JP2010031245A - 陽イオン性熱硬化性樹脂水溶液の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、優れた湿潤紙力性能を有し、かつ、環境上好ましくない樹脂中のAOXの1種であるDCPの含有量が0.10%より少ない陽イオン性熱硬化性樹脂を工業的に有利に製造する方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 特定のポリアミドポリアミンに対し、当該化合物中の第2級アミノ基に対して0.9〜1.1モル倍となる15℃以下の(C)エピハロヒドリンをポリアミドポリアミンと（Ｃ）エピハロヒドリンの反応物が濃度30〜70重量%となる水溶液中に10〜35℃の温度で滴下し、滴下終了後10〜35℃の温度で1次反応を行い、特定の濃度範囲になるように希釈し、さらに特定の温度で、生成物の25重量％水溶液の25℃における粘度が100〜400mPa・sとなるまで2次反応を行い、さらに得られた反応生成物の水溶液を、25℃におけるpHが1.5〜4となるように調整する。
【選択図】 なし
【解決手段】 特定のポリアミドポリアミンに対し、当該化合物中の第2級アミノ基に対して0.9〜1.1モル倍となる15℃以下の(C)エピハロヒドリンをポリアミドポリアミンと（Ｃ）エピハロヒドリンの反応物が濃度30〜70重量%となる水溶液中に10〜35℃の温度で滴下し、滴下終了後10〜35℃の温度で1次反応を行い、特定の濃度範囲になるように希釈し、さらに特定の温度で、生成物の25重量％水溶液の25℃における粘度が100〜400mPa・sとなるまで2次反応を行い、さらに得られた反応生成物の水溶液を、25℃におけるpHが1.5〜4となるように調整する。
【選択図】 なし
Description
本発明は、紙の湿潤紙力向上剤として有用な陽イオン性熱硬化性樹脂水溶液を製造する方法に関するものである。さらに詳しくは、吸着性有機ハロゲン化合物（以降ＡＯＸと記す。）の含有量が少なく、かつ湿潤紙力性能に優れる、ポリアミドポリアミン―エピハロヒドリン系の陽イオン性熱硬化性樹脂水溶液を製造する方法に関するものである。
紙の強度、特に湿潤強度を向上させる薬剤として、ポリアミドポリアミン―エピハロヒドリン樹脂が有用であることは、例えば特開昭５６−３４７２９号公報に記載されており、公知である。しかしながら、ポリアミドポリアミン―エピハロヒドリン樹脂水溶液中には、原料として用いられるエピハロヒドリン由来の副生成物として、ジハロヒドリンの１種である１，３−ジクロロ―２−プロパノール（以下ＤＣＰと記す）を代表とするＡＯＸが含まれている。ＡＯＸは、人体等に対する有害性の面から、近年の環境保護の気運の中、非常に注目されている物質であり、その削減は特に望まれている。
ＡＯＸの含有量の少ないポリアミドポリアミン―エピハロヒドリン樹脂水溶液の製造方法に関しては、例えば、ポリアミドポリアミンとエピハロヒドリンとの反応において、（I）二段階反応を経る製造法（特許文献１）（II）二段階反応の途中で硫黄原子を含む求核性物質を加えて低分子有機ハロゲン化合物のハロゲン基を置換する製造方法（特許文献２）、（III）二段階反応の途中で塩基性物質を加えて未反応エピハロヒドリンの反応性を高める製造方法（特許文献３）、（IV）二段階反応の途中でアルコール系化合物を加える製造方法（特許文献４）、（V）二段階反応の途中でカルボキシル基を有する化合物を加える製造方法（特許文献５）、（VI）二段階反応を経て、更にアミン化合物を加えることで低分子量有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化を行う製造方法（特許文献６）、もしくは（VII）イオン交換樹脂と接触させる方法（特許文献７）、（VIII）炭素系吸着剤と接触させる方法（特許文献８）、（IX）多孔質合成樹脂と接触させる方法（特許文献９）等が提案されている。