JPS6354402A - 製紙用両性ポリマ− - Google Patents
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-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
- D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D21H17/37—Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
-
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- D21H17/44—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups cationic
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、製紙工程における濾水向上作用および填料、
微細繊維(以下ファインと称する)、サイズ剤等の歩留
向上作用、更に紙力増強作用等の製紙に関する諸要件を
向上せしめる新規な製紙用両性ポリマーを提供するもの
である。
微細繊維(以下ファインと称する)、サイズ剤等の歩留
向上作用、更に紙力増強作用等の製紙に関する諸要件を
向上せしめる新規な製紙用両性ポリマーを提供するもの
である。
製紙においては近年省資源の目的で故紙の利用率が向上
し、更に白水の循環率も向上している。
し、更に白水の循環率も向上している。
その結果バルブスラリー中にファインが多(なり濾水性
が低下し、歩留率が低下すると同時に紙力の低下も大き
くなる。従来これらの問題となる諸現象を解決するため
にアニオン性のポリアクリルアミド、或いはマンニッヒ
反応、ホフマン反応によって変性して得た両性のポリア
クリルアミド、又は共重合によって得られる両性のポリ
アクリルアミド等のアクリルアミド系ポリマー、酸化澱
粉、α化澱粉、カチオン化澱粉、ジアルデヒド澱粉等の
変性澱粉やポリアミドポリアミンのエビクロロヒドリン
変性物等の添加剤が製紙工程中のバルブスラリーに単独
で或いは2種以上が添加され使用されている。特に両性
のポリアクリルアミド系のポリマーは濾水性、歩留率、
祇の強度等製紙における諸要件を同時に向上できる添加
剤としてますますその重要度を増してきている。
が低下し、歩留率が低下すると同時に紙力の低下も大き
くなる。従来これらの問題となる諸現象を解決するため
にアニオン性のポリアクリルアミド、或いはマンニッヒ
反応、ホフマン反応によって変性して得た両性のポリア
クリルアミド、又は共重合によって得られる両性のポリ
アクリルアミド等のアクリルアミド系ポリマー、酸化澱
粉、α化澱粉、カチオン化澱粉、ジアルデヒド澱粉等の
変性澱粉やポリアミドポリアミンのエビクロロヒドリン
変性物等の添加剤が製紙工程中のバルブスラリーに単独
で或いは2種以上が添加され使用されている。特に両性
のポリアクリルアミド系のポリマーは濾水性、歩留率、
祇の強度等製紙における諸要件を同時に向上できる添加
剤としてますますその重要度を増してきている。
従来知られている両性のアクリルアミドポリマーとして
は 1)マンニッヒ反応により製造されるもの、例えば
アクリルアミドホモポリマー或いはアクリル酸−アクリ
ルアミド共重合体で代表されるアニオン性ポリアクリル
アミドをホルムアルデヒドとジメチルアミン、ジエチル
アミンの如きジアルキルアミンを用いてマンニッヒ反応
することによって得られるポリマーや、ジメチルアミノ
プロピル(メタ)アクリルアミドの4級化物の如き4級
アンモニウム塩を存する重合性単量体とアクリルアミド
を共重合し、次いでジアルキルアミンとホルムアルデヒ
ドを用いてマンニッヒ反応によって得られる3級アミン
と4級アンモニウム塩を有する両性のアクリルアミドポ
リマー(特開昭58−4898 、特開昭58−104
299)、2)アクリルアミドホモポリマーやアクリル
アミドとアクリルニトリル共重合物をホフマン分解反応
することによって得られる両性のアクリルアミドポリマ
ー(特開昭55−6556)、3)ジメチルアミノプロ
ピルアクリルアミド、アクリル酸およびアクリルアミド
三元共重合体の如きカチオン性の重合性単量体、不飽和
モノカルボン酸とアクリルアミドとを共重合させて得ら
れる両性のアクリルアミドポリマー(特開昭57−14
3600)等がある。
は 1)マンニッヒ反応により製造されるもの、例えば
アクリルアミドホモポリマー或いはアクリル酸−アクリ
ルアミド共重合体で代表されるアニオン性ポリアクリル
アミドをホルムアルデヒドとジメチルアミン、ジエチル
アミンの如きジアルキルアミンを用いてマンニッヒ反応
することによって得られるポリマーや、ジメチルアミノ
プロピル(メタ)アクリルアミドの4級化物の如き4級
アンモニウム塩を存する重合性単量体とアクリルアミド
を共重合し、次いでジアルキルアミンとホルムアルデヒ
ドを用いてマンニッヒ反応によって得られる3級アミン
と4級アンモニウム塩を有する両性のアクリルアミドポ
リマー(特開昭58−4898 、特開昭58−104
299)、2)アクリルアミドホモポリマーやアクリル
アミドとアクリルニトリル共重合物をホフマン分解反応
することによって得られる両性のアクリルアミドポリマ
ー(特開昭55−6556)、3)ジメチルアミノプロ
ピルアクリルアミド、アクリル酸およびアクリルアミド
三元共重合体の如きカチオン性の重合性単量体、不飽和
モノカルボン酸とアクリルアミドとを共重合させて得ら
