JPH11286891A - Paper reinforcing agent for filling in papermaking - Google Patents

Paper reinforcing agent for filling in papermaking

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JPH11286891A
JPH11286891A JP11794198A JP11794198A JPH11286891A JP H11286891 A JPH11286891 A JP H11286891A JP 11794198 A JP11794198 A JP 11794198A JP 11794198 A JP11794198 A JP 11794198A JP H11286891 A JPH11286891 A JP H11286891A
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polyacrylamide
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carboxyl group
mol
aqueous solution
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Yoichi Kajiwara
洋一 梶原
Yasuhiko Hirano
靖彦 平野
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Arakawa Chemical Industries Ltd
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Arakawa Chemical Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a paper reinforcing agent for filling in a papermaking, excellent in paper strengths and stability in storage by preparing an aqueous solution containing a polyacrylamide containing carboxyl groups and a chelating agent. SOLUTION: This paper reinforcing agent is obtained by preparing an aqueous solution obtained by blending a polyacrylamide containing carboxyl groups, having 100,000-5,000,000 weight-average molecular weight and consisting of constituting monomers of a polyfunctional monomer such as 1,3,5- triacryloylhexahydro-S-triazine and/or an N-substituted (meth)acrylamide expressed by the formula: CH2 =C(R<1> )CONR<2> (R<3> ) (R<1> is H or methyl; R<2> is H so a 1-4C alkyl, R<3> is a 1-4C alkyl), e.g. N,N-dimethylacrylamide, with at least one kind of a chelating agent selected from a group of malic acid, tartaric acid and lactic acid.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は製紙用内添紙力剤に
関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an internal paper strength agent for papermaking.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、製紙工業界においては、紙の
内添紙力剤として、ポリアクリルアミドが使用されてい
る。かかるポリアクリルアミドを含有して内添紙力剤
は、通常、水溶液として使用されるため、水溶液の状態
で貯蔵されている。
2. Description of the Related Art In the papermaking industry, polyacrylamide has been conventionally used as an internal paper strength agent for paper. Since the internal paper strength agent containing such polyacrylamide is usually used as an aqueous solution, it is stored in an aqueous solution state.

【0003】こうしたポリアクリルアミドには、パルプ
への定着性を向上させ、また紙力強度を向上させるため
各種のモノマーを共重合したり、各種の変性が行われて
いる。たとえば、ポリアクリルアミドとカルボキシル基
含有モノマーを共重合し、ポリアクリルアミドにカルボ
キシル基を導入することはよく行われる手段の1つであ
る。しかし、カルボキシル基含有ポリアクリルアミドを
水溶液の状態で貯蔵すると、安定性が悪いためゲル化す
る傾向がある。特に、カルボキシル基とともにカチオン
基を有する両性のポリアクリルアミドや、多官能性モノ
マー等を共重合することにより高分子量化したカルボキ
シル基含有ポリアクリルアミドの貯蔵安定性は一般的に
よくない。
[0003] Such polyacrylamide is copolymerized with various monomers or variously modified in order to improve the fixability to pulp and improve the paper strength. For example, copolymerization of polyacrylamide and a carboxyl group-containing monomer to introduce a carboxyl group into polyacrylamide is one of the common means. However, when the carboxyl group-containing polyacrylamide is stored in the state of an aqueous solution, it tends to gel due to poor stability. In particular, storage stability of amphoteric polyacrylamide having a cationic group together with a carboxyl group, and carboxyl group-containing polyacrylamide having a high molecular weight by copolymerizing a polyfunctional monomer or the like is generally not good.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、カルボキシ
ル基含有ポリアクリルアミドを含有する水溶液からなる
製紙用内添紙力剤であって、貯蔵安定性に優れたものを
提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a papermaking internal paper strength agent comprising an aqueous solution containing a carboxyl group-containing polyacrylamide and having excellent storage stability. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本願発明者らは、前記課
題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、カルボキ
シル基含有ポリアクリルアミドの貯蔵安定性の悪さの傾
向は、水溶液中に存在する鉄等の金属イオン濃度に比例
していることから、ポリアクリルアミドのゲル化は、カ
ルボキシル基と金属イオンのキレート形成によるものと
判断した。そして、かかるカルボキシル基の金属イオン
によるキレートを防止するために、カルボキシル基含有
ポリアクリルアミドを含有する水溶液中に予めキレート
剤を含有させることにより、水溶液中の金属イオンを有
効にキレート化しておけば、カルボキシル基含有ポリア
クリルアミドが水溶液中で安定に存在し、貯蔵安定性に
優れた製紙用内添紙力剤が得られることを見出した。本
発明はかかる新たな知見に基づいて完成されたものであ
る。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, the tendency of poor storage stability of carboxyl group-containing polyacrylamide is proportional to the concentration of metal ions such as iron present in the aqueous solution. It was determined to be due to chelation. And, in order to prevent the chelation of the carboxyl group by the metal ion, by pre-containing the chelating agent in the aqueous solution containing the carboxyl group-containing polyacrylamide, if the metal ion in the aqueous solution is effectively chelated, The present inventors have found that a carboxyl group-containing polyacrylamide is stably present in an aqueous solution, and that an internal additive for papermaking having excellent storage stability can be obtained. The present invention has been completed based on such new knowledge.