しかし、（I）の方法では非常に長い反応時間を必要とし、かつ、ＡＯＸの低減が充分ではなく、（II）〜（VI）のそれぞれの方法では、薬剤の添加並びに反応に長時間を必要とする。（VII）〜（IX）のそれぞれの方法では、吸着剤との接触工程及び、吸着剤の除去工程が必要となる。（I）〜（IX）いずれの方法においても、操作性上の煩雑さは避けられないことから、優れた湿潤紙力性能を有し、かつ、環境上好ましくない樹脂中のＡＯＸ、例えばジハロヒドリンの１種であるＤＣＰの含有量が０．１０％より少ないポリアミドポリアミン―エピハロヒドリン樹脂を工業的に有利に製造する方法の開発が望まれていた。
これらの要望に対して本発明者らは、先にポリアミドポリアミンとエピハロヒドリンとの反応において、エピハロヒドリンの滴下時間を限定することで製品中のＡＯＸを低減するポリアミドポリアミン―エピハロヒドリン樹脂の製造方法（特許文献１０）を提案した。
本発明は、優れた湿潤紙力性能を有し、かつ、環境上好ましくない樹脂中のＡＯＸ、例えば、ジハロヒドリンの１種であるＤＣＰの含有量が０．１０％より少ないポリアミドポリアミン―エピハロヒドリン樹脂を工業的に有利に製造する方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記課題を解決すべくポリアミドポリアミンとエピハロヒドリンとを反応させる際の条件に着目して鋭意検討を重ねた結果、
I）（Ａ）脂肪族ジカルボン酸系化合物と（Ｂ）ポリアルキレンポリアミンとを、１：１．０〜１．２のモル比で、生成ポリアミドポリアミンの５０重量％水溶液の２５℃における粘度が４００〜１０００ｍＰａ・ｓとなるように加熱縮合させて、ポリアミドポリアミンを生成させ、
II）次に、１０〜３５℃の温度で、反応物濃度が３０〜７０重量％となるよう、水を加えまた加えることなく濃度を２０〜５０重量％としたポリアミドポリアミンの水溶液中にポリアミドポリアミン中の第２級アミノ基に対して０．９〜１．１モル倍となる１５℃以下の温度に冷却した（Ｃ）エピハロヒドリンを滴下し、滴下終了後１０〜３５℃の温度で１次反応させ、
III）次に前記１次反応時より重量％濃度表示で５ポイント以上低く、かつ２０重量％以上の濃度となるように水で希釈したものについて、２５〜７０℃の温度で、生成物の２５重量％水溶液の２５℃における粘度が１００〜４００ｍＰａ・ｓとなるまで２次反応を行い、さらに
IV）得られた反応生成物の水溶液を、２５℃におけるｐＨが１．５〜４となるように調整
することにより、生成するＡＯＸを削減する事ができ、さらには当該水溶液を湿潤紙力剤として使用した際、優れた湿潤紙力性能を有するということを見出し、本発明を完成するに至った。
I）（Ａ）脂肪族ジカルボン酸系化合物と（Ｂ）ポリアルキレンポリアミンとを、１：１．０〜１．２のモル比で、生成ポリアミドポリアミンの５０重量％水溶液の２５℃における粘度が４００〜１０００ｍＰａ・ｓとなるように加熱縮合させて、ポリアミドポリアミンを生成させ、
II）次に、１０〜３５℃の温度で、反応物濃度が３０〜７０重量％となるよう、水を加えまた加えることなく濃度を２０〜５０重量％としたポリアミドポリアミンの水溶液中にポリアミドポリアミン中の第２級アミノ基に対して０．９〜１．１モル倍となる１５℃以下の温度に冷却した（Ｃ）エピハロヒドリンを滴下し、滴下終了後１０〜３５℃の温度で１次反応させ、
III）次に前記１次反応時より重量％濃度表示で５ポイント以上低く、かつ２０重量％以上の濃度となるように水で希釈したものについて、２５〜７０℃の温度で、生成物の２５重量％水溶液の２５℃における粘度が１００〜４００ｍＰａ・ｓとなるまで２次反応を行い、さらに
IV）得られた反応生成物の水溶液を、２５℃におけるｐＨが１．５〜４となるように調整
