JPH0598595A - Paper strength agent - Google Patents

Paper strength agent

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JPH0598595A
JPH0598595A JP26176991A JP26176991A JPH0598595A JP H0598595 A JPH0598595 A JP H0598595A JP 26176991 A JP26176991 A JP 26176991A JP 26176991 A JP26176991 A JP 26176991A JP H0598595 A JPH0598595 A JP H0598595A
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mol
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英二 名越
Hisakazu Moriwaki
久和 森脇
Junji Kondo
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、特定の水溶性重合体を用いること
により、パルプに対する吸着性を高め、優れた紙力向上
効果を有し、さらには板紙などの耐折強度の向上効果を
有する有用な紙力増強剤を提供する。 【構成】 炭素数4〜28の炭化水素基と重合可能な官能
基とを有する炭化水素基含有カチオン性単量体(A) 0.01
〜15モル%、共重合可能なアニオン性単量体(B) 0.01〜
15モル%、及び共重合可能な親水性単量体(C) 70〜99.9
8 モル%を構成単量体成分とする水溶性共重合体を有効
成分とすることを特徴とする紙力増強剤。 【効果】 本発明の紙力増強剤を用いることにより、パ
ルプに対する吸着性を高めることができ、又優れた紙力
向上効果が得られ、更に板紙などの耐折強度を高めるこ
とが可能となる。
(57) [Summary] [Object] The present invention, by using a specific water-soluble polymer, has an improved adsorptivity to pulp, has an excellent paper strength-improving effect, and further has excellent folding endurance such as paperboard. A useful paper strengthening agent having an improving effect is provided. [Structure] Hydrocarbon group-containing cationic monomer (A) 0.01 having a hydrocarbon group having 4 to 28 carbon atoms and a polymerizable functional group
~ 15 mol%, copolymerizable anionic monomer (B) 0.01 ~
15 mol%, and copolymerizable hydrophilic monomer (C) 70-99.9
A paper strength enhancer comprising a water-soluble copolymer having 8 mol% as a constituent monomer component as an active ingredient. [Effect] By using the paper strength enhancer of the present invention, it is possible to increase the adsorptivity to pulp, obtain an excellent paper strength improving effect, and further increase the folding endurance of paperboard and the like. ..

