JP2003518166A - 両性蛍光増白剤、それらの水溶液、それらの製造および使用 - Google Patents
両性蛍光増白剤、それらの水溶液、それらの製造および使用Info
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- C07D251/68—Triazinylamino stilbenes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06L—DRY-CLEANING, WASHING OR BLEACHING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR MADE-UP FIBROUS GOODS; BLEACHING LEATHER OR FURS
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-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06L—DRY-CLEANING, WASHING OR BLEACHING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR MADE-UP FIBROUS GOODS; BLEACHING LEATHER OR FURS
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-
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Abstract
(57)【要約】
少なくとも1個のアニオン性置換基を含む少なくとも1個の増白特性基Xが、少なくとも1個の3級アミノ基Zを超えて、1個よりも多い4級アンモニウム基を含み且つ各炭化水素基が所望により1個以上のヘテロ原子により割り込みおよび/又は置換されていてもよい少なくとも1個の非発色性の本質的に脂肪族のポリ4級アンモニウム−炭化水素基Yに共有結合しているようなものを含有する水溶性両性蛍光増白剤(W)は、特に製紙において、驚くような増白特性を有し、およびそれらの水溶液の形状において注目すべき安定性がある。
Description
【0001】
紙の製造において、製造速度又は他の特性並びに製品の収量を改善するために
、歩留向上剤、脱水促進剤および/又は固定剤が使用されることは一般的である
。これらの補助剤は、大部分がカチオン特性であり、且つ蛍光増白された紙の製
造が望ましい場合には、アニオン性蛍光増白剤の使用により、アニオン性物質と
カチオン性物質の間の相互作用により沈殿が生じないように注意しなければなら
ない。このような望ましくない沈殿を避けるために、カチオン性試薬は通常、ア
ニオン性成分の添加から充分な時間経過後、シート形成直前の非常に短い時間内
で(すなわち、パルプを集成装置の紙シート形成部品に運搬する前数秒)もしく
はシート形成後のいずれかで添加される。
、歩留向上剤、脱水促進剤および/又は固定剤が使用されることは一般的である
。これらの補助剤は、大部分がカチオン特性であり、且つ蛍光増白された紙の製
造が望ましい場合には、アニオン性蛍光増白剤の使用により、アニオン性物質と
カチオン性物質の間の相互作用により沈殿が生じないように注意しなければなら
ない。このような望ましくない沈殿を避けるために、カチオン性試薬は通常、ア
ニオン性成分の添加から充分な時間経過後、シート形成直前の非常に短い時間内
で(すなわち、パルプを集成装置の紙シート形成部品に運搬する前数秒)もしく
はシート形成後のいずれかで添加される。
【0002】
英国特許第1489595号は、アミド性又は塩基性である第二級窒素を含む
アミノ基である限定された置換基をトリアジニル環に含む、 4,4’−ビス−
(トリ−アジニルアミノ)−スチルベン−2,2’−ジスルホン酸シリーズの蛍
光増白剤の広い範囲を開示している。この第二級窒素が塩基性である場合、該蛍
光増白剤は両性である。しかしこのような両性蛍光増白剤は、合成が困難であり
、且つそれらの水溶液のイオン特性はpHにより変動するので、それにつれて安
定性が変動することがあり;この英国特許第1489595号の例は全て、該第
二級窒素がアミド性である蛍光増白剤に関連している。英国特許第148959
5号の蛍光増白剤は、セルロース、ウール、合成ポリアミド又はポリウレタン、
とりわけ紙であるような基材に一般に塗布可能であることが説明されているが、
これらは特に紡織繊維および洗剤を蛍光増白することが意図されたものではない
。
アミノ基である限定された置換基をトリアジニル環に含む、 4,4’−ビス−
(トリ−アジニルアミノ)−スチルベン−2,2’−ジスルホン酸シリーズの蛍
光増白剤の広い範囲を開示している。この第二級窒素が塩基性である場合、該蛍
光増白剤は両性である。しかしこのような両性蛍光増白剤は、合成が困難であり
、且つそれらの水溶液のイオン特性はpHにより変動するので、それにつれて安
定性が変動することがあり;この英国特許第1489595号の例は全て、該第
二級窒素がアミド性である蛍光増白剤に関連している。英国特許第148959
5号の蛍光増白剤は、セルロース、ウール、合成ポリアミド又はポリウレタン、
とりわけ紙であるような基材に一般に塗布可能であることが説明されているが、
これらは特に紡織繊維および洗剤を蛍光増白することが意図されたものではない
。
【0003】
製紙において、アニオン性蛍光増白剤が通常使用され、これは主に4,4’−
ビス−(トリアジニルアミノ)−スチルベン−2,2’−ジスルホン酸シリーズ
であり、ある典型的代表は下記式の蛍光増白剤であり:
ビス−(トリアジニルアミノ)−スチルベン−2,2’−ジスルホン酸シリーズ
であり、ある典型的代表は下記式の蛍光増白剤であり:
【0004】
【化2】
【0005】
これは特にサイズプレスにおいて使用される。
【0006】
驚くべきことに、以下に定義するような蛍光増白特性を伴うある種の両性生成
物が、特に水溶液中、より詳細に述べると濃縮された溶液中において、蛍光増白
剤およびカチオン性補助剤の活性を一緒にする有益な多−官能性物質であること
がわかっており−特にこれらが高分子特性のものである場合−(例えば、紙製造
における歩留向上剤、脱水補助剤又は固定剤)、これは蛍光増白された紙の製造
においてシート形成の前、形成時又はその後のいずれかの時点で蛍光増白剤を添
加することを可能にする。更にこれらは、製紙において使用されるアニオン性補
助剤と予想を上回る相溶性もある。更に、驚くべきことにこれらの両性蛍光増白
剤の水溶液は予想外に安定していることがわかった。
物が、特に水溶液中、より詳細に述べると濃縮された溶液中において、蛍光増白
剤およびカチオン性補助剤の活性を一緒にする有益な多−官能性物質であること
がわかっており−特にこれらが高分子特性のものである場合−(例えば、紙製造
における歩留向上剤、脱水補助剤又は固定剤)、これは蛍光増白された紙の製造
においてシート形成の前、形成時又はその後のいずれかの時点で蛍光増白剤を添
加することを可能にする。更にこれらは、製紙において使用されるアニオン性補
助剤と予想を上回る相溶性もある。更に、驚くべきことにこれらの両性蛍光増白
剤の水溶液は予想外に安定していることがわかった。
【0007】
本発明は、定義された両性蛍光増白剤およびそれらの水溶液、並びにそれらの
製造および使用に関する。 従って、本発明は、少なくとも1個のアニオン性置換基を含む少なくとも1個
の増白特性基Xが、少なくとも1個の3級アミノ基Zを超えて、1個よりも多い
4級アンモニウム基を含み且つその各炭化水素基が所望により1個以上の更なる
ヘテロ原子により割り込みおよび/又は置換されていてもよい少なくとも1個の
非発色性の本質的に脂肪族のポリ(4級アンモニウム)−炭化水素基Yに共有結
合されているようなものを含む、水溶性両性蛍光増白剤(W)を提供する。
製造および使用に関する。 従って、本発明は、少なくとも1個のアニオン性置換基を含む少なくとも1個
の増白特性基Xが、少なくとも1個の3級アミノ基Zを超えて、1個よりも多い
4級アンモニウム基を含み且つその各炭化水素基が所望により1個以上の更なる
ヘテロ原子により割り込みおよび/又は置換されていてもよい少なくとも1個の
非発色性の本質的に脂肪族のポリ(4級アンモニウム)−炭化水素基Yに共有結
合されているようなものを含む、水溶性両性蛍光増白剤(W)を提供する。
【0008】
従ってこれらの両性蛍光増白剤は、更に本質的に下記平均式の構成単位からな
るように示すことができる: X’−Z−Y’ (Iw) (式中、X’は、Xの1当量、すなわちその共有原子価(covalent valence)
で除算したXを意味し、且つ Y’は、Yの1当量、すなわちその共有原子価で除算したYを意味する。)。
るように示すことができる: X’−Z−Y’ (Iw) (式中、X’は、Xの1当量、すなわちその共有原子価(covalent valence)
で除算したXを意味し、且つ Y’は、Yの1当量、すなわちその共有原子価で除算したYを意味する。)。
【0009】
増白特性基Xとして、蛍光増白剤の典型的UV−光吸収性および蛍光特性を提
供する特徴的共役システムを含む通常の蛍光増白剤の本質的構造成分を意味する
。
供する特徴的共役システムを含む通常の蛍光増白剤の本質的構造成分を意味する
。
【0010】
更に、蛍光増白剤基Xは、少なくとも1個のアニオン性置換基、特にさもなけ
れば従来アニオン性蛍光増白剤中に存在するものとして、好ましくは塩の形状で
ある主にカルボン酸基および/又はスルホン酸基を含む。この蛍光増白剤基は、
いずれかのアニオン性蛍光増白剤、好ましくはビストリアジニルアミノスチルベ
ンジスルホン酸シリーズの蛍光増白剤の基であることができ、これは下記式の特
徴的基を含んでいる:
れば従来アニオン性蛍光増白剤中に存在するものとして、好ましくは塩の形状で
ある主にカルボン酸基および/又はスルホン酸基を含む。この蛍光増白剤基は、
いずれかのアニオン性蛍光増白剤、好ましくはビストリアジニルアミノスチルベ
ンジスルホン酸シリーズの蛍光増白剤の基であることができ、これは下記式の特
徴的基を含んでいる:
【0011】
【化3】
【0012】
前述のポリ(4級アンモニウム)−炭化水素基Yは、好ましくは更にヘテロ原
子、より好ましくは酸素を、エーテル橋および/又はヒドロキシ基のいずれかの
形で含む。このポリ(4級アンモニウム)−炭化水素基Yは、所望によりより高
級ポリマー形へと架橋され得る。
子、より好ましくは酸素を、エーテル橋および/又はヒドロキシ基のいずれかの
形で含む。このポリ(4級アンモニウム)−炭化水素基Yは、所望によりより高
級ポリマー形へと架橋され得る。
【0013】
本発明の水溶性両性蛍光増白剤(W)は、それ自身通常の種類の添加および縮
合反応により、特に少なくとも1個の反応性ハロゲンを含む蛍光増白剤前駆体の
、1個よりも多い4級アンモニウム基を含む適当な対応する2級アミンとの反応
、および/又はそれらの対応する非−4級前駆体との脱ハロゲン化水素条件下で
の反応、その後の反応生成物の4級化により、生成することができる。より詳細
に述べると、本発明の両性蛍光増白剤の生成法は、下記式の蛍光増白剤前駆体(
B)が: X−(Hal)m (I) (式中、Halはハロゲン、好ましくは塩素を意味し、且つmは1〜4の範囲
の整数を意味する。)、 脱ハロゲン化水素条件下で、下記式のアミン(PA)と反応することを特徴と
している: (HNZ”)n−Y” (II) (式中、Y”は、Yの意味を有するか、もしくはYの非−4級前駆体を意味し
、 Z”は、Y”がYの意味を有する場合は、Zの意味を有し、もしくはY”がY
の非−4級前駆体であるならば、式−NR0−である(式中、R0は、所望によ
りヒドロキシ、ニトリル又はカルバモイルにより置換され且つ所望により酸素に
より割り込みされた低分子脂肪族基である。)か、もしくはY”に結合されてお
り、且つ nは、Y”に連結された反応性3級アミノ基の数を意味し、且つ少なくとも1
であり、且つ Y”がYの非−4級前駆体であるならば、これは更に少なくとも1個の4級ア
ンモニウム基の導入および/又は少なくとも1個の4級化可能なアミノ基の4級
化に適した反応剤(Q)と反応される。)。
合反応により、特に少なくとも1個の反応性ハロゲンを含む蛍光増白剤前駆体の
、1個よりも多い4級アンモニウム基を含む適当な対応する2級アミンとの反応
、および/又はそれらの対応する非−4級前駆体との脱ハロゲン化水素条件下で
の反応、その後の反応生成物の4級化により、生成することができる。より詳細
に述べると、本発明の両性蛍光増白剤の生成法は、下記式の蛍光増白剤前駆体(
B)が: X−(Hal)m (I) (式中、Halはハロゲン、好ましくは塩素を意味し、且つmは1〜4の範囲
の整数を意味する。)、 脱ハロゲン化水素条件下で、下記式のアミン(PA)と反応することを特徴と
している: (HNZ”)n−Y” (II) (式中、Y”は、Yの意味を有するか、もしくはYの非−4級前駆体を意味し
、 Z”は、Y”がYの意味を有する場合は、Zの意味を有し、もしくはY”がY
の非−4級前駆体であるならば、式−NR0−である(式中、R0は、所望によ
りヒドロキシ、ニトリル又はカルバモイルにより置換され且つ所望により酸素に
より割り込みされた低分子脂肪族基である。)か、もしくはY”に結合されてお
り、且つ nは、Y”に連結された反応性3級アミノ基の数を意味し、且つ少なくとも1
であり、且つ Y”がYの非−4級前駆体であるならば、これは更に少なくとも1個の4級ア
ンモニウム基の導入および/又は少なくとも1個の4級化可能なアミノ基の4級
化に適した反応剤(Q)と反応される。)。
【0014】
特に式(I)の蛍光増白剤前駆体として、好ましくは例えば下記式のビストリ
アジニルアミノスチルベンジスルホン酸シリーズの対応するアニオン性蛍光増白
剤の生成に典型的に使用されるような、通常の中間体を利用することができる:
アジニルアミノスチルベンジスルホン酸シリーズの対応するアニオン性蛍光増白
剤の生成に典型的に使用されるような、通常の中間体を利用することができる:
【0015】
【化4】
【0016】
(式中、R1、R2、R3およびR4は、各々独立して、アミン又はアルコー
ルの基を意味し、且つ Mは、水素、低分子アンモニウム又はアルカリ金属カチオンを意味する。)。
ルの基を意味し、且つ Mは、水素、低分子アンモニウム又はアルカリ金属カチオンを意味する。)。
【0017】
R1、R2、R3およびR4の意味において、アルコール基は、通常脂肪族ア
