WO1997023691A1 - Procede de fabrication de papier - Google Patents

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WO1997023691A1
WO1997023691A1 PCT/JP1996/003748 JP9603748W WO9723691A1 WO 1997023691 A1 WO1997023691 A1 WO 1997023691A1 JP 9603748 W JP9603748 W JP 9603748W WO 9723691 A1 WO9723691 A1 WO 9723691A1
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anionic
water
soluble
salt
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PCT/JP1996/003748
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Tomonori Nakamura
Hideyuki Wakamatsu
Hidetoshi Sakamoto
Katsutoshi Tanaka
Original Assignee
Hymo Corporation
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
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    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/44Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups cationic
    • D21H17/45Nitrogen-containing groups
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/06Paper forming aids
    • D21H21/10Retention agents or drainage improvers

Definitions

  • the present invention relates to a papermaking method in a papermaking process, and more particularly, to an ionizable water-soluble polymer, anionic colloidal silica, anionic (co) polymer, and a specific production method for papermaking pulp in the papermaking process of papermaking.
  • the present invention relates to a sagami method for improving yield and drainage by adding an anionic additive selected from bentonite and a mixture thereof.
  • a drainage improver has been added.
  • a water-soluble polymer substance that is, a polyacrylamide and a derivative thereof, a synthetic polymer substance such as polyethyleneimine, polyamidepolyamineepiclohydrin resin, or Starch and its Natural water-soluble polymer substances such as derivatives are used.
  • Various methods have been proposed for the purpose of further improving the yield and Z or drainage. For example, a method of adding and mixing a cationic or amphoteric water-soluble polymer to a paper stock and then adding and mixing a colloidal silicic acid (Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-27676) discloses a method of 25 to 60 mol%.
  • a method of adding a cationic starch or polyacrylamide Hoffman reactant after adding an anionic acrylamide-based polymer having a molecular weight of 100,000 to 100,000 and containing a cationic anionic group to a stock Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-185900), a method using cationic starch and anionic colloidal silica (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-190900), acrylamide having a cationic group, (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-15991), a method of adding a colloidal silicic acid, a cationic or amphoteric polyacrylamide derivative, and a cationic starch ( Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • Sho 62-110109 A variety of proposals have been made, such as a method for improving the yield by using a cationic polymer and bentonite (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-191598). Also, a papermaking method in which a high molecular weight cationic polymer is first added to a papermaking cellulose slurry, and then a medium molecular weight anion polymer is added (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-254998), and a cationic polymer flocculant is used.
  • An object of the present invention is to increase the yield of cellulose fibers and fillers in the papermaking process.
  • the purpose is to improve productivity in the sandpaper process and the drying process by improving Z and drainage.
  • it is necessary to average the composition distribution in the thickness direction of the paper layer to produce high-quality paper, to prevent outflow of raw materials and fillers, to reduce costs, and to make paper with a high degree of refining pulp.
  • the object is not to reduce the papermaking speed.
  • Another object of the present invention is to improve the yield and / or to establish a stable papermaking method by keeping the circulating white water clean by improving drainage. It is a further object of the present invention to provide a papermaking method that reduces the load in the white water recovery step and the load in the wastewater treatment step by improving the yield and / or improving the drainage. Disclosure of the invention
  • the present inventors have conducted intensive studies in order to achieve these objects, and as a result, in the papermaking process of papermaking, added and mixed an ion-soluble water-soluble polymer obtained by the following dispersion polymerization method to paper stock, By adding and mixing an anionic additive selected from anionic colloidal silica, anionic (co) polymer, bentonite, and a mixture thereof, the papermaking method can improve the yield and Z or drainage.
  • the inventors have found that the object can be achieved, and have reached the present invention.
  • the dispersion polymerization method of the ionic water-soluble polymer used in the present invention includes: (A) a water-soluble cationic vinyl represented by the following formula (1) in an amount of 3 to 100 mol% in all monomers.
  • Monomer or a mixture thereof (B) 0 to 30 mol% of water-soluble anionic vinyl monomer in all monomers, and (C) a monomer comprising the remaining water-soluble nonionic vinyl monomer.
  • polymerization is carried out with stirring in the presence of a dispersant comprising a polymer electrolyte soluble in the salt aqueous solution. This is a polymerization method to obtain a dispersion of particles.
  • a monomer called a dispersion polymerization method is added to a papermaking pulp in a papermaking process.
  • polymerization of a specific water-soluble vinyl monomer is carried out while stirring in a salt aqueous solution in the presence of a dispersant composed of a polymer electrolyte soluble in the salt aqueous solution.
  • a dispersant composed of a polymer electrolyte soluble in the salt aqueous solution.
  • an ionic water-soluble polymer produced by a polymerization method for obtaining a dispersion of fine polymer particles is added, and then anionic colloidal silica, anionic (co) polymer, bentonite and a mixture thereof are added.
  • the present invention also provides a method for preparing a salt solution, wherein the salt forming the aqueous salt solution used in the production of the ionic polymer used in the method is a divalent anion salt. . Further, in the present invention, it is preferable that the dispersant used in the production of the ionic polymer used in the method is 50 to 100 mol% of a salt of dimethylaminoethyl acrylate or dimethylaminoethyl methacrylate.
  • An object of the present invention is to provide a papermaking method characterized in that it is a cationic polymer electrolyte obtained by polymerizing acrylamide of up to 50 mol%.
  • the present invention is characterized in that the ionic water-soluble polymer in the above method has an intrinsic viscosity in a 2% by weight aqueous solution of ammonium sulfate of 5 d1 Zg to 30 d1. It provides a method. Further, in the present invention, the addition amount of the above-mentioned ionizable water-soluble polymer is 0.001 to 0.2% by weight per stock SS, and the total addition amount of the above-mentioned anionic additive is 0.00% per stock SS. It is intended to provide a papermaking method characterized in that the content is 1 to 0.5% by weight.
  • the addition amount of the ionic polymer is more preferably 0.001 to 0.05% by weight, and the total addition amount of the anionic additive is 0.01 to 0.2% by weight. is there.
  • the anionic additive to be added after the addition and mixing of the ionic polymer is an anionic (co) polymer, and the composition of the anionic (co) polymer is based on the total monomers.
  • An object of the present invention is to provide a papermaking method as described above, characterized in that it is a polymer of a monomer containing 15 to 100 mol% of acryloleic acid and 0 to 85 mol% of acrylamide.
  • the anionic additive to be added after the addition and mixing of the ionic polymer is an anionic (co) polymer, and the monomer is dissolved as the anionic (co) polymer.
  • a papermaking method comprising conducting polymerization in an aqueous salt solution in which the produced polymer is not dissolved, and adding a water dilution of the obtained dispersion of polymer fine particles as the anionic additive.
  • the present invention is characterized in that, in the above method, the ionizable water-soluble polymer is added before the centrifugal screen in the paper making process, and the anionic additive is added after the centriline. To provide a papermaking method.
  • the present invention also provides the papermaking method according to the above method, wherein the ionic water-soluble polymer comprises 1 to 30 mol% of a water-soluble anionic vinylinole monomer in all monomers. is there.
  • the anionic monomer is one selected from acrylic acid, methacrylic acid or a salt thereof, itaconic acid or a salt thereof, acrylamide 2-methylbutanepansulfonic acid or a salt thereof, and a mixture thereof. Is more preferable, and acrylic acid is most preferable.
  • the gram equivalent number of the water-soluble vinyl monomer used in the ionic water-soluble polymer may be larger than that of the water-soluble anionic vinyl monomer. And a monomer composition.
  • the present invention also provides a papermaking method according to the above method, wherein the ionic water-soluble polymer does not contain a water-soluble anionic vinyl monomer. Still further, the present invention provides a papermaking method, wherein the water-soluble nonionic vinyl monomer is acrylamide. Further, the present invention provides the above method, wherein the water-soluble cationic vinyl monomer is It is intended to provide a sagami method characterized by being a tertiary salt and / or quaternary compound of methylaminoethyl acrylate. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the method for producing an ionic water-soluble polymer used in the present invention comprises the steps of: dissolving the water-soluble ionic vinyl monomer to be used, but dissolving the formed ion-soluble water-soluble polymer in a salt aqueous solution;
  • the monomer polymerization is carried out with stirring in the presence of a dispersant comprising a polymer electrolyte which is soluble in water, and the dispersion polymerization method is used to obtain the above-mentioned ionizable water-soluble polymer dispersion.
  • Examples of the production method include the methods disclosed in European Patent Publication No. 1 834 666 and European Patent Publication No. 364 175.
  • ionic water-soluble polymers produced by a dispersion polymerization method in an aqueous salt solution can be produced by a conventional polymerization method having the same monomer composition, for example, an aqueous solution polymerization method, a water-in-oil emulsion polymerization method.
  • an anionic additive selected from anionic colloidal silica, anionic (co) polymer, bentonite and a mixture thereof, the yield and The present inventors have found that Z or drainage is improved, and have reached the present invention. This is thought to be due to the nature of the dispersion polymerization method in an aqueous salt solution.
  • this polymerization method before the polymerization, the monomers are uniformly dissolved in the aqueous salt solution as a polymerization solvent, but as the polymerization proceeds, the produced polymer separates and precipitates from the aqueous salt solution, Form a dispersion of fine particles with the aid of a dispersant. In other words, the phase separation force from a homogeneous phase to two phases is occurring.
  • the mechanism of this polymerization has not been clearly elucidated, but it is a polymer with a special molecular structure that is different from the polymerization performed in a homogeneous phase, such as aqueous polymerization and water-in-oil emulsion polymerization.
  • the water-soluble ionic vinyl monomer constituting the ion-soluble water-soluble polymer used in the present invention is represented by the following formula (1).
  • A is 0 or NH; B is C 2 H 4 , C 3 H 6 , C 3 H 5 OH; is H or CH 3 ; R 2 , R 3 is CH 3 or C 2 H 5 ; R 4 is H, CH 3 , C 2 H 5 or a benzyl group; X— represents an anionic counter ion.
  • the water-soluble cationic vinyl monomer represented by the above formula (1) particularly, Tertiary salt and / or quaternary compound of tilaminoethyl acrylate or dimethylaminoethyl methacrylate, or tertiary salt of dimethylaminopropyl acrylamide or dimethylaminopropyl methacrylamide and / or Alternatively, quaternized compounds are preferred.
  • the tertiary salt is typically a hydrochloride or sulfate of the monomer, and the quaternization is typically a methylation, ethylation and benzylation of the monomer.
  • Specific examples of the water-soluble cationic vinyl monomer represented by the above formula (1) include acryloyloxhetyl dimethylbenzylammonium chloride and methacryloy.