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は新規な紙力増強剤に関す
る。更に詳しくは、特定の水溶性重合体を用いることに
より、パルプに対する吸着性を高め、優れた紙力向上効
果を有し、さらには板紙などの耐折強度の向上効果を有
する有用な紙力増強剤に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel paper strengthening agent. More specifically, the use of a specific water-soluble polymer enhances the adsorptivity to pulp, has an excellent effect of improving paper strength, and further has a useful effect of increasing paper strength such as folding strength of paperboard. Regarding agents.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、森林資源不足が地球的な問題とな
り、古紙のリサイクルが増加する傾向が高まっている。
しかしながら古紙パルプは繊維が傷んでいるため、紙力
の低下を招く。従って紙製品の強度低下を防ぐために
は、種々の紙力増強剤が使用されている。なかでも、乾
燥紙力を増加させるものとして、ポリアクリルアミド系
のポリマーが広く使用されている。しかしながら、古紙
の配合比率の増加に伴い紙力増強剤の効果の低下、添加
量アップによる抄紙工程内の汚れ発生等の問題がある。
一方、エネルギーの節約、工場排水の浄化のために白水
を循環して使用するクローズド化が進んでいる。その結
果、白水中には各種イオン、パルプ微細繊維、各種填料
が含まれており、紙力増強剤のパルプ繊維への吸着に厳
しい条件となっている。近年、これらの厳しい条件でも
ベンジル基等の疎水基を導入することにより、パルプ疎
水部への定着性向上を図ることが提案されている(特開
昭63−92800 号公報等)。しかしながら、その紙力性能
には不十分な点が多い。
2. Description of the Related Art In recent years, the shortage of forest resources has become a global problem, and there is an increasing tendency to increase the recycling of waste paper.
However, since the fibers of the waste paper pulp are damaged, the paper strength is reduced. Therefore, various paper strengthening agents have been used to prevent the strength of paper products from decreasing. Among them, polyacrylamide-based polymers are widely used to increase the dry paper strength. However, there are problems such as a decrease in the effect of the paper-strengthening agent and an increase in the addition amount of the used paper, which causes stains in the paper-making process due to an increase in the amount added.
On the other hand, the closed system that circulates and uses white water for energy saving and purification of factory wastewater is in progress. As a result, various ions, fine pulp fibers, and various fillers are contained in the white water, which makes it difficult to adsorb the paper strengthening agent to the pulp fibers. In recent years, it has been proposed to introduce a hydrophobic group such as a benzyl group even under these severe conditions so as to improve the fixing property to the hydrophobic portion of the pulp (JP-A-63-92800, etc.). However, there are many points that the paper strength performance is insufficient.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決課題は、
紙及び板紙の抄紙に於て古紙の配合比率の多いもので
も、紙力増強効果が低下することなく、板紙などの耐折
強度が優れ、さらには白水循環系においても吸着性が低
下しない紙力増強剤を提供することにある。
The problems to be solved by the present invention are as follows.
In papermaking of paper and paperboard, even with a large proportion of used paper, the paper strength does not decrease, the folding strength of paperboard is excellent, and the adsorptivity does not decrease even in the white water circulation system. To provide a potentiator.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題の
解決手段として、特定の炭素数を持つ炭化水素基と重合
可能な官能基とを有する炭化水素基含有カチオン性単量
体と、アニオン性単量体と、親水性単量体とを水溶液中
で共重合させて得られる水溶性共重合体を有効成分とし
て用いる紙力増強剤が、パルプに対する吸着性を高め、
優れた紙力向上効果を得ることが出来ることを見出し、
本発明を完成するに至ったものである。即ち本発明は、
炭素数4〜28の炭化水素基と重合可能な官能基とを有す
る炭化水素基含有カチオン性単量体(A) 0.01〜15モル
%、共重合可能なアニオン性単量体(B) 0.01〜15モル
%、及び共重合可能な親水性単量体(C) 70〜99.98 モル
%を構成単量体成分とする水溶性共重合体を有効成分と
することを特徴とする紙力増強剤に係わるものである。
Means for Solving the Problems The present invention provides, as a means for solving the above problems, a hydrocarbon group-containing cationic monomer having a hydrocarbon group having a specific carbon number and a polymerizable functional group, Anionic monomer and a paper strength enhancer that uses a water-soluble copolymer obtained by copolymerizing a hydrophilic monomer in an aqueous solution as an active ingredient, enhances adsorptivity to pulp,
We found that we can obtain an excellent effect of improving paper strength,
The present invention has been completed. That is, the present invention is
Hydrocarbon group-containing cationic monomer (A) 0.01 to 15 mol% having a hydrocarbon group having 4 to 28 carbon atoms and a polymerizable functional group, copolymerizable anionic monomer (B) 0.01 to A paper-strengthening agent characterized by comprising a water-soluble copolymer containing 15 mol% and a copolymerizable hydrophilic monomer (C) 70 to 99.98 mol% as a constituent monomer component. It is related.

【0005】炭素数4〜28の炭化水素基と重合可能な官
能基とを有する炭化水素基含有カチオン性化合物は、カ
チオン界面活性剤は特開昭63−196796号公報に於て製紙
用サイズ剤組成物に使用することが提案されており、ア
ルキルケテンダイマーを安定に乳化分散させ、紙の滑り
を低減するという目的で使用されている。本発明では、
上記の炭化水素基含有カチオン性単量体の長鎖アルキル
基に着目して、これと共重合可能な親水性単量体とを共
重合させ、得られる水溶性共重合体の分子量及び単量体
組成を最適化することによって、紙及び板紙の抄紙にお
いて古紙の配合比率の多いものでも、紙力増強効果が低
下することなく、板紙などの耐折強度が優れ、さらには
白水循環系に於ても吸着性が低下しない紙力増強剤を見
出したのである。
A hydrocarbon group-containing cationic compound having a hydrocarbon group having 4 to 28 carbon atoms and a polymerizable functional group is a cationic surface active agent described in JP-A-63-196796. It has been proposed for use in a composition, and is used for the purpose of stably emulsifying and dispersing an alkyl ketene dimer and reducing slippage of paper. In the present invention,
Paying attention to the long-chain alkyl group of the above-mentioned hydrocarbon group-containing cationic monomer, copolymerizing it with a copolymerizable hydrophilic monomer, the molecular weight and unit weight of the resulting water-soluble copolymer By optimizing the body composition, even with a large proportion of recycled paper in paper and paperboard making, the paper strength enhancement effect does not decrease, the folding strength of paperboard, etc. is excellent, and even in white water circulation systems. Even so, they have found a paper strengthening agent whose adsorptivity does not decrease.

