JP7413904B2 - Paper additives and paper - Google Patents

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Description

本発明は、エピハロヒドリンを使用せず、サイズ剤のサイズ効果を阻害しない、紙厚向上効果と抄紙系内での発泡抑制効果に優れる紙用添加剤とそれを用いた紙に関する。 The present invention relates to a paper additive that does not use epihalohydrin, does not inhibit the size effect of a sizing agent, and has an excellent effect of improving paper thickness and suppressing foaming within a papermaking system, and a paper using the same.

近年の原木供給事情の悪化や地球環境保護の面から、パルプの使用量を抑えつつ従来の品質を維持した紙が求められている。しかし、紙の軽量化のために単にパルプ量を減らしただけでは、紙が薄くなり不透明度の低下を招き、印字が裏に透けてみえてしまうことがある。そこで、紙厚を保持しつつパルプ量を減少できる、すなわち、紙厚を向上させることができる薬品が求められている。 Due to the deterioration of the raw wood supply situation in recent years and the protection of the global environment, there is a need for paper that maintains conventional quality while reducing the amount of pulp used. However, simply reducing the amount of pulp in order to make the paper lighter will make the paper thinner, lowering its opacity, and printing may be visible through the back. Therefore, there is a need for a chemical that can reduce the amount of pulp while maintaining paper thickness, that is, that can improve paper thickness.

紙厚を向上させる薬品としては、脂肪酸類とポリアルキレンポリアミン類との反応で得られるアミド系化合物と、エピハロヒドリンとの反応物が多孔性向上剤及び不透明度向上剤として有用であることが公知である(例えば、特許文献1,2参照)。またこれらのアミド化合物を尿素架橋した化合物を含む紙用添加剤も、紙厚を向上させる薬品(例えば、特許文献3参照)として公知である。これら化合物では、その紙厚向上効果は十分に満足できるレベルではなく、また、使用されるエピハロヒドリンやエピハロヒドリンからの副生物が残存するが、これらは環境負荷低減の観点からできるだけ減じることが好ましい。 As a chemical for improving paper thickness, it is known that a reaction product of an amide compound obtained by the reaction of fatty acids and polyalkylene polyamines and epihalohydrin is useful as a porosity improver and an opacity improver. (For example, see Patent Documents 1 and 2). Further, paper additives containing compounds obtained by crosslinking these amide compounds with urea are also known as chemicals for improving paper thickness (for example, see Patent Document 3). With these compounds, the effect of improving paper thickness is not at a fully satisfactory level, and the epihalohydrin used and by-products from the epihalohydrin remain, but it is preferable to reduce these as much as possible from the viewpoint of reducing environmental load.

エピハロヒドリンとの反応物ではない紙厚向上効果を示す薬品として、多価アルコールと脂肪酸のエステル反応物からなる紙用嵩高剤(例えば、特許文献4参照)、直鎖状脂肪酸モノアミドを主成分として含有する紙用嵩高剤(例えば、特許文献5参照)が公知であるが、これらも紙厚向上効果は十分に満足できるレベルではなく、さらに紙が滑りやすくなる、併用するサイズ剤の種類によっては紙のサイズ効果を著しく低下させる、等の問題があった。 Paper bulking agents consisting of ester reaction products of polyhydric alcohols and fatty acids (see, for example, Patent Document 4), which contain linear fatty acid monoamides as main components, are chemicals that are not reactants with epihalohydrin but have the effect of improving paper thickness. Paper bulking agents (for example, see Patent Document 5) are known, but these also do not have a fully satisfactory effect on improving paper thickness, and may also cause the paper to become slippery. There were problems such as significantly reducing the size effect of

特開昭61-252400号公報Japanese Patent Application Publication No. 61-252400 特開2000-273792号公報Japanese Patent Application Publication No. 2000-273792 特開2005-60891号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-60891 特許第2971447号公報Patent No. 2971447 特開2007-231485号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-231485

本発明の目的は、エピハロヒドリンを使用せず、サイズ剤のサイズ効果を阻害しない、紙厚向上効果と抄紙系内での発泡抑制効果に優れる紙用添加剤とそれを用いた紙を提供するものである。 An object of the present invention is to provide a paper additive that does not use epihalohydrin, does not inhibit the size effect of a sizing agent, and has an excellent effect of improving paper thickness and suppressing foaming within the papermaking system, and a paper using the same. It is.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、ポリアルキレンポリアミン、特定の炭素数を有する一価脂肪酸、及び尿素類を反応させて得られる化合物と、特定の組成を有するアクリルアミド及び/又はメタアクリルアミド系ポリマーを含有する紙用添加剤が、パルプスラリー中に添加された場合に優れた紙厚向上効果を発揮することを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、
<1>下記化合物(A)と下記(メタ)アクリルアミド系ポリマー(B)とを含み、化合物(A)と(メタ)アクリルアミド系ポリマー(B)の質量比が、(A):(B)=99~70:1~30であることを特徴とする紙用添加剤、
化合物(A):
1分子内に3~5個のアミノ基を有するポリアルキレンポリアミン(a-1)と、炭素数8~22の一価脂肪酸(a-2)と、尿素類(a-3)との反応物
(メタ)アクリルアミド系ポリマー(B):
(b-1)アニオン性モノマーと、(b-2)疎水性モノマーと、(b-3)(メタ)アクリルアミドとを、(b-1):(b-2):(b-3)=3~20:5~15:65~92(モル%)の割合で含むモノマーの重合物
<2>(b-2)疎水性モノマーが、炭素数1~20のアルキル基またはシクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルであることを特徴とする前記<1>に記載の紙用添加剤、
<3>(b-1)アニオン性モノマーが、カルボキシル基を有するモノマー、スルホン酸基を有するモノマー、およびこれらの塩から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする前記<1>に記載の紙用添加剤、
<4>紙厚向上剤であることを特徴とする、前記<1>~<3>のいずれか1項に記載の紙用添加剤、
<5>前記<1>~<4>いずれか1項に記載の紙用添加剤を含有することを特徴とする紙、
である。
As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have discovered that a compound obtained by reacting a polyalkylene polyamine, a monovalent fatty acid having a specific number of carbon atoms, and ureas with a specific composition. The inventors have discovered that a paper additive containing an acrylamide and/or methacrylamide-based polymer exhibits an excellent paper thickness improvement effect when added to a pulp slurry, and has completed the present invention.
That is, the present invention
<1> Contains the following compound (A) and the following (meth)acrylamide-based polymer (B), and the mass ratio of the compound (A) and the (meth)acrylamide-based polymer (B) is (A):(B)= A paper additive characterized in that the ratio is 99-70:1-30,
Compound (A):
Reaction product of polyalkylene polyamine (a-1) having 3 to 5 amino groups in one molecule, monovalent fatty acid (a-2) with 8 to 22 carbon atoms, and urea (a-3) (Meth)acrylamide polymer (B):
(b-1) anionic monomer, (b-2) hydrophobic monomer, and (b-3) (meth)acrylamide, (b-1):(b-2):(b-3)= Polymer of monomers contained in a ratio of 3 to 20:5 to 15:65 to 92 (mol%) <2> (b-2) Hydrophobic monomer has an alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms The paper additive according to <1> above, which is an alkyl (meth)acrylate;
<3>(b-1) The anionic monomer according to <1> above, wherein the anionic monomer is at least one selected from a monomer having a carboxyl group, a monomer having a sulfonic acid group, and a salt thereof. additives for paper,
<4> The paper additive according to any one of <1> to <3>, which is a paper thickness improver;
<5> Paper containing the paper additive according to any one of <1> to <4>above;
It is.

本発明によれば、エピハロヒドリンを使用しないにも関わらず、優れた紙厚向上効果とサイズ阻害抑制効果および抄紙系内の発泡抑制効果を有する紙用添加剤を提供することができ、紙製品を製造する際にパルプ原料の使用量を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a paper additive that has an excellent effect of improving paper thickness, suppressing size inhibition, and suppressing foaming in a papermaking system, even though epihalohydrin is not used, and improves paper products. The amount of pulp raw material used during production can be reduced.

本発明の紙用添加剤は、化合物(A)と(メタ)アクリルアミド系ポリマー(B)とを含む。なお、本発明における「(メタ)アクリル」は、「アクリルまたはメタクリル」を意味する。 The paper additive of the present invention contains a compound (A) and a (meth)acrylamide-based polymer (B). Note that "(meth)acrylic" in the present invention means "acrylic or methacryl".

化合物(A)は1分子内に3~5個のアミノ基を有するポリアルキレンポリアミン(a-1)と、炭素数8~22の一価脂肪酸(a-2)と、尿素類(a-3)との反応物である。 Compound (A) consists of a polyalkylene polyamine (a-1) having 3 to 5 amino groups in one molecule, a monovalent fatty acid (a-2) with 8 to 22 carbon atoms, and a urea (a-3). ).

1分子内に3~5個のアミノ基を有するポリアルキレンポリアミン(a-1)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレンテトラミン等が挙げられ、これらの中でも、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンが工業的に入手しやすく安価な点で好ましい。ポリアルキレンポリアミン(a-1)はその1種を単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 Examples of the polyalkylene polyamine (a-1) having 3 to 5 amino groups in one molecule include diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, dipropylenetriamine, tripropylenetetramine, etc. , diethylenetriamine, triethylenetetramine, and tetraethylenepentamine are preferred because they are industrially easily available and inexpensive. One type of polyalkylene polyamine (a-1) may be used alone, or two or more types may be used in combination.

炭素数8~22の一価脂肪酸(a-2)としては、飽和であっても不飽和であってもよく、直鎖であっても分岐であってもよい。具体的には、炭素数8のオクタン酸(カプリル酸)、2-エチルヘキサン酸、炭素数10のデカン酸(カプリン酸)、炭素数12のドデカン酸(ラウリン酸)、炭素数14のテトラデカン酸(ミリスチン酸)、炭素数16のヘキサデカン酸(パルミチン酸)、炭素数18のオクタデカン酸(ステアリン酸)、16-メチルヘプタデカン酸(イソステアリン酸)、cis-9-オクタデセン酸(オレイン酸)、cis,cis-9,12-オクタデカジエン酸(リノール酸)、9,12,15-オクタデカントリエン酸((9,12,15)-リノレン酸)、6,9,12-オクタデカトリエン酸((6,9,12)-リノレン酸)、炭素数20のイコサン酸(アラキジン酸)、炭素数22のドコサン酸(ベヘン酸)やこれら脂肪酸のエステル化物又は酸ハロゲン化物が挙げられる。また、混合脂肪酸や硬化脂肪酸として牛脂脂肪酸、ヤシ脂肪酸、パーム油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、大豆油脂肪酸、トール油脂肪酸およびそれらの硬化物などが挙げられる。これらの中でも、工業的に入手しやすく紙厚向上効果付与効果が高い点で炭素数12~22の一価脂肪酸が好ましい。より好ましくは炭素数12~20の飽和の一価脂肪酸である。一価脂肪酸(a-2)はその1種を単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 The monovalent fatty acid (a-2) having 8 to 22 carbon atoms may be saturated or unsaturated, and may be linear or branched. Specifically, octanoic acid (caprylic acid) with 8 carbon atoms, 2-ethylhexanoic acid, decanoic acid (capric acid) with 10 carbon atoms, dodecanoic acid (lauric acid) with 12 carbon atoms, and tetradecanoic acid with 14 carbon atoms. (myristic acid), hexadecanoic acid with 16 carbon atoms (palmitic acid), octadecanoic acid with 18 carbon atoms (stearic acid), 16-methylheptadecanoic acid (isostearic acid), cis-9-octadecenoic acid (oleic acid), cis , cis-9,12-octadecadienoic acid (linoleic acid), 9,12,15-octadecanetrienoic acid ((9,12,15)-linolenic acid), 6,9,12-octadecatrienoic acid (( (6,9,12)-linolenic acid), icosanoic acid (arachidic acid) having 20 carbon atoms, docosanoic acid (behenic acid) having 22 carbon atoms, and esterified products or acid halides of these fatty acids. Examples of mixed fatty acids and hydrogenated fatty acids include beef tallow fatty acid, coconut fatty acid, palm oil fatty acid, castor oil fatty acid, soybean oil fatty acid, tall oil fatty acid, and their hardened products. Among these, monohydric fatty acids having 12 to 22 carbon atoms are preferred because they are easily available industrially and have a high effect of improving paper thickness. More preferred are saturated monovalent fatty acids having 12 to 20 carbon atoms. One type of monovalent fatty acid (a-2) may be used alone, or two or more types may be used in combination.

