JP2014148770A - Papermaking additive, method for producing papermaking additive, and method for producing paper - Google Patents
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Abstract
【課題】紙製品の地合低下やコストアップの問題を引き起こすことなく、濾水性を向上させることができる製紙用添加剤を提供する。
【解決手段】特定式で表されるカチオン性ビニルモノマー、及び該カチオン性ビニルモノマーと共重合可能なノニオン性ビニルモノマーを含む単量体成分を重合して得られる、30℃の1規定NaCl水溶液中における固有粘度が8dl/g以上であるカチオン性ポリマーと、重量平均分子量が20000以下であるアニオン性ポリマーとを含み、前記カチオン性ポリマー100質量部に対して前記アニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部の割合で含まれている製紙用添加剤。
【選択図】なしThe present invention provides an additive for papermaking that can improve drainage without causing a decrease in the formation of paper products and an increase in cost.
A 1N NaCl aqueous solution at 30 ° C. obtained by polymerizing a monomer component containing a cationic vinyl monomer represented by the specific formula and a nonionic vinyl monomer copolymerizable with the cationic vinyl monomer. A cationic polymer having an intrinsic viscosity of 8 dl / g or more and an anionic polymer having a weight average molecular weight of 20000 or less, and the anionic polymer 0.0001-0 with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer. Additive for papermaking contained in a ratio of 0.01 parts by mass.
[Selection figure] None
Description
本発明は、製紙用添加剤及び製紙用添加剤の製造方法並びに紙の製造方法に関する。より詳しくは、濾水性向上剤として好適に用いられる製紙用添加剤に関する。 The present invention relates to a papermaking additive, a method for producing a papermaking additive, and a method for producing paper. More specifically, the present invention relates to a papermaking additive suitably used as a freeness improver.
従来から、紙を製造する製紙工程では、紙力増強剤、サイズ剤及び歩留濾水性向上剤といった様々な製紙用添加剤が使用されている。特に、製紙業界においては、製紙原料の節約や、製紙効率及び品質を高める観点などから、濾水性及び/又は歩留を向上させる添加剤(歩留・濾水性向上剤)が使用されることが多いものとなっている。 Conventionally, various paper additives such as a paper strength enhancer, a sizing agent, and a yield drainage improver have been used in a papermaking process for producing paper. In particular, in the paper industry, additives (yield / drainage improvers) that improve drainage and / or yield are used from the viewpoint of saving papermaking raw materials and improving papermaking efficiency and quality. There are many.
例えば、特許文献1には、カチオン性スターチ及びコロイドシリカを脱水前の紙料に添加して歩留を改善する方法が記載されている。また、特許文献2には、濾水性、歩留性、乾燥及び地合特性を改善すべく、特定の剪断ステップの前に第1の合成カチオン性ポリマーを加え、かつその剪断ステップの後でベントナイトを加える方法が開示されている。さらに特許文献3には、カチオン性ポリマーとアニオン性高分子微粒子を紙料中に含有させる歩留改善方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 describes a method of improving yield by adding cationic starch and colloidal silica to a paper material before dehydration. Patent Document 2 also describes that a first synthetic cationic polymer is added before a specific shearing step and bentonite after the shearing step in order to improve drainage, retention, drying and formation characteristics. A method of adding is disclosed. Further, Patent Document 3 discloses a yield improving method in which a cationic polymer and anionic polymer fine particles are contained in a paper stock.
一方、紙料に添加するポリマーの量を増加させると、製品の地合低下やコストアップの問題が生じることがある。こうした問題に対して、特許文献4には、架橋ポリマーとベントナイトを併用するデュアルシステムが開示されている。また、特許文献5には、フリーラジカル重合の条件下、モノマー水溶液の重合を開始して重合反応液を形成し、モノマー重合が30%以上進行後、1種以上の構造修飾剤を重合反応液へ加えて調整された構造修飾ポリマーが開示されている。 On the other hand, when the amount of the polymer added to the paper stock is increased, there may be a problem that the formation of the product is lowered or the cost is increased. For such a problem, Patent Document 4 discloses a dual system in which a crosslinked polymer and bentonite are used in combination. Patent Document 5 discloses that polymerization of a monomer aqueous solution is started under the conditions of free radical polymerization to form a polymerization reaction solution, and after the monomer polymerization has progressed 30% or more, one or more structural modifiers are added to the polymerization reaction solution. In addition to the above, modified structurally modified polymers are disclosed.
さらにまた、ポリマーとパルプ繊維を強固に反応させることを目的に、特許文献6には、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーとの併用方法が提案され、特許文献7には、カチオン性モノマーとアニオン性モノマーを成分とする両性ポリマーが提案されている。なお、特許文献6及び特許文献7に開示されたようなポリマーでは、そのポリマー中のカチオン基とアニオン基の反応が強固に起こるため、ポリマーそのものの沈殿を生じて効率よくパルプ繊維と反応することができず、汚れの原因となることや必要添加濃度が大幅に増えることなどの問題がある。 Furthermore, for the purpose of causing a polymer and pulp fiber to react strongly, Patent Document 6 proposes a method of using a cationic polymer and an anionic polymer together, and Patent Document 7 discloses a cationic monomer and an anionic property. An amphoteric polymer having a monomer as a component has been proposed. In addition, in the polymers as disclosed in Patent Document 6 and Patent Document 7, since the reaction between the cation group and the anion group in the polymer occurs strongly, the polymer itself precipitates and reacts efficiently with the pulp fiber. However, there are problems such as causing stains and greatly increasing the required concentration of addition.
近年の製紙業界においては、廃棄物削減への対応、地球温暖化対策の観点などから、古紙を利用する機会が多くなってきている。しかしながら、製紙原料として古紙の利用が増加することで、原料事情はますます悪化し、さらなる濾水性や歩留の向上などが望まれる。 In recent years, in the paper manufacturing industry, there are increasing opportunities to use waste paper from the viewpoint of waste reduction and countermeasures against global warming. However, as the use of waste paper increases as a raw material for papermaking, the raw material situation gets worse and further improvements in drainage and yield are desired.
そこで本発明は、比較的少ない添加量で、従って、紙製品の地合低下やコストアップの問題を引き起こすことなく、濾水性を向上させることができる製紙用添加剤を提供することを主目的とする。 Therefore, the main object of the present invention is to provide an additive for papermaking that can improve drainage with a relatively small addition amount, and thus without causing problems of lowering the formation of paper products and increasing costs. To do.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定のカチオン性ポリマーと、特定のアニオン性ポリマーとを特定の割合で含む製紙用添加剤により、優れた濾水性向上効果を示すことを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have achieved an excellent drainage improvement effect by using a paper additive containing a specific cationic polymer and a specific anionic polymer in a specific ratio. As a result, the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、下記一般式(I)で表されるカチオン性ビニルモノマー、及び該カチオン性ビニルモノマーと共重合可能なノニオン性ビニルモノマーを含む単量体成分を重合して得られる、30℃の1規定NaCl水溶液中における固有粘度が8dl/g以上であるカチオン性ポリマーと、重量平均分子量が20000以下であるアニオン性ポリマーとが、前記カチオン性ポリマー100質量部に対して前記アニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部の割合で含まれている製紙用添加剤を提供する。 That is, the present invention is obtained by polymerizing a monomer component containing a cationic vinyl monomer represented by the following general formula (I) and a nonionic vinyl monomer copolymerizable with the cationic vinyl monomer. A cationic polymer having an intrinsic viscosity of 8 dl / g or more in a 1N NaCl aqueous solution at 0 ° C. and an anionic polymer having a weight average molecular weight of 20000 or less, based on 100 parts by mass of the cationic polymer. Provided is a papermaking additive contained at a ratio of 0.0001 to 0.01 parts by mass.
本発明はまた、重量平均分子量が20000以下であるアニオン性ポリマーの溶液中で、上記一般式(I)で表されるカチオン性ビニルモノマー、及び該カチオン性ビニルモノマーと共重合可能なノニオン性ビニルモノマーを含む単量体成分を重合してカチオン性ポリマーを得るポリマー混合物を含有し、前記カチオン性ポリマーと前記アニオン性ポリマーとの割合が、前記カチオン性ポリマー100質量部に対して前記アニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部であり、かつ、30℃の1規定NaCl水溶液中における固有粘度が8dl/g以上である、製紙用添加剤を提供する。 The present invention also provides a cationic vinyl monomer represented by the general formula (I) and a nonionic vinyl copolymerizable with the cationic vinyl monomer in a solution of an anionic polymer having a weight average molecular weight of 20000 or less. A polymer mixture obtained by polymerizing a monomer component including a monomer to obtain a cationic polymer, wherein the ratio of the cationic polymer to the anionic polymer is 100 parts by mass of the cationic polymer; Provided is an additive for papermaking which is 0.0001 to 0.01 part by mass and has an intrinsic viscosity of 8 dl / g or more in a 1 N NaCl aqueous solution at 30 ° C.
本発明の製紙用添加剤において、前記カチオン性ビニルモノマーとしては、例えば(メタ)アクリロイルオキシアルキルアンモニウム塩を用いることができる。また、前記ノニオン性ビニルモノマーとしては、例えば(メタ)アクリルアミドを用いることができる。
前記アニオン性ポリマーとしては、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸及び/又はポリ(メタ)アクリル酸塩を用いることができる。
なお、本開示において、「(メタ)アクリル」との記載は、「アクリル」及び「メタクリル」の両方を意味する。
In the additive for papermaking of the present invention, as the cationic vinyl monomer, for example, (meth) acryloyloxyalkylammonium salt can be used. Moreover, as said nonionic vinyl monomer, (meth) acrylamide can be used, for example.
As the anionic polymer, for example, poly (meth) acrylic acid and / or poly (meth) acrylate can be used.
In the present disclosure, the description “(meth) acryl” means both “acryl” and “methacryl”.
