JP2006518776A - ポリマーエーテルアミン、それらの製造及び使用 - Google Patents
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Abstract
Description
(A) ≧92の分子量を有し且つx個のヒドロキシ基(ここで、xは3から6の範囲の数である)を有するオリゴヒドロキシアルカン、又はそれらの2種若しくはそれ以上の混合物、又はそれらの1種若しくはそれ以上と少なくとも1種の2から4個の炭素原子を含有するアルカンジオールとの混合物であるオリゴヒドロキシ化合物を
(B) エピクロロヒドリンと
(A)のモル当たり2モルより多い(B)且つ(A)のヒドロキシ基当たり平均して1.2分子より多くない(B)の比率にて反応させてクロロ末端付加物(E)を生じさせ、
そして(E)を
(C) 少なくとも1個の第1級アミノ基及び少なくとも1個の第1級又は第2級である更なるアミノ基を含有する少なくとも1種の脂肪族オリゴアミンと
(E)の1モルにつきnモルの(C)のモル比にて(ここで、nは、>1であり且つ(E)の分子当たり平均して存在する(E)中の結合塩素原子の数より小さい)
及び随意に
(D) ただ1個の第1級又は第2級アミノ基を含有しそして更なるアミノ基は第3級である少なくとも1種の脂肪族モノ又はジアミンと
(E)の1モルにつきpモルの(D)のモル比にて(ここで、pは、(C)と反応されない(E)の利用可能な塩素を反応させるのに十分である)
しかも[(C)+(D)]中の塩基性アミノ基の合計数tが(E)中の結合塩素原子の合計数より大きいような[(C)+(D)]対(E)の比率にて消尽的に反応させることにより得られ得、しかも随意にプロトン化されているポリマーエーテルアミン(P)を提供する。
(A1) 式
X−(OH)x1 (I)
〔ここで、
Xは、C3~6アルカンのx1価の基を意味し、そして
x1は、3からX中の炭素原子の数までの数を意味する〕
のオリゴヒドロキシアルカン、又は式(I)のオリゴヒドロキシアルカンの混合物、又は1種若しくはそれ以上の式(I)のオリゴヒドロキシアルカンとC2~3アルキレングリコールとの混合物
である。
(A2) 式(I)のオリゴヒドロキシアルカン又は式(I)のオリゴヒドロキシアルカンの混合物
である。
H−(CHOH)x1−H (I′)
を有するものである。
により表され得る。(B)との(A)のヒドロキシ基の反応の上記に挙げられた度合いから演繹され得るように、x2は、たとえば、0から0.5・mの範囲たいてい0.05・mから0.25・mの範囲の範囲にあり得る。(x1−x2)個の式
(C1) 式
R1は、水素又はC1~3アルキルを意味し、
yは、1から3の数を意味し、そして
Yは、yが2から3である場合C2~3アルキレンを意味し又はyが1である場合C2~6アルキレンを意味する〕
の少なくとも1種のオリゴアミン
である。
(D1) 式
Zは、C2~6アルキレンを意味し、
zは、0又は1を意味し、
R2は、C1~3アルキルを意味し、そして
R3は、zが1である場合C1~3アルキルを意味し又はzが0である場合水素若しくはC1~3アルキルを意味する〕
の少なくとも1種のアミノ化合物
である。
(PA) 架橋されたプロトン化ポリマーエーテルアミン(P)(ここで、nは0.4・mから0.72・mの範囲の数であり、そしてp<0.25・nである)、
(PB) プロトン化ポリマーエーテルアミン(P)(ここで、nは0.72・mから(m−0.1)の範囲の数であり、そしてp<0.25・nである)(架橋されていてもよい)、及び
(PC) 架橋されたプロトン化ポリマーエーテルアミン(P)(ここで、nは0.2・mから0.6・mの範囲の数であり、そしてp≧0.25・nである)
が製造され得る。