  • water-soluble cationic vinyl monomers include acryloyloxyshethyldimethylbenzylammonium chloride as those containing a benzyl group, and acryloyloxyl as those containing no benzyl group. It is ethyltrimethylammonium chloride.
  • water-soluble anionic vinyl monomer used in the present invention include itaconic acid or a salt thereof, maleic acid or a salt thereof, fumaric acid or a salt thereof, an acrylic or methacrylic anionic monomer, or And mixtures thereof.
  • acrylic or methacrylic anion monomer examples include, for example, acrylic acid, methacrylic acid or a salt thereof, 2-acrylamide 2-methylpropanesulfonic acid or a salt thereof, or a mixture thereof. It is.
  • preferred water-soluble anionic vinyl monomers are acrylic acid and methacrylic acid, most preferably acrylic acid.
  • water-soluble nonionic vinyl monomer used in the water-soluble water-soluble polymer of the present invention include acrylamide, methylacrylamide, and hydroxyethylamine. Acrylate, hydroxyethyl methacrylate and the like. Acrylic amide is most preferably used in terms of yield as a papermaking chemical and improvement in z or drainage.
  • the ionic water-soluble polymer used in the present invention comprises (A) a water-soluble cationic vinyl monomer represented by the above formula (1) in an amount of 3 to 100 mol% of all monomers or a water-soluble cationic vinyl monomer thereof.
  • a mixture comprising (B) 0 to 30 mol% of a water-soluble anionic vinyl monomer in all monomers, and (C) a monomer having a monomer composition ratio of the remaining water-soluble nonionic vinyl monomer. It is obtained by polymerizing.
  • a zwitterionic or amphoteric water-soluble polymer is preferably used.
  • Anionic additives selected from anionic colloidal silica, anionic (co) polymers, bentonite and mixtures thereof are anionic and anionic or nonionic as a pre-added polymer to paper stock
  • the use of water-soluble polymers is not preferred.
  • the above-mentioned zwitterionic water-soluble polymer is a water-soluble zwitterionic water-soluble polymer, it may be selected from among the vinyl monomers represented by the above formula (1), which contain a benzyl group.
  • a homopolymer, a plurality of types of vinyl monomers represented by the above formula (1), or those obtained by further copolymerizing a water-soluble nonionic vinyl monomer such as acrylamide or methacrylamide are more preferable. preferable.
  • the preferred molar ratio of these monomers is not particularly limited, but the molar ratio of the monomers in which the formed ionic water-soluble polymer does not dissolve in the aqueous salt solution as the polymerization solvent, that is, the salting out is essential.
  • a preferable range thereof is a water-soluble cationic compound represented by the above formula (1).
  • a water-soluble cationic vinyl monomer containing a benzyl group or a mixture thereof 3 to 100 mol%, and other water-soluble compounds represented by the above (1) not containing a benzyl group The molar ratio is such that the polymer of the monomer comprising the cationic vinyl monomer or a mixture thereof at 0 to 50 mol% and the remaining nonionic monomer undergoes salt breakage.
  • the monomer containing a benzyl group in the water-soluble cationic vinyl monomer of the above formula (1) has a strongly hydrophobic benzyl group bonded to an amino group, and as a result, despite the water-soluble polymer, It is difficult to dissolve in salt solution.
  • the component of the cationic water-soluble polymer contains the benzyl group-containing water-soluble cationic vinyl monomer of the above formula (1), it is represented by the above formula (1) containing no benzyl group. It is possible to set the molar ratio to other water-soluble ionic vinyl monomers in a wide range.
  • a cationic water-soluble polymer having a water-soluble cationic vinyl monomer represented by the above formula (1) containing no benzyl group as a water-soluble cationic vinyl monomer as a constituent element the molar ratio of the water-soluble cationic vinyl monomer to acrylamide or methylacrylamide is preferably in the range of 3:97 to 30:70.
  • the amphoteric water-soluble polymer is a water-soluble cationic vinyl monomer represented by the above formula (1) or a mixture thereof in an amount of 3 to 99% by mole, and the water-soluble anion. More preferably, a copolymer of 1 to 30 mol% of a water-soluble vinyl monomer and the remaining water-soluble nonionic vinyl monomer, for example, acrylamide or methacrylamide is used.
  • the preferred molar ratio of these monomers is not particularly limited. The molar ratio of the monomers is such that the polymer produced does not dissolve in the aqueous salt solution as a polymerization solvent, that is, the monomer is salted out.
  • the total amount of the contained vinyl monomer contained in the copolymer is 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more. If the total amount of the ionic vinyl monomer is less than 5 mol% in the copolymer, various properties such as yield and drainage become insufficient.
  • the gram equivalent value of the water-soluble ionic vinyl monomer is preferably It is preferably larger than the gram equivalent value of the water-soluble anionic vinyl monomer.
  • the cationic group has at least twice the gram equivalent value of the anionic group.
  • the amphoteric water-soluble polymer include, for example, a water-soluble cationic vinyl monomer having a benzyl group among the water-soluble cationic vinyl monomers represented by the above formula (1).
  • amphoteric water-soluble polymer examples include, for example, a water-soluble cationic vinyl monomer represented by the above formula (1) containing no benzyl group or a mixture of 3 to 30 moles thereof. %, Anionic monomer of 1 to 30 mol%, and a monomer-dispersed copolymer of acrylamide in which all the monomers other than the above-mentioned components in all monomers are acrylamide. Further, other monomers such as acrylonitrile, methyl acrylate, ethyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and hydrophobic substances such as styrene.
  • the resulting copolymer is also water-soluble, it is possible to carry out copolymerization.
  • the polymerization is carried out while stirring a plurality of monomers in an aqueous salt solution in the presence of a dispersant.
  • the monomer concentration at this time is preferably 5% by weight or more, more preferably 10% by weight or more, and 40% by weight is particularly preferred. If the monomer concentration is less than 5% by weight, the polymer concentration in the dispersion becomes low, which is not economically preferable. It is an important condition that the polymerization product is not dissolved, that is, salted out, of the aqueous salt solution, which is a polymerization solvent during the production of the polymer used in the present invention and is a dispersion medium.
  • a polyvalent anion salt is preferable. Typical examples thereof include sodium sulfate, ammonium sulfate, magnesium sulfate, aluminum sulfate, and disodium hydrogen phosphate. Salts other than these can be used as long as they dissolve the monomer and the dispersant and do not dissolve the polymerization product. Of these, sulfates are preferred. In terms of valence, divalent anion salt is preferable. Specifically, ammonium sulfate and sodium sulfate are particularly preferred.
  • the salt concentration in the reaction solution at the time of polymerization depends on the molar ratio of the water-soluble cationic vinyl monomer and the water-soluble anionic vinyl monomer represented by the above formula (1), and the type of salt used. There is no particular limitation because it differs depending on the location.
  • the salt concentration in the reaction solution during the polymerization is usually 15% by weight or more based on the weight of the polymerization reaction solution excluding the weight of the monomer, up to the saturation concentration or the solubility. Is more preferably 15% by weight or more and 30% by weight or less, particularly preferably 15% by weight or more and 25% by weight or less. If the salt concentration is less than 15% by weight, the viscosity of the reaction solution during the reaction increases, and the polymerization becomes difficult.
  • the salt is added to the solvent during the polymerization to carry out the polymerization, but a part of the salt may be added to the dispersion after the completion of the polymerization.
  • the addition of the-part of the salt to the dispersion after the polymerization is completed can reduce the viscosity of the dispersion.
  • the salt concentration in the dispersion obtained by adding a part of the salt to the dispersion after completion of the polymerization is preferably at least 15% by weight, up to the saturation concentration or up to the solubility limit, more preferably 15 to 2%. 5% by weight.
  • a cationic polymer is preferable as the ionic polymer as a product, and in the case of an amphoteric polymer, the gram equivalent value of the cationic monomer in the amphoteric polymer is that of the anionic monomer. It is preferable that the value be larger than the gram equivalent value. Therefore, it is preferable to use a cationic polymer electrolyte.
  • dispersant examples include 50 to 100 mol% of a salt of dimethylaminoethyl acrylate, a salt of dimethylaminoethyl methacrylate, a salt of dimethylaminopropyl acrylamide, a salt of dimethylaminopropyl acrylamide, Burimetacrylamide salt, acryloyloxetil trimethylammonium chloride, methacryloyloxetil trimethylammonium chloride, acrylic acid
  • the amount of the polyelectrolyte dispersant is about 1 to 15% by weight, more preferably about 1 to 10% by weight, based on the amount of all monomers. If the amount is less than 1% by weight, the polymerization product is not obtained in a dispersed state, and is undesirably adhered to each other to form a large mass. Use of an amount exceeding 15% by weight is not preferable because the viscosity of the finally obtained dispersion itself becomes high and the fluidity may be lost.
  • any known method may be used to initiate the polymerization reaction as long as the obtained polymer is in a dispersion state. However, it is preferred to use a polymerization initiator.
  • the selection of the polymerization initiator is not particularly limited, and generally, a free radical initiator is preferably used.
  • These polymerization initiators are appropriately selected from redox, azo, and other types.
  • Redox initiators include ammonium peroxosulfate, potassium peroxosulfate, hydrogen peroxide, and benzoyl peroxide, and sodium hydrogen sulfite, ferrous sulfate, ferrous sulfate, tetramethylethylenediamine, and dimethylaniline. Combinations with heels can be mentioned.
  • azo initiators 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazoline-l-2-yl) propane] dihydrochloride, 2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2'-azobis (4-methoxy2,4-dimethylvaleronitrile) ) And the like.
  • initiators include ammonium peroxosulfate, potassium peroxosulfate, hydrogen peroxide, acetyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, cumenehydropa —Oxide, di-n-tert-butyl peroxide, tetramethylthiuram disulfide, dibenzoyl disulfide, p-toluenesulfonic acid and the like.
  • the polymerization temperature there is no particular limitation on the polymerization temperature as long as the polymerization initiator acts properly at the selected temperature.
  • the type of the polymerization initiator include 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride and 2,2′-azobis [2- (2-imidazoline-1-yl) propane] dihydrochloride. It is preferably used in terms of handling, controllability and the like.
  • the concentration of the ion-soluble water-soluble polymer in the polymer dispersion is as high as 5% by weight or more, usually from 5% by weight to about 40% by weight.
  • the above-mentioned salt and the above-mentioned dispersant are contained in the dispersion.
  • the viscosity of the ionizable water-soluble polymer is low because the ionizable water-soluble polymer is stably dispersed in a fine particle state in an aqueous salt solution, and is usually 10 to 3000 mP
  • the low viscosity of a ⁇ S makes it easy to flow and very easy to handle.
