(57)【要約】【目的】【構成】  本発明は一種以上の水溶性モノマーを分散剤ポリマーの存在下で塩の水溶液中で重合することを含む水性ポリマー分散液の調製方法に関するものであり、その分散剤ポリマーは少なくとも一種の陽イオンモノマー及びテトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、又は一般式(I)：【化１】2005524741.tif 000026（式中、R1は水素又はメチルであり、R2は水素又はC1-C2アルキルであり、R3は水素、C1-C4アルキル、フェニル、又はベンジルであり、ｎは１〜４であり、かつｘは１〜50である）のモノマーである少なくとも一種のモノマーを含むモノマー混合物(M)のコポリマーであり、この場合、そのモノマー混合物(M)は水に可溶性ではないモノマーを実質的に含まず、かつ／又は分散剤ポリマーは有機溶媒を実質的に含まない反応媒体中でモノマー混合物(M)を重合することにより得られる。また、本発明は水性ポリマー分散液、その分散液の使用及び紙の製造方法に関する。
2005524741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散剤ポリマーが少なくとも一種の陽イオンビニルモノマー(m3)及びテトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、又は一般式(I)：
【化１】
2005524741.tif 000015
（式中、R1は水素又はメチルであり、R2は水素又はC1-C2アルキルであり、R3は水素、C1-C4アルキル、フェニル、又はベンジルであり、ｎは１〜４であり、かつｘは１〜50である）
のモノマーである少なくとも一種のモノマー(m4)を含むモノマー混合物(M)のコポリマーであり、そのモノマー混合物(M)が水に可溶性ではないモノマーを実質的に含まないことを特徴とする、一種以上の水溶性モノマー(m)を分散剤ポリマーの存在下で塩の水溶液中で重合することを含む、水性ポリマー分散液の調製方法。
【請求項２】
分散剤ポリマーが少なくとも一種の陽イオンビニルモノマー(m3)及びテトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、又は一般式(I)：
【化２】
2005524741.tif 000016
（式中、R1は水素又はメチルであり、R2は水素又はC1-C2アルキルであり、R3は水素、C1-C4アルキル、フェニル、又はベンジルであり、ｎは１〜４であり、かつｘは１〜50である）
のモノマーである少なくとも一種のモノマー(m4)を含むモノマー混合物(M)のコポリマーであり、その分散剤ポリマーが有機溶媒を実質的に含まない反応媒体中でモノマー混合物(M)を重合することにより得られることを特徴とする、一種以上の水溶性モノマー(m)を分散剤ポリマーの存在下で塩の水溶液中で重合する工程を含む、水性ポリマー分散液の調製方法。
【請求項３】
分散剤ポリマーが少なくとも一種の陽イオンビニルモノマー(m3)及びテトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、又は一般式(I)：
【化３】
2005524741.tif 000017
（式中、R1は水素又はメチルであり、R2は水素又はC1-C2アルキルであり、R3は水素、C1-C4アルキル、フェニル、又はベンジルであり、ｎは１〜４であり、かつｘは１〜50である）
のモノマーである少なくとも一種のモノマー(m4)を含むモノマー混合物(M)のコポリマーであり、その分散剤ポリマーがモノマー混合物(M)を水性反応媒体中で重合することにより得られることを特徴とする、一種以上の水溶性モノマー(m)を分散剤ポリマーの存在下で塩の水溶液中で重合する工程を含む、水性ポリマー分散液の調製方法。
【請求項４】
水溶性モノマー(m)がノニオン性モノマー(m1)及び陽イオンモノマー(m2)を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか記載の方法。
【請求項５】
分散剤ポリマーがそれが生成された反応媒体の実質的な部分を含む組成物としてその方法に添加されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか記載の方法。
【請求項６】
分散剤ポリマーが(a)約90モル％から約99モル％までの陽イオンモノマー(m3)の群に属している一種以上のモノマー、及び(b)約１モル％から約10モル％までの一種以上のモノマー(m4)を含むことを特徴とする、請求項１から５のいずれか記載の方法。
【請求項７】
