(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023128115
(43)【公開日】2023-09-14
(54)【発明の名称】製紙用高分子サイズ剤
(51)【国際特許分類】
D21H 21/16 20060101AFI20230907BHJP
C08F 220/04 20060101ALI20230907BHJP
C08F 212/08 20060101ALI20230907BHJP
C08F 220/18 20060101ALI20230907BHJP
【FI】
D21H21/16
C08F220/04
C08F212/08
C08F220/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022032235
(22)【出願日】2022-03-03
(71)【出願人】
【識別番号】000142148
【氏名又は名称】ハイモ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】本多 剛
【テーマコード(参考)】
4J100
4L055
【Fターム(参考)】
4J100AB02R
4J100AB03R
4J100AB04R
4J100AL03Q
4J100AL04Q
4J100AL05Q
4J100AL08P
4J100AM17Q
4J100AM21P
4J100BA32P
4J100CA04
4J100CA05
4J100DA25
4J100DA37
4J100EA09
4J100FA02
4J100FA03
4J100FA20
4J100JA13
4J100JA15
4L055AG57
4L055AG63
4L055AG71
4L055AG89
4L055AG97
4L055EA20
4L055EA30
4L055EA32
4L055FA17
4L055FA22
4L055FA30
(57)【要約】
【課題】
本発明は製紙工程で使用される従来のロジン系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤、ケテンダイマー系サイズ剤に比べて、硫酸バンドを必要とせず優れたサイズ効果を有する高分子サイズ剤及びその製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】
カチオン性不飽和単量体と疎水性不飽和単量体を主成分とする単量体混合物を重合して得られる高分子を含有する製紙用高分子サイズであって、該疎水性不飽和単量体に由来する高分子部分のガラス転移温度が-80℃以上20℃以下であり、前記疎水性不飽和単量体が、下記a)又は下記b)、あるいは下記a)及び下記b)の混合物である製紙用高分子サイズ剤によって前記課題を解決できる。
a)スチレン類
b)炭素数が4以上のアルキル基を有する不飽和単量体
【選択図】 なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カチオン性不飽和単量体と疎水性不飽和単量体を主成分とする単量体混合物を重合して得られる高分子を含有する製紙用高分子サイズ剤であって、前記疎水性不飽和単量体に由来する高分子部分のガラス転移温度が-80℃以上、20℃以下であり、前記疎水性不飽和単量体が、下記a)又は下記b)、あるいは下記a)及び下記b)の混合物であることを特徴とする製紙用高分子サイズ剤。
a)スチレン類
b)炭素数が4以上のアルキル基を有する不飽和単量体
【請求項2】
カチオン性不飽和単量体と疎水性不飽和単量体との合計が全不飽和単量体の50~100質量%であり、カチオン性不飽和単量体が疎水性不飽和単量体とカチオン性不飽和単量体の合計の0.1~30質量%である請求項1記載の製紙用高分子サイズ剤。
【請求項3】
前記製紙用高分子サイズ剤を、界面活性剤存在下、乳化重合、またはミニエマルション重合により得ることを特徴とする、請求項1または2記載の製紙用高分子サイズ剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は製紙用高分子サイズ剤に関する。
【背景技術】
【0002】
製紙用サイズ剤としては、ロジン系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤、ケテンダイマー系サイズ剤が使用されている。しかし、ロジン系サイズ剤は酸性条件で使用する必要があり、中性以上では効果が低下し、また定着剤として硫酸バンド等を必要とするという問題がある。アルケニル無水コハク酸系サイズ剤、ケテンダイマー系サイズ剤は、機械安定性、貯蔵安定性等に問題があり、抄紙系内が汚染されやすいという問題がある。
一方、疎水性モノマー及び親水性モノマーを界面活性剤存在下で共重合して得られる共重合体を含有することを特徴とするサイズ剤が開示されている(特許文献1)。当該サイズ剤は、開示されている内容によれば、親水性モノマーの含有量が疎水性モノマーの含有量よりも大きく、サイズ効果は不十分である。これは共重合体にインクを定着させる機能をもたせることを目的としているためと思われる。
又、スチレン類5~40重量%、アクリルアミド類10~50重量%、および(メタ)アクリル酸エステル類35%~85重量%含有する不飽和単量体を乳化重合して得られるエマルジョンを含有してなる製紙用表面サイズ剤が開示されている(特許文献2)。当該技術は連鎖移動剤としてメタリルスルホン酸を使用するものであるが、このようなアニオン性の表面サイズ剤は硫酸バンド等の定着剤の使用が制限される場合には十分な効果が得られず、特に内添サイズ剤としては効果が低い。
カチオン基を有するサイズ剤として、スチレン類とN,N-ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドを含有する共重合体を4級化剤と反応して得られる紙の表面処理剤が開示されている(特許文献3)。当該技術は疎水性単量体としてスチレン又はスチレン類を使用するものであるが、これらの単量体から得られる高分子はガラス転移温度が100℃付近であり、通常の抄紙工程では十分なサイズ効果が得られない。
カチオン性高分子分散剤存在下で乳化重合により得られるサイズ剤が知られている(例えば特許文献4)。このようにして得られるサイズ剤は、高分子分散剤の分散性能が不十分であり、また高分子分散剤を別途製造する必要があり工程が煩雑になる等の問題があった。
【0003】
【特許文献1】特開2004-332151号公報
【特許文献2】特開2013-136847号公報
【特許文献3】特開平2-26997号公報