【0006】すなわち、本発明は、カルボキシル基含有
ポリアクリルアミドおよびキレート剤を含有する水溶液
からなる製紙用内添紙力剤に関する。
That is, the present invention relates to an internal strength agent for papermaking comprising an aqueous solution containing a carboxyl group-containing polyacrylamide and a chelating agent.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明のカルボキシル基含有ポリ
アクリルアミドは、アクリルアミドを主成分としてなる
ポリアクリルアミドであって、分子中にカルボキシル基
を有しているものであれば特に制限なく使用できる。か
かる本発明のカルボキシル基含有ポリアクリルアミドと
しては、たとえば、アクリルアミド、カルボキシル基含
有ビニルモノマー、および必要により前記以外のビニル
モノマーを共重合した共重合体があげられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The carboxyl group-containing polyacrylamide of the present invention is a polyacrylamide containing acrylamide as a main component and can be used without any particular limitation as long as it has a carboxyl group in the molecule. Examples of the carboxyl group-containing polyacrylamide of the present invention include acrylamide, a carboxyl group-containing vinyl monomer, and a copolymer obtained by copolymerizing a vinyl monomer other than the above as required.

【0008】アクリルアミドの使用割合は、ビニルモノ
マーの総モル和に対して、通常50〜99モル%が好ま
しい。アクリルアミドの使用割合の下限としては70モ
ル%、上限としては98モル%がより好ましい。なお、
アクリルアミドの使用割合が50モル%未満では、紙力
強度が十分でない。
The proportion of acrylamide to be used is usually preferably 50 to 99 mol% based on the total mol of vinyl monomers. The lower limit of the use ratio of acrylamide is more preferably 70 mol%, and the upper limit is more preferably 98 mol%. In addition,
If the use ratio of acrylamide is less than 50 mol%, the paper strength is not sufficient.

【0009】カルボキシル基含有ビニルモノマーとして
は、(メタ)アクリル酸{(メタ)アクリル酸とはアク
リル酸および/またはメタクリル酸を意味する。以下
(メタ)とは同様の意味である。}、クロトン酸、(メ
タ)アリルカルボン酸等のモノカルボン酸、イタコン
酸、マレイン酸、フマール酸、ムコン酸等のジカルボン
酸等、またはこれら各種有機酸のナトリウム塩、カリウ
ム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩等があげられ
る。これらのなかでも、(メタ)アクリル酸、イタコン
酸が好ましい。
As the carboxyl group-containing vinyl monomer, (meth) acrylic acid {(meth) acrylic acid means acrylic acid and / or methacrylic acid. Hereinafter, (meta) has the same meaning.モ ノ, monocarboxylic acids such as crotonic acid and (meth) allyl carboxylic acid, dicarboxylic acids such as itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and muconic acid; and alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts of these various organic acids. , Ammonium salts and the like. Among these, (meth) acrylic acid and itaconic acid are preferred.

【0010】カルボキシル基含有ビニルモノマーの使用
割合は、ビニルモノマーの総モル和に対して、1〜50
モル%が好ましい。カルボキシル基含有ビニルモノマー
の使用割合の下限としては2モル%、上限としては10
モル%がより好ましい。カルボキシル基含有ビニルモノ
マーの使用割合が1モル%未満では、紙力強度が十分で
ない。
The proportion of the carboxyl group-containing vinyl monomer used is 1 to 50 relative to the total mole of the vinyl monomer.
Molar% is preferred. The lower limit of the use ratio of the carboxyl group-containing vinyl monomer is 2 mol%, and the upper limit is 10 mol%.
Molar% is more preferred. If the use ratio of the carboxyl group-containing vinyl monomer is less than 1 mol%, the paper strength is not sufficient.

【0011】前記以外のビニルモノマーとしては、各種
のものがあげられる。たとえば、アニオン性ビニルモノ
マーとしてはビニルスルホン酸、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、
(メタ)アリルスルホン酸などの有機スルホン酸;また
はこれら各種有機酸のナトリウム塩、カリウム塩等のア
ルカリ金属塩、アンモニウム塩等があげられる。
As the vinyl monomer other than the above, various types can be mentioned. For example, anionic vinyl monomers include vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid,
2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid,
Organic sulfonic acids such as (meth) allylsulfonic acid; and alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt of these various organic acids, and ammonium salts.