C.I.ダイレクトイエロー4、6、8、11、12、27、28、29、39、44、50、51、54、55、68、84、89、98、105、106、118、127、132、133、137、148、148:1、150、152、162及び168、
C.I.ダイレクトオレンジ15、26、29、39、40、61、62:1、107及び118、
C.I.ダイレクトレッド9、16、23、24、26、33、62、63、79、80、81、83:1、89、95、111、155、184、205、207、223、232、239、253及び261、
C.I.ダイレクトバイオレット7、9、35、47、51及び66、
C.I.ダイレクトブルー1、8、15、67、71、75、77、78、80、86、90、98、106、151、158、160、173、189、199、212、218、251、252、261、262、267及び273、
C.I.ダイレクトグリーン26、27、28、67、68及び69、
C.I.ダイレクトブラウン44、98、103、113、115、116、170、172、200及び240、
C.I.ダイレクトブラック17、19、21、22、56、62、80、91、94、117、118、123、155及び163、
並びにそれらの二つ若しくはそれ以上の混合物
が用いられ得る。
(a)グリセロールからクロロヒドリン(E1)の製造
92gのグリセロールを700mlフランジフラスコ中に入れ、そして80℃に加熱する。0.1gの三フッ化ホウ素酢酸錯体を添加し、そして冷却しながら277.5gのエピクロロヒドリンを80℃にて1時間かけて滴加する。添加が完了した時、反応混合物を20℃に冷却する。
パート(a)において製造された100gのクロロヒドリンを700mlフランジフラスコ中に入れ、そして80gの水を添加する。この混合物を撹拌し、そして温度を50℃に保ちながら50.7gのジエチレントリアミンを2時間かけてゆっくり添加する。次いで、この反応混合物を60℃に温めそしてこの温度に2時間保持し、しかしてこの混合物はそれが重合するにつれてゆっくり増粘する。次いで、この混合物を235.6gの水で希釈し、そして加熱して60℃に戻す。これをこの温度に更に約1時間、20℃における500〜1500cPの粘度が達成されるまで維持する。次いで、36gの水性85%ギ酸を添加し、そして生成物を周囲温度に冷却して、30%活性物質(P1)含有率を有する組成物(WP1)502.3gが得られる。測定カチオン電荷は、pH4において、乾燥物質に関して3.9meq/gである。
実施例1に記載された手順を繰り返すが、部分(b)において50.7gのジエチレントリアミンの代わりに52.5gのトリエチレンテトラアミンを用いること並びに重合後に235.6gの代わりに274.1gの水を添加して、30%の活性物質(P2)含有率を有する組成物(WP2)を得ることが相違する。測定カチオン電荷は、pH4において、乾燥物質に関して3.3meq/gである。
実施例2に記載された手順を繰り返すが、部分(b)において52.5gのトリエチレンテトラアミンの代わりにその73.4gを用いること並びに重合後に274.1gの代わりに253.2gの水を添加し及び36gの代わりに40gの85%ギ酸を添加して、30%の活性物質(P3)含有率を有する組成物(WP3)を得ることが相違する。
実施例2に記載された手順を繰り返すが、部分(b)において52.5gのトリエチレンテトラアミンの代わりに70gのジエチレントリアミンを用いること並びに重合後に274.1gの代わりに271.6gの水を添加し及び36gの代わりに46gの85%ギ酸を添加して、4のpHを確立する共に30%の活性物質(P4)含有率を有する組成物(WP4)を得ることが相違する。測定カチオン電荷は、pH4において、乾燥物質に関して5.03meq/gである。