  • the average particle size of the ionic water-soluble polymer particles in the dispersion is usually 0.1 to 150 m, preferably 0.1 to 50 / zm, more preferably 0.1 to 30 m.
  • the molecular weight of the ion-soluble water-soluble polymer in the above dispersion is not particularly limited. But, When used in the papermaking process of papermaking, the molecular weight is preferably large.
  • the intrinsic viscosity of the polymer is usually in the range of about 5 dl / g to 30 dl Zg. If the intrinsic viscosity is less than 5 dl Zg, the effect of improving the yield and / or drainage is insufficient, and if it is greater than 30 dl Zg, the texture deteriorates and the product quality is adversely affected.
  • the above dispersion is excellent in storage stability, and does not cause inconvenience such as particles adhering to each other to form a lump even when stored at room temperature.
  • the anionic additive used in the present invention is selected from anionic colloidal silica, anionic (co) polymer, bentonite and a mixture thereof.
  • the anionic colloidal silica used in the present invention is produced by maintaining an aqueous solution of soda orthogeate at pH 1 to 4, and those which are generally distributed as commercial products can be used. .
  • the anionic colloidal silicide force is a silicon dioxide having 0H groups on the surface due to hydration in water, and its particle surface is porous and generally negatively charged in water.
  • an elongated shape having an almost uniform thickness in the range of about 5 to 20 nm, extending only in one plane, and having a particle diameter of about 40 to 300 nm by a dynamic light scattering method Anionic silica sols having a shape can also be preferably used.
  • Use bentonite that is normally distributed as a commercial product. Can be.
  • An anionic (co) polymer is a (co) polymer containing an anionic monomer containing an anionic substituent in the monomer.
  • anionic monomer acryloic acid, methacrylic acid or a salt thereof, itaconic acid or a salt thereof, maleic acid or a salt thereof, fumaric acid or a salt thereof, acrylamide 2-methylpropanesulfonic acid Alternatively, it is preferably selected from a salt thereof and a mixture thereof.
  • the most preferred anionic monomer is acrylic acid, that is, the acrylic (co) polymer is preferably used as the anionic (co) polymer.
  • the composition is a polymer of a monomer containing 15 to 100 mol% of acrylic acid and 0 to 85 mol% of acrylamide in all monomers. It is preferably an object.
  • the method for producing the anionic (co) polymer used in the present invention is not particularly limited, and can be produced by a conventionally known method. Among them, a polymerization method is preferred in which the monomer is dissolved but the resulting (co) polymer is polymerized in an aqueous salt solution that does not dissolve the polymer to obtain polymer fine particles.
  • the molecular weight of the resulting anionic (co) polymer is preferably at least 150,000.
  • a water dilution of the polymer thus obtained is added to the stock.
  • the amount of the ionizable water-soluble polymer added is from 0.001% to 0.2% by weight per SS of the paper material, and the total amount of the anionic additives added is the paper material.
  • the addition amount of the ionic water-soluble polymer is from 0.001% to 0.05% by weight per SS of the stock, and the total power of the addition amount of the anionic additives is less than 0% per SS of the stock. More preferred is from 0.1% to 0.2% by weight. If the added amount of the chemical is too small, the effect is reduced, and if it is too large, the felt or wire used in the papermaking process tends to be contaminated.
  • the timing of adding each additive is not particularly limited, but an ionic water-soluble polymer is first added, followed by anionic colloidal silica, anionic (co) polymer, It is necessary to add an anionic additive selected from bentonite and a mixture thereof.
  • an ionic water-soluble polymer is added before the centriscreen in the papermaking process, and the anion is selected from anionic colloidal silica, anionic (co) polymer, bentonite and a mixture thereof. It is preferred to add the ionic additive after centriscreening.
  • an ionic water-soluble polymer produced by a dispersion polymerization method in an aqueous salt solution has the same monomer composition as a conventional polymerization method, for example, an aqueous solution polymerization method, a water-in-oil emulsion.
  • the produced polymer separates and precipitates as the polymerization proceeds in the aqueous solution of the aqueous salt solution, which is a polymerization solvent, as described above. .
  • comparative samples a to f shown in Table 1 were obtained by aqueous solution polymerization and reverse emulsion polymerization using monomers having the composition shown in Table 1 for specific drawing.
  • Table 1 shows the monomer composition of Comparative Samples a to f and the intrinsic viscosity in a 2% by weight aqueous solution of ammonium sulfate.
  • a ⁇ c acrylic acid
  • a Am Acrylamide (Example of preparation of acrylic acid (co) polymer)