【0012】カチオン性ビニルモノマーとしては、たと
えばジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエ
チルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミ
ノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノプ
ロピル(メタ)アクリルアミドなどの第三級アミノ基を
有するビニルモノマーまたはそれらの塩酸、硫酸、酢酸
などの無機酸もしくは有機酸の塩類、または該第三級ア
ミノ基含有ビニルモノマーとメチルクロライド、ベンジ
ルクロライド、ジメチル硫酸、エピクロルヒドリンなど
の四級化剤との反応によって得られる第四級アンモニウ
ム塩を含有するビニルモノマー等があげられる。
As the cationic vinyl monomer, for example, vinyl having a tertiary amino group such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, diethylaminopropyl (meth) acrylamide, etc. By reacting monomers or their salts of inorganic or organic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and acetic acid, or the tertiary amino group-containing vinyl monomer with quaternizing agents such as methyl chloride, benzyl chloride, dimethyl sulfate and epichlorohydrin; Examples of the obtained quaternary ammonium salt-containing vinyl monomer include:

【0013】ノニオン性ビニルモノマーとしては、カル
ボキシル基含有ビニルモノマーまたは前記アニオン性ビ
ニルモノマーのアルキルエステル(アルキル基の炭素数
1〜8)、アクリロニトリル、スチレン類、酢酸ビニ
ル、メチルビニルエーテル、N−ビニルピロリドンなど
があげられる。
Examples of the nonionic vinyl monomer include a carboxyl group-containing vinyl monomer or an alkyl ester of the anionic vinyl monomer (alkyl group having 1 to 8 carbon atoms), acrylonitrile, styrenes, vinyl acetate, methyl vinyl ether, N-vinyl pyrrolidone. And so on.

【0014】かかる必要に応じて用いられるビニルモノ
マーの使用割合は、ビニルモノマーの総モル和に対し
て、0〜40モル%が好ましい。なお、前記カチオン性
ビニルモノマーを含有してなる両性のポリアクリルアミ
ドを含有する製紙用内添紙力剤は、貯蔵安定性が悪い傾
向があり、特に本発明は有効である。
The proportion of the vinyl monomer used as required is preferably 0 to 40 mol% based on the total mole of the vinyl monomer. In addition, an internal paper strength agent for papermaking containing amphoteric polyacrylamide containing the cationic vinyl monomer tends to have poor storage stability, and the present invention is particularly effective.

【0015】さらに必要に応じて用いられるビニルモノ
マーとしては、多官能性モノマーおよび/または一般式
(1):CH2=C(R1)−CONR2(R3)(R1
水素原子またはメチル基、R2は水素原子または炭素数
1〜4の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基、R3は炭素
数1〜4の直鎖または分岐鎖のアルキル基)で表される
N−置換(メタ)アクリルアミド類があげられる。これ
らは、ポリアクリルアミドを架橋または分岐により高分
子量化させるものであり、これらビニルモノマーを構成
成分とするポリアクリルアミドを含有する製紙用内添紙
力剤は、貯蔵安定性が悪く、特に本発明は有効である。
Further, the vinyl monomer optionally used may be a polyfunctional monomer and / or a compound of the general formula (1): CH 2 CC (R 1 ) -CONR 2 (R 3 ) (R 1 is a hydrogen atom or A methyl group, R 2 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), (Meth) acrylamides. These are intended to increase the molecular weight of polyacrylamide by crosslinking or branching.The paper-making internal additive for papermaking containing polyacrylamide containing these vinyl monomers as components has poor storage stability. It is valid.

