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JP2003013394A - Wet paper strength enhancing composition - Google Patents

Wet paper strength enhancing composition

Info

Publication number
JP2003013394A
JP2003013394A JP2001194383A JP2001194383A JP2003013394A JP 2003013394 A JP2003013394 A JP 2003013394A JP 2001194383 A JP2001194383 A JP 2001194383A JP 2001194383 A JP2001194383 A JP 2001194383A JP 2003013394 A JP2003013394 A JP 2003013394A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
urethane prepolymer
wet strength
blocked
cationic
paper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001194383A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Doi
猛 土居
Naofumi Sainai
直文 齊内
Shigehiro Kochi
成浩 胡内
Takashi Miyamura
岳志 宮村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DKS Co Ltd
Original Assignee
Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd filed Critical Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Priority to JP2001194383A priority Critical patent/JP2003013394A/en
Publication of JP2003013394A publication Critical patent/JP2003013394A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 抄紙段階で紙へ添加される湿潤紙力増強剤と
して単独では効果がない重亜硫酸塩ブロック化ウレタン
プレポリマーのセルロース繊維への吸着性を高めること
によって湿潤紙力増強剤として役立たせる。 【解決手段】 重亜硫酸アルカリ金属塩でブロックした
末端イソシアネート基含有水溶性ブロック化ウレタンプ
レポリマーと、該ブロック化ウレタンプレポリマーの溶
液中での極性を反転させるのに十分な量のカチオン性有
機物質との混合物よりなる湿潤紙力増強組成物。
PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the wet paper strength by increasing the adsorptivity of a bisulfite-blocked urethane prepolymer, which is not effective alone as a wet paper strength enhancer added to paper at the papermaking stage, to cellulose fibers. Serve as an enhancer. A water-soluble blocked urethane prepolymer containing a terminal isocyanate group blocked with an alkali metal bisulfite, and a cationic organic substance in an amount sufficient to reverse the polarity of the blocked urethane prepolymer in a solution A wet paper strength enhancing composition comprising a mixture of

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は、湿潤紙力増強組成物、特に製紙
機械において紙に抄造されるストックへ添加されるタイ
プの湿潤紙力増強組成物に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to wet strength compositions, particularly wet strength compositions of the type added to stock made into paper in papermaking machines.

【0002】[0002]

【先行技術と課題】紙はセルロース繊維のほかに種々の
添加剤、例えば填料、紙力増強剤などを含んでいる。湿
潤紙力増強剤は湿潤状態にある紙の強度を増強する添加
剤であり、尿素樹脂、メラミン樹脂、ジアルデヒドデン
プン、ポリエチレンイミン、エポキシ化ポリアミドなど
が使用されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Paper contains various additives such as fillers and paper strengthening agents in addition to cellulose fibers. The wet paper strength enhancer is an additive for increasing the strength of paper in a wet state, and urea resin, melamine resin, dialdehyde starch, polyethyleneimine, epoxidized polyamide and the like are used.

【0003】近年ウレタン樹脂をこの目的に使用するこ
とについていくつかの提案がなされている。特開平6−
173196号公報では、ブロックされていないイソシ
アネート基と3級アミノ基または4級アンモニウム塩基
を含んでいるウレタンプレポリマーを湿潤紙力増強剤と
して使用することを提案している。このものは水分散液
(エマルション)として抄紙ストックへ添加するか、ま
たはサイジング剤のように抄造後のウエブへ塗布され
る。GB2068034Aでは、ウレタンプレポリマー
のイソシアネート基をケトオキシムでブロックし、次い
でこれを多官能アミンとの反応によって尿素結合したア
ミン含有ブロック化ウレタンプレポリマーとし、これを
酸塩の形で水に溶解し、抄紙ストックへ添加するかまた
は抄造後のウエブへ塗布している。本出願人の特開平5
−51896号公報は、ブロック化ウレタンプレポリマ
ーを水溶性化するためにブロック剤として酸性亜硫酸ナ
トリウムを使用するか、またはオキシム等の他のブロッ
ク剤でブロックする場合は例えばジメチロールプロピオ
ン酸との反応によって親水基を導入したウレタンプレポ
リマーをブロックすることを開示する。このものは抄紙
後のウエブまたは紙へ塗布、含浸等により添加される。
In recent years, several proposals have been made regarding the use of urethane resins for this purpose. JP-A-6-
In 173196, it is proposed to use a urethane prepolymer containing an unblocked isocyanate group and a tertiary amino group or a quaternary ammonium salt group as a wet strength agent. This is added to a papermaking stock as an aqueous dispersion (emulsion), or is applied to a web after papermaking as a sizing agent. In GB2068034A, the isocyanate group of a urethane prepolymer is blocked with a ketoxime, and then this is reacted with a polyfunctional amine to form a urea-bonded blocked urethane prepolymer, which is dissolved in water in the form of an acid salt to prepare a papermaking paper. It is added to the stock or applied to the web after paper making. Applicant's Japanese Patent Application Laid-Open No. 5
No. 51896 discloses the use of acidic sodium sulfite as a blocking agent to render a blocked urethane prepolymer water-soluble, or when it is blocked with another blocking agent such as an oxime, for example a reaction with dimethylolpropionic acid. It is disclosed that the urethane prepolymer having a hydrophilic group introduced therein is blocked. This product is added to a web or paper after paper making by coating, impregnation or the like.

