JP2729792B2 - Paper manufacturing method - Google Patents
Paper manufacturing methodInfo
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- JP2729792B2 JP2729792B2 JP62237280A JP23728087A JP2729792B2 JP 2729792 B2 JP2729792 B2 JP 2729792B2 JP 62237280 A JP62237280 A JP 62237280A JP 23728087 A JP23728087 A JP 23728087A JP 2729792 B2 JP2729792 B2 JP 2729792B2
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は紙の製造法に係わり、さらに詳しくは濾水性
を向上させる紙の製造法に関する。
従来の技術
抄紙工程において使用される添加剤には、サイズ剤、
紙強度を向上させる紙力向上剤、填料や微細繊維の歩留
りを向上させる歩留り向上剤、抄紙ワイヤー上での水切
れを良くする濾水性向上剤等が使用されている。
例えばアニオン基とカチオン基を導入した、いわゆる
両性(メタ)アクリルアミド共重合物が添加剤として使
用されているが、このうちカチオン基比率(重合物を構
成する全モノマー単位中に含有されるカチオン基のモル
比率を示す。)が20%以下のものは紙力向上剤、カチオ
ン基比率が20〜50%のものは紙力向上剤及び濾水性向上
剤、カチオン基比率が50%以上のものは濾水性向上剤と
してそれぞれ使用されている。
また、特開昭62−191598号ではベントナイトをカチオ
ン性ポリマーと併用し、濾水性、歩留り、乾燥性、地合
等の特性を改良する方法を開示している。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、カチオン基比率が低い両性(メタ)ア
クリルアミド重合物を紙力向上剤として用いる場合、濾
水性が悪く、生産能率の点から問題がある。また、カチ
オン基比率の高い両性(メタ)アクリルアミド重合物を
濾水性向上剤として使用する場合も濾水性向上効果は未
だ十分でない。この濾水性を向上させるために、両性
(メタ)アクリルアミド重合物の添加率を増加させる
と、濾水性は向上するが、地合いが乱れるようになり紙
の強度を低下させることがある。
また、特開昭62−191598号公報に記載の方法は、本発
明の両性ポリマーとは異なり、通常歩留り向上剤として
用いられる分子量50万以上(好ましくは100万以上)の
カチオン性ポリマーをベントナイトと組み合せるもので
あり、その効果(濾水性、紙力など)は未だ十分に満足
すべきものとは言えない。
したがって、本発明の目的は、紙の強度を低下させる
ことなく濾水性を向上させることができる紙の製造法を
提供するものである。
問題点を解決するための手段
本発明は、上記問題点を解決するために、平均分子量
10万〜100万の重合体であって両性化された両性化合物
と、ベントナイトを含有する添加剤を用いて抄紙する紙
の製造法において、上記重合体がアクリルアミド及び/
又はメタクリルアミドと、アニオン性モノマーを重合成
分に含有する重合体であって上記両性化合物がこの重合
体のホフマン反応生成物若しくはマンニッヒ反応生成物
であるか、又は上記両性化合物がアクリルアミド及び/
又はメタクリルアミドと、アニオン性ビニルモノマー
と、カチオン性ビニルモノマーを重合成分に含有する重
合体であることを特徴とする紙の製造法を提供するもの
である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において用いられる両性化合物は、アクリルア
ミド及び/又はメタクリルアミドを重合成分に含有する
重合体にアニオン基とカチオン基を有する構造を持つも
のであって、アクリルアミド及び/又はメタクリルアミ
ドの単独重合体又は他のモノマーとの重合体を変性する
ことによりアニオン基、カチオン基のいずれか一方又は
両方を導入することもでき、また、アニオン性モノマー
又はカチオン性モノマーと、アクリルアミド及び/又は
メタクリルアミドを重合成分に含有する重合体を変性し
て重合時にアニオン基又はカチオン基の一方を導入し、
後からアニオン基又はカチオン基の他方を導入しても良
く、さらにはアニオン性モノマーと、カチオン性モノマ
ーと、アクリルアミド及び/又はメタクリルアミドを重
合成分に含有する重合体を形成し、後に変性することな
く重合時にアニオン基とカチオン基の両方を導入しても
良い。
このベントナイトと併用するアクリルアミド及び/又
はメタクリルアミドを重合成分に含有する重合体は両性
化合物であることが必要であり、該重合体が単なるカチ
オン性化合物の場合、濾水性、紙力共に十分とは言えな
い。
アクリルアミド及び/又はメタクリルアミドを重合成
分に含有する重合体を変性してカチオン基を導入するに
は、アクリルアミド及び/又はメタクリルアミド等アミ
ド基を有するモノマーに基づく重合単位に対するホフマ
ン分解反応、マンニッヒ反応さらにはポリアミンによる
アミド交換反応等が利用できる。この場合、変性前の重
合体の重合成分にアニオン性ビニルモノマーを使用する
ときは、アクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン
酸、あるいはイタコン酸、フマル酸、マレイン酸等のジ
カルボン酸及びこれらのナトリウム、カリウム、アンモ
ニウム塩等が例示される。これらは重合成分中に0.5〜3
0モル%含まれることが好ましく、特に好ましくは1〜2
0モル%含まれることである。
このようにアニオン性の重合体を変性する場合に、カ
チオン基の導入割合(カチオン変性率)は、アクリルア
ミド及び/又はメタクリルアミドに基づく重合体構造単
位の1モル%以上が好ましく、これ未満のものに比べ濾
水性向上効果が顕著である。
カチオン基をカチオン性ビニルモノマーを重合成分に
用いることにより導入するには、下記一般式〔I〕の化
合物、
(ただし、式中Aは酸素又はNH、nは2〜4の整数、R1
はH又はメチル基、R2、R3は同一又は異なる低級アルキ
ル基をそれぞれ示す。)
また、下記一般式〔II〕の化合物、
(ただし、式中Aは酸素又はNH、nは2〜4の整数、R4
はH又はメチル基、R5、R6、R7は同一又は異なる低級ア
ルキル基、X-はアニオン基をそれぞれ示す。)
また、下記一般式〔III〕の化合物、
(ただし式中、Aは酸素又はNH、nは2〜4の整数、R8
はH又はメチル基、R9、R10、R11、R12、R13は同一又は
異なる低級アルキル基、X-、Y-は同一又は異なるアニオ
ン基をそれぞれ示す。)
また、下記一般式〔IV〕の化合物、
(ただし式中、Aは酸素又はNH、nは2〜4の整数、R
14はH又はメチル基、R15、R16は同一又は異なる低級ア
ルキル基、X-アニオン基をそれぞれ示す。)等が例示さ
れる。
このようなカチオン性モノマーとともに使用されるア
ニオン性モノマーとしては、上記したモノカルボン酸、
ジカルボン酸に属する単独又は複数のモノマーが例示さ
れる。
このようにカチオン性モノマーと、アニオン性モノマ
ーと、アクリルアミド及び/又はメタアクリルアミドと
を重合成分に有する重合体には、他のモノマーも使用で
きるが、全体のモノマー量に対して、カチオン性ビニル
モノマーは0.5〜80モル%が好ましく、特に好ましくは
1〜50モル%、アニオン性ビニルモノマーは0.5〜30モ
ル%が好ましく、特に好ましくは1〜20モル%である。
上記のようにして重合体形成後アニオン基、カチオン
基の一方又は両方を導入した両性化合物、あるいは重合
時に両方の基を導入した両性化合物が得られるが、これ
らの両性化合物の重合体、すなわちカチオン基、アニオ
ン基を重合時に導入するときはその重合後の重合体、こ
れらの基を重合体に対する変性により導入する場合はそ
の変性前の重合体の平均分子量は、ポリアクリルアミド
の粘度−分子量曲線より求めた平均分子量が10万〜100
万が好ましく、特に好ましくは30万〜80万である。分子
量が低過ぎると濾水性向上効果、微細繊維や填料の歩留
り向上効果が好ましい分子量範囲のものに比べて良くな
