JP3205628B2 - 紙のサイジング方法 - Google Patents

紙のサイジング方法

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JP3205628B2
JP3205628B2 JP01798593A JP1798593A JP3205628B2 JP 3205628 B2 JP3205628 B2 JP 3205628B2 JP 01798593 A JP01798593 A JP 01798593A JP 1798593 A JP1798593 A JP 1798593A JP 3205628 B2 JP3205628 B2 JP 3205628B2
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、オレフィン系不飽和モノマー類
と、疎水性にしたポリカチオン類とを基とする新規なポ
リマー分散液、これらの分散液の製造方法、並びに紙用
サイジング剤としてのそれらの使用に関する。
【0002】水系中、特定のポリマー状カチオン乳化剤
の存在下で、アクリル酸エステルまたはメタアクリル酸
エステルと一緒にアクリロニトリルまたはメタアクリロ
ニトリルを重合させた、コロイド状分散溶液の形態の紙
用カチオン系サイジング剤の製造は、EP 0 058
313から公知である。これらの特定乳化剤は、(メ
タ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチルとスチレ
ンとアクリロニトリルとのターポリマーを四級化した生
成物である。
【0003】(メタ)アクリロニトリルとスチレンとア
クリル酸エステルまたはメタアクリル酸エステルとの混
合物か、或はスチレンとアクリル酸エステルまたはメタ
アクリル酸エステルとの混合物を、上述した四級化ター
ポリマー類の存在下で重合させた、特に低グレードの紙
に有効な、コロイド状に分散した紙用サイジング剤の製
造が、DE‐A‐3 401 573に記述されている。
【0004】これらのコロイド状に分散したサイジング
剤が有する1つの欠点は、それらはしばしば、高いせん
断力を用いたとき、電解質存在下および上昇させた温
度、例えば60℃以上では、実用上満足できる程の安定
性を示さず、そして発泡する傾向を示す、ことである。
紙製造工程において、例えば、サイジング液への添加剤
として酵素分解澱粉を添加すると、かなり多量の電解質
が生じる。特に、この澱粉を分解した後、硫酸または塩
酸の如き酸を添加することで酵素活性を停止させた後、
過剰な酸を中和する時の塩基添加で、これらの電解質が
生じる。澱粉の酵素分解は、しばしば、かなり高い温度
である約80−100℃の温度で行われており、そして
この澱粉溶液は通常、その後直ちにサイジング液に添加
されているため、一般に、このサイジング液の温度は上
記温度の最大値まで上昇することが予測される。このよ
うな条件下では、上述したコロイド状に分散したサイジ
ング剤が部分的もしくは完全に凝固する。紙製造機の上
に堆積物が生じ、サイジング効果が劇的に減少する。紙
製造中に生じ得る高せん断力もまた、同様な効果をもた
らす可能性がある。
【0005】改良された安定性および減少した発泡傾向
を示す紙用カチオン系サイジング剤が、DE‐A‐3
537 824に記述されており、これらは、EP 0
058313およびDE‐A‐3 401 573と同じ
モノマー類で構成されているが、(メタ)アクリル酸
N,N−ジメチルアミノエチルとスチレンとアクリロニ
トリルとを基とする使用乳化剤の四級化は、エピクロロ
ヒドリンではなくて簡単なモノエポキシド類で行われて
いる、即ちこれらはハロゲンを含んでいない。この操作
では、上に挙げた例と同様、これらの特定カチオン系乳
化剤は有機溶媒中で製造されており、これらの溶媒は、
次の重合で該カチオン系乳化剤を用いる前か後に置き換
えられる必要がある。このような操作は、経済的および
生態学的な面で欠点を有している。
【0006】発泡する傾向があまりにも高すぎると、こ
れはまた紙加工工程中の乱れをもたすが、これは更に、
上述した全てのサイジング剤が有する欠点である。
【0007】従来技術で公知のサイジング剤は、通常、
紙のビーターおよび表面サイジングにとって同様には適
切でないか、或はビーターサイジングで用いるにはあま
りにも高価である。
【0008】二量体のアルキルケテン類は公知の反応性
紙用サイジング剤である。このアルキルケテン二量体
は、水溶液中に分散させる必要があるため、カチオン系
分散剤、例えばポリアミドポリアミン/エピクロロヒド
リン樹脂(US 3 046 186)、または種々のカ
ルボン酸類とポリアルキレンポリアミン類とエピクロロ
ヒドリンとの「ワンポット反応生成物」を用いることが
記述されている(EP054 057)。しかしなが
ら、これらの得られる混合物は、制限された貯蔵安定性
のみを有する。US 4 087 395には、未置換の
アシル基を有するカルボン酸誘導体と反応するポリアミ
ドポリアミン類のエピクロロヒドリン樹脂が記述されて
いる。これらの化合物は、ケテン二量体との混合物中で
のみ、紙に対して明らかなサイジング作用を示したが、