【0004】遊離イソシアネート基を含んでいるウレタ
ンプレポリマーは一般に水の存在下では不安定である。
他方ブロックされたウレタンプレポリマーは脱ブロック
のために加熱を必要とし、特に抄紙ストックへ添加され
る場合は製紙機械のドライヤーパートにおいて遭遇する
温度と時間(最高130℃数分以内)で脱ブロックされ
なければならない。
Urethane prepolymers containing free isocyanate groups are generally unstable in the presence of water.
Blocked urethane prepolymers, on the other hand, require heating to be deblocked and are deblocked at temperatures and times (up to 130 ° C within minutes) encountered in the dryer part of a papermaking machine, especially when added to paper stock. There must be.

【0005】引用した本出願人の特開平5−51896
号公報記載の重亜硫酸ナトリウムブロックウレタンプレ
ポリマーは水溶性であり、かつドライヤーパートで遭遇
する条件で完全に脱ブロックされる。しかしながら溶液
中ではこのブロック化ウレタンプレポリマーは負に帯電
する。一般に負に帯電すなわちアニオン性の紙添加物質
を抄紙ストックへ添加するとセルロース繊維への付着率
すなわち歩留りが低く、十分にその性能を発揮しないば
かりか経済的に不利であり、抄紙工程からの排水処理設
備への負荷が増加する。これが重亜硫酸塩でブロックし
たウレタンプレポリマーは抄紙ストックへ添加して紙を
抄造することができなかった理由である。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-51896 filed by the applicant of the present invention
The sodium bisulfite block urethane prepolymer described in the publication is water soluble and is completely deblocked under the conditions encountered in the dryer part. However, in solution the blocked urethane prepolymer is negatively charged. In general, when a negatively charged or anionic paper additive is added to a papermaking stock, the adhesion rate to the cellulose fiber, that is, the yield is low, the performance is not fully exhibited, and it is economically disadvantageous. The load on the equipment increases. This is the reason why the bisulfite-blocked urethane prepolymer could not be added to paper stock to make paper.

【0006】そのため本発明は、重亜硫酸塩でブロック
したウレタンプレポリマーを抄紙ストックへ添加するこ
とを可能にし、前記の欠点を解消することを課題とす
る。
Therefore, the object of the present invention is to make it possible to add a bisulfite-blocked urethane prepolymer to a papermaking stock and to eliminate the above-mentioned drawbacks.

【0007】[0007]

【課題の解決方法】本発明は、重亜硫酸アルカリ金属塩
でブロックした末端イソシアネート基含有水溶性ブロッ
ク化ウレタンプレポリマーと、該ブロック化ウレタンプ
レポリマーの溶液中での極性を反転させるのに十分なカ
チオン性有機物質との混合物よりなる湿潤紙力向上組成
物を提供する。
The present invention provides a water-soluble blocked urethane prepolymer containing a terminal isocyanate group blocked with an alkali metal bisulfite, and sufficient to reverse the polarity of the blocked urethane prepolymer in solution. Provided is a wet strength composition comprising a mixture with a cationic organic substance.

【0008】本発明はまた、前記湿潤紙力増強組成物を
抄紙ストックへ添加し、常法によりウエブに形成した後
乾燥することよりなる製紙方法を提供する。
The present invention also provides a papermaking method comprising adding the wet strength composition to a papermaking stock, forming a web by a conventional method, and then drying.

【0009】本発明により、これまで抄紙ストックへ添
加することができなかった重亜硫酸塩でブロックしたウ
レタンプレポリマーを抄紙ストックへ添加することが可
能になり、該ブロック化ウレタンプレポリマーの低い脱
ブロック化温度の利益を生かして既存の製紙機械を使用
して湿潤紙力増強紙を生産することができる。加えて添
加した組成物の歩留りが向上するので排水処理設備への
負荷も増加しない。
The present invention allows the addition of bisulfite-blocked urethane prepolymers, which heretofore could not be added to papermaking stocks, to papermaking stocks with low deblocking of the blocked urethane prepolymers. Wet temperature benefits can be used to produce wet strength papers using existing papermaking machines. In addition, since the yield of the added composition is improved, the load on the wastewater treatment facility does not increase.