また、本発明は、重量平均分子量が20000以下であるアニオン性ポリマーの溶液中で、上記一般式(I)で表されるカチオン性ビニルモノマー、及び該カチオン性ビニルモノマーと共重合可能なノニオン性ビニルモノマーを含む単量体成分を重合してカチオン性ポリマーを合成するにあたり、前記カチオン性ポリマーと前記アニオン性ポリマーとの割合が、前記カチオン性ポリマー100質量部に対して前記アニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部であり、かつ、30℃の1規定NaCl水溶液中における固有粘度が8dl/g以上となるように、カチオン性ポリマーを合成する、製紙用添加剤の製造方法を提供する。 Further, the present invention provides a cationic vinyl monomer represented by the above general formula (I) and a nonionic property copolymerizable with the cationic vinyl monomer in a solution of an anionic polymer having a weight average molecular weight of 20000 or less. In synthesizing a cationic polymer by polymerizing a monomer component containing a vinyl monomer, the ratio of the cationic polymer to the anionic polymer is such that the anionic polymer is 0.1. Provided is a method for producing a papermaking additive, which synthesizes a cationic polymer so that the intrinsic viscosity in a 1N NaCl aqueous solution at 30 ° C. is 0001 to 0.01 parts by mass and 8 dl / g or more. .
さらに本発明は、本発明の製紙用添加剤を紙料に添加する紙の製造方法を提供する。 Furthermore, the present invention provides a paper manufacturing method in which the papermaking additive of the present invention is added to a stock.
本発明はまた、上記一般式(I)で表されるカチオン性ビニルモノマー、及び該カチオン性ビニルモノマーと共重合可能なノニオン性ビニルモノマーを含む単量体成分を重合して得られる、30℃の1規定NaCl水溶液中における固有粘度が8dl/g以上であるカチオン性ポリマーと、重量平均分子量が20000以下であるアニオン性ポリマーとを、前記カチオン性ポリマー100質量部に対して前記アニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部の割合で紙料に添加する紙の製造方法をも提供する。
なお、本発明で製造される「紙」には、板紙も含まれる。
The present invention is also obtained by polymerizing a monomer component containing a cationic vinyl monomer represented by the above general formula (I) and a nonionic vinyl monomer copolymerizable with the cationic vinyl monomer. A cationic polymer having an intrinsic viscosity of 8 dl / g or more in a 1N NaCl aqueous solution and an anionic polymer having a weight average molecular weight of 20000 or less, based on 100 parts by mass of the cationic polymer, the anionic polymer 0 Also provided is a method for producing paper that is added to the stock at a rate of 0.0001 to 0.01 parts by weight.
The “paper” produced in the present invention includes paperboard.
本発明の製紙用添加剤によれば、比較的少ない添加量で、従って、製品の地合低下やコストアップの問題を引き起こすことなく、濾水性を向上することができる。 According to the additive for papermaking of the present invention, the drainage can be improved with a relatively small amount of addition, and without causing problems of lowering the formation of the product and increasing the cost.
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below.
本発明の製紙用添加剤は、後記の一般式(I)で表されるカチオン性ビニルモノマーとノニオン性ビニルモノマーとを共重合して得られるカチオン性ポリマーと、重量平均分子量が20000以下であるアニオン性ポリマーとを含む。ここで、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーとの割合は、カチオン性ポリマー100質量部に対してアニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部である。
また、カチオン性ポリマーは、30℃の1規定NaCl水溶液中における固有粘度が8dl/g以上であるもの(後述の第一の態様参照)、又はアニオン性ポリマーの溶液中で合成されたもの(後述の第二の態様参照)が用いられる。
The paper additive of the present invention has a cationic polymer obtained by copolymerizing a cationic vinyl monomer represented by the following general formula (I) and a nonionic vinyl monomer, and a weight average molecular weight of 20000 or less. Anionic polymer. Here, the ratio of the cationic polymer to the anionic polymer is 0.0001 to 0.01 part by mass of the anionic polymer with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer.
The cationic polymer has an intrinsic viscosity of 8 dl / g or more in a 1N NaCl aqueous solution at 30 ° C. (see the first embodiment described later), or is synthesized in a solution of an anionic polymer (described later). Of the second embodiment).
本発明の第一の態様としての製紙用添加剤は、下記一般式(I)で表されるカチオン性ビニルモノマー、及び該カチオン性ビニルモノマーと共重合可能なノニオン性ビニルモノマーを含む単量体成分を重合して得られ、30℃の1規定NaCl水溶液中における固有粘度が8dl/g以上であるカチオン性ポリマーと、重量平均分子量が20000以下であるアニオン性ポリマーと、を含むことを特徴とする。
そして、本発明の製紙用添加剤は、上記カチオン性ポリマーと上記アニオン性ポリマーとをカチオン性ポリマー100質量部に対してアニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部の割合で含まれていることを特徴とする。
The papermaking additive as the first aspect of the present invention includes a cationic vinyl monomer represented by the following general formula (I), and a monomer containing a nonionic vinyl monomer copolymerizable with the cationic vinyl monomer A cationic polymer having an intrinsic viscosity of 8 dl / g or more in a 1N NaCl aqueous solution at 30 ° C. and an anionic polymer having a weight average molecular weight of 20000 or less, obtained by polymerizing the components, To do.
And the additive for papermaking of this invention contains the said cationic polymer and the said anionic polymer in the ratio of 0.0001-0.01 mass part of anionic polymers with respect to 100 mass parts of cationic polymers. It is characterized by that.
上記一般式(I)において、R1はH又はCH3であり、AはO又はNHであり、R2はヒドロキシル基を置換基として有していてもよい炭素数2〜4のアルキル基であり、R3はH、又は炭素数1〜3のアルキル基であり、R4はH、ヒドロキシル基を置換基として有していてもよい炭素数1〜3のアルキル基、又はベンジル基であり、X−はハロゲンイオン、スルホン酸イオン、メチル硫酸イオン、又は水酸化物イオンである。 In the above general formula (I), R 1 is H or CH 3 , A is O or NH, R 2 is an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms which may have a hydroxyl group as a substituent. R 3 is H or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 4 is H, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms which may have a hydroxyl group as a substituent, or a benzyl group. , X − represents a halogen ion, a sulfonate ion, a methyl sulfate ion, or a hydroxide ion.
カチオン性ポリマーの原料となる単量体成分を構成するカチオン性ビニルモノマーは、上記一般式(I)で表される化合物を用いることができる。
上記一般式(I)において、R1としてはHがより好ましく、AとしてはOがより好ましい。また、R2としては、(置換基を有さない)炭素数2〜4のアルキル基がより好ましく、エチル基がさらに好ましい。R3としては、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。R4としては、H、及び(置換基を有さない)炭素数1〜3のアルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。X−としては、ハロゲンイオンがより好ましく、塩化物イオンがさらに好ましい。
As the cationic vinyl monomer constituting the monomer component that is a raw material of the cationic polymer, the compound represented by the above general formula (I) can be used.
In the general formula (I), R 1 is more preferably H, and A is more preferably O. R 2 is more preferably an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms (having no substituent), and more preferably an ethyl group. The R 3, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably methyl group. R 4 is more preferably H or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms (having no substituent), and more preferably a methyl group. X − is more preferably a halogen ion, and even more preferably a chloride ion.
上記一般式(I)で表されるカチオン性ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルのような(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキル、その4級塩及び酸塩、並びに、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド、その4級塩及び酸塩を挙げることができる。
(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキル並びにその4級塩及び酸塩としては、特に限定されないが、例えば、アクリル酸ジメチルアミノエチル塩化メチル4級塩、アクリル酸ジメチルアミノエチル塩化ベンジル4級塩、アクリル酸ジメチルアミノエチル塩酸塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチル塩化メチル4級塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチル塩化ベンジル4級塩、及びメタクリル酸ジメチルアミノエチル塩酸塩などを挙げることができる。
ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド並びにそれらの4級塩及び酸塩としては、特に限定されないが、例えば、塩化アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩酸塩、塩化メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム、及びジメチルアミノプロピルメタクリルアミド塩酸塩などを挙げることができる。
これらのカチオン性ビニルモノマーは、1種又は2種以上を用いることができる。
カチオン性ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキル4級塩が好適であり、このうち、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル塩化メチル4級塩が好ましく、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドがさらに好ましい。
Examples of the cationic vinyl monomer represented by the general formula (I) include dialkylaminoalkyl (meth) acrylates such as diethylaminoethyl (meth) acrylate, quaternary salts and acid salts thereof, and dialkylamino Mention may be made of alkyl (meth) acrylamides, quaternary salts and acid salts thereof.
Although it does not specifically limit as a (meth) acrylic-acid dialkylaminoalkyl and its quaternary salt and acid salt, For example, dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternary salt, dimethylaminoethyl benzyl chloride quaternary salt, acrylic acid Examples thereof include dimethylaminoethyl hydrochloride, dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride quaternary salt, dimethylaminoethyl methacrylate benzyl chloride quaternary salt, and dimethylaminoethyl methacrylate hydrochloride.
Dialkylaminoalkyl (meth) acrylamides and quaternary salts and acid salts thereof are not particularly limited, and examples thereof include acrylamidopropyltrimethylammonium chloride, dimethylaminopropylacrylamide hydrochloride, methacrylamidopropyltrimethylammonium chloride, and dimethylaminopropyl. Examples include methacrylamide hydrochloride.
One or two or more of these cationic vinyl monomers can be used.
As the cationic vinyl monomer, for example, a (meth) acrylic acid dialkylaminoalkyl quaternary salt is suitable. Among them, (meth) acrylic acid dimethylaminoethyl methyl chloride quaternary salt is preferred, and acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride is preferred. Is more preferable.
カチオン性ポリマーの原料となる単量体成分を構成するノニオン性ビニルモノマーは、カチオン性ビニルモノマーと共重合可能であれば特に限定されない。
ノニオン性ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、並びにダイアセトンアクリルアミド等の水溶性であるN置換低級アルキルアクリルアミド、メタクリロニトリル、アクリロニトリル、アルキルアクリレート、ヒドロキシアクリレート、及び酢酸ビニルなどが挙げられる。これらのうち、例えば、(メタ)アクリルアミドが好適であり、アクリルアミドがより好ましい。
ノニオン性ビニルモノマーは、1種又は2種以上を用いることができる。
The nonionic vinyl monomer constituting the monomer component that is a raw material of the cationic polymer is not particularly limited as long as it is copolymerizable with the cationic vinyl monomer.
Nonionic vinyl monomers include, for example, water-soluble (meth) acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-methylolacrylamide, and diacetone acrylamide. Some N-substituted lower alkyl acrylamides, methacrylonitrile, acrylonitrile, alkyl acrylates, hydroxy acrylates, vinyl acetate, and the like. Among these, for example, (meth) acrylamide is preferable, and acrylamide is more preferable.
1 type (s) or 2 or more types can be used for a nonionic vinyl monomer.