【特許文献4】特開2001-262495号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明はロジン系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤、ケテンダイマー系サイズ剤の上記課題を解決し、硫酸バンド等を必要とせず、簡易な操作で得られる高分子サイズ剤、及びその製造方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するために鋭意検討した結果、カチオン性単量体と特定の疎水性を有する疎水性不飽和単量体を主成分とする単量体混合物を重合して得られる高分子であって、その高分子のガラス転移温度が特定の範囲内にある高分子を含有してなる製紙用サイズ剤が上記課題を解決することを見出した。
即ち本発明は、カチオン性不飽和単量体と疎水性不飽和単量体を主成分とする単量体混合物を重合して得られる高分子であって、前記疎水性不飽和単量体に由来する高分子部分のガラス転移温度が-80℃以上20℃以下であり、前記疎水性不飽和単量体が、下記a)又は下記b)、あるいは下記a)及び下記b)の混合物である製紙用高分子サイズ剤である。
a)スチレン類
b)炭素数が4以上のアルキル基を有する不飽和単量体
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、硫酸バンド等を使用することなく効果を発揮し、簡易な製造方法で高い効果を有するサイズ剤を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明の高分子は、水溶液重合、懸濁重合、塩水中分散重合等の公知の方法により行うことができるが、乳化重合、ミニエマルション重合により得ることが好ましい。重合は、所定の反応容器に不飽和単量体混合物、水、ラジカル重合開始剤、必要に応じ界面活性剤を添加し、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下、攪拌、加温することにより目的の高分子を得ることができる。
【0008】
本発明の高分子は、カチオン性不飽和単量体、疎水性不飽和単量体を必須成分とする単量体混合物を重合することにより得られる。カチオン性不飽和単量体、疎水性不飽和単量体の効果を妨げない程度にノニオン性不飽和単量体、アニオン性不飽和単量体を共重合してもよい。
【0009】
疎水性不飽和単量体としては、スチレン類、炭素数が4以上のアルキル基を有する不飽和単量体が挙げられる。
スチレン類としては、スチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、α-メチルスチレン等が挙げられる。
炭素数が4以上のアルキル基を有する不飽和単量体の例としては、ブチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2-エチルへキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アルキル(メタ)アクリレート類、ベンジル(メタ)アクリレート等の環状アルキル(メタ)アクリレート類、n-ブチル(メタ)アクリルアミド、n-オクチルアクリルアミド等のN-アルキル(メタ)アクリルアミド類が挙げられる。
これらを二種以上組み合わせることも可能である。
【0010】
カチオン性不飽和単量体のうち三級アミノ基含有カチオン性単量体の例としては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレ-ト、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレ-ト、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、及びこれらの塩等が挙げられる。
又、四級アンモニウム塩基含有カチオン性単量体の例としては、(メタ)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ライド、(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルアミノプロピルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシ2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド等が挙げられる。又、ジアリルメチルアミン、ジアリルベンジルアミン、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ジアリルメチルベンジルアンモニウムクロライド等があげ挙げられる。これらを二種以上組み合わせることも可能である。
【0011】
本発明における高分子は重合成分としてさらにノニオン性不飽和単量体、アニオン性不飽和単量体、架橋性単量体等を含むことができる。
ノニオン性不飽和単量体としては、アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド、ビニルピロリドン、ビニルホルムアミド、グリセロール(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等がある。これらを二種以上組み合わせることも可能である。
ノニオン性不飽和単量体の量は全単量体に対し、0~50質量%、好ましくは0~30質量%、更に好ましくは0~10質量%である。
【0012】
アニオン性不飽和単量体の例としては、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、スチレンスルホン酸、2-アクリルアミド2-メチルプロパンスルホン酸、及びこれらの塩等が挙げられる。これらを二種以上組み合わせることも可能である。
架橋性単量体としては、メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、N-メチロールアクリルアミド、トリアリルイソシアネート、ジビニルベンゼン等が挙げられる。これらを二種以上組み合わせることも可能である。架橋性単量体の添加率は全単量体に対し1質量%以下が好ましい。
【0013】
カチオン性不飽和単量体と疎水性不飽和単量体との合計は全不飽和単量体の50~100質量%であり、好ましくは70~100質量%、更に好ましくは90~100質量%である。カチオン性不飽和単量体は疎水性不飽和単量体とカチオン性不飽和単量体の合計の0.1~30質量%であり、好ましくは1~15質量%である。