【0006】上記の如く、本発明の紙力増強剤の有効成
分は炭素数4〜28の炭化水素基と重合可能な官能基とを
有する炭化水素基含有カチオン性単量体(A) が共重合さ
れた水溶性共重合体であって、共重合可能なアニオン性
単量体(B) と共重合可能な親水性単量体(C) とを共重合
して得られるが、この水溶性共重合体中の各単量体の成
分の比率も重要であり、(A) は0.01〜15モル%、(B) は
0.01〜15モル%、(C)は70〜99.98 モル%であることを
要する。好ましくは(A) は1〜10モル%、(B)は1〜10
モル%、(C) は80〜98モル%である。カチオン性単量体
(A) が0.01モル%未満では本発明の効果が得られず、又
15モル%を超えると、多量の疎水基が水素結合を阻害
し、紙力性能の低下を招く恐れがある。又、アニオン性
単量体(B)が0.01モル%未満では両性重合体としての効
果が得られず、15モル%を超えると、カチオン性単量体
とのバランスが崩れてしまうので、好ましくない。
As described above, the active ingredient of the paper strength enhancer of the present invention is a hydrocarbon group-containing cationic monomer (A) having a hydrocarbon group having 4 to 28 carbon atoms and a polymerizable functional group. A polymerized water-soluble copolymer obtained by copolymerizing a copolymerizable anionic monomer (B) and a copolymerizable hydrophilic monomer (C). The ratio of each monomer component in the copolymer is also important, (A) is 0.01 to 15 mol%, and (B) is
It is necessary that 0.01 to 15 mol% and (C) be 70 to 99.98 mol%. Preferably (A) is 1-10 mol%, (B) is 1-10
Mol%, (C) is 80 to 98 mol%. Cationic monomer
If (A) is less than 0.01 mol%, the effect of the present invention cannot be obtained, and
If it exceeds 15 mol%, a large amount of hydrophobic groups may inhibit hydrogen bonding, resulting in deterioration of paper strength performance. Further, if the anionic monomer (B) is less than 0.01 mol%, the effect as an amphoteric polymer cannot be obtained, and if it exceeds 15 mol%, the balance with the cationic monomer is lost, which is not preferable. ..

【0007】本発明はカチオン性単量体(A) とアニオン
性単量体(B) を導入することにより、酸性抄紙及び中性
抄紙を問わず、pH2〜12の広い用水のpH領域において利
用可能で、パルプに強く固着し、効率良く紙力性能を発
現する。本発明に係わる炭素数4〜28の炭化水素基と重
合可能な官能基とを有するカチオン性単量体(A) として
は、下記の一般式(I) 、(II)、(III) で表わされる炭素
数4〜28の炭化水素基を持つ四級アンモニウム塩でアク
リル酸、メタクリル酸、アクリルアミド又はメタクリル
アミド、好ましくはメタクリル酸系の重合性の良いカチ
オン性化合物が例示される。
The present invention can be used in a wide pH range of water having a pH of 2 to 12 by introducing a cationic monomer (A) and an anionic monomer (B), regardless of whether the paper is acidic or neutral. It is possible, strongly adheres to pulp, and efficiently develops paper strength performance. The cationic monomer (A) having a C4 to C28 hydrocarbon group and a polymerizable functional group according to the present invention is represented by the following general formulas (I), (II) and (III). Examples of the quaternary ammonium salt having a hydrocarbon group having 4 to 28 carbon atoms include acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide or methacrylamide, and preferably a methacrylic acid-based cationic compound having good polymerizability.

【0008】[0008]

【化2】 [Chemical 2]

【0009】(式中、R1は水素原子又はメチル基を表わ
し、R2及びR3は炭素数1〜3の低級アルキル基を表わ
し、R4は炭素数4〜28の炭化水素基を表わし、Y は酸素
原子又は−NH−を表わし、Z 及びZ'は炭素数2〜4のヒ
ドロキシアルキレン基を表わし、X はハロゲン原子又は
酸残基を表わす。)尚、X で表わされる酸残基として
は、メチルサルフェート、エチルサルフェート等が挙げ
られる。
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 and R 3 represent a lower alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 4 represents a hydrocarbon group having 4 to 28 carbon atoms. , Y represents an oxygen atom or -NH-, Z and Z'represent a hydroxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and X represents a halogen atom or an acid residue.) The acid residue represented by X Examples thereof include methyl sulfate and ethyl sulfate.