実施例1のパート(a)において製造された150gのクロロヒドリン(E1)と50gの水とを混合し、そして撹拌する。31.2gのジエチレントリアミンと31.5gのジメチルアミノプロピルアミンとの混合物を、60℃にて1時間かけて添加する。この反応混合物が増粘するにつれて、194.4gの水を60℃にてゆっくり添加する。2時間後、この反応混合物を室温に冷却し、そして151.4gの32%水酸化ナトリウム水溶液を添加し、そしてこの混合物を30℃に更に1時間、500〜1500cPの粘度が達成されるまで保つ。次いで、100.5gの85%ギ酸の添加により反応を停止させて、30%活性物質(P5)含有率を有する組成物(WP5)が得られる。測定カチオン電荷は、pH4において、乾燥物質に関して4.1meq/gである。
実施例1のパート(a)において製造された150gのクロロヒドリン(E1)と50gの水とを混合し、そして撹拌する。62.5gのジエチレントリアミンと12.5gのジメチルアミノプロピルアミンとの混合物を、60℃にて1時間かけて添加する。この反応混合物が増粘するにつれて、220gの水を60℃にてゆっくり添加する。2時間後、この反応混合物を室温に冷却し、そして151.4gの32%水酸化ナトリウム水溶液を添加し、そしてこの混合物を30℃に更に1時間、500〜1500cPの粘度が達成されるまで保つ。次いで、103.6gの85%ギ酸の添加により反応を停止させて、4のpHを確立すると共に30%活性物質(P6)含有率を有する組成物(WP6)が得られる。
実施例1のパート(a)において製造された100gのクロロヒドリンを80gの水と共に撹拌し、そして温度を50℃に保ちながら50.7gのジエチレントリアミンを2時間かけて滴加する。次いで、この反応混合物を60℃に温めそしてこの温度に2時間保持し、しかしてこの混合物はそれが重合するにつれてゆっくり増粘する。次いで、この混合物を235.6gの水で希釈し、そして加熱して60℃に戻す。これをこの温度に更に約1時間維持し、そして次いで100gの水を添加する。この混合物を60℃に更に1時間保持し、そして次いで151.2gの水を添加し、そしてこの混合物を60℃に約1時間、20℃における500〜1500cPの粘度が達成されるまで保持する。次いで、36gの水性85%ギ酸を添加し、そして生成物を周囲温度に冷却して、20%活性物質(P1)含有率を有する組成物(WP7)753.5gが得られる。この生成物は、pH4の明澄な淡黄色粘稠液体である。測定カチオン電荷は、pH4において、乾燥物質に関して3.9meq/gである。
実施例1(b)、2、3及び4に記載された手順を繰り返すが、実施例1のパート(a)の100gのクロロヒドリン(E1)の代わりに、次のように製造された100gのクロロヒドリン(E8)を用いることが相違する。
54.7gのグリセロールを500mlフランジフラスコ中に入れ、そして80℃に加熱する。0.5gの三フッ化ホウ素酢酸錯体を添加し、そして次いで10gのエピクロロヒドリンを添加する。冷却しながら134.4gのエピクロロヒドリンを80℃にて2時間かけて滴加する。添加が完了した時、反応混合物を20℃に冷却する。
実施例8に記載されたように製造された200gのクロロヒドリン(E8)を3lフランジフラスコ中に入れ、そして160gの水を添加する。この混合物を撹拌し、そして温度を50℃に保ちながら100gのジエチレントリアミンを2時間かけてゆっくり添加する。170gの水を添加し、そしてこの反応混合物を85℃に温めそしてこの温度に2時間保持し、しかしてこの混合物はそれが重合するにつれてゆっくり増粘する。23℃における2000cPの粘度が達成された時、299gの水を添加しそして次いで72gの水性85%ギ酸を添加し、そして生成物を周囲温度に冷却して、30%活性物質(P12)含有率を有する組成物(WP12)1000.6gが得られる。測定カチオン電荷は、pH4において、乾燥物質に関して3.9meq/gである。
(a)グリセロールからクロロヒドリン(E13)の製造