  • a polymerization initiator As a polymerization initiator, 0.6 milliliter of an aqueous solution of ammonium persulfate having a concentration of 10% by weight and 0.6 milliliter of an aqueous solution of sodium bisulfite having a concentration of 10% by weight are added, and polymerization is carried out with stirring. And became cloudy after 2 minutes. At this point, when the water bath was removed, about 70 minutes after 30 minutes due to the heat of polymerization. become C. Thereafter, the polymerization temperature was maintained at 70 ° C for 2 hours in a water bath to complete the polymerization reaction.
  • the viscosity of the acrylic acid / acrylamide copolymer thus obtained was 320 mPa's using a Brookfield viscometer, and as a result of microscopic observation, a dispersion of a sphere having an average flow of 5 m was obtained. Had become.
  • This dispersion (polymer concentration: 20% by weight) was diluted 40 times with deionized water, and the viscosity was measured with a Brookfield viscometer. The result was 3. OmPa ⁇ s, and the polymer was dissolved. I didn't. This polymer was neutralized with sodium hydroxide, and the intrinsic viscosity in a 1N aqueous solution of sodium chloride was measured. As a result, it was 6. OdlZg.
  • Sample G This dispersion of acrylic acid-acrylamide copolymer is referred to as Sample G. Also, a homopolymer dispersion of acrylic acid was prepared in the same manner. This dispersion is designated as Sample H.
  • the intrinsic viscosity of the neutralized product of Sample H in a 1 N aqueous sodium chloride solution was 6.1 d 1 / g. (Examples 1 to 14)
  • the yield was measured by a brit-type dynamic jar tester. The test was performed in the following procedure.
  • This white water was filtered through a quantitative filter paper (Toyo Roshi Kaisha NO. 5C), whose dry weight (W.g) at 105 ° C was measured in advance, dried at 105 ° C, and weighed. Measure. This weight is Wig.
  • the total yield and the filler yield are determined by the following equations.
  • Example 1 The procedure of Example 1 was repeated, except that the polymer dispersions (A) to (F) were replaced by the solution polymerization polymer and the emulsion-type polymers ( a ) to (f). The yield was measured in the same manner as in Examples 1 to 14. The results are shown in Table 3. Table 1 shows the composition and properties of the polymer. [Table 3]
  • the ionic polymer dispersions (A) to (F) were added to papermaking pulp to conduct a drainage test.
  • the slurry (30 Om1) was collected in a 50 Om1 beaker, and stirred with a three-one motor at 600 rpm to obtain a polymer (A) to (F) obtained in Preparation Examples 1 to 6.
  • the papermaking method of the present invention it is possible to improve the yield of cellulose fibers and fillers and / or improve drainage in the papermaking process, thereby improving the productivity in the papermaking process and the drying process. Can be. Further, the papermaking method of the present invention can keep the circulating white water clean, and can further reduce the load in the white water recovery step and the load in the wastewater treatment step.

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Description

明細書
抄 紙 方 法 技術分野
本発明は製紙工程における抄紙方法に関するものであり、 さらに詳しくは製紙 の沙紙工程において抄紙パルプに特定の製造方法によるィォン性水溶性重合体お よびァニオン性コロイダルシリカ、 ァニオン性 (共) 重合物、 ベントナイ 卜およ びその混合物から選ばれてなるァニォン性添加剤を添加して歩留およびノあるい は濾水性を向上させる沙紙方法に関するものである。 背景技術
従来、 製紙の抄紙工程においては、 添加された各種填料の流出により紙層の厚 さ方向の組成分布が不均一化してしまうという問題点があった。 また、 原料 '添 加薬品の流出による原価の向上、紙料濃度が一定値以上必要になってしまうこと 等の解決すべき問題点もあった。 また、 填料等の流出は循環する白水の汚染にも つながる。 これらの問題点を解決するためにある種の歩留向上剤の添加がなされ ている。 また、 抄紙時の抄紙速度の向上は生産性の向上につながり、 一方でパルプの叩 解度の向上も紙力増強の観点から望まれているが抄紙速度と相反し、 同時にこれ らを解決することは困難であった。 これに対しては、 濾水性向上剤の添加によつ て解決を図っている。 歩留向上剤あるいは濾水性向上剤としては、 一般に水溶性高分子物質、 すなわ ちポリアクリルァミ ドおよび、 その誘導体、 ポリエチレンィミン、 ポリアミ ドボ リアミンェピクロヒドリン樹脂等の合成高分子物質、 あるいは澱粉および、 その 誘導体等の天然水溶性高分子物質が使用されている。 また歩留および Zあるいは濾水性をさらに向上させることを目的に種々の方法 力提案されている。 例えば、 紙料にカチオン性または両性水溶性高分子を添加混 合した後にコロイドシリ力を添加混合して抄紙する方法 (特開平 3— 2 7 6 7 6 号公報) 、 2 5〜6 0モル%のァニオン性基を含有する分子量 1 0万〜 1 0 0万 のァニオン性ァクリルァミ ド系ポリマーを紙料に添加した後にカチオン性澱粉あ るいはポリアクリルアミ ドのホフマン反応物を添加する方法 (特開昭 6 0— 1 8 5 9 0 0号公報) 、 カチオン性澱粉とァニオン性コロイダルシリカを用いる方法 (特開昭 5 7— 5 1 9 0 0号公報) 、 陽イオン性基を有するアクリルアミ ド系ポ リマーとコロイダルシリカを用いる方法 (特開昭 6 2 - 1 5 3 9 1号公報) 、 コ ロイド珪酸およびカチオン性もしくは両性のポリアクリルアミ ド誘導体とカチォ ン性澱粉を添加する方法 (特開昭 6 2 - 1 1 0 9 9 8号公報) 、 カチォン性ボリ マ一とベントナイ卜を使用して歩留りを向上させる方法 (特開昭 6 2—1 9 1 5 9 8号公報) 等多様な提案がなされている。 また、 製紙セルローススラリーに、 初めに高分子量カチオンポリマ一を加え、 次いで中分子量ァニオンポリマーを加 える抄紙方法 (特開平 4一 2 4 5 9 9 8号公報) 、 カチォン性高分子凝集剤を紙 料添加混合後にァニオン性高分子化合物とベン卜ナイ卜の混合物を添加する填料 歩留り向上方法 (特開昭 6 4 - 6 1 5 8 8号公報) 等が知られている。 これらの方法は水溶性高分子を単独で用 t、る方法以上に歩留りの向上あるいは 濾水性の向上が図られてはいるが、 最近の製紙技術の高度化や故紙使用率の増加 による原料パルプ事情の悪化、 抄紙用水の水質の低下等により充分に満足しえる ものでなく、 さらなる歩留りあるいは濾 7]性の向上方法が強く望まれている。 本発明の目的は、 製紙工程においてセルロース繊維および填料などの歩留りを 向上させ、 かつ Zあるいは濾水性を向上させることにより、 沙紙工程、 乾燥工程 での生産性を向上させることにある。 詳しくは、紙層の厚さ方向の組成分布の平 均化を図り高品質の紙を生産すること、 原料 ·填料の流出を防止しコストダウン を図ること、 また高叩解度パルプの抄紙を行う場合にも抄紙速度を低下させな 、 こと等を目的とする。 また、 本発明の他の目的は歩留りを向上させ、 かつ/ある ^、は濾水性を向上させることにより循環する白水を清浄に保つことにより、 安定 した抄紙方法を確立することにある。 さらには、 歩留りを向上させ、 かつ/ある いは濾水性を向上させることにより白水回収工程での負荷の低減、 廃水処理工程 での負荷の低減をはかる抄紙方法を提供することにある。 発明の開示