陽イオンビニルモノマー(m3)がジアリルジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)、ビニルピリジニウムクロリド、N-ビニルイミダゾリニウムクロリド、ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロリドであり、又は一般式(IV)：
【化４】
2005524741.tif 000018
（式中、R4は水素又はメチルであり、R5、R6及びR7は互いに独立に水素、C1-C8アルキル、又はベンジルのいずれかであり、A1はNH又は酸素であり、B1はC1-C2アルキル又はC1-C2ヒドロキシアルキルであり、X-は陰イオンの対イオンである）
を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか記載の方法。
【請求項８】
分散剤ポリマーが約100,000〜約2,000,000g/モルの重量平均分子量を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか記載の方法。
【請求項９】
ノニオン性モノマー(m1)が一般式(II)：
【化５】
2005524741.tif 000019
（式中、R8は水素又はメチルであり、かつR9及びR10は互いに独立に水素、C1-C2アルキル、又はイソプロピルのいずれかである）
のモノマーであることを特徴とする、請求項４から８のいずれか記載の方法。
【請求項１０】
陽イオンモノマー(m2)が一般式(III)：
【化６】
2005524741.tif 000020
（式中、R11は水素又はメチルであり、R12、R13及びR14は互いに独立に水素、C1-C8アルキル又はベンジルのいずれかであり、A2は酸素又はNHであり、B2はC2-C4アルキル又はC2-C4ヒドロキシアルキルであり、X-は陰イオンの対イオンである）
のモノマーであることを特徴とする、請求項４から９のいずれか記載の方法。
【請求項１１】
一種以上のモノマー(m1)と一種以上のモノマー(m2)のモル比が約92:8から約85:15までであることを特徴とする、請求項４から１０のいずれか記載の方法。
【請求項１２】
塩の溶液が多価陰イオン塩を含むことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか記載の方法。
【請求項１３】
塩の濃度が水の量を基準として約15重量％から約35重量％までであることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか記載の方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項記載の方法により得られる水性ポリマー分散液。
【請求項１５】
(a)分散されたポリマー、及び(b)少なくとも一種の陽イオンビニルモノマー(m3)及びテトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、又は一般式(I)：
【化７】
2005524741.tif 000021
（式中、R1は水素又はメチルであり、R2は水素又はC1-C2アルキルであり、R3は水素、C1-C4アルキル、フェニル、又はベンジルであり、ｎは１〜４であり、かつｘは１〜50である）
のモノマーである少なくとも一種のモノマー(m4)を含むモノマー混合物(M)のコポリマーである分散剤ポリマー、並びに(c)塩を含み、モノマー混合物(M)が水に可溶性ではないモノマーを実質的に含まないことを特徴とする水性ポリマー分散液。
【請求項１６】
(a)分散されたポリマー、及び(b)少なくとも一種の陽イオンビニルモノマー(m3)及びテトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、又は一般式(I)：
【化８】
2005524741.tif 000022
（式中、R1は水素又はメチルであり、R2は水素又はC1-C2アルキルであり、R3は水素、C1-C4アルキル、フェニル、又はベンジルであり、ｎは１〜４であり、かつｘは１〜50である）
のモノマーである少なくとも一種のモノマー(m4)を含むモノマー混合物(M)のコポリマーである分散剤ポリマー、並びに(c)塩を含み、その分散剤ポリマーが有機溶媒を実質的に含まない媒体中でモノマー混合物(M)を重合することにより得られることを特徴とする水性ポリマー分散液。
【請求項１７】
(a)分散されたポリマー、及び(b)少なくとも一種の陽イオンビニルモノマー(m3)及びテトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、又は一般式(I)：
【化９】
2005524741.tif 000023
（式中、R1は水素又はメチルであり、R2は水素又はC1-C2アルキルであり、R3は水素、C1-C4アルキル、フェニル、又はベンジルであり、ｎは１〜４であり、かつｘは１〜50である）