その貯蔵安定性は低い。
【0009】疎水性にしたカチオン系ポリアミドアミン
類の存在下で特定のオレフィン系不飽和モノマー類を重
合させると、紙のビーターおよび表面サイジングに適し
たせん断安定性、電解質安定性、熱安定性および貯蔵安
定性を示すサイジング剤が経済的および生態学的利点を
示す方法で得られる、ことをここに見い出した。
【0010】本発明は、用いる乳化剤が、疎水性にした
カチオン系ポリアミドアミンであり、そして各場合共こ
の疎水性にしたカチオン系ポリアミドアミンを基準にし
て、この物質100g当たり0.01から0.3電荷当
量のカチオン基含有量を有し、0.5から50重量%の
疎水基含有量を有し、そして0から3重量%の塩基性窒
素原子含有量を有しており、そして塩基性ポリアミドア
ミン(A)をモノカルボン酸類(B)で疎水性にした後
の、酸類(C)を用いたプロトン化および/またはモノ
エポキシド類(D)を用いた四級化で入手可能である、
ことを特徴とする、水系媒体中でオレフィン系不飽和モ
ノマー類のフリーラジカル開始乳化重合を行うことによ
る、ビニルポリマー分散液の製造方法に関する。
【0011】本発明の意味において、「疎水性にした」
ポリアミドアミンは、少なくとも7個のC原子を有して
おりそして相当するモノカルボン酸から誘導される、末
端の長鎖脂肪族炭化水素基を含んでいるポリアミドアミ
ンである、として理解すべきである。
【0012】この疎水性にしたカチオン系ポリアミドア
ミン類の製造に適切な該塩基性ポリアミドアミン類
(A)は、 a1):アミドを生成し得る少なくとも2個のアミノ基
と少なくとも1個の他の第二級もしくは第三級アミノ基
を含んでいるポリアミン類、 および適宜 a2):アミドを生成し得る2個のアミノ基を含んでい
るポリアミン類、 b):飽和もしくは不飽和脂肪族および/または芳香族
ジカルボン酸類および/またはそれらの官能誘導体、お
よび適宜 c):オメガ−アミノカルボン酸類および/またはラク
タム類、 から誘導される構造単位を含んでいる縮合生成物であ
り、ここで、好適には、成分b)1モル当たり、0.8
から1.2モルの成分a1)、適宜0.8モル以下の成
分a2)、および適宜1.5モル以下の成分c)を用い
るが、但し、a):b)のモル比が0.8:1から1.
2:1の値を取ることを条件とする。
【0013】該ポリアミン類a1)は、好適には、式
【0014】
【化1】 [式中、R1、R2およびR3は、互いに独立して、H、
メチル、エチルまたは2−ヒドロキシエチルであり、a
およびbは、互いに独立して、0、1、2、3または4
を表し、そしてcおよびdは、互いに独立して、1、
2、3、4、5または6を表す]および/または式
【0015】
【化2】
【0016】[式中、xは、2または3を表し、そして
Aは、水素、アミノエチルまたはアミノプロピルを表
す]に相当している。
【0017】式(I)を有するポリアミン類a1)の例
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、ペンタエチレンヘキサミ
ン、ヘキサメチレンヘプタミン、ジプロピレントリアミ
ン、ジヘキサメチレントリアミン、N−メチル−ビス
(3−アミノプロピル)アミンおよびトリス(2−アミ
ノエチル)アミンである。
【0018】式(II)を有するポリアミン類a1)の
例は、N−(2−アミノエチル)ピペラジン、N,N′
−ビスアミノエチルピペラジンおよびN,N′−ビスア
ミノプロピルピペラジンである。
【0019】好適なポリアミン類a1)は、トリエチレ
ンテトラミン、ジエチレントリアミンおよびN−メチル
−ビス(3−アミノプロピル)アミンである。
【0020】該ポリアミン類a2)は、好適には、式
【0021】
【化3】 [式中、R1、R2、aおよびcは、上述した意味を有す
る]および/または式
【0022】
【化4】
【0023】および/または式
【0024】
【化5】
【0025】に相当している。
【0026】ポリアミン類a2)の例は、エチレンジア
ミン、ジアミノプロパン、1,6−ジアミノヘキサン、
N−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N,
N′−ジメチルエチレンジアミン、N−メチル−1,3
−ジアミノプロパン、イソホロンジアミンおよび4,
4′−ジアミノジシクロヘキシルメタンである。
【0027】好適なラクタム類c)は、例えばε−カプ
ロラクタムおよびラウリル−ラクタムであり、好適なア
ミノカルボン酸類c)は6−アミノカプロン酸および1
1−アミノウンデカン酸である。
【0028】好適に用いられるジカルボン酸類b)また
はそれらのアルキルエステルは、式
【0029】
【化6】 R4−O−CO−(CH2)e−CO−O−R5 (VI) [式中、R4およびR5は、互いに独立して、水素、C1
−C6−アルキルまたはフェニルを表し、そしてeは、
0または1から10の整数を表す]に相当するものであ
る。
【0030】ジカルボン酸類b)またはそれらの官能誘
導体の混合物もまた、勿論、該ポリアミドアミン類
(A)の製造で用いられ得る。下記のジカルボン酸類お
よびジカルボン酸誘導体b)が例として挙げられる:し