【0010】一般式(I) 、(II)、(III) で表わされる化
合物としては2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキ
シプロピル−N,N,N −ジメチルアルキル(C4〜C28)アン
モニウム塩、2'−メタクリロイルオキシエチル−N,N −
ジメチル−2−ヒドロキシ−3−アルキル(C4〜C28)プ
ロピルアンモニウム塩、2'−ヒドロキシ−3'−メタクリ
ロイルオキシプロピル−N,N −ジメチル−3−アルキル
(C4〜C28)オキシプロピルアンモニウム塩等を挙げるこ
とができる。
The compounds represented by the general formulas (I), (II) and (III) include 2-hydroxy-3-methacryloyloxypropyl-N, N, N-dimethylalkyl (C 4 -C 28 ) ammonium salt, 2'-methacryloyloxyethyl-N, N-
Dimethyl-2-hydroxy-3- alkyl (C 4 ~C 28) propylammonium salt, 2'-hydroxy-3'-methacryloyloxy propyl -N, N - dimethyl-3-alkyl (C 4 ~C 28) oxypropyl An ammonium salt etc. can be mentioned.

【0011】本発明に係わるアニオン性単量体(B) とし
ては(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタ
コン酸、シトラコン酸、クロトン酸等のカルボン酸基を
有する単量体及びその塩、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
スルホン酸等のスルホン酸基を有する単量体及びその
塩、或はヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートのリ
ン酸エステル及びその塩等を挙げることができる。
Examples of the anionic monomer (B) according to the present invention include (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, carboxylic acid group-containing monomers and salts thereof. , Vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, and other sulfonic acid group-containing monomers and salts thereof, or hydroxyalkyl (meth) acrylate phosphoric acid esters and salts thereof, etc. Can be mentioned.

【0012】本発明に係わる親水性単量体(C) としては
アクリルアミド、メタクリルアミド、N −ビニル−2−
ピロリドン、N,N −ジメチルアクリルアミド、ジアセト
ンアクリルアミド、2−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、2−ヒドロキシエチルアクリレート、ポリエチレン
グリコールモノメタクリレート、及びメトキシポリエチ
レングリコールメタクリレート等を挙げることができ
る。本発明においては、カチオン量の調節のために親水
性単量体(C) の一部を共重合可能なカチオン性単量体
(D) と置き換えてもよく、その量としては0〜20モル%
であることが好ましい。
As the hydrophilic monomer (C) according to the present invention, acrylamide, methacrylamide, N-vinyl-2-
Pyrrolidone, N, N-dimethyl acrylamide, diacetone acrylamide, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, methoxy polyethylene glycol methacrylate and the like can be mentioned. In the present invention, a cationic monomer capable of copolymerizing a part of the hydrophilic monomer (C) for controlling the amount of cation
It may be replaced with (D), and its amount is 0 to 20 mol%
Is preferred.

【0013】かかるカチオン性単量体としては、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、若しくはジエチルアミノプロ
ピル(メタ)アクリルアミド等の第3級アミノ基を有す
るビニルモノマーの塩酸、硫酸、硝酸若しくは酢酸等の
無機乃至は有機酸の塩類、或は第三級アミノ基含有ビニ
ルモノマーとメチルクロライド、ジメチル硫酸、ジエチ
ル硫酸若しくはエピクロルヒドリン等の4級化剤との反
応によって得られる第四級アンモニウム塩を含有する単
量体等が例示される。
As such a cationic monomer, a tertiary amino group such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, or diethylaminopropyl (meth) acrylamide can be used. A vinyl monomer having an inorganic or organic acid salt such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid or acetic acid, or a tertiary amino group-containing vinyl monomer and a quaternizing agent such as methyl chloride, dimethyl sulfuric acid, diethyl sulfuric acid or epichlorohydrin Examples thereof include monomers containing a quaternary ammonium salt obtained by the reaction.

【0014】本発明の紙力増強剤の作用機構については
まだ明らかではないが、以下のように推定される。即
ち、紙力増強剤はパルプスラリー中では高分子電解質と
して界面導電的な挙動に支配され、その分散性やパルプ
への吸着性はpH、種々の塩の影響を受ける。また、その
分子量はパルプに対して凝集効果を及ぼし微細繊維の歩
留りや濾水性に影響する。ポリマーの吸着後の挙動は、
パルプ表面におけるコンフォメーション(構造)変化、
ポリマーのパルプ細孔への浸透、ポリマーの固体間転移
を考慮しなければいけない。
The mechanism of action of the paper strengthening agent of the present invention is not clear yet, but it is presumed as follows. That is, the paper strengthening agent is dominated by interfacial conductive behavior as a polymer electrolyte in the pulp slurry, and its dispersibility and adsorptivity to pulp are affected by pH and various salts. In addition, the molecular weight exerts an aggregating effect on pulp and affects the yield and drainage of fine fibers. The behavior of the polymer after adsorption is
Conformational changes on the pulp surface,
Permeation of the polymer into the pulp pores and transition of the polymer between solids must be considered.

