JP2001089562A - 湿潤紙力増強用樹脂の製造方法 - Google Patents

湿潤紙力増強用樹脂の製造方法

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JP2001089562A JP30446099A JP30446099A JP2001089562A JP 2001089562 A JP2001089562 A JP 2001089562A JP 30446099 A JP30446099 A JP 30446099A JP 30446099 A JP30446099 A JP 30446099A JP 2001089562 A JP2001089562 A JP 2001089562A
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acid
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Yoshiaki Oki
義昭 大木
Takehiro Suzuki
武広 鈴木
Akira Wakatsuki
亮 若月
Yukinori Narita
行徳 成田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 湿潤紙力増強効果が高くかつ高濃度化が可能
な湿潤紙力増強剤を得ること。 【解決手段】 新規なポリアミドポリアミン尿素縮合物
を用いたポリアミドポリアミン−エピクロロヒドリン樹
脂は従来のポリアミドポリアミン−エピクロロヒドリン
樹脂にくらべ湿潤紙力増強効果が高くかつ高濃度でも安
定性が高いという特徴を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【従来の技術】紙の湿潤紙力増強剤としてポリアミドポ
リアミン−エピクロロヒドリン樹脂が古くから使用され
ており、例えば、特公昭35−3547号に記載されて
いるように、公知のものである。ポリアミドポリアミン
−エピクロロヒドリン樹脂の湿潤紙力増強効果は、樹脂
の高分子量化により向上するが、それに伴い増粘、及び
経時安定性の低下によるゲル化が生じやすくなる。又、
製品の固形分濃度が高い場合も同様経時安定性の低下に
よりゲル化を生じやすくなる欠点を有している。このた
め、高濃度で紙力増強効果に優れた製品を得るため、例
えば、ポリアミドポリアミン−エピクロロヒドリン樹脂
水溶液に硫酸アルミニウム等の金属塩を添加する方法
(特開平3−19926)、あるいは酸触媒の存在下で
ポリアミドを低温縮合調整し、その後にエピクロロヒド
リンと反応させる方法(特開平5−239206)等が
提案されている。
【0002】
【解決しようとする課題】しかし、従来提案された方法
は、経時安定化剤の添加、あるいは触媒による反応の促
進など、増粘、ゲル化防止を目的とした製造工程上の改
良であり、湿潤紙力増強剤としての性能の向上には限界
があった。本発明の課題は、新規なポリアミドポリアミ
ン−エピクロロヒドリン樹脂化合物により性能の向上を
行うことであり、湿潤紙力増強効果が高くかつ高濃度化
が可能な湿潤紙力増強剤を提案することである。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明者等は課題を解決
するため鋭意研究を行った結果、新規なポリアミドポリ
アミン尿素縮合物を用いたポリアミドポリアミン−エピ
クロロヒドリン樹脂を見いだし、本発明を完成するに至
った。即ち、二塩基性カルボン酸及び/又はその誘導体
とポリアルキレンポリアミンとをモル比1:0.8〜
1.4で反応させたポリアミドポリアミンを合成し、次
いで該ポリアミドポリアミンのアミノ基に対し尿素をモ
ル比1:0.005〜0.4で反応を行ったポリアミド
ポリアミン尿素縮合物を合成する。更に該ポリアミドポ
リアミン尿素縮合物のアミノ基に対しエピクロロヒドリ
ンをモル比1:0.7〜2.0で反応を行い、固形分2
0〜60重量%、pH2.0〜4.5で得られる湿潤紙
力増強用樹脂の製造方法を提案するものである。
【0004】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を記述する。
本発明において、二塩基性カルボン酸及び/又はその誘
導体としては、分子内に2個のカルボキシル基を有する
遊離酸、エステル類、酸無水物等である。又、二塩基性
カルボン酸及び/又はその誘導体は、脂肪族、芳香族、
脂環式のいずれであっても良い。具体的には、遊離酸と
しては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン
酸、マレイン酸、フマール酸のような脂肪族ジカルボン
酸類、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸のような
芳香族ジカルボン酸類、テトラハイドロフタル酸、ヘキ
サハイドロフタル酸、シクロヘキサン−1,3又は、
1,4−ジカルボン酸、シクロペンタンジカルボン酸、
3−又は4−メチルテトラハイドロフタル酸、3−又は
4−メチルヘキサハイドロフタル酸のような脂環式ジカ
ルボン酸等が挙げられるが、工業的には、特にアジピン
酸が好ましい。二塩基性カルボン酸の誘導体としては、
これらの遊離酸と、低級アルコールとのモノ、又はジエ
ステル類、又、酸無水物としては遊離酸の分子内脱水縮
合物のほか、低級カルボン酸との縮合物等が挙げられ
る。これらの二塩基性カルボン酸及び/又はその誘導体
は、単独又は、2種以上組み合わせて用いることができ
る。
【0005】ポリアルキレンポリアミンは、1級アミノ
基を2個有し、両者の間に2級アミノ基が存在しても良
いアルキレン基で結合した化合物である。具体例として
は、エチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、
1,3−プロパンジアミン、ヘキサメチレンジアミンの
ようなアルキレンジアミン類及びジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミ
ン、ペンタエチレンヘキサミン、イミノビスプロピルア
ミン、3−アザヘキサン−1,6−ジアミン、4,7−
ジアザデカン−1,10−ジアミンの様なポリアルキレ
ンポリアミン類が挙げられる。これらの中では、ジエチ
レントリアミン及びトリエチレンテトラミンが工業的に
有利である。これらのポリアルキレンポリアミンは、単
独又は、2種以上組み合わせて用いることができる。
【0006】二塩基性カルボン酸及び/又はその誘導体
と、ポリアルキレンポリアミンの反応モル比は1:0.
