JPS5841998A - 紙力増強剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はム合性ビニル単一体を水溶性多糖類の水浴液中
で点曾して優られる紙力増強剤に関するものである。

従来、Ｎ％肩−ジメチルアミノエチルメタクリレートま
たはその４級塩で代表されるα、β−不４ヒ和カルボン
酸のアミノアルキルエステルとアクリルアミドからなる
カチオン性共重合体、これらとアクリル酸とを含有する
両性の三元共埴合体が広範囲なＰＢ゛域ＣｐＨ４〜９）
で優れた紙力増強効果を発揮することが知られていた。

し刀）しなρｉら、これら紙力増強剤は、炭酸カルシウ
ム、クレー、酸化チタンなどの填料を用いて抄紙を行う
と、填料歩留りを低Ｆさせ、またアルキルケテンダイマ
ー系サイズ剤を用いた場合、サイズ効果を者しくＦげる
ことか本発明者らにより見出された。

本発明の目的は紙力増強効果を落さす、しかも上記した
填料、サイズ剤の効果を阻害せず、広範囲の　ｐＨ範囲
で使用可能な紙力増強剤を提供することである。

この目的達成のため、不発９ｉ者らは檀々研究を行、な
った結果、アクリルアミドなとのα、β−不飽和カルポ
ン酸アミドを生体にして、これと特定種のα、β−不飽
和カルポンｔＲオよびα、β−不飽和カルボン酸のアミ
ノアルキルエステルを水溶誘導体、水分散性多糖類、水
分酸性多糖類誘導体を総称する）を水溶液中で重合を行
い得られた重合体が上記目的を達成することをみいだし
、この知見を元にして本発明を完成したのである。

本発明の紙力増強剤は、一般式 ％式％（ で表わされるＪｔ’＆性ビニル車重体を、それぞれ、１
〜２０モル％、１−１０モル％、４０〜９８モ、ル％含
み、かつ、一般式 ％式％ で表わされる重合性ビニル単量体を、前記一般式（わ、
■、（至）で果わされた重合性ビニル単量体の総モル数
の３０モル囁以下含むかまたは含まない重含性ビニル単
量体の混合物を、該重合性ビニル単量体の混合物の５〜
９０重量％の水溶性多糖類を溶存する水溶瓶中で重合し
てなる一刀増強剤である。

上記（１）、（腸、（ト）、幌式中、Ｒ１、ｄｌ、ｉｌ
　　は水１ｇ原子またはメチル基：Ｒｚ、Ｒ’　はメチ
ル基またはエチル基；Ｒ暴はシアノ基、炭素数９までの
アルコキシカルボニル基、芳香族炭化水素、炭素数２ま
たは３のω−ヒドロ牛シ了ルコキシ力ルポーＣむＣＨＩ
ＣＨｚ−へのうちいずれ力）１の基：ｔ　はプロトン、
アルカリ金鵬イオン、Ｔンモニウムイオンのうちいずれ
かｌのカチオンを表わす。

水溶性多軸類の使用皺を計算する場合には一般式（Ｉ）
〜■で８１、Ｒ１′、Ｒｒ、証か水系原子；Ｒ２、Ｒ１
がメチル基の形で重合性ビニル単菫体混合物の直置を算
出するものとする。

水溶性多糖類の例を挙げると、とうもろこし、はれいし
ょなどの澱粉、緻化澱粉、カチオン澱粉、エーテル化澱
粉、リン酸澱粉、ローカストビーンガムなどである。

水溶性多軸類は前記一般式（１）〜（至）、または（１
）〜αりからなる重合体を物理的作用によりセルロース
中に吸看させ、ざらに填料、サイズ剤の歩留りを向上さ
せる作用があり、（１）〜（至）、ままたは（■）〜■
からなる重合体のみでは填料歩笛り効果、アルキルケテ
ンダイマー系サイズ剤の効果を着しく低下させるか、本
発明の紙力増強剤ではこのような効果に対しても慢れた
作用を示す。− 水溶性多軸類の嵐が重合性ビニル単量体の混合物に対し
５逼ｍ％に満たない場合番こは、上記の効果が十分でな
く、ｚた９０ｍｍ１％を超えると紙刀墳強効果か誠少す
る。

一般式（１）で表わされる重合性ビール単重体を含有Ｔ
る重合体は目己定者性を発視させ、アクリルアミド−ア
クリル酸共胤合体のようなアニオン性ポリアクリルＴミ
ドの場合に必要とされる硫酸パンド等の定着剤を使用し
ないでよい。