【0015】本発明の紙力増強剤は、長鎖の疎水的且つ
嵩高いアルキル基を含むため、パルプの疎水部分への定
着性向上に寄与していると考えられる。また、一部の四
級窒素に嵩高い長鎖アルキル基が付いているため、高塩
濃度の白水循環系に於て静電引力が低下しても、紙力増
強剤が糸まり状になり難く、パルプに対する吸着性が低
下しないと考えられる。また、 N−アルキル置換される
と紙力増強剤の軟化点が下がり、可塑性を持つようにな
る。その結果、吸着したパルプにもその特性が付与さ
れ、紙力性能、特に耐折強度が向上すると考えられる。
Since the paper strengthening agent of the present invention contains a long-chain hydrophobic and bulky alkyl group, it is considered that it contributes to the improvement of fixing property to the hydrophobic portion of pulp. In addition, since some quaternary nitrogen has a bulky long-chain alkyl group, the paper strengthening agent will become a string even if the electrostatic attraction decreases in a white water circulation system with a high salt concentration. It is difficult and it is considered that the adsorptivity to pulp does not decrease. Further, when the N-alkyl is substituted, the softening point of the paper strengthening agent is lowered and the paper strengthening agent becomes plastic. As a result, it is considered that the adsorbed pulp is also given the characteristic, and the paper strength performance, especially the folding endurance is improved.

【0016】本発明に係わる水溶性共重合体は前記単量
体(A) 、(B) 、及び(C) の混合物をラジカル開始剤の存
在下で重合せしめることによって得ることができる。溶
媒としてはメタノール、エタノール、イソプロパノー
ル、ブタノール、メチルエチルケトン、トルエン、水等
及びこれらの混合溶媒が使用できる。ラジカル重合開始
剤としては用いた溶媒に可溶なものを選択すれば良い。
例えば2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾ
ビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)2,2'−アゾビス
(2−アミジノプロパン)塩酸塩等が使用できる。重合
温度はラジカル開始剤の分解温度により設定される。
The water-soluble copolymer according to the present invention can be obtained by polymerizing a mixture of the monomers (A), (B) and (C) in the presence of a radical initiator. As the solvent, methanol, ethanol, isopropanol, butanol, methyl ethyl ketone, toluene, water and the like and mixed solvents thereof can be used. What is soluble in the solvent used may be selected as the radical polymerization initiator.
For example, 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile) 2,2'-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride and the like can be used. The polymerization temperature is set by the decomposition temperature of the radical initiator.

【0017】本発明に使用される水溶性共重合体は、15
重量%濃度の水溶液が25℃に於て、100〜100,000 セン
チポイズのブルックフィールド粘度を有するものがよ
く、特に1,000 〜20,000セイチポイズであるものが好ま
しい。 100センチポイズ未満では分子量が低く、紙力増
強効果が劣り、一方 100,000センチポイズを超える高粘
度の場合は、パルプとの凝集効果が強く、紙の地合を乱
すため紙力が低下してしまう。
The water-soluble copolymer used in the present invention is 15
It is preferable that the aqueous solution having a concentration by weight of 25% has a Brookfield viscosity of 100 to 100,000 centipoise at 25 ° C., and particularly preferably 1,000 to 20,000 centipoise. When it is less than 100 centipoise, the molecular weight is low and the paper strength-enhancing effect is poor. On the other hand, when the viscosity is higher than 100,000 centipoise, the cohesive effect with pulp is strong and the formation of paper is disturbed, resulting in a decrease in paper strength.

【0018】本発明の紙力増強剤はパルプの水性分散液
中に添加して使用されるものである。添加量はパルプ絶
乾重量に対して0.05〜5%が好ましい。製造工程中で添
加する場所は抄紙工程内で、パルプが水に均一に分散し
ていればいずれの場所でも良い。また、填料、サイズ
剤、歩留り向上剤、濾水性向上剤、その他の紙力増強剤
と併用することは何ら差し支えない。
The paper strengthening agent of the present invention is used by being added to an aqueous dispersion of pulp. The amount of addition is preferably 0.05 to 5% with respect to the pulp dry weight. The place of addition during the production process may be any place within the papermaking process as long as the pulp is uniformly dispersed in water. Further, it may be used in combination with a filler, a sizing agent, a retention improver, a drainage improver, and other paper strength enhancers.