8〜1.4であるが、好ましくは1:0.9〜1.2で
ある。1:0.8以下では湿潤紙力増強効果が劣り、
1:1.4以上では反応時間が長く、効果も劣り好まし
くない。反応温度は120〜180℃で行うが、好まし
くは140〜170℃である。140℃以下では反応時
間が長く、170℃以上では反応副生物が多くなり効果
が劣り好ましくない。尚上記反応は無触媒で反応する
が、反応触媒として、硫酸、ベンゼンスルホン酸、パラ
トルエンスルホン酸などのスルホン酸類を使用しても良
い。
【0007】ついで、該ポリアミドポリアミンのアミノ
基に対し尿素をモル比で1:0.005〜0.4、好ま
しくは1:0.01〜0.3で反応を行う。添加量が
1:0.005以下では紙力増強効果が劣り、1:0.
4以上では増粘、ゲル化が生じやすく好ましくない。ま
た、尿素以外に、チオ尿素、グアニル尿素、メチル尿
素、ジメチル尿素などと反応させても良い。反応温度は
80〜150℃で行うが、好ましくは100〜120℃
である。80℃以下では反応時間が長く、150℃以上
では反応副生物が多くなり効果が劣り好ましくない。こ
の反応は、添加した尿素が少なくとも90重量%以上消
費されるまで行なう。反応終了後、水を添加しポリアミ
ドポリアミン尿素縮合物の30〜60重量%水溶液とす
る。
【0008】この様にして得られたポリアミドポリアミ
ン尿素縮合物の水溶液はエピクロロヒドリンと反応させ
る。ポリアミドポリアミン尿素縮合物中のアミノ基に対
してエピクロロヒドリンを反応モル比で1:0.7〜
2.0モル、好ましくは1:0.8〜1.6モル反応さ
せる。エピクロロヒドリンが0.7モル以下だと、紙力
増強効果が低下し、かつ増粘、ゲル化が生じやすく、
2.0モル以上だと反応が著しく遅くなり経済的に好ま
しくない。
【0009】ポリアミドポリアミン尿素縮合物とエピク
ロロヒドリンとの反応は、ポリアミドポリアミン−エピ
クロロヒドリン樹脂の濃度が20〜60重量%の水溶液
となるように行う。エピクロロヒドリンを20℃以下で
添加し、20〜80℃にて反応を進める。この反応は粘
度が20〜800mPa・s(25℃)になるまで行
う。粘度が20以下では紙力増強効果が不十分であり、
800以上では紙力増強効果が優れるものの最終製品の
保存安定性が著しく劣りゲル化し易くなり好ましくな
い。反応が所定の粘度範囲に達したら、塩酸、硫酸、硝
酸、リン酸などの無機酸、あるいは蟻酸、酢酸などの有
機酸等の酸を加えてpH2.0〜4.5に調整し最終製
品を得る。
【0010】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例を挙げて
具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定される
ものではない。
【0011】実施例1 温度計、冷却器、攪拌機、窒素導入管を備えた四つ口フ
ラスコにジエチレントリアミン325g(3.15モ
ル)、及びアジピン酸418.6g(2.86モル)を
仕込む。次に、窒素気流下で150〜155℃にて脱水
反応を6時間行う。次に、110℃まで冷却し、尿素1
7.3g(ポリアミドポリアミンのアミノ基1モルに対
し約0.08モル)を加え、115℃〜120℃で脱ア
ンモニア反応を6時間行う。その後熱水を970g加
え、固形分40.1重量%のポリアミドポリアミン尿素
縮合物水溶液1615gを得た。次に、温度計、撹拌機
を備えた四つ口フラスコにポリアミドポリアミン尿素縮
合物の水溶液245gと水93.3gを仕込み、攪拌し
ながら20℃でエピクロロヒドリン61.8g(ポリア
ミドポリアミン尿素縮合物のアミノ基1モルに対し1.