ルコール又はフェノールの基である。脂肪族アルコール基は、大部分はC1〜C 4 −アルコキシであり、フェノール基は、大部分は未置換のフェノキシである。
アミン基は、例えば所望により置換されたアニリノ又は脂肪族アミノ基−NR0 ’R0”である (式中、R0’は、水素、C1〜C4−アルキル、ベンジル、C2〜C3−ヒ
ドロキシアルキル又はカルボキシ−(C1〜C4−アルキル)を意味し、 R0”は、水素、C1〜C4−アルキル、C2〜C3−ヒドロキシアルキル、
スルホ−C1〜C3−アルキル、スルホC3〜C4−ヒドロキシアルキル、シア
ノ(C1〜C3−アルキル)、カルバモイル−(C1〜C3−アルキル)、カル
ボキシ−(C1〜C4−アルキル)、カルボキシ−[シアノ−(C2〜C3−ア
ルキル)]、カルボキシ−[カルバモイル−( C2〜C3−アルキル)]又は
ジカルボキシ−(C2〜C3−アルキル)を意味し、又は R0’およびR0”は、それらが連結された窒素と共にヘテロ環を形成してい
る。)。
ルコール又はフェノールの基である。脂肪族アルコール基は、大部分はC1〜C 4 −アルコキシであり、フェノール基は、大部分は未置換のフェノキシである。
アミン基は、例えば所望により置換されたアニリノ又は脂肪族アミノ基−NR0 ’R0”である (式中、R0’は、水素、C1〜C4−アルキル、ベンジル、C2〜C3−ヒ
ドロキシアルキル又はカルボキシ−(C1〜C4−アルキル)を意味し、 R0”は、水素、C1〜C4−アルキル、C2〜C3−ヒドロキシアルキル、
スルホ−C1〜C3−アルキル、スルホC3〜C4−ヒドロキシアルキル、シア
ノ(C1〜C3−アルキル)、カルバモイル−(C1〜C3−アルキル)、カル
ボキシ−(C1〜C4−アルキル)、カルボキシ−[シアノ−(C2〜C3−ア
ルキル)]、カルボキシ−[カルバモイル−( C2〜C3−アルキル)]又は
ジカルボキシ−(C2〜C3−アルキル)を意味し、又は R0’およびR0”は、それらが連結された窒素と共にヘテロ環を形成してい
る。)。
【0018】
R1およびR3は、好ましくは下記式の所望により置換されたアニリノ基を意
味する:
味する:
【0019】
【化5】
【0020】
(式中、R0”’は、水素、メチル、メトキシ又は塩素、好ましくは水素を意
味し、および、pは、0、1又は2を意味する。)、 又は脂肪族アミノ基−NR0’R0”であり、 R0’は好ましくはC1〜C2−アルキル、ベンジル、C2〜C3−ヒドロキ
シアルキル又はカルボキシ−(C1〜C2−アルキル)を意味し、 R0”は、好ましくはC2〜C3−ヒドロキシアルキル、カルバモイル−(C 1 〜C3−アルキル)、シアノ(C1〜C3−アルキル)又はカルボキシ−(C 1 〜C2−アルキル)を意味する。
味し、および、pは、0、1又は2を意味する。)、 又は脂肪族アミノ基−NR0’R0”であり、 R0’は好ましくはC1〜C2−アルキル、ベンジル、C2〜C3−ヒドロキ
シアルキル又はカルボキシ−(C1〜C2−アルキル)を意味し、 R0”は、好ましくはC2〜C3−ヒドロキシアルキル、カルバモイル−(C 1 〜C3−アルキル)、シアノ(C1〜C3−アルキル)又はカルボキシ−(C 1 〜C2−アルキル)を意味する。
【0021】
R0’およびR0”が、それらが連結された窒素と共にヘテロ環を形成してい
るならば、これは好ましくはモルホリン環又はカルボキシピロリジン環であり、 R2およびR4は、好ましくはメトキシ、フェノキシ、又はより好ましくは脂
肪族アミノ基−NR0’R0”である。 式(I)の2個の記号R1およびR3は、同じ意味又は異なる意味であること
ができる。これらは同じ意味であることが好ましい。 同様に同じく式(I)の2個の記号R2およびR4は、同じ意味又は異なる意
味であることができる。これらは同じ意味であることが好ましい。
るならば、これは好ましくはモルホリン環又はカルボキシピロリジン環であり、 R2およびR4は、好ましくはメトキシ、フェノキシ、又はより好ましくは脂
肪族アミノ基−NR0’R0”である。 式(I)の2個の記号R1およびR3は、同じ意味又は異なる意味であること
ができる。これらは同じ意味であることが好ましい。 同様に同じく式(I)の2個の記号R2およびR4は、同じ意味又は異なる意
味であることができる。これらは同じ意味であることが好ましい。
【0022】
式(I)の範囲の対応する前駆体は、下記式で表すことができる:
【0023】
【化6】
【0024】
(式中、R10、R20、R30およびR40は、各々独立して、塩素を意味
するか、もしくはR10、R20、R30およびR40の少なくとも1個は塩素
であるという条件で、各々、R1、R2、R3又はR4の少なくとも1個を意味
する。)。
するか、もしくはR10、R20、R30およびR40の少なくとも1個は塩素
であるという条件で、各々、R1、R2、R3又はR4の少なくとも1個を意味
する。)。
【0025】
好ましい式(Ib)の蛍光増白剤前駆体は、R10、R20、R30およびR 40
の少なくとも2個が、好ましくはR20およびR40が塩素を意味するもの
、特にR10およびR30は各々式(a)の基を意味するようなものである。従
って特に好ましい式(Ib)の前駆体は、下記式で表すことができる:
、特にR10およびR30は各々式(a)の基を意味するようなものである。従
って特に好ましい式(Ib)の前駆体は、下記式で表すことができる:
【0026】
【化7】
【0027】
ポリ4級アンモニウム−炭化水素基Y(Zを介して連結した)を導入するため
の反応剤は、特に好ましくは既に対応する数の4級アンモニウム基を含む2級ア
ミン、および好ましくは更にヘテロ原子、好ましくは酸素原子を含む2級アミン
である。好ましくは、この上記式(II)に示された反応剤は、2種のアミン種
(A)を伴う、脂肪族オリゴヒドロキシ化合物へのエピクロロヒドリン塩素末端
の付加物のオリゴ縮合体であり、一方はアミン(A1)、すなわち (A1’)4級アンモニウム基の導入に適したモノアミン、又は (A1”)1個以上の4級アンモニウム基の導入に適した、アミノ基が3級ア
ミノ基であり且つこれは1級又は2級アミノ基を含まないような、ジアミン又は
より高い官能価の所望により更に置換されたポリアミン、 又はこれら両方の組合せであり、 且つ他方は、(A2)付加物の塩素との反応時に2級アミノ基を生じるような
、モノ−1級アミンであり、 その結果この生成物は、蛍光増白剤前駆体(B)のハロゲンとの2級アミノ基
による反応が可能である。
の反応剤は、特に好ましくは既に対応する数の4級アンモニウム基を含む2級ア
ミン、および好ましくは更にヘテロ原子、好ましくは酸素原子を含む2級アミン
である。好ましくは、この上記式(II)に示された反応剤は、2種のアミン種
(A)を伴う、脂肪族オリゴヒドロキシ化合物へのエピクロロヒドリン塩素末端
の付加物のオリゴ縮合体であり、一方はアミン(A1)、すなわち (A1’)4級アンモニウム基の導入に適したモノアミン、又は (A1”)1個以上の4級アンモニウム基の導入に適した、アミノ基が3級ア
ミノ基であり且つこれは1級又は2級アミノ基を含まないような、ジアミン又は
より高い官能価の所望により更に置換されたポリアミン、 又はこれら両方の組合せであり、 且つ他方は、(A2)付加物の塩素との反応時に2級アミノ基を生じるような
、モノ−1級アミンであり、 その結果この生成物は、蛍光増白剤前駆体(B)のハロゲンとの2級アミノ基
による反応が可能である。
【0028】
エピクロロヒドリン−由来の縮合体は、好ましくはポリ4級であり、および少
なくとも3−工程合成により得ることができる架橋ポリマーであることができ、
ここで第1工程においてエピクロロヒドリンは、ヒドロキシ化合物と反応し、塩
素末端化された付加物を生じ;第2工程において、塩素末端化された付加物は、
4級アンモニウム基を導入するのに適したアミンと、特に−架橋生成物の生成の
ためには−2級アミン又は少なくとも2官能価3級アミンと反応され、更なる1
級アミン(A2)との反応のために未反応の末端塩素をいくつか残し;且つ、第
3工程において、(A2)はこの塩素と反応される。
なくとも3−工程合成により得ることができる架橋ポリマーであることができ、
ここで第1工程においてエピクロロヒドリンは、ヒドロキシ化合物と反応し、塩
素末端化された付加物を生じ;第2工程において、塩素末端化された付加物は、
4級アンモニウム基を導入するのに適したアミンと、特に−架橋生成物の生成の
ためには−2級アミン又は少なくとも2官能価3級アミンと反応され、更なる1
級アミン(A2)との反応のために未反応の末端塩素をいくつか残し;且つ、第
3工程において、(A2)はこの塩素と反応される。
【0029】
出発のヒドロキシ化合物として、好ましくは完全に脂肪族の化合物、例えば一
−又はオリゴ−官能価アルコールを使用することができる。 適当なヒドロキシ化合物は、炭化水素基中に最大6個、好ましくは3〜6個の
炭素原子を伴う、二−から六−官能価脂肪族アルコールであり、特に下記式であ
る: R−(OH)x1 (III) (式中、Rは、C3〜C6−アルカンのx1−価の基を意味し、および x1は、3からX中の炭素原子数までの数を意味する。)、 もしくはC2〜C3−アルカンジオールとの、式(IlI)のオリゴヒドロキ
シアルカンの混合物、 又は式(III)の1個以上のオリゴヒドロキシアルカンの混合物であり、 又は特に下記平均式であるポリアルキレングリコールである: HO−(アルキレン−O)x2−H (IV) (式中、アルキレンは、C2〜C4−アルキレンを意味し、 且つx2は2〜40の数を意味する。)。
−又はオリゴ−官能価アルコールを使用することができる。 適当なヒドロキシ化合物は、炭化水素基中に最大6個、好ましくは3〜6個の
炭素原子を伴う、二−から六−官能価脂肪族アルコールであり、特に下記式であ
る: R−(OH)x1 (III) (式中、Rは、C3〜C6−アルカンのx1−価の基を意味し、および x1は、3からX中の炭素原子数までの数を意味する。)、 もしくはC2〜C3−アルカンジオールとの、式(IlI)のオリゴヒドロキ
シアルカンの混合物、 又は式(III)の1個以上のオリゴヒドロキシアルカンの混合物であり、 又は特に下記平均式であるポリアルキレングリコールである: HO−(アルキレン−O)x2−H (IV) (式中、アルキレンは、C2〜C4−アルキレンを意味し、 且つx2は2〜40の数を意味する。)。
【0030】
好ましい式(Va)の化合物は、下記式のものである:
H−(CHOH)x3−H (III’)
(ここでx3は3〜6である。)。
【0031】
式(IV)のアルキレンは、エチレン、プロピレンおよび/又はブチレンであ
り、且つ式(IV)のポリアルキレングリコールは、ホモ−又はコ−ポリマーで
あり、好ましくは水溶性生成物(20℃およびpH7における水への溶解度が少
なくとも10g/l)である。式(IV)のポリアルキレングリコールとして、
エチレンオキシ−ユニットを支配的モル比で含むポリエチレングリコール又はコ
ポリアルキレングリコールが使用されることが好ましい。より好ましくは、ポリ
エチレングリコール、すなわちアルキレンはエチレンのみを意味するような式(
IV)の化合物が使用される。
り、且つ式(IV)のポリアルキレングリコールは、ホモ−又はコ−ポリマーで
あり、好ましくは水溶性生成物(20℃およびpH7における水への溶解度が少
なくとも10g/l)である。式(IV)のポリアルキレングリコールとして、
エチレンオキシ−ユニットを支配的モル比で含むポリエチレングリコール又はコ
ポリアルキレングリコールが使用されることが好ましい。より好ましくは、ポリ
エチレングリコール、すなわちアルキレンはエチレンのみを意味するような式(
IV)の化合物が使用される。
【0032】
ヒドロキシ基のエピクロロヒドリンとの反応により、エピクロロヒドリンのエ
ポキシ環は開環され、且つ2−ヒドロキシ−3−クロロ−プロピル−1基を含む
対応する付加物が形成される。この反応は、好ましくは他の溶媒の非存在下にお
いて実施され、且つ特にヒドロキシについては、例えばルイス酸、好ましくは例
えばそのエタン酸又は酢酸複合体の形での三フッ化ホウ素であるような、触媒の
存在下で実施される。この反応は発熱性であり、且つエピクロロヒドリンは、利
用できるヒドロキシ基と反応し、且つ反応が進行するにつれて、更に該反応時に
形成された2−ヒドロキシ−3−クロロプロピル−1基のヒドロキシ基と反応す
ることもでき、その結果、多官能価出発反応剤のヒドロキシ基の一部[例えば式
(III)]は、未反応のまま残留することさえもできる。モル比に応じて、出
発のヒドロキシ化合物の官能性およびその立体配置−特に式(III)のx1は
4〜6である場合−について、エピクロロヒドリンとの x1個のOH基の反応
の程度は、変動することができ、且つ例えば当初出発ポリオールに存在するOH
基の総数の15〜95%、多くは30〜90%の範囲であることができる。得ら
れた付加物は、塩素末端化された生成物である。
ポキシ環は開環され、且つ2−ヒドロキシ−3−クロロ−プロピル−1基を含む
対応する付加物が形成される。この反応は、好ましくは他の溶媒の非存在下にお
いて実施され、且つ特にヒドロキシについては、例えばルイス酸、好ましくは例
えばそのエタン酸又は酢酸複合体の形での三フッ化ホウ素であるような、触媒の
存在下で実施される。この反応は発熱性であり、且つエピクロロヒドリンは、利
用できるヒドロキシ基と反応し、且つ反応が進行するにつれて、更に該反応時に
形成された2−ヒドロキシ−3−クロロプロピル−1基のヒドロキシ基と反応す
ることもでき、その結果、多官能価出発反応剤のヒドロキシ基の一部[例えば式
(III)]は、未反応のまま残留することさえもできる。モル比に応じて、出
発のヒドロキシ化合物の官能性およびその立体配置−特に式(III)のx1は
4〜6である場合−について、エピクロロヒドリンとの x1個のOH基の反応
の程度は、変動することができ、且つ例えば当初出発ポリオールに存在するOH
基の総数の15〜95%、多くは30〜90%の範囲であることができる。得ら
れた付加物は、塩素末端化された生成物である。
【0033】
この塩素末端化された付加物は、その後適当なアミンと反応され、ポリ4級の
所望により架橋した生成物を生成し、例えば、簡単な3級アミン又は架橋してい
る4級アンモニウム基の提供が可能であるような架橋反応剤と反応し、これは3
級オリゴアミンまたは2級モノアミンであることが適している。このようなアミ
ンは、好ましくは下記式に相当し:
所望により架橋した生成物を生成し、例えば、簡単な3級アミン又は架橋してい
る4級アンモニウム基の提供が可能であるような架橋反応剤と反応し、これは3
級オリゴアミンまたは2級モノアミンであることが適している。このようなアミ