く、分子量が高過ぎるとこれらの効果は良いが、好まし
い分子量範囲のものに比べ紙の地合いが良くなく、紙の
強度が良くない。またアクリルアミド及び/又はメタク
リルアミドの含有率が低過ぎると好ましい範囲のものに
比べ紙の強度低下が起こることがある。
本発明において使用されるベントナイトは、平均粒子
径が50μm以下が好ましく、特に好ましくは30μm以下
の粉末が挙げられる。ベントナイトはモンモリロナイト
を主成分とする粘土で、ナトリウムベントナイト、カル
シウムベントナイトや、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム
等による活性化ベントナイト等の種類があり、いずれも
使用可能であるが、特にナトリウムベントナイト、活性
化ベントナイトが好ましい。
ベントナイトを添加する際、パルプスラリー中にその
粉体を直接添加しても良いが、予め水で0.5〜10%の濃
度のベントナイトスラリーを調製し、これを添加するこ
とが好ましい。
本発明の紙の製造法において、両性化合物はパルプス
ラリーに添加されて使用されるが、その添加率はパルプ
100重量部に対して0.01〜3重量部が好ましく、特に好
ましくは0.02〜2重量部である。一方、ベントナイトは
パルブ100重量部に対し0.01〜5重量部が好ましく、特
に好ましくは0.02〜3重量部である。0.01〜5重量部の
範囲であると、これより少ないものに比べて濾水性向上
効果が好ましく、これより多いものに比べ紙の強度低下
が抑えられる。
本発明で用いられる両性化合物及びベントナイトをパ
ルプスラリー中に添加する場合、両者を別々に添加、混
合することが望ましく、両者を予め混合し、その混合溶
液をパルプスラリー中に添加する方法では、前者ほど顕
著な濾水性向上効果が得られない。
実施例
次に実施例により詳細に説明する。
尚、以下パーセント又は部なる表示は特に断りのない
限り、重量パーセント又は重量部を表わす。
また便宜上モノマーについて下記のように略号で示
す。
Ai(i=1,2,3,4)
A1:ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
A2:ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド
A3:ジメチルアミノエチルアクリレート
A4:ジメチルアミノエチルメタクリレート
Bi(i=1,2,3,4):iが同じ数の上記Aiの4級アンモ
ニウム塩モノマーを示す。
すなわち,前記一般式〔II〕においてR5、R6、R7がメ
チル基である化合物
例 B1:トリメチル−3−〔(1−オキソ−2−プロペ
ニル)アミノプロピル〕アンモニウムクロライド
Ci(i=1,2,3,4):iが同じ数の上記Aiに対応する上
記一般式〔III〕のビス4級アンモニウム塩モノマーを
示し、R9、R10、R11、R12がメチル基である化合物
例 C1:2−ヒドロキシ−N,N,N,N′,N′−ペンタメチル
−N′−3−〔(1−オキソ−2−プロペニル)アミ
ノ〕プロピル−1,3−プロパンジアミニウムジクロライ
ド
Di(i=1,2,3,4):iが同じ数の上記Aiに対応する一
般式〔IV〕の4級アンモニウム塩モノマーを示し、R15,
R16がメチル基である化合物。
例 D1:ベンジルジメチル−3−〔1−オキソ−2−プ
ロペニル)アミノプロピル〕アンモニウムクロライド
AAM:アクリルアミド
MAM:メタクリルアミド
AA :アクリル酸
MAA:メタクリル酸
MA :マレイン酸
FA :フマル酸
DMA:ジメチルアミン
DEA:ジエチルアミン
DET:ジエタノールアミン
BHA:ベンジルヒドロキシエチルジメチルアンモニウムク
ロライド
HEA:ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウクロライド
APA:3−アミノプロピルジメチルアミン
AER:アミン−エピクロルヒドリン樹脂
(特開昭58−29823号公報参照)
本実施例及び比較例の紙の製造法を実施するに当たっ
て次のように両性化合物を調製した。
(ホフマン反応を利用する例)
アクリル酸2モル%とアクリルアミド98モル%からな
る平均分子量30万のアニオン性アクリルアミド重合体に
変性剤としてベンジルヒドロキシエチルジメチルアンモ
ニウムクロライド(BHA)を該アニオン性アクリルアミ
ド重合体のアクリルアミド単位に対して6モル%を添加
し、混合した後、次亜塩素酸ソーダとKOHを含む水溶液
に滴下し、常法にしたがってホフマン反応を行った。
その後希塩酸でpH4.5に調整し、両性化合物1−Aを
得た。
上記と同様な方法で表1に示した両性化合物1−B〜
1−J、比較例用化合物1−a〜1−eを得た。
表中、分子量はポリアクリルアミド粘度−分子量曲線
から求めた平均分子量である。以下同様である。
(マンニッヒ反応を利用する例)
メタクリル酸10モル%とアクリルアミド90モル%から
なる平均分子量60万のアニオン性アクリルアミド重合体
にホルムアルデヒド及びジメチルアミンを添加し、常法
にしたがってマンニッヒ反応を行ない、両性化合物2−
Aを得た。
上記と同様な方法で表2に示した両性化合物2−B〜
2−J及び比較例用化合物2−a〜2−eを得た。
(重合だけにより両性化合物を得る例)
アクリルアミド95モル%、ジメチルアミノプロピルア
クリルアミド2モル%及びイタコン酸3モル%からなる
混合物を通常の水溶液重合法により重合させ両性化合物
3−Aの液を得た。この両性化合物の固形分は10.1%、
分子量は50万であった。
上記と同様な方法で表3に示した両性化合物3−B〜
3−O及び比較例用化合物3−a〜3eを得た。
実施例1
上記両性化合物1−A〜1−G、2−A〜2−G、3
−A〜3−Lについて添加率をパルプ100部に対し0.4
部、ベントナイトをパルプ100部に対し0.2部とし、ノー
ブルアンドウッド社製手抄き機を用いて下記条件にて手
抄き紙を得た。
パルプ:段ボール古紙、カナディアンスタンダードフ
リーネス(CSF)360ml
添加物及び添加順序
上記パルプ100部に対して次の順序で添加物を添加し
た。
1. 硫酸アルミニウム(住友化学工業(株)) 0.5部
2. 両性化合物1−A〜1−G、2−A〜2−G、3
−A〜3−Lの各々の化合物 0.4部
3. ベントナイト(クニゲルVA、クニミネ工業
(株)) 0.2部
抄紙pH:6.0
乾燥条件:ドラムドライヤー(100℃、90秒)
上記で得られた手抄き紙を20℃、65%相対湿度の条件
下で24時間調湿後、破裂強度を測定し、さらに抄紙時の
パルプスラリーを用いてDDT(Dynamic Drainage Test
(濾水性試験))を行った。その結果を表4に示す。
尚、これらの測定は下記の方法に準じて行なった。
破裂強度:JIS P−8131
DDT:Tappi Journal第56巻第10号(1973年)の第46頁
に記載されている「Dynamic Drainage Jar」と同様の装
置を用いてパルプスラリー800mlを直径約7.5cmの容器に
注ぎ、800rpmの撹拌をさせながら下部コックを開き、10
0meshの金網にて濾過させ、濾液量が一定になるまでの
時間を測定するものであり、濾水性の評価に用いること
ができ、時間が短いほど濾水性が良好であることを示
す。ここでは濾液量が200mlになるまでの時間を測定し
た。
実施例2
パルプ100部に対して両性化合物1−A〜1−G、2
−A〜2−G、3−A〜3−Lの各々を0.1部、ベント
ナイトを1.0部添加し、ノーブルアンドウッド社製手抄
き機を用いて下記条件にて手抄き紙を得た。
パルプ:段ボール古紙、CSF420ml
添加物及び添加順序
上記パルプ100部に対して次の順序で添加物を添加し
た。
1. 硫酸アルミニウム 1.0部
2. ロジンエマルジョン(ニューフォー100、ディッ
ク・ハーキュレス(株)製) 0.2部
3. ベントナイト(フジ印、豊順洋行(株)製)
1.0部
4. 上記で得た両性化合物1−A〜1−G、2−A〜
2−G、3−A〜3−Lの各々の化合物 0.1部
抄紙pH:5.0
乾燥条件:ドラムドライヤー(110℃、90秒)
実施例1と同様の方法で手抄き紙を得、これについて
破裂強度及びDDTを測定し、その結果を表5に示す。
実施例3
パルプ100部に対して両性化合物1−H〜1−J、2