本発明者らは、 これらの目的を達成するために、 鋭意検討を重ねた結果、 製紙 の抄紙工程において、紙料に下記分散重合法により得られるィォン性水溶性重合 体を添加混合し、 次いでァニオン性コロイダルシリカ、 ァニオン性 (共) 重合物、 ベントナイ卜およびその混合物から選ばれてなるァニォン性添加剤を添加混合す る事により、 歩留りおよび Zあるいは濾水性を向上させる抄紙方法によって、 上 記目的が達成できることを見出し本発明に至った。 本発明に使用される該イオン性水溶性重合体の分散重合法とは、 (A ) 全単量 体中 3〜1 0 0モル%の下記式 ( 1 ) で表される水溶性カチオン性ビニル単量体 またはその混合物、 (B ) 全単量体中 0 ~ 3 0モル%の水溶性ァニオン性ビニル 単量体、 ( C ) 残余の水溶性ノニオン性ビニル単量体からなる単量体を、 該単量 体を溶解し生成重合体を溶解しない塩水溶液中で、 該塩水溶液に可溶な高分子電 解質から成る分散剤の共存下で、 攪拌しながら重合を行い、 微細重合体粒子の分 散液を得る重合法である。
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0 = C-A-B-N + -R4 · - (1)
R
(ただし、 式中、 Aは 0または NH; Bは C2H4、 C3H6、 C3H5OH; は Hまたは CH3 ; R2、 R3は CH3または C2H5 ; R4は H, CH3, C2H5または ベンジル基; X はァニオン性対イオンを表す。 ) すなわち、 本発明は製紙の抄紙工程において抄紙パルプに、 分散重合法と呼ば れる単量体を溶解するが生成重合体を溶解しな 、塩水溶液中でこの塩水溶液に可 溶な高分子電解質から成る分散剤の共存下で攪拌しながら特定の水溶性ィォン性 ビニル単量体の重合を行 、微細重合体粒子の分散液を得る重合法によつて製造さ れたイオン性水溶性重合体を添加し、 次いでァニオン性コロイダルシリカ、 ァニ オン性 (共) 重合物、 ベントナイトおよびその混合物から選ばれてなるァニオン 性添加剤を添加し、 歩留まりおよび/あるレ、は濾水性を向上させることを特徴と する抄紙方法である。 また本発明は、 前記方法に於いて使用されるイオン性重合体の製造時に用いる 前記塩水溶液を形成する塩が、 2価ァニォン塩であることを特徴とする抄氏方法 を提供するものである。 さらに本発明は、 前記方法に於いて使用されるイオン性重合体の製造時に用い る前記分散剤が、 50〜100モル%のジメチルアミノエチルァクリレートの塩、 ジメチルァミノエチルメタクリレー卜の塩、 ジメチルァミノプロビルァクリルァ ミ ドの塩、 ジメチルァミノプロピルメタクリルァミ ドの塩、 ァクリロイルォキシ ェチルトリメチルアンモニゥムクロリ ド、 メタクリロイルォキシェチルトリメチ ルアンモニゥムクロリ ド、 ァクリルァミ ドプロビルトリメチルアンモニゥムクロ リ ド、 メ夕クリルァミ ドプロビルトリメチルァンモニゥムク口リ ド、 ジメチルジ ァリルアンモニゥムクロリ ドおよびそれらの混合物の中から選ばれる 1種のカチ オン性単量体、 および 0〜5 0モル%のアクリルアミ ドを重合したカチオン性高 分子電解質であることを特徴とする抄紙方法を提供するものである。 またさらに本発明は、前記方法に於いて前記イオン性水溶性重合体の 2重量% 硫酸アンモニゥム水溶液中における固有粘度が、 5 d 1 Z g〜3 0 d 1 であ ることを特徴とする抄紙方法を提供するものである。 さらに、 本発明は前記ィォン性水溶性重合体の添加量が紙料 S Sあたり 0. 0 0 1 - 0. 2重量%、 前記ァニオン性添加剤の総添加量が紙料 S Sあたり 0. 0 0 1 - 0. 5重量%であることを特徴とする抄紙方法を提供するものである。 こ こにおいて、 前記イオン性重合体の添加量はより好ましくは 0. 0 0 1 ~ 0. 0 5重量%、 前記ァニォン性添加剤の総添加量は 0. 0 1 ~ 0. 2重量%である。 また、 本発明においては前記イオン性重合体を添加混合後に添加するァニォン 性添加剤がァニオン性 (共) 重合物であって、 該ァニオン性 (共) 重合物の組成 が、全単量体中ァクリノレ酸を 1 5〜 1 0 0モル%、 アクリルアミ ドを 0〜 8 5モ ル%含有する単量体の重合物であることを特徴とする上記した抄紙方法を提供す るものである。 さらに、前記イオン性重合体を添加混合後に添加するァニォン性添加剤がァニ オン性 (共) 重合物であって、 該ァニオン性 (共) 重合物として、 単量体を溶解 し生成重合体を溶解しな ヽ塩水溶液中で重合を行 、、 得られた重合体微細粒子の 分散液の水希釈液を前記ァニォン性添加剤として添加することを特徴とする抄紙 方法である。 またさらに本発明は、 前記方法に於 、て前記ィォン性水溶性重合体を製紙工程 のセントリスクリ一ン前に添加し、 前記ァニォン性添加剤をセントリスリーン後 に添加することを特徴とする抄紙方法を提供する。 また本発明は、 前記方法において、 前記イオン性水溶性重合体が、 全単量体中 1〜3 0モル%の水溶性ァニオン性ビニノレ単量体を含んでなることを特徴とする 抄紙方法である。 この際、 前記ァニオン性単量体は、 アクリル酸、 メタアクリル 酸またはそれらの塩、 ィタコン酸またはその塩、 アクリルアミ ドー 2—メチルブ 口パンスルホン酸またはその塩およびそれらの混合物から選ばれる 1種であるこ とカより好ましく、 最も好ましくは、 アクリル酸である。 また本発明は、 前記方法に於いて、 前記イオン性水溶性重合体に用いる水溶性 力チォン性ビニル単量体のグラム当量数が、 水溶性ァニォン性ビニル単量体のグ ラム当量数より大き 、単量体組成であることを特徴とする抄紙方法である。 また本発明は、 前記方法において、 前記イオン性水溶性重合体が水溶性ァニォ ン性ビニル単量体を含まなレ、事を特徴とする抄紙方法を提供するものである。 またさらに本発明は、 前記方法に於いて前記水溶性ノニオン性ビニル単量体が、 ァクリルァミ ドであることを特徴とする抄紙方法を提供する。 また、 本発明は、 前記方法に於いて前 ¾水溶性カチオン性ビニル単量体が、 ジ メチルアミノエチルァクリレー卜の三級塩および/あるいは四級化物であること を特徴とする沙紙方法を提供するものである。 発明を実施するための最良の形態
本発明において用いられるイオン性水溶性重合体の製造方法は、使用する水溶 性イオン性ビニル単量体は溶解するが生成するィォン性水溶性重合体を溶解しな い塩水溶液中で、 該水溶液に可溶な高分子電解質からなる分散剤の存在下で、 攪 拌しながら単量体の重合を行 、、 前記ィォン性水溶性重合体分散液を得る分散重 合法を用いるものである。 製造方法についてはヨーロッパ特許公開公報第 1 8 3 4 6 6号、 あるいはヨーロッパ特許公開公報第 3 6 4 1 7 5号等に開示されてい る方法が挙げられる。 本発明者らは、 塩水溶液中での分散重合法で製造したイオン性水溶性重合体は、 同じ単量体組成をもった従来の重合法、 たとえば水溶液重合法、 油中水型乳化重 合法で製造されたイオン性水溶性重合体に比べ、 ァニオン性コロイダルシリカ、 ァニオン性 (共) 重合物、 ベントナイトおよびその混合物から選ばれてなるァニ ォン性添加剤と併用した時に、 著しく歩留りおよび Zあるいは濾水性を向上させ ることを見出し本発明に至った。 これは、 塩水溶液中での分散重合法の特質に起因していると考えられる。 この 重合法では、 重合前には単量体は重合溶媒である塩水溶液中に均一に溶解してい るが、 重合が進むにしたがって、 生成した重合体が塩水溶液中から分離析出して き、 分散剤の助けで微粒子の分散液を形成する。 すなわち、 均一相から 2相への 相分離力《起きている。 この重合メカニズムは明白には解明されてないが、 水溶液 重合法、 油中水型乳化重合法のように重合力均一相で行われる重合とは異なった 特殊な分子構造の重合体、 例えば枝分かれが多い重合体あるいはプロック共重合 体等力《生成していると予想される。 この特殊な分子構造の違いが、 歩留りおよび ノあるいは濾水性を向上させている要因と予想できる。 本発明に用いるィォン性水溶性重合体を構成する水溶性力チォン性ビニル単量 体は下記式 (1) で表されるものである。
C Γ 2 = C― K 1 R 2
0 = C— A— B— N +— R4 · X- · , · (1)
I
Ra
(ただし、 式中、 Aは 0または NH; Bは C2H4、 C3H6、 C3H5OH ; は Hまたは CH3; R2、 R3は CH3または C2H5; R4は H, CH3, C2H5または ベンジル基; X—はァニオン性対イオンを表す。 ) 上記式 (1) で表される水溶性カチオン性ビニル単量体としては、 特に、 ジメ チルァミノエチルァクリレー卜あるいジメチルァミノエチルメタクリレー卜の三 級塩および あるいは四級化物、 またはジメチルァミノプロピルアクリルアミ ド あるいはジメチルァミノプロビルメタクリルアミ ドの三級塩および/あるいは四 級化物が好ましい。
三級塩としては、 該単量体の塩酸塩または硫酸塩が代表的であり、 四級化物と しては該単量体のメチル化物、 ェチル化物およびべンジル化物が代表的である。 具体的な上記式 (1) で表される水溶性カチオン性ビニル単量体としては、 ァ クリロイルォキシェチルジメチルベンジルアンモニゥムクロリ ド、 メタクリロイ ルォキシェチルジメチルベンジルアンモニゥムクロリ ド、 アクリルアミ ドプロビ ルジメチルベンジルアンモニゥムクロリ ド、 メタクリルアミ ドブロビルジメチル ベンジルアンモニゥムクロリ ド、 ァクリロイルォキシェチルトリメチルアンモニ ゥムクロリ ド、 メタクリロイルォキンェチルトリメチルアンモニゥムクロリ ド、 アクリルアミ ドブロビルトリメチルァンモニゥムクロリ ド、 メタクリルァミ ドプ 口ビルトリメチルアンモニゥムクロリ ド、 ジメチルアミノエチルァクリレートの 塩酸塩あるいは硫酸塩、 ジメチルアミノエチルメ夕クリレ一卜の塩酸塩あるいは 硫酸塩、 ジメチルァミノプロピルアクリルアミ ドの塩酸塩あるいは硫酸塩、 ジメ チルァミノプロピルメタクリルァミ ドの塩酸塩あるいは硫酸塩などを挙げること ができる。 この中でも特に好ましい水溶性カチオン性ビニル単量体としては、 ベ ンジル基を含有するものとしてァクリロイルォキシェチルジメチルベンジルアン モニゥムクロリ ド、 ベンジル基を含有しないものとしては、 ァクリロイルォキシ ェチル卜リメチルアンモニゥ厶クロリ ドである。 本発明に用いる水溶性ァニオン性ビニル単量体としては、 例えば、 ィタコン酸 あるいはその塩、 マレイン酸あるいはその塩、 フマール酸あるいはその塩、 ァク リル系ぁるいはメタクリル系ァニォン単量体あるいはこれらの混合物を挙げるこ とができる。