れる両性のアクリルアミドポリマー(特開昭57−14
3600)等がある。
これらの公知技術を利用して両性のアクリルアミド系ポ
リマーが得られ、濾水性、歩留率および紙の強度等の製
紙における諸要件の向上を図る目的で使用されているが
、これら諸要件の向上率において未だ不十分である。こ
れを解決するために種々のポリマーを併用することは結
果的に多量のポリマーを添加することになり、このこと
が生産コストの問題或いはポリマー添加量の多くなるこ
とが未定着のポリマー絶対量の増加につながって、これ
がマシンの汚れおよび廃水処理工程でのバルキングの原
因になる。
リマーが得られ、濾水性、歩留率および紙の強度等の製
紙における諸要件の向上を図る目的で使用されているが
、これら諸要件の向上率において未だ不十分である。こ
れを解決するために種々のポリマーを併用することは結
果的に多量のポリマーを添加することになり、このこと
が生産コストの問題或いはポリマー添加量の多くなるこ
とが未定着のポリマー絶対量の増加につながって、これ
がマシンの汚れおよび廃水処理工程でのバルキングの原
因になる。
本発明者等は、これらの欠点を解決する目的で少量の添
加量でより高い濾水性、歩留率および紙の強度の向上が
図れ、結果としてマシンの汚れ或いは廃水処理工程での
バルキング発生のない両性のアクリルアミド系ポリマー
を得るべく鋭意研究の結果、アクリルアミド、3級アミ
ンがエステル結合でビニル基に結合している重合性単量
体或いはその塩とアニオン基を有する重合性単量体とを
共重合し、次いでマンニッヒ反応によってカチオン化し
、かつ上記重合した3級アミンを有する単量体成分を加
水分解して得た両性ポリマーがこれらの目的を達成する
ことを見出し、本発明を完成するに到った。
加量でより高い濾水性、歩留率および紙の強度の向上が
図れ、結果としてマシンの汚れ或いは廃水処理工程での
バルキング発生のない両性のアクリルアミド系ポリマー
を得るべく鋭意研究の結果、アクリルアミド、3級アミ
ンがエステル結合でビニル基に結合している重合性単量
体或いはその塩とアニオン基を有する重合性単量体とを
共重合し、次いでマンニッヒ反応によってカチオン化し
、かつ上記重合した3級アミンを有する単量体成分を加
水分解して得た両性ポリマーがこれらの目的を達成する
ことを見出し、本発明を完成するに到った。
即ち、本発明は(メタ)アクリルアミド(A)と下記−
舵式(+)で示される重合性単量体あるいはその塩(B
)とアニオン基を有する重合性単量体(C)が((B)
+ (C)l / ((A) +(B) +(C)
l =0.01〜0.2(モル比)、 (B) : (
C)−1:9〜9:1(モル比)であるような構成単位
からなり、かつ30℃、IN NaNO3中で測定した
極限粘度〔η〕が 0.4〜6の両性のプレポリマーに
、(A) +(B) +(C)の3〜60モルXの3
級アミンがジアルキルアミン若しくはジアルカノールア
ミンとホルムアルデヒドを用いてマンニッヒ反応により
導入されており、尚且つ上記(B)のエステル結合が加
水分解されている製紙用両性ポリマーである。
舵式(+)で示される重合性単量体あるいはその塩(B
)とアニオン基を有する重合性単量体(C)が((B)
+ (C)l / ((A) +(B) +(C)
l =0.01〜0.2(モル比)、 (B) : (
C)−1:9〜9:1(モル比)であるような構成単位
からなり、かつ30℃、IN NaNO3中で測定した
極限粘度〔η〕が 0.4〜6の両性のプレポリマーに
、(A) +(B) +(C)の3〜60モルXの3
級アミンがジアルキルアミン若しくはジアルカノールア
ミンとホルムアルデヒドを用いてマンニッヒ反応により
導入されており、尚且つ上記(B)のエステル結合が加
水分解されている製紙用両性ポリマーである。
(R,はH又はCHs 、RtSlhはC1〜C4のア
ルキル基、AはCI−ctのアルキル基又はC3のヒド
ロキシアルキル基を表す) 本発明において用いる両性のプレポリマーは(メタ)ア
クリルアミド(A) と前記の一船式(1)で示される
重合性単量体或いはその塩(B)とアニオン基を有する
重合性単量体(C)が((B) +(C))/((^
) +(B) +(C) ) −0,01〜0.2(
モル比)であり、(B) : (C)が1:9〜9:1
(モル比)であるような構成単位からなる。 ((B
) +(C) ) / ((A)+(B) +(C)
lが0.01未満の場合、最終的に得られる製紙用両性
ポリマー中のアニオン基が少なく、このためバルブ繊維
に対する定着性が弱く、目的とする濾水性、歩留率、紙
力の向上が不十分である。又0.2より大きい場合には
紙力の向上が不十分となる。好ましくは0.02〜0.
12である。(B)j(C)は1:9〜9;1である。
ルキル基、AはCI−ctのアルキル基又はC3のヒド
ロキシアルキル基を表す) 本発明において用いる両性のプレポリマーは(メタ)ア
クリルアミド(A) と前記の一船式(1)で示される
重合性単量体或いはその塩(B)とアニオン基を有する
重合性単量体(C)が((B) +(C))/((^
) +(B) +(C) ) −0,01〜0.2(
モル比)であり、(B) : (C)が1:9〜9:1
(モル比)であるような構成単位からなる。 ((B
) +(C) ) / ((A)+(B) +(C)
lが0.01未満の場合、最終的に得られる製紙用両性
ポリマー中のアニオン基が少なく、このためバルブ繊維
に対する定着性が弱く、目的とする濾水性、歩留率、紙
力の向上が不十分である。又0.2より大きい場合には
紙力の向上が不十分となる。好ましくは0.02〜0.