また重合体中におけるその含有量が１モル％以下では上
記効果がほとんどなく、また２０モル哄を超えた重合体
では、少量の定着でセルロースの４荷は正となるためそ
れ以上のカチオン性血合体の芝看は困姫となり、その結
果、紙力増強効果を発揮し隷くなり好ましくない。

（追で表わされる化合物の例を挙げると、ジメチルアミ
ノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリ
レート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチル
アミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピル
アクリレート、ジメチルアミノ−２−ヒドロ牛ジプロピ
ルアクリレート、これらに−一、釦もＩＩＩＩｉＪ１２
．酢酸などを付加した項、塩化メチル、塩化エチル、具
化メチル、塩化ベンジルなど会付加した４Ｍアンモニウ
ム塩などである。

一般式（６）で表わされる直合性ビニル単置体を含ｎＴ
ることにより、セルロース中に定着した重合体のカチオ
ンのカチオン基に対してこのアニオン基がさらにイオン
的に過剰吸着し、紙力増強効果を一層大きくする効果が
ある。重合体中におけるその含有量が１モル％以下では
ほとんど効果がなく、ｔたｚＯモル襲を超えると、セル
ロース中の負イオンとの反発作用が大きくなり、そのた
め重１合体の定番能力は低下Ｔる。

化萱物曲の例を挙げると、アクリル酸、メタｌクリル酸
、またはそれらのＮａ％Ｋ　またはアンモニウム塩であ
る・ 一般式（２）で表わされる重合性ビニル単筐体を含有す
ることにより、セルロース繊維と水素結合を生じ、紙力
増強効果を発曳する主要因となるもので、重合体中の含
有量ＩＪ１４０モル％以下では、セルロースとの水素結
合能力が低下し紙力増強効果を）ｌ１３（率し薙くなる
。

化合部（６）の例を挙げるとアクリルアミド、メタクリ
ルテミド、−Ｎ−ジメチルアクリルアミドなとである。

一般式四で表わされる非イオン性ビニル単蓋体は、本発
明の重合体の必須成分ではないが、場合によって（まこ
れを含有することによって紙力増強効果か向上する。

化合物四の例を挙げると、アクリ、ル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、メタクリル酸オクチル、スチレン、α−メ
チルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル
、翼−メチロールアクリルアミドなどである。

次に、化合物（１）、（０１％（至）、ｔたは（１）、
（卸、（２）、四の混合物を水溶性多軸類の水＠辰中で
血合させる。ｌ！触媒としては、水溶性のラジカル重合
触媒が一般に匣用りｊ能であり、例えば過硫酸アンモニ
ウム、過硫酸カリウムが好適である。

実施例 １、　紙力増強剤の製造例 （イ）水浴牲多Ｗ＋蜆としてカチオン澱粉５ｏｆを使用
し、ジメチルアミノエチルメタクリレートの塩化メチル
ｊこよる４Ｍ埴（以下ＤＭＣと称する）２０ｔ、７９す
５ｔｔｌｊｉ５ｔ、Ｔクリル７ミ１１５Ｑｔおよび水１
２００ｔの混合物＠　）ＩａＯｌｉ　テｐＨ４４ｍ調整
した後、過硫酸アンモニウム１．Ｏｒを添加し６０℃に
４時間保った。生成重合体はｌＯ重ｆｆｉ％の一度で２
３０００ＰＳ　（２５℃〕であった。

幹）水溶性多糖類としてカチオン澱粉のかわりにとうも
ろこし澱粉５０ｔ８便用し、その畑は（イ）と同様にし
て重合を行った。生成重合体はｌＯ重量襲のＩ１１＆で
４５０００ＰＳ　（２５℃）であった。

ｆ９水溶性多楯類として酸化澱粉５０Ｆを使用し、その
他はＵ）と同様にして血合を行った。生成重合体はｌＯ
逼瀘％の製置で粘度２３００　ＣＰＳ（２５℃）であっ
た。

に）ＤＭＣの菫を１０ｆとし、その他はｆ→と同様にし
て血合を行なった。生成点合体はｌＯ朧蓋囁ａＨｐ４に
テ２５００　ＣＰｓ　（２５℃）テアツタ。

（ホ）ＤＭＣのかわりにジメチルアミノエチルメタクリ
レートｌＵｒを使用し、その他はけ）と同様にして爪台
を行った。生成重合体は１０重量％の濃度で２８０　ｔ
）　ＣＰｆｊ−でめった。

