JPH08188982A - Additive for papeermaking - Google Patents

Additive for papeermaking

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JPH08188982A
JPH08188982A JP6339769A JP33976994A JPH08188982A JP H08188982 A JPH08188982 A JP H08188982A JP 6339769 A JP6339769 A JP 6339769A JP 33976994 A JP33976994 A JP 33976994A JP H08188982 A JPH08188982 A JP H08188982A
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JP
Japan
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aluminum
polymer
additive
papermaking
amphoteric polyacrylamide
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Application number
JP6339769A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiharu Kimura
吉晴 木村
Nobuo Konishi
進夫 小西
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Harima Chemical Inc
Original Assignee
Harima Chemical Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To obtain a new additive for papermaking, having high aluminum ion addition effect with a small amount, exhibiting paper strength enhancing effect in neutral paper making using a small amount of a aluminum sulfate. CONSTITUTION: This additive for neutral papermaking comprises an ampholytic polyacrylamide based polymer containing both a cationic group and an anionic group obtained by bonding aluminum ion. The viscosity of the ampholytic polyacrylamide-based polymer is preferably 500-15,000cps in a 15% aqueous solution. An aluminum compound to supply an aluminum ion in an aqueous solution is added and mixed during polymerization of the ampholytic polyacrylamide-based polymer or after the polymerization.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は製紙用添加剤、より詳し
くは、バンド使用量の少ない抄造系に添加し、より効率
的に薬品効果を発揮しえるアルミニウムイオンを電荷的
に結合したアクリルアミド系共重合体を主成分とする製
紙用添加剤に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a papermaking additive, and more specifically, an acrylamide system in which aluminum ions are electrically bonded so as to more effectively exert a chemical effect by being added to a papermaking system having a small band usage. The present invention relates to a papermaking additive containing a copolymer as a main component.

【0002】[0002]

【従来の技術とその問題点】近年、製紙業界においては
原料事情から古紙に対する依存度が高くなり、一方では
環境保全の社会的要請から用排水をクローズ処理する傾
向にある。このような状況下で紙の紙力は低下する傾向
にあり、紙力の低下を抑えて紙の品質を保つために、各
種の製紙用添加剤は不可欠なものとなっている。現在、
紙力増強剤としてはアクリルアミド系ポリマー(PA
M)が主流であるり、これまで組成面,ポリマーの構造
面での種々の改良がなされてきた。組成面では、アニオ
ンタイプ,カチオンタイプ,両性タイプに分類される。
この種PAMへのイオン基の導入方法には、各種イオン
性モノマーをアクリルアミドと共重合して得られる共重
合タイプと、PAMのホフマン分解物やマンニッヒ変性
物により得られる変性タイプがある。その中から、pH
やバンド使用量などの各抄紙条件に合ったイオン組成を
有する品種が選ばれ、適用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, the papermaking industry has become more and more dependent on waste paper due to the circumstances of raw materials, and on the other hand, there is a tendency for wastewater to be treated closed due to social demands for environmental protection. Under such circumstances, the paper strength of paper tends to decrease, and various papermaking additives are indispensable for suppressing the decrease in paper strength and maintaining the quality of paper. Current,
Acrylamide-based polymer (PA
M) is the mainstream, and various improvements have been made so far in terms of composition and polymer structure. In terms of composition, they are classified into anion type, cation type, and amphoteric type.
Methods of introducing ionic groups into this type of PAM include a copolymerization type obtained by copolymerizing various ionic monomers with acrylamide and a modified type obtained by a Hoffmann degradation product or Mannich modified product of PAM. From that, pH
A variety of products with an ionic composition that matches each papermaking condition, such as the amount of paper and the amount of band used, is selected and applied.

【0003】しかし、最近増えつつある中性抄造系では
填料の関係から使用されるバンド量は低いレベルであ
り、バンドはポリマーと別々に添加されている。また、
その様なpHの高い使用条件ではアルミニウムイオンは
形態変化を起こし、カチオン性が低下(不活性化)して
バンドを介したイオン的な相互作用が十分働かず、一般
的に添加薬品の効果は酸性系に比べ低いレベルにある。
However, the amount of bands used in neutral papermaking systems, which has been increasing recently, is low due to the filler, and the bands are added separately from the polymer. Also,
Under such conditions of high pH use, the aluminum ion undergoes a morphological change, its cationicity decreases (inactivates), and the ionic interaction through the band does not work sufficiently. It is at a lower level than acidic systems.