カチオン性ポリマーの原料となる単量体成分は、カチオン性ビニルモノマー及びノニオン性ビニルモノマーの他に、架橋性ビニルモノマーを含んでいてもよい。
架橋性ビニルモノマーは、カチオン性ポリマーに分岐構造をもたらすものであり、1分子中に2個以上の二重結合を有するモノマーを用いることができる。
The monomer component used as the raw material of the cationic polymer may contain a crosslinkable vinyl monomer in addition to the cationic vinyl monomer and the nonionic vinyl monomer.
The crosslinkable vinyl monomer brings a branched structure to the cationic polymer, and a monomer having two or more double bonds in one molecule can be used.
代表的な好ましい架橋性ビニルモノマーとしては、N,N−メチレンビスアクリルアミド、N,N−メチレンビスメタクリルアミド、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸ジエチレングリコール、ジアクリル酸ポリエチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、及びジメタクリル酸ポリエチレングリコールなどが挙げられる。これらのうち、N,N−メチレンビスアクリルアミドが好ましい。
これらの架橋性ビニルモノマーは1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
Typical preferred cross-linkable vinyl monomers include N, N-methylenebisacrylamide, N, N-methylenebismethacrylamide, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate. And polyethylene glycol dimethacrylate. Of these, N, N-methylenebisacrylamide is preferred.
These crosslinkable vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more.
カチオン性ポリマーの製造方法は、ラジカル重合であれば特に限定されず、水溶液重合、懸濁重合及び乳化重合など、必要に応じて選択することができる。 The method for producing the cationic polymer is not particularly limited as long as it is radical polymerization, and can be selected as necessary, such as aqueous solution polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization.
ラジカル重合において使用する重合開始剤は、特に限定されないが、水溶性のものが好ましい。重合開始剤としては、例えば、過硫酸塩系及び過酸化物系では、例えば過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、及びtert−ブチルパーオキサイドなどが挙げられる。
重合開始剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよいが、1種を単独で使用することが好ましい。また、重合開始剤を還元剤と組合せてレドックス系重合開始剤として使用してもよい。この場合の還元剤としては、例えば亜硫酸、亜硫酸塩並びに亜硫酸水素塩、鉄、銅、並びにコバルト等の低次イオン価の塩、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン等の有機アミン、更にはアルドース、ケトース等の還元糖などを挙げることができる。
The polymerization initiator used in radical polymerization is not particularly limited, but is preferably water-soluble. Examples of the polymerization initiator include persulfate-based and peroxide-based compounds such as ammonium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate, hydrogen peroxide, benzoyl peroxide, and tert-butyl peroxide.
A polymerization initiator may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together, but it is preferable to use 1 type independently. A polymerization initiator may be used as a redox polymerization initiator in combination with a reducing agent. Examples of the reducing agent in this case include sulfite, sulfite and hydrogen sulfite, low ionic salt such as iron, copper and cobalt, and organic amine such as N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine. Furthermore, reducing sugars such as aldose and ketose can be mentioned.
重合開始剤として、アゾ化合物を用いることもできる。アゾ化合物としては、例えば、2,2’−アゾビス−2−メチルプロピオンアミジン塩酸塩、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−N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン塩酸塩、2,2’−アゾビス−2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド、2,2’−アゾビス−2−(2−イミダゾリン−2−イル)−プロパン及びその塩などを使用することができる。これらのアゾ化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 An azo compound can also be used as a polymerization initiator. Examples of the azo compound include 2,2′-azobis-2-methylpropionamidine hydrochloride, 2,2′-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, 2,2′-azobis-N, N′-di. Methyleneisobutylamidine hydrochloride, 2,2′-azobis-2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) -propionamide, 2,2′-azobis-2- (2-imidazolin-2-yl) -propane and The salt etc. can be used. These azo compounds may be used alone or in combination of two or more.
カチオン性ポリマーを合成する際に、合成するカチオン性ポリマーの分子量を調節するために、連鎖移動剤を使用してもよい。
連鎖移動剤は特に限定されず、代表的な連鎖移動剤としては、例えば、アルコール、硫黄化合物、カルボン酸及びその塩、次亜リン酸ナトリウムなどのリン酸塩リン酸塩、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。
アルコールとしては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、ブチルアルコール及びグリセロールなどが挙げられ、これらのうち、2−プロパノールが好ましい。
硫黄化化合物としては、アルキルチオール、チオウレア、亜硫酸塩及び二硫化物などのスルホン酸化合物が挙げられ、これらのうち、エタンチオール、チオウレア及び重亜硫酸ナトリウムからなる群から選ばれる1種又は2種以上が好ましい。
カルボン酸及びその塩としては、ギ酸及びリンゴ酸並びにそれらの塩が挙げられ、これらのうち、ギ酸及びその塩から選ばれる1種又は2種以上が好ましい。
これらの連鎖移動剤としては、次亜リン酸ナトリウム及び/又はギ酸ナトリウムを用いるのがより好ましい。
In synthesizing the cationic polymer, a chain transfer agent may be used to adjust the molecular weight of the cationic polymer to be synthesized.
The chain transfer agent is not particularly limited, and examples of typical chain transfer agents include alcohols, sulfur compounds, carboxylic acids and salts thereof, phosphate phosphates such as sodium hypophosphite, and combinations thereof. Can be mentioned.
Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, butyl alcohol, and glycerol. Among these, 2-propanol is preferable.
Examples of the sulfurized compound include sulfonic acid compounds such as alkylthiol, thiourea, sulfite, and disulfide. Among these, one or more selected from the group consisting of ethanethiol, thiourea, and sodium bisulfite. Is preferred.
Examples of the carboxylic acid and its salt include formic acid, malic acid, and salts thereof, and among these, one or more selected from formic acid and its salt are preferable.
As these chain transfer agents, it is more preferable to use sodium hypophosphite and / or sodium formate.
カチオン性ポリマーの重合方法としては、カチオン性ポリマーの原料となる全単量体成分を反応容器に一括で仕込んで重合する回分(バッチ)重合法が挙げられ、この際、重合開始剤は、重合器に予め又は重合時に一括添加してもよく、重合中に連続的又は間欠的に供給してもよい。重合時に供給する場合は必要に応じて添加速度を変更することができる。
カチオン性ポリマーを合成する際の重合温度は、単一の重合開始剤を用いる場合、一般に30〜100℃であり、レドックス系重合開始剤の場合はより低く、一般に5〜90℃である。重合温度は重合中一定に保っても変動させてもよく、必要に応じて冷却、加熱を実施することができる。
重合容器内の雰囲気は特に制限はないが、重合を速やかに行わせるには窒素ガスのような不活性ガスで置換した方が好ましい。
As a polymerization method of the cationic polymer, there is a batch polymerization method in which all the monomer components that are the raw materials of the cationic polymer are charged in a reaction vessel in a batch and polymerized. In this case, the polymerization initiator is polymerized. It may be added to the vessel in advance or at the time of polymerization, and may be supplied continuously or intermittently during the polymerization. When supplying at the time of superposition | polymerization, an addition rate can be changed as needed.
The polymerization temperature when synthesizing the cationic polymer is generally 30 to 100 ° C. when a single polymerization initiator is used, and is lower in the case of a redox polymerization initiator, generally 5 to 90 ° C. The polymerization temperature may be kept constant or varied during the polymerization, and cooling and heating can be performed as necessary.
The atmosphere in the polymerization vessel is not particularly limited, but it is preferable to substitute with an inert gas such as nitrogen gas in order to carry out the polymerization quickly.
上記一般式(I)で表されるカチオン性ビニルモノマー及び上記ノニオン性ビニルモノマーを含む単量体成分を重合して得られるカチオン性ポリマーは、30℃の1規定NaCl水溶液中における固有粘度(以下、「固有粘度」と略記することがある。)が8dl/g以上である性質を有する。カチオン性ポリマーの固有粘度が8dl/g以上であることにより、このカチオン性ポリマーは、分子量が高く、高い凝集力を有する。
カチオン性ポリマーの固有粘度の上限は特に限定されるものではないが、実際に製造可能なカチオン性ポリマーを考慮すると、20dl/g程度以下となる。カチオン性ポリマーの固有粘度の範囲は、8〜20dl/gが好ましく、9〜20dl/gがより好ましく、10〜20dl/gがさらに好ましい。
The cationic polymer obtained by polymerizing the monomer component containing the cationic vinyl monomer represented by the general formula (I) and the nonionic vinyl monomer has an intrinsic viscosity in a 1N NaCl aqueous solution at 30 ° C. , Which may be abbreviated as “intrinsic viscosity”) is 8 dl / g or more. When the intrinsic viscosity of the cationic polymer is 8 dl / g or more, the cationic polymer has a high molecular weight and a high cohesive force.
The upper limit of the intrinsic viscosity of the cationic polymer is not particularly limited, but in consideration of the cationic polymer that can be actually produced, it is about 20 dl / g or less. The range of the intrinsic viscosity of the cationic polymer is preferably 8 to 20 dl / g, more preferably 9 to 20 dl / g, and still more preferably 10 to 20 dl / g.
なお、本開示において、「固有粘度」は、キャノンフェンスケ型粘度計を使用して流下時間を測定し、その測定値から、Hugginsの式及びMead−Fuossの式を用いて算出した値である。 In the present disclosure, the “intrinsic viscosity” is a value calculated using a Huggins equation and a Mead-Fuoss equation from the measured value by measuring the flow time using a Canon Fenceke viscometer. .
また、カチオン性ポリマーは水溶性であることが好ましい。カチオン性ポリマーの分子構造は直鎖構造及び分岐構造のいずれであってもよい。 The cationic polymer is preferably water-soluble. The molecular structure of the cationic polymer may be either a linear structure or a branched structure.
カチオン性ポリマーの原料となるカチオン性ビニルモノマー及びノニオン性ビニルモノマーの使用比率は、処理対象となる水質に応じて、任意に選定することができる。例えば、カチオン性ビニルモノマー:ノニオン性ビニルモノマーは、モル比で5:95〜95:5が好ましく、5:95〜50:50がより好ましく、5:95〜35:65がさらに好ましい。 The ratio of the cationic vinyl monomer and nonionic vinyl monomer used as the raw material for the cationic polymer can be arbitrarily selected according to the water quality to be treated. For example, the molar ratio of the cationic vinyl monomer: nonionic vinyl monomer is preferably 5:95 to 95: 5, more preferably 5:95 to 50:50, and still more preferably 5:95 to 35:65.