−H〜2−J、3−M〜3−Oの各々を0.05部、ベント
ナイトを0.5部添加し、ノーブルアンドウッド社製手抄
き機を用いて下記条件にて手抄き紙を得た。
パルプ:段ボール古紙、CSF350ml
添加物及び添加順序
上記パルプ100部に対して次の順序で添加物を添加し
た。
1. 硫酸アルミニウム 1.0 部
2. ベントナイト(オーガノゾーブ、アライドコロイ
ド社製) 0.5 部
3. 上記で得た重合体1−H〜1−J、2−H〜2−
J、3−M〜3−Oの各々の化合物 0.05部
抄紙pH:5.5
乾燥条件:ドラムドライヤー(100℃、90秒)
実施例1と同様の方法で手抄き紙を得、これについて
破裂強度及びDDTを測定し、その結果を表6に示す。
比較例1
実施例1において、ベントナイトを使用しなかったこ
と以外は同様にして抄紙及び測定を行ないその結果を表
7に示す。
比較例2
実施例2において、ベントナイトを使用しなかった以
外は同様にして抄紙及び測定を行ないその結果を表8に
示す。
比較例3
実施例3において、ベントナイトを使用しなかった以
外は同様にして抄紙及び測定を行い、その結果を表9に
示す。
比較例4
実施例1において、両性化合物1−A〜1−G、2−
A〜2−G、3−A〜3−Lを用いる代わりに1−a〜
1−c、2−a〜2−c、3−a〜3−cを用いること
以外は同様にして抄紙及び測定を行ないその結果を表10
に示す。
比較例5
実施例3において、両性化合物1−H〜1−J、2−
H〜2−J、3−M〜3−Oの代わりに1−d、1−
e、2−d、2−e、3−d、3−eを用いること以外
は同様にして抄紙及び測定を行ないその結果を表11に示
す。
発明の効果
本発明によれば、アクリルアミド及び/又はメタクリ
ルアミドを重合成分に有する両性化合物とベントナイト
を添加剤に併用すると、カチオン性化合物とベントナイ
トを併用したものに比較して濾水性が向上し、かつ紙の
強度の低下もないようにできる。特に上記一般式〔II
I〕又は〔IV〕を用いた両性化合物を使用すると、濾水
性向上効果が一段と優れることがわかる。また、両性化
合物の重合体の分子量が10万〜100万であるので、これ
が100万より多い場合に起こる紙の強度の低下が見られ
ず、好ましい。
また、モノマーの重合のみにより得られる両性化合物
は勿論のこと、ホフマン反応、マンニッヒ反応を例えば
アニオン性アクリルアミド重合体に行ってカチオン基を
導入する場合でも、アクリルアミド成分に対する加水分
解が起きたとしてもそれは少なく、実質的にはそれによ
る当初の重合体のアニオン基の量に与える影響はないよ
うにして、そのカチオン基を導入することができ、両性
化合物のアニオン基とカチオン基の含有量を所望の範囲
内に制御し、その精度を高めることが容易であり、それ
だけ実際にこれらの反応をアニオン性アクリルアミド重
合体のような高分子に利用して両性化合物を製造する場
合に、これらアニオン基、カチオン基に基づくその性能
の精度を高くすることができ、その両性化合物を紙用添
加剤に使用した場合に安定した性能を発揮することがで
きる。
また、モノマーの重合のみにより得られる両性化合物
は勿論のこと、ホフマン反応、マンニッヒ反応を利用し
た高分子反応の場合でも、その反応を起こさせる高分子
は(メタ)アクリルアミド、アニオン性モノマーのよう
な水溶性の高いモノマーを用いて水溶性重合体として得
られ、他のモノマーを併用することによりその水溶性の
程度が変わる等のことをないようにでき、その製造を容
易にすることができる。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing paper, and more particularly to a method for producing paper that improves drainage. 2. Description of the Related Art Additives used in the papermaking process include sizing agents,
Paper strength improvers for improving paper strength, retention improvers for improving the yield of fillers and fine fibers, and drainage improvers for improving drainage on papermaking wires are used. For example, a so-called amphoteric (meth) acrylamide copolymer in which an anionic group and a cationic group are introduced is used as an additive. Among them, the cationic group ratio (the cationic group contained in all the monomer units constituting the polymer) is used. Of 20% or less, a paper strength improver and a cationic group ratio of 20 to 50%, a paper strength improver and a drainage improver, and a cationic group ratio of 50% or more. Each is used as a drainage improver. JP-A-62-191598 discloses a method in which bentonite is used in combination with a cationic polymer to improve properties such as drainage, retention, drying properties and formation. Problems to be Solved by the Invention However, when an amphoteric (meth) acrylamide polymer having a low cationic group ratio is used as a paper strength improver, drainage is poor and there is a problem in terms of production efficiency. Further, when an amphoteric (meth) acrylamide polymer having a high ratio of cationic groups is used as a drainage improver, the effect of improving drainage is not yet sufficient. If the addition rate of the amphoteric (meth) acrylamide polymer is increased in order to improve the drainage, the drainage is improved, but the texture may be disturbed and the strength of the paper may be reduced. Also, the method described in JP-A-62-191598 is different from the amphoteric polymer of the present invention in that a cationic polymer having a molecular weight of 500,000 or more (preferably 1,000,000 or more), which is usually used as a retention aid, is combined with bentonite. The effects (water drainage, paper strength, etc.) are not yet sufficiently satisfactory. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing paper that can improve drainage without reducing the strength of the paper. Means for Solving the Problems The present invention provides a method for solving the above problems, which has an average molecular weight