ゅう酸、マロン酸、こはく酸、グルタル酸、アジピン
酸、セバシン酸、しゅう酸ジメチル、しゅう酸ジエチ
ル、マロン酸ジエチル、無水こはく酸、グルタル酸のモ
ノメチルエステル、グルタル酸ジエチル、アジピン酸の
モノメチルエステル、アジピン酸ジメチル、セバシン酸
ジメチル、イソフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸
ジメチル、無水マレイン酸、イタコン酸、イタコン酸ジ
メチルおよびフタル酸。アジピン酸が好適である。
【0031】可能な塩基性ポリアミドアミン類(A)は
また、存在している塩基性の第二級アミノ基の20モル
%以下がアルキル化によって第三級アミノ基に変換され
るものである。このアルキル化は、該第二級アミノ基と
ハロゲン化アルキル、アルカンスルホン酸アルキルおよ
びアクリル系化合物との反応を意味する、として理解す
べきである。下記のハロゲン化アルキルが例として挙げ
られる:塩化メチル、塩化エチル、クロロプロパノー
ル、クロロエタノールおよびクロロプロパンジオール。
【0032】下記のアルカンスルホン酸アルキルが例と
して挙げられる:メタンスルホン酸メチル、メタンスル
ホン酸エチルおよびエタンスルホン酸クロロプロピル。
【0033】これらのポリアミドアミン類は、通常の方
法、例えば成分a1)と適宜a2)およびb)、および
適宜c)を、最初に100から150℃の温度に加熱
し、そして最大で3時間経った後、この得られる可動溶
融物を更に、常圧下ゆっくりと最大温度の220℃に加
熱しながら、生じてくる反応水を蒸留除去する、ことに
よって製造される。変色を回避するためには、酸素を排
除してこの縮合を行うのが有利であり、そして適宜カル
ボン酸ヒドラジド類を少量加えるのが有利である。この
平衡から理論量の水が取り出されるまでこの混合物を蒸
留する、即ち該ジカルボン酸のカルボキシル基1モル当
たり1モルの水を分離する必要がある。
【0034】該塩基性ポリアミドアミン類(A)を疎水
性にする目的で、長鎖のモノカルボン酸類(B)を好適
に用いる。
【0035】適切なモノカルボン酸類(B)は、好適に
は、32個以下の炭素原子を有する脂肪族モノカルボン
酸もしくは脂肪族モノヒドロキシカルボン酸類である。
【0036】この好適なモノカルボン酸類(B)は、式
【0037】
【化7】 R6−COOH (VII) [式中、R6は、7から31個のC原子を有する直鎖も
しくは分枝の飽和もしくはオレフィン系不飽和アルキル
を表す]および式
【0038】
【化8】 R7−COOH (VIII) [式中、R7は、7から31個のC原子を有する直鎖も
しくは分枝の飽和もしくはオレフィン系不飽和モノヒド
ロキシアルキルを表す]に相当している。
【0039】特に好適なモノカルボン酸類(B)は、更
に、式
【0040】
【化9】 H−[−O−R6−CO−]f−OH (IX) [式中、R6は、式(VII)の下で上に与えた意味を
有し、そしてfは、2から50、好適には3から20の
整数を表す]を有する、ヒドロキシカルボン酸の重縮合
物である。
【0041】式(VII)、(VIII)および(I
X)を有する挙げたモノカルボン酸類(B)は個々に用
いられ得るが、互いのいずれかの所望混合物として用い
られてもよい。
【0042】特に好適には、該ヒドロキシカルボン酸の
重縮合物(IX)を、式
【0043】
【化10】 R6−CO−[−O−R6−CO−]f−OH (X) H−[O−R6−CO−]f−Cl (XI) および
【0044】
【化11】 R6−CO−[−O−R6−CO−]f−Cl (XII) [式中、R6およびfは、各場合共、上述した意味を有
する]を有するそれらの官能誘導体の形態で、該塩基性
ポリアミドアミン類と反応させる。
【0045】例えば、遊離アルコール官能をアシル化す
ることでエステル(X)を生じさせ、そして/または遊
離酸官能の活性化で酸クロライド(XI)または(XI
I)を生じさせることによって、該重縮合物(IX)の
誘導化を行う。
【0046】適宜、酸類もしくはテトラアルキルチタネ
ート類を添加し、そして例えば生成して来る水を共沸除
去しながら、該ヒドロキシカルボン酸類(VIII)を
加熱することによる公知方法(例えばHouben−W
eyl、Methodender Organisch
en Chemie(有機化学の方法)、XIV/2
巻、G.Thieme Verlag参照)で、該重縮
合物(IX)を製造する。
【0047】遊離アルコール官能をモノカルボン酸(V
II)またはそれらの酸クロライドもしくは無水物でア
シル化することにより、該重縮合物(IX)から、式
(X)を有する官能誘導体を得ることができる。
【0048】該重縮合物(IX)または式(X)を有す
るアシル化誘導体と、無機酸の塩化物、例えば三塩化
燐、五塩化燐または塩化チオニルなどとを反応させるこ
とによって、式(XI)および(XII)を有する化合
物を得ることができる。
【0049】式(X)を有する官能誘導体は、該モノカ
ルボン酸類(B)として単独か、或は互いか、該ヒドロ
キシカルボン酸の重縮合物(IX)とか、またはカルボ
ン酸類(VII)および(VIII)との、いずれかの