ンは、好ましくは下記式に相当し:
【0034】
【化8】
【0035】
(式中、YはC2〜C3−アルキレンを意味し、
yは、0〜3の数を意味し、
R’は、C1〜C3−アルキル又はC2〜C3−ヒドロキシアルキルを意味し
、 および、R”は、yが1〜3であるならば、R’を意味し、又は、yが0であ
るならば、水素を意味する。) これは特に反応剤として架橋をもたらし、ここで出発のオリゴヒドロキシ化合
物は式(III)であるか、又は下記式であり: N(R’)3 (VI) (式中、各記号R’は、先に指定された意味を有し、又は3個の記号R’はそ
れらが連結した窒素と共に、ピリジン環又はメチルピリジン環を形成する。)か
、又は
、 および、R”は、yが1〜3であるならば、R’を意味し、又は、yが0であ
るならば、水素を意味する。) これは特に反応剤として架橋をもたらし、ここで出発のオリゴヒドロキシ化合
物は式(III)であるか、又は下記式であり: N(R’)3 (VI) (式中、各記号R’は、先に指定された意味を有し、又は3個の記号R’はそ
れらが連結した窒素と共に、ピリジン環又はメチルピリジン環を形成する。)か
、又は
【0036】
【化9】
【0037】
(式中、R”’はC1〜C3−アルキルを意味し、且つ
wは2〜6の数を意味する。)、
この式(VI)および(VII)のアミンは、特に反応剤として適しており、
ここで出発のオリゴヒドロキシ化合物は式(IV)である。
ここで出発のオリゴヒドロキシ化合物は式(IV)である。
【0038】
任意の連鎖停止4級化反応について、例えば3級モノアミン、好ましくは式(
VI)を利用することができる。
VI)を利用することができる。
【0039】
式(V)のアミノ化合物として、公知のアミンを利用することができる。R’
およびR”のC1〜C3−アルキル基は、メチル、エチル、プロピル又はイソプ
ロピルであることができ、低分子のものは好ましくは特にメチルである。C2〜
C3−ヒドロキシアルキル基は、好ましくは2−ヒドロキシエチル又は−プロピ
ルである。C1〜C3−アルキル基およびC2〜C3−ヒドロキシアルキル基の
中で、C1〜C3−アルキル基が好ましく、特にメチルが好ましい。添字yは、
0〜3のいずれかの数、好ましくは0〜2、より好ましくは0又は1であること
ができる。式(V)の代表的アミンは、ジメチルアミン、ジエタノール−アミン
、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロピレンジアミン、N,N−
ジエタノール−N’,N’−ジメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレ
ントリアミンおよびヘキサメチルトリエチレンテトラアミン、とりわけ二官能価
アミン、特に低分子のものが好ましく、とりわけジメチルアミンおよびテトラメ
チルエチレンジアミンである。式(VI)の代表的アミンは、トリメチルアミン
、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、
トリエタノールアミンおよびピリジンであり、とりわけトリメチルアミンおよび
トリエチルアミンが好ましい。式(VII)において、添字wは、好ましくは2
又は3である。式(VII)の代表的アミンは、テトラメチルエチテンジアミン
、テトラメチルプロピレンジアミンおよびN,N−ジエタノール−N’,N’−
ジメチル−エチレンジアミンである。
およびR”のC1〜C3−アルキル基は、メチル、エチル、プロピル又はイソプ
ロピルであることができ、低分子のものは好ましくは特にメチルである。C2〜
C3−ヒドロキシアルキル基は、好ましくは2−ヒドロキシエチル又は−プロピ
ルである。C1〜C3−アルキル基およびC2〜C3−ヒドロキシアルキル基の
中で、C1〜C3−アルキル基が好ましく、特にメチルが好ましい。添字yは、
0〜3のいずれかの数、好ましくは0〜2、より好ましくは0又は1であること
ができる。式(V)の代表的アミンは、ジメチルアミン、ジエタノール−アミン
、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロピレンジアミン、N,N−
ジエタノール−N’,N’−ジメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレ
ントリアミンおよびヘキサメチルトリエチレンテトラアミン、とりわけ二官能価
アミン、特に低分子のものが好ましく、とりわけジメチルアミンおよびテトラメ
チルエチレンジアミンである。式(VI)の代表的アミンは、トリメチルアミン
、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、
トリエタノールアミンおよびピリジンであり、とりわけトリメチルアミンおよび
トリエチルアミンが好ましい。式(VII)において、添字wは、好ましくは2
又は3である。式(VII)の代表的アミンは、テトラメチルエチテンジアミン
、テトラメチルプロピレンジアミンおよびN,N−ジエタノール−N’,N’−
ジメチル−エチレンジアミンである。
【0040】
適当なモノ1級アミン(A2)は、例えば所望によりヒドロキシ、メトキシ、
3級アミノ、−CN又は−CONH2で置換された、モノ−C1〜C4−アルキ
ル−アミンは、例えばモノ−C2〜C4−ヒドロキシアルキル−アミン、モノ−
メチルアミン、モノ−エチルアミン、モノ−イソプロピルアミン、モノ−エタノ
ールアミン、モノ−イソプロパノールアミン、N,N−ジメチルアミノプロピル
アミンおよびN,N−ジエタノールアミノプロピルアミンである。
3級アミノ、−CN又は−CONH2で置換された、モノ−C1〜C4−アルキ
ル−アミンは、例えばモノ−C2〜C4−ヒドロキシアルキル−アミン、モノ−
メチルアミン、モノ−エチルアミン、モノ−イソプロピルアミン、モノ−エタノ
ールアミン、モノ−イソプロパノールアミン、N,N−ジメチルアミノプロピル
アミンおよびN,N−ジエタノールアミノプロピルアミンである。
【0041】
ポリカチオン性ポリ4級生成物は、アミンとの反応がポリマーをもたらすか又
は出発生成物が高分子である(例えば、ポリアルキレングリコールである)かま
たはこれらの両方である限り、少なくともポリマーであることができる。 4級化しているアミンのエピクロロヒドリン付加物に対するモル比は、1級ア
ミンとの反応のための分子において利用できる少なくとも1個の未反応塩素を有
するようなポリ4級中間生成物が生成されることを選択するのに適している。
は出発生成物が高分子である(例えば、ポリアルキレングリコールである)かま
たはこれらの両方である限り、少なくともポリマーであることができる。 4級化しているアミンのエピクロロヒドリン付加物に対するモル比は、1級ア
ミンとの反応のための分子において利用できる少なくとも1個の未反応塩素を有
するようなポリ4級中間生成物が生成されることを選択するのに適している。
【0042】
適当なモノ1級アミン(A2)は、例えば下記式に相当している:
H2N−アルキレン−G (VIII)
(式中、アルキレンは、C2〜C4−アルキレンを意味し、且つGは、水素、
C1〜C2−アルコキシ、CN、CONH2又は−N(R’)2を意味する。)
。
C1〜C2−アルコキシ、CN、CONH2又は−N(R’)2を意味する。)
。
【0043】
4級化しているアミンの式(III)の化合物のエピクロロヒドリン付加物に
対するモル比は、例えば、該反応が架橋である場合には、1モル当量の付加物に
ついて(塩素について)、アミン0.1〜0.3モルの±30%、例えば±10
%が、もしくは該反応が架橋でない場合は、この量の最大2倍が使用されるよう
に選択することができる。4級化しているアミンの式(IV)の化合物のエピク
ロロヒドリン付加物に対するモル比は、例えば、該反応が架橋である場合には、
1モル当量の付加物について(塩素について)、式(VII)のアミン0.6モ
ルの±30%、例えば±10%が、もしくは該反応が架橋でない場合は、この量
の最大2倍が使用されるように選択することができる。4級化しているアミンの
式(IV)の化合物のエピクロロヒドリン付加物に対するモル比は、例えば、該
反応が架橋である場合には、1モル当量の付加物について(塩素について)、式
(VI)のアミン0.4モルの±40%、例えば±20%が使用されるように選
択することができる。選択された反応成分および条件並びに所望の生成物に応じ
て、好ましい又は最適な比を、2、3の予備試験により選択することができる。
対するモル比は、例えば、該反応が架橋である場合には、1モル当量の付加物に
ついて(塩素について)、アミン0.1〜0.3モルの±30%、例えば±10
%が、もしくは該反応が架橋でない場合は、この量の最大2倍が使用されるよう
に選択することができる。4級化しているアミンの式(IV)の化合物のエピク
ロロヒドリン付加物に対するモル比は、例えば、該反応が架橋である場合には、
1モル当量の付加物について(塩素について)、式(VII)のアミン0.6モ
ルの±30%、例えば±10%が、もしくは該反応が架橋でない場合は、この量
の最大2倍が使用されるように選択することができる。4級化しているアミンの
式(IV)の化合物のエピクロロヒドリン付加物に対するモル比は、例えば、該
反応が架橋である場合には、1モル当量の付加物について(塩素について)、式
(VI)のアミン0.4モルの±40%、例えば±20%が使用されるように選
択することができる。選択された反応成分および条件並びに所望の生成物に応じ
て、好ましい又は最適な比を、2、3の予備試験により選択することができる。
【0044】
この生成物と反応しない塩素は、1級アミンと、好ましくは少なくとも70%
、より好ましくは完全に反応される。 これらの反応剤の濃度は、好ましくは水性混合物中の(PA)濃度が、10〜
75%、好ましくは20〜70質量%であるように選択される。
、より好ましくは完全に反応される。 これらの反応剤の濃度は、好ましくは水性混合物中の(PA)濃度が、10〜
75%、好ましくは20〜70質量%であるように選択される。
【0045】
4級化されているアミンの該付加物との反応は、好ましくは水性媒質中におい
て、および好ましくは例えば温度範囲50〜100℃、好ましくは60〜90℃
の加熱を伴い、実行される。この反応時、少なくとも開始時の該アミンの塩基度
は、アミンの付加物との、すなわちアルキル化剤として使用される塩素との、4
級アルキル化に充分なものである。この反応混合物のpHは、好ましくは4〜9
の範囲であり、開始時には好ましくは7〜9である。反応が進行するにつれて、
該混合物のアルカリ度および架橋アミンの濃度は低下する。この反応生成物にお
いて、所望の値よりも高い共有結合された塩化物の割合が存在するならば、例え
ば一官能価3級アミンであるような更なる反応剤を添加することができ、および
/又は出発架橋反応剤が2級モノアミンであるならば、アルカリ金属の水酸化物
、好ましくは水酸化ナトリウムのような、適当な強塩基を添加し、pHを好まし
くは7〜9の範囲に維持することができる。第一のアミン種との反応、すなわち
4級化が完了したもしくは所望の程度に到達した時点で、第2の種、すなわち1
級アミンが添加され、且つ反応が継続される。望ましいならば、更にこの反応が
完了した時点で、反応混合物は、通常の酸、好ましくは鉱酸(例えば塩酸、硫酸
又はリン酸)又は例えば炭素原子1〜6個の低分子脂肪族カルボン酸(例えばギ
酸、酢酸、クエン酸又は乳酸)の添加により、例えばpHが7以下に達するよう
、より好ましくは4〜7の範囲、最も好ましくは5〜6.5の範囲となるよう、
酸性化することができる。しかしこのような酸性化は通常は必要ない。架橋によ
り4級化が実行される場合、架橋反応の進行は、架橋度の経験値を提供する反応
混合物の粘度をチェックすることにより行うことができる。例えば、適当な粘度
は、200〜3000cPの範囲である。このプロセスの好ましい特徴に従い、
4級化は架橋を伴わずに行われる。
て、および好ましくは例えば温度範囲50〜100℃、好ましくは60〜90℃
の加熱を伴い、実行される。この反応時、少なくとも開始時の該アミンの塩基度
は、アミンの付加物との、すなわちアルキル化剤として使用される塩素との、4
級アルキル化に充分なものである。この反応混合物のpHは、好ましくは4〜9
の範囲であり、開始時には好ましくは7〜9である。反応が進行するにつれて、
該混合物のアルカリ度および架橋アミンの濃度は低下する。この反応生成物にお
いて、所望の値よりも高い共有結合された塩化物の割合が存在するならば、例え
ば一官能価3級アミンであるような更なる反応剤を添加することができ、および
/又は出発架橋反応剤が2級モノアミンであるならば、アルカリ金属の水酸化物
、好ましくは水酸化ナトリウムのような、適当な強塩基を添加し、pHを好まし
くは7〜9の範囲に維持することができる。第一のアミン種との反応、すなわち
4級化が完了したもしくは所望の程度に到達した時点で、第2の種、すなわち1
級アミンが添加され、且つ反応が継続される。望ましいならば、更にこの反応が
完了した時点で、反応混合物は、通常の酸、好ましくは鉱酸(例えば塩酸、硫酸
又はリン酸)又は例えば炭素原子1〜6個の低分子脂肪族カルボン酸(例えばギ
酸、酢酸、クエン酸又は乳酸)の添加により、例えばpHが7以下に達するよう
、より好ましくは4〜7の範囲、最も好ましくは5〜6.5の範囲となるよう、
酸性化することができる。しかしこのような酸性化は通常は必要ない。架橋によ
り4級化が実行される場合、架橋反応の進行は、架橋度の経験値を提供する反応
混合物の粘度をチェックすることにより行うことができる。例えば、適当な粘度
は、200〜3000cPの範囲である。このプロセスの好ましい特徴に従い、
4級化は架橋を伴わずに行われる。
【0046】
1級アミンとの反応は、好ましくは、攪拌および、例えば温度範囲50〜12
0℃、好ましくは60〜100℃の加熱により進行される。この反応は有利なこ
とに、脱ハロゲン化水素補助剤、特に塩基、好ましくはアルカリ金属の水酸化物
、炭酸塩又は炭酸水素塩の助けを借りて進行される。
0℃、好ましくは60〜100℃の加熱により進行される。この反応は有利なこ
とに、脱ハロゲン化水素補助剤、特に塩基、好ましくはアルカリ金属の水酸化物
、炭酸塩又は炭酸水素塩の助けを借りて進行される。
【0047】
蛍光増白剤前駆体(B)との(PA)の反応は、前記前駆体の各ハロゲンの、
特に塩素原子の反応に一般に適した温度およびpH範囲で実施することができ、
例えば、温度範囲は20〜100℃であり、pH値は4〜10の範囲であり、こ
れは特に塩素原子の数によって左右され;例えば、(Ib)において、R10、