【0010】[0010]

【詳論】よく知られているように、ウレタンプレポリマ
ーはポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオー
ルにNCO/OH当量比過剰にポリイソシアネート化合
物を反応させることにより製造される。原料のポリエー
テルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリイソ
シアネート化合物の例は、ウレタン工業の分野において
周知であり、任意のものを使用し得る。ポリオール成分
として分子量1,000〜20,000の三価以上のポ
リエーテルポリオール又はポリエステルポリオールが好
ましい。三官能アルコールとしてはグリセリン、ヘキサ
ントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロール
プロパンなどのトリオール類や、トリエタノールアミ
ン、トリイソプロパノールアミン、トリブタノールアミ
ンなどのアルカノールアミン類などが挙げられる。また
四官能アルコール成分としてはペンタエリスリトールが
挙げられる。これら多価アルコールを出発物質とし塩基
性触媒の存在下アルキレンオキサイドを重付加してポリ
エーテルポリオールを合成する。アルキレンオキサイド
としては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド、ブチレンオキサイドなどが挙げられる。またポリエ
ステルポリオール成分を構成する二塩基酸成分として
は、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタール酸、ア
ジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタ
ル酸、テレフタル酸のような飽和または不飽和の脂肪族
二塩基酸及び芳香族二塩基酸が挙げられる。またカーボ
ネイトを形成する炭酸も挙げられる。ポリエステルポリ
オールを構成するニ価アルコール成分としては、エチレ
ングルコール、ジエチレングリコール、トリエチレング
リコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオ
ール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジ
オール、3−メチル−1,5−ペンタジオール、などの
ような脂肪族グリコール及びシクロヘキサンジオール等
脂環式グリコールやビスフェノールAのアルキレンオキ
サイド付加物のような芳香族グリコール等が挙げられ
る。これら二塩基酸成分と二価アルコール成分を縮合反
応してポリエステルポリオールが得られる。
Detailed Description As is well known, a urethane prepolymer is produced by reacting a polyether polyol or a polyester polyol with a polyisocyanate compound in excess of an NCO / OH equivalent ratio. Examples of the raw material polyether polyol, polyester polyol and polyisocyanate compound are well known in the field of urethane industry, and any of them can be used. As the polyol component, a trivalent or higher polyether polyol or polyester polyol having a molecular weight of 1,000 to 20,000 is preferable. Examples of the trifunctional alcohol include triols such as glycerin, hexanetriol, trimethylolethane, and trimethylolpropane, and alkanolamines such as triethanolamine, triisopropanolamine, and tributanolamine. Moreover, pentaerythritol is mentioned as a tetrafunctional alcohol component. Using these polyhydric alcohols as starting materials, alkylene oxide is polyadded in the presence of a basic catalyst to synthesize a polyether polyol. Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide and the like. As the dibasic acid component constituting the polyester polyol component, saturated or unsaturated such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid. The aliphatic dibasic acid and the aromatic dibasic acid of are mentioned. Also included are carbonic acids that form carbonates. As the dihydric alcohol component constituting the polyester polyol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl- Aliphatic glycols such as 1,5-pentadiol and the like, alicyclic glycols such as cyclohexanediol, and aromatic glycols such as alkylene oxide adducts of bisphenol A and the like can be mentioned. A polyester polyol is obtained by subjecting these dibasic acid component and dihydric alcohol component to a condensation reaction.

【0011】得られたポリオール成分とポリイソシアネ
ート成分とを反応させてウレタンプレポリマーが得られ
る。イソシアネート化合物については特に限定はなく、
トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタ
ンジイソシアネート(MDI)ポリメリックMDI、ヘ
キサメチレンジイソシアネート(HMDI)、キシリレ
ンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレ
ンジイソシアネート(TMXDI)、イソホロンジイソ
シアネート(IPDI)、などの有機ポリイソシアネー
ト化合物が挙げられるが、無黄変性を要求される場合に
は、HMDIなどの脂肪族イソシアネート,IPDIな
どの脂環族イソシアネート、XDI,TMXDIなどの
芳香脂肪族イソシアネートが好ましい。
A urethane prepolymer is obtained by reacting the obtained polyol component with a polyisocyanate component. Isocyanate compound is not particularly limited,
Organic polyisocyanate compounds such as tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI) polymeric MDI, hexamethylene diisocyanate (HMDI), xylylene diisocyanate (XDI), tetramethyl xylylene diisocyanate (TMXDI), isophorone diisocyanate (IPDI) However, when non-yellowing is required, aliphatic isocyanates such as HMDI, alicyclic isocyanates such as IPDI, and araliphatic isocyanates such as XDI and TMXDI are preferable.