ァクリル系あるいはメタクリル系ァニオン単量体の代表的なものとしては、 例 えばアクリル酸、 メタクリル酸あるいはその塩、 あるいは 2—アクリルアミ ドー 2—メチルプロパンスルホン酸あるいはその塩あるいはこれらの混合物が挙げら れる。 この中で、 好ましい水溶性ァニオン性ビニル単量体としては、 アクリル酸、 メタクリノレ酸であり、 最も好ましくはァクリル酸である。 本発明のィォン性水溶性重合体に用いられる水溶性ノニォン性ビニル単量体と しては、 例えばアクリルアミ ドあるいはメ夕クリルアミ ド、 ヒドロキシェチルァ クリレート、 ヒドロキシェチルメタクリレート等が挙げられる。 製紙用薬品とし ての歩留りおよび zあるいは濾水性向上の点からは、 アクリルアミ ドが最も好ま しく用いられる。 本発明に使用されるイオン性水溶性重合体は、 (A) 全単量体中 3 ~ 1 0 0モ ル%の前記式 (1 ) で表される水溶性カチオン性ビニル単量体またはその混合物、 ( B ) 全単量体中 0〜 3 0モル%の水溶性ァニォン性ビニル単量体、 ( C ) 残余 の水溶性ノニォン性ビニル単量体の単量体組成比率からなる単量体を重合して得 られるものである。 本発明に用いられる上記ィォン性水溶性重合体としては、 力チォン性あるいは 両性水溶性重合体が好ましく用いられる。 ァニオン性コロイダルシリカ、 ァニォ ン性 (共) 重合物、 ベントナイトおよびその混合物から選ばれてなるァニオン性 添加剤はァニォン性であり、紙料に前添加する重合体としてはァニォン性あるい はノニオン性水溶性重合体の使用は好ましくない。 上記ィォン性水溶性重合体が力チォン性水溶性重合体である場合には、 上記式 ( 1 ) で表わされるビニル単量体の中でベンジル基を含有する水溶性カチォン性 ビニル単量体のホモポリマー、 あるいは上記式 (1 ) で表されるビニル単量体の 複数種、 あるいはさらにアクリルアミ ドあるいはメ夕クリルアミ ド等の水溶性ノ 二オン性ビニル単量体を共重合したものがより好ましい。 これら単量体の好まし いモル比は特に限定されないが、 生成したイオン性水溶性重合体が重合溶媒であ る塩水溶液に溶解しない、 すなわち塩析するような単量体のモル比が必須条件で あ 。 例えばその好ましい範囲としては、 上記式 ( 1 ) で表される水溶性カチオン性 ビニル単量体の中でベンジル基を含有する水溶性カチォン性ビニル単量体または その混合物 3〜1 0 0モル%、 ベンジル基を含有しない上記 (1 ) で表されるそ の他の水溶性カチオン性ビニル単量体またはその混合物 0 ~ 5 0モル%、 および 残余のノニォン性単量体からなる単量体の重合体が塩折するようなモル比である。 上記式 (1 ) の水溶性カチオン性ビニル単量体でベンジル基を含む単量体は、 ァミノ基に疎水性の強いべンジル基が結合しており、 その結果、 水溶性重合体に もかかわらず塩溶液に溶解しにくくなつている。 そのためカチオン性水溶性重合 体の構成要素に上記式 ( 1 ) のベンジル基含有水溶性力チォン性ビニル単量体が 含まれている場合は、 ベンジル基を含有しない上記式 ( 1 ) で表されるその他の 水溶性力チォン性ビニル単量体とのモル比を広範囲に設定することが可能である。 一方、 水溶性カチオン性ビニル単量体としてベンジル基を含有しない上記式 ( 1 ) で表される水溶性カチォン性ビ二ル単量体を構成要素にするカチォン性水 溶性重合体の場合は該水溶性カチオン性ビニル単量体とアクリルアミ ドあるいは メ夕クリルアミ ドのモル比は 3 : 9 7 ~ 3 0 : 7 0の範囲が好まし 、。 本発明で用いるイオン性水溶性重合体として、 両性水溶性重合体は上記式 (1 ) で表される水溶性カチオン性ビニル単量体またはその混合物 3〜 9 9モル%と、 前記水溶性ァニオン性ビニル単量体 1 ~ 3 0モル%と、 残余の水溶性ノニオン性 ビニル単量体、 例えばアクリルアミ ドあるいはメタクリルアミ ドを共重合したも のが、 より好ましい。 これら単量体の好ましいモル比は特に限定されない力 生 成した重合体が重合溶媒である塩水溶液に溶解しない、 すなわち塩析するような 単量体のモル比が必須条件である。 しかしながら両性水溶性重合体の特徴を示すためには、 カチオン、 ァニオンを 含めた全ィォン性ビ二ル単量体は共重合体中に 5モル%以上含まれることが好ま しく、 1 0モル%以上含まれることがさらに好ましい。 全イオン性ビニル単量体 が共重合体中に 5モル%未満であると歩留り、 濾水性などの各種の特性が不十分 となる。 また、 それぞれのイオン性ビニル単量体のモル比に関しては、 両性共重合体中 のカチォン基がァニォン基より多いほう力く好ましいため、 水溶性力チォン性ビニ ノレ単量体のグラム当量値が水溶性ァニォン性ビニル単量体のグラム当量値より大 なることが好ましい。 特に好ましくは、 カチオン性基は、 少なくともァニオン性 基のグラム当量値の 2倍以上が好ましい。 上記の両性水溶性重合体のより好ましい例としては、 例えば、 上記式 (1 ) で 表される水溶性カチオン性ビニル単量体の中でベンジル基を含有する水溶性カチ オン性ビニル単量体またはその混合物 3〜 9 9モル%、 ベンジル基を含有しない 上記 (1 ) で表されるその他の水溶性カチオン性ビニル単量体またはその混合物 0〜 5 0モル%、 上記水溶性ァニォン性ビニル単量体 1〜 3 0モル%、 および全 単量体中の前記成分以外の単量体がァクリルァミ ドから成る単量体の分散共重合 体を挙げることができる。
その他、 上記の両性水溶性重合体の好ましい他の例としては、 例えば、 ベンジ ル基を含有しない上記式 ( 1 ) で表される水溶性カチオン性ビニル単量体または その混合物 3〜3 0モル%、 ァニオン性単量体 1〜3 0モル%、 全単量体中の前 言己成分以外の単量体がァクリルァミ ドから成る単量体の分散共重合体を挙げるこ とができる。 さらに、 これら以外の単量体、 例えば、 ァクリロニトリル、 メチルァクリレ一 卜、 ェチルァクリレート、 2—ェチルへキシルァクリレート、 スチレン等の疎水 性単量体も生成した共重合体が水溶性であるならば、 共重合させることも可能で める。 重合は分散剤の共存下に複数単量体を塩水溶液中で撹拌しながら行うが、 この 時の単量体濃度は 5重量%以上が好ましく、 1 0重量%以上がさらに好ましく、 1 5〜4 0重量%が特に好ましい。 単量体濃度が 5重量%未満であると分散液中 の重合体濃度が低くなるので経済的に好ましくない。 本発明で使用される重合体の製造時の重合溶媒であり、 分散媒である塩水溶液 については、 重合生成物が溶解しない、 すなわち塩析することが重要な条件であ る。 すなわちこの条件を満たす、 イオン性水溶性重合体の単量体組成、 塩の種類、 塩の濃度の組み合わせが重要である。 塩水溶液に使用される塩としては、 多価ァニオン塩が好ましい。 この代表的な ものとしては、 例えば硫酸ナトリウム、 硫酸アンモニゥム、 硫酸マグネシウム、 硫酸アルミニウム、 リン酸水素ニナトリウム等カ挙げられる。 これら以外の塩で も、 単量体と分散剤を溶解し、 重合生成物を溶解しないものならば用いることが できる。 これらの中でも、 硫酸塩が好ましい。 また、 価数で言えば、 2価ァニォ ン塩カ《好ましい。 具体的には、 特に硫酸アンモニゥムと硫酸ナトリウムが最も好 ましい。 重合時の反応液中の塩濃度は、 上記式 (1 ) で表される水溶性カチオン性ビニ ル単量体、 水溶性ァニオン性ビニル単量体などのモル比や、 使用する塩の種類な どにより異なるので、 特に限定されない。
しかし、 通常、 重合時の反応液中の塩濃度は、 重合反応液の重量から単量体の 重量を除いた重合溶媒に対して 1 5重量%以上で、 飽和濃度まであるいは溶解度 の限界までの範囲が好ましく、 1 5重量%以上 3 0重量%以下がさらに好ましく、 1 5重量%以上 2 5重量%以下が特に好ましい。 塩濃度が 1 5重量%未満である と反応中の反応液の粘度が高くなり重合が困難になる。 塩は重合時の溶媒中に添加して重合するが、 塩の一部は重合終了後、 分散液中 に添加してもよい。 重合時の溶媒中に塩を一度に添加して重合するよりも、 塩の —部を重合終了後、 分散液に添加した方力 <分散液の粘度を低下させることができ る。 塩の一部を重合終了後、 分散液に添加して得られる分散液中の塩濃度は 1 5 重量%以上、 飽和濃度まであるいは溶解度の限界までの範囲が好ましく、 さらに 好ましくは 1 5 ~ 2 5重量%である。 種々の塩の種類、 塩の濃度を変化させても重合生成物が塩析しな L、単量体の組 成や、 重合生成物の塩折が起きないィォン性水溶性重合体の単量体組成と塩の種 類、 濃度の組み合わせは不適当である。 重合時に共存させる高分子電解質の分散剤は、 塩水溶液に溶解可能なことが必 須条件である。 高分子電解質としては、 生成物であるイオン性重合体としてカチオン性重合体 が好ましい点や、 両性重合体の場合にはその中のカチオン性単量体のグラム当量 値がァニォン性単量体のグラ厶当量値より大なることが好まし 、ため、 カチオン 性高分子電解質の使用が好ましい。 この分散剤としては、 5 0〜1 0 0モル%の ジメチルァミノエチルァクリレ一卜の塩、 ジメチルァミノエチルメタクリレート の塩、 ジメチルァミノプロビルアクリルアミ ドの塩、 ジメチルァミノプロビルメ タクリルアミ ドの塩、 ァクリロイルォキシェチルトリメチルアンモニゥ厶クロリ ド、 メ夕クリロイルォキシェチルトリメチルアンモニゥムクロリ ド、 アクリルァ ミ ドプロピルトリメチルァン乇ニゥムクロリ ド、 メタクリルアミ ドプロビルトリ メチルアンモニゥムクロリ ド、 ジメチルジァリルアンモニゥムクロリ ドおよびそ れらの混合物の中から選ばれる 1種のカチオン性単量体、 および 5 0〜0モル% のアクリルアミ ドを重合したカチオン性高分子電解質がより好ましい。 高分子電解質の分散剤の量は全単量体の量に対して、 およそ 1〜 1 5重量%で あり、 さらに約 1〜1 0重量%カ好ましい。 1重量%未満では重合生成物が分散 状,態で得られず、 互いに付着し大きな塊となってしまい好ましくない。 また 1 5 重量%を超える量の使用は最終的に得られた分散液自体の粘度が高くなり易流動 性が失われる場合もあるので、 好ましくない。 本発明において、 重合反応の開始は、 得られた重合体が分散液の状態であれば、 どの様な公知の方法を使用してもよい。 しかし、 重合開始剤を使用することが好 ましい。 重合開始剤の選定には特に限定要件はない力《、一般的にはフリーラジカ ル開始剤が好ましく用いられる。 これらの重合開始剤としては、 レドックス系、 ァゾ系、 あるいはその他の系の物から適宜選択される。 レドックス系開始剤とし ては、 パ一ォキソ硫酸アンモニゥ厶、 パ一ォキソ硫酸カリウム、 過酸化水素、 過 酸化ベンゾィルの何れかと、 亜硫酸水素ナトリウム、 硫酸第 1鉄、 テトラメチル エチレンジァミン、 ジメチルァニリンの何れかとの組合せが挙げられる。 ァゾ系 開始剤としては、 2 , 2 ' -ァゾビス (2—アミジノプロパン) ジヒ ドロクロリ ド、 2 , 2 ' ーァゾビス [ 2— (2—イミダゾリン一 2—ィル) プロパン] ジヒ ドロクロリ ド、 2 , 2 ' —ァゾビスイソプチロニトリル、 2 , 2 ' —ァゾビス ( 2 , 4—ジメチルバレロニ卜リル) 、 および 2 , 2 ' —ァゾビス (4—メ トキ シー 2 , 4—ジメチルバレロニ卜リル) 等が挙げられる。 その他のタイプの開始 剤としては、 パーォキソ硫酸アンモニゥ厶、 パ一ォキソ硫酸カリウム、 過酸化水 素、 過酸化ァセチル、 過酸化ラウロイル、 過酸化べンゾィル、 クメンハイ ドロパ —オキサイド、 ジ一夕ーシャリーブチルバ一オキサイド、 テ卜ラメチルチウラム ジスルフィ ド、 ジベンゾィルジスルフィ ド、 p—トルエンスルホン酸等が挙げら れる。