することにより、生成するＡＯＸを削減する事ができ、さらには当該水溶液を湿潤紙力剤として使用した際、優れた湿潤紙力性能を有するということを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の製造方法により、優れた湿潤紙力性能を有することはもちろん、環境上好ましくない樹脂中のＡＯＸ、例えば、ジハロヒドリンの１種であるＤＣＰの含有量が０．１０％より少なく、安定性の高いポリアミドポリアミン―エピハロヒドリン樹脂を工業的に有利に製造する方法を提供することができる。
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明においては、まず（Ａ）脂肪族ジカルボン酸系化合物と（Ｂ）ポリアルキレンポリアミンとの縮合反応により、ポリアミドポリアミンを生成させる。本発明における（Ａ）脂肪族ジカルボン酸系化合物とは、分子内に２個のカルボキシル基を有する脂肪族化合物およびその誘導体を総称する意味であり、分子内に２個のカルボキシル基を有する脂肪族化合物としては、マロン酸、コハク酸、グルタミン酸、アジピン酸、セバシン酸等の遊離酸が挙げられる。また、分子内に２個のカルボキシル基を有する脂肪族化合物の誘導体としては、前記遊離酸のエステル類や酸無水物などが挙げられる。
これらの（Ａ）脂肪族ジカルボン酸系化合物は、一種類のみ用いても、また二種類以上併用してもよい。さらには、これらの脂肪族ジカルボン酸系化合物とともに、本発明の効果を阻害しない範囲で、芳香族系など、他のジカルボン酸系化合物を併用してもよい。
本発明においては、まず（Ａ）脂肪族ジカルボン酸系化合物と（Ｂ）ポリアルキレンポリアミンとの縮合反応により、ポリアミドポリアミンを生成させる。本発明における（Ａ）脂肪族ジカルボン酸系化合物とは、分子内に２個のカルボキシル基を有する脂肪族化合物およびその誘導体を総称する意味であり、分子内に２個のカルボキシル基を有する脂肪族化合物としては、マロン酸、コハク酸、グルタミン酸、アジピン酸、セバシン酸等の遊離酸が挙げられる。また、分子内に２個のカルボキシル基を有する脂肪族化合物の誘導体としては、前記遊離酸のエステル類や酸無水物などが挙げられる。
これらの（Ａ）脂肪族ジカルボン酸系化合物は、一種類のみ用いても、また二種類以上併用してもよい。さらには、これらの脂肪族ジカルボン酸系化合物とともに、本発明の効果を阻害しない範囲で、芳香族系など、他のジカルボン酸系化合物を併用してもよい。
本発明における（Ｂ）ポリアルキレンポリアミンは、分子内に２個の第１級アミノ基および少なくとも１個の第２級アミノ基を有する脂肪族化合物であり、具体的には、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、イミノビスプロピルアミンも、一種類のみ用いても、また二種類以上併用してもよい。また、エチレンジアミンやプロピレンジアミンのような脂肪族ジアミンを、本発明の効果を阻害しない範囲で上記のポリアルキレンポリアミンと併用することもできる。
本発明における（Ａ）脂肪族ジカルボン酸系化合物と（Ｂ）ポリアルキレンポリアミンとのポリアミド化反応において、（Ａ）１モルに対し、（Ｂ）を１．０〜１．２モルの範囲で反応させる。またこの際、本発明により得られる水溶性樹脂の性能を阻害しない範囲で、アミノカルボン酸類を併用することもできる。アミノカルボン酸類の例としては、グリシン、アラニン、アミノカプロン酸のようなアミノカルボン酸およびそのエステル誘導体、カプロラクタムのようなラクタム類などが挙げられる。
ポリアミド化反応は加熱下で行われ、その際の温度は、通常、１００〜２５０℃であり、好ましくは１３０〜２００℃である。そして、生成ポリアミドポリアミンを５０重量％水溶液としたときの２５℃における粘度が４００〜１０００ｍＰａ・ｓとなるまで反応を続ける。ポリアミド化反応終了時の粘度が４００ｍＰａ・ｓより低いと、最終製品である陽イオン性熱硬化性樹脂水溶液が十分な湿潤紙力向上効果を発現せず、また１０００ｍＰａ・ｓを越えると、最終製品の安定性が悪くなり、ゲル化に至ることが多い。