所望混合物で用いられ得る。式(XI)および(XI
I)を有する酸クロライドは、単独または混合物として
用いられ得るが、有利には、(B)の下で挙げた他のモ
ノカルボン酸類との混合物としては用いられない。
【0050】適切なヒドロキシカルボン酸類(VII
I)は、例えば2−ヒドロキシドデカン酸、2−ヒドロ
キシテトラデカン酸および2−ヒドロキシヘキサデカン
酸である。特に好適な酸類は、例えば12−ヒドロキシ
オクタデカン酸および11−ヒドロキシヘキサデカン酸
および−ペンタデカン酸である。
【0051】相当する不飽和ヒドロキシカルボン酸類、
例えば12−ヒドロキシ−9−オクタデセン酸もまた適
切な化合物である。
【0052】適切な長鎖カルボン酸類(VIII)に
は、例えばデカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘ
キサデカン酸、オクタデカン酸、エイコサン酸およびド
コサン酸、並びに不飽和酸であるオレイル酸、リノール
酸、リノレイン酸およびドコセン酸が含まれる。
【0053】特に、種々のヒドロキシカルボン酸類の混
合物および種々の長鎖カルボン酸類の混合物も用いられ
得る。
【0054】該塩基性ポリアミドアミン類(A)を疎水
性にするためには、これらを溶融状態で最初に120か
ら250℃の温度で反応槽に入れた後、該長鎖カルボン
酸(VII)、該ヒドロキシカルボン酸(VIII)、
該ヒドロキシカルボン酸の重縮合物(IX)またはアシ
ル化もしくは活性化したそれらの誘導体(X)、(X
I)または(XII)か、或はこれらの化合物の上記混
合物を加える。この反応が終了するまで、上記混合物を
一定温度で2から10時間撹拌しながら揮発性反応生成
物を除去する。
【0055】この疎水性にした塩基性ポリアミドアミン
類を次にプロトン化および/または四級化することで、
疎水性にしたカチオン系ポリアミドアミン類を生じさせ
る。このプロトン化に適切な酸類(C)は、例えば無機
酸、例えば塩酸、硫酸、しゅう酸または燐酸である。好
適な酸類(C)は、1から4個のC原子を含んでいる短
いアルキル鎖を有する希釈もしくは濃縮した有機カルボ
ン酸類、例えば蟻酸、酢酸、プロピオン酸または乳酸で
ある。酢酸が特に好適である。酸(C)の量は、一般
に、その疎水性にした塩基性ポリアミドアミンのアミノ
官能の全てが完全にプロトン化されるように選択され
る。しかしながら、化学量論的量未満かそれ以上の酸
(C)を用いることも可能である。
【0056】該ポリアミドアミン類(A)を疎水性にす
る目的で、式(XI)または(XII)を有する酸クロ
ライドを用いる場合、塩化水素が遊離しそしてこれの大
部分が該ポリアミドアミンの遊離アミン官能によって捕
捉されるため、この反応中既に部分的なプロトン化が生
じる。
【0057】この四級化に適切なモノエポキシド類
(D)は、エチレンオキサイド、1,2−ブチレンオキ
サイド、2,3−ブチレンオキサイド、イソブチレンオ
キサイド、1,2−エポキシデカン、1,2−エポキシ
ドデカン、スチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサ
イドまたはグリシジルアルコールである。プロピレンオ
キサイドが好適である。特に好適なモノエポキシドはエ
ピクロロヒドリンである。これらのモノエポキシド類
(D)は、その疎水性にした塩基性ポリアミドアミン中
の塩基性アミン官能含有量を基準にして一般に1から8
0、好適には1から40、特に好適には5から20モル
%の量で用いられる。
【0058】しかしながら、この疎水性にした塩基性ポ
リアミドアミン類はまた、最初に、上述した方法で部分
的に四級化した後、更に酸を添加してプロトン化するこ
とによっても、それらが有するカチオン電荷を得ること
が可能である。
【0059】疎水性になっておりそして本発明に従う方
法における乳化剤として用いられる該カチオン系ポリア
ミドアミン類は、好適には、式
【0060】
【化12】 [式中、R1、R2およびR3は、互いに独立して、H、
メチル、エチルまたは2−ヒドロキシエチルであり、a
およびbは、互いに独立して、0、1、2、3または4
を表し、そしてcおよびdは、互いに独立して、1、
2、3、4、5または6を表す]および/または式
【0061】
【化13】
【0062】[式中、xは、2または3を表し、そして
Aは、水素、アミノエチルまたはアミノプロピルを表
す]を有するポリアミン類a1)、および適宜、式
【0063】
【化14】 [式中、R1、R2、aおよびcは、上述した意味を有す
る]を有するポリアミン類a2)と、用いるポリアミン
類の全モル量を基準にして80から120モル%の、式
【0064】
【化15】 R4−O−CO−(CH2)e−CO−O−R5 (VI) [式中、R4およびR5は、互いに独立して、水素、C1
−C6−アルキルまたはフェニルを表し、そしてeは、
0または1から10の整数を表す]を有するジカルボン
酸類もしくはそれらの誘導体b)とを、縮合させた後、
この得られる塩基性ポリアミドアミン類(A)を、10
から100モル%の、式
【0065】
【化16】 R6−COOH (VII) [式中、R6は、7から31個のC原子を有する直鎖も