さらに、 本発明においては選択された温度において適切に重合開始剤が作用す れば、 重合温度に対する特別な限定はない。 重合開始剤の種類としては、 2, 2' —ァゾビス (2—アミジノプロパン) ジヒ ドロクロリ ド、 2, 2' ーァゾビス [ 2— ( 2—イミダゾリン一 2—ィル) プロパン] ジヒドロクロリ ド等が水溶性 である点、 ハンドリング性、 制御性等の点から好ましく用いられる。 重合体分散液中のィォン性水溶性重合体濃度は 5重量%以上の高濃度であり、 通常は 5重量%以上で約 40重量%以下である。 なお分散液中には上記の塩およ び上記の分散剤が含まれている。 上記の分散液はィォン性水溶性重合体を高濃度で含有するが、 ィォン性水溶性 重合体は微粒子の状態で塩水溶液中に安定に分散しているのでその粘度は低く、 通常 10~3000mP a · Sの低粘度であるので、 容易に流動し、 非常に取り 扱い易い特徴がある。 上記の分散液中のイオン性水溶性重合体粒子の平均粒径は通常 0. 1〜 150 mであり、 好ましくは 0. l〜50/zm、 さらに好ましくは 0. l〜30 m である。 イオン性水溶性重合体粒子の平均粒径が 150 を超えると沈殿し易 くなるので貯蔵安定性に欠ける上、 分散液の使用時に水と混合してもイオン性水 溶性重合体粒子が大きいために溶解性が悪く、 完全に溶解するまでに長時間を要 する。 上記の分散液中のィォン性水溶性重合体の分子量は特に限定されない。 しかし、 製紙の抄紙工程に用いる場合は、 分子量は大きいことが好ましい。 イオン性水溶 性重合体の分散液を 2重量%硫酸ァンモニゥム水溶液に溶解した時、 その重合体 の固有粘度は、 通常、 およそ 5 d l / g ~ 3 0 d l Z gの範囲である。 固有粘度 が 5 d l Z g未満であると歩留りおよび または濾水性向上効果が不十分であり、 3 0 d l Z gより大きいと地合いが悪化し、 製品の品質に悪影響を与える。 上記の分散液は貯蔵安定性に優れており、 常温で保存しても粒子が付着し合つ て塊になるなどの不都合を生じない。 本発明において使用されるァニオン性添加剤としては、 ァニオン性コロイダル シリカ、 ァニオン性 (共) 重合物、 ベントナイトおよびその混合物から選ばれる ものである。 本発明で使用するァニォン性コロイダルシリカは、 オルトゲイ酸ソ一ダの水溶 液を p H 1〜4に保持し製造したものであり、 通常市販品として流通しているも のを使用することができる。 ァニォン性コロイダルシリ力は通常水中で水和によ り表面に 0 H基を有する二酸化ケィ素であり、 その粒子表面は多孔性で水中では 一般に負 (一) に帯電している。 具体的には、 例えば特開昭 5 7— 5 1 9 0 0号 公報に記載の表面積約 5 0〜約 1 0 0 0 m 2 g、 好ましくは約 3 0 0〜約 7 0 O m 2Zgのシリカ粒子を有するコロイド状ゲイ酸ゾル、 このコロイド状ゲイ酸 ゾルを約 2 0 ~ 9 0 %含有するコロイダルシリ力を挙げることができる。 また、 約 5〜2 0 n mの範囲のほぼ一様な太さで一平面内のみの伸長を有し、 かつ動的 光散乱法による粒子径が約 4 0〜 3 0 0 n mである細長 、形状のァニォン性シリ 力ゾルも好ましく使用できる。 ベントナイ卜についても、 通常市販品として流通しているものを使用すること ができる。 ァニオン性 (共) 重合物は、 ァニオン性置換基をその単量体中に含有するァニ オン性単量体を含む (共) 重合物である。 この際、 前記ァニオン性単量体として は、 ァクリノレ酸、 メタアクリル酸またはそれらの塩、 ィタコン酸またはその塩、 マレイン酸またはその塩、 フマル酸またはその塩、 アクリルアミ ドー 2—メチル プロパンスルホン酸またはその塩およびそれらの混合物から選ばれるものである ことが好ましい。 最も好ましいァニオン性単量体は、 アクリル酸であり、 即ちァ 二オン性 (共) 重合物としてはアクリル酸 (共) 重合物が好ましく用いられる。 さらに、 これら以外の単量体、 例えばメタクリルァミ ド、 ァクリロニトリル、 メ タクリロ二卜リル、 メチルァクリレート、 メチルメタクリレート、 ェチルァクリ レート、 ェチルメタクリレート、 ヒドロキンェチルァクリレート、 ヒドロキシェ チルメタクリレート等のノニオン性単量体を共重合させることも可能である。 アタリル酸 (共) 重合物としては、 好ましくはその組成が全単量体中ァクリル 酸を 1 5〜1 0 0モル%、 アクリルアミ ドを 0〜 8 5モル%含有する単量体の重 合物であることが好ましい。 本発明に用いられるァニオン性 (共) 重合物の製造方法については特に限定さ れるものではなく、 従来知られている方法で製造できる。 中でも好ましくは、 単 量体は溶解するが生成する (共) 重合物を溶解しない塩水溶液中で重合し、 重合 体微細粒子を得る重合方法である。 得られたァニオン性 (共) 重合物の分子量は好ましくは 1 5 0万以上である。 この様にして得られた重合物の水希釈液を紙料に添加する。 抄紙工程にぉ 、て、 ィォン性水溶性重合体の添加量は紙料 S S当たり 0. 0 0 1重量%から 0. 2重量%であり、 前記ァニォン性添加剤の添加量の総和が紙料 S S当たり 0. 0 0 1重量%から0. 5重量%が好ましい。 さらに、 イオン性水溶性重合体の添加量が紙料 S S当たり 0. 0 0 1重量%か ら 0. 0 5重量%であり、 ァニォン性添加剤の添加量の総和力《紙料 S S当たり 0. 0 1重量%から 0. 2重量%がより好ましい。 薬品添加量が少なすぎると効果が減少し、 また過大であると抄紙工程に使用さ れるフェルトやワイヤーの汚染が発生しやすくなる。 本発明による抄紙方法において、 各添加剤の添加時期は特に限定されるもので はないが、 イオン性水溶性重合体をまず添加し、 その後にァニオン性コロイダル シリカ、 ァニオン性 (共) 重合物、 ベントナイ卜およびその混合物から選ばれて なるァニオン性添加剤を添加する必要がある。 好ましくは、 抄紙工程においては、 イオン性水溶性重合体を製紙工程のセントリスクリーン前に添加し、 ァニオン性 コロイダルシリカ、 ァニオン性 (共) 重合物、 ベントナイ卜およびその混合物か ら選ばれてなるァニオン性添加剤をセントリスクリーン後に添加することが好ま しい。
ィォン性水溶性重合体の添加後には、 適度の剪断により懸濁物質表面に重合体 が均等に分配される事が好ましい。 また、 ァニオン性コロイダルシリカ、 ァニォ ン性 (共) 重合物、 ベントナイ卜およびその混合物から選ばれてなるァニオン性 添加剤の添加後は、 過度の強攪拌による凝集物の破壊を避ける事が望ましい。 本発明により、 塩水溶液中での分散重合法で製造したイオン性水溶性重合体は、 同じ単量体組成をもった、 従来の重合法、 たとえば水溶液重合法、 油中水型乳化 重合法で製造されたイオン性水溶性重合体に比べ、 ァニォン性コロイダルシリ力、 ァニオン性 (共) 重合物、 ベントナイ卜およびその混合物から選ばれてなるァニ ォン性添加剤と併用した時に、 著しく歩留りおよび Zあるいは濾水性を向上させ る 前述したように、 塩水溶液中での分散重合法では、 重合溶媒である塩水溶液中 力、ら重合が進むにしたがって、 生成重合体が分離析出する。 このために重合が均 一相で行われる重合とは異なつた立体的分子構造の重合体、 例えば枝分かれが多 い重合体が生成され、 この立体的分子構造の違いが、 歩留りおよび または濾水 性を向上させている要因と予想できる。 実施例
次に実施例によって、 本発明を具体的に説明するが、 本発明はその要旨を越え ない限り、 以下の実施例に制約されるものではない。
(イオン性重合体の調製例)
(N o . 1〜6 )
攪拌機、 温度計、 還流冷却器、 窒素導入管を備えた 1リッ トルの五つ口のセパ ラブルフラスコに、 分散剤としてポリアクリロイルォキシェチルトリメチルアン モニゥムクロリ ド 4. 2 g、 析出剤として硫酸アンモニゥム 8 4. O gをとり、 イオン交換水 3 0 3. O gを加えて溶解した。 これに表 1記載の組成のモノマー 1 0 0. O gを仕込み、 5 0 °Cに加温しながら、 窒素置換した。 これに重合開始 剤として 2 , 2 ' —ァゾビス (2—アミジノプロパン) ジヒ ドロクロリ ドの 1 % 水溶液を 2. O g加え、 攪拌下、 5 0 °Cで 1 0時間重合すると、 塩水溶液に分散 した微粒子の重合体が得られた。 この反応液に 2 1 gの硫酸アンモニゥムを加え て溶解し、 本発明で使用する分散重合体試料 A ~ Fを得た。
分散重合体試料 A ~ Fのモノマ一組成および 2重量%の硫酸ァンモニゥ厶水溶 液中での固有粘度を表 1に記載する。
(N o. 7〜1 2)
比絞のために同様に表 1記載の組成のモノマ一を用い、 水溶液重合法および逆 相ェマルジヨン重合法により表 1記載の比較試料 a〜f を得た。
i 較試料 a~ f のモノマー組成および 2重量%の硫酸アンモニゥム水溶液中で の固有粘度を表 1に記載する。
【表 1】
Figure imgf000023_0001
※ABC :ァクリロイルォキシェチルジメチルベンジルアンモニゥ厶クロリ ド DMQ :ァクリロイルォキシェチルトリメチルアンモニゥムクロリ ド
A Λ c :ァクリル酸 A Am:アクリルアミ ド (アクリル酸 (共) 重合物の調整例)
攪拌機、 還流冷却器、 温度計、 窒素導入管を備えた 5 0 0ミ リリットルの五つ ロセパラブルフラスコに、 脱イオン水 1 4 5. 5 g、 濃度 5 0重量%のアクリル ァミ ド水溶液 9 6 g、 ァクリル酸 1 2 g、 硫酸ナトリゥム 4 6. 5 gを仕込み、 水浴上で 2 5 °Cに調整し、 攪拌しながら 3 0分間窒素置換した。 これに重合開始 剤として濃度 1 0重量%の過硫酸アンモニゥム水溶液 0. 6ミ リリッ トル、 濃度 1 0重量%の亜硫酸水素ナトリウム水溶液 0. 6ミリリッ トルを添加し、 攒拌を 続けながら重合を行うと、 2分後に白濁した。 この時点で水浴をはずすと、 重合 熱により 3 0分後に約 7 0。Cになって。 その後、 2時間、 7 0 °Cの水浴により重 合温度を保持し、 重合反応を完結させた。 こうして得られたァクリル酸 ·アクリルアミ ド共重合物の粘度は、 ブルックフ ィ―ルド粘度計で 3 2 0 m P a ' sであり、 顕微鏡観察の結果、 平均流怪 5 m の球体の分散液となっていた。 この分散液 (ポリマー濃度 2 0重量%) を脱ィォ ン水により 4 0倍に希釈し、 ブルックフィールド粘度計で粘度を測定したところ、 3. O m P a · sであり、 ポリマーは溶解していなかった。 このボリマ一を水酸 化ナトリウムによって中和し、 1規定の塩化ナ卜リゥム水溶液中での固有粘度を 測定したところ、 6. O d l Zgであった。 このアクリル酸 'アクリルアミ ド共 重合物の分散液を試料 Gとする。 また同様の方法によりァクリル酸のホモポリマ一分散液を作成した。 この分散 液を試料 Hとする。 試料 Hの中和物の 1規定塩化ナトリウム水溶液中での固有粘 度は、 6. 1 d 1 / gであった。 (実施例 1〜14)
イオン性重合体分散液 (A)〜 (F) を紙料に添加して歩留率を測定する試験 を つた。 広葉樹晒クラフトパルプ (L— ΒΚΡ) [カナディアン 'スタンダード 'フリ 一ネス (C. S. F) =330] に填料として重質炭酸カルシウムを 15重量%
(対パルプ) 添加し、 S S濃度 0. 5重量%となるように調整した。
このスラリ一を用いて、 ブリット式ダイナミックジャーテスタ一により、 歩留 率を測定した。 試験は以下の手順で行つた。
0. 5重量%紙料 500m 1をプリット式ダイナミックジャーテスターに投入 する。
1500 r pmで攪拌を開始し、 調製例で得られたカチオン性重合体 0. 1重 量%水溶液を添加する。 この時から計時を開始する。
30秒後、 0. 1重量%ベントナイト (商品名:オーガノゾ一ブー 0、 ァライ ドコロイド社製) およびノあるいは 0. 1重量%ァ二オン性コロイダルシリカ (商品名: BMA— 780、 日産ェカノーベル社製) を添加する。
更に 30秒後、 白水採取用のコックを開き、 150me s h w i r eを通過 した白水を流水させる。
初期 10秒間の白水を捨て、 その後 30秒間の白水を採取する。 この間の白水 量を Xm 1とする。
この白水を予め 105°Cでの乾燥重量 (W。g) を測定してある定量用濾紙 (東 洋濾紙株式会社 NO. 5 C) にて濾過し、 105°Cにて乾燥し、 重量を測定する。 この重量を Wigとする。
次いで、 600°Cにて灰化し、 灰分重量を測定する。 この重量を f gとする。 白水中の S S濃度及び灰分濃度を次式にて求める (
Wl 一 Wo
白水中 S S濃度 (重量%) = X 100 = S Si
X f
白水中の灰分濃度 (重量%) = X I 00 = A s h!