（Ａ）脂肪族ジカルボン酸系化合物と（Ｂ）ポリアルキレンポリアミンとのポリアミド化反応に際しては、触媒として、硫酸やスルホン酸類を用いることができる。スルホン酸類としては、ベンゼンスルホン酸やパラトルエンスルホン酸などが挙げられる。酸触媒は、ポリアルキレンポリアミン１モルに対して０．００５〜０．１モルの範囲で用いるのが好ましく、さらには０．０１〜０．０５モルの範囲がより好ましい。
こうして得られるポリアミドポリアミンは次に、水溶液中で（Ｃ）エピハロヒドリンとの反応に供される。ここで用いる（Ｃ）エピハロヒドリンとしては、エピクロロヒドリン（ＥＣＤ）やエピブロモヒドリンなどが挙げられ、工業的にはエピクロロヒドリンが好ましい。
ポリアミドポリアミンと（Ｃ）エピハロヒドリンとの反応は、１次反応と２次反応の２段階に分けて行われる。１次反応では、１０〜３５℃の温度で、反応物濃度が３０〜７０重量％となるよう、水を加えまた加えることなく濃度を２０〜５０重量％としたポリアミドポリアミンの水溶液中にポリアミドポリアミン中の第２級アミノ基に対して０．９〜１．１モル倍となる１５℃以下の温度に冷却した（Ｃ）エピハロヒドリンを滴下し、滴下終了後１０〜３５℃の温度で反応する。 ポリアミドポリアミンの水溶液の濃度は２０〜５０重量％であり、好ましくは、３０〜５０重量％である。 １次反応の反応物濃度は、３０〜７０重量％であり、好ましくは、３５〜６５重量％である。１次反応の反応物濃度が３０重量％より低すぎると、反応の進行が著しく遅くなるか、または全く反応しなくなる。また、１次反応の反応物濃度が７０重量％より高すぎると、反応の進行が早くなりすぎて増粘が著しく、場合によってはゲル化したりして、反応の制御が困難になる。この１次反応は、１０〜３５℃の範囲の温度で、また、ポリアミドポリアミン中の第２級アミノ基に対する（Ｃ）エピハロヒドリンのモル比（以下「エピハロ比」という）を０．９〜１．１の範囲、好ましくは０．９５〜１．１範囲として行われる。反応温度が３５℃より高すぎるか、またはエピハロ比が１．１より大きいと、最終製品である樹脂中のＡＯＸの含有量が多くなり、本発明の目的が十分に達成されなくなる。一方、エピハロ比が０．９より小さいと、最終製品の湿潤紙力剤としての加工性能が悪くなる。
上記の条件にて、（Ｃ）エピハロヒドリンを１５℃以下に冷却し、上記の温度範囲のポリアミドポリアミンの水溶液に滴下する。（Ｃ）エピハロヒドリンの温度として好ましくは、１０℃以下である。（Ｃ）エピハロヒドリンの温度が１５℃より高くなると、最終製品であるポリアミドポリアミン―エピハロヒドリン樹脂中のＡＯＸの含有量が０．１０％より多くなる可能性が有る。
（Ｃ）エピハロヒドリンを冷却する方法としては、特に限定されない。工業上、利用可能な冷却設備、例えば貯槽や貯蔵タンクに冷却機を取り付ける方法、（Ｃ）エピハロヒドリン送液配管にプレート型熱交換機やコイル型熱交換機を取り付ける方法、当該反応に利用される反応釜とは別の反応釜に（Ｃ）エピハロヒドリンを溜め、冷却する方法などが利用できる。
（Ｃ）エピハロヒドリンの滴下後の１次反応温度は、１０〜３５℃の範囲であり、通常、６〜１０時間保温を継続する。その際、保温温度が１０℃より低いと系中のエピハロヒドリンの反応が遅く、本発明の目的であるＡＯＸの含有量の低減を達成させるためには、保温時間を長くしなくてはならず、反応の制御が難しくなり工業的に有利でない。 保温温度が３５℃より高いと２次反応時の増粘が速く、反応を制御できなくなる。 保温時間が６時間より短い場合は、１次反応時に未反応のエピハロヒドリンが多く残存し、ＡＯＸの含有量の低減が十分に達成されなくなる傾向があり、保温時間が１０時間より長いと２次反応時の増粘が速くなり、反応を制御できなくなる傾向がある。
