wet sheet (1) was combined.
抄紙したウェットシートはドラムドライヤーにて、11
0℃3分の乾燥を行って、坪量が100g/m2の手抄き抄きあ
わせ紙を得た。The wet sheet is made with a drum dryer.
Drying was performed at 0 ° C. for 3 minutes to obtain a hand-made laminated paper having a basis weight of 100 g / m 2 .
また、紙層内強度向上剤を添加しないで同様に抄紙し
た紙をブランク紙とした。In addition, paper made in the same manner without adding the strength improving agent in the paper layer was used as blank paper.
熊谷理機工業製インターナルボンドテスターを用いて
「層間強度」を測定した。"Interlayer strength" was measured using an internal bond tester manufactured by Kumagai Riki Kogyo.
表6に、紙層内強度向上剤C−1〜6を使用した場合
の結果を示した。Table 6 shows the results obtained when the in-paper strength improvers C-1 to C-6 were used.
比較応用例3 紙層内強度向上剤C−1〜6のかわりに比較製造物D
−1〜2を使用した以外は応用例1と同様の操作を行っ
た。結果を表7に示した。Comparative application example 3 Comparative product D in place of the paper layer strength improvers C-1 to C-6
The same operation as in Application Example 1 was performed except that -1 and -2 were used. The results are shown in Table 7.
比較応用例4 紙層内強度向上剤C−1〜6のかわりに、それぞれの
紙層内強度向上剤を調整するのに用いた重合体Aおよび
Bを併用(添加間隔2分間)であるいは単独で添加し、
併用した場合、それぞれの添加量を0.2%とした以外
は、応用例1と同様の操作を行った。結果を表8および
9に示した。Comparative Application Example 4 Instead of the paper layer strength improvers C-1 to C-6, the polymers A and B used to adjust the respective paper layer strength improvers were used in combination (addition interval: 2 minutes) or alone. And add
When used together, the same operation as in Application Example 1 was performed, except that the amount of each additive was 0.2%. The results are shown in Tables 8 and 9.
[発明の効果] 表−2〜9に示したごとく抄紙において、本発明請求
範囲内の条件で製造された両性共重合体は、Z軸強度、
層間強度で示される紙層内強度向上の性能において優れ
ていることは明白である。従って本特許は紙層内強度向
上剤の製法として意義深いものであるといえる。 [Effects of the Invention] As shown in Tables 2 to 9, in papermaking, the amphoteric copolymer produced under the conditions within the scope of the present invention has a Z-axis strength,
It is clear that the strength of the paper layer, which is indicated by the interlayer strength, is excellent. Therefore, it can be said that this patent is significant as a method for producing a paper layer strength improver.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D21H 17/41 - 17/45 D21H 17/54 - 17/56 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) D21H 17/41-17/45 D21H 17/54-17/56
Claims (1)
量体および/またはそれらの有機ないし無機酸の塩類、
あるいは該3級アミノ基を有するビニル単量体と4級化
剤との反応によって得られる第4級アンモニウム塩類0.
5〜70mol%と、 (b) α、β−不飽和カルボン酸および/またはそれ
らの塩類0.5〜20mol%と (c) アクリルアミドおよび/またはメタアクリルア
ミド10〜99mol%を必須の構成モノマー成分として得ら
れる水溶性共重合体(A)と、カチオン性アクリルアミ
ド系重合体(B)(ただし高分子主鎖中にN原子を含む
ポリカチオン、カチオン当量7.5meq/g以上のポリアクリ
ルアミドのマンニッヒ化物であるポリカチオン、および
カチオン当量8meq/g以上のポリアクリルアミドのホフマ
ン反応物であるポリカチオンは除く)を混合して得られ
ることを特徴とする紙層内強度向上剤。(A) vinyl monomers having a tertiary amino group and / or salts of organic or inorganic acids thereof,
Alternatively, quaternary ammonium salts obtained by reacting the vinyl monomer having a tertiary amino group with a quaternizing agent.
5 to 70 mol%, (b) 0.5 to 20 mol% of α, β-unsaturated carboxylic acid and / or salts thereof, and (c) 10 to 99 mol% of acrylamide and / or methacrylamide as essential constituent monomer components. A water-soluble copolymer (A) and a cationic acrylamide-based polymer (B) (provided that a polycation containing an N atom in the polymer main chain and a Mannich compound of polyacrylamide having a cation equivalent of 7.5 meq / g or more) A cation and a polyacrylamide having a cation equivalent of at least 8 meq / g, excluding polycation, which is a Hoffman reaction product thereof).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2048090A JP2912405B2 (en) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | Strength enhancer in paper layer |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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JP2912405B2 true JP2912405B2 (en) | 1999-06-28 |
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ID=12028288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2048090A Expired - Lifetime JP2912405B2 (en) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | Strength enhancer in paper layer |
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Families Citing this family (2)
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JPH08188982A (en) * | 1994-12-27 | 1996-07-23 | Harima Chem Inc | Additive for papeermaking |
US7255918B2 (en) | 2002-06-10 | 2007-08-14 | Oji Paper Co., Ltd. | Coated paper sheet |
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1990
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH03227491A (en) | 1991-10-08 |
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