12である。(B)j(C)は1:9〜9;1である。
1:9より(B)が少ない場合には目的とする歩留率お
よび紙力の向上が不十分であり、9;1より(C)が少
ない場合についても歩留率および紙力の向上が不十分で
ある。CB):(C)の好ましい比は3ニア〜7:3で
ある。更に両性プレポリマーの極限粘度は0.4〜6で
ある。極限粘度が0.4未満の場合には分子量が小さく
濾水性および紙力の向上が不十分である。又6を超える
場合には分子量が大き過ぎて、凝集力が強く紙葉形成時
の地合が不良となり均一な紙ができず紙力の向上が認め
られない、好ましい極限粘度は0.7〜4.0である。
よび紙力の向上が不十分であり、9;1より(C)が少
ない場合についても歩留率および紙力の向上が不十分で
ある。CB):(C)の好ましい比は3ニア〜7:3で
ある。更に両性プレポリマーの極限粘度は0.4〜6で
ある。極限粘度が0.4未満の場合には分子量が小さく
濾水性および紙力の向上が不十分である。又6を超える
場合には分子量が大き過ぎて、凝集力が強く紙葉形成時
の地合が不良となり均一な紙ができず紙力の向上が認め
られない、好ましい極限粘度は0.7〜4.0である。
両性のプレポリマーをジアルキルアミン若しくはジアル
カノールアミンとホルムアルデヒドを用い(A) +(
B) +(C)の3〜60モルχの3級アミンをマンニ
ッヒ反応により導入する。マンニッヒ反応により導入す
る3級アミンが3モル%未満の場合には最終的に得られ
る製紙用両性ポリマーの濾水性の向上が低り、60モル
%を超える場合には凝集力が強くて、紙葉形成時の地合
が不良となり紙力の向上が認められない、マンニッヒ反
応による好ましい3級アミンの導入量は5〜50モル%
である。
カノールアミンとホルムアルデヒドを用い(A) +(
B) +(C)の3〜60モルχの3級アミンをマンニ
ッヒ反応により導入する。マンニッヒ反応により導入す
る3級アミンが3モル%未満の場合には最終的に得られ
る製紙用両性ポリマーの濾水性の向上が低り、60モル
%を超える場合には凝集力が強くて、紙葉形成時の地合
が不良となり紙力の向上が認められない、マンニッヒ反
応による好ましい3級アミンの導入量は5〜50モル%
である。
本発明において用いられ(メタ)アクリルアミド(^)
は単独あるいは二種を併用することもできる。 一般式
([)で示される重合性単量体(B)とは、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)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−ジメチ
ルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のアクリル酸
またはメタクリル酸の3級アミンを有する化合物とのエ
ステル化物等を例示できるが、その他構造式(I)を有
するものであれば、重合時カチオン性を有するが重合直
後かあるいは加水分解処理を行うことによりアニオン性
を生じうる重合性単量体なら本願発明の目的を達成しう
る単量体として用いることができる。上記した単量体は
一種のみならず二種以上を併用することもできる。
は単独あるいは二種を併用することもできる。 一般式
([)で示される重合性単量体(B)とは、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)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−ジメチ
ルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のアクリル酸
またはメタクリル酸の3級アミンを有する化合物とのエ
ステル化物等を例示できるが、その他構造式(I)を有
するものであれば、重合時カチオン性を有するが重合直
後かあるいは加水分解処理を行うことによりアニオン性
を生じうる重合性単量体なら本願発明の目的を達成しう
る単量体として用いることができる。上記した単量体は
一種のみならず二種以上を併用することもできる。
本発明に用いるアニオン性を有する重合性単量体(C)
とはアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸の如きエチ
レン系不飽和モノカルボン酸、イタコン酸、マレイン酸
、フマール酸、シトラコン酸の如きエチレン系不飽和ジ
カルボン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、
アクリルアミドプロパンスルホン酸の如きスルホン基を
有する不飽和カルボン酸等であり、これらは一種のみな
らず二種以上を併用することもできる。これらは酸の状
態だけでなく塩の状態でも使用することができる。
とはアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸の如きエチ
レン系不飽和モノカルボン酸、イタコン酸、マレイン酸
、フマール酸、シトラコン酸の如きエチレン系不飽和ジ
カルボン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、
アクリルアミドプロパンスルホン酸の如きスルホン基を
有する不飽和カルボン酸等であり、これらは一種のみな
らず二種以上を併用することもできる。これらは酸の状
態だけでなく塩の状態でも使用することができる。
前記した両性のプレポリマーを得るため、前記した(A
)と(B)および(C)を共重合するに際し、最終的に
得られる本発明の製紙用両性ポリマーの製紙に係わる諸
要件の同上作用を阻害しない範囲で、上記単量体(A)