R20、R30およびR40の4種が全て塩素を意味するならば、その中の2種
は、酸性から中性の条件(例えばpH4〜7)および温度範囲20〜50℃で反
応することができるが、従って他の2個の塩素原子は、より強力な反応条件、例
えばpH値範囲が6〜10および温度範囲が40〜100℃で反応することがで
きる。(B)が2個以上の反応性ハロゲン原子を含む場合、得られる生成物(W
)は、望ましいならば、更に相応して鎖延長および/又は(更なる)架橋され得
る。
特に塩素原子の反応に一般に適した温度およびpH範囲で実施することができ、
例えば、温度範囲は20〜100℃であり、pH値は4〜10の範囲であり、こ
れは特に塩素原子の数によって左右され;例えば、(Ib)において、R10、
R20、R30およびR40の4種が全て塩素を意味するならば、その中の2種
は、酸性から中性の条件(例えばpH4〜7)および温度範囲20〜50℃で反
応することができるが、従って他の2個の塩素原子は、より強力な反応条件、例
えばpH値範囲が6〜10および温度範囲が40〜100℃で反応することがで
きる。(B)が2個以上の反応性ハロゲン原子を含む場合、得られる生成物(W
)は、望ましいならば、更に相応して鎖延長および/又は(更なる)架橋され得
る。
【0048】
得られた水性組成物(W)、すなわち(WA)は、水溶液、すなわち真の溶液
又は少なくともコロイド溶液であり、ここで好ましくはスルホ基は、塩の形、よ
り好ましくは内部塩でない形であり;(WA)のpHは、好ましくは塩基性、例
えばpH10まで、有利なことにはpH7.5〜9.5の範囲である。溶液(W
)の粘度は、例えば前述と同じ範囲、すなわち200〜3000cPの範囲であ
る。(WA)は、生成されたまま直接、特に生成された濃縮形で使用することが
でき、もしくは−望ましいならば−例えば膜濾過により、塩の含量および/又は
濃度を変更することができ、および/又は更に望ましい成分のいずれか、特に該
組成物を微生物の何らかの有害な影響から保護する添加剤、例えば害のある微生
物の増殖を停止する添加剤、又は例えば市販されているような殺生物剤と、通常
このような添加剤についての推奨濃度、例えば液体組成物に対して0.001〜
0.1質量%の濃度で、一緒にすることができる。濃縮された水溶液(WA)の
(W)−含量は、広い範囲であることができ、且つ(W)−濃度が最大80質量
%、例えば20〜80質量%、好ましくは30〜80質量%の範囲であるような
、高濃度溶液を調製することが可能である。
又は少なくともコロイド溶液であり、ここで好ましくはスルホ基は、塩の形、よ
り好ましくは内部塩でない形であり;(WA)のpHは、好ましくは塩基性、例
えばpH10まで、有利なことにはpH7.5〜9.5の範囲である。溶液(W
)の粘度は、例えば前述と同じ範囲、すなわち200〜3000cPの範囲であ
る。(WA)は、生成されたまま直接、特に生成された濃縮形で使用することが
でき、もしくは−望ましいならば−例えば膜濾過により、塩の含量および/又は
濃度を変更することができ、および/又は更に望ましい成分のいずれか、特に該
組成物を微生物の何らかの有害な影響から保護する添加剤、例えば害のある微生
物の増殖を停止する添加剤、又は例えば市販されているような殺生物剤と、通常
このような添加剤についての推奨濃度、例えば液体組成物に対して0.001〜
0.1質量%の濃度で、一緒にすることができる。濃縮された水溶液(WA)の
(W)−含量は、広い範囲であることができ、且つ(W)−濃度が最大80質量
%、例えば20〜80質量%、好ましくは30〜80質量%の範囲であるような
、高濃度溶液を調製することが可能である。
【0049】
そのようにして生成された組成物は、蛍光増白剤としての成分(B)およびカ
チオン性成分(PA)の特性と組合せられ、後者は、例えば製紙における内部又
は外部機能性添加剤、例として、凝集剤、脱水促進剤、歩留向上剤又は固定剤で
あることができ、もしくはさもなければ蛍光増白剤を修飾し、且つ紙製造のあら
ゆる工程において並びにサイジングおよび塗工において驚くべき特性および相溶
性の両性生成物を提供することができる。本発明の(W)組成物(WA)は、特
に紙ウェブ又はシート形成の前、その間、またはその後のいずれかの時点でのア
ニオン性蛍光増白剤の添加の可能性を提供する。これは、本発明の多官能性組成
物は、迅速な紙シート形成を必要としないような、水性紙料にも添加することが
できることを意味する。
チオン性成分(PA)の特性と組合せられ、後者は、例えば製紙における内部又
は外部機能性添加剤、例として、凝集剤、脱水促進剤、歩留向上剤又は固定剤で
あることができ、もしくはさもなければ蛍光増白剤を修飾し、且つ紙製造のあら
ゆる工程において並びにサイジングおよび塗工において驚くべき特性および相溶
性の両性生成物を提供することができる。本発明の(W)組成物(WA)は、特
に紙ウェブ又はシート形成の前、その間、またはその後のいずれかの時点でのア
ニオン性蛍光増白剤の添加の可能性を提供する。これは、本発明の多官能性組成
物は、迅速な紙シート形成を必要としないような、水性紙料にも添加することが
できることを意味する。
【0050】
本発明の両性生成物(W)は更に、他のカチオン性添加剤もしくは紙料に存在
又は添加されるような成分、例えば歩留向上剤および/又はカチオン界面活性剤
と相溶性がある。
又は添加されるような成分、例えば歩留向上剤および/又はカチオン界面活性剤
と相溶性がある。
【0051】
従って本発明の具体的特徴は同じく、先に定義された水性(W)−溶液が、所
望により他のカチオン性補助剤の存在下において、機能性内部又は外部添加剤と
して使用されるような蛍光増白された紙の製造プロセスにより説明される。 本発明の両性生成物(W)は、便宜上前述の方法により生成された水性組成物
(WA)の形状において、同時に紙製造の補助物として、特に紙製造からのバッ
クウォータ(白水)中の例えば濁度のような、バックウォータ成分の量を減少す
るための固定剤として、および蛍光増白された紙を製造するための蛍光増白剤と
して利用することができる。
望により他のカチオン性補助剤の存在下において、機能性内部又は外部添加剤と
して使用されるような蛍光増白された紙の製造プロセスにより説明される。 本発明の両性生成物(W)は、便宜上前述の方法により生成された水性組成物
(WA)の形状において、同時に紙製造の補助物として、特に紙製造からのバッ
クウォータ(白水)中の例えば濁度のような、バックウォータ成分の量を減少す
るための固定剤として、および蛍光増白された紙を製造するための蛍光増白剤と
して利用することができる。
【0052】
従って本発明は、更に(W)が補助剤、特に固定剤として使用されるような水
性紙料からの、紙、特に紙ウェブ又はシートの製造の方法を提供する。「紙」と
して、ここでは板紙およびキャスト紙の形状も意図されている。水性紙料として
、製紙において使用されるような、あらゆる紙料が、特にセルロース紙料が意図
され、且つここでパルプ懸濁液は、製紙に通常使用されるあらゆる原料、例えば
バージン繊維(化学又は機械パルプ)、抄紙時損紙(特に塗工した損紙)および
再生紙(特にインク抜きされ且つ所望により漂白された再生紙)などに由来する
ことができる。この水性紙パルプ又は紙料は、ある特性に望ましいような更なる
添加剤、例えばサイズ剤、充填剤、凝集剤、脱水促進剤および/又は歩留向上剤
などを含有することもでき、これらは(W)の添加後に添加されることが好まし
い。この紙料濃度は、使用されたパルプ、機械、プロセスおよび望ましい紙質に
適した、従来の範囲、例えば乾燥パルプの0.4〜10%、好ましくは0.8〜
6質量%を変動することができる。本発明の具体的な特徴に従い、所望により他
のパルプと配合された、塗工損紙および/又は漂白された、インク抜きされた再
生紙からのパルプが使用される。
性紙料からの、紙、特に紙ウェブ又はシートの製造の方法を提供する。「紙」と
して、ここでは板紙およびキャスト紙の形状も意図されている。水性紙料として
、製紙において使用されるような、あらゆる紙料が、特にセルロース紙料が意図
され、且つここでパルプ懸濁液は、製紙に通常使用されるあらゆる原料、例えば
バージン繊維(化学又は機械パルプ)、抄紙時損紙(特に塗工した損紙)および
再生紙(特にインク抜きされ且つ所望により漂白された再生紙)などに由来する
ことができる。この水性紙パルプ又は紙料は、ある特性に望ましいような更なる
添加剤、例えばサイズ剤、充填剤、凝集剤、脱水促進剤および/又は歩留向上剤
などを含有することもでき、これらは(W)の添加後に添加されることが好まし
い。この紙料濃度は、使用されたパルプ、機械、プロセスおよび望ましい紙質に
適した、従来の範囲、例えば乾燥パルプの0.4〜10%、好ましくは0.8〜
6質量%を変動することができる。本発明の具体的な特徴に従い、所望により他
のパルプと配合された、塗工損紙および/又は漂白された、インク抜きされた再
生紙からのパルプが使用される。
【0053】
両性ポリカチオン性生成物(W)は、好ましくは乾燥パルプの0.05〜0.
5質量%、より好ましくは0.1〜0.4質量%の範囲で濃度で使用される。そ
のpHは、弱塩基性から明らかに酸性の範囲であり、好ましくはpH4〜pH8
の範囲、より好ましくはpH5〜pH7である。この紙は、通常の紙製造装置の
いずれかをそれ自身の通常の方法を用いて製造することができる。得られるバッ
クウォータは、夾雑物含量が低下し、特に濁度が低下し、且つ結果的に各々のB
ODおよび/又はCOD値も低下される。(W)の使用により、更に凝集剤、歩
留向上剤又は脱水促進剤のような、他のカチオン性ウェットエンド添加剤の効率
の改善を実施することもでき、且つ最適品質の紙を得ると同時に、アニオン性夾
雑物の破壊のために紙の破損の発生が相対的に低下し、且つ蛍光増白剤の効能が
最適であり且つ極めて均一な白色度の紙が高収量で入手できる。このようにして
製造された紙は、特にインクジェット印刷の基材として使用することができる。
5質量%、より好ましくは0.1〜0.4質量%の範囲で濃度で使用される。そ
のpHは、弱塩基性から明らかに酸性の範囲であり、好ましくはpH4〜pH8
の範囲、より好ましくはpH5〜pH7である。この紙は、通常の紙製造装置の
いずれかをそれ自身の通常の方法を用いて製造することができる。得られるバッ
クウォータは、夾雑物含量が低下し、特に濁度が低下し、且つ結果的に各々のB
ODおよび/又はCOD値も低下される。(W)の使用により、更に凝集剤、歩
留向上剤又は脱水促進剤のような、他のカチオン性ウェットエンド添加剤の効率
の改善を実施することもでき、且つ最適品質の紙を得ると同時に、アニオン性夾
雑物の破壊のために紙の破損の発生が相対的に低下し、且つ蛍光増白剤の効能が
最適であり且つ極めて均一な白色度の紙が高収量で入手できる。このようにして
製造された紙は、特にインクジェット印刷の基材として使用することができる。
【0054】
本発明の両性蛍光増白剤は、製紙のいずれかの工程および組成物に、特に水性
サイジング組成物中および塗工ペースト中に適用することができ、且つ従って本
発明は、更に本発明の両性蛍光増白剤(W)および常用の更なる紙サイジング成
分を含有する水性紙サイジング組成物も提供し、並びに本発明は更に本発明の両
性蛍光増白剤(W)および常用の更なる塗工ペースト成分、特に充填剤および/
又はピグメントおよび所望により樹脂および/又は結合剤および所望により界面
活性剤を含有する水性紙塗工ペーストも提供し、ここでこれらの常用の成分は、
特に記さない限りはサイジング又は塗工組成物において通常使用される様な濃度
で使用することができる。
サイジング組成物中および塗工ペースト中に適用することができ、且つ従って本
発明は、更に本発明の両性蛍光増白剤(W)および常用の更なる紙サイジング成
分を含有する水性紙サイジング組成物も提供し、並びに本発明は更に本発明の両
性蛍光増白剤(W)および常用の更なる塗工ペースト成分、特に充填剤および/
又はピグメントおよび所望により樹脂および/又は結合剤および所望により界面
活性剤を含有する水性紙塗工ペーストも提供し、ここでこれらの常用の成分は、
特に記さない限りはサイジング又は塗工組成物において通常使用される様な濃度
で使用することができる。
【0055】
更に驚くべきことに、先に定義したような両性生成物(W)又は各々それらの
水性組成物(WA)の生成物で、無機ピグメント又は充填剤をカチオン修飾する
ことにより、例えば無機生成物の白色度、又は加工性および懸濁液中の一定の分
散のような、処理された無機物質の物理的形状において、注目すべき特性を持つ
生成物を実現することができることがわかった。
水性組成物(WA)の生成物で、無機ピグメント又は充填剤をカチオン修飾する
ことにより、例えば無機生成物の白色度、又は加工性および懸濁液中の一定の分
散のような、処理された無機物質の物理的形状において、注目すべき特性を持つ
生成物を実現することができることがわかった。
【0056】
従って本発明は、O.1〜40μmの粒度の粒状無機白色ピグメント(M)お
よび適用された両性生成物(W)から本質的になる、粒状のカチオン修飾された
白色ピグメント(Wp)も提供する。 従って本発明は、より詳細に述べると、粒状無機白色ピグメント(M)の(W
)によるカチオン性修飾された生成物(Wp)への修飾に関する。
よび適用された両性生成物(W)から本質的になる、粒状のカチオン修飾された
白色ピグメント(Wp)も提供する。 従って本発明は、より詳細に述べると、粒状無機白色ピグメント(M)の(W
)によるカチオン性修飾された生成物(Wp)への修飾に関する。
【0057】
(M)は一般に、白色ピグメント又は充填剤(又はローディング剤)として通
常使用されるような、公知の無機物質を含み、これらは詳細に述べると製紙にお
いて通常無色の形状で使用され、且つ塗料、ラッカー、化粧品、プラスチック、
建築資材などのような他の技術分野においても同様に使用される。製紙について
は大きい懸念があり、その理由は製紙産業において、製紙工程における歩留およ
び水切れを向上するために使用される添加剤による蛍光増白剤の消光の問題点が
存在するからである。 本明細書において使用される用語「ピグメント」は、同じ物質が充填剤又はピ
グメントとして使用され得る限りは、用語「充填剤」も含むことが意図されてい
る。
常使用されるような、公知の無機物質を含み、これらは詳細に述べると製紙にお
いて通常無色の形状で使用され、且つ塗料、ラッカー、化粧品、プラスチック、
建築資材などのような他の技術分野においても同様に使用される。製紙について
は大きい懸念があり、その理由は製紙産業において、製紙工程における歩留およ