In a method for producing paper using a 100,000 to 1,000,000 polymer and amphoteric amphoteric compound and an additive containing bentonite, in a method for producing paper, the polymer is acrylamide and / or
Or a polymer containing methacrylamide and an anionic monomer in a polymerization component, wherein the amphoteric compound is a Hoffman reaction product or a Mannich reaction product of the polymer, or the amphoteric compound is acrylamide and / or
Another object of the present invention is to provide a method for producing paper, which is a polymer containing a methacrylamide, an anionic vinyl monomer, and a cationic vinyl monomer in a polymerization component. Hereinafter, the present invention will be described in detail. The amphoteric compound used in the present invention has a structure having an anionic group and a cationic group in a polymer containing acrylamide and / or methacrylamide as a polymerization component, and is a homopolymer of acrylamide and / or methacrylamide or Either one or both of an anionic group and a cationic group can be introduced by modifying a polymer with another monomer, and an anionic monomer or a cationic monomer and acrylamide and / or methacrylamide can be used as a polymerization component. Introduce one of an anionic group or a cationic group during polymerization by modifying the polymer contained in,
The other of the anionic group and the cationic group may be introduced later, and further, a polymer containing an anionic monomer, a cationic monomer, and acrylamide and / or methacrylamide in a polymerization component is formed, and then modified. Alternatively, both an anionic group and a cationic group may be introduced during polymerization. The polymer containing acrylamide and / or methacrylamide in the polymerization component used in combination with the bentonite needs to be an amphoteric compound. When the polymer is a mere cationic compound, both the drainage and paper strength are not sufficient. I can not say. In order to introduce a cationic group by modifying a polymer containing acrylamide and / or methacrylamide in the polymerization component, a Hoffmann decomposition reaction, a Mannich reaction, and the like for a polymerization unit based on a monomer having an amide group such as acrylamide and / or methacrylamide are further performed. For example, a transamidation reaction with a polyamine can be used. In this case, when using an anionic vinyl monomer as a polymerization component of the polymer before modification, a monocarboxylic acid such as acrylic acid and methacrylic acid, or a dicarboxylic acid such as itaconic acid, fumaric acid, and maleic acid, and sodium , Potassium, ammonium salts and the like. These are 0.5 to 3 in the polymerization component.
It is preferably contained in an amount of 0 mol%, particularly preferably 1 to 2 mol%.
0 mol%. When the anionic polymer is modified as described above, the introduction ratio (cation modification ratio) of the cationic group is preferably 1 mol% or more of the polymer structural unit based on acrylamide and / or methacrylamide, and is preferably less than 1 mol%. The effect of improving drainage is remarkable as compared with. In order to introduce a cationic group by using a cationic vinyl monomer as a polymerization component, a compound represented by the following general formula (I): (Where A is oxygen or NH, n is an integer of 2 to 4, R 1