カチオン性ポリマーの合成に際し、上記架橋性ビニルモノマーを使用する場合、架橋性ビニルモノマーの導入比率は、カチオン性ポリマーの原料となる単量体成分の全単量体に対して、5.0×10−3mol%以下が好ましく、2.0×10−3mol%以下がより好ましい。架橋性ビニルモノマーの導入比率が上記範囲であることにより、カチオン性ポリマーが不溶化し難く、また、固有粘度が8dl/g以上のカチオン性ポリマーが得易くなる。 When the above-mentioned crosslinkable vinyl monomer is used in the synthesis of the cationic polymer, the introduction ratio of the crosslinkable vinyl monomer is 5.0 × with respect to all monomers of the monomer component that is the raw material of the cationic polymer. 10 −3 mol% or less is preferable, and 2.0 × 10 −3 mol% or less is more preferable. When the introduction ratio of the crosslinkable vinyl monomer is within the above range, the cationic polymer is hardly insolubilized, and a cationic polymer having an intrinsic viscosity of 8 dl / g or more is easily obtained.
本発明の製紙用添加剤は、カチオン性ポリマーと共に、重量平均分子量が20000以下であるアニオン性ポリマーを含む。
本発明では、ポリ(メタ)アクリル酸及び/又はポリ(メタ)アクリル酸塩が、アニオン性ポリマーとして用いられる。ポリ(メタ)アクリル酸塩の塩としては、ナトリウムが好ましい。ポリ(メタ)アクリル酸及びポリ(メタ)アクリル酸塩のうち、ポリアクリル酸及びポリアクリル酸ナトリウムが好ましく、ポリアクリル酸ナトリウムがより好ましい。
The additive for papermaking of this invention contains the anionic polymer whose weight average molecular weight is 20000 or less with a cationic polymer.
In the present invention, poly (meth) acrylic acid and / or poly (meth) acrylate is used as the anionic polymer. As a salt of poly (meth) acrylate, sodium is preferable. Of poly (meth) acrylic acid and poly (meth) acrylate, polyacrylic acid and sodium polyacrylate are preferable, and sodium polyacrylate is more preferable.
このようなアニオン性ポリマーは、(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸塩を重合することにより製造することができ、また、市販品を用いることもできる。 Such an anionic polymer can be produced by polymerizing (meth) acrylic acid and / or (meth) acrylate, and a commercially available product can also be used.
本発明の製紙用添加剤に用いられるアニオン性ポリマーの重量平均分子量は20000以下である。重量平均分子量の下限は特に限定されるものではないが、2000以上であることが好ましい。
アニオン性ポリマーの重量平均分子量は、2000〜20000であることが好ましく、3000〜15000であることがより好ましく、4000〜10000であることがさらに好ましい。
なお、重量平均分子量は、GPC法及び光散乱法など、一般的な方法で測定することが可能である。
The weight average molecular weight of the anionic polymer used in the papermaking additive of the present invention is 20000 or less. The lower limit of the weight average molecular weight is not particularly limited, but is preferably 2000 or more.
The weight average molecular weight of the anionic polymer is preferably 2000 to 20000, more preferably 3000 to 15000, and still more preferably 4000 to 10,000.
The weight average molecular weight can be measured by a general method such as GPC method and light scattering method.
アニオン性ポリマーとして好適なポリアクリル酸及びポリアクリル酸ナトリウムは、強アニオン性であるため、重量平均分子量が20000を超えると、カチオン性ポリマーと非常に強いポリイオンコンプレックスを形成し易く、沈殿物を生成する場合がある。従って、強アニオン性ポリマーを使用する場合には、その重量平均分子量と、後述する配合比率又は混合比率(カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーの割合)が重要となる。 Polyacrylic acid and sodium polyacrylate, which are suitable as an anionic polymer, are strong anionic, so when the weight average molecular weight exceeds 20000, it is easy to form a very strong polyion complex with a cationic polymer, and a precipitate is formed. There is a case. Therefore, when a strong anionic polymer is used, its weight average molecular weight and the blending ratio or mixing ratio (ratio of cationic polymer and anionic polymer) described later are important.
本発明の製紙用添加剤は、上記カチオン性ポリマーと上記アニオン性ポリマーとをカチオン性ポリマー100質量部に対してアニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部の割合で含まれている。
本発明の製紙用添加剤には、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーとが、カチオン性ポリマーに対するアニオン性ポリマーの比で10−4〜10−2質量%にて、併用されている。
カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーとが、上記の割合で併用されていることにより、両ポリマーの併用による相乗効果が奏され、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーとの反応による析出物(ポリイオンコンプレックス)が生成し難くなり、その結果、有効成分の濃度を高めることが可能となる。
The additive for papermaking of this invention contains the said cationic polymer and the said anionic polymer in the ratio of 0.0001-0.01 mass part of anionic polymers with respect to 100 mass parts of cationic polymers.
In the papermaking additive of the present invention, a cationic polymer and an anionic polymer are used together at a ratio of the anionic polymer to the cationic polymer of 10 −4 to 10 −2 mass%.
By combining the cationic polymer and the anionic polymer in the above ratio, a synergistic effect is achieved by the combined use of both polymers, and a precipitate (polyion complex) due to the reaction between the cationic polymer and the anionic polymer is produced. It becomes difficult to produce | generate, As a result, it becomes possible to raise the density | concentration of an active ingredient.
カチオン性ポリマー100質量部に対してアニオン性ポリマー0.01質量部(カチオン性ポリマーに対するアニオン性ポリマーの質量比が0.01質量%)を超えると、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーの反応による析出物(ポリイオンコンプレックス)が生じ易く、有効成分の濃度が低下する。また、カチオン性ポリマー100質量部に対してアニオン性ポリマー0.0001質量部(カチオン性ポリマーに対するアニオン性ポリマーの質量比が0.0001質量%)未満では、アニオン性ポリマーが少な過ぎ、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーを併用することによる効果が奏され難くなる。 Precipitation due to reaction of the cationic polymer and the anionic polymer when the anionic polymer exceeds 0.01 part by mass with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer (the mass ratio of the anionic polymer to the cationic polymer is 0.01% by mass) A product (polyion complex) is easily generated, and the concentration of the active ingredient is lowered. In addition, when the amount of the anionic polymer is less than 0.0001 parts by weight (the weight ratio of the anionic polymer to the cationic polymer is 0.0001% by weight) with respect to 100 parts by weight of the cationic polymer, the amount of the anionic polymer is too small. And an anionic polymer in combination are less effective.
上記カチオン性ポリマーと上記アニオン性ポリマーとを混合した後の本発明の第一の態様の製紙用添加剤では、その固有粘度の範囲は特に限定されないが、8〜20dl/gが好ましい。 In the paper additive of the first aspect of the present invention after mixing the cationic polymer and the anionic polymer, the range of the intrinsic viscosity is not particularly limited, but is preferably 8 to 20 dl / g.
本発明の製紙用添加剤は、例えば、上述のようにカチオン性ポリマーをアニオン性ポリマーとは別途合成する工程と、カチオン性ポリマー100質量部に対してアニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部の割合で、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーとを混合する工程と、を行うことで製造することができる。 The additive for papermaking of the present invention includes, for example, a step of synthesizing a cationic polymer separately from an anionic polymer as described above, and anionic polymer 0.0001 to 0.01 mass with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer. It can manufacture by performing the process of mixing a cationic polymer and an anionic polymer in the ratio of a part.
カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーとの混合は、カチオン性ポリマー及びアニオン性ポリマーをそれぞれ合成したときの形態(例えば、粉末状、エマルション状及び液状など)で行ってもよい。また、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーを混合した後に溶解液を調製してもよく、各形態のそれぞれのポリマーを各々別に溶解し、その後に各溶解液を混合して一液とし、処理対象の紙パルプスラリーに添加してもよい。この場合、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーとのポリマー混合物は、30℃の1規定NaCl水溶液中における固有粘度が8dl/g以上であることが好ましく、8dl/g〜20dl/gであることが好ましい。 Mixing of the cationic polymer and the anionic polymer may be performed in the form (for example, powder, emulsion, liquid, etc.) when the cationic polymer and the anionic polymer are respectively synthesized. Alternatively, a solution may be prepared after mixing the cationic polymer and the anionic polymer. Each polymer in each form is dissolved separately, and then each solution is mixed to form one solution. It may be added to the paper pulp slurry. In this case, the polymer mixture of the cationic polymer and the anionic polymer preferably has an intrinsic viscosity of 8 dl / g or more in a 1N NaCl aqueous solution at 30 ° C., and preferably 8 dl / g to 20 dl / g. .
次に本発明の第二の態様の製紙用添加剤について説明する。
本発明の第二の態様としての製紙用添加剤は、上記アニオン性ポリマーの溶液中で、カチオン性ポリマーを合成し、その結果得られる、アニオン性ポリマーとカチオン性ポリマーを含むポリマー混合物を用いるものである。
すなわち、本発明の第二の態様の製紙用添加剤は、上記アニオン性ポリマーの溶液中で、上記一般式(I)で表されるカチオン性ビニルモノマー、及び上記ノニオン性ビニルモノマーを含む単量体成分を重合してカチオン性ポリマーを得るポリマー混合物を含有することを特徴とする。さらに、このポリマー混合物を含有する製紙用添加剤は、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーとが、カチオン性ポリマー100質量部に対してアニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部の割合で含まれており、かつ、30℃の1規定NaCl水溶液中における固有粘度が8dl/g以上であることを特徴とする。
Next, the papermaking additive according to the second aspect of the present invention will be described.
A papermaking additive as a second aspect of the present invention uses a polymer mixture containing an anionic polymer and a cationic polymer obtained by synthesizing a cationic polymer in a solution of the anionic polymer. It is.
That is, the additive for papermaking according to the second aspect of the present invention comprises a single amount containing the cationic vinyl monomer represented by the general formula (I) and the nonionic vinyl monomer in the solution of the anionic polymer. It contains a polymer mixture that polymerizes body components to obtain a cationic polymer. Further, the paper additive containing the polymer mixture includes a cationic polymer and an anionic polymer in a ratio of 0.0001 to 0.01 part by mass of the anionic polymer with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer. And an intrinsic viscosity in a 1N NaCl aqueous solution at 30 ° C. is 8 dl / g or more.