【0019】[0019]

【実施例】以下に本発明を製造例及び実施例により詳細
に説明するが、本発明はこれらの製造例及び実施例に制
限されるものではない。尚、製造例及び実施例中の部は
特記しない限り重量基準である。 〔水溶性共重合体の合成〕製造例1 撹拌器、温度計、還流冷却器、及び窒素ガス導入管を備
えた四ツ口フラスコに60%イソプロピルアルコール水溶
液 100部を仕込み、系内の窒素置換を行った。その後、
ゆっくり加熱し還流させた。そこへアクリルアミド22.4
部、2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロピ
ルジメチルステアリルアンモニウムクロリド 8.3部、ア
クリル酸 1.3部及び2,2'−アゾビスイソブチルニトリル
0.4部を含む60%イソプロピルアルコール水溶液 100部
を2時間かけて滴下した。滴下後3時間反応液を加熱還
流した後、水 120部を加え希釈し、イソプロピルアルコ
ールを留去し、濃度を調節し固形分15%の共重合体水溶
液を得た。得られた共重合体水溶液の25℃におけるブル
ックフィールド粘度は 9,700センチポイズで、且つpHが
4.7 であった。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to production examples and examples, but the present invention is not limited to these production examples and examples. The parts in the production examples and examples are based on weight unless otherwise specified. [Synthesis of Water-Soluble Copolymer] Production Example 1 A four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, and a nitrogen gas inlet tube was charged with 100 parts of a 60% isopropyl alcohol aqueous solution, and the system was replaced with nitrogen. I went. afterwards,
Heated slowly to reflux. There acrylamide 22.4
Part, 2-hydroxy-3-methacryloyloxypropyl dimethylstearyl ammonium chloride 8.3 parts, acrylic acid 1.3 parts and 2,2'-azobisisobutyl nitrile
100 parts of a 60% isopropyl alcohol aqueous solution containing 0.4 parts was added dropwise over 2 hours. After the reaction solution was heated and refluxed for 3 hours after the dropping, 120 parts of water was added to dilute, isopropyl alcohol was distilled off, and the concentration was adjusted to obtain a copolymer aqueous solution having a solid content of 15%. The resulting copolymer aqueous solution had a Brookfield viscosity at 25 ° C of 9,700 centipoise and a pH of
It was 4.7.

【0020】製造例2〜5及び比較製造例1〜4 全仕込み単量体量を 0.7モルとして仕込み、単量体組成
を表1に示すように変化させ、製造例1と同様の方法で
各種重合体を得た。製造例1〜5及び比較製造例1〜4
での炭化水素基含有単量体、アニオン性単量体、非イオ
ン性単量体、及び測定した粘度を表1に示す。
Production Examples 2 to 5 and Comparative Production Examples 1 to 4 The total amount of the charged monomers was set to 0.7 mol, the monomer composition was changed as shown in Table 1, and various kinds were prepared in the same manner as in Production Example 1. A polymer was obtained. Production Examples 1-5 and Comparative Production Examples 1-4
Table 1 shows the hydrocarbon group-containing monomer, the anionic monomer, the nonionic monomer, and the measured viscosity.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】(注)(1) 括弧内の数字は各単量体の仕込
みモル%を表す。 (2) 粘度は各共重合体の15重量%の水溶液の25℃におけ
るブルックフィールド粘度を示し、粘度の単位CPS はセ
ンチポイズである。
(Note) (1) Numbers in parentheses represent the mol% charged for each monomer. (2) The viscosity is the Brookfield viscosity of a 15% by weight aqueous solution of each copolymer at 25 ° C, and the viscosity unit CPS is centipoise.