のモノマーである少なくとも一種のモノマー(m4)を含むモノマー混合物(M)のコポリマーである分散剤ポリマー、並びに(c)を含み、その分散剤ポリマーがモノマー混合物(M)を水相中で重合することにより得られることを特徴とする水性ポリマー分散液。
【請求項１８】
(a)約12重量％から約25重量％までの分散されたポリマー、及び
(b)乾燥ポリマーとして計算して、約0.8重量％から約1.5重量％までの分散剤ポリマー
を含むことを特徴とする、請求項１５から１７のいずれか記載の水性ポリマー分散液。
【請求項１９】
約15重量％から約35重量％までの塩を含むことを特徴とする、請求項１５から１８のいずれか記載の水性ポリマー分散液。
【請求項２０】
分散されたポリマーが一般式(II)：
【化１０】
2005524741.tif 000024
（式中、R8は水素又はメチルであり、かつR9及びR10は互いに独立に水素、C1-C2アルキル、又はイソプロピルのいずれかである）
の少なくとも一種の第一水溶性モノマー(m1)、及び一般式(III)：
【化１１】
2005524741.tif 000025
（式中、R11は水素又はメチルであり、R12、R13及びR14は互いに独立に水素、C1-C8アルキル又はベンジルのいずれかであり、A2は酸素又はNHであり、B2はC2-C4アルキル又はC2-C4ヒドロキシアルキルであり、Ｘは陰イオンの対イオンである）
の少なくとも一種の第二水溶性モノマー(m2)のコポリマーであることを特徴とする、請求項１５から１９のいずれか記載のポリマー分散液。
【請求項２１】
製紙用の歩留り助剤として、増粘剤として、かつ／又は土壌改良剤としての請求項１４から２０のいずれか記載のポリマー分散液の使用。
【請求項２２】
懸濁液に請求項１４から２０までのいずれか記載のポリマー分散液を添加し、ワイヤ上で懸濁液を成形し、脱水することを特徴とする、セルロース繊維、及び任意のてん料を含む水性懸濁液からの紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリマー分散液の調製方法に関する。本発明はまたポリマー分散液、ポリマー分散液の使用及び紙の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
陽イオンポリマーの水性分散液は、例えば、製紙工業において歩留り助剤として使用される。その他の用途は、例えば、廃水を処理するための凝集剤として、増粘剤、及び土壌改良剤としてである。一般に、これらのポリマー分散液は分散されたポリマー及び分散剤を含み、その分散剤は通常ポリマー分散剤である。これらのポリマー分散液は塩の存在下で水溶性モノマーの反応混合物を重合することにより調製し得る。完成ポリマーは塩水溶液から沈殿し、好適な分散剤を使用することにより、ポリマー分散液を生成するであろう。
【０００３】
ポリマー分散液が最終適用において良好な結果を生じ、商業上重要であるために満足すべき幾つかの基準がある。このような基準は、例えば、プロセス粘度、活性含量、安定性、良好な歩留り特性、及び分散剤を調製することを含むポリマー分散液を調製することの容易なことである。また、環境上の局面及び安全上の局面の如き基準が重要である。
プロセス粘度はポリマー分散液を製造する場合の反応混合物の粘度を意味する。その粘度は低く保たれるべきであり、粘度ピークがポリマー分散液の製造中に避けられ、又は少なくともできるだけ大きく低下されるべきである。EP 0630909 B1は水溶性モノマーを、塩を含む水性反応混合物中で重合することを含む水溶性ポリマーの分散液の調製方法を開示している。
【０００４】
分散液の貯蔵寿命、即ち、経時のポリマー分散液の安定性が重要な性質である。有効な分散剤が沈降物として沈降しないでポリマー粒子を分散液中に安定に保つのに必要とされる。米国特許第6,221,957号は分散剤が疎水性単位を含む陽イオンポリマーをベースとする水性塩ポリマー分散液を開示している。その書類によれば、疎水性単位を付与する理由が分散剤ポリマーの粘度を増大するためであり、これは分散液の安定性を改良すると言われている。しかしながら、ポリマー分散液の高すぎる粘度は最終用途に有益ではない。また、分散剤ポリマー中の疎水性単位の組込みは分散剤が有機溶媒、例えば、ケトン、アルコール及びエーテル中で生成されることを必要とする。これらの溶媒は分散剤を水性ポリマー分散液中で使用する前に除去されるべきであり、これは追加の加工工程を必要とする。有機溶媒はまた環境上の欠点を有し、また引火性であることがあり、これは安全性の観点から否定的である。
【０００５】