【0004】このような欠点を補うために、イオン的な
改善に加え、ポリマーの分子構造的な改良も進み、PA
Mの高分子量化や架橋化が行われ、イオン的な吸着以外
の機構の働きにより、ポリマーの歩留りや紙力効果の向
上と効果の安定化が達成されてきた(特開平 2-61197
号, 同4-18190,同 3-227482,同 3-227483 ,同5-2709
2,同5-287693,同5-140893,同6-41898 号参照)。
In order to make up for such drawbacks, in addition to ionic improvement, the molecular structure of the polymer has been improved, and PA has been improved.
Due to the high molecular weight and cross-linking of M, the mechanism other than ionic adsorption works to improve the polymer yield and paper strength effect and stabilize the effect (JP-A-2-61197).
Issue, Ibid. 4-18190, Id. 3-227482, Id. 3-227483, Id. 5-2709
2, ibid 5-287693, ibid 5-140893, ibid 6-41898).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法で目標とする物性を有する製品を得るためには、特殊
な薬品の使用によるコストアップは避けられず、あるい
は重合条件のコントロールが複雑で変動を生ずるなどの
問題がある。加えて、上述した様な製紙環境の悪化が進
展しつつある。
However, in order to obtain a product having the target physical properties by the above method, an increase in cost due to the use of special chemicals is unavoidable, or the control of the polymerization conditions is complicated, and fluctuations occur. There are problems such as occurrence. In addition, the deterioration of the papermaking environment as described above is progressing.

【0006】そこで、かかるバンド使用量の少ない中性
抄造条件下で、アルミニウムイオンの形態変化を起こす
ことなく、添加することができるように鋭意検討を行っ
た結果、アルミニウムイオンはアニオン性PAMと混合
すると、増粘が大きく、ゲル化して抄造用添加剤として
使用できないが、両性PAMと混合すると、アルミニウ
ムイオンとアニオン性との間でイオン的な架橋が進み、
ある程度ポリマーは増粘するが、カチオン基の存在によ
りゲル化が抑制され、抄造用添加剤として使用できるこ
とを見出した。しかも両性PAMおよびアルミニウムイ
オンとしての紙力増強機能が低下しないことを発見し
た。
[0006] Therefore, as a result of intensive studies so that the aluminum ion can be added without changing the morphology of the aluminum ion under the neutral papermaking condition in which the band is used in a small amount, the aluminum ion is mixed with the anionic PAM. Then, thickening is large and it cannot be used as an additive for papermaking due to gelation, but when mixed with amphoteric PAM, ionic crosslinking between aluminum ion and anionic property proceeds,
It was found that the polymer thickens to some extent, but gelation is suppressed by the presence of cationic groups, and the polymer can be used as an additive for papermaking. Moreover, it was discovered that the function of strengthening paper strength as amphoteric PAM and aluminum ions does not deteriorate.

【0007】したがって、本発明は、硫酸バンドの使用
量の少ない中性抄造において、少量でアルミニウムイオ
ン添加効果が大きく、紙力増強効果を発揮する新規な製
紙用添加剤を提供することを目的とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a novel papermaking additive which has a large effect of adding aluminum ions and exhibits a paper strength-enhancing effect in a small amount of neutral papermaking using a small amount of sulfuric acid band. To do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明はアルミニウムイ
オンを結合させてなる、カチオン性基とアニオン性基を
有する両性ポリアクリルアミド系ポリマーを主成分とす
る中性抄造用添加剤にある。
The present invention resides in an additive for neutral papermaking, which comprises an amphoteric polyacrylamide polymer having a cationic group and an anionic group as a main component, to which aluminum ions are bound.

【0009】本発明において共重合タイプのポリアクリ
ルアミド系ポリマーを得るために用いるアクリルアミド
類としては、例えばアクリルアミド,メタアクリルアミ
ドのほかにN−メチルアクリルアミド,N−エチルアク
リルアミド,N,N−ジメチルアクリルアミド,N−イ
ソプロピルアクリルアミド,ダイアセトンアクリルアミ
ド等の水容性であるN置換低級アルキルアクリルアミド
等が挙げられ、これらを1種叉は2種以上併用すること
ができる。
Examples of acrylamides used to obtain the copolymerization type polyacrylamide polymer in the present invention include acrylamide and methacrylamide, as well as N-methyl acrylamide, N-ethyl acrylamide, N, N-dimethyl acrylamide and N. Examples include water-soluble N-substituted lower alkyl acrylamides such as isopropyl acrylamide and diacetone acrylamide, and these may be used alone or in combination of two or more.

【0010】アクリルアミド類と共重合するモノマーと
して、アニオンおよびカチオンを有するイオン性モノマ
ーのほかにノニオン性モノマーも適用できる。アニオン
性モノマーとしては、例えばアクリル酸,メタクリル
酸,クロトン酸等のモノカルボン酸,マレイン酸,フマ
ル酸,イタコン酸,シトラコン酸,ムコン酸等のジカル
ボン酸およびそれらの塩類があげられる。その他、ビニ
ルスルホン酸,スチレンスルホン酸,2−アクリルアミ
ド−2−メチルプロパンスルホン酸等の有機スルホン酸
およびそれらの塩類を使用する事も可能であるが、アル
ミ化合物との相互作用の強いカルボン酸系モノマーとの
併用使用が好ましい。
As the monomer to be copolymerized with acrylamides, nonionic monomers as well as ionic monomers having anions and cations can be applied. Examples of the anionic monomer include monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid and crotonic acid, dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid and muconic acid, and salts thereof. In addition, organic sulfonic acids such as vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, and salts thereof can be used, but a carboxylic acid system having a strong interaction with an aluminum compound. It is preferably used in combination with a monomer.