X
0. 5重量%紙料についても、 同様に S S濃度、 灰分濃度を測定する。 それぞ れ、 S S0、 A s hoとする。
総歩留率および填料歩留率を次式にて求める。
Figure imgf000026_0001
総歩留率 = X 100
(T-OPR%) S So
Λ s h o- A s h i
填料歩留率 = X 100
(F-0PR%) A s ho 得られた結果をまとめて表 2に示す。 【表 2】
Figure imgf000027_0001
(比較例 1~14)
実施例 1〜14で用いた、 重合体分散液 (A) 〜 (F) の代わりに溶液重合夕 イブの重合体およびェマルジョタイプの重合体 (a) 〜 (f ) を用いて、 実施例 1〜14と同様の方法で歩留率を測定した。 得られた結果を表 3に併せて示す。 重合体の組成、 性状を表 1に示す。 【表 3】
Figure imgf000028_0001
(実施例 15〜30)
実施例 1~14で用いた、 イオン性重合体分散液 (A) 〜 (F) を用い、 ァニ オン性コロイダルシリカおよび あるいはベン卜ナイ卜の代わりにァクリル酸 (共) 重合体試料 (G) 、 (H) および/あるいはベントナイ トを用いて、 実施 例 1〜14と同様の方法で歩留率を測定した。 得られた結果を表 4に併せて示す c 【表 4】
Figure imgf000029_0001
(比較例 15〜30)
比較例 1~14で用いた、 イオン性重合体 (a) 〜 (f ) を用い、 ァニオン性 コロイダルシリカおよびノあるいはベントナイ卜の代わりにアクリル酸 (共) 重 合体試料 (G) 、 (H) およびノあるいはベントナイトを用いて、 比較例 1~1 4と同様の方法で歩留率を測定した。 得られた結果を表 5に併せて示す。
【表 5】
Figure imgf000030_0001
(実施例 31〜44)
イオン性重合体分散液 (A) ~ (F) を抄紙パルプに添加して濾水性の試験を 行った。 段ボール故紙:新聞故紙 =90 : 10の混合パルプ (C. S. F = 300) を パルプ濃度 1重量%に調整し、 更に液体硫酸バンドを 3重量% (対パルプ) 添加 し、 pHを 5. 8とした。
このスラリ一 30 Om 1を 50 Om 1 ビーカーに採取し、 スリーワンモーター にて、 600 r pmで攪拌しな力 ら、 調製例 1〜 6で得られた重合体 (A) 〜 (F) の 0. 1重量%水溶液を添加する。 30秒後、 0. 1重量%ァ二オン性コ ロイダルシリカおよび Zあるいは 0. 1重量%ベントナイ 卜を添加する。 更に 3 0秒後、 攪拌を停止し、 このスラリーを 1リッ トルメスシリンダ一に移す。 清水 にて全量を 1リッ トルとした後、 転倒攪拌を 3回行い、 カナディアン 'スタンダ ード ·フリーネステスターに投入する。 C. S. ド測定の手 に従い、 側管に流 出する濾液量を測定する。
得られた結果を表 6に示す。
【表 6】
Figure imgf000031_0001
40 D 300 0 500 495
41 E 300 0 500 505
42 F 300 0 500 502
43 A 300 1 00 300 5 1 3
44 D 300 1 00 300 570
(比較例 3 1〜44)
実施例 3 1 ~44で用いた重合体分散液 (A) 〜 (F) の代わりにイオン性重 合体 (a) 〜 ( f ) を用いて実施例 3 1~44と同様な方法にて、 濾水量を測定 し i <^-o
得られた結果を表 7に併せて示す。
【表 7】
イオン性 ァニオン性コ Dイダベントナイト
比較例 重合体 ルシリか添加量添加量 濾水量
種類 添加量删 翻 SS) (删 SS) (m l )
SS) (ppm) (ppm) (ppm)
3 1 a 200 200 0 442
32 b 200 200 0 452
33 c 200 200 0 446
34 d 200 200 0 435
35 e 200 200 0 455
36 f 200 200 0 443
37 a 300 0 500 460
38 b 300 0 500 465
39 c 300 0 500 463
40 d 300 0 500 450 41 e 300 0 500 470
42 f 300 0 500 460
43 a 300 100 300 470
44 d 300 100 300 462
(実施例 45〜60)
実 Sfi例 31〜44で用いた、 イオン性重合体分散液 (A) 〜 (F) を用い、 ァ 二オン性コロイダルシリカおよび/あるいはベントナイ卜の代わりにァクリル酸 (共) 重合体試料 (G) 、 (H) および あるいはベントナイ 卜を用いて、 実施 例 31〜44と同様の方法で濾水量を測定した。 得られた結果を表 8に併せて示 す。
【表 8】
イオン性 ベントナイト 試料。 試料 H
実施例 重合体 添加量 添加量 添加量 濾水量
種類添加量 (対 Iffl (腿 SS) (臓 SS) ■SS) (m 1)
SS) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)
45 A 250 0 150 0 478
46 B 250 0 150 0 472
47 C 250 0 150 0 482
48 D 250 0 150 0 478
49 E 250 0 150 0 480
50 F 250 0 150 0 470
51 A 250 0 0 150 476
52 B 250 0 0 150 474
53 C 250 0 0 150 480
54 D 250 0 0 150 480 55 E 250 0 0 150 478
56 F 250 0 0 150 474
57 A 250 250 80 0 513
58 D 250 250 80 0 505
59 A 250 250 0 80 514
60 D 250 250 0 80 506
(比較例 45~60)
J 較例 31~44で用いた、 イオン性重合体 (a) 〜 (f) を用い、 ァニオン 性コロイダルシリカおよび Zあるいはベントナイトの代わりにアクリル酸 (共) 重合体試料 (G) 、 (H) および Zあるいはベントナイトを用いて、 比較例 31 ~44と同様の方法で歩留率を測定した。 得られた結果を表 9に併せて示す。 【表 9】
Figure imgf000034_0001
5 4 d 2 5 0 0 0 1 5 0 4 4 0
5 5 e 2 5 0 0 0 1 5 0 4 4 6
5 6 f 2 5 0 0 0 1 5 0 4 4 4
5 7 a 2 5 0 2 5 0 8 0 0 4 8 3
5 8 d 2 5 0 2 5 0 8 0 0 4 7 5
5 9 a 2 5 0 2 5 0 0 8 0 4 8 4
6 0 d 2 5 0 2 5 0 0 8 0 4 7 6 産業上の利用可能性
本発明の抄紙方法により、 製紙工程においてセルロース繊維および填料の歩留 りを向上させ、 かつ あるいは濾水性を向上させることができ、 それにより、 抄 紙工程、 乾燥工程での生産性を向上させることができる。 また、 本発明の抄紙方 法により、 循環する白水を清浄に保つことができ、 さらに、 白水回収工程での負 荷の低減、 廃水処理工程での負荷の低減をはかることができる。

Claims

請求 の範囲
1. 製紙の抄紙工程において、 紙料に下記工程により得られるイオン性水溶性重 合体と添加混合し、 次いでァニオン性コロイダルシリカ、 ァニオン性 (共) 重合 物、 ベントナイトおよびその混合物から選ばれてなるァニオン性添加剤を添加混 合する事により、 歩留りおよび zあるいは濾水性を向上させる抄紙方法であって、 該ィォン性水溶性重合体の製造工程が、 ( A )全単量体中 3 ~ 100モル%の下 記式 (1) で表される水溶性カチオン性ビニル単量体またはその混合物、 (B) 全単量体中 0〜 30モル%の水溶性ァニォン性ビニル単量体、 ( C ) 残余の水溶 性ノニオン性ビニル単量体からなる単量体を、 該単量体を溶解し生成重合体を溶 解しない塩水溶液中で、 該塩水溶液に可溶な高分子電解質から成る分散剤の共存 下で、 攪拌しながら重合を行い、 微細重合体粒子の分散液を得る重合法であるこ とを特徴とする沙紙方法。
Figure imgf000036_0001
0 = C-A-B-N + -R4 · X (1)
R;
(ただし、 式中、 Aは 0または NH; Bは C2H4、 C3H6、 C3H5OH; Rtは Hまたは CH3; R2、 R3は CH3または C2H5; R4は Π, CH3, C2H5または ベンジル基; X—はァニオン性対イオンを表す。 )
2. 前記塩水溶液を形成する塩が 2価ァニオン塩であることを特徴とする請求の 範囲第 1項に記載の抄紙方法。
3. 前記分散剤が、 50〜100モル%のジメチルアミノエチルァクリレートの 塩、 ジメチルアミノエチルメタクリレー卜の塩、 ジメチルァミノプロピルァクリ ルアミ ドの塩、 ジメチルァミノプロビルメ夕クリルアミ ドの塩、 ァクリロイルォ キシェチルトリメチルアンモニゥムクロリ ド、 メ夕クリロイルォキシェチルトリ メチルアンモニゥムクロリ ド、 アクリルアミ ドプロビルトリメチルアンモニゥ厶 クロリ ド、 メタクリルアミ ドプロピル卜リメチルアンモニゥムクロリ ド、 ジメチ ルジァリルアンモニゥムクロリ ドおよびそれらの混合物の中から選ばれる 1種の カチオン性単量体、 および 0~ 50モル%のアクリルアミ ドを重合したカチオン 性高分子電解質であることを特徴とする請求の範囲第 1項ないし第 2項に記載の 抄紙方法。
4. 前記イオン性水溶性重合体の、 2重量%硫酸アンモニゥム水溶液中における 固有粘度が 5d l,g〜30d 1/gであることを特徴とする請求の範囲第 1項 〜第 3項の何れかに記載の抄紙方法
5. 前記イオン性重合体の添加量が紙料 S Sあたり 0. 001〜0. 2重量%、 前記ァニォン性添加剤の総添加量が紙料 SSあたり 0. 001~0. 5重量%で あることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 4項の何れかに記載の抄紙方法。
6. 前記イオン性重合体の添加量が紙料 S Sあたり 0. 001~0. 05重量%、 前言己ァニォン性添加剤の総添加量が紙料 SSあたり 0. 01~0. 2重量%であ ることを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の抄紙方法。
7. 前記ィォン性重合体を添加混合後に添加するァニォン性添加剤がァニォン性 (共) 重合物であって、 該ァニオン性 (共) 重合物の組成が、 全単量体中ァクリ ル酸を 1 5〜 1 0 0モル%、 ァクリルァミ ドを 0〜 8 5モル%含有する単量体の 重合物であることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 6項の何れかに記載の抄紙 方法。
8 . 前記イオン性重合体を添加混合後に添加するァニオン性添加剤がァニオン性 (共) 重合物であって、 該ァニオン性 (共) 重合物として、 単量体を溶解し生成 重合体を溶解しな 、塩水溶液中で重合を行 L、、 得られた重合体微細粒子の分散液 の水希釈液を前記ァニォン性添加剤として添加することを特徴とする請求の範囲 第 1項〜第 Ί項の何れかに記載の抄紙方法。
9 . 前記ィォン性水溶性重合体を製紙工程のセン卜リスクリーン前に添加し、 前 記ァニォン性添加剤をセントリスリーン後に添加することを特徴とする請求の範 囲第 1項〜第 8項の何れかに記載の抄紙方法。
1 0. 前記イオン性水溶性重合体が、 全単量体中 1〜3 0モル%の水溶性ァニォ ン性ビニル単量体を含んでなることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 9項の何 れかに記載の抄紙方法。
1 1 . 前記ァニオン性単量体が、 アクリル酸、 メタアクリル酸またはそれらの塩、 ィタコン酸またはその塩、 アクリルアミ ド一 2—メチルプロパンスルホン酸また はその塩およびそれらの混合物から選ばれる 1種であることを特徴とする請求の 範囲第 1 0項に記載の抄紙方法。
1 2. 前記ァニオン性単量体が、 アクリル酸であることを特徴とする請求の範囲 第 1 1項記載の抄紙方法。
1 3. 前記イオン性水溶性重合体に用いる水溶性カチオン性ビニル単量体のグラ ム当量数が、 水溶性ァニォン性ビニル単量体のグラム当量数より大き 、単量体組 成であることを特徴とする、 請求の範囲第 1項〜第 1 2項の何れかに記載の抄紙 方法。
1 4. 前記イオン性水溶性重合体が水溶性ァニオン性ビニル単量体を含んでいな い事を特徴とする請求の範囲第 1項〜第 9項の何れかに記載の抄紙方法
1 5. 前記水溶性ノニオン性ビニル単量体力 アクリルアミ ドであることを特徴 とする請求の範囲第 1項〜第 1 4項の何れかに記載の抄紙方法。
1 6. 前記水溶性カチオン性ビニル単量体が、 ジメチルァミノエチルァクリレー トの三級塩およびノあるいは四級化物であることを特徴とする請求の範囲第 1項 〜第 1 5項の何れかに記載の抄紙方法。
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