、(B)および(C)と共重合可能な他の単量体を用い
ることができることは云うまでもない。
)と(B)および(C)を共重合するに際し、最終的に
得られる本発明の製紙用両性ポリマーの製紙に係わる諸
要件の同上作用を阻害しない範囲で、上記単量体(A)
、(B)および(C)と共重合可能な他の単量体を用い
ることができることは云うまでもない。
それらの重合性単量体としては、例えば、ジメチルアミ
ノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチ
ル(メタ)アクリルアミド、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
)アクリルアミド等のアクリル酸或いはメタクリル酸の
3級アミンを有する化合物とのアミド化物あるいはこれ
らの4級アンモニウム塩、アクリルニトリル、メタアク
リルニトリルの如きエチレン系ニトリル化合物、スチレ
ン、メチルスチレンの如き芳香族ビニル化合物、ジメチ
ルジアリルアンモニウム塩、トリメチルビニルベンジル
アンモニウム塩、(メタ)アクリルオキシエチルトリメ
チルアンモニウム塩、(メタ)アクリルオキシエチルモ
ノメチルジエチルアンモニウム塩、(メタ)アクリルオ
キシプロピルトリメチルアンモニウム塩、2−ヒドロキ
シ−3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメチルア
ンモニウム塩等の重合性4級アンモニウム塩、(メタ)
アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、メタク
リル酸ブチル、(メタ)アクリル#−2−エチルヘキシ
ルの如きアクリル酸エステル或いはメタクリル酸エステ
ル類、酢酸ビニル、塩化ビニル等を挙げることができる
。これらについても例示した以外にも(A) 、(B)
および(C)と共重合可能な重合性単量体はすべて使用
できることは云うまでもない。
ノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチ
ル(メタ)アクリルアミド、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
)アクリルアミド等のアクリル酸或いはメタクリル酸の
3級アミンを有する化合物とのアミド化物あるいはこれ
らの4級アンモニウム塩、アクリルニトリル、メタアク
リルニトリルの如きエチレン系ニトリル化合物、スチレ
ン、メチルスチレンの如き芳香族ビニル化合物、ジメチ
ルジアリルアンモニウム塩、トリメチルビニルベンジル
アンモニウム塩、(メタ)アクリルオキシエチルトリメ
チルアンモニウム塩、(メタ)アクリルオキシエチルモ
ノメチルジエチルアンモニウム塩、(メタ)アクリルオ
キシプロピルトリメチルアンモニウム塩、2−ヒドロキ
シ−3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメチルア
ンモニウム塩等の重合性4級アンモニウム塩、(メタ)
アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、メタク
リル酸ブチル、(メタ)アクリル#−2−エチルヘキシ
ルの如きアクリル酸エステル或いはメタクリル酸エステ
ル類、酢酸ビニル、塩化ビニル等を挙げることができる
。これらについても例示した以外にも(A) 、(B)
および(C)と共重合可能な重合性単量体はすべて使用
できることは云うまでもない。
本発明におけるマンニッヒ反応に用いるジアルキルアミ
ンとはジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルア
ミン、ジブチルアミン等でありジアルカノールアミンと
はジェタノールアミン、ジブロバノールアミン等である
。これらの2級アミン化合物は一種のみならず二種以上
を併用することができる。又ホルムアルデヒドとしては
水溶液(ホルマリン)あるいはバラホルムアルデヒドの
いずれを用いてもよい。
ンとはジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルア
ミン、ジブチルアミン等でありジアルカノールアミンと
はジェタノールアミン、ジブロバノールアミン等である
。これらの2級アミン化合物は一種のみならず二種以上
を併用することができる。又ホルムアルデヒドとしては
水溶液(ホルマリン)あるいはバラホルムアルデヒドの
いずれを用いてもよい。
(^) 、(B)および(C)の重合反応は5〜30重
量%の水溶液中で行われる0重合反応時の水溶液のpH
は2〜10の範囲で可能であり、重合反応は過酸化水素
、過硫酸のカリウム、ナトリウム、アンモニウム等の塩
の如き過酸化物によるラジカル重合或いは上記の如き過
酸化物と酸性亜硫酸ソーダ、亜vi酸ソーダ、チオ硫酸
ソーダ等の還元剤との併用であるレドックス重合によっ
て行うことができ、重合温度は室温から100℃前後ま
での範囲で行う0重合反応に当たり分子量調整側として
メタノール、エタノール、イソプロパツールその他連鎖
移動可能な化合物を用いる重合方法も公知であり本発明
においても用いることができる。
量%の水溶液中で行われる0重合反応時の水溶液のpH
は2〜10の範囲で可能であり、重合反応は過酸化水素
、過硫酸のカリウム、ナトリウム、アンモニウム等の塩
の如き過酸化物によるラジカル重合或いは上記の如き過
酸化物と酸性亜硫酸ソーダ、亜vi酸ソーダ、チオ硫酸
ソーダ等の還元剤との併用であるレドックス重合によっ
て行うことができ、重合温度は室温から100℃前後ま
での範囲で行う0重合反応に当たり分子量調整側として
