造纸用化学品、其制造方法以及含有其的纸技术

本发明专利技术提供新的（甲基）丙烯酰胺系聚合物、其制造方法和使用该聚合物的破裂强度、内部结合强度等诸特性优异的纸，该新的（甲基）丙烯酰胺系聚合物能够形成造纸用化学品，该造纸用化学品在酸性、中性乃至碱性范围的造纸体系中能显示出优异的纸力增强效果、滤水提高效果、收率提高效果、层间纸力提高效果、表面纸力提高效果、施胶度提高效果。该（甲基）丙烯酰胺系聚合物是使下述通式（１）所示单体（ａ）、下述单体（ｂ）和下述单体（ｃ）聚合而形成的，（ａ）通式（１）所示的化合物，（ｂ）（甲基）丙烯酰胺；（ｃ）不包含上述通式（１）所示单体（ａ）的离子性单体。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及(甲基)丙烯酰胺系聚合物、上述(甲基)丙烯酰胺系聚合物的制造方法、造纸用化学品和含有其的纸，具体地说，涉及在酸性、中性乃至碱性范围的造纸体系中能显示出优异的纸力增强效果、滤水性提高效果、收率提高效果、层间纸力提高效果、表面纸力提高效果、特别是施胶度提高效果的造纸用化学品、能形成该造纸用化学品的(甲基)丙烯酰胺系聚合物、上述(甲基)丙烯酰胺系聚合物的制造方法、和使用了上述(甲基)丙烯酰胺系聚合物的破裂强度、内部结合强度等诸特性优异的纸。
技术介绍
以往在造纸工序中，为了谋求与造纸机的高速化相伴的生产性的提高或纸的品质提高，使用了各种造纸用化学品。尤其是(甲基)丙烯酰胺系聚合物，其在实现纸质提高和生产性提高方面是重要的化学品，在其使用范围日益扩展的同时，化学品的改进也在不断发展。(甲基)丙烯酰胺系聚合物作为具有纸力增强效果、滤水性提高效果、收率提高效果、层间纸力提高效果、表面纸力提高效果、施胶度提高效果等的造纸用化学品得到了广泛的应用。此外，从其离子性的观点出发，(甲基)丙烯酰胺系聚合物分为阴离子性、阳离子性和两性聚合物。首先，在20世纪60年代，阴离子性(甲基)丙烯酰胺系聚合物开始与硫酸铝并用。随后，在20世纪70～80年代，以改善滤水性和收率为目的，使用导入了阳离子性的曼尼希(Mannich)改性(甲基)丙烯酰胺系聚合物和霍夫曼(Hofmann)改性(甲基)丙烯酰胺系聚合物等。但是，这些改性(甲基)丙烯酰胺系聚合物水溶液的粘度稳定性差。此外，曼尼希改性(甲基)丙烯酰胺系聚合物水溶液存在着含有福尔马林的问题。随后，从20世纪80年代，开始使用使阴离子性和阳离子性的乙烯基化合物与丙烯酰胺共聚的两性的(甲基)丙烯酰胺系聚合物(参照特开昭60-94697号公报等)。该两性的(甲基)丙烯酰胺系聚合物可以单独使用，或与阴离子性(甲基)丙烯酰胺系聚合物并用。此外，为了提高(甲基)丙烯酰胺系聚合物作为造纸用化学品的效果，也进行了聚合方法的改进，公开了通过用2阶段的滴入聚合连续合成阴离子性(甲基)丙烯酰胺系聚合物和阳离子性(甲基)丙烯酰胺系聚合物，形成所谓离子配位化合物，从而使性能提高的方法等(参照特开平6-199965号公报和特开平7-90797号公报等)。但是，近年来，由于与造纸原料品质的波动相伴的造纸时纸浆浆料的pH的变动、废纸使用量的增加、与造纸体系的封闭化发展相伴的夹杂物的混入、微细纤维的增加等，使用含有以往的(甲基)丙烯酰胺系聚合物的造纸用化学品，不能获得理想的效果。在这种状况下，为了谋求生产性的提高或纸力、施胶度等的提高，一直在寻求造纸用化学品的进一步改善。此外，为了提高(甲基)丙烯酰胺系聚合物作为造纸用化学品的效果，并且为了提高(甲基)丙烯酰胺系聚合物的生产性，曾提出了用于制备低粘度，分散性、流动性好的聚合物的化合物。其中，除了作为已知的链转移剂的硫醇类和次磷酸、2-丙醇等外，作为具有使聚合物的粘度降低功能的单体，还已知2-丙烯-1-醇(即烯丙醇)、2-甲基-2-丙烯-1-醇(即甲代烯丙醇)(特开平8-283341号公报)、2-丙烯-1-磺酸(盐)(即烯丙基磺酸(盐))、2-甲基-2-丙烯-1-磺酸(盐)(即甲代烯丙基磺酸(盐))(参照特开平8-67715号公报、特开平8-176990号公报、特开平8-269891号公报、特开平8-283341号公报、特开平8-333427号公报等)、2-甲基-2-丙烯腈(即甲基丙烯腈)(特开2000-212229号公报、特开2000-273387号公报)，几乎都是非离子性或阴离子性。作为具有使聚合物的粘度降低功能的阳离子性单体，可以列举2-丙烯基胺(即烯丙胺)、2-甲基-2-丙烯基胺(即甲代烯丙胺)，如果单独使用不能进行理想的聚合物的低粘度化，因此实际上与已知的链转移剂并用。