149.2gのグリセロールを1lフランジフラスコ中に入れ、そして80℃に加熱する。0.5gの三フッ化ホウ素酢酸錯体を添加し、そして次いで20gのエピクロロヒドリンを添加する。冷却でもって発熱を制御しながら、405.6gのエピクロロヒドリンを80℃にて1時間40分かけて滴加する。添加が完了した時、更に15gのエピクロロヒドリンを添加し、そして次いでこの反応混合物を20℃に冷却する。
パート(a)において製造された100gのクロロヒドリン(E13)を1lフランジフラスコ中に入れ、そして80gの水中の47.1gのヘキサメチレンジアミンの溶液を添加し、そして次いで更に100gの水を添加する。次いで、この反応混合物を70℃に温めそしてこの温度に50分間保持し、しかしてこの混合物はそれが重合するにつれてゆっくり増粘する。次いで、この混合物を148.2gの水で希釈し、そして加熱して60℃に戻す。20℃における500〜1500cPの粘度が達成されるまで、撹拌を断熱的に5分間続行する。次いで、15gの水性85%ギ酸を添加し、そして生成物を周囲温度に冷却して、30%活性物質(P13)含有率を有する組成物(WP13)490.3gが得られる。測定カチオン電荷は、pH4において、乾燥物質に関して5meq/gである。
(a)グリセロールからクロロヒドリン(E14)の製造
596.4gのグリセロールを3lフランジフラスコ中に入れ、そして80℃に加熱する。3gの三フッ化ホウ素酢酸錯体を添加し、そして次いで50gのエピクロロヒドリンを添加する。冷却でもって発熱を制御しながら、1568gのエピクロロヒドリンを80℃にて3時間かけて滴加する。添加が完了した時、更に40gのエピクロロヒドリンを添加し、そしてこの反応混合物を20℃に冷却する。
パート(a)において製造された100gのクロロヒドリン(E14)を1lフランジフラスコ中に入れ、そして80gの水中の50gのヘキサメチレンジアミン及び20gのジエチレントリアミンの溶液を50℃にて2時間35分かけてゆっくり添加する。この反応混合物を70℃に温めそしてこの温度に2時間保持し、そして次いで80℃に温めそしてこの温度に3時間半保持し、しかしてこの混合物はそれが重合するにつれてゆっくり増粘する。次いで、この混合物を281gの水で希釈し、そして加熱して68℃に戻す。これをこの温度に約5分間、20℃における500〜1500cPの粘度が達成されるまで維持する。次いで、36gの水性85%ギ酸を添加し、そして生成物を周囲温度に冷却して、30%活性物質(P14)含有率を有する組成物(WP14)567gが得られる。測定カチオン電荷は、pH4において、乾燥物質に関して5.2meq/gである。
(a)グリセロール及びソルビトールからクロロヒドリン(E15)の製造
100gのソルビトール及び50.6gのグリセロールを700mlフランジフラスコ中に入れ、そして80℃に加熱する。0.5gの三フッ化ホウ素酢酸錯体を添加し、そして次いで20gのエピクロロヒドリンを添加する。エピクロロヒドリンの流量を調節することにより発熱を制御しながら、268gのエピクロロヒドリンを80℃にて2時間かけて滴加する。添加が完了した時、更に15gのエピクロロヒドリンを添加し、そして次いでこの反応混合物を20℃に冷却する。
パート(a)において製造された113gのクロロヒドリン(E15)を700mlフランジフラスコ中に入れ、80gの水を添加し、そしてこの混合物を50℃に加熱する。50.7gのジエチレントリアミンを、50℃にて2時間かけてゆっくり添加する。この反応混合物を60℃に温めそしてこの温度に1時間保持し、しかしてこの混合物はそれが重合するにつれてゆっくり増粘する。次いで、この混合物を265gの水で希釈し、そして加熱して51℃に戻す。これをこの温度に約5分間、20℃における500〜1500cPの粘度が達成されるまで維持する。次いで、36gの水性85%ギ酸を添加し、そして生成物を周囲温度に冷却して、30%活性物質(P15)含有率を有する組成物(WP15)265gが得られる。