【0023】〔紙力増強効果の比較〕実施例1〜5及び比較例1〜4 製造例1の水溶性共重合体を添加して、紙を抄造し紙力
の評価試験を行った。手順はカナディアン・スタンダー
ド・フリーネス(CSF)を400ml に叩解したパルプ(NUK
P) と段ボール古紙パルプの混合物(5/5、3/7)
を 1.0%濃度スラリーに調製し、硫酸バンドを対パルプ
で1%添加後、1分間撹拌し、製造例1のポリマーを対
パルプで 0.5%添加した。さらに5分間撹拌した。この
スラリーをTAPPI角型シートマシーンで抄紙し、プレス
の後、大型回転ドライヤーで乾燥した。紙力試験は JIS
の規格に従い引張強度、破裂強度、引裂強度及び耐折強
度を測定した。同様にして製造例2〜5及び比較製造例
1〜4のポリマーを添加して、紙を抄造し紙力試験を行
った。その結果を表2に示す。
[Comparison of Paper Strengthening Effect] The water-soluble copolymers of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 were added, and paper was made into paper to evaluate the paper strength. The procedure is as follows: Canadian Standard Freeness (CSF) pulp beaten to 400 ml (NUK
P) and corrugated waste paper pulp mixture (5/5, 3/7)
Was prepared into a 1.0% concentration slurry, and 1% of the sulfuric acid band was added to the pulp, followed by stirring for 1 minute, and 0.5% of the polymer of Production Example 1 was added to the pulp. Stir for a further 5 minutes. The slurry was made into paper using a TAPPI square sheet machine, pressed, and then dried with a large rotary dryer. JIS paper strength test
The tensile strength, burst strength, tear strength, and folding endurance were measured in accordance with the standard. Similarly, the polymers of Production Examples 2 to 5 and Comparative Production Examples 1 to 4 were added, paper was made into paper, and a paper strength test was conducted. The results are shown in Table 2.

【0024】試験条件 パルプ;NUKP(CSF 400ml) /段ボール古紙(CSF 300ml)
=5/5 、3/7(重量比) 坪 量;70g/m2 用 水;20℃、水道水 乾 燥; 105℃×40秒 プレス;3.5kg ×2分 紙力測定;室温20℃、湿度65%の恒温室で測定を行っ
た。 引張強度(テンシロン JIS P 8113) 破裂強度(ミューレン型破裂強さ試験機 JIS P 8112) 耐折強度( MIT型耐折強さ試験機 JIS P 8115) 引裂強度(エレメンドルフ引き裂き試験機 JIS P
8116)
Test conditions Pulp; NUKP (CSF 400 ml) / Corrugated cardboard waste paper (CSF 300 ml)
= 5/5, 3/7 (weight ratio) Basis weight: 70 g / m 2 Water: 20 ° C, tap water dryness: 105 ° C x 40 seconds Press: 3.5 kg x 2 minutes Paper force measurement: Room temperature 20 ° C The measurement was performed in a thermostatic chamber with a humidity of 65%. Tensile strength (Tensilon JIS P 8113) Bursting strength (Mullen type burst strength tester JIS P 8112) Folding strength (MIT type folding endurance tester JIS P 8115) Tear strength (Elemendorff tear tester JIS P
8116)

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】〔ポリマー吸着量の比較〕実施例6〜10及び比較例5〜8 実際の白水を想定して、Ca2+、Na+ 、Mg2+イオンを含む
高塩濃度中でのポリマーのパルプに対する吸着性を検討
した。パルプ(上記のNUKP)をドイツ硬度、0、20、50
°dHの硬水に分散させて、濃度を 0.4%とし、硫酸バン
ドを対パルプで1%添加後、製造例1〜5及び比較製造
例1〜3のポリマーを対パルプ0.5%添加した。5分間
撹拌した後、ガラスフィルター( 100〜150 μm)で濾別
後、パルプ中のポリマー量をケルダール分析法により窒
素量で求めた。その結果を表3に示す。
[Comparison of Adsorption Amounts of Polymers] Examples 6 to 10 and Comparative Examples 5 to 8 Assuming actual white water, polymers of Ca 2+ , Na + , and Mg 2+ ions in high salt concentration were used. The adsorptivity to pulp was examined. Pulp (NUKP above) with German hardness 0, 20, 50
The mixture was dispersed in hard water of ° dH to a concentration of 0.4%, a sulfuric acid band was added to the pulp at 1%, and then the polymers of Production Examples 1 to 5 and Comparative Production Examples 1 to 3 were added to the pulp at 0.5%. After stirring for 5 minutes, the amount of polymer in the pulp was determined by the amount of nitrogen by the Kjeldahl analysis method after filtering with a glass filter (100 to 150 μm). The results are shown in Table 3.