Represents H or a methyl group, and R 2 and R 3 represent the same or different lower alkyl groups. Also, a compound of the following general formula [II]: (Where A is oxygen or NH, n is an integer of 2 to 4 , R 4
Represents an H or methyl group, R 5 , R 6 and R 7 represent the same or different lower alkyl groups, and X − represents an anion group. Also, a compound of the following general formula [III]: (Where A is oxygen or NH, n is an integer of 2 to 4, R 8
Represents an H or methyl group, R 9 , R 10 , R 11 , R 12 and R 13 represent the same or different lower alkyl groups, and X − and Y − represent the same or different anion groups. Also, a compound of the following general formula [IV]: (Where A is oxygen or NH, n is an integer of 2 to 4, R
14 is H or a methyl group, R 15 and R 16 are the same or different lower alkyl groups and X - anion groups, respectively. ) Are exemplified. Examples of the anionic monomer used together with such a cationic monomer include the above-described monocarboxylic acids,
A single or a plurality of monomers belonging to the dicarboxylic acid are exemplified. As described above, other polymers can be used for the polymer having a cationic monomer, an anionic monomer, and acrylamide and / or methacrylamide as a polymerization component. Is preferably 0.5 to 80 mol%, particularly preferably 1 to 50 mol%, and the anionic vinyl monomer is preferably 0.5 to 30 mol%, particularly preferably 1 to 20 mol%. As described above, an amphoteric compound in which one or both of an anionic group and a cationic group are introduced after the formation of the polymer, or an amphoteric compound in which both groups are introduced during polymerization can be obtained, but a polymer of these amphoteric compounds, that is, a cation When a group or an anionic group is introduced during polymerization, the polymer after the polymerization, and when these groups are introduced by modification to the polymer, the average molecular weight of the polymer before the modification is obtained from the viscosity-molecular weight curve of polyacrylamide. The calculated average molecular weight is 100,000-100
It is preferably 10,000, and particularly preferably 300,000 to 800,000. If the molecular weight is too low, the effect of improving drainage and the effect of improving the yield of fine fibers and filler are not as good as those in the preferred molecular weight range, and if the molecular weight is too high, these effects are good, but the paper is better than that in the preferred molecular weight range. The texture is not good and the strength of the paper is not good. If the content of acrylamide and / or methacrylamide is too low, the strength of the paper may be lower than that in the preferable range. Bentonite used in the present invention preferably has an average particle diameter of 50 μm or less, and particularly preferably a powder of 30 μm or less. Bentonite is a clay containing montmorillonite as a main component, and there are sodium bentonite, calcium bentonite, activated bentonite with sodium carbonate, potassium carbonate, and the like, and any of them can be used. Particularly, sodium bentonite and activated bentonite are used. preferable. When the bentonite is added, the powder may be directly added to the pulp slurry, but it is preferable to prepare a bentonite slurry having a concentration of 0.5 to 10% with water in advance and to add it. In the method for producing paper of the present invention, the amphoteric compound is used by being added to the pulp slurry.