【0012】上記ポリエーテルポリオールと有機ポリイ
ソシアネートを混合し、公知の方法により、NCO基/
活性水素基当量比>1で30〜130℃、30分〜50
時間反応させることにより、ウレタンプレポリマーは少
なくとも0.5重量%以上、好ましくは1〜8重量%の
遊離イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーが
得られる。
The above polyether polyol and organic polyisocyanate are mixed, and NCO group /
Active hydrogen group equivalent ratio> 1 at 30 to 130 ° C., 30 minutes to 50
By carrying out the reaction for a time, a urethane prepolymer having at least 0.5% by weight or more, preferably 1 to 8% by weight, of a urethane prepolymer is obtained.

【0013】本発明で使用するイソシアネート基をブロ
ックするためのブロック化剤として低温で解離すること
が求められていることから重亜硫酸ソーダもしくは重亜
硫酸カリウムが好ましい。この重亜硫酸塩によるブロッ
クでは、適当な濃度に重亜硫酸塩を水に溶解して実施す
る公知の方法を用いる。
Sodium bisulfite or potassium bisulfite is preferred because it is required to dissociate at low temperature as a blocking agent for blocking isocyanate groups used in the present invention. For the block with bisulfite, a known method is used in which bisulfite is dissolved in water at an appropriate concentration.

【0014】なおウレタンプレポリマーの合成は非溶剤
系であるが、ウレタンプレポリマーの粘度によっては、
イソシアネートと不活性な、かつ、ウレタンプレポリマ
ーを溶解しうる溶剤を用いても良い。これらの溶剤とし
て、ジオキサン、メチルエチルケトン、ジメチルホルム
アミド、テトラヒドロフラン、N−メチル−2−ピロリ
ドン、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテートなどが挙げられる。またウレタンプレポ
リマー水溶液の中に、酸化防止剤又は光安定剤の溶液又
はエマルションを併用しても良い。酸化防止剤としては
ヒンダードフェノール系又はセミカルバジド系などの酸
化防止剤の溶液又はエマルションが挙げられる。光安定
剤としてはヒンダードアミン(HALS)系、ベンゾフ
ェノン系、ベンゾトリアゾール系などの光安定剤の溶液
又はエマルションが挙げられる。
The synthesis of the urethane prepolymer is a non-solvent system, but depending on the viscosity of the urethane prepolymer,
A solvent which is inactive with isocyanate and can dissolve the urethane prepolymer may be used. Examples of these solvents include dioxane, methyl ethyl ketone, dimethylformamide, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone, toluene, and propylene glycol monomethyl ether acetate. Further, a solution or emulsion of an antioxidant or a light stabilizer may be used in combination with the urethane prepolymer aqueous solution. Examples of the antioxidant include solutions or emulsions of hindered phenol-based or semicarbazide-based antioxidants. Examples of the light stabilizer include solutions or emulsions of light stabilizers such as hindered amine (HALS) type, benzophenone type, and benzotriazole type.

【0015】重亜硫酸塩によるブロックは、遊離シアネ
ート基を可逆的にブロックすると同時にプレポリマーを
水に可溶化する役目を果す点で他のブロック剤よりも有
利である。しかしながら導入されたスルホン酸基のため
得られたブロック化ウレタンプレポリマー水溶液は負に
帯電すなわちアニオン性である。このためアニオン性に
帯電したパルプスラリーに対して効率良く吸着させるた
めにはプレポリマーの極性を反転すなわちカチオン性に
帯電させなければならない。
Blocking with bisulfite is advantageous over other blocking agents in that it serves to reversibly block free cyanate groups while at the same time solubilizing the prepolymer in water. However, due to the introduced sulfonic acid groups, the resulting aqueous solution of blocked urethane prepolymer is negatively charged or anionic. Therefore, the polarity of the prepolymer must be reversed, that is, cationically charged, in order to efficiently adsorb it to the anionically charged pulp slurry.

【0016】本発明の組成物はアニオン性の前記ブロッ
ク化ウレタンプレポリマーの水溶液の極性を反転すなわ
ちカチオン性とするためカチオン性の添加物質を同時に
抄紙ストックへ加える。このカチオン性添加物質はアニ
オン性ブロック化ウレタンプレポリマーとコンプレック
スを形成し、そのセルロース繊維への吸着を助ける役目
を果す。
The composition of the present invention simultaneously adds a cationic additive to the papermaking stock to reverse the polarity of the aqueous solution of the anionic blocked urethane prepolymer, ie to make it cationic. This cationic additive substance forms a complex with the anionic blocked urethane prepolymer and plays a role of assisting its adsorption to the cellulose fiber.