←）剖記実厖例ピ）でアクリロニトリル１０Ｆをさらに
使用して同様に血合を打った。生成重合体はｌＯ重鎗％
ｔ！！度で２１００　ＣＰＳ　（２５℃）であつた・ （ト）前記実施例ピ）でメチルメタクリレ−）１０ｙを
さらに使用して同様に重合を行った。生成重合体Ｇ！　
１０ｔＪｉ％ａＫテ２２００　ＣＰＳ　（２５℃）であ
った。

２、　比較例 ｐｍｃ２０ｙ、アクリル［５１％アクリルアミド６０Ｆ
＃よび水７６０ｔの混合物ｊ）　Ｎａ（１ｋｉテｐＨ４
に調整した後、過硫酸Ｔンモニウム１．Ｏｆを添加し、
菫素ガスを通しながら６０℃で４時間保った。生成重合
体は１０嵐蓋囁の１度で粘度３５００ｃｐｓ　（２５℃
）であった。

前記イ）、−八（ハ）、に）、（ホ）、（へ）、（ト）
で調製した重合体および水溶性チ抛傾を含まない比較例
の血合体について行った紙力増強剤としての試椴結果を
ｅＫ表に不Ｔ、ただし試験用パルプとしてカナディアン
・スタンダード・フリーネス４５〇−ＬＢＴ−Ｐ／　Ｎ
　Ｂ　Ｋ　Ｐ　　（”／３０　Ｎ量比）を用い、填料と
して対乾燥パルプ基準で、炭酸カルシウム２０重艦囁、
アルキルケテンダイ７−系サイズ剤０．３重ＩＩｋ％、
上記紙力増強剤０．３．０．６．０．９１！朧≦を添加
して、坪ｊ１６０ｆ±２ｔ／１１／　　となるようにｐ
Ｈ７，９〜８．０で抄紙し、脱水後８０〜８５℃で３分
間乾燥した。かくして得られた成紙を２０℃、相対湿度
６５％で２４時間調湿後、ＪＩＳ法に従い、比破裂強度
、サイズ度、および紙中灰分を測定した。

この試験結果から明らかなように、本発明の紙力増強剤
は、多ｍ＊を含まない紙力増強剤（比較例試製品）と比
較して著しく優れた紙力増強効果を不している。また、
多Ｉ＃傾を含まない紙力増強剤はその皐加瀘を増加させ
るにしたかい、炭酸カルシウムの歩留りを低下させ、ア
ルキルケテンダイマー系サイズ剤のサイズ効果を低下さ
、せているが、本兄明の紙刀増ｇｉ剤は、前記歩留り、
サイズ効果を格段に上昇させている。

上記したとどり不発明の紙力増強剤は優れＬ紙力増強効
果をゼするばかりでな（、アルキルケテンダイマー系サ
イズ剤のサイズ効果、填料の歩留効果を同上させること
は明白である・ これに対してＸ浴性多抛傾を使用しない血合体では上記
サイズ型のサイズ効果、填料の歩留効果を者しくｐＨ吾
Ｔることは明ら〃）である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　下記一般式（Ｉ）、（２）、（２）で表わされる朧
   合性ビニル単瀘体を、それぞれ、１〜２０モル％、１〜
   １０モル％、４０〜９８モル％含み、刀）つ、一般式四
   で表わされる重合性ビニル単蓋体を、前記一般式ｑ）、
   曲、（至）で表わされた嵐合性ビニル早瀘体の総モル数
   の３０モル襲以下含むかま７Ｓ：は含まない慮台牲ビニ
   ルＩＩＬ蓋体の此萱吻を、該重會性ビニル単蓋体の混合
   物の５〜９０Ｊｉｌ［［麓囁の水溶性多糖類を溶伴Ｔる
   水浴歇中で血萱してなる紙力増強剤。 １ １ ＣＨ２Ｗ　Ｃ−Ｒ１＠ （式中”　’　Ｎ　Ｒ＊　、Ｒζは水；Ａ原子またはメ
   チル基；８２、Ｒ７はメチルＬまたはエチル基：Ｒｓ　
   　はシアノ基、炭Ｘｄ９までのアルコキシカルボニル基
   、芳香族炭化水素、炭素数２または３のω−ヒドロキシ
   アルコキシカルボニル基のうちいずれ力）１の基、ムは
   −Ｃ１ｉ２ＧＨｚ−１−ＣＨｚＣＲｚＣＨｚ　−、−〇
   ＨｔＣＨＯｋｉＣＨｚ−のうちいずれか１の基、Ｍ＋　
   はプロトン、アルカリ金属、アンモニウムイオンのうち
   いずれｎ）ｌのカチオンを表わす。）