本発明の製造方法において、特定の濃度のポリアミドポリアミンに前記ポリアミドポリアミン中の第２級アミノ基に対して０．９〜１．１モル倍かつ１５℃以下である（Ｃ）エピハロヒドリンをポリアミドポリアミンと（Ｃ）エピハロヒドリンの反応物濃度が３０〜７０重量％となるポリアミドポリアミンの水溶液中に１０〜３５℃の温度で滴下し、滴下終了後、同温度で、通常、６〜１０時間反応させることにより、その具体的構造については不明であるが、ＡＯＸが低減された公知の構造と異なるポリアミドポリアミン−エピハロヒドリン反応物が得られるものと推定される。
１次反応終了後は、反応系に水を加えて希釈し、１次反応時より反応物の重量％濃度表示で５ポイント以上低く、ただしその濃度が２０重量％以上になるように調整する。例えば、１次反応を反応物濃度３０重量％で行った場合は、２０〜２５重量％の濃度になるように、また例えば、１次反応を反応物濃度７０重量％で行った場合は、２０〜６５重量％の濃度となるように希釈される。反応物濃度が２０重量％より低いとその後の２次反応にて、
生成物の２５重量％水溶液の２５℃における粘度が１００ｍＰａ・ｓに到達しない。また、反応物濃度が１次反応時より反応物の重量％濃度表示で５ポイント以上低くしない場合には、２次反応にて増粘が速く、反応制御ができなくなる。
生成物の２５重量％水溶液の２５℃における粘度が１００ｍＰａ・ｓに到達しない。また、反応物濃度が１次反応時より反応物の重量％濃度表示で５ポイント以上低くしない場合には、２次反応にて増粘が速く、反応制御ができなくなる。
こうして反応系を希釈したあとは、さらに保温を続け、エピハロヒドリンが付加したポリアミドポリアミン間の架橋反応を行う（２次反応）。２次反応における温度は、２５〜７０℃の範囲とする。この２次反応は、反応物の樹脂分濃度を２５重量％としたときの２５℃における粘度が１００〜４００ｍＰａ・ｓ、好ましくは１５０〜３００ｍＰａ・ｓとなるまで反応が続けられる。２次反応終了時の２５重量％濃度の水溶液の粘度が１００ｍＰａ・ｓより低いと、最終製品である樹脂の湿潤紙力増強効果が十分でなく、４００ｍＰａ・ｓを越えると、樹脂水溶液の安定性が悪くなり、また抄紙過程でパルプスラリーに添加した際に強い発泡を伴い、抄紙作業を困難にするばかりでなく、紙の地合いを損なうことにもなる。
２次反応終了後は、必要により水で希釈した後、反応を停止させるために、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、ギ酸、酢酸のような酸を加えて、ｐＨを１.５〜４に調整し、目的物である陽イオン性熱硬化性樹脂水溶液を得る。
本発明の陽イオン性熱硬化性樹脂水溶液は、従来から公知の方法で製造されたポリアミドポリアミン−エピハロヒドリン樹脂と同等以上の湿潤紙力増強効果を紙に付与し、しかもＡＯＸの含有量が著しく少なく、また卓越した安定性を有するという、極めて優れた性質を有している。ここでいうＡＯＸには、エピハロヒドリンに由来して副反応で生成するジハロヒドリン（例えば、ＤＣＰ）およびモノハロヒドリン（例えば、３−ハロ−１，２−プロパンジオール）が包含される。例えば、エピハロヒドリンの１種であるエピクロロヒドリンを原料とした場合は、副反応によって、ＤＣＰおよび３−クロロ−１，２−プロパンジオールが生成する可能性がある。本発明で採用する反応においては、特にジハロヒドリンが不純物として残存する可能性が大きく、本発明によれば、かかるジハロヒドリン、あるいはさらにモノハロヒドリンが生成しても、これらＡＯＸの含有量を低い値に保つことができる。
また本発明によれば、かかる優れた性質を有する陽イオン性熱硬化性樹脂水溶液が、薬剤の添加等の煩雑な操作を必要としないで得ることができる。さらに本発明の方法は、最終製品の濃度が低い場合においても有効であり、例えば、最終製品の樹脂水溶液を１０〜２０重量％程度の濃度とした場合でも、安定した状態で保存することができる。最終製品の樹脂分濃度が低い場合は、ｐＨを比較的高い値、例えばｐＨ２〜４に調整するのが好ましい。