100mlのパルプをビーカー中に量り取り、そして500rpmにて撹拌する。このパルプをワットマンNo.54紙を通じて濾過し、そして濾液を保留する。分光光度計(Hach又はDr. Lange)を用いて示されるように標準的手順を用いて、該濾液のCODを測定する。同様に、分光光度計を用いて、濁度を測定する。上記の手順を繰り返すが、しかし今度は、濾過の前に、(WP3)の形態にて添加される実施例3のカチオン性ポリマー(P3)を、乾燥パルプに関して1、2、3及び4kg/tの(P3)に等価のレベルにてパルプに投与する。濾液のCOD及び濁度を測定し、そして空試験と比較する。改善値が得られる。
コーテッド損紙パルプを、3%に調製する。コーテッド損紙は、実験室ブレンダーにて3分間そして次いで実験室砕解機にて20分間パルプ化される。
100mlの3%コンシステンシーのコーテッド損紙パルプを300rpmにて40秒間撹拌し、そして次いでこれを一定の真空下でワットマン54濾紙を通じて濾過する。更に、(WP3)の形態にて添加される実施例3の生成物(P3)で、乾燥パルプに関して0.5、1.0及び1.5kg/tの生成物(P3)の投与率にて、100mlのパルプサンプルを次のとおり処理する。すなわち、パルプを10秒間撹拌し、次いで所要量の生成物(P3)を添加し、そしてこの混合物を更に30秒間撹拌した後濾過する。分光光度計を用いて濁度を測定し、しかして(P3)で処理されたサンプルについて、ブランクと比較して濁度低減の改善値が指摘される。
1.00%のコンシステンシーにおける1リットルの紙料(50%古新聞、50%古段ボール)をメスシリンダー中に入れ、そしてこのシリンダーを4回反転することにより混合する。混合後、この紙料を改良ショッパー−リーグラーフリーネス試験機(後出口を塞いで)中に注ぎ、そしてプランジャーを解放する一方、ストップウォッチを始動させる。所定容量の「バックウォーター」が排出する時間を記録する。これは、使用紙料についての「空試験時間」を確立するために行われる。混合段階の直前に添加される(WP3)の形態にて添加される実施例3の生成物(P3)の所要量[乾燥基材に関して乾燥生成物(P3)について2、4及び6kg/t]でもって、試験を繰り返す。その際、紙料をフリーネス試験機中に入れ、そして同じ容量の水が排出する時間を記録する。濾液のCOD及び濁度も測定し、そして空試験と比較する。排出時間、COD及び濁度低減について、改善値が得られる。
50:50の漂白された針葉樹/広葉樹のサイジングされていない紙料を、2.5%コンシステンシーに調製する。この紙料のショッパー−リーグラー値を、30°SRに調整する。200mlのパルプサンプルを1リットルの染料ポット中に入れ、そしてこれらのポットを800rpmにて動いている撹拌機下に置く。d%の米国特許第4083840号明細書の例1の赤色染料(随意に、米国特許第4083840号明細書の例82、84又は85による組成物の形態にて)を添加し、そして同時にストップウォッチを始動させる。3.5分後、f%の実施例1の生成物(P1)を染料固着剤として(WP1)の形態にて添加し、そして撹拌を更に1.5分間続行する。この時間後、撹拌機のスイッチを切り、そして繊維を水で1リットルに希釈する。シート形成機を、水で満たされたシンク中に置く。希釈繊維を速く撹拌し、シート形成機中に注ぎ、そして水を直ちにシンクから排出する。この時間後にシートから流れ出る存在する水を、バックウォーターとして集める。PVC板間の湿ったフェルト間の吸取り紙中にシートを置く。これらを10t/m2にて2分間プレスし、そしてシートを96℃にて10分間乾燥する。バックウォーターの色を目視的に評価し、また機器測定(Elrepho)により、最終シートの明度及び色合いを固着剤なしの染色シートと比較する。実施例1の生成物(P1)を用いて得られた染色物について、改善値が得られる。濃度d%は乾燥パルプに関して0.08、0.25及び0.66%であり、そして乾燥パルプに関して乾燥生成物(P1)についての濃度f%はd=0.08について0.15%、d=0.25について0.46%及びd=0.66について1.2%である。