カチオン性ポリマーの原料となる単量体成分としてのカチオン性ビニルモノマー、ノニオン性ビニルモノマー及び架橋性ビニルモノマー、カチオン性ポリマーの合成の際に使用され得る重合開始剤及び連鎖移動剤、並びにアニオン性ポリマーは、上述の本発明の第一の態様としての製紙用添加剤の説明で述べたものと同様である。 Cationic vinyl monomers, nonionic vinyl monomers and crosslinkable vinyl monomers as monomer components used as raw materials for cationic polymers, polymerization initiators and chain transfer agents that can be used in the synthesis of cationic polymers, and anionic properties The polymer is the same as that described in the description of the paper additive as the first aspect of the present invention.
上記ポリマー混合物の固有粘度の上限は特に限定されないが、実製造上の観点から、20dl/g以下であることが好ましい。ポリマー混合物の固有粘度の範囲は、8〜20dl/gが好ましく、9〜20dl/gがより好ましく、10〜20dl/gがさらに好ましい。 The upper limit of the intrinsic viscosity of the polymer mixture is not particularly limited, but is preferably 20 dl / g or less from the viewpoint of actual production. The range of the intrinsic viscosity of the polymer mixture is preferably 8 to 20 dl / g, more preferably 9 to 20 dl / g, and still more preferably 10 to 20 dl / g.
アニオン性ポリマーの溶液を調製するための溶媒は特に限定されず、例えば、水を用いることができ、アニオン性ポリマーの溶液として、アニオン性ポリマーを希釈溶解した水溶液を用いることができる。この場合、アニオン性ポリマーの溶液中のアニオン性ポリマーの濃度は、特に限定されないが、例えば、0.0001〜0.5質量%とすることが好ましく、0.001〜0.1質量%とすることがより好ましい。 The solvent for preparing the anionic polymer solution is not particularly limited. For example, water can be used, and an aqueous solution obtained by diluting and dissolving the anionic polymer can be used as the anionic polymer solution. In this case, the concentration of the anionic polymer in the solution of the anionic polymer is not particularly limited, but is preferably 0.0001 to 0.5% by mass, for example, 0.001 to 0.1% by mass. It is more preferable.
本発明の製紙用添加剤は、上記アニオン性ポリマーの溶液中で、上記カチオン性ポリマーを合成するにあたり、カチオン性ポリマー100質量部に対してアニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部の割合で、かつ、30℃の1規定NaCl水溶液中における固有粘度が8dl/g以上となるように、カチオン性ポリマーを合成する方法にて製造することができる。例えば、カチオン性ポリマーを合成する際に用いられる重合開始剤の添加量を調整することで、得られる製紙用添加剤に所望の固有粘度をもたせることが可能である。 The additive for papermaking of the present invention is a ratio of 0.0001 to 0.01 part by weight of anionic polymer with respect to 100 parts by weight of cationic polymer in synthesizing the cationic polymer in the solution of the anionic polymer. And a method of synthesizing a cationic polymer so that the intrinsic viscosity in a 1N NaCl aqueous solution at 30 ° C. is 8 dl / g or more. For example, by adjusting the addition amount of the polymerization initiator used when synthesizing the cationic polymer, it is possible to give the obtained papermaking additive a desired intrinsic viscosity.
この製紙用添加剤の製造方法では、アニオン性ポリマーの溶液中でカチオン性ポリマーを合成することから、カチオン性ポリマーの合成に伴い、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーとの混合が行われ、高効率で製紙用添加剤を製造することができる。
さらには、本発明の製紙用添加剤の製造方法を製紙工程の現場において採用することで、製紙用添加剤の製造と製紙とが一貫して行われ、紙の製造も効率的に行うことが可能となる。
In this method for producing a paper additive, a cationic polymer is synthesized in a solution of an anionic polymer, and therefore, the cationic polymer and the anionic polymer are mixed together with the synthesis of the cationic polymer, resulting in high efficiency. The additive for papermaking can be manufactured.
Furthermore, by adopting the method for producing a paper additive of the present invention at the site of the paper making process, the production of the paper additive and the paper making can be performed consistently, and the paper can be efficiently produced. It becomes possible.
本発明の紙の製造方法は、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーとを、カチオン性ポリマー100質量部に対してアニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部の割合で紙料に添加することを特徴とする。その後、脱水及び乾燥等の製紙業において従来から行われている製造工程を経て、紙の製造が行われる。 In the method for producing paper of the present invention, the cationic polymer and the anionic polymer are added to the paper stock at a ratio of 0.0001 to 0.01 part by mass of the anionic polymer with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer. Features. Thereafter, paper is manufactured through a manufacturing process conventionally performed in the paper industry such as dehydration and drying.
カチオン性ポリマー及びアニオン性ポリマーは、それぞれ別々に合成したカチオン性ポリマー及びアニオン性ポリマーをブレンドし、上述の本発明の第一の態様の製紙用添加剤として、紙料に添加することができる。 The cationic polymer and the anionic polymer can be blended with the separately synthesized cationic polymer and anionic polymer and added to the paper stock as the papermaking additive of the first aspect of the present invention described above.
また、カチオン性ポリマー及びアニオン性ポリマーは、アニオン性ポリマーの溶液中でカチオン性ポリマーを合成し、その結果得られる、両ポリマーを含むポリマー混合物を用いて、上述の本発明の第二の態様の製紙用添加剤として、紙料に添加することもできる。 In addition, the cationic polymer and the anionic polymer are synthesized according to the second aspect of the present invention described above using a polymer mixture containing both polymers obtained by synthesizing the cationic polymer in a solution of the anionic polymer. It can also be added to the stock as a papermaking additive.
さらに、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーをそれぞれ別々に溶解し、紙料に添加するに際し、処理対象となる紙パルプスラリーに対して、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーとを別々に添加することもできる。この場合、カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーとは同時に添加してもよく、時間差をつけて添加してもよい。 Furthermore, when the cationic polymer and the anionic polymer are separately dissolved and added to the paper material, the cationic polymer and the anionic polymer can be separately added to the paper pulp slurry to be treated. . In this case, the cationic polymer and the anionic polymer may be added simultaneously, or may be added with a time difference.
本発明の製紙用添加剤を紙料に添加する場合、又はカチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーを別々に紙料に添加する場合、その紙料への添加量は、特に限定されない。例えば、有効成分のカチオン性ポリマー及びアニオン性ポリマーの合計の添加量を、紙料の全固形分に対して、50〜300ppmとすることが好ましく、100〜250ppmとすることがより好ましい。 When the papermaking additive of the present invention is added to the stock, or when the cationic polymer and the anionic polymer are added separately to the stock, the amount added to the stock is not particularly limited. For example, the total amount of the cationic polymer and the anionic polymer as active ingredients is preferably 50 to 300 ppm, more preferably 100 to 250 ppm, based on the total solid content of the paper.
本発明の紙の製造方法では、本発明の製紙用添加剤のほかに、製紙業界において従来から使用されている添加剤を用いることができ、例えば紙力増強剤、サイズ剤、及び染料などの添加剤を紙料に添加してもよい。また、パルプスラリー等の紙料への填料として、炭酸カルシウム、クレー、タルク、及びシリカなどを添加してもよい。 In the paper manufacturing method of the present invention, in addition to the papermaking additive of the present invention, additives conventionally used in the papermaking industry can be used, such as paper strength enhancers, sizing agents, and dyes. Additives may be added to the stock. Further, calcium carbonate, clay, talc, silica, and the like may be added as fillers for paper stock such as pulp slurry.
以上詳述したように、本発明の製紙用添加剤は、紙料への添加量が比較的少なくても、従って、紙製品の地合低下やコストアップの問題を引き起こすことなく、濾水性を向上することができる。そのため、本発明の製紙用添加剤は、濾水性向上剤として好適に用いられる。
また、本発明の製紙用添加剤を紙料に添加することで濾水性が向上することから、歩留も向上し、本発明の製紙用添加剤は、歩留・濾水性向上剤としても好適に用いられる。
このような本発明の製紙用添加剤を用いる本発明の紙の製造方法によれば、古紙主体の原料を用いる場合であっても、高品質の紙を製造することが可能となる。
As described in detail above, the papermaking additive of the present invention can reduce drainage without causing problems of lowering the formation of paper products and increasing costs even if the amount added to the paper stock is relatively small. Can be improved. Therefore, the papermaking additive of the present invention is suitably used as a freeness improver.
Further, since the drainage is improved by adding the paper additive of the present invention to the stock, the yield is also improved, and the paper additive of the present invention is also suitable as a yield / drainage improver. Used for.
According to the paper manufacturing method of the present invention using such a papermaking additive of the present invention, it is possible to manufacture high-quality paper even when raw paper-based raw materials are used.
本発明の製紙用添加剤が、優れた濾水性を示す理由は明らかではないが、次のように考えられる。
本発明の製紙用添加剤は、カチオン性ポリマー100質量部に対してアニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部の範囲で両ポリマーが併用されていることで、沈殿を起こすようなカチオンとアニオンとの強い静電的吸着ではなく、緩やかな架橋構造をとるものと考えられる。その結果、パルプ繊維や炭酸カルシウムなどの無機微粒子を捕捉する効果が向上するものと考えられ、優れた濾水性を示すものと考えられる。
The reason why the paper additive of the present invention exhibits excellent drainage is not clear, but is considered as follows.
The additive for papermaking of the present invention includes a cation that causes precipitation by using both polymers in combination in the range of 0.0001 to 0.01 part by weight of an anionic polymer with respect to 100 parts by weight of the cationic polymer. It is thought that it is not a strong electrostatic adsorption with an anion but takes a moderate cross-linked structure. As a result, it is considered that the effect of capturing inorganic fine particles such as pulp fibers and calcium carbonate is improved, and it is considered that excellent drainage is exhibited.
本発明の製紙用添加剤におけるカチオン性ポリマーは、凝集効果に優れることから、例えば、白水に含まれるパルプ繊維を再利用するために、本発明の製紙用添加剤を白水に添加してパルプ繊維を凝集させ、これを回収する用途にも用いることができる。この際には、白水の質量に対して1〜2ppm程度の製紙用添加剤を添加することによってパルプ繊維を凝集させることができる。 Since the cationic polymer in the paper additive of the present invention is excellent in agglomeration effect, for example, in order to reuse the pulp fiber contained in white water, the paper fiber additive of the present invention is added to white water to obtain pulp fiber. Can also be used for the purpose of agglomerating and recovering it. At this time, the pulp fibers can be aggregated by adding about 1 to 2 ppm of papermaking additive with respect to the mass of white water.
以下に、製造例、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to production examples, examples and comparative examples.