メタノール、エタノール、イソプロパツールその他連鎖
移動可能な化合物を用いる重合方法も公知であり本発明
においても用いることができる。
ジアルキルアミン或いはジアルカノールアミン等のアミ
ン化合物とホルムアルデヒドとを用いて両性プレポリマ
ーの変性を行うマンニッヒ反応は、通常40〜60℃で
は20分から2時間以内ではり終了する。用いるホルム
アルデヒドに対してジアルキルアミン或いはジアルカノ
ールアミンの全アミノ基の活性水素が等モルであれば、
はり用いたアミン化合物のモル数だけカチオン基が導入
されるが、通常は最終的に得られる製紙用両性ポリマー
の貯蔵安定性上から用いるアミン化合物のモル数は用い
るホルムアルデヒドモル数の1.1〜1.5倍である。
ン化合物とホルムアルデヒドとを用いて両性プレポリマ
ーの変性を行うマンニッヒ反応は、通常40〜60℃で
は20分から2時間以内ではり終了する。用いるホルム
アルデヒドに対してジアルキルアミン或いはジアルカノ
ールアミンの全アミノ基の活性水素が等モルであれば、
はり用いたアミン化合物のモル数だけカチオン基が導入
されるが、通常は最終的に得られる製紙用両性ポリマー
の貯蔵安定性上から用いるアミン化合物のモル数は用い
るホルムアルデヒドモル数の1.1〜1.5倍である。
この場合導入されるカチオン基のモル数は用いたホルム
アルデヒドのモル数に等しい、このカチオン基であるア
ミノ基は常法のコロイド滴定により確認できる。このマ
ンニッヒ反応の系のpHは用いるアミン化合物により9
〜11になる。
アルデヒドのモル数に等しい、このカチオン基であるア
ミノ基は常法のコロイド滴定により確認できる。このマ
ンニッヒ反応の系のpHは用いるアミン化合物により9
〜11になる。
本発明である製紙用両性ポリマーの最終反応は、ポリマ
ー中の3級アミンを有する化合物とアクリル酸またはメ
タクリル酸とのエステル化合物からなる成分の加水分解
である。加水分解反応を受けるエステル結合は、前記し
た如くマンニッヒ反応の系のpHが9〜11にあるので
、マンニッヒ反応中においても一部加水分解が進行する
が、より高い割合で加水分解を進行させるためには、6
0℃以下、好ましくは40〜50℃で2時間〜20時間
の反応が必要である。加水分解反応を終了した本発明の
製紙用両性ポリマーの水溶液は、貯蔵安定性を付与する
ために前記の如きジアルキルア・ミン、ジアルカノール
アミン或いは苛性ソーダ、苛性カリ等のアルカリ化合物
を用いてPHを8.5〜11に調整するか、又は硫酸、
塩酸、硝酸等の鉱酸を用いてpHを3〜4に調整する。
ー中の3級アミンを有する化合物とアクリル酸またはメ
タクリル酸とのエステル化合物からなる成分の加水分解
である。加水分解反応を受けるエステル結合は、前記し
た如くマンニッヒ反応の系のpHが9〜11にあるので
、マンニッヒ反応中においても一部加水分解が進行する
が、より高い割合で加水分解を進行させるためには、6
0℃以下、好ましくは40〜50℃で2時間〜20時間
の反応が必要である。加水分解反応を終了した本発明の
製紙用両性ポリマーの水溶液は、貯蔵安定性を付与する
ために前記の如きジアルキルア・ミン、ジアルカノール
アミン或いは苛性ソーダ、苛性カリ等のアルカリ化合物
を用いてPHを8.5〜11に調整するか、又は硫酸、
塩酸、硝酸等の鉱酸を用いてpHを3〜4に調整する。
かくして得られた製紙用両性ポリマーは、製紙用のパル
プスラリー中に添加された場合、濾水性向上作用および
填料、ファイン、サイズ剤等に対する歩留向上作用、更
に紙力増強作用等の製紙に係わる諸要件を大巾に向上す
る特徴を有する0本発明の製紙用両性ポリマーが卓効を
もたらす理由は明確ではないが、最終の工程である加水
分解反応でアニオン基となる一般式(1)で示される(
メタ)アクリル酸と3級アミンを有する化合物とのエス
テル化物とアニオン基を有する重合性単量体(C)とが
、イオン的引力により、たとえば隣接した結合状態で共
重合されるが如く、共重合成分の特異な分布状態を形成
し、そのことが然る後マンニソヒ変性し加水分解を経た
製紙用両性ポリマー中のアニオン基の分布に橿めて特異
性が与えられるものと推測する。
プスラリー中に添加された場合、濾水性向上作用および
填料、ファイン、サイズ剤等に対する歩留向上作用、更
に紙力増強作用等の製紙に係わる諸要件を大巾に向上す
る特徴を有する0本発明の製紙用両性ポリマーが卓効を
もたらす理由は明確ではないが、最終の工程である加水
分解反応でアニオン基となる一般式(1)で示される(
メタ)アクリル酸と3級アミンを有する化合物とのエス
テル化物とアニオン基を有する重合性単量体(C)とが
、イオン的引力により、たとえば隣接した結合状態で共
重合されるが如く、共重合成分の特異な分布状態を形成
し、そのことが然る後マンニソヒ変性し加水分解を経た
製紙用両性ポリマー中のアニオン基の分布に橿めて特異
性が与えられるものと推測する。
以下に本発明を、実施例により製造例と応用例に分けて
具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に必ずしも
限定されるものではない、尚%とは特記のない限り全て
重量%である。
具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に必ずしも
限定されるものではない、尚%とは特記のない限り全て
重量%である。
製造例1
攪拌機、還流冷却管、窒素ガス導入管を備えた4つロフ
ラスコに40χアクリルアミド83.43g(0,47
モル)、ジメチルアミノエチルメタクリレ−) 2.3
6g(0,015モル)、アクリル酸1.08g(0,
015モル)および水157.54gを投入し、IO!