【0011】カチオン性モノマーとしては、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,ジメチルアミノプロピ
ル(メタ)アクリルアミド,ジエチルアミノプロピル
(メタ)アクリルアミド,アリルアミン,ジアリルアミ
ン等の3級アミン系モノマーまたは塩酸,硫酸,酢酸な
どの無機酸もしくは有機酸の塩類、または3級アミン系
モノマーを塩化メチル,塩化ベンジル,ジメチル硫酸,
エピクロルヒドリン等との反応で4級化したアンモニウ
ム塩系のモノマーなどをあげることができる。これらの
イオン性モノマーは1種を単独でまたは2種以上を使用
できる。
Examples of the cationic monomer include tertiary amine monomers such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, diethylaminopropyl (meth) acrylamide, allylamine and diallylamine. Alternatively, salts of inorganic or organic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, etc., or tertiary amine type monomers with methyl chloride, benzyl chloride, dimethyl sulfate,
Examples thereof include ammonium salt-based monomers which are quaternized by a reaction with epichlorohydrin and the like. These ionic monomers may be used alone or in combination of two or more.

【0012】ノニオン性モノマーは重合物の水溶性を阻
害しない程度で使用する事が可能で、例えば(メタ)ア
クリルニトリル,スチレン,酢酸ビニル等があげられ
る。
The nonionic monomer can be used in an amount that does not impair the water solubility of the polymer, and examples thereof include (meth) acrylonitrile, styrene and vinyl acetate.

【0013】本発明によるコーポリマーの重合には少量
の架橋剤を使用することも可能である。架橋剤として
は、例えばメチレンビス(メタ)アクリルアミド,エチ
レンビス(メタ)アクリルアミド,ビス(メタ)アクリ
ルアミド−メチロールエチレン尿素縮合体,ビス(メ
タ)アクリルアミド−メチロール尿素等のビス(メタ)
アクリルアミド類やエチレングリコールジ(メタ)アク
リレート,ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト等のジ(メタ)アクリレート類、アジピン酸ジビニ
ル,セバシン酸ジビニル等のジビニルエステル類、N,
N−ジアリルアクリルアミド,1,2,3−トリアクロ
イルヘキサヒドロ−S−トリアジン,トリアリルイソシ
アヌレート等のトリビニルモノマー系架橋剤をあげるこ
とができる。これらの架橋剤の添加量は0.005〜1
モル%で、好ましくは0.01〜0.2モル%が最適で
ある。
It is also possible to use small amounts of crosslinkers in the polymerization of the copolymers according to the invention. Examples of the cross-linking agent include bis (meth) bis (meta) acrylamide such as methylenebis (meth) acrylamide, ethylenebis (meth) acrylamide, bis (meth) acrylamide-methylolethyleneurea condensate, and bis (meth) acrylamide-methylolurea.
Di (meth) acrylates such as acrylamides, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, divinyl adipate, divinyl sebacate, etc., N,
Examples thereof include trivinyl monomer-based crosslinking agents such as N-diallyl acrylamide, 1,2,3-triacroylhexahydro-S-triazine and triallyl isocyanurate. The addition amount of these crosslinking agents is 0.005-1
Optimally, it is 0.01 to 0.2 mol% in terms of mol%.

【0014】本発明による両性ポリアクリルアミド系コ
ーポリマーの重合方法は、従来公知の各種方法により行
うことができる。例えば、所定の反応容器に上記各種モ
ノマーおよび水を仕込み、過硫酸カリウム,過硫酸アン
モニウム等の過硫酸塩、またはこれらと亜硫酸水素ナト
リウムのごとき還元剤とを組み合わせたレドックス系重
合開始剤等の通常のラジカル重合開始剤またはアゾ系重
合開始剤を加え、又必要に応じてイソプロピルアルコー
ル、アリルアルコール等の連鎖移動剤を適宜使用し、攪
拌下、加熱することにより、目的とするポリマーを得る
ことができる。
The method for polymerizing the amphoteric polyacrylamide copolymer according to the present invention can be carried out by various conventionally known methods. For example, the above-mentioned various monomers and water are charged into a predetermined reaction vessel, and a persulfate such as potassium persulfate or ammonium persulfate, or a usual redox-based polymerization initiator such as a combination thereof with a reducing agent such as sodium bisulfite is used. A desired polymer can be obtained by adding a radical polymerization initiator or an azo-based polymerization initiator, and optionally using a chain transfer agent such as isopropyl alcohol or allyl alcohol as appropriate and heating with stirring. .