後述の製造例において使用したアニオン性ポリマーを表1に示す。
このアニオン性ポリマーとしては、重量平均分子量Mwが異なる4種を用いた。使用したアニオン性ポリマーの組成と固有粘度を表1に示した。以下、使用したアニオン性ポリマーは、表1記載のサンプル番号(No.)を用いて示す。なお、表1に記載の「NaA」はアクリル酸ナトリウムを表し、「AAm」はアクリルアミドを表す。
Table 1 shows anionic polymers used in the production examples described later.
As this anionic polymer, four types having different weight average molecular weights Mw were used. The composition and intrinsic viscosity of the anionic polymer used are shown in Table 1. Hereinafter, the used anionic polymer is shown using a sample number (No.) shown in Table 1. In Table 1, “NaA” represents sodium acrylate, and “AAm” represents acrylamide.
表1の記載において、アニオン性ポリマー「A−1」は、株式会社日本触媒製の商品名「アクアリックDL40S」であり、アニオン性ポリマー「A−2」は三洋化成工業株式会社製の商品名「スケーロンL−410」であり、アニオン性ポリマー「A−4」は、栗田工業株式会社製の商品名「クリフロックPA331」を用いた。アニオン性ポリマー「A−3」は単量体成分を重合して得たものであり、以下のように合成した。 In the description of Table 1, the anionic polymer “A-1” is a product name “AQUALIC DL40S” manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., and the anionic polymer “A-2” is a product name manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd. “Scalon L-410” was used, and the anionic polymer “A-4” used was a trade name “Cliff Rock PA331” manufactured by Kurita Kogyo Co., Ltd. The anionic polymer “A-3” was obtained by polymerizing monomer components and was synthesized as follows.
<アニオン性ポリマーA−3の製造例>
約50mlの純水にアクリル酸3.6gを量りとり、次に2N−NaOH水溶液を2.5ml加えてpHが中性になったことを確認した。次に1.14gの過硫酸アンモニウムを入れ全体を100mlにメスアップし、その水溶液を、冷却管、窒素導入管、温度計を備えた300mlセパラブルフラスコに入れ、室温にて窒素バブリング後40℃に加熱して重合を12時間行った。
得られた重合溶液の一部を取って重量を量った後、メタノールにてアニオン性ポリマーを沈澱させ、数回デカンテーションにて精製した後、真空下48時間乾燥を行った。得られた固体状ポリマーの重量から算出した収率は、ポリアクリル酸ナトリウムとして102.6%であった。
得られたアニオン性ポリマーA−3の25℃の1規定NaCl水溶液中における固有粘度は、0.103dl/gであった。
<Example of production of anionic polymer A-3>
3.6 g of acrylic acid was weighed into about 50 ml of pure water, and then 2.5 ml of 2N-NaOH aqueous solution was added to confirm that the pH became neutral. Next, 1.14 g of ammonium persulfate was added and the whole was made up to 100 ml. The aqueous solution was placed in a 300 ml separable flask equipped with a condenser, a nitrogen inlet tube, and a thermometer. Polymerization was carried out for 12 hours by heating.
A portion of the obtained polymerization solution was taken and weighed, and then the anionic polymer was precipitated with methanol, purified by decantation several times, and then dried under vacuum for 48 hours. The yield calculated from the weight of the obtained solid polymer was 102.6% as sodium polyacrylate.
The intrinsic viscosity of the obtained anionic polymer A-3 in a 1N NaCl aqueous solution at 25 ° C. was 0.103 dl / g.
<アニオン性ポリマーの重量平均分子量>
アニオン性ポリマーA−1、A−2及びA−4の重量平均分子量は、各メーカーの公称値に基づく。アニオン性ポリマーA−3については、A−3の固有粘度から、以下の粘度式(出典:K. J. McCarthy, C. W. Burkhardt, Journal of Applied Polymer Science, 33, 1699-1714 (1987) )により、重量平均分子量Mwを算出した。
[η]=5.41×10−6Mw0.981
<Weight average molecular weight of anionic polymer>
The weight average molecular weights of the anionic polymers A-1, A-2 and A-4 are based on the nominal values of each manufacturer. For the anionic polymer A-3, the weight average molecular weight is calculated from the intrinsic viscosity of A-3 according to the following viscosity formula (Source: KJ McCarthy, CW Burkhardt, Journal of Applied Polymer Science, 33, 1699-1714 (1987)). Mw was calculated.
[Η] = 5.41 × 10 −6 Mw 0.981
<製造例1>
ポリマー純分で0.27質量%のアニオン性ポリマーA−1水溶液を別に調製しておく。
次に、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド(以下「DAA」と略す、分子量193.5)の80質量%水溶液10.9gと、粉末アクリルアミド(以下「AAm」と略す、分子量71)18.5g、N,N’−メチレンビスアクリルアミド(以下「MBA」と略す、分子量140)の0.009質量%水溶液2.5ml、及びA−1水溶液1mlを混合し、全体を100mlにメスアップした。その水溶液を、冷却管、窒素導入管、温度計を備えた300mlセパラブルフラスコに入れ、窒素バブリング後、1.36質量%に調製した過硫酸カリウム(以下「KPS」と略す)の水溶液を1ml添加し、40℃に加熱して重合を12時間行った。
得られた重合ゲルの一部をアセトンで沈殿させ、析出物を真空乾燥することにより求めた固形物濃度は27.5質量%で、重合率は101.1%であった。このポリマー混合物の固有粘度は、11.8dl/gであった。このポリマー混合物のサンプル名を「ACA1」とする。
なお、カチオン性ポリマーの組成比は、DAA/AAm/MBA=15/85/5×10−4(mol%)で、このカチオン性ポリマーに対するアニオン性ポリマーA−1の比率は0.001質量%(カチオン性ポリマー100質量部に対し、A−1は0.001質量部)となる。
<Production Example 1>
Separately, 0.27 mass% anionic polymer A-1 aqueous solution with a pure polymer content is prepared.
Next, 10.9 g of an 80% by weight aqueous solution of acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride (hereinafter abbreviated as “DAA”, molecular weight 193.5), powdered acrylamide (hereinafter abbreviated as “AAm”, molecular weight 71) 18.5 g, N , N′-methylenebisacrylamide (hereinafter abbreviated as “MBA”, molecular weight 140) 2.5 ml of 0.009 mass% aqueous solution and 1 ml of A-1 aqueous solution were mixed, and the whole was made up to 100 ml. The aqueous solution was placed in a 300 ml separable flask equipped with a cooling tube, a nitrogen introduction tube, and a thermometer, and after nitrogen bubbling, 1 ml of an aqueous solution of potassium persulfate (hereinafter abbreviated as “KPS”) prepared to 1.36% by mass. The mixture was added and heated to 40 ° C. for polymerization for 12 hours.
A part of the obtained polymer gel was precipitated with acetone, and the solid concentration determined by vacuum drying the precipitate was 27.5% by mass, and the polymerization rate was 101.1%. The intrinsic viscosity of this polymer mixture was 11.8 dl / g. The sample name of this polymer mixture is “ACA1”.
The composition ratio of the cationic polymer is DAA / AAm / MBA = 15/85/5 × 10 −4 (mol%), and the ratio of the anionic polymer A-1 to the cationic polymer is 0.001% by mass. (A-1 is 0.001 part by mass with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer).
<製造例2>
製造例1におけるアニオン性ポリマーA−1をアニオン性ポリマーA−2とした以外は製造例1と同じ条件で合成を行い、ポリマー混合物を得た。重合率は100.2%、固有粘度は、12.4dl/gであった。カチオン性ポリマーに対するアニオン性ポリマーA−2の比率は0.001質量%(カチオン性ポリマー100質量部に対し、A−2は0.001質量部)となる。このポリマー混合物のサンプル名を「ACA2」とする。
<Production Example 2>
Synthesis was carried out under the same conditions as in Production Example 1 except that the anionic polymer A-1 in Production Example 1 was changed to Anionic Polymer A-2 to obtain a polymer mixture. The polymerization rate was 100.2%, and the intrinsic viscosity was 12.4 dl / g. The ratio of the anionic polymer A-2 to the cationic polymer is 0.001% by mass (A-2 is 0.001 part by mass with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer). The sample name of this polymer mixture is “ACA2”.
<製造例3>
MBAを用いなかった以外は製造例1と同じ条件で合成を行い、ポリマー混合物を得た。重合率は99.8%、固有粘度は、11.5dl/gであった。カチオン性ポリマーに対するアニオン性ポリマーA−1の比率は0.001質量%(カチオン性ポリマー100質量部に対し、A−1は0.001質量部)となる。このポリマー混合物のサンプル名を「ACA3」とする。
<Production Example 3>
Synthesis was carried out under the same conditions as in Production Example 1 except that MBA was not used to obtain a polymer mixture. The polymerization rate was 99.8% and the intrinsic viscosity was 11.5 dl / g. The ratio of the anionic polymer A-1 to the cationic polymer is 0.001% by mass (A-1 is 0.001 part by mass with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer). The sample name of this polymer mixture is “ACA3”.
<製造例4>
製造例1におけるアニオン性ポリマーA−1の混合量1mlを8mlに変更した以外は、製造例1と同じ条件で合成を行い、ポリマー混合物を得た。重合率は100.4%、固有粘度は、12.1dl/gであった。カチオン性ポリマーに対するアニオン性ポリマーA−1の比率は0.008質量%(カチオン性ポリマー100質量部に対し、A−1は0.008質量部)となる。このポリマー混合物のサンプル名を「ACA4」とする。
<Production Example 4>
Synthesis was carried out under the same conditions as in Production Example 1 except that 1 ml of the anionic polymer A-1 in Production Example 1 was changed to 8 ml to obtain a polymer mixture. The polymerization rate was 100.4%, and the intrinsic viscosity was 12.1 dl / g. The ratio of the anionic polymer A-1 to the cationic polymer is 0.008% by mass (A-1 is 0.008 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer). The sample name of this polymer mixture is “ACA4”.