応用例Dに記載された手順を繰り返すが、染料及び固着剤の添加の順序を逆にすることが相違する。
Claims (11)
- ポリマーエーテルアミン(P)であって、
(A) ≧92の分子量を有し且つx個のヒドロキシ基(ここで、xは3から6の範囲の数である)を有するオリゴヒドロキシアルカン、又はそれらの2種若しくはそれ以上の混合物、又はそれらの1種若しくはそれ以上と少なくとも1種の2から4個の炭素原子を含有するアルカンジオールとの混合物であるオリゴヒドロキシ化合物を
(B) エピクロロヒドリンと
(A)のモル当たり2モルより多い(B)且つ(A)のヒドロキシ基当たり平均して1.2分子より多くない(B)の比率にて反応させてクロロ末端付加物(E)を生じさせ、
そして(E)を
(C) 少なくとも1個の第1級アミノ基及び少なくとも1個の第1級又は第2級である更なるアミノ基を含有する少なくとも1種の脂肪族オリゴアミンと
(E)の1モルにつきnモルの(C)のモル比にて(ここで、nは、>1であり且つ(E)の分子当たり平均して存在する(E)中の結合塩素原子の数より小さい)
及び随意に
(D) ただ1個の第1級又は第2級アミノ基を含有しそして更なるアミノ基は第3級である少なくとも1種の脂肪族モノ又はジアミンと
(E)の1モルにつきpモルの(D)のモル比にて(ここで、pは、(C)と反応されない(E)の利用可能な塩素を反応させるのに十分である)
しかも[(C)+(D)]中の塩基性アミノ基の合計数tが(E)中の結合塩素原子の合計数より大きいような[(C)+(D)]対(E)の比率にて消尽的に反応させることにより得られ得、しかも随意にプロトン化されているポリマーエーテルアミン(P)。 - (B)対(A)の比率がオリゴヒドロキシ化合物(A)の1モルにつきmモルのエピクロロヒドリン(ここで、mは>2であり且つ多くて1.2・xである)であり、(C)対(E)の比率nが>1であり且つ<mであり、そして(D)対(E)の比率pが≧0であり且つ<(m−n)である、請求項1に記載のポリマーエーテルアミン(P)。
- 水性組成物(WP)であって、請求項1〜3のいずれか一項に記載の随意に架橋されたプロトン化ポリマーエーテルアミン(P)を含む水性組成物(WP)。
- 随意に請求項4に記載の水性組成物(WP)の形態の、請求項1〜3のいずれか一項に記載の随意にプロトン化されたポリマーエーテルアミン(P)の製造方法であって、(B)との(A)のクロロ末端反応生成物(E)を水性媒質中で(C)及び随意に(D)と反応させ、そしてこの生成物を随意にプロトン化し、そして所望される場合、得られた水性組成物を乾燥する方法。
- 随意に請求項4に記載の水性調製物(WP)の形態の、請求項1〜3のいずれか一項に記載の随意にプロトン化された架橋ポリマーエーテルアミン(P)の、セルロース繊維材料の加工の際の助剤としての使用。
- 紙又は不織ティッシュの生成の際の助剤としての、請求項6に記載の(P)の使用。
- 水溶性のアニオン性染料又は蛍光増白剤用の固着剤としての、請求項6又は7に記載の(P)の使用。
- 紙の生成の際の留り助剤若しくは濾水助剤としての又はトラッシュクエンチャーとしての、請求項6又は7に記載の(P)の使用。
- 染色紙の生成の際の請求項8に記載の使用であって、繊維が紙料中において染料の添加の前又は/及び後に(P)で処理される使用。
- (P)が紙料に添加される、請求項10に記載の使用。
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