考慮すべき更なる重要な因子は活性含量、即ち、ポリマー分散液中に分散されたポリマーの量である。高い活性含量は低い輸送コスト及び最終用途における容易な取扱を与える。有効な分散剤を使用することにより、高い活性含量を有する分散液が得られ、同時に粘度が低く保たれる。しかしながら、高い活性含量を抄紙方法における歩留まり及び脱水の良好な性能と組み合わせることは困難であるかもしれない。
分散されたポリマーの陽イオン電荷は安定な分散液を生成するその能力に影響する。比較的低い陽イオン電荷を有する安定なポリマー分散液を提供するのには理由が存する。このような理由は、例えば、或る種の使用についての陽イオンモノマーのFDA制限、コスト、抄紙に使用される場合のセルロース懸濁液を過剰荷電するリスクである。
ポリマー分散液の調製中に、ポリマーの析出物が生成し、反応容器及び撹拌機に粘着し得る。これは反応装置の時間を消費する洗浄操作をもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的はプロセス粘度が大きい粘度ピークを生じないで調製中に低く、かつ滑らかに保たれ、析出物を生じないポリマー分散液の調製方法を提供することである。本発明の更なる目的は比較的低い陽イオン電荷とともに高い安定性、高い活性含量を有すると同時に抄紙方法に使用される場合に良好な歩留まりを与えるポリマー分散液を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、分散されたポリマーの高い活性含量及び低いプロセス粘度を有する高度に安定なポリマー分散液が本発明の水性ポリマー分散液の調製方法により得られることが驚くことに見出された。本発明の方法は、一種以上の水溶性モノマー(m)を分散剤ポリマーの存在下で塩の水溶液中で重合することを含み、分散剤ポリマーが少なくとも一種の陽イオンモノマー(m3)及びテトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、又は一般式(I)：
【０００８】
【化１】
2005524741.tif 000003
（式中、R1は水素又はメチルであり、R2は水素又はC1-C2アルキルであり、R3は水素、C1-C4アルキル、フェニル、又はベンジルであり、ｎは１〜４であり、かつｘは１〜50である）
のモノマーである少なくとも一種のモノマー(m4)を含むモノマー混合物(M)のコポリマーであり、そのモノマー混合物(M)が水に可溶性ではないモノマーを実質的に含まず、かつ／又は分散剤ポリマーが有機溶媒を実質的に含まない反応媒体中でモノマー混合物(M)を重合することにより得られ、かつ／又は分散剤ポリマーがモノマー混合物(M)を水性反応媒体中で重合することにより得られる。
【０００９】
本発明は更に本発明の方法により得られる水性ポリマー分散液を含む。
本発明は更に(a)分散されたポリマー、及び(b)少なくとも一種の陽イオンモノマー(m3)及びテトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、又は一般式(I)：
【００１０】
【化２】
2005524741.tif 000004
（式中、R1は水素又はメチルであり、R2は水素又はC1-C2アルキルであり、R3は水素、C1-C4アルキル、フェニル、又はベンジルであり、ｎは１〜４であり、かつｘは１〜50である）
のモノマーである少なくとも一種のモノマー(m4)を含むモノマー混合物(M)のコポリマーである分散剤ポリマー、並びに(c)塩を含む水性ポリマー分散液を含み、この場合、モノマー混合物(M)が水に可溶性ではないモノマーを実質的に含まず、かつ／又は分散剤ポリマーが有機溶媒を実質的に含まない反応媒体中でモノマー混合物(M)を重合することにより得られる。
【００１１】
本発明は更に紙製造のための歩留り助剤として、増粘剤として、かつ／又は土壌改良剤としてのポリマー分散液の使用を含む。
【００１２】
最後に、本発明は懸濁液に本発明の水性ポリマー分散液を添加し、ワイヤ上で懸濁液を成形し、脱水することを特徴とする、セルロース繊維、及び任意のてん料を含む水性懸濁液からの紙の製造方法を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
水溶性モノマー(m)はビニルモノマー、好ましくはノニオン性モノマー(m1)及び陽イオンモノマー(m2)を含むことが好適である。ノニオン性モノマー(m1)は一般式(II)：
【００１４】
【化３】
2005524741.tif 000005
（式中、R8は水素又はメチルであり、かつR9及びR10は互いに独立に水素、C1-C2アルキル、又はイソプロピルのいずれかである）