しくは分枝の飽和もしくはオレフィン系不飽和アルキル
を表す]および/または式
【0066】
【化17】 R7−COOH (VIII) [式中、R7は、7から31個のC原子を有する直鎖も
しくは分枝の飽和もしくはオレフィン系不飽和モノヒド
ロキシアルキルを表す]、および/または式
【0067】
【化18】 H−[−O−R6−CO−]f−OH (IX) および/または式
【0068】
【化19】 R6−CO−[−O−R6−CO−]f−OH (X) を有する長鎖のモノカルボン酸(B)を用いるか、或は
10から100モル%の、式
【0069】
【化20】 H−[O−R6−CO−]f−Cl (XI) および/または
【0070】
【化21】 R6−CO−[−O−R6−CO−]f−Cl (XII) [式中、各場合共、R6およびfは、上述した意味を有
し、そして各場合共、式(VII)から(XII)に関
するモル%データは、該塩基性ポリアミドアミン(A)
中の第一級および第二級アミン官能に関してである]を
有する酸クロライドを用いて、疎水性にし、続いて、こ
の得られる疎水性にしたポリアミドアミンに対して、各
場合共この疎水性にしたポリアミドアミン(A)中の塩
基性アミン官能の含有量を基準にして50から100モ
ル%の、酸(C)の解離プロトン類を用いたプロトン化
および/または1から80モル%のモノエポキシド
(D)を用いた四級化を行う、ことで得られる。
【0071】本発明に従う方法において、上に詳述した
乳化剤の存在下で、オレフィン系不飽和モノマーにフリ
ーラジカル重合を受けさせる。
【0072】フリーラジカルで重合し得る適切なモノマ
ー類は、特に、スチレン(誘導体)、(メタ)アクリル
酸のエステル、特に、任意に更に置換されていてもよい
1−C12−アルキル基を有するもの、および/または
(メタ)アクリロニトリル、並びに上記モノマー類の混
合物である。例として、スチレン、α−メチルスチレ
ン、p−メチルスチレン、p−エチルスチレン、p−ク
ロロスチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリ
ル酸エチル、メタアクリル酸メチル、アクリル酸n−ブ
チル、アクリル酸i−ブチル、アクリル酸2−エチルヘ
キシルおよびメタアクリル酸オキシプロピルが挙げられ
る。
【0073】本発明に従うビニルポリマー分散液の製造
では、上記モノマー類それら自身か或はそれらの互いの
混合物が用いられ得る。本発明に従うビニルポリマー分
散液の製造で、 d)5から95、好適には20から80重量%の、アク
リロニトリル、メタアクリロニトリルまたはスチレン、
或はそれらの混合物、および e)5から95、好適には20から80重量%の、アル
コール基中に1から12個のC原子を有する(メタ)ア
クリル酸エステル、 [ここで、成分d)とe)の合計は常に100重量%で
ある] から成るモノマー混合物が特に好適に用いられる。
【0074】本発明に関連した(メタ)アクリル酸誘導
体は、メタアクリル酸の誘導体か、或はアクリル酸の誘
導体である。
【0075】このフリーラジカル共重合におけるコモノ
マー類として用いるに適切な(メタ)アクリル酸エステ
ルは、好適には、(メタ)アクリロニトリルまたはスチ
レン或はそれらの混合物と一緒に、100℃未満のフィ
ルム形成温度を有するコポリマー類を生じる化合物であ
る。アクリレート類、例えばアクリル酸メチル、エチ
ル、n−ブチルおよび2−エチルヘキシルなど、および
メタアクリレート類、例えばメタアクリル酸メチルおよ
びn−ブチルなどが原則として適切である。アクリル酸
n−ブチルが特に適切である。これらの(メタ)アクリ
レート類は、各場合共、それら自身で共重合するか、或
は種々の(メタ)アクリレート類とメタアクリロニトリ
ル、アクリロニトリルまたはスチレンとの混合物、また
は最後に述べたモノマー類の2つもしくは3つから成る
混合物との混合物として共重合し得る。アクリロニトリ
ルが好適な共重合の相手である。スチレン、アクリロニ
トリルまたはメタアクリロニトリルの含有量、或はこれ
らの成分から成る混合物の含有量は、5から95、好適
には20から80、特に好適には40から60重量%で
あってもよい。
【0076】本発明に従うビニルポリマー分散液を製造
する目的で、好適には、疎水性にしたカチオン系ポリア
ミドアミンがこのモノマー混合物を基準にして2から7
0重量%存在している水の中で、d)とe)のモノマー
混合物を乳化させた後、この得られる乳化液に、20か
ら150℃の温度で、フリーラジカルで開始させた乳化
重合を受けさせる。
【0077】この疎水性にしたカチオン系ポリアミドア
ミンに加えて、この疎水性にしたカチオン系ポリアミド
アミンを基準にして1から40重量%、好適には3から
20重量%の量で、更に一層のカチオン系および/また
はノニオン系補助乳化剤を用いて、本発明に従うビニル
ポリマー分散液を製造してもよい。このノニオン系乳化
剤は、好適には、式
【0078】
【化22】 R8−X−(CH2−CHR9−O)n−(CH2−CHR10−O)m−H (XIII) [式中、Xは、酸素、NHまたはCOOを表し、R
8は、4から30個のC原子を有する高級脂肪族、環状