塩酸で9114.5に調整した。然る後、窒素ガスを吹
き込みながら、内温を40℃に昇温させた。攪拌しなが
ら、10χ過硫酸アンモニウム水溶液0.85gおよび
10χ亜硫酸水素ナトリウム水溶液0.39gを投入し
て重合を開始した。内温は85℃まで上昇するが、重合
開始2時間後に水1200gを投入し70℃まで低下さ
せて、両性のプレポリマー(〔η〕・2.2)を得た、
引き続き37χホルマリン8.11g(0,1モル)と
50Xジメチルアミン9.90g(0,11モル)の混
合溶液を加え、撹拌しながら70℃に30分間保持し、
マンニッヒ反応を行った0次いで50℃まで冷却し更に
1時間保持して加水分解反応終了後、水を加え30℃以
下まで冷却した。得られた本発明の製紙用両性ポリマー
(以下サンプルNo、S−0と記す)は((B) +(
C) l / ((^) +(B) +(C) lのモ
ル比は0.060 、(B)+(C)のモル比は585
、マンニッヒ反応による変性率はコロイド滴定による結
果20モル%で、濃度は10%であった。
ラスコに40χアクリルアミド83.43g(0,47
モル)、ジメチルアミノエチルメタクリレ−) 2.3
6g(0,015モル)、アクリル酸1.08g(0,
015モル)および水157.54gを投入し、IO!
塩酸で9114.5に調整した。然る後、窒素ガスを吹
き込みながら、内温を40℃に昇温させた。攪拌しなが
ら、10χ過硫酸アンモニウム水溶液0.85gおよび
10χ亜硫酸水素ナトリウム水溶液0.39gを投入し
て重合を開始した。内温は85℃まで上昇するが、重合
開始2時間後に水1200gを投入し70℃まで低下さ
せて、両性のプレポリマー(〔η〕・2.2)を得た、
引き続き37χホルマリン8.11g(0,1モル)と
50Xジメチルアミン9.90g(0,11モル)の混
合溶液を加え、撹拌しながら70℃に30分間保持し、
マンニッヒ反応を行った0次いで50℃まで冷却し更に
1時間保持して加水分解反応終了後、水を加え30℃以
下まで冷却した。得られた本発明の製紙用両性ポリマー
(以下サンプルNo、S−0と記す)は((B) +(
C) l / ((^) +(B) +(C) lのモ
ル比は0.060 、(B)+(C)のモル比は585
、マンニッヒ反応による変性率はコロイド滴定による結
果20モル%で、濃度は10%であった。
尚、得られた製紙用両性ポリマー中の一般式(I)で示
される単量体として用いたジメチルアミノエチルメタク
リレート単量体の加水分解反応は(n)式に示した分解
が想定される。
される単量体として用いたジメチルアミノエチルメタク
リレート単量体の加水分解反応は(n)式に示した分解
が想定される。
加水分解率の測定は加水分解反応によって発生したヒド
ロキシエチルアミンを定量することによつて行った。定
量方法は常用する方法に従い加水分解工程を経た製紙用
両性ポリマー水溶液をメタノールに投入し、メタノール
不溶分である両性ポリマーを除去して、メタノール不溶
分であるヒドロキシエチルジメチルアミンをNMR(核
磁気共鳴)により定量した。その結果加水分解率は92
%であった。S−〇に関する諸条件および物性を表−1
に示した。
ロキシエチルアミンを定量することによつて行った。定
量方法は常用する方法に従い加水分解工程を経た製紙用
両性ポリマー水溶液をメタノールに投入し、メタノール
不溶分である両性ポリマーを除去して、メタノール不溶
分であるヒドロキシエチルジメチルアミンをNMR(核
磁気共鳴)により定量した。その結果加水分解率は92
%であった。S−〇に関する諸条件および物性を表−1
に示した。
製造例2〜23
製造例1において用いた各共重合性単量体の種類とモル
比、両性のプレポリマーの極限粘度、マンニッヒ反応変
性率等を表−1の如く変更した以外は製造例1と同様の
操作によって製造例2〜23の製造を行い、サンプルN
o、A−1〜[!−4の本願発明の製紙用両性ポリマー
を得た。
比、両性のプレポリマーの極限粘度、マンニッヒ反応変
性率等を表−1の如く変更した以外は製造例1と同様の
操作によって製造例2〜23の製造を行い、サンプルN
o、A−1〜[!−4の本願発明の製紙用両性ポリマー
を得た。
尚、両性のプレポリマーの極限粘度は開始剤の料を調節
することにより変更し、マンニッヒ反応には37χホル
マリンと50χジメチルアミンを用い、ジメチルアミン
/ホルムアルデヒドのモル比を1=1に固定し、マンニ
ッヒ反応変性率は用いたホルムアルデヒドモル数の全使
用重合性単量体モル数に対する割合(モルχ)にほぼ等
しいことを応用して調節し、コロイド滴定により測定し
た。
することにより変更し、マンニッヒ反応には37χホル
マリンと50χジメチルアミンを用い、ジメチルアミン
/ホルムアルデヒドのモル比を1=1に固定し、マンニ
ッヒ反応変性率は用いたホルムアルデヒドモル数の全使
用重合性単量体モル数に対する割合(モルχ)にほぼ等
しいことを応用して調節し、コロイド滴定により測定し
た。
又一般式が(1)で示される重合性単量体の両性ポリマ
ー中での加水分解率は製造例1で実施した方法と同一測
定法で定量した。その結果、サンプルNo、^−1〜B
−4はいずれも表−1に示す通り85%以上であった。
ー中での加水分解率は製造例1で実施した方法と同一測
定法で定量した。その結果、サンプルNo、^−1〜B
−4はいずれも表−1に示す通り85%以上であった。
但し表−1中の単量体衣と略号は下記に示す通りである
。
。
AM;アクリルアミド
DMニジメチルアミノエチルメタクリレートDAニジメ
チルアミノエチルアクリレートAAニアクリル酸 MA:メタクリル酸 !A:イタコン酸 AMPS ニアクリルアミドメチルプロパンスルフォン