【0015】得られる両性ポリアクリルアミド系ポリマ
ーは15%水溶液で、25℃においてブルックフィール
ド粘度計により測定された粘度として100〜20,0
00cps であるが、通常は500〜10000cps のも
のを使用する。また、本発明で使用される両性ポリアク
リルアミド系ポリマーは1種叉は2種以上の異なる組成
の共重合体の混合物であっても構わない。
The resulting amphoteric polyacrylamide polymer is a 15% aqueous solution and has a viscosity of 100 to 20,0 as measured by a Brookfield viscometer at 25 ° C.
Although it is 00 cps, normally 500 to 10,000 cps is used. Further, the amphoteric polyacrylamide polymer used in the present invention may be a mixture of one kind or two or more kinds of copolymers having different compositions.

【0016】本発明に使用できるアルミニウム化合物と
しては、水溶性で、アルミニウムイオン、アルミニウム
アクア錯体イオンなどを形成するものであれば、いずれ
も使用可能である。アルミニウム化合物としては、例え
ばポリ塩化アルミニウム,アルミナゾル,ポリ硫酸アル
ミニウム,ポリ硫酸ケイ酸アルミニウム,塩化アルミニ
ウム,硫酸アルミニウム、ミョウバン等が挙げられる。
これらのアルミニウム化合物は単独叉は2種以上併用し
て用いる事も可能である。特に、硫酸アルミニウムが取
扱及びコスト的に見て好ましい。
Any aluminum compound can be used in the present invention as long as it is water-soluble and forms aluminum ions, aluminum aqua complex ions and the like. Examples of the aluminum compound include polyaluminum chloride, alumina sol, polyaluminum sulfate, polysulfate aluminum silicate, aluminum chloride, aluminum sulfate, alum and the like.
These aluminum compounds may be used alone or in combination of two or more. In particular, aluminum sulfate is preferable in terms of handling and cost.

【0017】アルミ化合物の上記両性PAMに対する添
加時期としては、重合前のモノマーまたは重合中及び終
了時の重合体等が可能であるが、製品の粘度コントロー
ルの容易さから考えて重合終了後の添加が最良である。
したがって、本発明は、アルミニウムイオンを結合させ
てなるカチオン性基とアニオン性基を有する両性ポリア
クリルアミド系ポリマーの重合中または重合終了後水溶
液中でアルミニウムイオンを供給するアルミニウム化合
物を添加混合することを特徴とする中性抄造用添加剤の
製造方法を提供するものでもある。
The aluminum compound may be added to the above amphoteric PAM at the time before the polymerization or the polymer during and after the polymerization, but it is added after the polymerization for the sake of easy control of the viscosity of the product. Is the best.
Therefore, the present invention is to add and mix an aluminum compound that supplies aluminum ions in an aqueous solution during or after the polymerization of an amphoteric polyacrylamide polymer having a cationic group and an anionic group formed by binding aluminum ions. It also provides a method for producing a characteristic neutral papermaking additive.

【0018】アルミ化合物の必要量以上の混合は、増粘
が大きくなりポリマーとの組合せによってはゲル化する
恐れや、ポリマー有効成分の減少による効果の低下現象
が起こるため、必要最低限量の添加が好ましい。アルミ
化合物の添加量はポリマーの組成,濃度及びアルミ化合
物の種類により異なるが、一般的にはポリマー固形分に
対してAlイオンとして0.05〜7モル%の範囲であ
り、好ましく0.1〜4モル%である。
If the aluminum compound is mixed in an amount greater than the required amount, the viscosity increases and gelation may occur depending on the combination with the polymer, or the effect may decrease due to a decrease in the effective components of the polymer. preferable. The addition amount of the aluminum compound varies depending on the composition of the polymer, the concentration and the kind of the aluminum compound, but is generally in the range of 0.05 to 7 mol% as Al ions relative to the polymer solid content, preferably 0.1 to It is 4 mol%.

【0019】アルミ化合物の添加によりポリマーは増粘
するため、部分的にゲル化が進まない様に希釈し攪拌し
ながら徐々に滴下して混合する。アルミニウムイオンが
結合した両性PAM最終製品の15%ポリマー水溶液の
粘度は、25℃においてグルックフィールド粘度計によ
る測定された粘度として300〜30,000cps であ
るが、通常は500〜15,000cps の範囲にあるこ
とが好ましい。
Since the polymer is thickened by the addition of the aluminum compound, the polymer is diluted so that the gelation does not proceed partially, and the mixture is gradually added dropwise while stirring. The viscosity of the 15% aqueous polymer solution of the final product of the amphoteric PAM to which aluminum ions are bound is 300 to 30,000 cps as measured by Gluckfield viscometer at 25 ° C., but is usually in the range of 500 to 15,000 cps. Preferably there is.