のモノマーであることが好ましい。好ましいモノマー(m1)として、アクリルアミド、メタクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-イソプロピルメタクリルアミド、N-t-ブチルアクリルアミド、N-t-ブチルメタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、及びN-メチロールメタクリルアミドが挙げられる。
【００１５】
陽イオンモノマー(m2)は一般式(III)：
【００１６】
【化４】
2005524741.tif 000006
（式中、R11は水素又はメチルであり、R12、R13及びR14は互いに独立に水素、C1-C8アルキル又はベンジルのいずれかであり、A2は酸素又はNHであり、B2はC2-C4アルキル又はC2-C4ヒドロキシアルキルであり、X-は陰イオンの対イオン、好適には１価の陰イオン、例えば、塩化物陰イオンである）
のモノマーであることが好ましい。好ましいモノマー(m2)として、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リド(ADAM)、アクリロイルオキシエチル-ベンジルジメチル-アンモニウムクロリド(ADAMBQ)、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リド(MADAM)、メタクリロイル-オキシエチル-ベンジルジメチルアンモニウムクロリド(MADAMBQ)、アクリルアミドプロピル-トリメチルアンモニウムクロリド(TMAPAA)、アクリルアミドプロピル-ベンジル-ジメチルアンモニウムクロリド(BDMAPAA)、メタクリルアミドプロピル-トリメチルアンモニウムクロリド(TMAPMA)、及びメタクリルアミドプロピル-ベンジルジメチルアンモニウムクロリド(BDMAPMA)が挙げられる。
モノマー(m1)及びモノマー(m2)のモル比は好適には約95:5から約50:50まで、好ましくは約94:6から約70:30まで、最も好ましくは約92:8から約85:15までである。
【００１７】
分散されたポリマーの重量平均分子量は約1,000,000g/モルから約15,000,000g/モルまで、好ましくは約5,000,000g/モルから約10,000,000g/モルまで、最も好ましくは約6,000,000g/モルから約9,000,000g/モルまでである。
【００１８】
本発明の一局面において、分散剤ポリマーは好適には有機溶媒を実質的に含まない媒体中でモノマー混合物(M)を重合することによりつくられる。“有機溶媒を実質的に含まない”は媒体が０重量％から約10重量％まで、好適には０重量％から約５重量％まで、好ましくは０重量％から約１重量％までの有機溶媒を含むことを本明細書中意味する。
【００１９】
本発明の別の局面において、分散剤ポリマーは好適には水に可溶性ではないモノマーを実質的に含まない媒体中でモノマー混合物(M)を重合することによりつくられる。“水に可溶性ではないモノマーを実質的に含まない”はモノマー混合物がモノマーの合計量を基準として０重量％から約0.5重量％まで、好適には０重量％から約0.1重量％まで、好ましくは０重量％から約0.001重量％までの水に可溶性ではないモノマーを含むことを本明細書中意味する。
【００２０】
塩の水溶液は好適には多価陰イオン塩、好ましくは硫酸塩、又はリン酸塩の群に属する塩、例えば、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸マグネシウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウム、及び硫酸メチル塩を含む。硫酸アンモニウム及び硫酸ナトリウムが使用されることが最も好ましい。これらの塩の２種以上の混合物がまた好適である。水の量を基準とする、塩の濃度は、好適には約１重量％から約50重量％まで、好ましくは約10重量％から約40重量％まで、最も好ましくは約15重量％から約35重量％までである。重合中に存在することの他に、追加の塩がまた重合後に添加されてもよく、ポリマー分散液の粘度を低下し得る。
【００２１】
分散剤ポリマー中の陽イオンビニルモノマー(m3)は好適にはジアリル-ジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)、ビニルピリジニウムクロリド、N-ビニルイミダゾリニウムクロリド、ビニルベンジル-トリメチルアンモニウムクロリドの群に属し、かつ／又は一般式(IV)：
【００２２】
【化５】
2005524741.tif 000007
（式中、R4は水素又はメチルであり、R5、R6及びR7は互いに独立に水素、C1-C8アルキル、又はベンジルのいずれかであり、A1はNH又は酸素であり、B1はC1-C2アルキル又はC1-C2ヒドロキシアルキルであり、X-は陰イオンの対イオン、好適には１価の陰イオン、例えば、塩化物陰イオンである）