【0016】多官能性モノマーとしては、分子中に官能
基を少なくとも2個有し、イオン性ポリアクリルアミド
を架橋することができる化合物をいう。具体的には、エ
チレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレン
グリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリ
コールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレ
ート類、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレ
ンビス(メタ)アクリルアミド、ヘキサメチレンビス
(メタ)アクリルアミド等のビス(メタ)アクリルアミ
ド類、アジピン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル等のジ
ビニルエステル類、アリルメタクリレート、ジアリルア
ミン、ジアリルジメチルアンモニウム、ジアリルフタレ
ート、ジアリルクロレンデート、ジビニルベンゼン、
N,N−ジアリルアクリルアミド等の2官能性ビニルモ
ノマー、1,3,5−トリアクリロイルヘキサヒドロ−
S−トリアジン、トリアリルイソシアヌレート、トリア
リルアミン、トリアリルトリメリテート等の3官能性ビ
ニルモノマー、テトラメチロールメタンテトラアクリレ
ート、テトラアリルピロメリテート、N,N,N’,
N’−テトラアリル−1,4−ジアミノブタン、テトラ
アリルアミン塩、テトラアリルオキシエタン等の4官能
性ビニルモノマー、その他にN−メチロールアクリルア
ミド等があげられる。これら多官能性モノマーのなかで
も1,3,5−トリアクリロイルヘキサヒドロ−S−ト
リアジン、トリアリルイソシアヌレート等が好ましい。
多官能性モノマーの使用量は、ビニルモノマーの総モル
和に対し、通常、0〜2モル%程度が好ましい。
The polyfunctional monomer is a compound having at least two functional groups in a molecule and capable of cross-linking ionic polyacrylamide. Specifically, di (meth) acrylates such as ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, methylenebis (meth) acrylamide, ethylenebis (meth) acrylamide, Bis (meth) acrylamides such as hexamethylenebis (meth) acrylamide, divinyl esters such as divinyl adipate and divinyl sebacate, allyl methacrylate, diallylamine, diallyldimethylammonium, diallyl phthalate, diallyl chlorendate, divinyl benzene,
Bifunctional vinyl monomers such as N, N-diallylacrylamide, 1,3,5-triacryloylhexahydro-
Trifunctional vinyl monomers such as S-triazine, triallyl isocyanurate, triallylamine, triallyl trimellitate, tetramethylolmethanetetraacrylate, tetraallyl pyromellitate, N, N, N ',
Examples include tetrafunctional vinyl monomers such as N'-tetraallyl-1,4-diaminobutane, tetraallylamine salt, tetraallyloxyethane, and N-methylolacrylamide. Among these polyfunctional monomers, 1,3,5-triacryloylhexahydro-S-triazine, triallyl isocyanurate and the like are preferable.
Usually, the amount of the polyfunctional monomer used is preferably about 0 to 2 mol% based on the total molar amount of the vinyl monomer.

【0017】一般式(1):CH2=C(R1)−CON
2(R3)(R1は水素原子またはメチル基、R2は水素
原子または炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐鎖のアルキ
ル基、R3は炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖のアルキ
ル基)で表されるN−置換(メタ)アクリルアミド類
は、N−アルキル基中のメチル基またはメチレン性基が
連鎖移動点として作用し、イオン性ポリ(メタ)アクリ
ルアミドに多くの分岐構造を導入して、ゲル化を伴わな
い分岐ポリマーとする。一般式(1)中のR2またはR3
における炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖のアルキル基
としては、たとえば、メチル基、エチル基、イソプロピ
ル基、t−ブチル基等があげられ、N−置換(メタ)ア
クリルアミド類の具体例としては、N,N−ジメチル
(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)ア
クリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N
−エチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル
(メタ)アクリルアミドおよびN−t−ブチル(メタ)
アクリルアミドがあげられる。これらのなかでも共重合
性、連鎖移動性の点でN,N−ジメチルアクリルアミド
が好ましい。N−置換(メタ)アクリルアミド類の使用
量は、ビニルモノマーの総モル和に対し0〜10モル%
程度が好ましい。
General formula (1): CH 2 CC (R 1 ) -CON
R 2 (R 3 ) (R 1 is a hydrogen atom or a methyl group; R 2 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; R 3 is a linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms) N-substituted (meth) acrylamides represented by (alkyl group in the chain) have a methyl or methylene group in the N-alkyl group acting as a chain transfer point, and the ionic poly (meth) acrylamide has many branches. The structure is introduced into a branched polymer without gelation. R 2 or R 3 in the general formula (1)
Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a t-butyl group and the like. Specific examples of N-substituted (meth) acrylamides Is N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N
-Ethyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide and Nt-butyl (meth)
Acrylamide is mentioned. Among these, N, N-dimethylacrylamide is preferred in terms of copolymerizability and chain transfer. The amount of the N-substituted (meth) acrylamides is 0 to 10 mol% based on the total mol of the vinyl monomers.
The degree is preferred.

【0018】なお、アクリルアミド、カルボキシル基含
有ビニルモノマー、および必要により前記以外のビニル
モノマーを共重合してカルボキシル基含有ポリアクリル
アミドを製造する方法は、通常の手段を採用できる。例
えば、所定の反応容器に前記各種モノマーおよび水を仕
込み、ラジカル重合開始剤を加え、攪拌下、加温するこ
とにより目的とするカルボキシル基含有ポリアクリルア
ミドを得ることができる。反応温度は、通常50〜10
0℃程度、反応時間は1〜5時間程度である。その他、
モノマーの仕込み方法は同時重合、連続滴下重合等の従
来公知の各種方法により行うことができる。ラジカル重
合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウ
ム等の過硫酸塩、またはこれらと亜硫酸水素ナトリウム
のごとき還元剤とを組み合わせた形のレドックス系重合
開始剤等の通常のラジカル重合開始剤を使用できる。ま
た、前記ラジカル重合開始剤には、アゾ系開始剤を用い
てもよい。ラジカル重合開始剤の使用量は、ビニルモノ
マーの総重量和の0.05〜2重量%程度である。
The method for producing a carboxyl group-containing polyacrylamide by copolymerizing acrylamide, a carboxyl group-containing vinyl monomer and, if necessary, a vinyl monomer other than the above-mentioned ones can employ ordinary means. For example, the desired carboxyl group-containing polyacrylamide can be obtained by charging the above various monomers and water into a predetermined reaction vessel, adding a radical polymerization initiator, and heating under stirring. The reaction temperature is usually 50 to 10
The reaction time is about 0 ° C. and the reaction time is about 1 to 5 hours. Others
The monomer can be charged by various conventionally known methods such as simultaneous polymerization and continuous drop polymerization. As the radical polymerization initiator, a normal radical polymerization initiator such as a persulfate such as potassium persulfate or ammonium persulfate, or a redox polymerization initiator in the form of a combination thereof with a reducing agent such as sodium bisulfite is used. it can. Further, an azo-based initiator may be used as the radical polymerization initiator. The amount of the radical polymerization initiator used is about 0.05 to 2% by weight of the total weight of the vinyl monomers.