脂肪族、芳香脂肪族もしくは芳香族炭化水素基を表し、
9およびR10は、互いに独立して、1から12個のC
原子を有するアルキル基または水素を表し、そしてnお
よびmは、互いに独立して、2から100の整数を表
す]に相当している。
【0079】該カチオン系補助乳化剤は、好適には、式
【0080】
【化23】 [式中、R11およびR12は、互いに独立して、6から2
0個のC原子を有する高級脂肪族もしくは芳香脂肪族炭
化水素基を表し、R13およびR14は、互いに独立して、
1から6個のC原子を有する低級脂肪族炭化水素基を表
し、そしてY-は、ハロゲン化物イオンを表す]に相当
している。
【0081】適切なノニオン系補助乳化剤(XIII)
は、脂肪族、芳香脂肪族、環状脂肪族もしくは芳香族カ
ルボン酸類、アルコール類、フェノール誘導体またはア
ミン類と、エポキシド類、例えばエチレンオキサイドな
どとの反応生成物である。これらの例は、エチレンオキ
サイドと、カルボン酸類、例えばラウリン酸、ステアリ
ン酸、オレイン酸、ヒマシ油のカルボン酸またはアビエ
チン酸など、長鎖アルコール類、例えばオレイルアルコ
ール、ラウリルアルコールまたはステアリルアルコール
など、フェノール誘導体、例えば置換ベンジル−もしく
はフェニルフェノール類およびノニルフェノールなど、
並びに長鎖アミン類、例えばドデシルアミンおよびステ
アリルアミンなどとの反応生成物である。これらのエチ
レンオキサイドとの反応生成物は、重合度が2から10
0、好適には5から50のオリゴ−もしくはポリエーテ
ル類である。
【0082】適切なカチオン系低分子量補助乳化剤は、
第四級アンモニウム塩類、例えば塩化ベンジルドデシル
−ジメチル−アンモニウムなどである。
【0083】この乳化重合のための可能な開始剤は、好
適には、フリーラジカルを与える水溶性ノニオン系パー
オキサイド類、例えば過酸化水素およびt−ブチルヒド
ロパーオキサイド、並びにDE‐A‐2 841 045
に従う水溶性アゾ化合物である。パーオキサイド系開始
剤と還元剤、例えばアミン類、ポリアミン類、チオ尿
素、鉄(II)塩などとを含む酸化還元系もまた適切で
ある。可能な開始剤はまた、水に不溶な開始剤、例えば
アゾイソブチロニトリルおよびベンゾイルパーオキサイ
ドである。実用的には、この後者を次に、有機相にのみ
溶解させる。
【0084】これらの挙げた開始剤を、該モノマー混合
物を基準にして0.1から5重量%、好適には0.3か
ら3重量%の量で添加する。
【0085】分子量を調節する目的で、通常の調節剤、
例えばn−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカ
プタン、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド、チ
オグリコールおよびグリセロールなどが利用できる。こ
れらを、該モノマー混合物を基準にして0.1から2重
量%の量で加える。
【0086】水系媒体中の乳化重合は、公知の重合方法
を用い、不連続もしくは連続のどちらか、或はフィード
方法で行われ得る。この連続方法およびフィード方法が
特に好適である。この後者では、最初に水を、該乳化剤
系のいくらか或はそれらの全部および適宜該モノマー混
合物のいくらかと一緒に、窒素雰囲気下の反応槽に入れ
た後、重合温度である20から150℃、好適には50
から100℃にまで加熱し、そして該モノマー混合物と
共に該開始剤および適宜の乳化剤を、0.5から10時
間、好適には1から6時間かけて滴下する。
【0087】いくらか経過した後、一般に、この混合物
の後活性化を行い、そしてこの反応を完結させて、約9
8.0から99.9%の変換率にする。この乳化共重合
を行った後、真空蒸留で残存モノマー類を除去する。次
に、おおよそ10から35重量%濃度の水系コロイド状
分散溶液が得られるような量で水を加える。これらの分
散液の粘度は、20℃の回転粘度計で測定して、一般に
50mPas未満である。レザー散乱光分光法で測定し
た平均粒子直径は、反応条件に応じて、15から300
nm、好適には50から150nmである。
【0088】本発明に従うコロイド状に分散しているビ
ニルモノマー類の安定性はまた、疎水性にしたカチオン
系ポリアミドアミンの形態で用いたポリマー状乳化剤の
上に存在しているこのポリマーのグラフト化含有物によ
っても上昇する。成分d)およびe)のポリマーと疎水
性にしたカチオン系ポリアミドアミンとは、このよう
に、かなりの度合で分離不可能な成分である、と言うの
は、これらは重合後、化学的に結合しているからであ
る。
【0089】本発明に従うビニルポリマー分散液は、紙
製造における表面およびビーターサイジングに通常の全
ての作業方法による、紙およびカード用のサイジング剤
として用いられ得る。疎水性になっておりそしてビニル
ポリマー類の製造で用いられるこれらのカチオン系ポリ
アミドアミン類は、溶媒添加無しの製造が可能であり、
従って環境汚染を生じさせることなく安価に製造され得
る。
【0090】本発明に従うビニルポリマー分散液は、好
適には、製造すべき空気乾燥紙の重量を基準にした該ビ
ニルポリマー分散液中に含まれている固体含有量が0.