The amount is preferably 0.01 to 3 parts by weight, particularly preferably 0.02 to 2 parts by weight, per 100 parts by weight. On the other hand, bentonite is preferably 0.01 to 5 parts by weight, particularly preferably 0.02 to 3 parts by weight, per 100 parts by weight of the pulp. When the amount is in the range of 0.01 to 5 parts by weight, the effect of improving drainage is preferable as compared with the case where the amount is less than this, and the decrease in paper strength is suppressed as compared with the case where the amount is more than this. When the amphoteric compound and bentonite used in the present invention are added to the pulp slurry, it is desirable to add and mix both separately, and in the method of mixing both in advance and adding the mixed solution to the pulp slurry, the former method is used. A remarkable drainage improvement effect cannot be obtained. Example Next, an example will be described in detail. In the following, percentages or parts are by weight unless otherwise specified. For convenience, monomers are abbreviated as follows. Ai (i = 1,2,3,4) A 1 : dimethylaminopropyl acrylamide A 2 : dimethylaminopropyl methacrylamide A 3 : dimethylaminoethyl acrylate A 4 : dimethylaminoethyl methacrylate Bi (i = 1, 2, 3 , 4): i represents the same number of quaternary ammonium salt monomers of Ai. That is, compound example B 1 in which R 5 , R 6 , and R 7 in the general formula [II] are methyl groups: trimethyl-3-[(1-oxo-2-propenyl) aminopropyl] ammonium chloride Ci (i = 1,2,3,4): i is a bisquaternary ammonium salt monomer of the above general formula [III] corresponding to the same number of Ai, and R 9 , R 10 , R 11 , R 12 Is a methyl group. C 1 : 2-Hydroxy-N, N, N, N ′, N′-pentamethyl-N′-3-[(1-oxo-2-propenyl) amino] propyl-1,3 -Propanediaminium dichloride Di (i = 1,2,3,4): i represents a quaternary ammonium salt monomer of the general formula [IV] corresponding to the same number of Ai, and R 15 ,
A compound wherein R 16 is a methyl group. Example D 1: Benzyl Dimethyl-3- [1-oxo-2-propenyl) amino propyl] ammonium chloride AAM: acrylamide MAM: methacrylamide AA: acrylic acid MAA: methacrylic acid MA: maleic acid FA: fumaric acid DMA: dimethylamine DEA: diethylamine DET: diethanolamine BHA: benzylhydroxyethyldimethylammonium chloride HEA: hydroxyethyltrimethylammonium chloride APA: 3-Aminopropyldimethylamine AER: Amine-epichlorohydrin resin (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-29823) In carrying out the methods for producing the papers of this example and comparative examples, amphoteric compounds were prepared as follows. (Example using the Hoffman reaction) Anionic acrylamide polymer having an average molecular weight of 300,000 and containing 2 mol% of acrylic acid and 98 mol% of acrylamide is modified with benzylhydroxyethyldimethylammonium chloride (BHA) as a modifier. Was added to an aqueous solution containing sodium hypochlorite and KOH, and a Hoffman reaction was carried out according to a conventional method. Thereafter, the pH was adjusted to 4.5 with dilute hydrochloric acid to obtain amphoteric compound 1-A. Amphoteric compounds 1-B shown in Table 1 in the same manner as above
1-J and compounds 1-a to 1-e for comparative examples were obtained. In the table, the molecular weight is an average molecular weight determined from a polyacrylamide viscosity-molecular weight curve. The same applies hereinafter. (Example using Mannich reaction) Formaldehyde and dimethylamine are added to an anionic acrylamide polymer having an average molecular weight of 600,000 composed of 10 mol% of methacrylic acid and 90 mol% of acrylamide, and a Mannich reaction is carried out in accordance with a conventional method to carry out an amphoteric compound. 2-
A was obtained. In the same manner as described above, the amphoteric compounds 2-B to
2-J and the compounds for comparative examples 2-a to 2-e were obtained. (Example of obtaining amphoteric compound only by polymerization) A mixture consisting of 95 mol% of acrylamide, 2 mol% of dimethylaminopropylacrylamide and 3 mol% of itaconic acid was polymerized by a usual aqueous polymerization method to obtain a liquid of amphoteric compound 3-A. . The solid content of this amphoteric compound is 10.1%,
The molecular weight was 500,000. Amphoteric compounds 3-B to 3 shown in Table 3 in the same manner as described above.
3-O and the compounds for comparative examples 3-a to 3e were obtained. Example 1 Amphoteric Compounds 1-A to 1-G, 2-A to 2-G, and 3
-Addition of 0.4 to 100 parts of pulp for A to 3-L
Parts and bentonite were set to 0.2 part with respect to 100 parts of pulp, and a handsheet was obtained using a handsheet machine manufactured by Noble & Wood Co. under the following conditions. Pulp: recycled corrugated paper, Canadian Standard Freeness (CSF) 360 ml Additives and order of addition The additives were added to 100 parts of the pulp in the following order. 1. Aluminum sulfate (Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 0.5 parts 2. Amphoteric compounds 1-A to 1-G, 2-A to 2-G, 3
0.4 parts of each compound of -A to 3-L 3. Bentonite (Kunigel VA, Kunimine Industry Co., Ltd.) 0.2 parts Papermaking pH: 6.0 Drying condition: drum dryer (100 ° C, 90 seconds) After humidifying the paper for 24 hours under the conditions of 20 ° C and 65% relative humidity, the burst strength is measured, and DDT (Dynamic Drainage Test) is performed using pulp slurry during papermaking.