【0019】カルボキシル基含有ポリアクリルアミドの
重量平均分子量は、通常、10万〜500万程度であ
り、粘度は、通常、固形分10〜35重量%で2000
0cps程度(25℃)以下の性状である。
The weight-average molecular weight of the carboxyl group-containing polyacrylamide is usually about 100,000 to 5,000,000, and the viscosity is usually 2000 to 2000 at a solid content of 10 to 35% by weight.
It has a property of about 0 cps or less (25 ° C.).

【0020】本発明の製紙用内添紙力剤には、前記カル
ボキシル基含有ポリアクリルアミドの水溶液に、キレー
ト剤を加えてなるものである。キレート剤としては、金
属イオンに配位する各種のものを使用できるが、本発明
では、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸および乳酸から選ば
れるいずれか少なくとも1種を使用するのが好ましい。
これら例示したキレート剤のなかでも、特にクエン酸が
好ましい。キレート剤の使用量は、製紙用内添紙力剤
(ポリマー水溶液)の重量に対して50ppm〜500
0ppm程度が好ましい。
The papermaking internal paper strength agent of the present invention is obtained by adding a chelating agent to the aqueous solution of the carboxyl group-containing polyacrylamide. As the chelating agent, various ones that coordinate with the metal ion can be used. In the present invention, it is preferable to use at least one selected from citric acid, malic acid, tartaric acid, and lactic acid.
Among these chelating agents, citric acid is particularly preferred. The amount of the chelating agent used is 50 ppm to 500 ppm based on the weight of the paper-making internal paper strength agent (polymer aqueous solution).
About 0 ppm is preferable.

【0021】こうして得られた製紙用内添紙力剤は、通
常の使用方法により、パルプスラリーに添加され、抄造
により紙が製造される。製紙用内添紙力剤の使用量は、
通常と同様でよく、固形分重量比で、パルプに対して、
0.005〜3重量%程度、好ましくは0.01〜1重
量%程度とするのがよい。抄造には硫酸バンドを添加す
ることもできる。
The papermaking internal strength agent thus obtained is added to a pulp slurry by a usual method of use, and paper is produced by papermaking. The amount of papermaking internal strength agent used is
It may be the same as usual, in terms of solid content weight ratio, with respect to pulp,
It is good to be about 0.005 to 3% by weight, preferably about 0.01 to 1% by weight. A sulfuric acid band may be added to the papermaking.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明の製紙用内添紙力剤は、カルボキ
シル基含有ポリアクリルアミドを含有してなり、紙力強
度に優れ、しかも貯蔵安定性に優れる。
The internal strength agent for papermaking of the present invention contains a carboxyl group-containing polyacrylamide and is excellent in paper strength and storage stability.

【0023】[0023]

【実施例】以下に実施例を示して本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。なお、各例中の部および%は特記ない限り重
量基準である。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. Parts and% in each example are based on weight unless otherwise specified.