本発明における(a-3)成分の尿素類としては、尿素、チオ尿素、グアニル尿素、メチル尿素、ジメチル尿素等が挙げられ、これらの中でも、工業的に入手しやすく安価な面で尿素が好ましい。尿素類(a-3)は、その1種を単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 The ureas of component (a-3) in the present invention include urea, thiourea, guanylurea, methylurea, dimethylurea, etc. Among these, urea is preferred because it is easily available industrially and is inexpensive. . The ureas (a-3) may be used alone or in combination of two or more.

ポリアルキレンポリアミン(a-1)のアミノ基1当量に対する一価脂肪酸(a-2)のカルボニル基は、0.40~0.65当量であることが好ましい。0.40当量未満であると、化合物(A)中の(a-2)由来の疎水部位が減るため所望の紙厚向上効果およびサイズ阻害抑制効果が得られない場合がある。また、0.65当量を超えると尿素類の反応部位が減少することで尿素類由来のウレイド基が少なくなり、パルプとの水素結合力が小さくなるため所望の紙厚向上効果およびサイズ阻害抑制効果が得られない場合がある。0.45~0.60当量であることがより好ましい。
ポリアルキレンポリアミン(a-1)のアミノ基1当量に対する尿素類(a-3)は、0.1~0.4当量であるのが好ましい。0.4当量を超えると、疎水部位が少なくなるため所望の紙厚向上効果およびサイズ阻害抑制効果が得られない場合がある。また、0.1当量未満であると尿素類由来のウレイド基が少なくなり、パルプとの水素結合力が小さくなるため所望の紙厚向上効果およびサイズ阻害抑制効果が得られない場合がある。0.2~0.4当量であるのがより好ましい。
The carbonyl group of the monohydric fatty acid (a-2) is preferably 0.40 to 0.65 equivalent per equivalent of the amino group of the polyalkylene polyamine (a-1). If it is less than 0.40 equivalent, the hydrophobic sites derived from (a-2) in compound (A) are reduced, so that the desired paper thickness improvement effect and size inhibition suppression effect may not be obtained. In addition, if the amount exceeds 0.65 equivalent, the number of reaction sites for ureas decreases, resulting in fewer ureido groups derived from ureas, and the hydrogen bonding force with the pulp decreases, resulting in the desired effect of improving paper thickness and suppressing size inhibition. may not be obtained. More preferably, the amount is 0.45 to 0.60 equivalent.
The amount of urea (a-3) per equivalent of amino group in polyalkylene polyamine (a-1) is preferably 0.1 to 0.4 equivalent. If it exceeds 0.4 equivalent, the desired effect of improving paper thickness and suppressing size inhibition may not be obtained because the number of hydrophobic sites decreases. Moreover, if it is less than 0.1 equivalent, the number of ureido groups derived from ureas will decrease, and the hydrogen bonding force with the pulp will decrease, so the desired paper thickness improvement effect and size inhibition suppressing effect may not be obtained. More preferably, the amount is 0.2 to 0.4 equivalent.

1分子内に3~5個のアミノ基を有するポリアルキレンポリアミン(a-1)と、炭素数8~22の一価脂肪酸(a-2)と、尿素類(a-3)との反応物である化合物(A)は、どのような方法で製造されても構わないが、例えば、ポリアルキレンポリアミン(a-1)と、一価脂肪酸(a-2)とを必要により公知のアミド化触媒を用いて100~200℃で0.5~10時間反応させた後に、尿素類(a-3)を100~200℃で0.5~5時間、副生するアンモニアを除去しながら反応させる方法などがあげられる。 Reaction product of polyalkylene polyamine (a-1) having 3 to 5 amino groups in one molecule, monovalent fatty acid (a-2) with 8 to 22 carbon atoms, and urea (a-3) Compound (A) may be produced by any method, but for example, polyalkylene polyamine (a-1) and monovalent fatty acid (a-2) may be mixed with a known amidation catalyst if necessary. A method of reacting with urea (a-3) for 0.5 to 10 hours at 100 to 200°C for 0.5 to 5 hours while removing by-product ammonia. etc. can be mentioned.

(メタ)アクリルアミド系ポリマー(B)(以下「ポリマー(B)」と称することがある)は、(b-1)アニオン性モノマーと、(b-2)疎水性モノマーと、(b-3)(メタ)アクリルアミドとを、(b-1):(b-2):(b-3)=3~20:5~15:65~92(モル%)の割合で含むモノマーの重合物である。 (Meth)acrylamide-based polymer (B) (hereinafter sometimes referred to as "polymer (B)") comprises (b-1) an anionic monomer, (b-2) a hydrophobic monomer, and (b-3) (meth)acrylamide in a ratio of (b-1):(b-2):(b-3)=3 to 20:5 to 15:65 to 92 (mol%). .

本紙用添加剤は水を媒体とするエマルションであり、ポリマー(B)は、疎水性が強く単体では水に分散しにくい化合物(A)の乳化分散剤として機能すると考えられる。(b-1)アニオン性モノマーがポリマー(B)のポリマー鎖に導入されることにより、エマルション粒子間の静電反発によるエマルションの安定化に寄与し、さらに本紙用添加剤が抄紙系に添加された際にカチオン性物質である硫酸バンドや抄紙系内に存在する各種金属塩、歩留まり剤を介して本紙用添加剤がパルプ表面により効率的に定着し、紙厚向上効果、サイズ阻害抑制効果、発泡抑制効果を高めることができると考えられる。また、(b-2)疎水性モノマーがポリマー(B)のポリマー鎖に導入されることにより、例えば(メタ)アクリル酸エステル類のエステル残基であるアルキル基、シクロアルキル基等の疎水性基と化合物(A)との疎水-疎水相互作用による高い親和性によってポリマー(B)がより強固に化合物(A)の粒子表面に固着し、本紙用添加剤の分散性(製造時の異物生成の抑制)および貯蔵時の沈降抑制(貯蔵安定性)、機械的安定性、希釈安定性、紙厚向上効果、サイズ阻害抑制効果および発泡抑制効果などに寄与すると考えられる。 The paper additive is an emulsion using water as a medium, and the polymer (B) is considered to function as an emulsifying and dispersing agent for the compound (A), which is highly hydrophobic and difficult to disperse in water alone. (b-1) By introducing the anionic monomer into the polymer chain of polymer (B), it contributes to the stabilization of the emulsion due to electrostatic repulsion between emulsion particles, and furthermore, the paper additive is added to the paper making system. When this happens, the paper additives are more efficiently fixed on the pulp surface through the cationic substance sulfuric acid, various metal salts present in the papermaking system, and retention agents, which improves paper thickness, suppresses size inhibition, and improves paper thickness. It is thought that the foaming suppressing effect can be enhanced. (b-2) By introducing a hydrophobic monomer into the polymer chain of polymer (B), hydrophobic groups such as alkyl groups and cycloalkyl groups, which are ester residues of (meth)acrylic esters, can be added. Due to the high affinity caused by the hydrophobic-hydrophobic interaction between the polymer (B) and the compound (A), the polymer (B) more firmly adheres to the particle surface of the compound (A), which improves the dispersibility of the paper additive (to prevent foreign matter formation during manufacturing). It is thought that this contributes to the suppression of sedimentation during storage (storage stability), mechanical stability, dilution stability, paper thickness improvement effect, size inhibition suppression effect, foaming suppression effect, etc.

(b-1)アニオン性モノマーは、カルボキシル基を有するモノマー、スルホン酸基を有するモノマー、およびこれらの塩から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。カルボキシル基を有するモノマー(以下カルボン酸系モノマーと表記)としては、一塩基性カルボン酸モノマーや、二塩基性カルボン酸モノマー等の多価カルボン酸モノマー及びその酸無水物が挙げられる。具体的には、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、無水イタコン酸、イタコン酸、無水シトラコン酸、シトラコン酸等を例示できる。スルホン酸基を有するモノマー(以下スルホン酸系モノマーと表記)として、具体的にはスチレンスルホン酸、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリル酸スルホエチル、(メタ)アリルスルホン酸等のスルホン酸系モノマー及び/又は(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルの硫酸エステル等の硫酸エステル系モノマー等が挙げられる。カルボキシル基およびスルホン酸基の塩としてはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩やアンモニウム塩、アルキルアミン塩等を例示できる。 (b-1) The anionic monomer is preferably at least one selected from monomers having a carboxyl group, monomers having a sulfonic acid group, and salts thereof. Examples of monomers having a carboxyl group (hereinafter referred to as carboxylic acid monomers) include polyvalent carboxylic acid monomers such as monobasic carboxylic acid monomers and dibasic carboxylic acid monomers, and their acid anhydrides. Specific examples include (meth)acrylic acid, maleic anhydride, maleic acid, fumaric acid, itaconic anhydride, itaconic acid, citraconic anhydride, citraconic acid, and the like. Examples of monomers having a sulfonic acid group (hereinafter referred to as sulfonic acid monomers) include styrene sulfonic acid, 2-(meth)acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, sulfoethyl (meth)acrylate, and (meth)allyl. Examples include sulfonic acid monomers such as sulfonic acid and/or sulfuric acid ester monomers such as sulfuric ester of hydroxyethyl (meth)acrylate. Examples of salts of carboxyl groups and sulfonic acid groups include alkali metal salts such as sodium and potassium salts, ammonium salts, and alkylamine salts.