【0017】この目的に使用し得るカチオン性有機物質
の第1のクラスは、アルキルトリメチルアンモニウム
塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、アルキ
ルピリジニウム塩に代表されるカチオン界面活性剤であ
る。第2のクラスはアミノ基または4級アンモニウム基
を持っているカチオン性ポリマーである。その例はジシ
アンジアミド・ジエチレントリアミン縮合物、ジシアン
ジアミド・ジエチレントリアミン・ホルムアルデヒド縮
合物、ジシアンジアミド・塩化アンモニウム・ホルムア
ルデヒド縮合物に代表されるジシアンジアミド系アミノ
樹脂、ジアリルジメチルアンモニウム塩の重合体および
共重合体、塩の形の3級アミノ基または4級アンモニウ
ム基を有するカチオン性ウレタンオリゴマーである。こ
のものはウレタンオリゴマーの遊離シアネート基の一部
を3級アミノアルコール例えばN−メチルジエタノール
アミンと反応させて3級アミノ基を導入し、酸で中和も
しくは4級化後残りの遊離イソシアネート基を水で鎖延
長することによって製造することができる。
The first class of cationic organic substances which can be used for this purpose are cationic surfactants represented by alkyl trimethyl ammonium salts, alkyl dimethyl benzyl ammonium salts, alkyl pyridinium salts. The second class are cationic polymers containing amino or quaternary ammonium groups. Examples thereof include dicyandiamide / diethylenetriamine condensate, dicyandiamide / diethylenetriamine / formaldehyde condensate, dicyandiamide / ammonium chloride / formaldehyde condensate, a dicyandiamide-based amino resin, a polymer and a copolymer of diallyldimethylammonium salt, and a salt form. It is a cationic urethane oligomer having a tertiary amino group or a quaternary ammonium group. In this product, a part of the free cyanate group of the urethane oligomer is reacted with a tertiary amino alcohol such as N-methyldiethanolamine to introduce a tertiary amino group, and after neutralization or quaternization with an acid, the remaining free isocyanate group is treated with water. It can be produced by chain extension with.

【0018】カチオン性有機物質の重亜硫酸塩ブロック
ウレタンプレポリマーに対する比は、カチオン基/アニ
オン基のモル比で1より大きくなければならない。しか
し物質自体は紙力を増強しないのであまり過剰に配合す
べきではない。
The ratio of cationic organic material to bisulfite-blocked urethane prepolymer should be greater than 1 in the molar ratio of cation groups / anion groups. However, the material itself should not be over-blended as it does not enhance paper strength.

【0019】本発明の湿潤紙力増強剤は、填料等の他の
添加剤と共に抄紙ストックへ添加し、常法によりワイヤ
ーセクション、プレスセクション、ドライヤーセクショ
ン等を経て抄造される紙へ添加するのに適している。製
紙機械のドライヤーセクションにおいては、紙は通常最
高130℃まで加熱されるシリンダー列の間を通って加
熱乾燥される。本発明の紙力増強剤はこの加熱条件にお
いて十分に脱ブロックされ、再生されたウレタンプレポ
リマーがバインダーとなって紙繊維間の結合を強化す
る。
The wet paper strength enhancer of the present invention is added to a papermaking stock together with other additives such as a filler, and is added to paper made through a wire section, a press section, a dryer section, etc. by a conventional method. Are suitable. In the dryer section of a papermaking machine, the paper is heat dried through a row of cylinders that are typically heated to a maximum of 130 ° C. The paper strengthening agent of the present invention is sufficiently deblocked under these heating conditions, and the regenerated urethane prepolymer serves as a binder to strengthen the bond between the paper fibers.

【0020】本発明の紙力増強剤の添加量は、紙力に関
し所望の紙品質に大きく依存し、ブロック化ウレタンプ
レポリマーとして繊維(パルプ)の乾燥重量の0.1〜
5%の範囲を変動し得る。特別の場合は5重量%をこえ
る量を添加することもできる。
The amount of the paper strengthening agent of the present invention to be added largely depends on the desired paper quality with respect to paper strength, and is 0.1 to 0.1% of the dry weight of the fiber (pulp) as the blocked urethane prepolymer.
A range of 5% can be varied. In special cases it is also possible to add more than 5% by weight.

【0021】[0021]

【実施例】以下に実際の製紙工程をシミュレートする実
施例によって本発明を具体例に説明する。これらにおい
て「部」および「%」は特記しない限り重量基準によ
る。
EXAMPLES The present invention will be described below by way of examples by simulating an actual papermaking process. In these, "parts" and "%" are based on weight unless otherwise specified.