【0024】合成例1 温度計、還流冷却管および窒素導入管を備えた四つ口フ
ラスコにアクリルアミド100部(モノマー総モル和に
対し95モル%)、アクリル酸5.3部(5モル%)、
イソプロピルアルコール5.3部およびイオン交換水4
00部を仕込み、窒素ガスを通じて反応系内の酸素を除
去した。系内を40℃にし、撹拌下に重合開始剤として
過硫酸アンモニウム0.3部及び亜硫酸水素ナトリウム
0.2部を投入した。発熱により重合の開始を確認し、
反応液温が90℃に達した後、2時間保温した。重合終
了後、48%水酸化ナトリウム水溶液5.5部およびイ
オン交換水11部を投入し、pH7.5、ポリマー濃度
20%、粘度4300cpsのカルボキシル基含有ポリ
アクリルアミド水溶液を得た。
Synthesis Example 1 In a four-necked flask equipped with a thermometer, a reflux condenser, and a nitrogen inlet tube, 100 parts of acrylamide (95 mol% based on the total moles of monomers), 5.3 parts of acrylic acid (5 mol%) ,
5.3 parts of isopropyl alcohol and ion-exchanged water 4
Then, 00 parts were charged, and oxygen in the reaction system was removed through nitrogen gas. The temperature in the system was adjusted to 40 ° C., and 0.3 parts of ammonium persulfate and 0.2 parts of sodium bisulfite were charged as a polymerization initiator with stirring. The start of polymerization is confirmed by heat generation,
After the temperature of the reaction solution reached 90 ° C., the temperature was kept for 2 hours. After completion of the polymerization, 5.5 parts of a 48% aqueous sodium hydroxide solution and 11 parts of ion-exchanged water were added to obtain a carboxyl group-containing polyacrylamide aqueous solution having a pH of 7.5, a polymer concentration of 20%, and a viscosity of 4,300 cps.

【0025】合成例2 合成例1と同様の反応器にアクリルアミド280部(9
1.1モル%)、アクリル酸31.2部(8モル%)、
N,N−ジメチルアクリルアミド2.1部(0.5モル
%)、メタリルスルホン酸ソーダ2.7部(0.4モル
%)およびイオン交換水1680部を仕込み、合成例1
と同様に重合を行なった。重合終了後、およびイオン交
換水65部を投入し、ポリマー濃度15%、pH3.
8、粘度4400cpsのカルボキシル基含有ポリアク
リルアミド水溶液を得た。
Synthesis Example 2 280 parts of acrylamide (9 parts) were placed in the same reactor as in Synthesis Example 1.
1.1 mol%), acrylic acid 31.2 parts (8 mol%),
Synthetic Example 1 was prepared by charging 2.1 parts (0.5 mol%) of N, N-dimethylacrylamide, 2.7 parts (0.4 mol%) of sodium methallyl sulfonate and 1680 parts of ion-exchanged water.
Polymerization was carried out in the same manner as described above. After the completion of the polymerization, 65 parts of ion-exchanged water were charged, and the polymer concentration was 15% and the pH was 3.
8. A carboxyl group-containing polyacrylamide aqueous solution having a viscosity of 4400 cps was obtained.

【0026】合成例3 合成例1と同様の反応器にアクリルアミド80部(60
モル%)、アクリロニトリル29.9部(30モル
%)、アクリル酸16.9部(10モル%)、イソプロ
ピルアルコール0.62部およびイオン交換水489部
を仕込み、合成例1と同様に重合を行なった。重合終了
後、48%水酸化ナトリウム水溶液12.5部およびイ
オン交換水246部、を投入し、pH6.1、ポリマー
濃度15%、粘度10000cpsのカルボキシル基含
有ポリアクリルアミド水溶液を得た。
Synthesis Example 3 80 parts of acrylamide (60 parts) was placed in the same reactor as in Synthesis Example 1.
Mol%), 29.9 parts (30 mol%) of acrylonitrile, 16.9 parts (10 mol%) of acrylic acid, 0.62 part of isopropyl alcohol and 489 parts of ion-exchanged water, and polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1. Done. After completion of the polymerization, 12.5 parts of a 48% aqueous sodium hydroxide solution and 246 parts of ion-exchanged water were added to obtain a carboxyl group-containing polyacrylamide aqueous solution having a pH of 6.1, a polymer concentration of 15%, and a viscosity of 10,000 cps.

【0027】合成例4 合成例1と同様の反応器にアクリルアミド88.9部
(92.5モル%)、62.5%硫酸2.6部、ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート5.3部(2.5モル
%)、80%アクリル酸水溶液 6.1部(5モル%)
およびイオン交換水550部を仕込み、合成例1と同様
に重合を行なった。重合終了後、イオン交換水330部
を投入し、ポリマー濃度10%、pH3.2、粘度80
00cpsのカルボキシル基含有両性ポリアクリルアミ
ド水溶液を得た。
Synthesis Example 4 In a reactor similar to Synthesis Example 1, 88.9 parts (92.5 mol%) of acrylamide, 2.6 parts of 62.5% sulfuric acid, and 5.3 parts of dimethylaminoethyl methacrylate (2.5 parts) Mol%), 80% aqueous solution of acrylic acid 6.1 parts (5 mol%)
And 550 parts of ion-exchanged water were charged, and polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1. After the completion of the polymerization, 330 parts of ion-exchanged water were added, and the polymer concentration was 10%, pH was 3.2, and the viscosity was 80.
A carboxyl group-containing amphoteric polyacrylamide aqueous solution of 00 cps was obtained.