(b-1)アニオン性モノマーは1種単独で、又は2種以上組み合わせて使用できるが、本発明において上記スルホン酸系モノマー類は上記カルボン酸系モノマーと比較し分散安定性に寄与する一方、エマルションである本紙用添加剤のパルプ表面への定着についてはカルボン酸系モノマーがスルホン酸系モノマーに比較し優れることから、上記スルホン酸系モノマー類は上記カルボン酸系モノマーの半量以下であることが好ましい。また、(b-1)アニオン性モノマーの使用量は、ポリマー(B)を構成するモノマーの総モル和の3~20モル%が好ましく、5~15モル%が更に好ましい。 (b-1) Anionic monomers can be used alone or in combination of two or more, but in the present invention, the sulfonic acid monomers contribute to dispersion stability compared to the carboxylic acid monomers, while Carboxylic acid monomers are superior to sulfonic acid monomers in terms of fixation of the paper additive, which is an emulsion, to the pulp surface. Therefore, the amount of the sulfonic acid monomers should be less than half of the amount of the carboxylic acid monomers. preferable. The amount of the anionic monomer (b-1) used is preferably 3 to 20 mol%, more preferably 5 to 15 mol%, based on the total molar sum of the monomers constituting the polymer (B).

(b-1)アニオン性モノマーの使用量がポリマー(B)を構成する単量体の総モル和の3~20モル%の範囲にあるポリマー(B)で化合物(A)を水中に乳化分散させることで、安定性および性能に優れた紙用添加剤が得られる。(b-1)アニオン性モノマーの使用量が3モル%より少ない場合は、アニオン性不足に由来する粒子間の静電反発力の不足により化合物(A)を乳化分散させる能力がポリマー(B)に十分に付与されず、紙用添加剤製造時あるいは貯蔵時に分散粒子が凝集することによる異物の生成、分散粒子の沈降または紙用添加剤自身の増粘を引き起こし、紙厚向上効果の低下、製造器具、貯蔵容器、抄紙器具の汚れや送液時のポンプ負荷の増加の懸念がある。またアニオン性不足により、抄紙系に紙用添加剤が添加された際に粒子表面のポリマー(B)と硫酸バンド由来の(多価)金属との塩形成量が不足することとなり、紙用添加剤のパルプへの定着が低下し、十分な紙厚向上効果、サイズ阻害抑制効果および発泡抑制効果が得られない。
逆に(b-1)アニオン性モノマーの使用量が20モル%より多い場合は、紙用添加剤製造時あるいは貯蔵時に分散粒子が凝集することによる異物の生成、分散粒子の沈降または紙用添加剤自身の増粘を引き起こし、抄紙系内ではポリマー(B)と硫酸バンド等に由来する多価金属塩が過剰な塩を形成してしまい、本紙用添加剤の分散物に凝集等が起き、紙厚向上効果およびサイズ抑制阻害効果が低下する。
(b-1) Emulsifying and dispersing compound (A) in water with polymer (B) in which the amount of anionic monomer used is in the range of 3 to 20 mol% of the total molar sum of monomers constituting polymer (B) By doing so, a paper additive with excellent stability and performance can be obtained. (b-1) When the amount of anionic monomer used is less than 3 mol%, the ability to emulsify and disperse compound (A) will be reduced by polymer (B) due to insufficient electrostatic repulsion between particles due to lack of anionic property. If the paper additive is not applied sufficiently, the dispersed particles may aggregate during the production or storage of the paper additive, causing the formation of foreign matter, sedimentation of the dispersed particles, or thickening of the paper additive itself, resulting in a decrease in the paper thickness improvement effect. There are concerns about contamination of manufacturing equipment, storage containers, and papermaking equipment, and increased pump load during liquid transfer. In addition, due to the lack of anionic properties, when paper additives are added to the papermaking system, the amount of salt formed between the polymer (B) on the particle surface and the (polyvalent) metal derived from sulfate band is insufficient, and the paper additives The fixation of the agent to the pulp decreases, and sufficient effects of improving paper thickness, suppressing size inhibition, and suppressing foaming cannot be obtained.
On the other hand, if the amount of (b-1) anionic monomer used is more than 20 mol%, the dispersion particles may aggregate during paper additive manufacturing or storage, resulting in the formation of foreign matter, sedimentation of the dispersed particles, or paper additives. This causes the additive itself to thicken, and in the papermaking system, polyvalent metal salts derived from polymer (B) and sulfuric acid bands form excessive salts, causing aggregation of the dispersion of the paper additive. The effect of improving paper thickness and the effect of inhibiting size suppression are reduced.

(b-2)疎水性モノマーとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ノルマルオクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸イソステアリル等の炭素数1~20のアルキル基またはシクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル;(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸ベンジル等のその他(メタ)アクリル酸エステル;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、およびこれらの芳香環に炭素数1~4のアルキル基を有するスチレン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルおよびネオデカン酸ビニル等のカルボン酸の炭素数が1~20であるカルボン酸ビニルエステル類等が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、工業的に入手しやすく安価な面で炭素数1~20のアルキル基またはシクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルが好ましい。 (b-2) Hydrophobic monomers include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, normal octyl (meth)acrylate, and (meth)acrylate. 2-ethylhexyl acrylate, isononyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, tridecyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, (meth)acrylate ) Alkyl (meth)acrylates having an alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as isostearyl acrylate; Other (meth)acrylic esters such as allyl (meth)acrylate and benzyl (meth)acrylate ; Styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, divinylbenzene, and styrenes having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in their aromatic ring; carbon number of carboxylic acids such as vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl neodecanoate; Examples include carboxylic acid vinyl esters in which the number is 1 to 20. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, alkyl (meth)acrylates having an alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms are preferred because they are industrially easily available and inexpensive.

(b-2)疎水性モノマーの使用量は、ポリマー(B)を構成する単量体の総モル和の5~15モル%が好ましく、7~10モル%がさらに好ましい。(b-2)疎水性モノマーの使用量が5~15モル%にあることで、乳化分散工程によりエマルションとして得られる紙用添加剤の分散性や沈降抑制効果、希釈安定性に優れたものとなる。さらに紙用添加剤として使用された際に紙厚向上効果、サイズ阻害抑制効果、発泡抑制効果に優れたものとなる。 (b-2) The amount of the hydrophobic monomer used is preferably 5 to 15 mol%, more preferably 7 to 10 mol% of the total molar sum of the monomers constituting the polymer (B). (b-2) By using 5 to 15 mol% of the hydrophobic monomer, the paper additive obtained as an emulsion through the emulsification and dispersion process has excellent dispersibility, sedimentation suppression effect, and dilution stability. Become. Furthermore, when used as a paper additive, it has excellent effects on improving paper thickness, suppressing size inhibition, and suppressing foaming.

(b-3)(メタ)アクリルアミドとしては、アクリルアミド及び/又はメタアクリルアミドであり、使用量はポリマー(B)を構成するモノマーの総モル和の65~92モル%が好ましく、75~88モル%が更に好ましい。(b-3)アクリルアミド及び/またはメタクリルアミドの使用量が65~92モル%の範囲にあるポリマー(B)で化合物(A)を水中に分散させることで、分散性に優れた紙用添加剤が得られる。 (b-3) The (meth)acrylamide is acrylamide and/or methacrylamide, and the amount used is preferably 65 to 92 mol%, and 75 to 88 mol% of the total molar sum of monomers constituting the polymer (B). is even more preferable. (b-3) A paper additive with excellent dispersibility by dispersing compound (A) in water with polymer (B) in which the amount of acrylamide and/or methacrylamide used is in the range of 65 to 92 mol%. is obtained.

本願発明の効果を阻害しない限り、上記(b-1)~(b-3)の他に支障のない範囲でその他のモノマーをポリマー(B)の共重合成分に加えられる。その他のモノマーとしては、例えば、カチオン性モノマー、ノニオン性モノマー、架橋剤、連鎖移動剤がある。 In addition to the above (b-1) to (b-3), other monomers may be added to the copolymerization component of the polymer (B) to the extent that they do not impede the effects of the present invention. Other monomers include, for example, cationic monomers, nonionic monomers, crosslinking agents, and chain transfer agents.

カチオン性モノマーとしては、具体的には、アミノアルキル(メタ)アクリレート、アミノヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、アミノアルキル(メタ)アクリルアミド、ビニルイミダゾール、ジアリルアミン等や更にはこれらの第4級アンモニウム塩、ノニオン性モノマーとしてヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの使用量は1種単独または少なくとも2種以上を(b-1)~(b-3)のモノマーの総モル和100モル%に対して多くても10モル%以下であることが好ましい。 Specifically, the cationic monomers include aminoalkyl (meth)acrylate, aminohydroxyalkyl (meth)acrylate, aminoalkyl (meth)acrylamide, vinylimidazole, diallylamine, etc., as well as quaternary ammonium salts and nonions thereof. Examples of the monomer include hydroxyalkyl (meth)acrylate and the like. The amount of these monomers to be used is preferably at most 10 mol % or less based on 100 mol % of the total molar sum of monomers (b-1) to (b-3).

架橋剤としては、ラジカル重合性官能基を2つ以上有する多官能モノマーであれば特に限定されず、公知のものを使用することができ、具体的には、メチレンビスアクリルアミド等の多官能(メタ)アクリルアミド類、ヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ヘキサエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、1,3,5-トリアクロイルヘキサヒドロ-1,3,5-トリアジン等の多官能(メタ)アクリレート類、ジビニルベンゼン等の芳香族ポリビニル化合物が挙げられる。これらは1種単独または少なくとも2種以上を(b-1)~(b-3)のモノマーの総モル和100モル%に対して多くても5モル%以下であることが好ましい。5モル%超の架橋剤を用いることにより、分岐(架橋)構造がポリマー(B)に過剰に導入されることで、本紙用添加剤の分散性や貯蔵安定性、機械的安定性、希釈安定性が損なわれることがある。 The crosslinking agent is not particularly limited as long as it is a polyfunctional monomer having two or more radically polymerizable functional groups, and any known crosslinking agent can be used. ) Acrylamides, hexanediol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, hexaethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, 1,3,5-triacryloylhexahydro-1,3,5- Examples include polyfunctional (meth)acrylates such as triazine and aromatic polyvinyl compounds such as divinylbenzene. It is preferable that one kind or at least two or more of these monomers are used in an amount of at most 5 mol % or less based on 100 mol % of the total molar sum of monomers (b-1) to (b-3). By using more than 5 mol% of the crosslinking agent, excessive branched (crosslinked) structures are introduced into the polymer (B), which improves the dispersibility, storage stability, mechanical stability, and dilution stability of the paper additive. Sexuality may be impaired.