【0014】
本発明においては連鎖移動剤を使用することができる。連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタン類、チオグリコール酸及びそのエステル類、イソプロピルアルコール、アリルアルコール、アリルアミン、次亜リン酸ナトリウム等が挙げられる。また、メタリルスルホン酸ナトリウム、メタリルスルホン酸カリウム、メタリルスルホン酸アンモニウム等のメタリルスルホン酸塩等の単量体が挙げられる。
【0015】
重合開始剤としては、例えば、2、2’-アゾビス[2-(5-メチル-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩、2、2’-アゾビス-2-アミジノプロパン二塩酸塩等のアゾ系の重合開始剤が挙げられる。又、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、過酸化水素、過酸化ベンゾイル等の過酸化物等も挙げられる。これらは単独でも使用できるが、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩等の還元剤と組合せてレドックス系重合開始剤としても使用できる。重合開始剤の添加率は全単量体に対し0.01質量%~2質量%、好ましくは0.1~1質量%である。
【0016】
重合に際しては、界面活性剤を使用することができる。界面活性剤は、分子内に親水性基と疎水性基を有する物質であり、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホネート・ホルマリン縮合物等のアニオン性界面活性剤、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤が使用可能である。これらを二種以上組み合わせることも可能である。
界面活性剤の添加率は全単量体に対して0.01質量%~5質量%であり、好ましくは0.05質量%~3質量%、更に好ましくは0.1質量%~1質量%である。
【0017】
重合反応は、使用する重合開始剤にもよるが、通常温度30℃~100℃、時間は0.5時間~20時間で行う。重合濃度としては、単量体濃度として10質量%~60質量%であるが、好ましくは15質量%~50質量%である。
【0018】
乳化重合、ミニエマルション重合により重合を行なう場合、重合後、白色の乳化重合物懸濁液として得られる。得られた乳化重合物懸濁液は、ほぼ水に近い粘度を示す。乳化重合物の粒径は、動的光散乱測定による粒子径が40~2000nmであるが、70~500nmであることが好ましい。動的光散乱測定は大塚電子製ELS-Z(ゼータ電位・粒径測定システム)を使用した。
【0019】
ここで本発明におけるガラス転移温度について説明する。1種類の疎水性不飽和単量体から得られる高分子のガラス転移温度は、ポリマーハンドブック(第4版、Wiley―Interscience)記載のものである。
また複数の疎水性不飽和単量体から得られる共重合高分子のガラス転移温度は、下記FOXの式から計算した値である。
(FOXの式)1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+・・・Wi/Tgi
ここで、Tgは共重合高分子のガラス転移温度、Wiは不飽和単量体iの全不飽和単量体に対する重量分率、Tgiは不飽和単量体iから得られる高分子のガラス転移温度である。
本発明における高分子の疎水性不飽和単量体に由来する高分子部分のガラス転移温度は、-80℃以上、20℃以下であり、この範囲であるとサイズ効果が優れる。
【0020】
本発明における製紙用高分子サイズ剤の使用について説明する。
添加場所としては、製紙工程上流のパルプ乾燥固形分濃度2.0質量%以上のマシンチェストや種箱等の抄紙前の製紙原料に添加することができる。
又、製紙工程において上流からパルプ乾燥固形分濃度が2.0質量%以上で移送されてきた高濃度の製紙原料が抄紙機の直前では白水や清水等によりパルプ乾燥固形分濃度が一般的には0.5~1.5質量%に希釈されており、これらインレット原料やヘッドボックス原料と呼ばれる原料に対して本発明における製紙用高分子サイズ剤を添加しても良い。この場合の添加場所は、せん断工程であるファンポンプ前後やスクリーン前後が適用される。添加率としては、パルプ乾燥固形分に対して、高分子純分で0.01~1質量%である。又、その他の紙力増強剤やピッチコントロール剤、歩留向上剤、濾水性向上剤等の製紙用薬品と併用しても差し支えない。
【0021】
本発明における製紙用高分子サイズ剤は、表面サイズ剤として直接原紙表面に塗工して使用することができる。又、水に溶解、希釈させて塗工液を調製し、これを原紙表面に塗工して使用することもできる。塗工液を調製する場合は、紙力剤、増粘剤、酸化防止剤、顔料、染料等のその他の薬品と混合して調整する。塗工量は、高分子純分で0.001~2g/m2である。
塗工手段としては、サイズプレス法、ゲートロール法、バーコーター法、カレンダー法、スプレー法等が挙げられる。
【0022】
本発明における製紙用高分子サイズ剤を適用する紙の種類としては、新聞用紙、上質印刷用紙、中質印刷用紙、グラビア印刷用紙、PPC用紙、塗工原紙、微塗工紙、包装用紙、ライナーや中芯原紙の板紙等が挙げられる。よりサイズ性付与が最も要望されるライナーや中芯原紙等の板紙が好ましい。
【実施例0023】
(実施例)
以下、実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に制約されるものではない。
【0024】
(実施例1)
200mLの4つ口フラスコに、2-エチルヘキシルアクリレート9.5g、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド0.5g、次亜リン酸ナトリウム0.01g、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンラウリルエーテル0.5g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、45℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、374nmであった。この結果を表1に示す。
【0025】
(実施例2)