4モル)を加え、45℃にて反応を行い、粘度が120
mPa・s(25℃)に達した後、60重量%硫酸にて
pH3.5に調整しポリアミドポリアミン−エピクロロ
ヒドリン樹脂水溶液400gを得た。
【0012】実施例2 温度計、撹拌機を備えた四つ口フラスコに、実施例1で
得たポリアミドポリアミン尿素縮合物の水溶液200.
3gと水60gを仕込み、エピクロロヒドリン40g
(ポリアミドポリアミン尿素縮合物のアミノ基1モルに
対し1.2モル)を加え、45℃で反応を行い、粘度が
300mPa・s(25℃)に達した後、水100gを
加え、さらに60重量%硫酸にてpH3.5に調整しポ
リアミドポリアミン−エピクロロヒドリン樹脂水溶液4
00gを得た。
【0013】実施例3 実施例1と同様の装置にジエチレントリアミン254.
3g(2.46モル)及びアジピン酸327.6g
(2.24モル)を仕込む。次に、窒素気流下で150
〜155℃に加温し脱水反応を6時間行う。次に、11
0℃まで冷却し尿素27g(ポリアミドポリアミンのア
ミノ基1モルに対し約0.15モル)を加え、115℃
〜120℃で脱アンモニア反応を6時間行う。さらに、
熱水750gを加え、固形分40.6重量%のポリアミ
ドポリアミン尿素縮合物水溶液1260gを得た。次
に、実施例2と同様の装置に、ポリアミドポリアミン尿
素縮合物の水溶液261.2gと水84.8gを仕込
み、エピクロロヒドリン54g(ポリアミドポリアミン
尿素縮合物のアミノ基1モルに対し1.4モル)を加
え、45℃で反応を行い、粘度が120mPa・s(2
5℃)に達した後、60重量%硫酸にてpH3.5に調
整し、ポリアミドポリアミン−エピクロロヒドリン樹脂
水溶液400gを得た。
【0014】実施例4 実施例2と同様の装置に、実施例3で得られたポリアミ
ドポリアミン尿素縮合物の水溶液211.2gと水5
4.5gを仕込み、エピクロロヒドリン34.2g(ポ
リアミドポリアミン尿素縮合物のアミノ基1モルに対し
1.2モル)を加え、45℃で反応を行い、粘度が30
0mPa・s(25℃)に達した後、水を100g加
え、さらに60重量%硫酸にてpH3.5に調整し、ポ
リアミドポリアミン−エピクロロヒドリン樹脂水溶液4
00gを得た。
【0015】実施例5 実施例1と同様の装置にジエチレントリアミン291.
1g(2.82モル)及びアジピン酸392.7g
(2.69モル)を仕込む。次に、窒素気流下で150
〜155℃に加温し脱水反応を6時間行う。次に、11
0℃まで冷却し尿素16.2g(ポリアミドポリアミン
のアミノ基1モルに対し約0.09モル)を加え、11
5℃〜120℃で脱アンモニア反応を6時間行う。さら
に、熱水860gを加え、固形分41重量%のポリアミ
ドポリアミン尿素縮合物水溶液1455gを得た。次
に、実施例2と同様の装置に、ポリアミドポリアミン尿
素縮合物の水溶液188.2gと水69gを仕込み、エ
ピクロロヒドリン42.9g(ポリアミドポリアミン尿
素縮合物のアミノ基1モルに対し1.4モル)を加え、
45℃にて反応を行い、粘度が300mPa・s(25
℃)に達した後、水を100g加え、その後60重量%
硫酸にてpH3.5に調整し、ポリアミドポリアミン−
エピクロロヒドリン樹脂水溶液400gを得た。
【0016】比較例1 実施例1と同様の装置にジエチレントリアミンを325
g(3.15モル)及びアジピン酸418.6g(2.