連鎖移動剤としては、メルカプタン化合物が挙げられ、具体的には、2-メルカプトエタノール、メルカプトプロパノール、メルカプトブタノール、メルカプトグリコール、チオグリセリン、システアミン塩酸塩、メルカプトプロピオン酸及びその塩、チオグリコール酸及びその塩、チオ酢酸及びその塩、チオリンゴ酸、メルカプトプロピオン酸2-エチルヘキシルやメルカプトプロピオン酸n-オクチル等のメルカプトプロピオン酸エステル類、チオグリコール酸2-エチルヘキシルやチオグリコール酸n-オクチル等のチオグリコール酸エステル類、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン等のメルカプタン類が挙げられる。また、α―メチルスチレンの不飽和二量体である2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテンも連鎖移動剤として用いることができる。これらは1種単独または少なくとも2種以上を(b-1)~(b-3)のモノマーの総モル和100モル%に対して多くても5モル%以下であることが好ましい。5モル%を超えると、ポリマー(B)を含む本紙用添加剤の分散性や貯蔵安定性、機械的安定性、希釈安定性が損なわれることがある。 Examples of chain transfer agents include mercaptan compounds, specifically 2-mercaptoethanol, mercaptopropanol, mercaptobutanol, mercaptoglycol, thioglycerin, cysteamine hydrochloride, mercaptopropionic acid and its salts, thioglycolic acid and its salts. salts, thioacetic acid and its salts, thiomalic acid, mercaptopropionic acid esters such as 2-ethylhexyl mercaptopropionate and n-octyl mercaptopropionate, thioglycolic acids such as 2-ethylhexyl thioglycolate and n-octyl thioglycolate. Examples include esters and mercaptans such as n-dodecylmercaptan, t-dodecylmercaptan, and n-octylmercaptan. Furthermore, 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene, which is an unsaturated dimer of α-methylstyrene, can also be used as a chain transfer agent. It is preferable that one kind or at least two or more of these monomers be used in an amount of at most 5 mol % or less based on 100 mol % of the total molar sum of monomers (b-1) to (b-3). If it exceeds 5 mol%, the dispersibility, storage stability, mechanical stability, and dilution stability of the paper additive containing the polymer (B) may be impaired.

ポリマー(B)の製造方法としては、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等の各種公知の方法を採用でき、前記モノマーを共重合させることにより得られる。溶液重合による場合には、イソプロピルアルコール、エチルアルコール、メチルイソブチルケトン等の溶媒を使用できる。乳化重合方法で使用する乳化剤としては特に制限はされず各種アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、反応性界面活性剤を使用できる。また、前記重合で使用する重合開始剤としては特に限定はされず、過硫酸塩類、過酸化物、アゾ化合物、レドックス系開始剤などの各種のものを使用できる。また、pH調整剤として酸、アルカリおよび緩衝液を添加することができる。酸としては特に制限はされず、硫酸、塩酸、りん酸、硝酸などの無機酸や酢酸、乳酸、クエン酸などの有機酸、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウムなどの酸性の塩等の各種のものを使用できる。アルカリとしては特に制限はされず、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、アルキルアミン、アルキロールアミン等の各種のものを使用できる。緩衝液としては特に制限はされず、りん酸緩衝液、酢酸緩衝液、クエン酸緩衝液等の各種のものを使用できる。酸、アルカリ、緩衝液は単独でも2種以上の組み合わせでも使用できる。 Polymer (B) can be produced by various known methods such as solution polymerization, emulsion polymerization, and suspension polymerization, and is obtained by copolymerizing the monomers mentioned above. In the case of solution polymerization, solvents such as isopropyl alcohol, ethyl alcohol, and methyl isobutyl ketone can be used. The emulsifier used in the emulsion polymerization method is not particularly limited, and various anionic surfactants, nonionic surfactants, and reactive surfactants can be used. Further, the polymerization initiator used in the polymerization is not particularly limited, and various types of initiators such as persulfates, peroxides, azo compounds, and redox initiators can be used. Furthermore, acids, alkalis, and buffers can be added as pH adjusters. There are no particular restrictions on the acid, and various acids can be used, including inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, and nitric acid, organic acids such as acetic acid, lactic acid, and citric acid, and acidic salts such as aluminum sulfate and aluminum chloride. can. The alkali is not particularly limited, and various alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, alkylamines, and alkylolamines can be used. The buffer is not particularly limited, and various buffers such as phosphate buffer, acetate buffer, and citrate buffer can be used. Acids, alkalis, and buffers can be used alone or in combination of two or more.

本発明の紙用添加剤における化合物(A)とポリマー(B)の質量比は固形分として(A):(B)=99~70:1~30である必要があり、90~80:10~20が好ましい。本紙用添加剤におけるポリマー(B)の含有量が1質量%未満では乳化分散能力が十分でなく、貯蔵安定性、機械的安定性、希釈安定性にも劣る。また、30質量%を越えて使用すると紙用添加剤の粘度が増加し、ポンプ送液可能な粘度にするために製品固形分を下げねばならずコストアップにつながる。また化合物(A)の分散に寄与しない剰余のポリマー(B)が抄紙系内において発泡の増加を招く。 The mass ratio of compound (A) and polymer (B) in the paper additive of the present invention must be (A):(B) = 99-70:1-30 as solid content, and 90-80:10. ~20 is preferred. If the content of the polymer (B) in the paper additive is less than 1% by mass, the emulsifying and dispersing ability will not be sufficient, and the storage stability, mechanical stability, and dilution stability will also be poor. Moreover, if it is used in an amount exceeding 30% by mass, the viscosity of the paper additive increases, and in order to achieve a viscosity that can be pumped, the solid content of the product must be reduced, leading to an increase in cost. Further, the surplus polymer (B) that does not contribute to the dispersion of the compound (A) causes an increase in foaming within the papermaking system.

本発明において、化合物(A)及びポリマー(B)から紙用添加剤を調製する方法は、特に限定されないが、例えば特公昭54-36242号公報に記載されているように、前記化合物(A)を予め油溶性の溶剤に溶かした溶液とポリマー(B)及び水を混合し、ホモジナイザー処理した後、溶剤を留去し、水中油型エマルションを製造するいわゆる溶剤法、特公昭53-32380号公報に記載されているように、溶融した化合物(A)を高温高圧下でポリマー(B)と水とを混合し、ホモジナイザーを通して水中油型エマルションを製造するいわゆるメカニカル法、特開昭52-77206号公報に記載されているように、溶融した化合物(A)成分にポリマー(B)と一部の水とを混合した後、さらに水を加えて油中水型エマルションを形成し、その後反転水を添加して水中油型エマルションに相転移させるいわゆる転相法が用いられる。また、特開平10-226981号公報に記載されているような高剪断型回転式乳化分散機を用いて水中油型エマルションを形成するメカニカル法も用いられる。 In the present invention, the method for preparing the paper additive from the compound (A) and the polymer (B) is not particularly limited, but for example, as described in Japanese Patent Publication No. 54-36242, Japanese Patent Publication No. 53-32380 discloses a so-called solvent method in which a solution of polymer (B) and water are mixed in advance in an oil-soluble solvent, treated with a homogenizer, and then the solvent is distilled off to produce an oil-in-water emulsion. As described in JP-A-52-77206, a so-called mechanical method involves mixing the molten compound (A) with polymer (B) and water under high temperature and high pressure, and producing an oil-in-water emulsion through a homogenizer, as described in JP-A-52-77206. As described in the publication, after the polymer (B) and some water are mixed with the molten compound (A) component, water is further added to form a water-in-oil emulsion, and then water is inverted. A so-called phase inversion method is used in which the phase is transformed into an oil-in-water emulsion. Also used is a mechanical method of forming an oil-in-water emulsion using a high-shear rotary emulsifying disperser as described in JP-A-10-226981.

本発明の紙用添加剤の固形分は好ましくは10質量%以上50質量%以下、さらに好ましくは15質量%以上35質量%以下である。固形分が50質量%を超える場合は経時的に増粘しやすく、貯蔵中に液面の固形分濃度が高まることで凝集物が生じやすく(皮張りやすく)なり、10質量%未満の場合は有効成分が少なくなるため経済的ではない。 The solid content of the paper additive of the present invention is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 15% by mass or more and 35% by mass or less. If the solid content exceeds 50% by mass, the viscosity tends to increase over time, and as the solid content concentration at the liquid surface increases during storage, aggregates are likely to form (easily form a skin).If the solid content is less than 10% by mass, It is not economical because the amount of active ingredients is reduced.

なお本発明における固形分とは、本紙用添加剤を150℃20分加熱乾燥した後の残存質量の加熱前の質量に対する百分率とする。 Note that the solid content in the present invention refers to the percentage of the remaining mass after heating and drying the paper additive at 150° C. for 20 minutes to the mass before heating.

本発明の紙用添加剤の粘度は、好ましくは100mPa・s以下、さらに好ましくは60mPa・s以下である。 The viscosity of the paper additive of the present invention is preferably 100 mPa·s or less, more preferably 60 mPa·s or less.

本発明の紙用添加剤の平均粒子径(重量基準粒径分布における累積50%径)は好ましくは0.3~1.0μmである。1.0μmを越える粒径の場合、保存中に粒子が沈降しやすく、また機械的安定性が劣る傾向がある。0.3μm以下の場合には粘度や皮張り量の増加等が見られる。本発明における平均粒子径は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置マイクロトラックMT3300EXII(マイクロトラックベル製)で測定したものである。 The average particle diameter (cumulative 50% diameter in weight-based particle size distribution) of the paper additive of the present invention is preferably 0.3 to 1.0 μm. If the particle size exceeds 1.0 μm, the particles tend to settle during storage and have poor mechanical stability. When the thickness is 0.3 μm or less, an increase in viscosity and the amount of skinning is observed. The average particle diameter in the present invention is measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer Microtrac MT3300EXII (manufactured by Microtrac Bell).

これらの方法で本紙用添加剤を調製するにあたり、化合物(A)の乳化分散剤として用いられている(メタ)アクリルアミド系ポリマー(B)以外の各種界面活性剤、及びカゼイン、レシチン、ポリビニルアルコール、カチオン性、アニオン性あるいは両性などの各種変性澱粉などの保護コロイドを組み合わせて使用してもよい。 In preparing additives for paper using these methods, various surfactants other than the (meth)acrylamide-based polymer (B) used as an emulsifying and dispersing agent for compound (A), casein, lecithin, polyvinyl alcohol, Protective colloids such as cationic, anionic or amphoteric modified starches may be used in combination.

前記「(メタ)アクリルアミド系ポリマー(B)以外の各種界面活性剤」(以下、単に界面活性剤と記載することがある)には、公知の界面活性剤を適宜使用することができる。例えば、アルキル基及び/又はアルケニル基の炭素数が4~20である脂肪酸ソルビタンエステル、脂肪酸ポリグリコールエステル、脂肪酸アミド、及び各種ポリアルキレンオキサイド型ノニオン性界面活性剤等のノニオン性界面活性剤、アルキル基及び/又はアルケニル基の炭素数が4~20である長鎖アルキルアミン塩、ポリオキシアルキレンアミン、テトラアルキル4級アンモニウム塩、トリアルキルベンジル4級アンモニウム塩、アルキルイミダゾリウム塩、アルキルピリジニウム塩、アルキルキノリウム塩、アルキルホスホニウム塩、及びアルキルスルホニウム塩等のカチオン性界面活性剤、並びに、各種ベタイン系界面活性剤等の両性界面活性剤が挙げられる。 As the "various surfactants other than (meth)acrylamide polymer (B)" (hereinafter sometimes simply referred to as surfactants), known surfactants can be used as appropriate. For example, nonionic surfactants such as fatty acid sorbitan esters, fatty acid polyglycol esters, fatty acid amides, and various polyalkylene oxide type nonionic surfactants whose alkyl and/or alkenyl groups have 4 to 20 carbon atoms, alkyl long-chain alkylamine salts, polyoxyalkyleneamines, tetraalkyl quaternary ammonium salts, trialkylbenzyl quaternary ammonium salts, alkylimidazolium salts, alkylpyridinium salts, in which the group and/or alkenyl group has 4 to 20 carbon atoms; Examples include cationic surfactants such as alkylquinolium salts, alkylphosphonium salts, and alkylsulfonium salts, and amphoteric surfactants such as various betaine surfactants.