こうして得られるポリアミドポリアミン−エピハロヒドリン樹脂は、陽イオン性でかつ熱硬化性であり、本発明において湿潤紙力剤として用いられる。このポリアミドポリアミン−エピハロヒドリン樹脂は、例えば、水溶液の形で紙に塗布またはスプレーしたり、この樹脂を含む水溶液に紙を浸漬して紙にこの樹脂を含浸するなどの方法で紙中に含有させても、湿潤紙力向上効果を発揮するが、パルプスラリーにこの樹脂を添加して抄紙する、いわゆる内添法において、それもパルプの乾燥重量を基準に０．１重量％以上添加した場合に、高い効果を発揮する。パルプの乾燥重量基準でこの樹脂の添加量が０．１重量％未満の場合でも、湿潤紙力向上効果は発揮されるが、０．１重量％以上用いた場合に特にその効果が顕著である。この樹脂の添加量の上限は、５重量％程度までとするのが好ましい。
このポリアミドポリアミン−エピハロヒドリン樹脂は、パルプとよく混合できるように添加すればよく、その添加時期に特別な制限はない。また、本発明の方法を実施するにあたり、抄紙自体は従来から公知の方法に従って行うことができる。すなわち、パルプの水性分散液に、前記のようなポリアミドポリアミン−エピハロヒドリン樹脂を添加し、よく混合してから抄紙すればよい。
この際、紙の製造に通常用いられている薬剤も、本発明の効果を損なわない範囲で添加することができる。例えば、硫酸アルミニウム（いわゆる硫酸バンド）は、サイズ剤として、あるいはポリアクリルアミド等の定着剤として、一般的に使用されており、本発明においても用いることができる。また、他のサイズ剤なども使用可能である。
本発明の方法により得られる樹脂は、紙の湿潤紙力増強剤としての用途のみならず、製紙工程中に添加される填料の歩留向上剤、製紙速度を向上させるために使用される濾水性向上剤、あるいは工場排液などの汚水中に含まれる微粒子を除去するための沈殿凝集剤としても使用することができる。
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。例中にある％および量比は、特にことわらないかぎり重量基準である。また粘度は、ブルックフィールド粘度計により測定した値である。
（製造例１）（ポリアミドポリアミンの製造例）
温度計、リービッヒ冷却器および撹拌棒を備えた四つ口フラスコに、ジエチレントリアミン５２０ｇ（５．０４モル）、水３７．３ｇ、アジピン酸６９９．５ｇ（４．７９モル）および７１％硫酸１５．３ｇ（０．１１モル）を仕込み、１４５℃まで昇温し、１時間還流した後、水を抜きながら、１４０〜１６０℃で１２時間反応させた。その後、水１００５．５ｇを徐々に加えて、ポリアミドポリアミンの水溶液を得た。このポリアミドポリアミン水溶液は、固形分５０. ７％、２５℃における粘度４６０ｍＰａ・ｓであった。
温度計、リービッヒ冷却器および撹拌棒を備えた四つ口フラスコに、ジエチレントリアミン５２０ｇ（５．０４モル）、水３７．３ｇ、アジピン酸６９９．５ｇ（４．７９モル）および７１％硫酸１５．３ｇ（０．１１モル）を仕込み、１４５℃まで昇温し、１時間還流した後、水を抜きながら、１４０〜１６０℃で１２時間反応させた。その後、水１００５．５ｇを徐々に加えて、ポリアミドポリアミンの水溶液を得た。このポリアミドポリアミン水溶液は、固形分５０. ７％、２５℃における粘度４６０ｍＰａ・ｓであった。
温度計、還流管および撹拌棒を備えた四つ口フラスコに、実施例１で得られたポリアミドポリアミン水溶液３５０．０ｇ（２級アミノ基として０．８３モル）に反応物濃度が４５％になるように水１３１．７ｇを仕込み、５℃に冷却したエピクロロヒドリン８３．２ｇ（０．９０モル（エピハロ比１．０８））を液温１０〜３０℃で２．５時間かけて滴下した後、３０℃で８時間保温した。その後、水４１２．８ｇを加え、３５〜４５℃で保温して増粘させたあと、冷却した。その後、７１％硫酸２２．３ｇ、水７１．２ｇを加え、固形分濃度２５％、粘度２２５ｍＰａ・ｓ（２５℃）、ｐＨ２．４のポリアミドアミン―エピクロロヒドリン樹脂水溶液を得た。