01から10重量%の量になるように用いられる。
【0091】表面サイジング剤として用いる場合、本発
明に従うビニルポリマー類はまた、ビータープレサイジ
ングを受けさせた紙に対しても用いられ得る。本発明に
従うビニルポリマー分散液それら自身に加えて、勿論、
このプレサイジングのための市販されているカチオン系
ビーターサイジング剤を用いることも可能である。
【0092】更に、紙サイジング用サイジング増強剤と
して商業的に入手可能なカチオン系保持剤を本発明に従
うビニルポリマー分散液に添加するのも有利であり得
る。これらのカチオン系ポリマー類は本質的に公知であ
り、特にポリアミドアミン類(E− 2 474、 DE−
A−1 802 435)、塩化ジアリルジメチルアンモ
ニウム類(E 262 945)または改質ポリアクリル
アミド類(US 3 323 979)から誘導される、
一般に。0.02から1重量%、好適には0.1から
0.5重量%の保持剤が添加されている。
【0093】
【実施例】製造実施例 1. 前駆体 実施例1.1 ポリアミドアミンP1 窒素を流しながら150℃で反応槽に、2,178gの
ビス(3−アミノプロピル)メチルアミンと2,103
gのアジピン酸を一緒に入れた後、ゆっくりと190℃
に加熱しながら、反応水を蒸留除去した。8時間後、こ
の混合物を冷却した。この得られる脆い褐色がかった固
体の残存第一級アミノ基含有量は0.26%であった
(室温における「van Slyke」測定)。
【0094】実施例1.2 ポリアミドアミンP2 ポリアミドアミンP1で記述したのと同様にして、分水
器を用い、1,450gのビス(3−アミノプロピル)
メチルアミンと1,314gのアジピン酸に150から
210℃の温度の縮合を10時間受けさせた。この得ら
れる生成物中の残存第一級アミン含有量は0.36%で
あった。
【0095】実施例1.3 ヒドロキシカルボン酸の重
縮合物H1 2,019gの12−ヒドロキシステアリン酸、224
gのステアリン酸、108gのパルミチン酸、8gのミ
リスチン酸および3gのp−トルエンスルホン酸を1L
のm−キシレンの中に入れた後、この得られる透明で褐
色がかった油状物の残存酸価が57.8になるまで、分
水器を用いて、上記混合物を沸騰させた。
【0096】実施例1.4 ヒドロキシカルボン酸の重
縮合物H2 4,382gの12−ヒドロキシステアリン酸、35g
のステアリン酸および5.9gのp−トルエンスルホン
酸を2Lのm−キシレンの中に入れた後、この得られる
透明で褐色がかった油状物の残存酸価が23.8になり
そしてOH価が13になるまで、分水器を用いて、上記
混合物を沸騰させた。
【0097】実施例1.5 ヒドロキシカルボン酸の重
縮合物H3 1,873gの12−ヒドロキシステアリン酸、290
gのステアリン酸、35gのパルミチン酸、3gのミリ
スチン酸および1.5gのテトラブチルオルトチタネー
トを550gのキシレンの中に入れた後、分水器を用い
て24時間この混合物を加熱した。酸価が43の透明で
褐色がかった油状物が生じた。
【0098】実施例1.6 アシル化ヒドロキシカルボ
ン酸重縮合物AcH2 161gのステアリン酸、77gのパルミチン酸およ6
gのミリスチン酸を、3,700gのヒドロキシカルボ
ン酸重縮合物H2に加えた後、この混合物を最初に14
0℃で6時間、次に170℃で2時間加熱した。用いた
過剰のカルボン酸は、冷却後、50μmの孔を有するフ
ィルターを通して濾別することが可能であった。この得
られる油状生成物の残存OH価は4.5でありそして酸
価は23.4であった。
【0099】実施例1.7 活性化ヒドロキシカルボン
酸重縮合物ActH1 窒素を流しながら室温で勢い良く250gの塩化チオニ
ルを1,000gのヒドロキシカルボン酸重縮合物H1
に滴下した後、この混合物を続いて90℃で6時間撹拌
した。0.1ミリバール下80℃で揮発成分を脱溶媒除
去した後、暗褐色の油状物が得られたが、定量IR分析
に従い、この中の全ての酸基は反応して酸クロライド官
能が生じていた。
【0100】IR(フィルム):ν=2920、285
0、1808、1733、1465、1380、125
5、1180、1115、970、733cm-1
【0101】実施例1.8 活性化ヒドロキシカルボン
酸重縮合物ActH2 ActH1で記述したのと同様にして、250gの塩化