前記界面活性剤は、その1種を単独で又は2種以上を使用することができる。界面活性剤を使用する場合、その使用量としては、化合物(A)100質量%に対し、0.1~20質量%であることが、発泡性を抑えつつ、分散性を高めるのに好ましく、0.5~10質量%がより好ましい。 The above-mentioned surfactants can be used alone or in combination of two or more. When using a surfactant, the amount used is preferably 0.1 to 20% by mass based on 100% by mass of compound (A) in order to suppress foaming properties and increase dispersibility. More preferably 0.5 to 10% by mass.

本発明の紙用添加剤は、本発明の効果を損なわず、かつ貯蔵時の安定性等に影響を与えない範囲内であれば、他に消泡剤や増粘剤、防腐剤、防錆剤、前記pH調整剤、充填剤、酸化防止剤、填料、染料等の各種添加剤を加えても構わない。 The paper additive of the present invention may be used in addition to antifoaming agents, thickeners, preservatives, rust preventives, etc., as long as it does not impair the effects of the present invention and does not affect stability during storage. Various additives such as the above-mentioned pH adjusting agent, filler, antioxidant, filler, and dye may be added.

本発明の紙用添加剤は、紙厚向上剤として用いることができる。紙あるいは板紙の種類や求められる紙厚向上効果にもよるが、通常はパルプスラリーの乾燥質量に対して、固形分で0.1~1.5質量%添加されることで、所望の紙厚向上効果を得ることができる。また、紙の表面処理剤として使用することも可能であり、この場合は予め抄造された湿紙又は紙に噴霧、浸漬、塗布等の慣用方法で適用される。 The paper additive of the present invention can be used as a paper thickness improver. Although it depends on the type of paper or paperboard and the desired paper thickness improvement effect, the desired paper thickness is usually achieved by adding 0.1 to 1.5% by mass of solids based on the dry mass of pulp slurry. It is possible to obtain an improvement effect. It can also be used as a surface treatment agent for paper, in which case it is applied to pre-formed wet paper or paper by conventional methods such as spraying, dipping, coating, etc.

本発明の紙用添加剤を含有する紙としては、特に制限されないが、各種の紙、及び板紙が挙げられる。紙の種類としては、PPC用紙、インクジェット印刷用紙、レーザープリンター用紙、フォーム用紙、熱転写紙、感熱記録原紙、感圧記録原紙等の記録用紙、印画紙及びその原紙、アート紙、キャストコート紙、上質コート紙等のコート原紙、クラフト紙、純白ロール紙等の包装用紙、ティシュペーパー、トイレットペーパー、タオルペーパー、キッチンペーパーなどの家庭用薄葉紙、その他ノート用紙、書籍用紙、各種印刷用紙、新聞用紙等の各種紙(洋紙)、マニラボール、白ボール、チップボール等の紙器用板紙、ライナー、中芯、石膏ボード原紙等の板紙が挙げられる。紙以外には改質木材、無機系建築材料が挙げられ、例えばパーティクルボード、ハードボード、インシュレーションボード、ロックウールボード等を挙げることができる。その中でも、紙厚向上効果により紙に厚さや柔軟性を付与できることから、印刷適性の向上や読み応えを向上させる各種印刷用紙や書籍用紙、耐折強度を向上させる紙器用板紙や板紙、良好な手触りを付与させる家庭用薄葉紙が好ましい。 Paper containing the paper additive of the present invention includes, but is not particularly limited to, various papers and paperboards. Paper types include PPC paper, inkjet printing paper, laser printer paper, foam paper, thermal transfer paper, thermal recording paper, pressure-sensitive recording paper, photographic paper and its base paper, art paper, cast coated paper, and high quality paper. Coated base paper such as coated paper, packaging paper such as craft paper, pure white roll paper, household thin paper such as tissue paper, toilet paper, towel paper, kitchen paper, other paper for notebooks, book paper, various printing papers, newsprint, etc. Examples include various papers (Western paper), paperboard for folding cartons such as manila ball, white ball, and chipboard, paperboard such as liner, core, and base paper for gypsum board. Examples of materials other than paper include modified wood and inorganic building materials, such as particle board, hardboard, insulation board, and rock wool board. Among these, the paper thickness enhancement effect can add thickness and flexibility to paper, so various printing papers and book papers that improve printability and readability, folding paperboard and paperboard that improve folding strength, and paperboard that has a good texture. It is preferable to use household tissue paper that imparts

本発明の紙はパルプ原料としてクラフトパルプあるいはサルファイトパルプなどの晒あるいは未晒化学パルプ、砕木パルプ、機械パルプあるいはサーモメカニカルパルプなどの晒あるいは未晒高収率パルプ、新聞古紙、雑誌古紙、段ボール古紙あるいは脱墨古紙などの古紙パルプを含有することができる。また、上記パルプ原料とポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリオレフィン、及びポリビニルアルコール等の合成繊維との混合物を含有してもよい。 The paper of the present invention can be used as pulp raw materials such as bleached or unbleached chemical pulp such as kraft pulp or sulfite pulp, bleached or unbleached high-yield pulp such as ground wood pulp, mechanical pulp or thermomechanical pulp, used newspaper, used magazine paper, and cardboard. It can contain waste paper pulp such as waste paper or deinked waste paper. Further, it may contain a mixture of the pulp raw material and synthetic fibers such as polyamide, polyimide, polyester, polyolefin, and polyvinyl alcohol.

本発明の紙を製造するにあたって、填料、サイズ剤、乾燥紙力向上剤、湿潤紙力向上剤、歩留り向上剤、及び濾水性向上剤など一般的に紙を製造するにあたって使用される添加物も、各々の紙種に要求される物性を発現するために、必要に応じて使用しても良い。これらは単独で用いても良く、二種以上を併用しても良い。また、これらを本発明の紙用添加剤と予め混合して紙料に添加して使用することもでき、混合の方法は特に制限はない。 In manufacturing the paper of the present invention, additives commonly used in paper manufacturing such as fillers, sizing agents, dry paper strength improvers, wet paper strength improvers, retention improvers, and drainage improvers are also added. , may be used as necessary to achieve the physical properties required for each paper type. These may be used alone or in combination of two or more. Further, these can be mixed in advance with the paper additive of the present invention and added to the paper stock for use, and the method of mixing is not particularly limited.

填料としては、クレー、タルク、ホワイトカーボン、酸化チタン及び炭酸カルシウム等が挙げられ、これらは単独で用いても良く、二種以上を併用しても良い。 Examples of the filler include clay, talc, white carbon, titanium oxide, and calcium carbonate, and these may be used alone or in combination of two or more.

サイズ剤としては、ステアリン酸ナトリウムのような脂肪酸石鹸のサイズ剤、ロジン、強化ロジン及びロジンエステル系サイズ剤(以下、「ロジンサイズ剤」と称することがある)、アルケニル無水コハク酸の水性エマルション(以下、「ASAサイズ剤」と称することがある)、2-オキセタノンの水性エマルション(以下、「AKDサイズ剤」と称することがある)、パラフィンワックスの水性エマルション、カルボン酸と多価アミンとの反応により得られるカチオン性サイズ剤及び脂肪族オキシ酸と脂肪族アミン又は脂肪族アルコールとの反応物の水性エマルション、カチオン性スチレン系サイズ剤等が挙げられる。これらは単独で用いても良く、二種以上を併用しても良い。 Sizing agents include fatty acid soap sizing agents such as sodium stearate, rosin, reinforced rosin and rosin ester sizing agents (hereinafter sometimes referred to as "rosin sizing agents"), aqueous emulsions of alkenyl succinic anhydride ( (hereinafter sometimes referred to as "ASA sizing agent"), aqueous emulsion of 2-oxetanone (hereinafter sometimes referred to as "AKD sizing agent"), aqueous emulsion of paraffin wax, reaction between carboxylic acid and polyvalent amine Examples include cationic sizing agents obtained by, aqueous emulsions of reaction products of aliphatic oxyacids and aliphatic amines or aliphatic alcohols, and cationic styrene-based sizing agents. These may be used alone or in combination of two or more.

乾燥紙力向上剤としては、アニオン性ポリアクリルアミド、カチオン性ポリアクリルアミド、両性ポリアクリルアミド、カチオン化澱粉、及び両性澱粉等が挙げられ、これらは単独で用いてもよく、二種以上を併用しても良い。 Examples of the dry paper strength improver include anionic polyacrylamide, cationic polyacrylamide, amphoteric polyacrylamide, cationized starch, and amphoteric starch, which may be used alone or in combination of two or more. Also good.

湿潤紙力向上剤としては、ポリアミド・エピクロロヒドリン樹脂、ポリビニルアミン、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、及び尿素・ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられ、これらは単独で用いてもよく、アニオン性ポリアクリルアミドを併用しても良い。 Examples of wet paper strength improvers include polyamide/epichlorohydrin resin, polyvinylamine, melamine/formaldehyde resin, and urea/formaldehyde resin, which may be used alone or in combination with anionic polyacrylamide. It's okay.

歩留り向上剤としては、アニオン性、カチオン性、又は両性の高分子量ポリアクリルアミド、ポリビニルアミン、シリカゾルとカチオン化澱粉の併用、及びベントナイトとカチオン性高分子量ポリアクリルアミドの併用等が挙げられる。これらは単独で用いても良く、二種以上を併用しても良い。 Examples of the retention improver include anionic, cationic, or amphoteric high molecular weight polyacrylamide, polyvinylamine, a combination of silica sol and cationized starch, and a combination of bentonite and cationic high molecular weight polyacrylamide. These may be used alone or in combination of two or more.

濾水性向上剤としては、ポリエチレンイミン、カチオン性又は両性又はアニオン性ポリアクリルアミド、ポリビニルアミン等が挙げられる。これらは単独で用いても良く、二種以上を併用しても良い。 Examples of the drainage improver include polyethyleneimine, cationic, amphoteric, or anionic polyacrylamide, polyvinylamine, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

また、サイズプレス、ゲートロールコーター、ビルブレードコーター、カレンダーなどで、澱粉、ポリビニルアルコール及びアクリルアミド系ポリマー等の表面紙力向上剤、染料、コーティングカラー、表面サイズ剤、並びに防滑剤などを必要に応じて塗布しても良い。これらは単独で用いても良く、二種以上を併用しても良い。また、硫酸バンドは本発明の紙用添加剤を添加する前、添加した後、あるいは同時に添加して使用しても良い。 In addition, we use size presses, gate roll coaters, bill blade coaters, calendars, etc. to add surface paper strength improvers such as starch, polyvinyl alcohol, and acrylamide polymers, dyes, coating colors, surface sizing agents, and anti-slip agents as necessary. You can also apply it. These may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, the sulfuric acid band may be used before, after, or simultaneously with the addition of the paper additive of the present invention.