<製造例5>
製造例1におけるポリマー純分で0.27質量%のアニオン性ポリマーA−1水溶液1mlを、ポリマー純分で0.27質量%のアニオン性ポリマーA−2水溶液2mlとした以外は、製造例1と同じ条件で合成を行い、ポリマー混合物を得た。重合率は99.9%、固有粘度は11.7dl/gであった。カチオン性ポリマーに対するアニオン性ポリマーA−2の比率は0.0002質量%(カチオン性ポリマー100質量部に対し、A−1は0.0002質量部)となる。このポリマー混合物のサンプル名を「ACA5」とする。
<Production Example 5>
Production Example 1 except that 1 ml of 0.27% by mass of anionic polymer A-1 aqueous solution with a pure polymer content in Production Example 1 was changed to 2 ml of 0.27% by mass of anionic polymer A-2 aqueous solution with a pure polymer content Synthesis was carried out under the same conditions as in to obtain a polymer mixture. The polymerization rate was 99.9% and the intrinsic viscosity was 11.7 dl / g. The ratio of the anionic polymer A-2 to the cationic polymer is 0.0002% by mass (A-1 is 0.0002 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer). The sample name of this polymer mixture is “ACA5”.
<製造例6>
製造例1におけるアニオン性ポリマーA−1の混合量1mlを20mlに変更した以外は、製造例1と同じ条件で合成を行い、ポリマー混合物を得た。重合率は100.8%、固有粘度は、2.8dl/gであった。なお、固有粘度測定時にポリイオンコンプレックスであると考えられる析出物が発生し、粘性の低い溶液となった。カチオン性ポリマーに対するアニオン性ポリマーA−1の比率は0.02質量%(カチオン性ポリマー100質量部に対し、A1は0.02質量部)となる。このポリマー混合物のサンプル名を「ACA6」とする。
<Production Example 6>
Synthesis was carried out under the same conditions as in Production Example 1 except that 1 ml of the anionic polymer A-1 in Production Example 1 was changed to 20 ml to obtain a polymer mixture. The polymerization rate was 100.8%, and the intrinsic viscosity was 2.8 dl / g. In addition, the precipitate considered to be a polyion complex generate | occur | produced at the time of intrinsic viscosity measurement, and it became a solution with low viscosity. The ratio of the anionic polymer A-1 to the cationic polymer is 0.02% by mass (A1 is 0.02 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer). The sample name of this polymer mixture is “ACA6”.
<製造例7>
製造例1におけるアニオン性ポリマーA−1をアニオン性ポリマーA−2とし、このA−2水溶液をマイクロピペットにて0.08ml混合した以外は、製造例1と同じ条件で合成を行い、ポリマー混合物を得た。重合率は108.1%、固有粘度は、12.6dl/gであった。カチオン性ポリマーに対するアニオン性ポリマーA−2の比率は、0.00008質量%(カチオン性ポリマー100質量部に対し、A−2は0.00008質量部)となる。このポリマーのサンプル名を「ACA7」とする。
<Production Example 7>
The polymer mixture was synthesized under the same conditions as in Production Example 1 except that the anionic polymer A-1 in Production Example 1 was changed to Anionic Polymer A-2 and 0.08 ml of this A-2 aqueous solution was mixed with a micropipette. Got. The polymerization rate was 108.1%, and the intrinsic viscosity was 12.6 dl / g. The ratio of the anionic polymer A-2 to the cationic polymer is 0.00008% by mass (A-2 is 0.00008 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer). The sample name of this polymer is “ACA7”.
<製造例8>
製造例1におけるKPS水溶液の添加量1mlを10mlに変更した以外は製造例1と同じ条件で合成を行い、ポリマー混合物を得た。重合率は100.1%、固有粘度は、6.4dl/gであった。このポリマー混合物のサンプル名を「ACA8」とする。
<Production Example 8>
Synthesis was performed under the same conditions as in Production Example 1 except that 1 ml of the KPS aqueous solution added in Production Example 1 was changed to 10 ml to obtain a polymer mixture. The polymerization rate was 100.1%, and the intrinsic viscosity was 6.4 dl / g. The sample name of this polymer mixture is “ACA8”.
<製造例9>
製造例1におけるアニオン性ポリマーA−1をアニオン性ポリマーA−3とした以外は、製造例1と同じ条件で合成を行い、ポリマー混合物を得た。重合率は100.2%、固有粘度は、11.1dl/gであった。カチオン性ポリマーに対するアニオン性ポリマーA−3の比率は0.001質量%(カチオン性ポリマー100質量部に対し、A−3は0.001質量部)となる。このポリマー混合物のサンプル名を「ACA9」とする。
<Production Example 9>
Synthesis was carried out under the same conditions as in Production Example 1 except that the anionic polymer A-1 in Production Example 1 was changed to Anionic Polymer A-3 to obtain a polymer mixture. The polymerization rate was 100.2% and the intrinsic viscosity was 11.1 dl / g. The ratio of the anionic polymer A-3 to the cationic polymer is 0.001% by mass (A-3 is 0.001 part by mass with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer). The sample name of this polymer mixture is “ACA9”.
<製造例10>
製造例1におけるアニオン性ポリマーA−1をアニオン性ポリマーA−4とした以外は、製造例1と同じ条件で合成を行い、ポリマー混合物を得た。重合率は99.7%、固有粘度は、11.9dl/gであった。カチオン性ポリマーに対するアニオン性ポリマーA−4の比率は0.005質量%(カチオン性ポリマー100質量部に対し、A−4は0.005質量部)となる。このポリマー混合物のサンプル名を「ACA10」とする。
<Production Example 10>
Synthesis was carried out under the same conditions as in Production Example 1 except that the anionic polymer A-1 in Production Example 1 was changed to Anionic Polymer A-4 to obtain a polymer mixture. The polymerization rate was 99.7% and the intrinsic viscosity was 11.9 dl / g. The ratio of the anionic polymer A-4 to the cationic polymer is 0.005% by mass (A-4 is 0.005 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer). The sample name of this polymer mixture is “ACA10”.
<製造例11>
アニオン性ポリマーを用いなかった以外は製造例1と同じ条件で合成を行い、カチオン性ポリマーを得た。重合率は107.1%、固有粘度は、12.5dl/gであった。このカチオン性ポリマーのサンプル名を「AC1」とする。
<Production Example 11>
Synthesis was carried out under the same conditions as in Production Example 1 except that the anionic polymer was not used, and a cationic polymer was obtained. The polymerization rate was 107.1% and the intrinsic viscosity was 12.5 dl / g. The sample name of this cationic polymer is “AC1”.
<製造例12>
アニオン性ポリマー及びMBAを用いなかった以外は、製造例1と同じ条件で合成を行い、カチオン性ポリマーを得た。重合率は100.7%、固有粘度は、7.2dl/gであった。このカチオン性ポリマーのサンプル名を「AC2」とする。
<Production Example 12>
A cationic polymer was obtained by synthesis under the same conditions as in Production Example 1, except that the anionic polymer and MBA were not used. The polymerization rate was 100.7%, and the intrinsic viscosity was 7.2 dl / g. The sample name of this cationic polymer is “AC2”.
<製造例13>
製造例1におけるアニオン性ポリマーA−1を用いず、また、製造例1における1.36質量%KPS水溶液の添加量1mlを10mlに変更した以外は、製造例1と同じ条件で合成を行い、カチオン性ポリマーを得た。重合率は101.1%、固有粘度は、7.2dl/gであった。このカチオン性ポリマーのサンプル名を「AC3」とする。
<Production Example 13>
Synthesis was carried out under the same conditions as in Production Example 1, except that the anionic polymer A-1 in Production Example 1 was not used, and the addition amount of the 1.36 mass% KPS aqueous solution in Production Example 1 was changed to 10 ml. A cationic polymer was obtained. The polymerization rate was 101.1%, and the intrinsic viscosity was 7.2 dl / g. The sample name of this cationic polymer is “AC3”.
以上述べた各製造例のサンプル一覧を表2に示す。 Table 2 shows a sample list of each of the production examples described above.
次に、実施例及び比較例において以下の濾水試験を行った。なお、各実施例及び比較例で使用した製紙用添加剤については後述する。
<濾水試験>
カナディアン・スタンダード・フリーネス(CSF)450mlに叩解した新聞故紙を絶乾質量が0.6質量%になるように添加した後、これに軽質炭酸カルシウム(ブリリアント1500 白石工業株式会社製)を絶乾紙料に対して40質量%になるように加えたものを試料(パルプスラリー)とした。
パルプスラリー180mlを容量300mlのポリビーカーにとり、そこに後述する各実施例及び比較例で用いる「添加剤」の0.1質量%水溶液を添加し、タービン羽根を備えた撹拌機を用いて、250rpmで20秒間撹拌を行う。次いで、ナイロン濾布を敷いたヌッチェロートに、内径50mmの金属製の円筒を置き、その中へ凝集したパルプスラリーを注ぎ込み、メスシリンダーを用いて10秒後のろ液量を測定する。さらに、濾布上に残った湿紙をポリエステル濾布にとり、3.0kg/cm2の圧力をかけて60秒圧搾し、プレス後の湿紙の含水率を測定する。
Next, the following drainage tests were conducted in Examples and Comparative Examples. In addition, the papermaking additive used in each Example and Comparative Example will be described later.
<Drainage test>
After adding the newspaper waste paper beaten to 450 ml of Canadian Standard Freeness (CSF) so that the dry mass becomes 0.6% by mass, light calcium carbonate (made by Brilliant 1500 Shiraishi Kogyo Co., Ltd.) is completely dried. A sample (pulp slurry) was added so as to be 40% by mass with respect to the material.
Take 180 ml of pulp slurry in a polybeaker with a capacity of 300 ml, add a 0.1 mass% aqueous solution of “additive” used in each Example and Comparative Example described later, and use a stirrer equipped with turbine blades at 250 rpm. For 20 seconds. Next, a metal cylinder having an inner diameter of 50 mm is placed on a Nutsche fune laid with a nylon filter cloth, and the aggregated pulp slurry is poured into the cylinder, and the amount of filtrate after 10 seconds is measured using a graduated cylinder. Further, the wet paper remaining on the filter cloth is taken on a polyester filter cloth and pressed for 60 seconds under a pressure of 3.0 kg / cm 2 , and the moisture content of the wet paper after pressing is measured.
<実施例1〜5>
実施例1では、ポリマー混合物「ACA1」を、実施例2では、ポリマー混合物「ACA2」を、実施例3では、ポリマー混合物「ACA3」を、実施例4では、ポリマー混合物「ACA4」を、実施例5では、ポリマー混合物「ACA5」を、それぞれ添加剤として用い、パルプスラリーの濾水試験を行った。
<Examples 1-5>
In Example 1, the polymer mixture “ACA1”, in Example 2, the polymer mixture “ACA2”, in Example 3, the polymer mixture “ACA3”, in Example 4, the polymer mixture “ACA4”, In No. 5, the drainage test of the pulp slurry was conducted using the polymer mixture “ACA5” as an additive.