び水切れを向上するために使用される添加剤による蛍光増白剤の消光の問題点が
存在するからである。 本明細書において使用される用語「ピグメント」は、同じ物質が充填剤又はピ
グメントとして使用され得る限りは、用語「充填剤」も含むことが意図されてい
る。
【0058】
無機ピグメント(M)は、天然のおよび所望により物理的に修飾された、又は
合成により生成された物質、並びに好ましくは特に紙塗工において使用されるよ
うな物質もしくは紙シート中の充填剤又はローディング剤のような物質、並びに
例えばサイジング又は更に紙パルプ懸濁液中に添加される物質であることができ
る。(M)は、鉱物性物質および合成により生成された無機物質、例えばシリカ
、アルミナ、二酸化チタン、酸化亜鉛および硫化亜鉛、並びに低い原子価の金属
イオン、主にアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン又は土類金属イオン
、特にナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムおよび/又
はアルミニウムの無機塩、例えばケイ酸塩、アルミン酸塩、チタン酸塩、硫酸塩
および炭酸塩などを含むことができる。以下に例を挙げる:二酸化チタン(ルチ
ル、アナタース)、チタン酸カリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、リトポン、硫酸カ
ルシウム(セッコウ又は無水物)、様々な形のシリカ(例えば、ケイソウ土のよ
うな非晶質シリカ)、アルミナ三水和物、シリコアルミン酸ナトリウム(sodium
silico-aluminate)、タルク(MgO・4SiO2・H2O)、硫酸バリウム
(重晶石、不変白)、スルホアルミン酸カルシウム(サテンホワイト)、白石綿
、白色度が様々な陶土(主に、Al2O3・SiO2・H20および所望により
更に金属酸化物、例えば酸化鉄、二酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化カルシ
ウム、酸化ナトリウムおよび/又は酸化カリウムを含有する)および様々な形状
の炭酸カルシウム(鉱物の天然形又は合成沈殿形および/又は結晶形)。これら
は、市販の形状で、特に白色度>80、主に>82(ISO法に従い測定)のよ
うな、様々な白色度で、使用することができるが、例えば白色度≦82、又は≦
80でさえもあるような、例えば70〜80の範囲のようなより低い白色生成物
も使用することができる。
合成により生成された物質、並びに好ましくは特に紙塗工において使用されるよ
うな物質もしくは紙シート中の充填剤又はローディング剤のような物質、並びに
例えばサイジング又は更に紙パルプ懸濁液中に添加される物質であることができ
る。(M)は、鉱物性物質および合成により生成された無機物質、例えばシリカ
、アルミナ、二酸化チタン、酸化亜鉛および硫化亜鉛、並びに低い原子価の金属
イオン、主にアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン又は土類金属イオン
、特にナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムおよび/又
はアルミニウムの無機塩、例えばケイ酸塩、アルミン酸塩、チタン酸塩、硫酸塩
および炭酸塩などを含むことができる。以下に例を挙げる:二酸化チタン(ルチ
ル、アナタース)、チタン酸カリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、リトポン、硫酸カ
ルシウム(セッコウ又は無水物)、様々な形のシリカ(例えば、ケイソウ土のよ
うな非晶質シリカ)、アルミナ三水和物、シリコアルミン酸ナトリウム(sodium
silico-aluminate)、タルク(MgO・4SiO2・H2O)、硫酸バリウム
(重晶石、不変白)、スルホアルミン酸カルシウム(サテンホワイト)、白石綿
、白色度が様々な陶土(主に、Al2O3・SiO2・H20および所望により
更に金属酸化物、例えば酸化鉄、二酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化カルシ
ウム、酸化ナトリウムおよび/又は酸化カリウムを含有する)および様々な形状
の炭酸カルシウム(鉱物の天然形又は合成沈殿形および/又は結晶形)。これら
は、市販の形状で、特に白色度>80、主に>82(ISO法に従い測定)のよ
うな、様々な白色度で、使用することができるが、例えば白色度≦82、又は≦
80でさえもあるような、例えば70〜80の範囲のようなより低い白色生成物
も使用することができる。
【0059】
(M)の粒度は、例えば研磨および/又は摩耗および/又は−必要ならば−篩
分けおよびスクリーニングによる、又は適当な沈降および/又は(微)結晶化法
によるような、常法により得ることができる、平均0.1〜40μmの範囲であ
る。市販の製品は、大部分一般に一定の割合の0.1μmよりも小さい粒子(粉
塵)および/又は40μmよりも大きい顆粒を一部含有し;好ましくはこれらの
比較的大きい寸法の成分は、≦20質量%、より好ましくは≦10質量%である
。好ましくはこのような無機ピグメント(M)の平均粒度は、0.1〜20μm
、より好ましくは0.2〜10μm、最も好ましくは0.2〜5μmの範囲内で
ある。好ましくは粒子の少なくとも75%、好ましくは≧80%がこの範囲内で
ある。前述のピグメント(M)の中でも、とりわけケイ酸塩を含有するものが好
ましく、特にカオリン、および特別には炭酸塩、特に炭酸カルシウムを含有する
ものが好ましい。
分けおよびスクリーニングによる、又は適当な沈降および/又は(微)結晶化法
によるような、常法により得ることができる、平均0.1〜40μmの範囲であ
る。市販の製品は、大部分一般に一定の割合の0.1μmよりも小さい粒子(粉
塵)および/又は40μmよりも大きい顆粒を一部含有し;好ましくはこれらの
比較的大きい寸法の成分は、≦20質量%、より好ましくは≦10質量%である
。好ましくはこのような無機ピグメント(M)の平均粒度は、0.1〜20μm
、より好ましくは0.2〜10μm、最も好ましくは0.2〜5μmの範囲内で
ある。好ましくは粒子の少なくとも75%、好ましくは≧80%がこの範囲内で
ある。前述のピグメント(M)の中でも、とりわけケイ酸塩を含有するものが好
ましく、特にカオリン、および特別には炭酸塩、特に炭酸カルシウムを含有する
ものが好ましい。
【0060】
無機ピグメント(M)は、その表面に、市販の通常の分散剤又は湿潤剤、例え
ばポリリン酸塩を、適当な低濃度で、通常<0.5質量%、好ましくは<0.3
質量%含有することができる。本発明の目的のためには、このような界面活性剤
の存在は必須ではなく、且つ(M)は更に分散剤又は湿潤剤を除外してもよい。
ばポリリン酸塩を、適当な低濃度で、通常<0.5質量%、好ましくは<0.3
質量%含有することができる。本発明の目的のためには、このような界面活性剤
の存在は必須ではなく、且つ(M)は更に分散剤又は湿潤剤を除外してもよい。
【0061】
前述のように、(M)は、市販の形状で使用することができ、特に乾燥形又は
例えば固形分40〜70質量%の範囲の濃縮した水性スラリー形で使用すること
ができる。
例えば固形分40〜70質量%の範囲の濃縮した水性スラリー形で使用すること
ができる。
【0062】
好ましいピグメントおよび充填剤(M)は、例えば5〜24m2/g、好まし
くは7〜18m2/gのような比表面積を有する。 従って、カチオン修飾されたピグメント(Wp)の生成について、(M)は(
WA)と混合することができる。 更なる変形において、溶液(WA)は、混合により乾燥(M)−粉末上に噴霧
することができる。 生成された水性(Wp)懸濁液は、望ましいならば、濾過し且つ乾燥し、乾燥
した対応する粒度の粒状白色ピグメント(Wp)とすることができる。望ましい
ならば、より大きい凝集粒子に、例えば成形により例えば顆粒、ペレット又は錠
剤へと凝集することができる。
くは7〜18m2/gのような比表面積を有する。 従って、カチオン修飾されたピグメント(Wp)の生成について、(M)は(
WA)と混合することができる。 更なる変形において、溶液(WA)は、混合により乾燥(M)−粉末上に噴霧
することができる。 生成された水性(Wp)懸濁液は、望ましいならば、濾過し且つ乾燥し、乾燥
した対応する粒度の粒状白色ピグメント(Wp)とすることができる。望ましい
ならば、より大きい凝集粒子に、例えば成形により例えば顆粒、ペレット又は錠
剤へと凝集することができる。
【0063】
従って本発明は、更に水性懸濁液の形状の白色ピグメント(Wp)の製造のプ
ロセスを提供し、ここで水性懸濁液(M)は(WA)と混合され、更に乾燥形の
白色ピグメント(Wp)の製造プロセスも提供し、ここで水性懸濁液(M)は(
WA)と混合され、この懸濁液は濾過され、且つ残渣は乾燥され、且つ所望によ
り成形される。 このプロセスは、特に、反応を妨害するように干渉するであろう更なる機能性
添加剤の実質的に非存在下で、特に他の機能性製紙用添加剤および成分(樹脂、
繊維および/又は紙−サイジング成分など)の非存在下で、実施される。
ロセスを提供し、ここで水性懸濁液(M)は(WA)と混合され、更に乾燥形の
白色ピグメント(Wp)の製造プロセスも提供し、ここで水性懸濁液(M)は(
WA)と混合され、この懸濁液は濾過され、且つ残渣は乾燥され、且つ所望によ
り成形される。 このプロセスは、特に、反応を妨害するように干渉するであろう更なる機能性
添加剤の実質的に非存在下で、特に他の機能性製紙用添加剤および成分(樹脂、
繊維および/又は紙−サイジング成分など)の非存在下で、実施される。
【0064】
(W)対(M)の質量比は、(Wp)中の(M)のカチオン性修飾の望ましい
程度に応じて、広範に変動することができ;これは、例えば、0.01:100
〜10:100の範囲、好ましくは0.2:100〜5:100、より好ましく
は0.3:100〜4:100の範囲であることができる。成形した乾燥形状に
ついては、この質量比は、好ましくは0.01:100〜3:100であり、よ
り好ましくは0.2:100〜2:100である。
程度に応じて、広範に変動することができ;これは、例えば、0.01:100
〜10:100の範囲、好ましくは0.2:100〜5:100、より好ましく
は0.3:100〜4:100の範囲であることができる。成形した乾燥形状に
ついては、この質量比は、好ましくは0.01:100〜3:100であり、よ
り好ましくは0.2:100〜2:100である。
【0065】
(W)は、水溶液の形状ー例えば0.1g/lから飽和限界までの濃度ーで、
いずれか適当な方法により(M)へ適用することができる。(M)が水性スラリ
ーの形状で使用される場合、(WA)は、濃縮された溶液−例えば濃度範囲1g
/lから飽和限界までの、好ましくは5g/l〜40g/lーであることが好ま
しく、且つこれは望ましい割合で例えば普通攪拌(plain stirring)により、並
びに所望により温度範囲5〜60℃の加熱又は冷却、好ましくは10〜40℃、
より好ましくは例えば温度範囲25〜40℃のわずかな加熱により、もしくは加
熱も冷却もしない周囲条件で、混合することができる。(M)が乾燥形状である
ならば、噴霧可能であり、好ましくはより希釈された溶液(W)−例えば濃度範
囲0.1〜20g/l、好ましくは0.5〜10g/l−は、例えば噴霧又は混
合により、所望により温度範囲5〜60℃の加熱又は冷却、好ましくは10〜4
0℃、より好ましくは例えば温度範囲25〜40℃のわずかな加熱により、もし
くは加熱も冷却もしない周囲条件で、適用することができる。 溶液(WA)のpHは、広範な範囲であることができ、例えば弱酸から弱塩基
の範囲、特にpH5〜pH8、好ましくはpH5.5〜pH7.5であることが
できる。
いずれか適当な方法により(M)へ適用することができる。(M)が水性スラリ
ーの形状で使用される場合、(WA)は、濃縮された溶液−例えば濃度範囲1g
/lから飽和限界までの、好ましくは5g/l〜40g/lーであることが好ま
しく、且つこれは望ましい割合で例えば普通攪拌(plain stirring)により、並
びに所望により温度範囲5〜60℃の加熱又は冷却、好ましくは10〜40℃、
より好ましくは例えば温度範囲25〜40℃のわずかな加熱により、もしくは加
熱も冷却もしない周囲条件で、混合することができる。(M)が乾燥形状である
ならば、噴霧可能であり、好ましくはより希釈された溶液(W)−例えば濃度範
囲0.1〜20g/l、好ましくは0.5〜10g/l−は、例えば噴霧又は混
合により、所望により温度範囲5〜60℃の加熱又は冷却、好ましくは10〜4
0℃、より好ましくは例えば温度範囲25〜40℃のわずかな加熱により、もし
くは加熱も冷却もしない周囲条件で、適用することができる。 溶液(WA)のpHは、広範な範囲であることができ、例えば弱酸から弱塩基
の範囲、特にpH5〜pH8、好ましくはpH5.5〜pH7.5であることが
できる。
【0066】
本発明に従い、特に蛍光増白した紙の製造および無機白色ピグメント又は充填
剤の処理において、特に白色度および収量において、高い安定性および注目すべ
き性能特性の両性蛍光増白剤溶液、すなわち(WA)が製造される。 下記の例において、部およびパーセントは、特に記さない限りは、質量で示さ
れており;質量部/容量部は、グラム対ミリリットルであり;温度は摂氏で示さ
れており;例CおよびDの°SRは、ショッパー・リーグラー度を意味し、且つ
出発水性パルプ懸濁液の質量に対する百分率である。
剤の処理において、特に白色度および収量において、高い安定性および注目すべ
き性能特性の両性蛍光増白剤溶液、すなわち(WA)が製造される。 下記の例において、部およびパーセントは、特に記さない限りは、質量で示さ
れており;質量部/容量部は、グラム対ミリリットルであり;温度は摂氏で示さ
れており;例CおよびDの°SRは、ショッパー・リーグラー度を意味し、且つ
出発水性パルプ懸濁液の質量に対する百分率である。
【0067】 例1
[両性蛍光増白剤1]
D−ソルビトール35.2部およびグリセロール17.8部の混合物を、溶
液が形成されるまで、90℃に加熱した。攪拌した溶液を、80℃に冷却し、且
つ三フッ化ホウ素−酢酸複合体0.25部で処理した。攪拌を、80℃で10分
間、触媒が完全に消失するまで継続した。次に、攪拌した混合物に、エピクロロ
ヒドリン136.4部を、80〜85℃で1時間かけて添加した。一旦添加が完
了したら、反応混合物を30℃に冷却し、N,N−ジメチルエタノールアミン9