酸 比較製造例1〜9 本比較製造例は特許請求範囲を外れた条件で製造した例
である。比較製造例1〜9は製造例1と同様の操作で共
重合、マンニッヒ反応変性および加水分解反応を行うが
、表−1に示した如<((B)+(C) ) / ((
A) +(B) +(C) )のモル比、 (B)
:(C)のモル比、極限粘度およびマンニッヒ反応変性
率が特許請求範囲外のもので、それぞれサンプル名、F
−1〜F−8とした。
チルアミノエチルアクリレートAAニアクリル酸 MA:メタクリル酸 !A:イタコン酸 AMPS ニアクリルアミドメチルプロパンスルフォン
酸 比較製造例1〜9 本比較製造例は特許請求範囲を外れた条件で製造した例
である。比較製造例1〜9は製造例1と同様の操作で共
重合、マンニッヒ反応変性および加水分解反応を行うが
、表−1に示した如<((B)+(C) ) / ((
A) +(B) +(C) )のモル比、 (B)
:(C)のモル比、極限粘度およびマンニッヒ反応変性
率が特許請求範囲外のもので、それぞれサンプル名、F
−1〜F−8とした。
又、比較製造例9は製造例1において加水分解反応を受
ける一般式(I)で示されるジメチルアミ、/エチルメ
タクリレート単量体を用いないことと加水分解反応を行
わない以外は製造例1と同様の操作を行って比較製造例
のサンプル名G−1を得た。各種製造条件および物性を
表−1に示した。
ける一般式(I)で示されるジメチルアミ、/エチルメ
タクリレート単量体を用いないことと加水分解反応を行
わない以外は製造例1と同様の操作を行って比較製造例
のサンプル名G−1を得た。各種製造条件および物性を
表−1に示した。
応用例1〜23および比較応用例1〜10段ボール故紙
から得られた叩解度くカナディアン・スタンダード・フ
リーネス、以下C,S、Fと記す) 350m1なる濃
度1.0χのバルブスラリーに市販のロジンエマルシラ
ンサイズ剤を乾燥重量基準でバルブに対して0.15χ
添加して2分間攪拌する、次いで硫酸アルミニウムを乾
燥重量基準で1.0χ添し更に1分間乾燥して後、製造
例1で得られた製紙用両性ポリマーサンプル名S−Oを
乾燥重量基準で0.4χ添加し、攪拌を更に1分間継続
した、然る後得られたバルブスラリーの1部を用いJI
S P8121に準じS−0添加バルブスラリーの濾水
性を示す物性としてC,S、Fを測定し、更に1部はT
APPI角型シートマシンを用いて抄紙した。抄紙した
ウェットシートはドラムドライヤーにて、110℃で3
分の乾燥を行って、坪量が10h/m”および150g
/m”の2種のS−O添加手抄き祇を得た。
から得られた叩解度くカナディアン・スタンダード・フ
リーネス、以下C,S、Fと記す) 350m1なる濃
度1.0χのバルブスラリーに市販のロジンエマルシラ
ンサイズ剤を乾燥重量基準でバルブに対して0.15χ
添加して2分間攪拌する、次いで硫酸アルミニウムを乾
燥重量基準で1.0χ添し更に1分間乾燥して後、製造
例1で得られた製紙用両性ポリマーサンプル名S−Oを
乾燥重量基準で0.4χ添加し、攪拌を更に1分間継続
した、然る後得られたバルブスラリーの1部を用いJI
S P8121に準じS−0添加バルブスラリーの濾水
性を示す物性としてC,S、Fを測定し、更に1部はT
APPI角型シートマシンを用いて抄紙した。抄紙した
ウェットシートはドラムドライヤーにて、110℃で3
分の乾燥を行って、坪量が10h/m”および150g
/m”の2種のS−O添加手抄き祇を得た。
坪i!150g/m”の手抄き紙を用いてJIS−P−
8126に準じて「比圧縮強さ」を、坪量100g/@
”の手抄き紙を用いてJIS−P−8112に準じて「
比破裂強さ」とJIS−P−8122に準じて「ステキ
ヒトサイズ度」等の物性を測定算出して、表−2に示し
た。
8126に準じて「比圧縮強さ」を、坪量100g/@
”の手抄き紙を用いてJIS−P−8112に準じて「
比破裂強さ」とJIS−P−8122に準じて「ステキ
ヒトサイズ度」等の物性を測定算出して、表−2に示し
た。
S−0添加C,S、FおよびS−O添加の手抄き紙の物
性測定算出と全く同一操作にてサンプル名A−1〜E−
4およびF−1〜G−1添加C,S、Fと手抄き紙の物
性を測定算出した。その結果を表−2に示した。
性測定算出と全く同一操作にてサンプル名A−1〜E−
4およびF−1〜G−1添加C,S、Fと手抄き紙の物
性を測定算出した。その結果を表−2に示した。
又応用例1に於いてS−Oを添加しない以外は応用例1
と全(同一操作にて両性ポリマー未添加のC,S、Fお
よび手抄き紙を得て、物性測定算出を行い、比較応用例
10の例として表−1に示した。
と全(同一操作にて両性ポリマー未添加のC,S、Fお
よび手抄き紙を得て、物性測定算出を行い、比較応用例
10の例として表−1に示した。
尚、手抄き紙の坪量は全て100±2g/m”および1
50±2g7m”の範囲のものを用いた。
50±2g7m”の範囲のものを用いた。
応用例24〜46および比較応用例11〜20前記応用
例1〜23及び比較応用例1〜10において用いた硫酸
アルミニウムの乾燥重量基準でバルブに対して1.5χ
用いた以外は応用例1〜23及び比較応用例1〜10と
全く同一条件および操作にて応用例24〜46及び比較
応用例11〜20を実施しその結果を表−3に示した。
例1〜23及び比較応用例1〜10において用いた硫酸
アルミニウムの乾燥重量基準でバルブに対して1.5χ
用いた以外は応用例1〜23及び比較応用例1〜10と
全く同一条件および操作にて応用例24〜46及び比較
応用例11〜20を実施しその結果を表−3に示した。
表−2および表−3に示した如く、抄紙において用いる
硫酸アルミニウム量を変動させた場合においても本発明