200mLの4つ口フラスコに、2-エチルヘキシルアクリレート9.8g、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド0.2g、次亜リン酸ナトリウム0.02g、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド 0.2g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、45℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、100nmであった。この結果を表1に示す。
【0026】
(実施例3)
200mLの4つ口フラスコに、2-エチルヘキシルアクリレート9.0g、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド1.0g、次亜リン酸ナトリウム0.02g、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド 0.2g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、45℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、107nmであった。この結果を表1に示す。
【0027】
(実施例4)
200mLの4つ口フラスコに、2-エチルヘキシルアクリレート5.8g、スチレン4.0gメタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド0.2g、次亜リン酸ナトリウム0.02g、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド 0.2g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、45℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、105nmであった。この結果を表1に示す。
【0028】
(実施例5)
200mLの4つ口フラスコに、2-エチルヘキシルアクリレート9.8g、アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド0.2g、次亜リン酸ナトリウム0.02g、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド 0.2g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、45℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、93nmであった。この結果を表1に示す。
【0029】
(実施例6)
200mLの4つ口フラスコに、2-エチルヘキシルアクリレート9.8g、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド0.2g、次亜リン酸ナトリウム0.02g、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド 0.2g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、45℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、101nmであった。この結果を表1に示す。
【0030】
(実施例7)
200mLの4つ口フラスコに、2-エチルヘキシルアクリレート8.5g、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド1.5g、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド 0.2g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、50℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、101nmであった。この結果を表1に示す。
【0031】
(実施例8)
200mLの4つ口フラスコに、ドデシルアクリレート9.0g、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド1.0g、次亜リン酸ナトリウム0.02g、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド 0.2g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、45℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、123nmであった。この結果を表1に示す。
【0032】
(実施例9)
200mLの4つ口フラスコに、2-エチルヘキシルアクリレート5.0g、n-ブチルメタクリレート4.0g、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド1.0g、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド 0.3g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、50℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、77nmであった。この結果を表1に示す。
【0033】
(実施例10)
200mLの4つ口フラスコに、ドデシルアクリレート9.5g、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド0.5g、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド 0.2g、脱塩水g40gを混合し超音波処理をした。なお、超音波処理は、プローブ型超音波装置を使用した。
その後、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、50℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、158nmであった。この結果を表1に示す。
【0034】
(実施例11)