以下に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、以下における部及び%は特記しない限りすべて質量基準である。 EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited thereto. In addition, all parts and percentages below are based on mass unless otherwise specified.

(Aの合成)
合成例1
温度計、冷却管、撹拌機を有するセパラブルフラスコに、ポリアルキレンポリアミン(a-1)としてテトラエチレンペンタミン189.3g(1.0モル)、一価脂肪酸(a-2)としてステアリン酸さくら550.0g(日油製、ステアリン酸/パルミチン酸混合物、2.0モル、対アミン0.40当量)を添加し、170℃まで昇温し、生成する水を除去しながら、170℃で9時間反応させた。その後、130℃まで冷却し、水20g、尿素96.2g(1.6モル、対アミン0.32当量)を添加して生成するアンモニアを除去しながら140℃5時間反応させた。固形分100%の化合物(A)M-1を772g得た。
(Synthesis of A)
Synthesis example 1
In a separable flask equipped with a thermometer, a cooling tube, and a stirrer, 189.3 g (1.0 mol) of tetraethylenepentamine was added as polyalkylene polyamine (a-1), and Sakura stearic acid was added as monovalent fatty acid (a-2). 550.0 g (NOF, stearic acid/palmitic acid mixture, 2.0 mol, 0.40 equivalent to amine) was added, the temperature was raised to 170°C, and while removing the water produced, the mixture was heated to 90°C. Allowed time to react. Thereafter, the mixture was cooled to 130° C., and 20 g of water and 96.2 g (1.6 moles, 0.32 equivalents of amine) of urea were added, and the mixture was reacted at 140° C. for 5 hours while removing the generated ammonia. 772 g of compound (A) M-1 with a solid content of 100% was obtained.

合成例2~9
表1に記載のように一価脂肪酸(a-2)であるステアリン酸さくらの量、尿素類(a-3)である尿素の量を変えた以外は合成例1と同様にして合成し、化合物(A)であるM-2~M-9を得た。
Synthesis examples 2 to 9
Synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the amount of Sakura stearate, which is a monovalent fatty acid (a-2), and the amount of urea, which is a urea (a-3), were changed as shown in Table 1. Compounds (A) M-2 to M-9 were obtained.

比較合成例1
温度計、冷却管、撹拌機を有するセパラブルフラスコに、ポリアルキレンポリアミン(a-1)としてテトラエチレンペンタミン189.3g(1.0モル)、一価脂肪酸(a-2)としてステアリン酸さくら687.5g(日油製、ステアリン酸/パルミチン酸混合物、2.5モル、対アミン0.50当量)を添加し、170℃まで昇温し、生成する水を除去しながら170℃で9時間反応させ、尿素を反応させずに固形分100%の比較例用化合物(A)RM-1を831g得た。
Comparative synthesis example 1
In a separable flask equipped with a thermometer, a cooling tube, and a stirrer, 189.3 g (1.0 mol) of tetraethylenepentamine was added as polyalkylene polyamine (a-1), and Sakura stearic acid was added as monovalent fatty acid (a-2). Added 687.5 g (NOF, stearic acid/palmitic acid mixture, 2.5 mol, 0.50 equivalent to amine), heated to 170°C, and heated at 170°C for 9 hours while removing generated water. The reaction was carried out to obtain 831 g of Comparative Example Compound (A) RM-1 with a solid content of 100% without reacting urea.

Figure 0007413904000001
Figure 0007413904000001

(Bの合成)
合成例10
攪拌機、温度計および窒素ガス導入管を備えたフラスコに25℃撹拌下で窒素雰囲気下、イオン交換水210.2g、イソプロピルアルコール(IPA)322.1g、(b-1)アニオン性モノマーとしてイタコン酸(IA)10.8g(2モル%)およびスチレンスルホン酸ナトリウム(NaSS)8.5g(1モル%)、(b-2)疎水性モノマーとしてメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)48.8g(7モル%)、(b-3)アクリルアミドおよび/またはメタアクリルアミドとして50%アクリルアミド(AAm)水溶液523.0g(90モル%)、連鎖移動剤としてノルマルドデシルメルカプタン(NDM)8.4g(1.0モル%)およびメルカプトエタノール(MET)3.2g(1.0モル%)、pH調整剤として25%水酸化ナトリウム水溶液13.3gを仕込み、60℃に昇温した後開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル3.4gを添加して重合反応を開始し、75℃で5時間反応させた。次いでイソプロピルアルコールを留去し、冷却後イオン交換水を260.1g加え、室温まで冷却することにより、固形分が35%であるポリマー(B)P-1を得た。
(Synthesis of B)
Synthesis example 10
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube, 210.2 g of ion-exchanged water, 322.1 g of isopropyl alcohol (IPA), and (b-1) itaconic acid as an anionic monomer were added under a nitrogen atmosphere while stirring at 25°C. (IA) 10.8 g (2 mol%) and sodium styrene sulfonate (NaSS) 8.5 g (1 mol%), (b-2) cyclohexyl methacrylate (CHMA) 48.8 g (7 mol%) as a hydrophobic monomer. ), (b-3) 523.0 g (90 mol%) of 50% acrylamide (AAm) aqueous solution as acrylamide and/or methacrylamide, and 8.4 g (1.0 mol%) of normal dodecyl mercaptan (NDM) as a chain transfer agent. and 3.2 g (1.0 mol%) of mercaptoethanol (MET) and 13.3 g of a 25% aqueous sodium hydroxide solution as a pH adjuster, and after raising the temperature to 60°C, azobisisobutyronitrile 3 was added as an initiator. .4 g was added to start the polymerization reaction, and the reaction was carried out at 75°C for 5 hours. Next, isopropyl alcohol was distilled off, and after cooling, 260.1 g of ion-exchanged water was added, and the mixture was cooled to room temperature to obtain Polymer (B) P-1 with a solid content of 35%.

合成例11~23および比較合成例2~5
表2に記載のように(b-1)アニオン性モノマーの種類と量、(b-2)疎水性モノマーの種類と量、(b-3)アクリルアミドおよび/またはメタアクリルアミドであるアクリルアミド(AAm)の量、連鎖移動剤の種類と量および架橋剤の種類と量を変えた以外は合成例10と同様にして合成し、固形分が35%のポリマー(B)であるP-2~P-14およびRP-1~RP-4を得た。
Synthesis Examples 11 to 23 and Comparative Synthesis Examples 2 to 5
As listed in Table 2, (b-1) type and amount of anionic monomer, (b-2) type and amount of hydrophobic monomer, (b-3) acrylamide (AAm) which is acrylamide and/or methacrylamide. P-2 to P-, which are polymers (B) with a solid content of 35%, were synthesized in the same manner as Synthesis Example 10 except that the amount of , the type and amount of chain transfer agent, and the type and amount of crosslinking agent were changed. 14 and RP-1 to RP-4 were obtained.

Figure 0007413904000002

表2中の記号の説明
IA:イタコン酸
AA:アクリル酸
MAA:メタクリル酸
NaSS:スチレンスルホン酸ナトリウム
AMPS:2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸
SMAS:メタリルスルホン酸ナトリウム
MMA:メタクリル酸メチル
EA:アクリル酸エチル
BMA:メタクリル酸n-ブチル
IBMA:メタクリル酸i-ブチル
CHMA:メタクリル酸シクロヘキシル
EHA:アクリル酸2-エチルヘキシル
LMA:メタクリル酸ラウリル
SA:アクリル酸ステアリル
St:スチレン
AAm:アクリルアミド
MPAO:メルカプトプロピオン酸2-エチルヘキシル
NDM:n-ドデシルメルカプタン
MET:メルカプトエタノール
MSD:2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン
HEGDA:ヘキサエチレングリコールジアクリレート
Figure 0007413904000002

Explanation of symbols in Table 2 IA: Itaconic acid AA: Acrylic acid MAA: Methacrylic acid NaSS: Sodium styrene sulfonate AMPS: 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid SMAS: Sodium methallylsulfonate MMA: Methyl methacrylate EA : Ethyl acrylate BMA: n-butyl methacrylate IBMA: i-butyl methacrylate CHMA: cyclohexyl methacrylate EHA: 2-ethylhexyl acrylate LMA: lauryl methacrylate SA: stearyl acrylate St: styrene AAm: acrylamide MPAO: mercaptopropion 2-Ethylhexyl acid NDM: n-dodecylmercaptan MET: Mercaptoethanol MSD: 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene HEGDA: Hexaethylene glycol diacrylate

(紙用添加剤の製造)
製造例1
温度計、冷却管、撹拌機を有するセパラブルフラスコに、前記で得られた化合物(A)であるM-2を80.0g仕込み、撹拌下100℃まで昇温して加熱溶融した。溶融を確認後、ポリマー(B)であるP-1を57.1g(固形20.0g)、25%水酸化ナトリウム水溶液を1.6g添加し、次いで85℃のイオン交換水361.3gを滴下ロートで1時間かけて滴下して転相乳化を行った。滴下終了後冷却し、固形分が20%である紙用添加剤E-1を得た。
(Manufacture of paper additives)
Manufacturing example 1
A separable flask equipped with a thermometer, a cooling tube, and a stirrer was charged with 80.0 g of compound (A) M-2 obtained above, and heated to 100° C. with stirring to melt. After confirming melting, 57.1 g (solid 20.0 g) of P-1 (solid) and 1.6 g of 25% aqueous sodium hydroxide solution were added, and then 361.3 g of ion-exchanged water at 85°C was added dropwise. Phase inversion emulsification was performed by dropping the mixture using a funnel over a period of 1 hour. After the dropping was completed, the mixture was cooled to obtain paper additive E-1 having a solid content of 20%.

製造例2~17、19~22および比較製造例1~7
表3に記載のように化合物(A)の種類と量、ポリマー(B)の種類と量を変えた以外は製造例1と同様にして製造し、紙用添加剤であるE-2~E-17、E-19~E-22およびRE-1~RE-7を得た。
Production Examples 2 to 17, 19 to 22 and Comparative Production Examples 1 to 7
Paper additives E-2 to E were produced in the same manner as in Production Example 1, except that the type and amount of compound (A) and the type and amount of polymer (B) were changed as shown in Table 3. -17, E-19 to E-22 and RE-1 to RE-7 were obtained.