を有する。好ましいモノマーm3として、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リド(ADAM)、アクリロイルオキシエチル-ベンジルジメチル-アンモニウムクロリド(ADAMBQ)、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リド(MADAM)、メタクリロイルオキシエチル-ベンジルジメチルアンモニウムクロリド(MADAMBQ)、アクリルアミドプロピル-トリメチル-アンモニウムクロリド(TMAPAA)、アクリルアミドプロピル-ベンジル-ジメチルアンモニウムクロリド(BDMAPAA)、メタクリルアミドプロピル-トリメチルアンモニウムクロリド(TMAPMA)、及びメタクリルアミドプロピル-ベンジル-ジメチルアンモニウムクロリド(BDMAPMA)が挙げられる。分散剤ポリマーは好適には約80モル％から約99.9モル％まで、好ましくは約90モル％から約99モル％まで、最も好ましくは約92モル％から約98.5モル％までの陽イオンモノマーm3の群に属する一種以上のモノマーを含む。
【００２３】
分散剤ポリマー中の好ましいモノマー(m4)は一官能性ビニル末端キャップされたエーテル及び一官能性ビニル末端キャップされたポリエーテルの群に属し、好適には両親媒性であり、テトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、ブチルジグリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、ポリ（エチレングリコール）フェニルエーテルアクリレート、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルアクリレート（M-PEGアクリレート）、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリレート（M-PEGメタクリレート）、エチレングリコールフェニルエーテルアクリレート、エチレングリコールフェニルエーテルメタクリレート、ジ（エチレングリコール）エチルエーテルアクリレート、ジ（エチレングリコール）エチルエーテルメタクリレート、エチレングリコールメチルエーテルアクリレート、及びエチレングリコールメチルエーテルメタクリレートを含む。最も好ましいモノマー(m4)はポリ（エチレングリコール）メチルエーテルアクリレート（M-PEGアクリレート）及びポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリレート（M-PEGメタクリレート）を含む。分散剤ポリマーは好適には約0.1モル％から約20モル％まで、好ましくは約１モル％から約10モル％まで、最も好ましくは約1.5モル％から約８モル％までの一種以上のモノマー(m4)を含む。
【００２４】
分散剤ポリマーの重量平均分子量は好適には約20,000g/モルから約5,000,000g/モルまで、好ましくは約50,000g/モルから約3,000,000g/モルまで、最も好ましくは約100,000g/モルから約2,000,000g/モルまでである。
【００２５】
本発明の方法における重合は遊離基重合であることが好適である。開始剤は好適にはラジカル生成剤、好ましくは水溶性酸化還元開始剤又は水溶性アゾ開始剤である。好ましい開始剤として、ジベンゾイルペルオキシド、メタ重亜硫酸ナトリウム及び2,2’-アゾビス-(アミジノプロパン)塩酸塩が挙げられる。
本発明によれば、分散剤ポリマーは好適には反応媒体（これは有機溶媒を実質的に含まない）中で生成され、分離工程又は精製工程を必要としないでポリマー分散液の調製方法に直接添加し得る。分散剤ポリマーはそれが生成された反応媒体の実質的な部分を含む組成物としてポリマー分散液の調製方法に添加されることが好適である。好適には、反応媒体の初期の量の約10％から約100％まで、好ましくは約50％から約100％まで、更に好ましくは約80％から約100％まで、最も好ましくは約95％から約100％までが分散剤ポリマー組成物中に残存する。
【００２６】
ポリマー分散液は好適には約５重量％から約40重量％まで、好ましくは約10重量％から約30重量％まで、最も好ましくは約12重量％から約25重量％までの分散されたポリマーを含む。更に、ポリマー分散液は好適には約0.2重量％から約５重量％まで、好ましくは約0.5重量％から約３重量％まで、最も好ましくは約0.8重量％から約1.5重量％までの分散剤ポリマーを含む。
【００２７】
ポリマー分散液はまた付加的な物質、例えば、架橋剤及び分岐剤を含んでもよい。