【0028】合成例5 撹拌機、温度計、還流冷却管および窒素ガス導入管を備
えた四つ口フラスコに、アクリルアミド159.1部
(89.7モル%)、70%ジメチルアミノエチルメタ
クリレートのベンジルクロライド4級化物57.6部
(5.7モル%)、80%アクリル酸水溶液2.3部
(1モル%)、イタコン酸6.9部(2.1モル%)、
N,N−ジメチルアクリルアミド2.5部(1モル
%)、1,3,5−トリアクリロイルヘキサヒドロ−S
−トリアジン0.06部(0.01モル%)、メタリル
スルフォン酸ナトリウム1.8部(0.45モル)およ
びイオン交換水758部(モノマー濃度21%)を仕込
み、窒素ガスを通じて反応系の酸素を除去した。系内を
61℃にし撹拌下に重合開始剤として過硫酸アンモニウ
ム0.43部および亜硫酸水素ナトリウム0.2部を投
入した。90℃まで昇温した後、2時間保温した。重合
終了後、イオン交換水58部を投入し、pH3.8、ポ
リマー濃度20%、粘度7400cpsのカルボキシル
基含有の両性ポリアクリルアミド水溶液を得た。
Synthesis Example 5 159.1 parts (89.7 mol%) of acrylamide, 70% of benzyl dimethylaminoethyl methacrylate were placed in a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, and a nitrogen gas inlet tube. 57.6 parts (5.7 mol%) of chloride quaternary substance, 2.3 parts (1 mol%) of an aqueous 80% acrylic acid solution, 6.9 parts (2.1 mol%) of itaconic acid,
2.5 parts (1 mol%) of N, N-dimethylacrylamide, 1,3,5-triacryloylhexahydro-S
0.06 parts (0.01 mol%) of triazine, 1.8 parts (0.45 mol) of sodium methallylsulfonate and 758 parts of ion-exchanged water (monomer concentration: 21%) were charged, and the reaction system was passed through nitrogen gas. Oxygen was removed. The temperature of the system was adjusted to 61 ° C., and 0.43 part of ammonium persulfate and 0.2 part of sodium hydrogen sulfite were added as a polymerization initiator with stirring. After the temperature was raised to 90 ° C., the temperature was kept for 2 hours. After completion of the polymerization, 58 parts of ion-exchanged water was added to obtain a carboxyl group-containing amphoteric polyacrylamide aqueous solution having a pH of 3.8, a polymer concentration of 20%, and a viscosity of 7,400 cps.

【0029】合成例6 撹拌機、温度計、還流冷却管および窒素ガス導入管を備
えた四つ口フラスコに、粉末アクリルアミド289部
(89.1モル%)、78.0%硫酸15.8部、ジメ
チルアミノプロピルアクリルアミド42.7.部(6モ
ル%)、80%アクリル酸水溶液16.4部(4モル
%)、N,N−ジメチルアクリルアミド2.3部(0.
5モル%)、メタリルスルフォン酸ナトリウム2.9部
(0.4モル%)、およびイオン交換水1293部(モ
ノマー濃度21%)を仕込み、窒素ガスを通じて反応系
の酸素を除去した。系内を61℃にし撹拌下に重合開始
剤として過硫酸アンモニウム0.35部を投入した。9
0℃まで昇温した後、2時間保温した。重合終了後、イ
オン交換水150部を投入し、pH4.2、固形分20
%、粘度6200cpsのカルボキシル基含有の両性ポ
リアクリルアミド水溶液を得た。
Synthesis Example 6 In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, and nitrogen gas inlet tube, 289 parts (89.1 mol%) of powdered acrylamide and 15.8 parts of 78.0% sulfuric acid were added. , Dimethylaminopropylacrylamide 42.7. Parts (6 mol%), 16.4 parts (4 mol%) of an 80% aqueous solution of acrylic acid, 2.3 parts of N, N-dimethylacrylamide (0.
5 mol%), 2.9 parts (0.4 mol%) of sodium methallylsulfonate, and 1293 parts of ion-exchanged water (monomer concentration: 21%), and oxygen in the reaction system was removed through nitrogen gas. The temperature of the system was adjusted to 61 ° C., and 0.35 part of ammonium persulfate was added as a polymerization initiator with stirring. 9
After the temperature was raised to 0 ° C., the temperature was kept for 2 hours. After completion of the polymerization, 150 parts of ion-exchanged water was added, and the pH was 4.2 and the solid content was 20.
%, A carboxyl group-containing amphoteric polyacrylamide aqueous solution having a viscosity of 6200 cps.

【0030】実施例1〜6 合成例1〜6で得たカルボキシル基含有ポリアクリルア
ミド水溶液1000部に、クエン酸1部を混合した水溶
液を調製した。
Examples 1 to 6 An aqueous solution was prepared by mixing 1 part of citric acid with 1000 parts of the aqueous solution of carboxyl group-containing polyacrylamide obtained in Synthesis Examples 1 to 6.