【0022】合成例1 ヘキシレンカーボネイト(分子量1000)300部、
トリメチロールプロパン13.4部にヘキサメチレンジ
イソシアネート101部を添加し、100℃×2時間反
応を行い、遊離イソシアネート基3.3重量%を有する
ウレタンプレポリマーを得た。次いで系の温度を一旦5
0℃まで下げ、30%重亜硫酸ナトリウム水溶液110
部を添加し、45℃で60分間攪拌を行った後、水12
65部で希釈し、樹脂分25%の透明粘調なアニオン性
ブロック化ウレタンプレポリマー水溶液を調整した。
Synthesis Example 1 300 parts of hexylene carbonate (molecular weight 1000),
Hexamethylene diisocyanate (101 parts) was added to trimethylolpropane (13.4 parts) and the mixture was reacted at 100 ° C. for 2 hours to obtain a urethane prepolymer having 3.3% by weight of free isocyanate groups. Then, once the system temperature is 5
Decrease to 0 ℃, 30% sodium bisulfite aqueous solution 110
Parts were added, and the mixture was stirred at 45 ° C. for 60 minutes, and then water 12
The mixture was diluted with 65 parts to prepare a transparent viscous anionic blocked urethane prepolymer aqueous solution having a resin content of 25%.

【0023】合成例2 ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物と
マレイン酸とのポリエステル(分子量2000)200
部に、ヘキサメチレンジイソシアネート33.6部を添
加し、100℃×2時間反応を行い、遊離イソシアネー
ト基4重量%を有するウレタンプレポリマーを得た。次
いで系の温度を一旦50℃まで下げ、30%重亜硫酸カ
リウム水溶液84部を添加し、45℃で60分間攪拌を
行った後、水718部で希釈し、樹脂分25%の透明粘
調なアニオン性ブロック化ウレタンプレポリマー水溶液
を調整した。
Synthesis Example 2 Polyester of ethylene oxide 2 mol adduct of bisphenol A and maleic acid (molecular weight 2000) 200
To the parts, 33.6 parts of hexamethylene diisocyanate was added and reacted at 100 ° C. for 2 hours to obtain a urethane prepolymer having 4% by weight of free isocyanate groups. Next, the temperature of the system was once lowered to 50 ° C., 84 parts of 30% potassium bisulfite aqueous solution was added, and the mixture was stirred at 45 ° C. for 60 minutes and then diluted with 718 parts of water to give a transparent viscous resin content of 25%. An aqueous solution of anionic blocked urethane prepolymer was prepared.

【0024】合成例3 ポリテトラメチレングリコール(分子量1000)30
0部、トリメチロールプロパン13.4部にヘキサメチ
レンジイソシアネート101部を添加し、100℃×2
時間反応を行い、遊離イソシアネート基3.3重量%を
有するウレタンプレポリマーを得た。次いで系の温度を
一旦50℃まで下げ、30%重亜硫酸ナトリウム水溶液
110部を添加し、45℃で60分間攪拌を行った後、
水1265部で希釈し、樹脂分25%の透明粘調なアニ
オン性ブロック化ウレタンプレポリマー水溶液を調整し
た。
Synthesis Example 3 Polytetramethylene glycol (molecular weight 1000) 30
0 parts, 13.4 parts of trimethylolpropane and 101 parts of hexamethylene diisocyanate were added, and 100 ° C x 2
The reaction was carried out for a time to obtain a urethane prepolymer having 3.3% by weight of free isocyanate groups. Next, the temperature of the system was once lowered to 50 ° C., 110 parts of a 30% sodium bisulfite aqueous solution was added, and the mixture was stirred at 45 ° C. for 60 minutes,
It was diluted with 1265 parts of water to prepare a transparent viscous anionic blocked urethane prepolymer aqueous solution having a resin content of 25%.

【0025】合成例4 テレフタル酸と3メチル1,5ペンタジオールのポリエ
ステルポリオール(分子量1500)300部にヘキサ
メチレンジイソシアネート100.8部を添加し、10
0℃×2時間反応を行い、遊離イソシアネート基8.4
重量%を有するウレタンプレポリマーを得た。次いで系
の温度を一旦50℃まで下げ、Nメチルジエタノールア
ミン35.7部を添加し、65℃で60分間攪拌を行っ
た後、遊離イソシアネート基2.0重量%を有するウレ
タンプレポリマーを得た。次いで系の温度を一旦50℃
まで下げジメチル硫酸37.8部を滴下し、50℃×2
0分間4級化反応を行った。次いで水1897部で希釈
し、樹脂分25%の粘調なカチオン性ウレタンポリマー
水溶液を調整した。
Synthesis Example 4 100.8 parts of hexamethylene diisocyanate was added to 300 parts of a polyester polyol (molecular weight 1500) of terephthalic acid and 3-methyl-1,5-pentadiol to obtain 10 parts.
Reaction was carried out at 0 ° C for 2 hours to give 8.4 free isocyanate groups.
A urethane prepolymer having a weight% was obtained. Next, the temperature of the system was once lowered to 50 ° C., 35.7 parts of N-methyldiethanolamine was added, and the mixture was stirred at 65 ° C. for 60 minutes to obtain a urethane prepolymer having 2.0% by weight of free isocyanate groups. Then, once the system temperature is 50 ℃
Down to 37.8 parts dimethylsulfate and add 50 ℃ x 2
The quaternization reaction was performed for 0 minutes. Then, the mixture was diluted with 1897 parts of water to prepare a viscous cationic urethane polymer aqueous solution having a resin content of 25%.