ポリマー分散液を調製する場合の重合温度は、例えば、どのモノマー及び重合開始剤が使用されているのかに応じて変化し得る。好適には、重合温度は約30℃から約90℃まで、好ましくは約40℃から約70℃までである。その方法は半回分方法であることが好適であり、即ち、モノマー(m)が両方とも重合方法の開始から存在し、更にその後の段階で、反応中の時間の期間にわたって１回以上の部分で、又は連続的に添加される。反応混合物はその方法に適した撹拌速度で重合方法中に撹拌されることが好適である。撹拌速度は約100rpmから約1000rpmまでであることが好適である。
【００２８】
塩は本発明の方法の開始から存在することが好適である。ポリマー分散液の粘度を低下するために、重合が完結された後に、追加量の塩が添加し得る。また、重合が完結された後に、陽イオン高分子電解質が添加し得る。陽イオン高分子電解質はDADMAC、ADAM MC Q及びADAM BZ Qの一種以上のホモポリマー又はコポリマーであることが好適であり、好適には約1,000g/モルから約500,000g/モルまで、好ましくは約5,000g/モルから約100,000g/モルまでの重量平均分子量を有する。
【００２９】
本発明の好ましい実施態様において、ジアリル-ジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)、アクリルオキシエチル-トリメチルアンモニウムクロリド（ADAM MC Q）、及びポリ-(エチレングリコール)メチルエーテルメタクリレート（M-PEG-アクリレート）のコポリマーである分散剤がつくられ、これはアクリルアミド及びアクリルオキシエチル-ジメチルベンジルアンモニウムクロリド（ADAMBZ Q）のコポリマーが分散されたポリマーである場合に使用される。
【００３０】
本発明のポリマー分散液を抄紙方法に使用する場合、その分散液は、とりわけ、成分の型及び数、完成紙料の型、てん料含量、てん料の型、添加の時点等に応じて広い制限内で変化し得る量で脱水すべきセルロース繊維、及び任意のてん料の懸濁液に添加される。分散されたポリマーは脱水すべき紙料中の乾燥物質を基準として、通常少なくとも0.001重量％、しばしば少なくとも0.005重量％の量で添加され、その上限は通常３重量％、好適には1.5重量％である。本発明のポリマー分散液はそれをセルロース懸濁液に添加する前に希釈されることが好適である。抄紙に通常である更なる添加剤は、勿論、本発明のポリマー分散液と組み合わせて使用でき、例えば、シリカをベースとするゾル、乾燥強度増強剤、湿潤強度増強剤、増白剤、染料、ロジンをベースとするサイジング剤及びセルロース反応性サイジング剤のようなサイジング剤、例えば、アルキルケテン二量体及びアルケニルケテン二量体、アルキルケテン多量体及びアルケニルケテン多量体、及び無水コハク酸等である。セルロース懸濁液、又は紙料はまた通常の型の無機てん料、例えば、カオリン、チャイナクレー、二酸化チタン、石膏、タルク並びに天然及び合成の炭酸カルシウム、例えば、チョーク、粉砕大理石及び沈降炭酸カルシウムを含み得る。本明細書に使用される“紙”という用語は、勿論、紙及びその製品を含むだけでなく、その他のセルロース繊維含有シート又はウェブのような製品、例えば、ボード及び板紙、並びにこれらの製品を含む。その方法はセルロース含有繊維の懸濁液の異なる型からの紙の製造に使用でき、その懸濁液は乾燥物質を基準として、好適には少なくとも25重量％、好ましくは少なくとも50重量％のこのような繊維を含む。懸濁液は広葉樹及び針葉樹の両方からの、ケミカルパルプ、例えば、硫酸パルプ、亜硫酸パルプ及び有機溶剤パルプ、メカニカルパルプ、例えば、サーモメカニカルパルプ、ケモ-サーモメカニカルパルプ、リファイナパルプ及び砕木パルプからの繊維をベースとすることができ、またリサイクル繊維（必要により脱インキされたパルプからの）、及びこれらの混合物をベースとし得る。
【００３１】
本発明が今下記の実施例と関連して更に記載されるが、これらは本発明の範囲を限定するものと解されるべきではない。
【実施例】
【００３２】
[実施例1-5]
ジアリル-ジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)、アクリルオキシエチル-トリメチルアンモニウムクロリド（ADAM MC Q）、及びポリ-(エチレングリコール)メチルエーテルアクリレート（M-PEG-アクリレート）の水性混合物を重合することにより分散剤ポリマーを合成した。
結果は分散剤ポリマーの約40重量％の乾燥含量の分散剤の水溶液であった。
【００３３】
【表１】
2005524741.tif 000008
【００３４】
[実施例6-8]