温度計、還流管および撹拌棒を備えた四つ口フラスコに、製造例１で得られたポリアミドポリアミン水溶液３５０．０ｇ（２級アミノ基として０．８３モル）に反応物濃度が４５％になるように水１３１．７ｇを仕込み、１０℃に冷却したエピクロロヒドリン８３．２ｇ（０．９０モル（エピハロ比１．０８））を液温１０〜３０℃で２．５時間かけて滴下した後、３０℃で８時間保温した。その後、水４１２．８ｇを加え、３５〜４５℃で保温して増粘させたあと、冷却した。その後、７１％硫酸２２．８ｇ、水７２．１ｇを加え、固形分濃度２５％、粘度２２０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、ｐＨ２．４のポリアミドアミン―エピクロロヒドリン樹脂水溶液を得た。
（比較例１）
温度計、還流管および撹拌棒を備えた四つ口フラスコに、実施例１で得られたポリアミドポリアミン水溶液３５０．０ｇ（２級アミノ基として０．８３モル）に反応物濃度が４５％になるように水１３１．７ｇを仕込み、２０℃に保温したエピクロロヒドリン８３．２ｇ（０．９０モル（エピハロ比１．０８））を液温１０〜３０℃で２．５時間かけて滴下した後、３０℃で８時間保温した。その後、水４１２．８ｇを加え、３５〜４５℃で保温して増粘させたあと、冷却した。その後、７１％硫酸２２．１ｇ、水７０．０ｇを加え、固形分濃度２５％、粘度２６０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、ｐＨ２．４のポリアミドアミン―エピクロロヒドリン樹脂水溶液を得た。
温度計、還流管および撹拌棒を備えた四つ口フラスコに、実施例１で得られたポリアミドポリアミン水溶液３５０．０ｇ（２級アミノ基として０．８３モル）に反応物濃度が４５％になるように水１３１．７ｇを仕込み、２０℃に保温したエピクロロヒドリン８３．２ｇ（０．９０モル（エピハロ比１．０８））を液温１０〜３０℃で２．５時間かけて滴下した後、３０℃で８時間保温した。その後、水４１２．８ｇを加え、３５〜４５℃で保温して増粘させたあと、冷却した。その後、７１％硫酸２２．１ｇ、水７０．０ｇを加え、固形分濃度２５％、粘度２６０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、ｐＨ２．４のポリアミドアミン―エピクロロヒドリン樹脂水溶液を得た。
（比較例２）
温度計、還流管および撹拌棒を備えた四つ口フラスコに、実施例１で得られたポリアミドポリアミン水溶液３５０．０ｇ（２級アミノ基として０．８３モル）に反応物濃度が４５％になるように水１３１．７ｇを仕込み、３３℃に保温したエピクロロヒドリン８３．２ｇ（０．９０モル（エピハロ比１．０８））を液温１０〜３０℃で２．５時間かけて滴下した後、３０℃で８時間保温した。その後、水４１２．８ｇを加え、３５〜４５℃で保温して増粘させたあと、冷却した。その後、７１％硫酸２２．４ｇ、水７２．６ｇを加え、固形分濃度２５％、粘度２００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、ｐＨ２．４のポリアミドアミン―エピクロロヒドリン樹脂水溶液を得た。
温度計、還流管および撹拌棒を備えた四つ口フラスコに、実施例１で得られたポリアミドポリアミン水溶液３５０．０ｇ（２級アミノ基として０．８３モル）に反応物濃度が４５％になるように水１３１．７ｇを仕込み、３３℃に保温したエピクロロヒドリン８３．２ｇ（０．９０モル（エピハロ比１．０８））を液温１０〜３０℃で２．５時間かけて滴下した後、３０℃で８時間保温した。その後、水４１２．８ｇを加え、３５〜４５℃で保温して増粘させたあと、冷却した。その後、７１％硫酸２２．４ｇ、水７２．６ｇを加え、固形分濃度２５％、粘度２００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、ｐＨ２．４のポリアミドアミン―エピクロロヒドリン樹脂水溶液を得た。