【0026】実施例及び比較例 抄紙試験はJIS P 8209−1961に準じて行っ
た。NBKP(針葉樹硫酸塩パルプ)360(g)を約
3cm角にちぎり、水5(L)に一夜浸漬した後、水1
8(L)を添加し、ナイアガラビーカーにて30分間叩
解し、パルプ濃度1.57(%)、濾水度600(m
l)(カナダ標準フリーネス、20℃、0.3%)のパ
ルプスラリーとした。このパルプスラリー382.2
(g)と予め固形分1.6%に調整した実施例及び比較
例の水溶液1.5(g)(パルプ乾燥重量の0.4%に
相当)を水816.3(g)に添加してパルプ濃度0.
5%としストックとした。このように調成したストック
200(g)を分取し、シートマシンにより抄紙し、プ
レスマシン(3.5kg/m2 ×5分)にかけ、110
℃×30秒で乾燥し、坪量50(g/m2)のテスト用
紙に抄造した。これを長さ11(cm)×幅1.5(c
m)の紙片に切断し、オートグラフ標準引張試験機へチ
ャック間距離5(cm)に装着し、中央部を刷毛で湿ら
せて引張り強度を測定した。ブランク対照には紙力増強
剤を添加しなかった。また参考例として、市販品ポリア
ミドエピクロルヒドリン系樹脂湿潤紙力増強剤をパルプ
濃度3%のストックへ5(%)水分散液として6(g)
を添加した(パルプ乾燥重量の1.0%に相当)。結果
を表に示す。
Examples and Comparative Examples The papermaking test was conducted according to JIS P 8209-1961. NBKP (softwood sulphate pulp) 360 (g) is torn into pieces of about 3 cm and immersed in 5 (L) of water overnight.
8 (L) was added and beaten in a Niagara beaker for 30 minutes to obtain a pulp concentration of 1.57 (%) and a freeness of 600 (m
l) (Canadian standard freeness, 20 ° C., 0.3%). This pulp slurry 382.2
(G) and 1.5 (g) of the aqueous solutions of Examples and Comparative Examples adjusted in advance to a solid content of 1.6% (corresponding to 0.4% of the dry weight of pulp) were added to 816.3 (g) of water. Pulp density 0.
The stock was 5%. The thus-prepared stock 200 (g) was sampled, paper-made by a sheet machine, and put on a press machine (3.5 kg / m 2 × 5 minutes) to obtain 110
The sheet was dried at 30 ° C. for 30 seconds and made into a test sheet having a basis weight of 50 (g / m 2). Length 11 (cm) × width 1.5 (c
The paper piece of m) was cut and mounted on an autograph standard tensile tester at a chuck distance of 5 (cm), and the tensile strength was measured by moistening the central part with a brush. No paper strengthening agent was added to the blank control. In addition, as a reference example, a commercially available polyamide epichlorohydrin-based resin wet paper strength enhancer was added to a stock having a pulp concentration of 3% in an amount of 5 (%) as an aqueous dispersion to give 6 (g).
Was added (corresponding to 1.0% of pulp dry weight). The results are shown in the table.

【0027】 表1 ─────────────────────────────────── ブロック化ウレタン カチオン性有機物質 湿潤引張り プレポリマー添加量 添加量 強度 (パルプ乾燥重量に (パルプ乾燥重量に kg/cm 対する固形分%) 対する固形分%) ─────────────────────────────────── 実施例1 合成例1 カチオン界面活性剤1 0.75 0.20 0.20 実施例2 合成例1 ジシアンジアミド樹脂2 0.72 0.36 0.04 実施例3 合成例1 4級化ジアリルアミン 0.73 共重合体3 0.30 0.10 実施例4 合成例1 合成例4ウレタンオリ 0.67 ゴマー 0.18 0.22 実施例5 合成例2 4級化ジアリルアミン 0.71 共重合体3 0.30 0.10 実施例6 合成例3 同上 0.65 0.30 0.10 ─────────────────────────────────── ブランク なし なし 0.22 対照 比較例1 合成例1 なし 0.24 0.40 比較例2 合成例2 なし 0.25 0.40 比較例3 合成例3 なし 0.22 0.40 参考例 市販のポリアミドエピクロルヒドリン樹脂 0.67 1.0 ─────────────────────────────────── 注1:ラウリルトリメチルアンモニウムエトキシサルフ
ェート 注2:ジシアンジアミド・ジエチレントリアミン・ホル
ムアルデビ縮合物(分子量5000) 注3:ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド共
重合体(分子量10000)
Table 1 ─────────────────────────────────── Blocked urethane Cationic organic substance Wet tension pre Polymer addition amount Addition amount Strength (to pulp dry weight (kg / cm of pulp dry weight to solid content%) to solid content%) ────────────────────── ─────────────── Example 1 Synthetic Example 1 Cationic surfactant 1 0.75 0.20 0.20 Example 2 Synthetic Example 1 Dicyandiamide resin 2 0.72 0.36 0 .04 Example 3 Synthetic Example 1 Quaternized diallylamine 0.73 Copolymer 3 0.30 0.10 Example 4 Synthetic Example 1 Synthetic Example 4 Urethane oli 0.67 Gomer 0.18 0.22 Example 5 Synthetic Example 2 Quaternized diallylamine 0.71 Copolymer 3 0.30 0.10 Implementation Example 6 Synthesis Example 3 Same as above 0.65 0.30 0.10 ──────────────────────────────────── Blank None None 0.22 Control Comparative Example 1 Synthesis Example 1 None 0.24 0.40 Comparative Example 2 Synthesis Example 2 None 0.25 0.40 Comparative Example 3 Synthesis Example 3 None 0.22 0.40 Reference Example Commercially available Polyamide epichlorohydrin resin 0.67 1.0 ─────────────────────────────────── Note 1: Lauryltrimethylammonium Ethoxysulfate Note 2: Dicyandiamide / diethylenetriamine / formaldebi condensate (molecular weight 5000) Note 3: Polydiallyldimethylammonium chloride copolymer (molecular weight 10000)