(Drainage test)). Table 4 shows the results. In addition, these measurements were performed according to the following method. Burst strength: JIS P-8131 DDT: Tappir Journal Vol. 56 No. 10 (1973) Using a device similar to "Dynamic Drainage Jar" described on page 46 of 1963, 800 ml of pulp slurry was about 7.5 cm in diameter. Pour into a container and open the lower cock while stirring at 800 rpm.
It is filtered through a 0-mesh wire gauze and measures the time until the filtrate volume becomes constant. It can be used for evaluation of drainage, and the shorter the time, the better the drainage. Here, the time required for the filtrate amount to reach 200 ml was measured. Example 2 Amphoteric compounds 1-A to 1-G, 2 based on 100 parts of pulp
0.1 parts of each of -A to 2-G and 3-A to 3-L and 1.0 part of bentonite were added, and a handsheet was obtained using a handsheet machine manufactured by Noble & Wood Co. under the following conditions. . Pulp: Waste corrugated paper, CSF 420 ml Additives and order of addition The additives were added to 100 parts of the pulp in the following order. 1. Aluminum sulfate 1.0 part 2. Rosin emulsion (New Four 100, manufactured by Dick Hercules Co., Ltd.) 0.2 part 3. Bentonite (Fuji-mark, manufactured by Toyojun Yoko Co., Ltd.) 1.0 part 4. Amphoteric compound obtained above 1-A to 1-G, 2-A to
2-G, each compound of 3-A to 3-L 0.1 part Papermaking pH: 5.0 Drying condition: Drum dryer (110 ° C, 90 seconds) Hand-made paper was obtained in the same manner as in Example 1, and The burst strength and DDT were measured and the results are shown in Table 5. Example 3 Amphoteric compounds 1-H to 1-J, 100 parts of pulp
-H to 2-J, 0.05 to each of 3-M to 3-O, and 0.5 part of bentonite were added, and a hand-made paper was obtained under the following conditions using a hand-made machine manufactured by Noble and Wood. . Pulp: Waste corrugated paper, CSF 350 ml Additives and order of addition The additives were added to 100 parts of the above pulp in the following order. 1. 1.0 part of aluminum sulfate 2. 0.5 part of bentonite (Organozove, Allied Colloid) 3. Polymers 1-H to 1-J and 2-H to 2- obtained above
J, each compound of 3-M to 3-O 0.05 part Papermaking pH: 5.5 Drying condition: drum dryer (100 ° C., 90 seconds) Hand-made paper was obtained in the same manner as in Example 1, and the burst strength was obtained. And DDT were measured, and the results are shown in Table 6. Comparative Example 1 Papermaking and measurement were performed in the same manner as in Example 1 except that bentonite was not used, and the results are shown in Table 7. Comparative Example 2 Papermaking and measurement were conducted in the same manner as in Example 2 except that bentonite was not used, and the results are shown in Table 8. Comparative Example 3 Papermaking and measurement were performed in the same manner as in Example 3 except that bentonite was not used, and the results are shown in Table 9. Comparative Example 4 In Example 1, amphoteric compounds 1-A to 1-G, 2-
Instead of using A to 2-G and 3-A to 3-L, 1-a to
Papermaking and measurement were performed in the same manner except that 1-c, 2-a to 2-c and 3-a to 3-c were used, and the results were shown in Table 10.
Shown in Comparative Example 5 In Example 3, amphoteric compounds 1-H to 1-J, 2-
1-d, 1- in place of H ~ 2-J, 3-M ~ 3-O
Papermaking and measurement were performed in the same manner except that e, 2-d, 2-e, 3-d and 3-e were used, and the results are shown in Table 11. Effects of the Invention According to the present invention, when an amphoteric compound having acrylamide and / or methacrylamide as a polymerization component and bentonite are used in combination as an additive, drainage is improved as compared with a combination of a cationic compound and bentonite, In addition, the strength of the paper can be prevented from lowering. In particular, the above general formula (II
It can be seen that when an amphoteric compound using [I] or [IV] is used, the effect of improving drainage is further improved. Further, since the molecular weight of the polymer of the amphoteric compound is 100,000 to 1,000,000, a decrease in paper strength which occurs when the molecular weight is more than 1,000,000 is not seen, which is preferable. Further, not only the amphoteric compound obtained by polymerization of the monomer alone, but also the Hoffman reaction, even when a Mannich reaction is performed on an anionic acrylamide polymer to introduce a cationic group, even if hydrolysis to the acrylamide component occurs, The cationic group can be introduced with a small and substantially no effect on the amount of anionic groups of the initial polymer thereby, and the content of the anionic and cationic groups of the amphoteric compound can be adjusted to a desired value. It is easy to control within the range and to increase the precision, and therefore, when these reactions are actually applied to a polymer such as an anionic acrylamide polymer to produce an amphoteric compound, these anionic groups, cations The accuracy of its performance based on the group can be increased, and when the amphoteric compound is used in paper additives It is possible to exhibit a stable performance. In addition, not only amphoteric compounds obtained by polymerization of monomers alone, but also polymer reactions utilizing the Hoffman reaction or Mannich reaction, the polymers that cause the reaction include (meth) acrylamide and anionic monomers. It is obtained as a water-soluble polymer using a monomer having high water-solubility, and it is possible to prevent the degree of water-solubility from being changed by using other monomers in combination, thereby facilitating the production.