<実施例6〜8>
実施例6では、カチオン性ポリマーAC1と、このAC1の100質量部に対してアニオン性ポリマーA−1を0.001質量部(AC1に対してA−1を0.001質量%)ブレンドしたポリマー混合物を添加剤として用い、パルプスラリーの濾水試験を行った。
実施例7では、カチオン性ポリマーAC1と、このAC1の100質量部に対してアニオン性ポリマーA−1を0.008質量部(AC2に対してA−1を0.008質量%)ブレンドしたポリマー混合物を添加剤として用い、パルプスラリーの濾水試験を行った。
実施例8では、カチオン性ポリマーAC2と、このAC2の100質量部に対してアニオン性ポリマーA−2を0.0002質量部(AC2に対してA−2を0.0002質量%)ブレンドしたポリマー混合物を添加剤として用い、パルプスラリーの濾水試験を行った。
<Examples 6 to 8>
In Example 6, a polymer obtained by blending the cationic polymer AC1 and 0.001 part by mass of anionic polymer A-1 with respect to 100 parts by mass of AC1 (0.001% by mass of A-1 with respect to AC1). The pulp slurry was tested for drainage using the mixture as an additive.
In Example 7, a polymer obtained by blending the cationic polymer AC1 with 0.008 parts by mass of the anionic polymer A-1 with respect to 100 parts by mass of the AC1 (0.001% by mass of A-1 with respect to AC2). The pulp slurry was tested for drainage using the mixture as an additive.
In Example 8, the polymer obtained by blending the cationic polymer AC2 with 0.0002 parts by mass of the anionic polymer A-2 with respect to 100 parts by mass of the AC2 (0.002% by mass of A-2 with respect to AC2). The pulp slurry was tested for drainage using the mixture as an additive.
<比較例1〜5>
比較例1ではポリマー混合物「ACA6」を、比較例2ではポリマー混合物「ACA7」を、比較例3ではポリマー混合物「ACA8」を、比較例4ではポリマー混合物「ACA9」を、比較例5ではポリマー混合物「ACA10」を、それぞれ添加剤として用い、パルプスラリーの濾水試験を行った。
<Comparative Examples 1-5>
In Comparative Example 1, the polymer mixture “ACA6”, in Comparative Example 2 the polymer mixture “ACA7”, in Comparative Example 3 the polymer mixture “ACA8”, in Comparative Example 4 the polymer mixture “ACA9”, and in Comparative Example 5 the polymer mixture Using “ACA10” as an additive, a drainage test of pulp slurry was conducted.
<比較例6及び7>
比較例6ではカチオン性ポリマー「AC1」を、比較例7ではカチオン性ポリマー「AC2」をそれぞれ添加剤として用い、パルプスラリーの濾水試験を行った。
<Comparative Examples 6 and 7>
In Comparative Example 6, a cationic polymer “AC1” was used as an additive, and in Comparative Example 7, a cationic polymer “AC2” was used as an additive, and a drainage test of pulp slurry was performed.
<比較例8〜12>
比較例8では、カチオン性ポリマー「AC3」と、このAC3の100質量部に対してアニオン性ポリマー「A−1」を0.005質量部(AC3に対してA−1を0.005質量%)ブレンドしたポリマー混合物を添加剤として用い、パルプスラリーの濾水試験を行った。
比較例9では、カチオン性ポリマー「AC1」と、このAC1の100質量部に対してアニオン性ポリマー「A−3」を0.001質量部(AC1に対してA−3を0.001質量%)ブレンドしたポリマー混合物を添加剤として用い、パルプスラリーの濾水試験を行った。
比較例10では、カチオン性ポリマー「AC1」と、このAC1の100質量部に対してアニオン性ポリマー「A−4」を0.001質量部(AC1に対してA−4を0.001質量%)ブレンドしたポリマー混合物を添加剤として用い、パルプスラリーの濾水試験を行った。
比較例11では、カチオン性ポリマー「AC1」と、このAC1の100質量部に対してアニオン性ポリマー「A−1」を0.02質量部(AC1に対してA−1を0.02質量%)ブレンドしたポリマー混合物を添加剤として用い、パルプスラリーの濾水試験を行った。
比較例12では、カチオン性ポリマー「AC1」と、このAC1の100質量部に対してアニオン性ポリマー「A−2」を0.00008質量部(AC1に対してA−2を0.00008質量%)ブレンドしたポリマー混合物を添加剤として用い、パルプスラリーの濾水試験を行った。
<Comparative Examples 8-12>
In Comparative Example 8, the cationic polymer “AC3” and 0.005 parts by mass of the anionic polymer “A-1” with respect to 100 parts by mass of the AC3 (0.001% by mass of A-1 with respect to AC3). ) A drainage test of the pulp slurry was conducted using the blended polymer mixture as an additive.
In Comparative Example 9, the cationic polymer “AC1” and 0.001 part by mass of the anionic polymer “A-3” with respect to 100 parts by mass of this AC1 (0.001% by mass of A-3 with respect to AC1) ) A drainage test of the pulp slurry was conducted using the blended polymer mixture as an additive.
In Comparative Example 10, the cationic polymer “AC1” and 0.001 part by mass of the anionic polymer “A-4” with respect to 100 parts by mass of this AC1 (0.001% by mass of A-4 with respect to AC1) ) A drainage test of the pulp slurry was conducted using the blended polymer mixture as an additive.
In Comparative Example 11, the cationic polymer “AC1” and 0.02 parts by mass of the anionic polymer “A-1” with respect to 100 parts by mass of this AC1 (0.02% by mass of A-1 with respect to AC1). ) A drainage test of the pulp slurry was conducted using the blended polymer mixture as an additive.
In Comparative Example 12, the cationic polymer “AC1” and 0.00008 parts by mass of the anionic polymer “A-2” with respect to 100 parts by mass of this AC1 (0.00008% by mass of A-2 with respect to AC1). ) A drainage test of the pulp slurry was conducted using the blended polymer mixture as an additive.
上記各実施例及び比較例の試験条件一覧を表3に示し、各試験結果を表4に示す。 Table 3 shows a list of test conditions for each of the above examples and comparative examples, and Table 4 shows the test results.
実施例1〜8においては、比較例1〜12よりも、10秒後のろ液量が多く、プレス後の含水率が低いことが確認された。この結果、本発明の製紙用添加剤は、比較的少ない添加量で、従って、製品の地合低下やコストアップの問題を引き起こすことなく、濾水性を向上することができることが確認された。 In Examples 1 to 8, it was confirmed that the amount of filtrate after 10 seconds was larger than that of Comparative Examples 1 to 12, and the moisture content after pressing was low. As a result, it was confirmed that the paper additive of the present invention can improve the drainage with a relatively small addition amount, and without causing the problem of lowering the formation of the product and increasing the cost.
Claims (4)
重量平均分子量が20000以下であるアニオン性ポリマーとが、
前記カチオン性ポリマー100質量部に対して前記アニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部の割合で含まれている製紙用添加剤。
1N NaCl aqueous solution at 30 ° C. obtained by polymerizing a cationic vinyl monomer represented by the following general formula (I) and a monomer component containing a nonionic vinyl monomer copolymerizable with the cationic vinyl monomer A cationic polymer having an intrinsic viscosity of 8 dl / g or more,
An anionic polymer having a weight average molecular weight of 20000 or less,
An additive for papermaking, which is contained in an amount of 0.0001 to 0.01 part by mass of the anionic polymer with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer.
下記一般式(I)で表されるカチオン性ビニルモノマー、及び該カチオン性ビニルモノマーと共重合可能なノニオン性ビニルモノマーを含む単量体成分を重合してカチオン性ポリマーを得るポリマー混合物を含有し、
前記カチオン性ポリマーと前記アニオン性ポリマーとの割合が、前記カチオン性ポリマー100質量部に対して前記アニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部であり、かつ、30℃の1規定NaCl水溶液中における固有粘度が8dl/g以上である、製紙用添加剤。
In a solution of an anionic polymer having a weight average molecular weight of 20000 or less,
A polymer mixture obtained by polymerizing a monomer component including a cationic vinyl monomer represented by the following general formula (I) and a nonionic vinyl monomer copolymerizable with the cationic vinyl monomer; ,
The ratio of the cationic polymer to the anionic polymer is 0.0001 to 0.01 parts by mass of the anionic polymer with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer, and in a 1N NaCl aqueous solution at 30 ° C. A papermaking additive having an intrinsic viscosity of 8 dl / g or more.
下記一般式(I)で表されるカチオン性ビニルモノマー、及び該カチオン性ビニルモノマーと共重合可能なノニオン性ビニルモノマーを含む単量体成分を重合してカチオン性ポリマーを合成するにあたり、
前記カチオン性ポリマーと前記アニオン性ポリマーとの割合が、前記カチオン性ポリマー100質量部に対して前記アニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部であり、かつ、30℃の1規定NaCl水溶液中における固有粘度が8dl/g以上となるように、カチオン性ポリマーを合成する、製紙用添加剤の製造方法。
In a solution of an anionic polymer having a weight average molecular weight of 20000 or less,
In synthesizing a cationic polymer by polymerizing a monomer component containing a cationic vinyl monomer represented by the following general formula (I) and a nonionic vinyl monomer copolymerizable with the cationic vinyl monomer,
The ratio of the cationic polymer to the anionic polymer is 0.0001 to 0.01 parts by mass of the anionic polymer with respect to 100 parts by mass of the cationic polymer, and in a 1N NaCl aqueous solution at 30 ° C. A method for producing an additive for papermaking, wherein the cationic polymer is synthesized so that the intrinsic viscosity at 8 is at least 8 dl / g.
重量平均分子量が20000以下であるアニオン性ポリマーとを、
前記カチオン性ポリマー100質量部に対して前記アニオン性ポリマー0.0001〜0.01質量部の割合で紙料に添加する紙の製造方法。
1N NaCl aqueous solution at 30 ° C. obtained by polymerizing a cationic vinyl monomer represented by the following general formula (I) and a monomer component containing a nonionic vinyl monomer copolymerizable with the cationic vinyl monomer A cationic polymer having an intrinsic viscosity of 8 dl / g or more,
An anionic polymer having a weight average molecular weight of 20000 or less,
A method for producing paper, comprising adding 0.0001 to 0.01 part by mass of the anionic polymer to 100 parts by mass of the cationic polymer.
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