製造例18
温度計、冷却管、撹拌機を有するセパラブルフラスコに、前記で得られた化合物(A)であるM-5を85.0g仕込み、撹拌下100℃まで昇温して加熱溶融した。溶融を確認後、ポリマー(B)であるP-12を40.0g(固形14.0g)、界面活性剤としてニューコール2360(日本乳化剤製)を1.0g(固形分1.0g)、25%水酸化ナトリウム水溶液を1.6g添加し、次いで85℃のイオン交換水368.8gを滴下ロートで1時間かけて滴下して転相乳化を行った。滴下終了後、85℃のイオン交換水294.8gを添加して冷却し、固形分が20%である紙用添加剤E-18を得た。
Production example 18
In a separable flask equipped with a thermometer, a cooling tube, and a stirrer, 85.0 g of M-5, which is the compound (A) obtained above, was charged, and the temperature was raised to 100° C. while stirring to heat and melt. After confirming melting, add 40.0 g (solid 14.0 g) of P-12 as polymer (B), 1.0 g (solid content 1.0 g) of Nucor 2360 (manufactured by Nippon Nyukazai) as a surfactant, 25 % sodium hydroxide aqueous solution was added, and then 368.8 g of 85° C. ion-exchanged water was added dropwise using a dropping funnel over 1 hour to perform phase inversion emulsification. After the dropwise addition was completed, 294.8 g of ion-exchanged water at 85° C. was added and cooled to obtain paper additive E-18 with a solid content of 20%.

製造例1~22で得られた紙用添加剤E-1~E-22および比較製造例1~7で得られた比較例用の紙用添加剤RE-1~RE-7の固形分、粘度、pH、平均粒子径、製造時の異物の有無、沈降安定性評価結果を表3に示す。
粘度はブルックフィールド回転粘度計にて25℃で測定した値である。
平均粒子径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置マイクロトラックMT3300EXII(マイクロトラックベル製)で測定した、体積の累積度数が50%となる粒子径(D50)である。平均粒子径が小さいほど分散性が良好であることを示す。
製造時の異物の有無は、製造後の紙用添加剤を150メッシュのろ布で濾過した際の濾過残渣を異物としてその有無で判定し、×:濾過残渣有、○:濾過残渣無とした。異物が生じない方が本紙用添加剤の分散性が良好であることを示す。
沈降安定性は製造後の紙用添加剤3gを遠心分離装置により相対遠心加速度125Gで10分遠心分離処理した後、液面から1g、底部から1g採取して150℃20分における固形分(%)をそれぞれ測定し、底部の固形分(%)-液面の固形分(%)から計算した固形分差(%)を基に判定した。固形分差の数値が小さいほど沈降しにくく本紙用添加剤の貯蔵安定性が良好であることを示す。固形分差が3.0%未満である場合は○、3.0%以上である場合を×とした。
Solid content of paper additives E-1 to E-22 obtained in Production Examples 1 to 22 and comparative paper additives RE-1 to RE-7 obtained in Comparative Production Examples 1 to 7, Table 3 shows the viscosity, pH, average particle diameter, presence or absence of foreign substances during production, and sedimentation stability evaluation results.
The viscosity is a value measured at 25°C using a Brookfield rotational viscometer.
The average particle diameter is the particle diameter (D50) at which the cumulative frequency of volume is 50%, as measured by a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer Microtrac MT3300EXII (manufactured by Microtrac Bell). The smaller the average particle diameter, the better the dispersibility.
The presence or absence of foreign matter during production was determined by the presence or absence of the filtration residue when the paper additive after production was filtered through a 150 mesh filter cloth, and was defined as ×: filtration residue present, ○: filtration residue absent. . The absence of foreign matter indicates that the dispersibility of the paper additive is better.
Sedimentation stability was determined by centrifuging 3 g of the paper additive after manufacture at a relative centrifugal acceleration of 125 G for 10 minutes using a centrifugal separator, then collecting 1 g from the liquid surface and 1 g from the bottom, and determining the solid content (%) at 150°C for 20 minutes. ) was measured, and the determination was made based on the solid content difference (%) calculated from the solid content (%) at the bottom - the solid content (%) at the liquid surface. The smaller the value of the solid content difference, the less sedimentation occurs, indicating that the storage stability of the paper additive is better. When the solid content difference was less than 3.0%, it was rated as ○, and when it was 3.0% or more, it was rated as ×.

なお、比較例用の紙用添加剤RE-1、RE-3、RE-4、RE-6及びRE-7は製造時に分散不良による異物が多量に発生したため、固形分、粘度、pHの測定および沈降安定性試験を実施せず、比較例として評価していない。 In addition, the paper additives RE-1, RE-3, RE-4, RE-6, and RE-7 for comparative examples had a large amount of foreign matter due to poor dispersion during manufacturing, so the solid content, viscosity, and pH were measured. and sedimentation stability test was not conducted and was not evaluated as a comparative example.

Figure 0007413904000003
Figure 0007413904000003

(実施例1)
広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)をフリーネス400mlに叩解し、パルプ濃度2.5%のパルプスラリーを調製した。このパルプスラリーを攪拌しながら、パルプの固形分質量当たり、前記の紙用添加剤E-1を0.4固形分質量%、硫酸バンドを1.5固形分質量%、カチオン化澱粉を0.5固形分質量%、ロジンサイズ剤としてCC1401(星光PMC製)を0.5固形分質量%、軽質炭酸カルシウムを16固形分質量%となるように添加して紙料を調製した。この紙料を使用して、角型シートマシンにて抄紙して、坪量80g/m2の手すき紙を得た。得られた手すき紙を23℃、相対湿度50%の条件下に24時間調湿したあと、密度、サイズ度、比容積、比容積向上度、発泡性試験を以下の方法により測定し、算出した。比容積向上度の値は紙厚向上効果の指標になる値であり、その値が高い程、紙厚向上効果が高い。比容積向上度とサイズ度の結果を表4に示す。
(Example 1)
Hardwood bleached kraft pulp (LBKP) was beaten to a freeness of 400 ml to prepare a pulp slurry with a pulp concentration of 2.5%. While stirring this pulp slurry, 0.4% by mass of the paper additive E-1, 1.5% by mass of sulfuric acid, and 0.0% of cationized starch were added to the solid mass of the pulp. A paper stock was prepared by adding CC1401 (manufactured by Seiko PMC) as a rosin sizing agent to a solid content of 5% by mass, and adding light calcium carbonate to a solid content of 16% by mass. Using this stock, paper was made using a square sheet machine to obtain handmade paper with a basis weight of 80 g/m2. After conditioning the obtained handmade paper for 24 hours at 23°C and 50% relative humidity, the density, sizing, specific volume, specific volume improvement, and foamability test were measured and calculated using the following methods. . The value of the specific volume improvement degree is a value that is an index of the paper thickness improvement effect, and the higher the value, the higher the paper thickness improvement effect. Table 4 shows the results of specific volume improvement and size.

サイズ度…JISP8122紙のステキヒトサイズ度試験方法
密度…JISP8118紙及び板紙-厚さ及び密度の試験方法
比容積…密度の逆数
比容積向上度…「(比容積)/(紙用添加剤無添加の場合の比容積※)×100-100」
※表4、5、6において、それぞれ参考例1、2、3の比容積
発泡性試験…上記実施例1の抄紙前の紙料と同じ紙料をpH7.5の水道水でパルプ濃度0.25%に希釈し、円筒形の容器に入れた。円筒形容器内のパルプスラリーの一部をポンプで循環して1mの高さから容器中に落下させることを10分間継続して行い、10分後の液面全体に対する泡で覆われた液面面積の割合から、下記基準により判定を行った。
×:泡で覆われた液面面積が全体の50%以上であり、発泡しやすい。
△:泡で覆われた液面面積が全体の10%以上50%未満であり、やや発泡する。
○:泡で覆われた液面面積が全体の10%未満であり、発泡が抑制されている。
発泡性に関しては〇~△が実用レベルである。
Sizing... JISP8122 Steckigt Sizing Test Method for Paper Density... JISP8118 Paper and Paperboard - Test Method for Thickness and Density Specific Volume... Reciprocal of Density Specific Volume Improvement Rate... "(Specific Volume)/(No Additives for Paper) Specific volume in case of *) x 100-100"
*In Tables 4, 5, and 6, the specific volume foamability test for Reference Examples 1, 2, and 3, respectively...The same paper stock as the paper stock before papermaking in Example 1 was mixed with tap water at pH 7.5 to a pulp density of 0. It was diluted to 25% and placed in a cylindrical container. A part of the pulp slurry in a cylindrical container was circulated by a pump and dropped into the container from a height of 1 m for 10 minutes, and after 10 minutes, the liquid surface covered with bubbles was compared to the entire liquid surface. Judgment was made based on the area ratio based on the following criteria.
×: The liquid surface area covered with bubbles is 50% or more of the whole, and foaming is likely to occur.
Δ: The liquid surface area covered with bubbles is 10% or more and less than 50% of the whole, and there is some foaming.
○: The liquid surface area covered with bubbles is less than 10% of the whole, and foaming is suppressed.
Regarding the foamability, values of ○ to △ are at a practical level.

(実施例2~22、比較例1~2)
表4に記載のように紙用添加剤の種類を変えた以外は実施例1と同様にして得た手すき紙について比容積向上度とサイズ度を測定し、発泡性試験を実施した。結果を表4に示す。
(Examples 2-22, Comparative Examples 1-2)
The specific volume improvement and sizing of handmade paper obtained in the same manner as in Example 1 except that the type of paper additive was changed as shown in Table 4 was measured, and a foamability test was conducted. The results are shown in Table 4.

(参考例1)
実施例1において紙用添加剤を添加しない以外は実施例1と同様にして得た手すき紙について比容積向上度とサイズ度を測定し、発泡性試験を実施した。結果を表4に示す。
(Reference example 1)
A handmade paper obtained in the same manner as in Example 1 except that no paper additive was added in Example 1 was measured for specific volume improvement and sizing, and a foamability test was conducted. The results are shown in Table 4.

Figure 0007413904000004
Figure 0007413904000004

(実施例23)
広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)をフリーネス400mlに叩解し、パルプ濃度2.5%のパルプスラリーを調製した。このパルプスラリーを攪拌しながら、パルプの固形分質量当たり、前記の紙用添加剤E-1を0.4固形分質量%、硫酸バンドを0.5固形分質量%、カチオン化澱粉を0.5固形分質量%、AKDサイズ剤としてAD1614(星光PMC製)を0.08固形分質量%、軽質炭酸カルシウムを16固形分質量%となるように添加して紙料を調製した。この紙料を使用して、角型シートマシンにて抄紙して、坪量80g/mの手すき紙を得た。得られた手すき紙を23℃、相対湿度50%の条件下に24時間調湿したあと、密度、サイズ度、比容積、比容積向上度を実施例1と同様の方法により測定して算出し、発泡性試験を実施した。比容積向上度、サイズ度および発泡性試験の結果を表5に示す。
(Example 23)
Hardwood bleached kraft pulp (LBKP) was beaten to a freeness of 400 ml to prepare a pulp slurry with a pulp concentration of 2.5%. While stirring this pulp slurry, 0.4% by mass of the paper additive E-1, 0.5% by mass of sulfuric acid, and 0.5% by mass of cationized starch were added to the solid mass of the pulp. A paper stock was prepared by adding AD1614 (manufactured by Seiko PMC) as an AKD sizing agent to 0.08 solid mass %, and light calcium carbonate to 16 solid mass %. Using this stock, paper was made using a square sheet machine to obtain handmade paper with a basis weight of 80 g/m 2 . After conditioning the obtained handmade paper for 24 hours at 23°C and 50% relative humidity, the density, sizing, specific volume, and specific volume improvement were measured and calculated using the same method as in Example 1. , a foamability test was conducted. Table 5 shows the specific volume improvement, sizing, and foamability test results.