【0020】本発明により得られるポリマーは、従来バ
ンド使用量が少なく十分な薬品効果が得られなかった抄
紙条件でより高い効果が発揮される。例えば、パルプス
ラリーに添加されるバンド量では0%〜2%の範囲であ
る抄紙条件で有効であり、より好ましくはバンド量0%
〜1%でpH的には7.5〜5.3の範囲である。した
がって、本発明は、中性抄造条件下でアルミニウムイオ
ンを結合させてなるカチオン性基とアニオン性基を有す
る両性ポリアクリルアミド系ポリマーを主成分とする中
性抄造用添加剤を添加して抄造する抄造方法を提供しよ
うとするものである。
The polymer obtained by the present invention exerts a higher effect under the papermaking conditions where the amount of band used is small and the sufficient chemical effect cannot be obtained conventionally. For example, the amount of band added to the pulp slurry is effective under papermaking conditions in the range of 0% to 2%, and more preferably the amount of band is 0%.
The pH is in the range of 7.5 to 5.3 at 1%. Therefore, in the present invention, papermaking is carried out by adding an additive for neutral papermaking whose main component is an amphoteric polyacrylamide polymer having a cationic group and an anionic group obtained by binding aluminum ions under neutral papermaking conditions. It is intended to provide a papermaking method.

【0021】[0021]

【作用】いずれの両性PAMもアルミ化合物の混合によ
り増粘することから、添加したアルミニウム化合物から
形成されるアルミニウムイオンがアクア錯体イオン〔Al
(H2O)6]3+ などの形で、両性PAMのアニオン性解離基
のイオンと電荷的に相互に曳きつけ合う牽引効果によっ
てイオン的な結合または架橋が進行していると推測され
る。この結合または架橋構造が重合体の広がりや分子量
の変化をもたらし、構造的な因子が改善されたためと思
われる。また、アルミ化合物の一部は高いpH条件でも
活性なアルミニウムイオン的な性質を残してポリマー中
に存在するため、バンドと類似したイオン的効果も有効
に働き、少ないバンド使用条件で優れた効果を発揮する
ものと思われる。
[Function] Since any amphoteric PAM is thickened by mixing the aluminum compound, the aluminum ion formed from the added aluminum compound is aqua complex ion [Al.
It is speculated that ionic bond or cross-linking is progressing due to the traction effect that charges the ions of the anionic dissociative group of amphoteric PAM mutually in the form of (H 2 O) 6 ] 3+ and the like. . It is considered that this bonding or cross-linking structure caused the spread of the polymer and the change of the molecular weight, and the structural factor was improved. In addition, since some of the aluminum compounds remain in the polymer with aluminum-like properties that remain active even under high pH conditions, ionic effects similar to those of the bands also work effectively, and excellent effects are achieved even under low band usage conditions. It seems to work.

【0022】[0022]

【発明の効果】したがって、本発明によれば、従来使用
されてきた硫酸バンドと抄造時のアルミニウムイオンの
活性化形態を異にしており、実施例で得られた両性PA
Mで抄造した紙の比破裂強度は、アルミニウム錯イオン
を結合させない比較例のポリマーSのそれに比べ、平均
9%強増加していることが認められる。それに対しアル
ミニウム錯イオンを形成する同種のアルミニウム化合物
を抄造時に添加した場合(別添加という)の強度は比較
例ポリマーSのものと大きな差異が見られず、本発明の
効果に遠く及ばない。即ち、単にアルミ化合物を別添加
することによっては本発明の効果を奏することはできな
い。したがって、従来、アルミニウムイオンの薬品添加
効果が得られ難かった低バンドの抄紙条件で、両性PA
M、アルミニウムイオン双方の添加効果が従来の薬品に
比べ効率良く薬品効果が発揮されることになる。
Therefore, according to the present invention, the conventionally used sulfuric acid band is different from the activated form of aluminum ion at the time of papermaking, and the amphoteric PA obtained in the examples is obtained.
It can be seen that the specific burst strength of the paper made from M is increased by an average of 9% or more as compared with that of the polymer S of the comparative example in which aluminum complex ions are not bound. On the other hand, when the same type of aluminum compound that forms aluminum complex ions is added at the time of papermaking (referred to as separate addition), the strength is not significantly different from that of the comparative polymer S, which is far from the effect of the present invention. That is, the effect of the present invention cannot be obtained by simply adding the aluminum compound separately. Therefore, amphoteric PA is produced under the low band papermaking conditions where it was difficult to obtain the chemical effect of adding aluminum ions.
The effects of adding both M and aluminum ions are more efficiently exhibited than the conventional chemicals.

【0019】[0019]

【実施例】次に実施例により、本発明をさらに詳細に説
明する。以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこの
実例のみに限定されるものではない。実施例および比較
例で紙力増強剤として使用した種々のポリアクリルアミ
ド系共重合体は、次のようにして調整した。以下におい
て%とあるのは、特に断わりのない限りすべて重量%で
ある。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples. Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited to these examples. Various polyacrylamide-based copolymers used as paper strengthening agents in Examples and Comparative Examples were prepared as follows. In the following,% is% by weight unless otherwise specified.