9.8部で処理し、且つ90℃で3時間加熱した。その後反応混合物を更に、エ
タノールアミン17.1部で90℃で2時間処理し、水混和性カチオン性中間体
(1c)を得た。
液が形成されるまで、90℃に加熱した。攪拌した溶液を、80℃に冷却し、且
つ三フッ化ホウ素−酢酸複合体0.25部で処理した。攪拌を、80℃で10分
間、触媒が完全に消失するまで継続した。次に、攪拌した混合物に、エピクロロ
ヒドリン136.4部を、80〜85℃で1時間かけて添加した。一旦添加が完
了したら、反応混合物を30℃に冷却し、N,N−ジメチルエタノールアミン9
9.8部で処理し、且つ90℃で3時間加熱した。その後反応混合物を更に、エ
タノールアミン17.1部で90℃で2時間処理し、水混和性カチオン性中間体
(1c)を得た。
【0068】
中間体(1c)は、50〜60℃で攪拌し、且つ20%水性懸濁液の形状の下
記式(Ia)の蛍光増白剤前駆体100.7部:
記式(Ia)の蛍光増白剤前駆体100.7部:
【0069】
【化10】
【0070】
および炭酸水素ナトリウム18.1部で処理した。この反応混合物を還流温度
で4時間加熱し、両性蛍光増白剤1の水溶液を得、これはそのまま使用した。
で4時間加熱し、両性蛍光増白剤1の水溶液を得、これはそのまま使用した。
【0071】 例2
[両性蛍光増白剤2]
D−ソルビトール35.2部およびグリセロール17.8部の混合物を、溶液
が形成されるまで、90℃に加熱した。攪拌した溶液を、80℃に冷却し、且つ
三フッ化ホウ素−酢酸複合体0.25部で処理した。攪拌を、80℃で10分間
、触媒が完全に消失するまで継続した。次に、攪拌した混合物に、エピクロロヒ
ドリン64.2部を、80〜85℃で1時間かけて添加した。一旦添加が完了し
たら、反応混合物を30℃に冷却し、トリエチルアミン50.0部で処理し、且
つ90℃で3時間加熱した。その後反応混合物を更に、イソプロパノールアミン
12.4部で90℃で2時間処理し、水混和性カチオン性中間体(2c)を得た
。
が形成されるまで、90℃に加熱した。攪拌した溶液を、80℃に冷却し、且つ
三フッ化ホウ素−酢酸複合体0.25部で処理した。攪拌を、80℃で10分間
、触媒が完全に消失するまで継続した。次に、攪拌した混合物に、エピクロロヒ
ドリン64.2部を、80〜85℃で1時間かけて添加した。一旦添加が完了し
たら、反応混合物を30℃に冷却し、トリエチルアミン50.0部で処理し、且
つ90℃で3時間加熱した。その後反応混合物を更に、イソプロパノールアミン
12.4部で90℃で2時間処理し、水混和性カチオン性中間体(2c)を得た
。
【0072】
中間体(2c)は、50〜60℃で攪拌し、且つ30%水性懸濁液の形状の下
記式(2a)の蛍光増白剤前駆体86.2部:
記式(2a)の蛍光増白剤前駆体86.2部:
【0073】
【化11】
【0074】
および炭酸水素ナトリウム12.9部で処理した。この反応混合物を還流温度
で4時間加熱し、両性蛍光増白剤2の水溶液を得、これはそのまま使用した。
で4時間加熱し、両性蛍光増白剤2の水溶液を得、これはそのまま使用した。
【0075】 例3
[両性蛍光増白剤3]
D−ソルビトール35.2部およびグリセロール17.8部の混合物を、溶液
が形成されるまで、90℃に加熱した。攪拌した溶液を、80℃に冷却し、且つ
三フッ化ホウ素−酢酸複合体0.25部で処理した。攪拌を、80℃で10分間
、触媒が完全に消失するまで継続した。次に、攪拌した混合物に、エピクロロヒ
ドリン106.0部を、80〜85℃で1時間かけて添加した。一旦添加が完了
したら、反応混合物を30℃に冷却し、ジメチルアミン19.4部で処理し、且
つ90℃で1時間加熱した。その後反応混合物を55℃に冷却し、且つ30%水
酸化ナトリウム水溶液によりpHを8に調節した。55〜60℃で1時間経過後
、反応混合液を、エタノールアミン17.5部で処理し、95〜100℃および
pH8(30%水酸化ナトリウム)で更に2時間加熱し、水混和性カチオン性中
間体(3c)を得た。
が形成されるまで、90℃に加熱した。攪拌した溶液を、80℃に冷却し、且つ
三フッ化ホウ素−酢酸複合体0.25部で処理した。攪拌を、80℃で10分間
、触媒が完全に消失するまで継続した。次に、攪拌した混合物に、エピクロロヒ
ドリン106.0部を、80〜85℃で1時間かけて添加した。一旦添加が完了
したら、反応混合物を30℃に冷却し、ジメチルアミン19.4部で処理し、且
つ90℃で1時間加熱した。その後反応混合物を55℃に冷却し、且つ30%水
酸化ナトリウム水溶液によりpHを8に調節した。55〜60℃で1時間経過後
、反応混合液を、エタノールアミン17.5部で処理し、95〜100℃および
pH8(30%水酸化ナトリウム)で更に2時間加熱し、水混和性カチオン性中
間体(3c)を得た。
【0076】
中間体(3c)は、50〜60℃で攪拌し、且つ20%水性懸濁液の形状の下
記式(1a)の蛍光増白剤前駆体102.8部で処理した。この反応混合物を9
5〜100℃で4時間、pH8(30%水酸化ナトリウム)で加熱し、両性蛍光
増白剤3の水溶液を得、これはそのまま使用した。
記式(1a)の蛍光増白剤前駆体102.8部で処理した。この反応混合物を9
5〜100℃で4時間、pH8(30%水酸化ナトリウム)で加熱し、両性蛍光
増白剤3の水溶液を得、これはそのまま使用した。
【0077】 例4
[両性蛍光増白剤4]
D−ソルビトール35.2部およびグリセロール17.8部の混合物を、溶液
が形成されるまで、90℃に加熱した。攪拌した溶液を、80℃に冷却し、且つ
三フッ化ホウ素−酢酸複合体0.25部で処理した。攪拌を、80℃で10分間
、触媒が完全に消失するまで継続した。次に、攪拌した混合物に、エピクロロヒ
ドリン106.0部を、80〜85℃で1時間かけて添加した。一旦添加が完了
したら、反応混合物を30℃に冷却し、N,N−ジメチルエタノールアミン56
.5部で処理し、且つ90℃で2時間加熱した。その後反応混合物を順次、N,
N,N,N’−テトラメチルエチレンジアミン21.0部で90℃で2時間、お
よびエタノールアミン5.6部で90℃で2時間処理し、水混和性カチオン性中
間体(4c)を得た。
が形成されるまで、90℃に加熱した。攪拌した溶液を、80℃に冷却し、且つ
三フッ化ホウ素−酢酸複合体0.25部で処理した。攪拌を、80℃で10分間
、触媒が完全に消失するまで継続した。次に、攪拌した混合物に、エピクロロヒ
ドリン106.0部を、80〜85℃で1時間かけて添加した。一旦添加が完了
したら、反応混合物を30℃に冷却し、N,N−ジメチルエタノールアミン56
.5部で処理し、且つ90℃で2時間加熱した。その後反応混合物を順次、N,
N,N,N’−テトラメチルエチレンジアミン21.0部で90℃で2時間、お
よびエタノールアミン5.6部で90℃で2時間処理し、水混和性カチオン性中
間体(4c)を得た。
【0078】
中間体(4c)は、50〜60℃で攪拌し、且つ30%水性懸濁液の形状の下
記式(2a)の蛍光増白剤前駆体39.4部、および炭酸水素ナトリウム5.9
部で処理した。この反応混合物を還流温度で4時間加熱し、両性蛍光増白剤4の
水溶液を得、これはそのまま使用した。
記式(2a)の蛍光増白剤前駆体39.4部、および炭酸水素ナトリウム5.9
部で処理した。この反応混合物を還流温度で4時間加熱し、両性蛍光増白剤4の
水溶液を得、これはそのまま使用した。
【0079】 応用例A
サイジング溶液を、予め定めた量の増白剤溶液を、カチオンデンプン(Charge
master(登録商標)R467、Grain Processing社、アイオワ州)および40%
低分子量ポリ(ジアリルジメチル塩化アンモニウム)の水溶液の攪拌している6
0℃の水溶液に添加することにより調製した。溶液を、水でデンプン濃度5%お
よびポリ(ジアリルジメチル塩化アンモニウム)濃度2.5%まで希釈し、その
後冷却した。 サイジング溶液を、実験室用サイズプレスの移動しているローラーの間に注ぎ
、且つ市販の75g/m2中性サイジングした白色紙ベースシートに塗布した。
処理した紙を、平床式乾燥機において70℃で5分間乾燥した。乾燥した紙は馴
化し(allowed to condition)、その後キャリブレーションしたElrepho
分光光度計でCIE白色度について測定した。
master(登録商標)R467、Grain Processing社、アイオワ州)および40%
低分子量ポリ(ジアリルジメチル塩化アンモニウム)の水溶液の攪拌している6
0℃の水溶液に添加することにより調製した。溶液を、水でデンプン濃度5%お
よびポリ(ジアリルジメチル塩化アンモニウム)濃度2.5%まで希釈し、その
後冷却した。 サイジング溶液を、実験室用サイズプレスの移動しているローラーの間に注ぎ
、且つ市販の75g/m2中性サイジングした白色紙ベースシートに塗布した。
処理した紙を、平床式乾燥機において70℃で5分間乾燥した。乾燥した紙は馴
化し(allowed to condition)、その後キャリブレーションしたElrepho
分光光度計でCIE白色度について測定した。
【0080】
両性蛍光増白剤1および最新技術を代表する下記式の蛍光増白剤5の間の比較
は:
は:
【0081】
【化12】
【0082】
強力なカチオンサイズ剤中の本発明の化合物が改善された性能を有することを
明らかにしている。
明らかにしている。
【0083】
【表1】
【0084】
蛍光増白剤1同様、蛍光増白剤2、3および4は各々、応用例Aにおいて使用
することができる。
することができる。
【0085】 応用例B
サイジング溶液を、予め定めた量の増白剤溶液を、アニオン性酸化されたジャ
ガイモデンプン(Perfectamyl(登録商標)A4692)の60℃の水溶液に添
加することにより調製した。溶液を、水でデンプン濃度5%まで希釈し、その後
冷却した。 その後増白した紙を、応用例Aのように調製した。
ガイモデンプン(Perfectamyl(登録商標)A4692)の60℃の水溶液に添
加することにより調製した。溶液を、水でデンプン濃度5%まで希釈し、その後
冷却した。 その後増白した紙を、応用例Aのように調製した。
【0086】
両性蛍光増白剤2および最新技術を代表する下記式の蛍光増白剤5の間の比較
は、アニオン性サイズ剤中の本発明の化合物が改善された性能を有することを明
らかにしている。
は、アニオン性サイズ剤中の本発明の化合物が改善された性能を有することを明
らかにしている。
【0087】
【表2】
【0088】
蛍光増白剤2同様、蛍光増白剤1、3および4は各々、応用例Aにおいて使用
することができる。
することができる。
【0089】 白色ピグメント(WP)製造例
充填剤又はピグメント(Mx)10部を、適当な容器中で、水300部と混合
し、且つ前記例において生成された水性濃縮物の形状のカチオン性生成物(W)
x部を、更なる水80部と共に追加し、この混合物を5分間400rpmで攪拌
し、その後ガラスファイバー濾紙を通して吸引濾過した。湿った濾紙パッドを乾
燥炉に移し、且つ30℃で乾燥した。次に乾燥した生成物を、80%のものの平
均寸法が 1μm以上2μm以下であり、および2%以下のものが2μm以上1
0μm以下であるような細かい粉末に粉砕した。 x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7および0.8
。 望ましいならば、濾過の前に、生成物を蛍光増白剤で処理した。
し、且つ前記例において生成された水性濃縮物の形状のカチオン性生成物(W)
x部を、更なる水80部と共に追加し、この混合物を5分間400rpmで攪拌
し、その後ガラスファイバー濾紙を通して吸引濾過した。湿った濾紙パッドを乾
燥炉に移し、且つ30℃で乾燥した。次に乾燥した生成物を、80%のものの平
均寸法が 1μm以上2μm以下であり、および2%以下のものが2μm以上1
0μm以下であるような細かい粉末に粉砕した。 x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7および0.8
。 望ましいならば、濾過の前に、生成物を蛍光増白剤で処理した。
【0090】
乾燥した粉末を直接用いた。白色度を測定するために、これを打錠機を用いて
錠剤に成形した。この錠剤を用いて、白色度を、例えば分光光度計(Minol
ta GM−3 700d)を用いて測定した。
錠剤に成形した。この錠剤を用いて、白色度を、例えば分光光度計(Minol
ta GM−3 700d)を用いて測定した。
【0091】
下記のカチオン修飾したピグメント(WPx)を、下記の充填剤又はピグメン
ト(Mx)により製造した: (WPx1)について (Mx1)、細かい、白色、高純度の炭酸カルシウム、ISO 787/10
による密度2.7、Pluss-Stauffer AG(Oftringen、スイス)により商標HYD
ROCARB OGで市販。 (WPx2)について (Mx2)、非常に細かい、白色、天然の微晶質炭酸カルシウム(カルサイト
)スラリー、密度1.89、Omya UK又はresp. Croxton and Garry Limi
tedから商標HYDROCARB 9OMで市販。 (WPx3)について (Mx3)、Omya UK又はresp. Croxton and Garry Limitedから商標
SNOWCAL 60で市販されている、炭酸カルシウム。 (WPx4)について (Mx4)、Omya UKから 商標HAKUENKA TDDで市販されている、沈降
した炭酸カルシウム。 (WPx5)について (Mx5)、細かい、白色、高度に精製されたクレイ、EEC International Lt
dから商標SUPREMEで市販。 (WPx6)について (Mx6)、細かい、白色、高度に精製されたクレイ、EEC International Lt
dから商標SPESWHITEで市販。 (WPx7)について (Mx7)、細かい、白色、高純度の塗工クレイ、EEC International Ltdか
ら商標SPSで市販。 (WPx8)について (Mx8)、EEC International Ltdの陶土、等級B。
ト(Mx)により製造した: (WPx1)について (Mx1)、細かい、白色、高純度の炭酸カルシウム、ISO 787/10
による密度2.7、Pluss-Stauffer AG(Oftringen、スイス)により商標HYD
ROCARB OGで市販。 (WPx2)について (Mx2)、非常に細かい、白色、天然の微晶質炭酸カルシウム(カルサイト
)スラリー、密度1.89、Omya UK又はresp. Croxton and Garry Limi