【0028】上の結果から、重亜硫酸塩ブロック化ウレ
タンプレポリマー単独では抄紙ストック中のセルロース
繊維に吸着されないため紙力を増強しないが、カチオン
性有機物質と併用すると市販のポリアミドエピクロルヒ
ドロンに匹敵する紙力増強効果を示すことがわかる。
From the above results, the bisulfite-blocked urethane prepolymer alone does not enhance the paper strength because it is not adsorbed by the cellulose fibers in the papermaking stock, but when used in combination with a cationic organic substance, it becomes commercially available polyamide epichlorohydrone. It can be seen that it shows a comparable paper strength increasing effect.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮村 岳志 京都府亀岡市南つつじケ丘桜台1−6−15 Fターム(参考) 4L055 AA02 AC06 AG80 AG85 AH17 FA13    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Takeshi Miyamura             1-6-15 Sakuradai, Minami Azajigaoka, Kameoka, Kyoto Prefecture F-term (reference) 4L055 AA02 AC06 AG80 AG85 AH17                       FA13

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】重亜硫酸アルカリ金属塩でブロックした末
端イソシアネート基含有水溶性ブロック化ウレタンプレ
ポリマーと、該ブロック化ウレタンプレポリマーの溶液
中での極性を反転させるのに十分な量のカチオン性有機
物質との混合物よりなる湿潤紙力増強組成物。
1. A water-soluble blocked urethane prepolymer containing a terminal isocyanate group blocked with an alkali metal bisulfite, and a cationic organic compound in an amount sufficient to reverse the polarity of the blocked urethane prepolymer in solution. Wet strength composition comprising a mixture with substances.
【請求項2】前記カチオン性添加物質はカチオン界面活
性剤である請求項1の湿潤紙力増強組成物。
2. The wet strength composition of claim 1 wherein the cationic additive is a cationic surfactant.
【請求項3】前記カチオン性有機物質はジシアンジアミ
ド系アミノ樹脂である請求項1の湿潤紙力増強組成物。
3. The wet strength composition of claim 1, wherein the cationic organic substance is a dicyandiamide-based amino resin.
【請求項4】前記カチオン性有機物質は、4級化ジアリ
ルアミンの重合体もしくは共重合体である請求項1の湿
潤紙力増強組成物。
4. The wet strength composition of claim 1, wherein the cationic organic substance is a polymer or copolymer of quaternized diallylamine.
【請求項5】前記カチオン性有機物質は、4級アンモニ
ウム塩または酸塩の形の3級アミノ基を有するウレタン
オリゴマーである請求項1の湿潤紙力増強組成物。
5. The wet strength composition according to claim 1, wherein the cationic organic substance is a urethane oligomer having a tertiary amino group in the form of a quaternary ammonium salt or an acid salt.
【請求項6】請求項1ないし5のいずれかの湿潤紙力増
強組成物を抄紙ストックへ添加し、常法によりウエブに
形成した後乾燥することよりなる製紙方法。
6. A papermaking method comprising adding the wet strength composition of any one of claims 1 to 5 to a papermaking stock, forming a web by a conventional method and then drying.
【請求項7】請求項6の製紙方法でつくった湿潤紙力増
強紙。
7. A wet strength paper produced by the paper manufacturing method of claim 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN119736815A (en) * 2025-03-05 2025-04-01 浙江九本环保技术有限公司 Cationic polyurethane wet strength agent for papermaking and preparation method thereof

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