【0020】比較例1 攪拌機,温度計,還流冷却管および窒素ガス導入管を具
備した1lの四つ口フラスコに、水523g,40%ア
クリルアミド314.1g、ジメチルアミノエチルメタ
クリレート12.0g,80%アクリル酸5.1gおよ
びイソプロピルアルコール 2.0gを仕込み、pHが
3.0付近に成るように酸またはアルカリで調整する。
反応系に窒素ガスを通し、酸素を除去した。次いで、攪
拌しつつ温度を55℃に上げ、重合開始剤として5%過
硫酸アンモニウム溶液10gおよび2.5%亜硫酸ナト
リウム5gを投入し、重合を開始した。その後、85℃
で2時間保持し重合を終了させた。不揮発分16.4
%,粘度2500cps,pH4.1の恒数を有するこ
のポリマーをS−1と略する。
Comparative Example 1 In a 1-liter four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser and a nitrogen gas inlet tube, water 523 g, 40% acrylamide 314.1 g, dimethylaminoethyl methacrylate 12.0 g, 80% 5.1 g of acrylic acid and 2.0 g of isopropyl alcohol are charged, and the pH is adjusted to around 3.0 with acid or alkali.
Nitrogen gas was passed through the reaction system to remove oxygen. Then, the temperature was raised to 55 ° C. with stirring, and 10 g of a 5% ammonium persulfate solution and 5 g of 2.5% sodium sulfite were added as a polymerization initiator to initiate polymerization. After that, 85 ℃
The temperature was maintained for 2 hours to complete the polymerization. Nonvolatile content 16.4
%, Viscosity 2500 cps, pH 4.1, this polymer is abbreviated as S-1.

【0021】比較例2 攪拌機,温度計,還流冷却管および窒素ガス導入管を具
備した1lの四つ口フラスコに、水561g,40%ア
クリルアミド304.0g、ジメチルアミノプロピルア
クリルアミド34.6g、イタコン酸7.4gおよびイ
ソプロピルアルコール2gを仕込んみ、pHが3.0付
近に成るように酸またはアルカリで調整する。反応系に
窒素ガスを通し、酸素を除去した。次いで、攪拌しつつ
温度を55℃に上げ、重合開始剤として5%過硫酸アン
モニウム溶液10gおよび2.5%亜硫酸ナトリウム5
gを投入し、重合を開始した。その後、85℃で2時間
保持し重合を終了させた。不揮発分16.3%,粘度1
800cps,pH4.2の恒数を有するこのポリマー
をS−2Aと略する。
Comparative Example 2 In a 1-liter four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser and a nitrogen gas inlet tube, 561 g of water, 304.0 g of 40% acrylamide, 34.6 g of dimethylaminopropylacrylamide, and itaconic acid were placed. Charge 7.4 g and isopropyl alcohol 2 g, and adjust with acid or alkali so that the pH will be around 3.0. Nitrogen gas was passed through the reaction system to remove oxygen. Then, the temperature was raised to 55 ° C. with stirring, and 10 g of a 5% ammonium persulfate solution and 5% of 2.5% sodium sulfite were used as a polymerization initiator.
g was added to initiate polymerization. Then, the temperature was maintained at 85 ° C. for 2 hours to complete the polymerization. Nonvolatile content 16.3%, viscosity 1
This polymer having a constant number of 800 cps and pH 4.2 is abbreviated as S-2A.

【0022】攪拌機,温度計,還流冷却管および窒素ガ
ス導入管を具備した1lの四つ口フラスコに、水514
g,40%アクリルアミド311.0g、ジメチルアミ
ノプロピルアクリルアミド14.8g、アクリル酸8.
6gおよびイソプロピルアルコール2gを仕込んみ、p
Hが3.0付近に成るように酸またはアルカリで調整す
る。反応系に窒素ガスを通し、酸素を除去した。次い
で、攪拌しつつ温度を55℃に上げ、重合開始剤として
5%過硫酸アンモニウム溶液10gおよび2.5%亜硫
酸ナトリウム5gを投入し、重合を開始した。その後、
85℃で2時間保持し重合を終了させた。不揮発分1
6.5%,粘度2200cps,pH4.1の恒数を有
するこのポリマーをS−2Bと略する。
A 1-liter four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser and a nitrogen gas inlet tube was charged with water 514.
g, 40% acrylamide 311.0 g, dimethylaminopropyl acrylamide 14.8 g, acrylic acid 8.
Charge 6 g and isopropyl alcohol 2 g, p
Adjust with acid or alkali so that H becomes around 3.0. Nitrogen gas was passed through the reaction system to remove oxygen. Then, the temperature was raised to 55 ° C. with stirring, and 10 g of a 5% ammonium persulfate solution and 5 g of 2.5% sodium sulfite were added as a polymerization initiator to initiate polymerization. afterwards,
Polymerization was terminated by holding at 85 ° C for 2 hours. Nonvolatile content 1
This polymer having a constant of 6.5%, viscosity of 2200 cps and pH 4.1 is abbreviated as S-2B.