tedから商標HYDROCARB 9OMで市販。 (WPx3)について (Mx3)、Omya UK又はresp. Croxton and Garry Limitedから商標
SNOWCAL 60で市販されている、炭酸カルシウム。 (WPx4)について (Mx4)、Omya UKから 商標HAKUENKA TDDで市販されている、沈降
した炭酸カルシウム。 (WPx5)について (Mx5)、細かい、白色、高度に精製されたクレイ、EEC International Lt
dから商標SUPREMEで市販。 (WPx6)について (Mx6)、細かい、白色、高度に精製されたクレイ、EEC International Lt
dから商標SPESWHITEで市販。 (WPx7)について (Mx7)、細かい、白色、高純度の塗工クレイ、EEC International Ltdか
ら商標SPSで市販。 (WPx8)について (Mx8)、EEC International Ltdの陶土、等級B。
【0092】 応用例C
例1の生成物で処理したカチオン性修飾したチョーク(Wx1)3000部、
カチオン性分散剤18部、およびラテックス(n−アクリル酸ブチルおよびスチ
レンラテックスのコポリマー、pH7.5〜8.5、商標ACRONAL S3
20Dで市販)600部を含有する塗工組成物を調製した。この固形分を、水を
添加し、55%に調節した。このようにして調製した塗工組成物を次に、市販の
75g/m2中性サイジングした(通常のアルキルケテンダイマーにより)、漂
白した紙ベースシートに、自動巻線バー塗布機(automatic wire-wound bar app
licator)を用いて塗布した。塗工した紙を、熱空気流れ中で70℃で5分間乾
燥した。乾燥した紙を馴化し、その後キャリブレーションしたDatacolor ELREPH
O 2000分光光度計を用いCIE白色度を測定した。測定値は驚くほど高い
白色度および収量を示した。
カチオン性分散剤18部、およびラテックス(n−アクリル酸ブチルおよびスチ
レンラテックスのコポリマー、pH7.5〜8.5、商標ACRONAL S3
20Dで市販)600部を含有する塗工組成物を調製した。この固形分を、水を
添加し、55%に調節した。このようにして調製した塗工組成物を次に、市販の
75g/m2中性サイジングした(通常のアルキルケテンダイマーにより)、漂
白した紙ベースシートに、自動巻線バー塗布機(automatic wire-wound bar app
licator)を用いて塗布した。塗工した紙を、熱空気流れ中で70℃で5分間乾
燥した。乾燥した紙を馴化し、その後キャリブレーションしたDatacolor ELREPH
O 2000分光光度計を用いCIE白色度を測定した。測定値は驚くほど高い
白色度および収量を示した。
【0093】 応用例D
パルプ懸濁液(ろ水度約20°SRの、漂白した針葉樹および広葉樹の50%
混合物の 2.5%水性懸濁液) 200gをビーカーに測り、且つ攪拌し、そ
の後充填剤懸濁液[水中100g/L(Wx3)を80g]40%を添加した。
添加後、混合物を更に0.5分間攪拌し、次に中性サイズ剤1.7%(3.4g
)を添加した(典型的には水中Aquapel 360X を2.5g − A
quapel 360Xは、Hercules Ltdのアルキルケテンダイマーサイズ剤懸
濁液である)。サイズ剤を添加後、典型的にはCartaretin PCである歩留向上
剤を添加した。この混合物を次に、1Lに希釈し、紙シートを実験室シート形成
装置上に形成した(基本的にはこれは、底に金網付きのシリンダーである。この
シリンダーの一部には、水が充填されており、パルプ懸濁液が添加され、その後
パルプが充分拡散されていることを確実にするために空気が吹き込まれ、減圧さ
れ、且つパルプスラリーがワイヤを通って排出され、紙シートとなり、このシー
トがワイヤから取り外され且つ圧縮乾燥される。)。このシートは、平衡化する
ため調湿キャビネットに入れ、その後白色度を、Datacolor ELREPHO 2000分
光光度計を用いて測定した。測定値は、驚くほど高い白色度および収量を示した
。
混合物の 2.5%水性懸濁液) 200gをビーカーに測り、且つ攪拌し、そ
の後充填剤懸濁液[水中100g/L(Wx3)を80g]40%を添加した。
添加後、混合物を更に0.5分間攪拌し、次に中性サイズ剤1.7%(3.4g
)を添加した(典型的には水中Aquapel 360X を2.5g − A
quapel 360Xは、Hercules Ltdのアルキルケテンダイマーサイズ剤懸
濁液である)。サイズ剤を添加後、典型的にはCartaretin PCである歩留向上
剤を添加した。この混合物を次に、1Lに希釈し、紙シートを実験室シート形成
装置上に形成した(基本的にはこれは、底に金網付きのシリンダーである。この
シリンダーの一部には、水が充填されており、パルプ懸濁液が添加され、その後
パルプが充分拡散されていることを確実にするために空気が吹き込まれ、減圧さ
れ、且つパルプスラリーがワイヤを通って排出され、紙シートとなり、このシー
トがワイヤから取り外され且つ圧縮乾燥される。)。このシートは、平衡化する
ため調湿キャビネットに入れ、その後白色度を、Datacolor ELREPHO 2000分
光光度計を用いて測定した。測定値は、驚くほど高い白色度および収量を示した
。
【0094】 応用例E
パルプ懸濁液(ろ水度約20°SRの、漂白した針葉樹および広葉樹の50%
混合物の 2.5%水性懸濁液) 200gをビーカーに測り、且つ攪拌し、そ
の後充填剤懸濁液[水中100g/L例1の生成物で処理した(Mx8)を40
g]20%を添加した。添加後、混合物を更に5分間攪拌し、次にロジンサイズ
溶液2%を添加し(典型的にはHercules社のTサイズ剤22/30’)、混合物
を更に2分間攪拌し、その後アルム溶液(水1L中アルム50g)3mlを添加
し、この混合物を更に2分間攪拌した。次に混合物を1Lに希釈し、紙シートを
実験室シート形成装置上に形成した。このシートは、平衡化するため調湿キャビ
ネットに入れ、その後白色度を、Datacolor ELREPHO 2000分光光度計を用
いて測定した。測定値は、驚くほど高い白色度および収量を示した。
混合物の 2.5%水性懸濁液) 200gをビーカーに測り、且つ攪拌し、そ
の後充填剤懸濁液[水中100g/L例1の生成物で処理した(Mx8)を40
g]20%を添加した。添加後、混合物を更に5分間攪拌し、次にロジンサイズ
溶液2%を添加し(典型的にはHercules社のTサイズ剤22/30’)、混合物
を更に2分間攪拌し、その後アルム溶液(水1L中アルム50g)3mlを添加
し、この混合物を更に2分間攪拌した。次に混合物を1Lに希釈し、紙シートを
実験室シート形成装置上に形成した。このシートは、平衡化するため調湿キャビ
ネットに入れ、その後白色度を、Datacolor ELREPHO 2000分光光度計を用
いて測定した。測定値は、驚くほど高い白色度および収量を示した。
【0095】
例1と同様に、例2、3および4を各々用いて前記応用例C、DおよびEを行
った。
った。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年10月26日(2001.10.26)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【化1】
少なくとも1個の3級アミノ基Zを超えて、1個よりも多い4級アンモニウム
基を含み且つこの炭化水素基が所望により1個以上のヘテロ原子により割り込み
および/又は置換されていてもよい、少なくとも1個の非発色性の本質的に脂肪
族のポリ4級アンモニウム−炭化水素基Yに共有結合しているようなものを含有
する、水溶性両性蛍光増白剤(W)。
基を含み且つこの炭化水素基が所望により1個以上のヘテロ原子により割り込み
および/又は置換されていてもよい、少なくとも1個の非発色性の本質的に脂肪
族のポリ4級アンモニウム−炭化水素基Yに共有結合しているようなものを含有
する、水溶性両性蛍光増白剤(W)。
【化2】
(式中、2個の陰電荷は2個の対イオン当量M+と平衡化されており、
Aは、アミノ、アルコキシ、又はヒドロキシ基を意味し、且つ
M+は、所望によりYの一部である、非発色性カチオンの当量を意味する。)
、 各Yは、 該ポリマーのヘテロ原子の鎖メンバー又は環メンバーとして塩の形
で4級アンモニウム基を含むポリカチオン性ポリマーの基であり、ここでカチオ
ン性4級アンモニウム基に対する対イオンが、鉱酸のアニオン、低分子カルボン
酸のアニオン、4級化物質由来のアニオンおよび/又はXのアニオンであり、 Xに対する対イオンの平衡が、アルカリ金属カチオン、未置換のアンモニウム
カチオンおよび/又は炭素原子が最大10個の置換されたアンモニウムカチオン
であり; 且つ、Zは下記式の基である; −NR− (zl) (式中、Rは、所望によりヒドロキシ、ニトリル又はカルバモイルで置換され
、且つ所望により酸素で割り込みされるか又はYに結合されている、低分子脂肪
族基を意味する。)、請求項1又は2記載の水溶性両性蛍光増白剤(W)。
、 各Yは、 該ポリマーのヘテロ原子の鎖メンバー又は環メンバーとして塩の形
で4級アンモニウム基を含むポリカチオン性ポリマーの基であり、ここでカチオ
ン性4級アンモニウム基に対する対イオンが、鉱酸のアニオン、低分子カルボン
酸のアニオン、4級化物質由来のアニオンおよび/又はXのアニオンであり、 Xに対する対イオンの平衡が、アルカリ金属カチオン、未置換のアンモニウム
カチオンおよび/又は炭素原子が最大10個の置換されたアンモニウムカチオン
であり; 且つ、Zは下記式の基である; −NR− (zl) (式中、Rは、所望によりヒドロキシ、ニトリル又はカルバモイルで置換され
、且つ所望により酸素で割り込みされるか又はYに結合されている、低分子脂肪
族基を意味する。)、請求項1又は2記載の水溶性両性蛍光増白剤(W)。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0004】
【化3】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0005】
これは特にサイズプレスにおいて使用される。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
ここで驚くべきことに、以下に定義するような、蛍光増白特性を伴うある種の
両性生成物が、特に水溶液中、より特定すると濃水溶液中において、蛍光増白剤
およびカチオン性補助剤−(例えば、紙製造における歩留向上補助剤、ドレナー
ジ補助剤又は固定剤)の活性と一緒になるような有益な多−官能物質であること
がわかっており、これは蛍光増白された紙の製造において、シート形成の前、期
間中又はその後のいずれかの時点で蛍光増白剤を添加することを可能にする。更
にこれらは、紙製造において使用されるアニオン性補助剤と予想外の相溶性もあ
る。更に、驚くべきことにこれらの両性蛍光増白剤の水溶液は予想外に安定して
いることがわかった。
両性生成物が、特に水溶液中、より特定すると濃水溶液中において、蛍光増白剤
およびカチオン性補助剤−(例えば、紙製造における歩留向上補助剤、ドレナー
ジ補助剤又は固定剤)の活性と一緒になるような有益な多−官能物質であること
がわかっており、これは蛍光増白された紙の製造において、シート形成の前、期
間中又はその後のいずれかの時点で蛍光増白剤を添加することを可能にする。更
にこれらは、紙製造において使用されるアニオン性補助剤と予想外の相溶性もあ
る。更に、驚くべきことにこれらの両性蛍光増白剤の水溶液は予想外に安定して
いることがわかった。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
本発明は、定義された両性蛍光増白剤およびそれらの水溶液、並びにそれらの
製造および使用に関する。 従って、本発明は、下記式の基を含む4,4’−ビス−トリアジニルアミノシ
チルベン−2,2’−ジスルホン酸群のアニオン性蛍光増白剤の少なくとも1個
の増白特性のある基X:
製造および使用に関する。 従って、本発明は、下記式の基を含む4,4’−ビス−トリアジニルアミノシ
チルベン−2,2’−ジスルホン酸群のアニオン性蛍光増白剤の少なくとも1個
の増白特性のある基X:
【化4】
が、少なくとも1個の3級アミノ基Zを超えて、1個よりも多い4級アンモニウ
ム基を含み且つその各炭化水素基が所望により1個以上のヘテロ原子により割り
込みおよび/又は置換されていてもよい少なくとも1個の非発色性の本質的に脂
肪族のポリ(4級アンモニウム)−炭化水素残基Yに共有結合されているような
ものを含む、水溶性両性蛍光増白剤(W)を提供する。
ム基を含み且つその各炭化水素基が所望により1個以上のヘテロ原子により割り
込みおよび/又は置換されていてもよい少なくとも1個の非発色性の本質的に脂
肪族のポリ(4級アンモニウム)−炭化水素残基Yに共有結合されているような
ものを含む、水溶性両性蛍光増白剤(W)を提供する。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
従ってこれらの両性蛍光増白剤は、更に本質的に下記平均式の構成単位からな
る: X’−Z−Y’ (Iw) (式中、X’は、Xの1当量、すなわちその共有原子価で除算したXを意味し
、且つ Y’は、Yの1当量、すなわちその共有原子価で除算したYを意味する。)。
る: X’−Z−Y’ (Iw) (式中、X’は、Xの1当量、すなわちその共有原子価で除算したXを意味し
、且つ Y’は、Yの1当量、すなわちその共有原子価で除算したYを意味する。)。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
増白剤−特性基Xとして、蛍光増白剤の典型的UV−光吸収および蛍光特性を
提供する特徴的共役システムを含む、4,4’−ビス−トリアジニルアミノシチ
ルベン−2,2’−ジスルホン酸シリーズの通常の蛍光増白剤の必須の構造成分
を意味する。
提供する特徴的共役システムを含む、4,4’−ビス−トリアジニルアミノシチ
ルベン−2,2’−ジスルホン酸シリーズの通常の蛍光増白剤の必須の構造成分
を意味する。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
更に、蛍光増白剤基Xは、アニオン置換基、特にさもなければ従来4,4’−
ビス−トリアジニルアミノシチルベン−2,2’−ジスルホン酸シリーズのアニ
オン性蛍光増白剤に存在するものとして、主にスルホン酸基および所望によりカ
ルボン酸基を含み、これは好ましくは塩の形状である。この蛍光増白剤基は、4