例如，使用2-丙烯基胺时，使用2-甲基-2-丙烯-1-磺酸(盐)使聚合物粘度降低(参照特开平11-217792号公报等)。相反如果要单独使用进行理想的聚合物的低粘度化时，如果不大量使用，在该情况下产生未反应的单体大量残存的问题。这样，如果从离子性的观点出发看待具有使聚合物的粘度降低功能的化合物，不充分地选择，显示作为上述造纸用化学品的高性能和应对造纸条件的恶化等变得困难。最近，在高分子电解质中或交联高分子电解质中，提出了通过使以(甲基)丙烯酰胺作为主成分且含有2-甲基-2-丙烯基胺(即甲代烯丙胺)、2-甲基-2-丙烯基胺的无机酸或有机酸的盐类，或2-甲基-2-丙烯基胺与氯甲烷、苄基氯、硫酸二甲酯、表氯醇反应而制备的2-甲基-2-丙烯基铵盐的单体水溶液聚合，制造低粘度且分散性、流动性好的(甲基)丙烯酰胺系聚合物的方法(特开平8-283341号公报、特开平8-333427号公报)，但不知道本申请的通式(1)所记载的阳离子性单体具有使聚合物粘度降低的功能。本专利技术的目的在于使用具有使聚合物粘度降低功能的阳离子性单体，提供纸力增强效果、滤水性提高效果、收率提高效果、层间纸力提高效果、表面纸力提高效果，特别是施胶度提高效果优异的造纸用化学品、含有该造纸用化学品的纸、适宜构成该造纸用化学品的(甲基)丙烯酰胺系聚合物、以及上述(甲基)丙烯酰胺系聚合物的制造方法。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人为了解决上述课题反复进行了锐意的研究，其结果发现通过使用本专利技术的通式(1)所示的甲代烯丙基叔或季铵盐作为具有使聚合物粘度降低功能的单体，可以制造未反应的单体少且能够用作造纸用化学品的(甲基)丙烯酰胺系聚合物，此外，当将使用了下述通式(1)所示的甲代烯丙基叔或季铵盐的(甲基)丙烯酰胺系聚合物用作造纸用化学品时，可以得到纸力增强效果、滤水性提高效果、收率提高效果、层间纸力提高效果、表面纸力提高效果、特别是施胶度提高效果优异的造纸用化学品，从而完成了本专利技术。即，作为用于解决上述课题的手段，本专利技术涉及(1)(甲基)丙烯酰胺系聚合物，其特征在于使下述通式(1)所示单体(a)、下述单体(b)和下述单体(c)聚合而形成(a)通式(1)所示的化合物， 式中，R1为C1～C4的亚烷基，R2～R4表示氢原子或可以具有取代基的C22以下的烷基(其中，不包括R2～R4的任两个和三个为氢原子的情况)，X-表示无机酸类或有机酸类的阴离子；(b)(甲基)丙烯酰胺；(c)不包含上述通式(1)所示单体(a)的离子性单体。作为用于解决上述课题的手段，本专利技术涉及(2)(甲基)丙烯酰胺系聚合物，其特征在于使下述通式(1)所示单体(a)、下述单体(b)、下述单体(c)和交联剂(d)聚合而形成(a)通式(1)所示的化合物， 式中，R1为C1～C4的亚烷基，R2～R4表示氢原子或可以具有取代基的C22以下的烷基(其中，不包括R2～R4的任两个和三个为氢原子的情况)，X-表示无机酸类或有机酸类的阴离子；(b)(甲基)丙烯酰胺；(c)不包含上述通式(1)所示单体(a)的离子性单体。作为用于解决上述课题的手段，本专利技术涉及(3)上述(1)所述的(甲基)丙烯酰胺系聚合物的制造方法，其特征在于使选自上述(1)所述的单体(a)、单体(b)和单体(c)的至少一种聚合，在聚合过程中添加残余的单体。作为用于解决上述课题的手段，本专利技术涉及(4)上述(2)所述的(甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
（甲基）丙烯酰胺系聚合物，其特征在于：使下述通式（１）所示单体（ａ）、下述单体（ｂ）和下述单体（ｃ）聚合而形成，（ａ）通式（１）所示的化合物，＊＊＊…（１）式中，Ｒ↑［１］为Ｃ↓［１］～Ｃ↓［４］的亚烷基，Ｒ↑［ ２］～Ｒ↑［４］表示氢原子或可以具有取代基的Ｃ↓［２２］以下的烷基（其中，不包括Ｒ↑［２］～Ｒ↑［４］的任两个和三个为氢原子的情况），Ｘ↑［－］表示无机酸类或有机酸类的阴离子；（ｂ）（甲基）丙烯酰胺；（ｃ）不包含上述通式（１ ）所示单体（ａ）的离子性单体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：清贞俊次，远藤明，岩田悟，小川正富，
申请(专利权)人：星光PMC株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]