Claims (1)
れた両性化合物と、ベントナイトを含有する添加剤を用
いて抄紙する紙の製造法において、上記重合体がアクリ
ルアミド及び/又はメタクリルアミドと、アニオン性モ
ノマーを重合成分に含有するアニオン性重合体であって
上記両性化合物がこのアニオン性重合体のホフマン反応
生成物若しくはマンニッヒ反応生成物であるか、又は上
記両性化合物がアクリルアミド及び/又はメタクリルア
ミドと、アニオン性ビニルモノマーと、カチオン性ビニ
ルモノマーを重合成分に含有する重合体であることを特
徴とする紙の製造法。 2.カチオン性ビニルモノマーとして下記一般式〔I〕
で示される化合物を用いることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の紙の製造法。 一般式〔I〕 (ただし、式中Aは酸素又はNH、nは2〜4の整数、R1
はH又はメチル基、R2、R3は同一又は異なる低級アルキ
ル基をそれぞれ示す。) 3.カチオン性ビニルモノマーとして下記一般式〔II〕
で示される化合物を用いることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の紙の製造法。 一般式〔II〕(ただし、式中Aは酸素又はNH、nは2〜4の整数、R4
はH又はメチル基、R5、R6、R7は同一又は異なる低級ア
ルキル基、X-はアニオン基をそれぞれ示す。) 4.カチオン性ビニルモノマーとして下記一般式〔II
I〕で示される化合物を用いることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の紙の製造法。 一般式〔III〕 (ただし、式中Aは酸素又はNH、nは2〜4の整数、R8
はH又はメチル基、R9、R10、R11、R12、R13は同一又は
異なる低級アルキル基、X-、Y-は同一又は異なるアニオ
ン基をそれぞれ示す。) 5.カチオン性ビニルモノマーとして下記一般式〔IV〕
で示される化合物を用いることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の紙の製造法。 一般式〔IV〕 (ただし、式中Aは酸素又はNH、nは2〜4の整数、R
14はH又はメチル基、R15、R16は同一又は異なる低級ア
ルキル基、X-はアニオン基をそれぞれ示す。) 6.両性化合物のアニオン基は重合体の重合成分にアク
リル酸及び/又はメタクリル酸を用いることにより導入
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の紙の
製造法。 7.両性化合物のアニオン基は重合体の重合成分にイタ
コン酸を用いることにより導入することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の紙の製造法。 8.両性化合物のアニオン基は重合体の重合成分にマレ
イン酸を用いることにより導入することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の紙の製造法。 9.重合体の平均分子量が30万〜80万であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の紙の製造法。(57) [Claims] An amphoteric compound which is a polymer having an average molecular weight of 100,000 to 1,000,000 and is amphoteric, and a method for producing paper using an additive containing bentonite, wherein the polymer is acrylamide and / or methacrylamide, An anionic polymer containing an anionic monomer in a polymerization component, wherein the amphoteric compound is a Hoffman reaction product or a Mannich reaction product of the anionic polymer, or the amphoteric compound is acrylamide and / or methacrylamide. And a polymer containing an anionic vinyl monomer and a cationic vinyl monomer in a polymerization component. 2. As the cationic vinyl monomer, the following general formula [I]
The method for producing paper according to claim 1, wherein the compound represented by the formula (1) is used. General formula [I] (Where A is oxygen or NH, n is an integer of 2 to 4, R 1
Represents H or a methyl group, and R 2 and R 3 represent the same or different lower alkyl groups. ) 3. The following general formula (II) as a cationic vinyl monomer
The method for producing paper according to claim 1, wherein the compound represented by the formula (1) is used. General formula (II) (Where A is oxygen or NH, n is an integer of 2 to 4 , R 4
Represents an H or methyl group, R 5 , R 6 and R 7 represent the same or different lower alkyl groups, and X − represents an anion group. ) 4. The following general formula (II)
The method for producing paper according to claim 1, wherein the compound represented by the formula (I) is used. General formula (III) (Where A is oxygen or NH, n is an integer of 2 to 4, R 8
Represents an H or methyl group, R 9 , R 10 , R 11 , R 12 and R 13 represent the same or different lower alkyl groups, and X − and Y − represent the same or different anion groups, respectively. ) 5. The following general formula (IV) as a cationic vinyl monomer
The method for producing paper according to claim 1, wherein the compound represented by the formula (1) is used. General formula (IV) (Where A is oxygen or NH, n is an integer of 2 to 4, R
14 is H or a methyl group, R 15 and R 16 are the same or different lower alkyl groups, and X − is an anion group. ) 6. 2. The method for producing paper according to claim 1, wherein the anionic group of the amphoteric compound is introduced by using acrylic acid and / or methacrylic acid as a polymerization component of the polymer. 7. 2. The method for producing paper according to claim 1, wherein the anionic group of the amphoteric compound is introduced by using itaconic acid as a polymerization component of the polymer. 8. 2. The method for producing paper according to claim 1, wherein the anionic group of the amphoteric compound is introduced by using maleic acid as a polymerization component of the polymer. 9. The method for producing paper according to claim 1, wherein the average molecular weight of the polymer is from 300,000 to 800,000.
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