実施例１〜２、比較例１〜２で得られたポリアミドアミン―エピクロロヒドリン樹脂水溶液について、以下の評価を行った。結果を表１に示す。
（ＤＣＰ含有量）
ＡＯＸの代表物質として、ＤＣＰ含有量をガスクロマトグラフィーにより下記の条件で分析し、定量した。
表１中の％は、対水溶液での含有量である。
ＧＣ装置：島津製作所社製ＧＣ−１４Ｂ
カラム：ＤＢ−ＷＡＸ（Ｊ＆Ｗ社製）Ｌ＝３０ｍ、Φ＝０．５３ｍｍ、Ｄ＝０．２５μｍキャリヤー：窒素（ガス流量＝１０．０ｍｌ／ｍｉｎ）
分析条件：
注入口温度；３００℃
検出器温度；３００℃
温度プログラム；Ｏｖｅｎ ５０℃×５ｍｉｎ、
Ｒａｔｅ １０℃／ｍｉｎ、
Ｆｉｎａｌ ２２０℃×１０ｍｉｎ
ＡＯＸの代表物質として、ＤＣＰ含有量をガスクロマトグラフィーにより下記の条件で分析し、定量した。
表１中の％は、対水溶液での含有量である。
ＧＣ装置：島津製作所社製ＧＣ−１４Ｂ
カラム：ＤＢ−ＷＡＸ（Ｊ＆Ｗ社製）Ｌ＝３０ｍ、Φ＝０．５３ｍｍ、Ｄ＝０．２５μｍキャリヤー：窒素（ガス流量＝１０．０ｍｌ／ｍｉｎ）
分析条件：
注入口温度；３００℃
検出器温度；３００℃
温度プログラム；Ｏｖｅｎ ５０℃×５ｍｉｎ、
Ｒａｔｅ １０℃／ｍｉｎ、
Ｆｉｎａｌ ２２０℃×１０ｍｉｎ
（保存安定性）
得られた水溶液を５０℃、２週間放置後の性状により判断した。
○：粘度の変化が少ない。×：ゲル化している、あるいは粘度の低下が激しい。
得られた水溶液を５０℃、２週間放置後の性状により判断した。
○：粘度の変化が少ない。×：ゲル化している、あるいは粘度の低下が激しい。
（湿潤紙力強度）
実施例１、比較例１〜２で得られた水溶液を用いて、以下の抄紙試験を行った。得られた紙の湿潤引っ張り強さをＩＳＯ １９２４／１−１９９２に準じて測定し、結果を湿潤裂断長として表１に示した。
実施例１、比較例１〜２で得られた水溶液を用いて、以下の抄紙試験を行った。得られた紙の湿潤引っ張り強さをＩＳＯ １９２４／１−１９９２に準じて測定し、結果を湿潤裂断長として表１に示した。
（抄紙条件）
使用パルプ：Ｎ−ＢＫＰ／Ｌ−ＢＫＰ＝１／１
叩解度：４００ｃｃ
樹脂添加量：０．４％（樹脂固形分の対パルプ乾燥重量）
熱処理条件：１１０℃、４分間
抄紙平均米坪量：６０ｇ／ｍ２
使用パルプ：Ｎ−ＢＫＰ／Ｌ−ＢＫＰ＝１／１
叩解度：４００ｃｃ
樹脂添加量：０．４％（樹脂固形分の対パルプ乾燥重量）
熱処理条件：１１０℃、４分間
抄紙平均米坪量：６０ｇ／ｍ２
Claims (4)
- I）（Ａ）脂肪族ジカルボン酸系化合物と（Ｂ）ポリアルキレンポリアミンとを、１：１．０〜１．２のモル比で、生成ポリアミドポリアミンの５０重量％水溶液の２５℃における粘度が４００〜１０００ｍＰａ・ｓとなるように加熱縮合させて、ポリアミドポリアミンを生成させ、
II）次に、１０〜３５℃の温度で、反応物濃度が３０〜７０重量％となるよう、水を加えまた加えることなく濃度を２０〜５０重量％としたポリアミドポリアミンの水溶液中にポリアミドポリアミン中の第２級アミノ基に対して０．９〜１．１モル倍となる１５℃以下の温度に冷却した（Ｃ）エピハロヒドリンを滴下し、滴下終了後１０〜３５℃の温度で１次反応させ、
III）次に前記１次反応時より重量％濃度表示で５ポイント以上低く、かつ２０重量％以上の濃度となるように水で希釈したものについて、２５〜７０℃の温度で、生成物の２５重量％水溶液の２５℃における粘度が１００〜４００ｍＰａ・ｓとなるまで２次反応を行い、さらに
IV）得られた反応生成物の水溶液を、２５℃におけるｐＨが１．５〜４となるように調整することを特徴する陽イオン性熱硬化性樹脂水溶液の製造方法。 - 請求項１に記載の製造方法で得られた陽イオン性熱硬化樹脂
- 請求項２に記載の陽イオン性熱硬化樹脂を有効成分とする湿潤紙力増強剤。
- 請求項３に記載の湿潤紙力増強剤を含有することを特徴とする紙。
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