【0027】[0027]

【表3】 [Table 3]

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の紙力増強剤を用いることによ
り、パルプに対する吸着性を高めることができ、又優れ
た紙力向上効果が得られ、更に板紙などの耐折強度を高
めることが可能となる。
EFFECTS OF THE INVENTION By using the paper strength enhancer of the present invention, it is possible to enhance the adsorptivity to pulp, obtain an excellent paper strength improving effect, and further increase the folding endurance of paperboard and the like. Becomes

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭素数4〜28の炭化水素基と重合可能な
官能基とを有する炭化水素基含有カチオン性単量体(A)
0.01〜15モル%、共重合可能なアニオン性単量体(B) 0.
01〜15モル%、及び共重合可能な親水性単量体(C) 70〜
99.98 モル%を構成単量体成分とする水溶性共重合体を
有効成分とすることを特徴とする紙力増強剤。
1. A hydrocarbon group-containing cationic monomer (A) having a hydrocarbon group having 4 to 28 carbon atoms and a polymerizable functional group.
0.01 to 15 mol%, copolymerizable anionic monomer (B) 0.
01 to 15 mol% and copolymerizable hydrophilic monomer (C) 70 to
A paper strength enhancer comprising a water-soluble copolymer having 99.98 mol% as a constituent monomer component as an active ingredient.
【請求項2】 炭素数4〜28の炭化水素基と重合可能な
官能基とを有する炭化水素基含有カチオン性単量体(A)
が、下記の一般式(I)、(II)及び(III) で表わされる化
合物群から選ばれた化合物である請求項1記載の紙力増
強剤。 【化1】 (式中、R1は水素原子又はメチル基を表わし、R2及びR3
は炭素数1〜3の低級アルキル基を表わし、R4は炭素数
4〜28の炭化水素基を表わし、Y は酸素原子又は−NH−
を表わし、Z 及びZ'は炭素数2〜4のヒドロキシアルキ
レン基を表わし、X はハロゲン原子又は酸残基を表わ
す。)
2. A hydrocarbon group-containing cationic monomer (A) having a hydrocarbon group having 4 to 28 carbon atoms and a polymerizable functional group.
Is a compound selected from the group of compounds represented by the following general formulas (I), (II) and (III): [Chemical 1] (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 and R 3
Represents a lower alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 4 represents a hydrocarbon group having 4 to 28 carbon atoms, Y represents an oxygen atom or —NH—
Z and Z'represent a hydroxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and X represents a halogen atom or an acid residue. )
【請求項3】 アニオン性単量体(B) がカルボン酸基、
スルホン酸基、リン酸エステル基から選ばれたアニオン
性基或はそれらの塩を有する共重合可能な化合物である
請求項1記載の紙力増強剤。
3. The anionic monomer (B) is a carboxylic acid group,
The paper strengthening agent according to claim 1, which is a copolymerizable compound having an anionic group selected from a sulfonic acid group and a phosphoric acid ester group or a salt thereof.
【請求項4】 親水性単量体(C) がアクリルアミド、メ
タクリルアミド、N−ビニル−2−ピロリドン、N,N −
ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシ
エチルアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタ
クリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリ
レートよりなる群から選ばれた1種又は2種以上の共重
合可能な化合物である請求項1記載の紙力増強剤。
4. The hydrophilic monomer (C) is acrylamide, methacrylamide, N-vinyl-2-pyrrolidone, N, N-
Dimethyl acrylamide, diacetone acrylamide,
The paper strengthening according to claim 1, which is one or more copolymerizable compounds selected from the group consisting of 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, and methoxypolyethylene glycol methacrylate. Agent.
【請求項5】 親水性単量体(C) 中20モル%以下が共重
合可能なカチオン性単量体(D) である請求項1〜4の何
れか1項記載の紙力増強剤。
5. The paper-strengthening agent according to claim 1, wherein 20 mol% or less of the hydrophilic monomer (C) is a copolymerizable cationic monomer (D).
【請求項6】 水溶性共重合体が、15重量%濃度の水溶
液が25℃に於て100〜100,000 センチポイズのブルック
フィールド粘度を有するものである請求項1〜5の何れ
か1項記載の紙力増強剤。
6. The paper according to claim 1, wherein the water-soluble copolymer is such that an aqueous solution having a concentration of 15% by weight has a Brookfield viscosity of 100 to 100,000 centipoise at 25 ° C. Strength enhancer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003500522A (en) * 1999-05-26 2003-01-07 ローディア インコーポレイティド Uses for polymers, compositions and foams, laundry detergents, shower rinses and coagulants
US8907033B2 (en) 1999-05-26 2014-12-09 Solvay Usa Inc. Polymers, compositions and methods of use for foams, laundry detergents, shower rinses and coagulants
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JPWO2020059557A1 (en) * 2018-09-18 2021-03-18 荒川化学工業株式会社 Powdered paper strength agent, paper strength agent solution, paper

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