の請求範囲内の条件によって製造された両性ポリマーが
濾水性、サイズ効果によって示されるサイズ剤の歩留作
用、更に圧破裂強度、比圧縮強度等によって示される紙
力向上作用等の機能に於いてバランスがとれて優れてい
ることは明らかである。特に表−2および表−3中に示
されているサンプル名S−0、B−1〜B−4とF−3
、F−4の比較から、製紙用両性ポリマーのアニオン基
の導入が、従来方法の如く導入するよりは、3級アミン
を有する重合性単量体とアニオン性の重合性単量体の静
電的関係をもたせて導入して加水分解によってアニオン
基の一部を発生させる如き本発明によるアニオン基の導
入方法によって得られた製紙用両性ポリマーが製紙に関
する重要な諸要件をバランスよく向上させることにおい
て優れていることは明白である。
硫酸アルミニウム量を変動させた場合においても本発明
の請求範囲内の条件によって製造された両性ポリマーが
濾水性、サイズ効果によって示されるサイズ剤の歩留作
用、更に圧破裂強度、比圧縮強度等によって示される紙
力向上作用等の機能に於いてバランスがとれて優れてい
ることは明らかである。特に表−2および表−3中に示
されているサンプル名S−0、B−1〜B−4とF−3
、F−4の比較から、製紙用両性ポリマーのアニオン基
の導入が、従来方法の如く導入するよりは、3級アミン
を有する重合性単量体とアニオン性の重合性単量体の静
電的関係をもたせて導入して加水分解によってアニオン
基の一部を発生させる如き本発明によるアニオン基の導
入方法によって得られた製紙用両性ポリマーが製紙に関
する重要な諸要件をバランスよく向上させることにおい
て優れていることは明白である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (メタ)アクリルアミド(A)と下記一般式( I )で
示される重合性単量体あるいはその塩(B)とアニオン
基を有する重合性単量体(C)が{(B)+(C)}/
{(A)+(B)+(C)}=0.01〜0.2(モル
比)、(B):(C)=1:9〜9:1(モル比)であ
るような構成単位からなり、かつ30℃、1N NaN
O_3中で測定した極限粘度〔η〕が0.4〜6の両性
のプレポリマーに、(A)+(B)+(C)の3〜60
モル%の3級アミンがジアルキルアミン若しくはジアル
カノールアミンとホルムアルデヒドを用いてマンニッヒ
反応により導入されており、尚且つ上記(B)のエステ
ル結合が加水分解されている製紙用両性ポリマー。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (R_1はH又はCH_3、R_2、R_3はC_1〜
C_4のアルキル基、AはC_1〜C_4のアルキル基
又はC_3のヒドロキシアルキル基を表す)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19816486A JPS6354402A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 製紙用両性ポリマ− |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19816486A JPS6354402A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 製紙用両性ポリマ− |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6354402A true JPS6354402A (ja) | 1988-03-08 |
Family
ID=16386529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19816486A Pending JPS6354402A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 製紙用両性ポリマ− |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6354402A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5521240A (en) * | 1994-07-01 | 1996-05-28 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Paper coating composition |
JP2005194651A (ja) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Kurita Water Ind Ltd | 紙および板紙の製造方法 |
-
1986
- 1986-08-26 JP JP19816486A patent/JPS6354402A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5521240A (en) * | 1994-07-01 | 1996-05-28 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Paper coating composition |
JP2005194651A (ja) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Kurita Water Ind Ltd | 紙および板紙の製造方法 |
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