200mLの4つ口フラスコに、2-エチルヘキシルアクリレート7.0g、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド3.0g、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド 0.05g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、50℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、442nmであった。この結果を表1に示す。
【0035】
(実施例12)
200mLの4つ口フラスコに、n-ブチルアクリレート9.0g、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド1.0g、次亜リン酸ナトリウム0.02g、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド 0.05g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、50℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、236nmであった。この結果を表1に示す。
【0036】
(比較例1)
200mLの4つ口フラスコに、スチレン9.0g、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド1.0g、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンラウリルエーテル0.5g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、50℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、901nmであった。この結果を表1に示す。
【0037】
(比較例2)
200mLの4つ口フラスコに、n-ブチルメタクリレート9.5g、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド0.5g、次亜リン酸ナトリウム0.01g、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンラウリルエーテル0.5g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、50℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、267nmであった。この結果を表1に示す。
【0038】
(比較例3)
200mLの4つ口フラスコに、n-ブチルメタクリレート9.0g、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド1.0g、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンラウリルエーテル0.5g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、50℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、269nmであった。この結果を表1に示す。
【0039】
(比較例4)
200mLの4つ口フラスコに、エチルアクリレート9.0g、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド1.0g、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド 0.1g、2、2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業製VA-044)0.05g、脱塩水g40gを仕込み250rpmで撹拌しながら窒素ガスを通じた。30分後、50℃まで昇温し、5時間保持した。その後70℃で1時間保持した。その後冷却し、高分子水溶液を得た。得られた重合物の粒径は、538nmであった。この結果を表1に示す。
【0040】
(表1)
カチオン性不飽和単量体;DMC:メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、DMABC:アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、DADMAC:ジアリルジメチルアンモニウムクロライド
疎水性不飽和単量体;2EHA:2-エチルへキシルアクリレート、St:スチレン、DDA:ドデシルアクリレート、BuM:n-ブチルメタクリレート、BuA:ブチルアクリレート、EA:エチルアクリレート
【0041】
(実施試験例1)
某製紙会社から入手した中芯原紙板紙製造種原料(パルプ固形分4.4質量%、pH6.5、電気伝導度340mS/m)を固形分濃度が1質量%になるように清水で希釈し試験に供した。
パルプ濃度1質量%のスラリー500mLに対し、パルプ固形分に対し0.5質量%となるように表1の実施例の高分子試料を添加し、800rpmで1分間撹拌後、TAPPIスタンダードシートマシンにて抄紙(80メッシュワイヤー使用)し、続いて圧力410kPaで5分間プレスし、さらに回転型乾燥機を使用し105℃で乾燥した。温度23℃、湿度50%の条件下で24時間調湿して、坪量80g/cm2の紙を得た。JIS P 8140:1998に従いコッブ吸水度を測定した。結果を表2に示す。コッブ吸水度は値が小さいほどサイズ性が良いことを示す。
【0042】
(比較試験例1)
実施試験例1と同じパルプスラリーを用いて、実施試験例1と同様な試験を表1の比較例の高分子試料を用いて実施した。又、高分子試料無添加でも実施した。これらの結果を表2に示す。
【0043】
【0044】
(実施試験例2)
某製紙会社から入手したライナー板紙製造種原料(パルプ固形分4.1%、pH6.6、電気伝導度280mS/m)を固形分濃度が1質量%になるように清水で希釈し試験に供した。表1の実施例の高分子試料を用いて実施試験例1と同様の試験を実施した。結果を表3に示す。
【0045】
(比較試験例2)
実施試験例2と同じパルプスラリーを用いて、実施試験例2と同様な試験を表1の比較例の高分子試料を用いて実施した。又、高分子試料無添加でも実施した。これらの結果を表3に示す。
【0046】
【0047】
本発明における高分子試料を添加した実施試験例は、比較試験例に比べてコッブ吸水度の値が小さく、サイズ度が優れることが分かった。又、硫酸バンドを添加することなく、製紙用サイズ剤として有用であることが確認できた。