【0031】合成例、実施例で得られた水溶液について
貯蔵安定性および紙力強度の評価を次の方法で行なっ
た。評価結果を表1に示す。
The aqueous solutions obtained in the Synthesis Examples and Examples were evaluated for storage stability and paper strength by the following methods. Table 1 shows the evaluation results.

【0032】(貯蔵安定性)防錆加工のされていない市
販の釘を脱イオン水に2週間浸漬させ、釘の表面に錆を
つくった。次いで、この釘の一端が合成例または実施例
で調製した水溶液の界面から1cmほど気相に余るよう
に浸漬させて24時間静置し、粘性の変化を目視にて観
察し、ゲル化の有無を判断した。
(Storage stability) A commercially available nail that had not been subjected to rust-proofing was immersed in deionized water for 2 weeks to form rust on the nail surface. Then, one end of the nail was immersed in the gas phase about 1 cm from the interface of the aqueous solution prepared in the synthesis example or the example, and allowed to stand for 24 hours. The change in viscosity was visually observed, and the presence or absence of gelation was observed. Was judged.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】(紙力強度)段ボール古紙をナイアガラ式
ビーターにて叩解し、カナディアン・スタンダード・フ
リーネス(C.S.F)400mlに調整したパルプス
ラリーに、硫酸バンド(Alum)を対パルプ固形分比
1.5%添加してpH5.5とし、次いで合成例または
実施例で得られた水溶液(対パルプ固形分比0.4%)
加えた。こうして得られたパルプスラリーについて、タ
ッピ・シートマシンにて坪量150g/m2となるよう
に抄紙し、4kg/cm2で4分プレス脱水した。次い
で、回転型乾燥機で105℃において3分間乾燥し、2
0℃、65%R.H.の条件下に24時間調湿したの
ち、JIS P8121、JIS P8131に準じ
て、濾水性および破裂強度を測定した。測定結果から、
合成例の水溶液と実施例の水溶液とで、クエン酸の添加
の有無により性能に差は認められなかった。
(Paper Strength) A pulp slurry adjusted to 400 ml of Canadian Standard Freeness (CSF) was beaten from a cardboard waste paper with a Niagara beater, and a sulfuric acid band (Alum) was added to a pulp solid content ratio. Add 1.5% to pH 5.5, then aqueous solution obtained in Synthesis Examples or Examples (solid content ratio to pulp 0.4%)
added. The pulp slurry thus obtained was paper-made using a tappy sheet machine so as to have a basis weight of 150 g / m 2, and was press-dewatered at 4 kg / cm 2 for 4 minutes. Then, it is dried at 105 ° C. for 3 minutes in a rotary drier,
0 ° C., 65% R.C. H. After conditioning for 24 hours under the conditions described above, drainage and burst strength were measured according to JIS P8121 and JIS P8131. From the measurement results,
There was no difference in the performance between the aqueous solution of the synthesis example and the aqueous solution of the example depending on whether or not citric acid was added.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カルボキシル基含有ポリアクリルアミド
およびキレート剤を含有する水溶液からなる製紙用内添
紙力剤。
1. An internal strength agent for papermaking comprising an aqueous solution containing a carboxyl group-containing polyacrylamide and a chelating agent.
【請求項2】 カルボキシル基含有ポリアクリルアミド
が両性ポリアクリルアミドである請求項1記載の製紙用
内添紙力剤。
2. The paper additive according to claim 1, wherein the carboxyl group-containing polyacrylamide is an amphoteric polyacrylamide.
【請求項3】 カルボキシル基含有ポリアクリルアミド
が、多官能性モノマーおよび/または一般式(1):C
2=C(R1)−CONR2(R3)(R1は水素原子ま
たはメチル基、R2は水素原子または炭素数1〜4の直
鎖もしくは分岐鎖のアルキル基、R3は炭素数1〜4の
直鎖または分岐鎖のアルキル基)で表されるN−置換
(メタ)アクリルアミド類を構成モノマーとして含んで
なる請求項1または2記載の製紙用内添紙力剤。
3. The polyacrylamide having a carboxyl group is a polyfunctional monomer and / or a compound represented by the general formula (1):
H 2 CC (R 1 ) —CONR 2 (R 3 ) (R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 is a carbon atom. The paper additive according to claim 1 or 2, comprising an N-substituted (meth) acrylamide represented by a linear or branched alkyl group of formulas 1 to 4 as a constituent monomer.
【請求項4】 キレート剤が、リンゴ酸、酒石酸および
乳酸から選ばれるいずれか少なくとも1種である請求項
1、2または3記載の製紙用内添紙力剤。
4. The paper additive according to claim 1, wherein the chelating agent is at least one selected from malic acid, tartaric acid and lactic acid.
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