また、ジアリル-ジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)、アクリルオキシエチル-トリメチルアンモニウムクロリド（ADAM MC Q）、並びに一官能性ビニル末端キャップされたエーテル及びポリエーテルの群の異なるモノマー(m4)の水性混合物を重合することにより、分散剤ポリマーを合成した。全ての実施例におけるモノマー組成は48.75モル％のDADMAC、48.75モル％のADAM MC Q、及び2.5モル％の両親媒性モノマーであった。またここで、重合の結果は分散剤ポリマーの約40重量％の乾燥含量の分散剤の水溶液であった。
【００３５】
【表２】
2005524741.tif 000009
【００３６】
[例９（比較）]
また、ジアリル-ジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)、及びアクリルオキシエチル-トリメチルアンモニウムクロリド（ADAM MC Q）の水性混合物を重合することにより、モノマーm4を含まない分散剤を合成した。
【００３７】
【表３】
2005524741.tif 000010
【００３８】
[例10-18]
アクリルアミド及びアクリルオキシエチル-ジメチルベンジルアンモニウムクロリド（ADAM B Q）を含むモノマー混合物をポリマー分散剤の存在下で重合することにより、ポリマー分散液を調製した。水225.5g、アクリルアミド（50重量％）105.5g、アクリルオキシエチル-ジメチルベンジルアンモニウムクロリド（80重量％）23.64g、EDTA（５重量％）2.6g、グリセリン6g及び例1-9の40重量％の分散剤12.5gの混合物を生成した。硫酸アンモニウム80gをその混合物に添加した。その温度が50℃に上昇し、2,2’-アゾビス-(2-アミジノプロパン)-二塩酸塩4.1mgを添加した。重合を1.5時間にわたって進行させた。その後、アクリルオキシエチル-ジメチルベンジルアンモニウムクロリド4.17gを４時間にわたってその混合物に添加し、続いて開始剤25mgを添加した。50℃で１時間の反応後に、硫酸アンモニウム20gを添加した。
抄紙方法における歩留まり及び脱水に関する適用試験を行なった。7mS/cmの導電率を有する4g/Lの完成紙料に、0.5kg/tの分散されたポリマーを添加した。濁度(NTU)及び保持時間（秒）を測定した。
【００３９】
【表４】
2005524741.tif 000011
プロセス粘度は全ての分散液について低かった（約2000mPasより低い）。本発明の分散剤を使用する分散液は歩留り及び脱水において良好な結果を示すと結論される。
【００４０】
[例19-20（比較）]
また、ジアリル-ジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)、アクリルオキシエチル-トリメチルアンモニウムクロリド（ADAM MC Q）、ポリ-(エチレングリコール)メチルエーテルアクリレート（M-PEG-アクリレート）、及びスチレンの混合物を水溶液中で重合することにより、分散剤ポリマーを合成した。
【００４１】
【表５】
2005524741.tif 000012
【００４２】
分散剤溶液は１モル％のスチレンが存在すると濁り、また５モル％のスチレンでは固体が存在した。例10-18の分散液の調製中にこれらの分散剤を試験した場合、ゲルが両方の場合に分散液調製中に形成した。こうして、有益な分散液を調製することが可能ではなかった。
【００４３】
[例21-22（比較）]
ジアリル-ジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)、アクリルオキシエチル-トリメチルアンモニウムクロリド（ADAM MC Q）、ポリ-(エチレングリコール)メチルエーテルアクリレート（M-PEG-アクリレート）、及びスチレンの混合物を米国特許第6,221,957号の実施例の方法に従って有機溶媒中で重合することにより、分散剤ポリマーを合成した。
【００４４】
【表６】
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例10-18の分散液の調製中にこれらの分散剤を試験した場合、ゲルが全ての場合に形成された。こうして、有益な分散液を調製することが可能ではなかった。
【００４５】
[実施例24]
沈降安定性として測定される、貯蔵寿命を実施例10、14、15及び17の分散液について試験した。分散液のサンプルを30分間にわたって300rpmで遠心分離した。ポリマー沈降物の量を夫々のサンプルについて測定した。
【００４６】
【表７】
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長い貯蔵寿命を有するポリマー分散液がまた高活性含量で本発明により得られると結論される。
【国際調査報告】
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