,4−ビス−トリアジニルアミノシチルベン−2,2’−ジスルホン酸シリーズ
のアニオン性蛍光増白剤のいずれかの基であることができ、これは式(x)の特
徴的基を含んでいる。
ビス−トリアジニルアミノシチルベン−2,2’−ジスルホン酸シリーズのアニ
オン性蛍光増白剤に存在するものとして、主にスルホン酸基および所望によりカ
ルボン酸基を含み、これは好ましくは塩の形状である。この蛍光増白剤基は、4
,4−ビス−トリアジニルアミノシチルベン−2,2’−ジスルホン酸シリーズ
のアニオン性蛍光増白剤のいずれかの基であることができ、これは式(x)の特
徴的基を含んでいる。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】削除
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0012】
前述のポリ(4級アンモニウム)−炭化水素基Yは、好ましくは更にヘテロ原
子、より好ましくは酸素を、エーテル橋および/又はヒドロキシ基のいずれかの
形で含む。このポリ(4級アンモニウム)−炭化水素基Yは、所望により高級ポ
リマー形へと架橋され得る。
子、より好ましくは酸素を、エーテル橋および/又はヒドロキシ基のいずれかの
形で含む。このポリ(4級アンモニウム)−炭化水素基Yは、所望により高級ポ
リマー形へと架橋され得る。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0013】
本発明の水溶性両性蛍光増白剤(W)は、それ自身通常の種類の添加および縮
合反応により、特に少なくとも1個の反応性ハロゲンを含む蛍光増白剤前駆体の
、1個よりも多い4級アンモニウム基を含む適当な対応する2級アミンとの反応
、および/又はそれらの対応する非−4級前駆体との脱ハロゲン化水素条件下で
の反応、その後の反応生成物の4級化により、生成することができる。より詳細
に述べると、本発明の両性蛍光増白剤の生成法は、下記式の蛍光増白剤前駆体(
B)が: X−(Hal)m (I) (式中、Halはハロゲン、好ましくは塩素を意味し、且つmは1〜4の範囲
の整数を意味する。)、 脱ハロゲン化水素条件下で、下記式のアミン(PA)と反応することを特徴と
している: (HNZ”)n−Y” (II) (式中、Y”は、Yの意味を有するか、もしくはYの非−4級前駆体を意味し
、 Z”は、Y”がYの意味を有する場合は、Zの意味を有し、もしくはY”がY
の非−4級前駆体であるならば、式−NR0−である(式中、R0は、所望によ
りヒドロキシ、ニトリル又はカルバモイルにより置換され且つ所望により酸素に
より割り込みされた低分子脂肪族基である。)か、もしくはY”に結合されてお
り、且つ nは、Y”に連結された反応性3級アミノ基の数を意味し、且つ少なくとも1
であり、且つ Y”がYの非−4級前駆体であるならば、これは更に少なくとも1個の4級ア
ンモニウム基の導入および/又は少なくとも1個の4級化可能なアミノ基の4級
化に適した反応剤(Q)と反応される。)。
合反応により、特に少なくとも1個の反応性ハロゲンを含む蛍光増白剤前駆体の
、1個よりも多い4級アンモニウム基を含む適当な対応する2級アミンとの反応
、および/又はそれらの対応する非−4級前駆体との脱ハロゲン化水素条件下で
の反応、その後の反応生成物の4級化により、生成することができる。より詳細
に述べると、本発明の両性蛍光増白剤の生成法は、下記式の蛍光増白剤前駆体(
B)が: X−(Hal)m (I) (式中、Halはハロゲン、好ましくは塩素を意味し、且つmは1〜4の範囲
の整数を意味する。)、 脱ハロゲン化水素条件下で、下記式のアミン(PA)と反応することを特徴と
している: (HNZ”)n−Y” (II) (式中、Y”は、Yの意味を有するか、もしくはYの非−4級前駆体を意味し
、 Z”は、Y”がYの意味を有する場合は、Zの意味を有し、もしくはY”がY
の非−4級前駆体であるならば、式−NR0−である(式中、R0は、所望によ
りヒドロキシ、ニトリル又はカルバモイルにより置換され且つ所望により酸素に
より割り込みされた低分子脂肪族基である。)か、もしくはY”に結合されてお
り、且つ nは、Y”に連結された反応性3級アミノ基の数を意味し、且つ少なくとも1
であり、且つ Y”がYの非−4級前駆体であるならば、これは更に少なくとも1個の4級ア
ンモニウム基の導入および/又は少なくとも1個の4級化可能なアミノ基の4級
化に適した反応剤(Q)と反応される。)。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0014】
特に式(I)の蛍光増白剤前駆体として、例えば下記式の当該ビストリアジニ
ルアミノスチルベンジスルホン酸シリーズの対応するアニオン性蛍光増白剤の生
成に典型的に使用されるような、通常の中間体を利用することができる:
ルアミノスチルベンジスルホン酸シリーズの対応するアニオン性蛍光増白剤の生
成に典型的に使用されるような、通常の中間体を利用することができる:
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0015】
【化5】
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0016】
(式中、R1、R2、R3およびR4は、各々独立して、アミン又はアルコー
ルの基を意味し、且つ Mは、水素、低分子アンモニウム又はアルカリ金属カチオンを意味する。)。
ルの基を意味し、且つ Mは、水素、低分子アンモニウム又はアルカリ金属カチオンを意味する。)。
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0017】
R1、R2、R3およびR4の意味において、アルコール基は、通常脂肪族ア
ルコール又はフェノールの基である。脂肪族アルコールの基は、大部分はC1〜
C4−アルコキシであり、フェノール基は、大部分は未置換のフェノキシである
。アミン基は、例えば所望により置換されたアニリノ又は脂肪族アミノ基−NR 0 ’R0”である (式中、R0’は、水素、C1〜C4−アルキル、ベンジル、C2〜C3−ヒ
ドロキシアルキル又はカルボキシ−(C1〜C4−アルキル)を意味し、 R0”は、水素、C1〜C4−アルキル、C2〜C3−ヒドロキシアルキル、
スルホ−C1〜C3−アルキル、スルホC3〜C4−ヒドロキシアルキル、シア
ノ(C1〜C3−アルキル)、カルバモイル−(C1〜C3−アルキル)、カル
ボキシ−(C1〜C4−アルキル)、カルボキシ−[シアノ−(C2〜C3−ア
ルキル)]、カルボキシ−[カルバモイル−( C2〜C3−アルキル)]又は
ジカルボキシ−(C2〜C3−アルキル)を意味し、又は R0’およびR0”は、それらが連結された窒素と共にヘテロ環を形成してい
る。)。
ルコール又はフェノールの基である。脂肪族アルコールの基は、大部分はC1〜
C4−アルコキシであり、フェノール基は、大部分は未置換のフェノキシである
。アミン基は、例えば所望により置換されたアニリノ又は脂肪族アミノ基−NR 0 ’R0”である (式中、R0’は、水素、C1〜C4−アルキル、ベンジル、C2〜C3−ヒ
ドロキシアルキル又はカルボキシ−(C1〜C4−アルキル)を意味し、 R0”は、水素、C1〜C4−アルキル、C2〜C3−ヒドロキシアルキル、
スルホ−C1〜C3−アルキル、スルホC3〜C4−ヒドロキシアルキル、シア
ノ(C1〜C3−アルキル)、カルバモイル−(C1〜C3−アルキル)、カル
ボキシ−(C1〜C4−アルキル)、カルボキシ−[シアノ−(C2〜C3−ア
ルキル)]、カルボキシ−[カルバモイル−( C2〜C3−アルキル)]又は
ジカルボキシ−(C2〜C3−アルキル)を意味し、又は R0’およびR0”は、それらが連結された窒素と共にヘテロ環を形成してい
る。)。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成14年3月26日(2002.3.26)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項10
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項11
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項12
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項13
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項14
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項15
【補正方法】変更
【補正の内容】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 4H056 DA02 DB08 DB10 DC02 DD10
DE26 DE28 FA02 JA14 JB02
JD02
4L055 AG35 AG36 AH07 BE08 FA12
GA09
Claims (15)
- 【請求項1】 少なくとも1個のアニオン性置換基を含む少なくとも1個の
増白特性基Xが、少なくとも1個の3級アミノ基Zを超えて(over)、1個より
も多い4級アンモニウム基を含み、且つこの炭化水素基が所望により1個以上の
ヘテロ原子により割り込み(interrupted)および/又は置換されていてもよい
、少なくとも1個の非発色性(non-chromophoric)の本質的に脂肪族のポリ4級
アンモニウム−炭化水素基Yに共有結合しているようなものを含む、水溶性両性
蛍光増白剤(W)。 - 【請求項2】 各Xが、蛍光増白剤の本質的共役系を含む、請求項1記載の
水溶性両性蛍光増白剤(W)。 - 【請求項3】 各Xが下記式の基であり: 【化1】 (式中、2個の陰電荷は2個の対イオン当量M+と平衡化されており、 Aは、アミノ、アルコキシ、又はヒドロキシ基を意味し、且つ M+は、所望によりYの一部である非発色性カチオンの当量を意味する。)、 各Yは、 該ポリマーのヘテロ原子の鎖メンバー又は環メンバーとして塩の形
で4級アンモニウム基を含むポリカチオン性ポリマーの基であり、ここでカチオ
ン性4級アンモニウム基に対する対イオンが、鉱酸のアニオン、低分子カルボン
酸のアニオン、4級化物質由来のアニオンおよび/又はXのアニオンであり、 Xに対する対イオンの平衡が、アルカリ金属カチオン、未置換のアンモニウム
カチオンおよび/又は炭素原子が最大10個の置換されたアンモニウムカチオン
であり; 且つ、Zは下記式の基である; −NR− (zl) (式中、Rは、所望によりヒドロキシ、ニトリル又はカルバモイルで置換され
、且つ所望により酸素で割り込みされるか又はYに結合されている、低分子脂肪
族基を意味する。)、請求項1又は2記載の水溶性両性蛍光増白剤(W)。 - 【請求項4】 下記平均式の構成単位からなる、請求項1〜3のいずれか1
項記載の水溶性両性蛍光増白剤(W): X’−Z−Y’ (I) (式中、X’は、Xの1当量、すなわちその共有原子価で除算されたXを意味
し、 Y’は、Yの1当量、すなわちその共有原子価で除算されたYを意味する。)
。 - 【請求項5】 下記平均式の、請求項4記載の水溶性両性蛍光増白剤(W)
: [(X’−Z)m]n−[(Y’)n]m (I’) (式中、mは、Xの官能性を示す数字を意味し およびnは、Yの官能性を示す数字を意味する。)。 - 【請求項6】 存在する全基Y中の 4級アンモニウムカチオン基の総数が
、全X中に存在するアニオン基の総数よりも過剰である、請求項1〜5のいずれ
か1項記載の両性蛍光増白剤。 - 【請求項7】 水溶液の形状である、請求項1〜6のいずれか1項記載の両
性蛍光増白剤。 - 【請求項8】 下記式の蛍光増白剤前駆体が: X−(Hal)m (II) (式中、Halはハロゲンを意味し、 およびmは、1〜4の範囲の整数である。); 脱ハロゲン化水素条件下で、下記式のアミンと反応される: (HNZ”)n−Y” (III) (式中、Y”は、Yの意味であるか、又はYの非−4級前駆体を意味し、 Z”は、Y”がYの意味である場合はZを意味し、もしくはY”がYの非−4
級前駆体である場合は、式−NR2−を意味し(式中、R2は、所望によりヒド
ロキシ、ニトリル又はカルバモイルで置換され且つ所望により酸素で割り込みさ
れるかもしくはY”に結合されているような、低分子脂肪族基である。)、 且つnは、Y”に連結された反応性3級アミノ基の数であり、且つ少なくとも
1であり、 および、Y”がYの非−4級前駆体であるならば、これは更に少なくとも1個
の4級アンモニウム基を導入するかおよび/又は少なくとも1個の4級化可能な
アミノ基を4級化するのに適した反応剤(reactant)(Q)と反応される。)、
請求項1〜6のいずれか1項記載の両性蛍光増白剤の製造法。 - 【請求項9】 カチオン性蛍光増白剤により増白可能な蛍光増白する基材の
カチオン性蛍光増白剤としての請求項1〜7のいずれか1項記載の(W)の使用
。 - 【請求項10】 請求項1〜7のいずれか1項記載の水溶液(W)を、機能
性内部又は外部添加剤として使用する、蛍光増白された紙の製造法。 - 【請求項11】 請求項1〜6のいずれか1項記載の(W)の水溶液が、無
機の白色ピグメント又は充填剤(M)と混合される、蛍光増白されたピグメント
又は充填剤(Wp)の製造法。 - 【請求項12】 請求項11記載の方法により得られる、蛍光増白されたピ
グメント又は充填剤(Wp)。 - 【請求項13】 請求項12記載の無機のピグメント又は充填剤(Wp)が
、紙製造時に混合又は塗布される、無機の充填剤又はピグメントを含有する紙の
製造法。 - 【請求項14】 請求項9、10又は13のいずれか1項記載の方法により
製造された紙。 - 【請求項15】 インクジェット印刷用基材としての、請求項14記載の紙
の使用。
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PCT/IB2000/001906 WO2001046161A1 (en) | 1999-12-22 | 2000-12-19 | Amphoteric optical brighteners, their aqueous solutions, their production and their use |
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-
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