86モル)を仕込み。窒素気流下で150℃〜155℃
に加温し、6時間脱水反応を行う。次に熱水を1000
g加え、固形分39重量%のポリアミドポリアミン水溶
液1640gを得た。次に、実施例2と同様の装置に、
ポリアミドポリアミン水溶液234.2gと水97.1
gを仕込み、エピクロロヒドリン68.7g(ポリアミ
ドポリアミンのアミノ基1モルに対し1.4モル)を加
え、45℃にて反応を行い、粘度が120mPa・s
(25℃)に達した後、60重量%硫酸にてpH3.5
に調整し、ポリアミドポリアミン−エピクロロヒドリン
樹脂水溶液400gを得た。
【0017】比較例2 実施例2と同様の装置で、比較例1で得られたポリアミ
ドポリアミン水溶液193.5gと水62gを仕込み、
エピクロロヒドリン44.5g(ポリアミドポリアミン
のアミノ基1モルに対し1.2モル)を加え、45℃に
て反応を行い、粘度が300mPa・s(25℃)に達
した後、水を100.1g加え、60重量%硫酸にてp
H3.5に調整し、ポリアミドポリアミン−エピクロロ
ヒドリン樹脂水溶液400gを得た。
【0018】比較例3 実施例1と同様の装置に、ジエチレントリアミンを29
1.1g(2.82モル)及びアジピン酸392.7g
(2.69モル)を仕込む。次に窒素気流下で150℃
〜155℃に加温し、6時間脱水反応を行う。次に熱水
を900g加え、固形分39.5重量%のポリアミドポ
リアミン水溶液1490gを得た。次に、実施例2と同
様の装置に、ポリアミドポリアミン水溶液180.7g
と水70.3gを仕込み、エピクロロヒドリン48.6
g(ポリアミドポリアミンのアミノ基1モルに対し1.
4モル)を加え、45℃で反応を行い、粘度が300m
Pa・s(25℃)に達した後、水を100g加え、6
0重量%硫酸にてpH3.5に調整し、ポリアミドポリ
アミン−エピクロロヒドリン樹脂水溶液400gを得
た。
【0019】以上の実施例1〜5、及び比較例1〜3に
よる生成物の固形分、粘度、保存安定性を表1に示す。
【0020】
【0021】湿潤紙力試験 実施例1〜5及び比較例1〜3のポリアミドポリアミン
−エピクロロヒドリン樹脂を用いて湿潤時の紙力強度を
JIS P8113に準じて測定した結果を表2に示
す。 試験条件 使用パルプ:LBKP 叩解度(CSF):450ml 湿潤紙力増強剤添加率:0.3%(対パルプ固形分換
算) 抄紙坪量:100g/m プレス:4Kg/cm×5min 乾燥:110℃×5min
【0022】
【0023】
【発明の効果】従来のポリアミドポリアミン−エピクロ
ロヒドリン樹脂に比し、本発明により得られた樹脂は優
れた湿潤紙力増強効果を付与し、且つ高濃度でも安定性
が高く、実用上非常に有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成田 行徳 千葉県袖ヶ浦市北袖10 東邦化学工業株式 会社内 Fターム(参考) 4J043 PA15 QB57 RA06 SA06 SA07 SA08 SA09 SA42 TA12 TA21 TA31 TA66 TA70 TA71 TA72 XA03 YB02 YB08 YB29 YB31 ZB33 4L055 AG57 AG84 AG87 AH17 EA25 EA31 EA32 FA13 FA30

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二塩基性カルボン酸及び/又はその誘導
    体とポリアルキレンポリアミンとを反応し、該ポリアミ
    ドポリアミンのアミノ基に対し尿素を反応させたポリア
    ミドポリアミン尿素縮合物を合成した後、更に該縮合物
    のアミノ基に対しエピクロロヒドリンを反応させて得ら
    れるポリアミドポリアミン−エピクロロヒドリン樹脂を
    成分とする湿潤紙力増強用樹脂の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において二塩基性カルボン酸及
    び/又はその誘導体とポリアルキレンポリアミンとをモ
    ル比1:0.8〜1.4で反応させたポリアミドポリア
    ミンを合成し、次いで該ポリアミドポリアミンのアミノ
    基に対し尿素をモル比1:0.005〜0.4で反応を
    行ったポリアミドポリアミン尿素縮合物を合成し、更に
    該ポリアミドポリアミン尿素縮合物のアミノ基に対しエ
    ピクロロヒドリンをモル比1:0.7〜2.0で反応を
    行い、固形分20〜60重量%、pH2.0〜4.5と
    して得られる湿潤紙力増強用樹脂の製造方法。
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Cited By (4)

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