【0023】得られた2種のポリマー(S−2A,B)
を重量比で2:3の割合で混合して、不揮発分16.5
%,粘度2900cps,pH4.2の恒数を有するこ
のポリマーをP−2と略する。
Two polymers obtained (S-2A, B)
And a non-volatile content of 16.5.
%, Viscosity 2900 cps, pH 4.2, this polymer is abbreviated as P-2.

【0024】以下、上記の比較例と同様な方法にて表.
1に示した組成に相当するモノマー配合ならびに適当な
触媒量の使用により、ベースポリマーS−3からS−7
を得た。得られたポリマーの恒数を表1に示した。
Tables below are obtained in the same manner as in the above comparative example.
The base polymers S-3 to S-7 are prepared by using a monomer composition corresponding to the composition shown in Example 1 and using an appropriate catalyst amount.
I got The polymer constants obtained are shown in Table 1.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】実施例1 攪拌機,温度計を具備した500mlの四つ口フラスコ
に比較例1で得たポリマー(S−1)500gを仕込
む。濃度20%に希釈した硫酸アルミニウム(Al分は
1.8wt%)水溶液40gを、攪拌したポリマーに滴
下する。不揮発分15.3%,粘度8500cps,p
H3.7の恒数を有するこのポリマーをP−1と略す
る。
Example 1 A 500 ml four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer was charged with 500 g of the polymer (S-1) obtained in Comparative Example 1. 40 g of an aluminum sulfate (Al content is 1.8 wt%) aqueous solution diluted to a concentration of 20% is added dropwise to the stirred polymer. Nonvolatile content 15.3%, viscosity 8500 cps, p
This polymer having a constant of H3.7 is abbreviated as P-1.

【0027】実施例2 攪拌機,温度計を具備した500mlの四つ口フラスコ
に比較例1で得たポリマー(S−1)500gを仕込
む。濃度20%に希釈した硫酸アルミニウム(Al分は
1.8wt%)水溶液16gを、攪拌したポリマーに滴
下する。不揮発分15.6%,粘度6900cps,p
H3.9の恒数を有するこのポリマーをP−2と略す
る。
Example 2 A 500 ml four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer is charged with 500 g of the polymer (S-1) obtained in Comparative Example 1. 16 g of an aluminum sulfate (Al content is 1.8 wt%) aqueous solution diluted to a concentration of 20% is added dropwise to the stirred polymer. Nonvolatile content 15.6%, viscosity 6900 cps, p
This polymer having a constant of H3.9 is abbreviated as P-2.

【0028】以下、上記の実施例と同様な方法にて表.
1に示したベースポリマーS−3からS−7に各種アル
ミ化合物を混合して、ポリマーP−3〜P−7を得た。
得られたポリマーの恒数を表2に示した。
The following is a table in the same manner as in the above embodiment.
Various aluminum compounds were mixed with the base polymers S-3 to S-7 shown in 1 to obtain polymers P-3 to P-7.
The constants of the obtained polymer are shown in Table 2.

【0029】[0029]

【表2】 表中における単量体の略号は次の通りである。 AM:アクリルアミド MAM:メタクリルアミド AA:アクリル酸 IA:イタコン酸 FA:フマル酸 MA:マレイン酸 DM:ジメチルアミノエチルメタクリレート DM−Q:DMの塩化メチル四級化物 DM−BQ:DMの塩化ベンジル四級化物 DMAPAA:ジメチルアミノプロピルアクリルアミド DMAPAA−Q:DMAPAAの塩化メチル四級化物 DMAPAA−BQ:DMAPAAの塩化ベンジル四級
化物
[Table 2] Abbreviations of monomers in the table are as follows. AM: Acrylamide MAM: Methacrylamide AA: Acrylic acid IA: Itaconic acid FA: Fumaric acid MA: Maleic acid DM: Dimethylaminoethyl methacrylate DM-Q: DM chloride quaternary DM-BQ: DM benzyl chloride quaternary Compound DMAPAA: Dimethylaminopropylacrylamide DMAPAA-Q: Methyl chloride quaternary product of DMAPAA DMAPAA-BQ: Benzyl chloride quaternary product of DMAPAA