(実施例24~44、比較例3~4)
表5に記載のように紙用添加剤の種類を変えた以外は実施例23と同様にして得た手すき紙について比容積向上度とサイズ度を測定し、発泡性試験を実施した。結果を表5に示す。
(Examples 24-44, Comparative Examples 3-4)
The specific volume improvement and sizing of handmade paper obtained in the same manner as in Example 23 except that the type of paper additive was changed as shown in Table 5 was measured, and a foamability test was conducted. The results are shown in Table 5.

(参考例2)
実施例23において紙用添加剤を添加しない以外は実施例23と同様にして得た手すき紙について比容積向上度とサイズ度を測定し、発泡性試験を実施した。結果を表5に示す。
(Reference example 2)
A handmade paper obtained in the same manner as in Example 23 except that no paper additive was added was measured for specific volume improvement and sizing, and a foamability test was conducted. The results are shown in Table 5.

Figure 0007413904000005
Figure 0007413904000005

(実施例45)
広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)をフリーネス400mlに叩解し、パルプ濃度2.5%のパルプスラリーを調製した。このパルプスラリーを攪拌しながら、パルプの固形分質量当たり、前記の紙用添加剤E-1を0.4固形分質量%、硫酸バンドを0.5固形分質量%、カチオン化澱粉を0.5固形分質量%、ASAサイズ剤としてカチオン化澱粉糊液により乳化したAS1530(星光PMC製)を0.1固形分質量%、軽質炭酸カルシウムを16固形分質量%となるように添加して紙料を調製した。この紙料を使用して、角型シートマシンにて抄紙して、坪量80g/mの手すき紙を得た。得られた手すき紙を23℃、相対湿度50%の条件下に24時間調湿したあと、密度、サイズ度、比容積、比容積向上度を実施例1と同様の方法により測定し、発泡性試験を実施した。比容積向上度、サイズ度および発泡性試験の結果を表6に示す。
(Example 45)
Hardwood bleached kraft pulp (LBKP) was beaten to a freeness of 400 ml to prepare a pulp slurry with a pulp concentration of 2.5%. While stirring this pulp slurry, 0.4% by mass of the paper additive E-1, 0.5% by mass of sulfuric acid, and 0.5% by mass of cationized starch were added to the solid mass of the pulp. Paper was prepared by adding AS1530 (manufactured by Seiko PMC) emulsified with a cationized starch paste liquid as an ASA sizing agent to a solid content of 0.1% by mass, and light calcium carbonate to a solid content of 16% by mass. A sample was prepared. Using this stock, paper was made using a square sheet machine to obtain handmade paper with a basis weight of 80 g/m 2 . After conditioning the obtained handmade paper for 24 hours at 23°C and 50% relative humidity, the density, sizing, specific volume, and specific volume improvement were measured in the same manner as in Example 1, and the foamability was determined. A test was conducted. Table 6 shows the specific volume improvement, sizing, and foamability test results.

(実施例46~66、比較例5~6)
表6に記載のように紙用添加剤の種類を変えた以外は実施例45と同様にして得た手すき紙について比容積向上度とサイズ度を測定し、発泡性試験を実施した。結果を表6に示す。
(Examples 46-66, Comparative Examples 5-6)
The specific volume improvement and sizing were measured for handmade paper obtained in the same manner as in Example 45, except that the type of paper additive was changed as shown in Table 6, and a foamability test was conducted. The results are shown in Table 6.

(参考例3)
実施例45において紙用添加剤を添加しない以外は実施例45と同様にして得た手すき紙について比容積向上度とサイズ度を測定し、発泡性試験を実施した。結果を表6に示す。
(Reference example 3)
A handmade paper obtained in the same manner as in Example 45 except that no paper additive was added was measured for specific volume improvement and sizing, and a foamability test was conducted. The results are shown in Table 6.

Figure 0007413904000006
Figure 0007413904000006

製造例1~22と比較製造例1の対比から、化合物(A):ポリマー(B)=99~70:1~30の範囲よりポリマー(B)が少量になると、化合物(A)が水中で十分に分散安定化されず、紙用添加剤製造時に凝集物が多量に生成することが確認できる。 Comparison of Production Examples 1 to 22 and Comparative Production Example 1 shows that when the amount of polymer (B) is smaller than the range of compound (A):polymer (B) = 99 to 70:1 to 30, compound (A) becomes less effective in water. It can be confirmed that the dispersion was not sufficiently stabilized and a large amount of aggregates were generated during the production of the paper additive.

製造例1~22と比較製造例2、実施例1~22と比較例1、実施例23~44と比較例3、実施例45~66と比較例5のそれぞれの対比から、化合物(A):ポリマー(B)=99~70:1~30の範囲よりポリマー(B)が多量になると、乳化分散で余剰となったポリマー(B)が紙用分散剤の沈降安定性を悪化させ、抄紙系内の発泡を引き起こすことが確認できる。 From the comparison between Production Examples 1 to 22 and Comparative Production Example 2, Examples 1 to 22 and Comparative Example 1, Examples 23 to 44 and Comparative Example 3, and Examples 45 to 66 and Comparative Example 5, Compound (A) : Polymer (B) = 99 to 70: When the amount of Polymer (B) is larger than the range of 1 to 30, the excess Polymer (B) from emulsification dispersion deteriorates the sedimentation stability of the paper dispersant, and the paper making process deteriorates. It can be confirmed that foaming occurs within the system.

製造例1~22と比較製造例3の対比から、化合物(A)において尿素類(a-3)を使用しなかった場合、紙用添加剤製造時に凝集物が多量に生成することが確認できる。 From the comparison between Production Examples 1 to 22 and Comparative Production Example 3, it can be confirmed that when urea (a-3) is not used in compound (A), a large amount of aggregates are generated during the production of paper additives. .

製造例1~22と比較製造例4の対比から、ポリマー(B)において(b-1)アニオン性モノマーが3~20モル%の範囲より少量である場合、ポリマー(B)のアニオン性が不足することにより化合物(A)が水中で十分に分散安定化されず、紙用添加剤製造時に凝集物が多量に生成することが確認できる。 From the comparison between Production Examples 1 to 22 and Comparative Production Example 4, when the anionic monomer (b-1) in the polymer (B) is smaller than the range of 3 to 20 mol%, the anionicity of the polymer (B) is insufficient. As a result, it can be confirmed that compound (A) is not sufficiently dispersed and stabilized in water, and a large amount of aggregates are produced during the production of paper additives.

製造例1~22と比較製造例5、実施例1~22と比較例2、実施例23~44と比較例4、実施例45~66と比較例6のそれぞれの対比から、ポリマー(B)において(b-1)アニオン性モノマーが3~20モル%の範囲より多量である場合、ポリマー(B)のアニオン性が過剰となることにより紙用添加剤の沈降安定性を悪化させ、十分な紙厚向上効果が得られず、また発泡が増加することがわかる。 From the comparison between Production Examples 1 to 22 and Comparative Production Example 5, Examples 1 to 22 and Comparative Example 2, Examples 23 to 44 and Comparative Example 4, and Examples 45 to 66 and Comparative Example 6, polymer (B) In (b-1), if the amount of the anionic monomer is larger than the range of 3 to 20 mol%, the anionic property of the polymer (B) becomes excessive, which deteriorates the sedimentation stability of the paper additive, and It can be seen that the effect of improving paper thickness cannot be obtained and foaming increases.

製造例1~22と比較製造例6から、ポリマー(B)において(b-2)疎水性モノマーが5~15モル%の範囲より少量である場合、ポリマー(B)の疎水性が不足することにより紙用添加剤製造時に凝集物が多量に生成することが確認できる。 From Production Examples 1 to 22 and Comparative Production Example 6, it is clear that when the amount of hydrophobic monomer (b-2) in the polymer (B) is less than 5 to 15 mol%, the hydrophobicity of the polymer (B) is insufficient. It can be confirmed that a large amount of aggregates are produced during the production of paper additives.

製造例1~22と比較製造例7から、ポリマー(B)において(b-1)アニオン性モノマーが3~20モル%の範囲より多量であり、(b-2)疎水性モノマーが5~15モル%の範囲より多量である場合、紙用添加剤製造時に凝集物が多量に生成することが確認できる。 From Production Examples 1 to 22 and Comparative Production Example 7, in polymer (B), (b-1) the anionic monomer is in a larger amount than the range of 3 to 20 mol%, and (b-2) the hydrophobic monomer is in the range of 5 to 15% by mole. If the amount exceeds the mol% range, it can be confirmed that a large amount of aggregates are produced during the production of paper additives.

Claims (5)

下記化合物(A)と下記(メタ)アクリルアミド系ポリマー(B)とを含み、化合物(A)と(メタ)アクリルアミド系ポリマー(B)の質量比が、(A):(B)=99~70:1~30であることを特徴とする紙用添加剤。
化合物(A):
1分子内に3~5個のアミノ基を有するポリアルキレンポリアミン(a-1)と、炭素数8~22の一価脂肪酸(a-2)と、尿素類(a-3)との反応物
(メタ)アクリルアミド系ポリマー(B):
(b-1)アニオン性モノマーと、(b-2)疎水性モノマーと、(b-3)(メタ)アクリルアミドとを、(b-1):(b-2):(b-3)=3~20:5~15:65~92(モル%)の割合で含むモノマーの重合物
It contains the following compound (A) and the following (meth)acrylamide-based polymer (B), and the mass ratio of the compound (A) and the (meth)acrylamide-based polymer (B) is (A):(B) = 99 to 70. A paper additive characterized in that: :1 to 30.
Compound (A):
Reaction product of polyalkylene polyamine (a-1) having 3 to 5 amino groups in one molecule, monovalent fatty acid (a-2) with 8 to 22 carbon atoms, and urea (a-3) (Meth)acrylamide polymer (B):
(b-1) anionic monomer, (b-2) hydrophobic monomer, and (b-3) (meth)acrylamide, (b-1):(b-2):(b-3)= Polymer of monomers containing in a ratio of 3 to 20:5 to 15:65 to 92 (mol%)
(b-2)疎水性モノマーが、炭素数1~20のアルキル基またはシクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルであることを特徴とする請求項1に記載の紙用添加剤。 (b-2) The paper additive according to claim 1, wherein the hydrophobic monomer is an alkyl (meth)acrylate having an alkyl group or a cycloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms. (b-1)アニオン性モノマーが、カルボキシル基を有するモノマー、スルホン酸基を有するモノマー、およびこれらの塩から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の紙用添加剤。 (b-1) The paper additive according to claim 1, wherein the anionic monomer is at least one selected from a monomer having a carboxyl group, a monomer having a sulfonic acid group, and a salt thereof. . 紙厚向上剤であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の紙用添加剤。 The paper additive according to any one of claims 1 to 3, which is a paper thickness improver. 請求項1~4いずれか1項に記載の紙用添加剤を含有することを特徴とする紙。 A paper characterized by containing the paper additive according to any one of claims 1 to 4.
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