【0030】評価方法1 BKPをナイアガラ式ビーターにて叩解し、カナディア
ン・スタンダード・フリーネス(C.S.F)380m
lに調整したパルプに硫酸バンドを対パルプ0.5重量
%添加してpH6.5とした。さらに、上記各比較例お
よび実施例で得られたポリマーを対パルプ0.4重量%
を添加する。得られたパルプスラリーを角型シートマシ
ーンにより、坪量80g/m2 相当の紙を抄き、5kg
/m2 で1分間プレスし、さらに105℃で3分間乾燥
させて試験紙を作成した。さらに、20℃、65%R.
Hの条件下に24時間調湿した後、JIS P 811
2に準じ、比破裂強度を測定した。結果を表3に示す。
Evaluation method 1 BKP was beaten with a Niagara type beater, and Canadian Standard Freeness (CSF) 380 m
A sulfuric acid band was added to the pulp adjusted to 1 to 0.5% by weight with respect to the pulp to adjust the pH to 6.5. Furthermore, the polymer obtained in each of the above Comparative Examples and Examples was added to 0.4% by weight of pulp.
Is added. The obtained pulp slurry is made into a sheet having a basis weight of 80 g / m 2 using a square sheet machine and 5 kg.
/ M 2 was pressed for 1 minute and further dried at 105 ° C. for 3 minutes to prepare a test paper. Furthermore, at 20 ° C. and 65% R.
After conditioning the humidity for 24 hours under the condition of H, JIS P 811
According to 2, the specific burst strength was measured. The results are shown in Table 3.

【0031】[0031]

【表3】 [Table 3]

【0032】本発明の実施例で得れた製紙用添加剤によ
る紙の比破裂強度とアルミニウム化合物の添加量との関
係および同実施例における強度とアルミニウム化合物無
添加の比較例のそれとの比較を図1に示す。
The relationship between the specific burst strength of paper and the amount of aluminum compound added by the papermaking additive obtained in the examples of the present invention and the comparison between the strength in the examples and that of the comparative example without addition of the aluminum compound were compared. As shown in FIG.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 アルミニウム化合物の添加量と紙の比破裂強
度との関係を示す図である。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of aluminum compound added and the specific burst strength of paper.

【図2】 紙の比破裂強度に及ぼすアルミニウム化合物
の種類と添加量の影響を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the influence of the type and addition amount of an aluminum compound on the specific burst strength of paper.

【図3】 アルミニウム化合物の添加の有無と比破裂強
度との関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the presence or absence of addition of an aluminum compound and the specific burst strength.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

なし None

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルミニウムイオンを結合させてなる、
カチオン性基とアニオン性基を有する両性ポリアクリル
アミド系ポリマーを主成分とする中性抄造用添加剤。
1. An aluminum ion bonded,
An additive for neutral papermaking, which comprises an amphoteric polyacrylamide polymer having a cationic group and an anionic group as a main component.
【請求項2】 両性ポリアクリルアミド系ポリマーが1
種叉は2種以上の異なる組成の共重合体の混合物である
請求項1記載の添加剤。
2. An amphoteric polyacrylamide polymer is 1
The additive according to claim 1, wherein the seed or the mixture is a mixture of two or more copolymers having different compositions.
【請求項3】 両性ポリアクリルアミド系ポリマーに結
合させるアルミニウムイオンがイオン換算でポリマーに
対して0.05モル%から7モル%である請求項1記載
の添加剤。
3. The additive according to claim 1, wherein the aluminum ion bonded to the amphoteric polyacrylamide polymer is 0.05 mol% to 7 mol% based on the polymer in terms of ion.
【請求項4】 アルミニウムイオンを結合させてなるカ
チオン性基とアニオン性基を有する両性ポリアクリルア
ミド系ポリマーの粘度が15%水溶液500〜1500
0cps である中性抄造用添加剤。
4. An aqueous solution of a 15% amphoteric polyacrylamide polymer having a cationic group and an anionic group bonded with aluminum ions and having a viscosity of 500 to 1500.
Neutral papermaking additive with 0 cps.
【請求項5】 カチオン性基とアニオン性基を有する両
性ポリアクリルアミド系ポリマーの重合中または重合終
了後水溶液中でアルミニウムイオンを供給するアルミニ
ウム化合物を添加混合することを特徴とする中性抄造用
添加剤の製造方法。
5. An additive for neutral papermaking, which comprises adding and mixing an aluminum compound which supplies aluminum ions during or after the polymerization of an amphoteric polyacrylamide polymer having a cationic group and an anionic group. Method of manufacturing agent.
【請求項6】 上記アルミニウム化合物をポリマー固形
分に対してAlイオンとして0.05〜7モル%、好ま
しく0.1〜4モル%添加する請求項5記載の方法。
6. The method according to claim 5, wherein the aluminum compound is added as Al ions in an amount of 0.05 to 7 mol%, preferably 0.1 to 4 mol%, based on the polymer solids.
【請求項7】 上記アルミニウム化合物が硫酸アルミニ
ウムである請求項5または6記載の方法。
7. The method according to claim 5, wherein the aluminum compound is aluminum sulfate.
【請求項8】 中性抄造条件下でアルミニウムイオンを
結合させてなるカチオン性基とアニオン性基を有する両
性ポリアクリルアミド系ポリマーを主成分とする中性抄
造用添加剤を添加して抄造することを特徴とする抄造方
法。
8. Paper making by adding a neutral papermaking additive containing as a main component an amphoteric polyacrylamide polymer having a cationic group and an anionic group, which are formed by binding aluminum ions under neutral papermaking conditions. A papermaking method characterized by:
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