チオニルと1,000gの活性化ヒドロキシカルボン酸
重縮合物AcH2とを反応させた。IR分析に従い、こ
の得られる暗褐色油状物中の全ての酸基は酸クロライド
官能に変化していた。
【0102】IR(フィルム):ν=2920、286
0、1810、1740、1650、1550、148
5、1382、1260、1180、1120、735
cm-12.ポリマー状乳化剤の製造 実施例2.1 疎水性にしたポリアミドアミンHP1 窒素を流しそして撹拌しながら、0.5時間かけて16
5℃で、185gの活性化ヒドロキシカルボン酸重縮合
物ActH1を1,356gのポリアミドアミンP1に
滴下した。次に、この混合物を5時間撹拌した後、ベー
ジュ色の固体が得られたが、IR分析に従い、これは酸
クロライド官能を有していなかった。
【0103】IR(フィルム):ν=3270、306
0、2940、2873、2800、2320、174
0、1640、1550、1463、1380、125
0、1200、1160、1060cm-1
【0104】実施例2.2 疎水性にしたポリアミドア
ミンHP2 HP2で記述したのと同様にして、325gの活性化ヒ
ドロキシカルボン酸重縮合物ActH2と1,449g
のポリアミドアミンP1とを反応させた。IR分析に従
い、この得られるベージュ色の固体は酸クロライド官能
を有していなかった。
【0105】IR(フィルム):ν=3270、305
0、2930、2800、2320、1640、155
0、1460、1380、1275、1150、109
0、1058cm-1
【0106】実施例2.3 疎水性にしたポリアミドア
ミンHP3 分水器を用い、2,178gのビス(3−アミノプロピ
ル)メチルアミンと2,103gのアジピン酸を、15
0℃で開始してこの温度を200℃に上昇させながら8
時間加熱した。この後の第一級アミン含有量は0.3%
であった(室温における「van Slyke」方法で
測定)。次に、135gのステアリン酸と65gのパル
ミチン酸と5gのミリスチン酸から成る混合物を勢い良
く加えた後、分水器を用いて、この縮合を200℃で
2.5時間継続した。冷却後、暗褐色の固体が得られ
た。
【0107】IR(フィルム):ν=3250、292
0、1650、1552、1450、1380、126
0、1150、1040cm-1
【0108】実施例2.4 疎水性にしたポリアミドア
ミンHP4 分水器を用い、1,938gのN−2−アミノエチルピ
ペラジンと2,103gのアジピン酸を、8時間、最初
に180℃で加熱しそしてこの反応が進行するにつれて
200℃で加熱した。次に、258gのドコセン酸と、
14gのエイコセン酸と、5gのオクタデセン酸から成
る混合物を加えた後、分水器を用いて、この混合物を更
に8時間加熱した。冷却後、黄色がかった固体が得られ
た。
【0109】IR(フィルム):ν=3300、292
0、1620、1550、1440、1240、115
5、1030、1008cm-1
【0110】実施例2.5 疎水性にしたカチオン系ポ
リアミドアミンCHP1 1,760gの水と40gの氷酢酸から成る混合物に撹
拌しながら200gの生成物HP1を入れ、50μmの
フィルターを用いた濾過で残渣が残らなくなるようにし
た。次に、この得られる溶液を9500回転/分で5分
間撹拌した。
【0111】実施例2.6 疎水性にしたカチオン系ポ
リアミドアミンCHP2 CHP1で記述したのと同様にして、200gの生成物
HP2、1,760gの水および40gの氷酢酸から溶
液を製造した。
【0112】実施例2.7 疎水性にしたカチオン系ポ
リアミドアミンCHP3 室温で、200gの生成物HP3を、1,800gの水
と45gの氷酢酸から成る混合物に溶解した。
【0113】実施例2.8 疎水性にしたカチオン系ポ
リアミドアミンCHP4 反応槽に、444gのポリアミドアミンP2と261g
のヒドロキシカルボン酸重縮合物H3を一緒に入れた
後、分水器を用い、最初に150℃で2時間そして次に
この温度を200℃に上昇させながら4時間加熱した。
90℃に冷却した後、この得られる縮合物に、1,60
0gの水と125gの氷酢酸を加え、そしてこの混合物
を、200μmのフィルターで濾過した(固体含有量2
8.7%)。
【0114】実施例2.9 疎水性にしたカチオン系ポ
リアミドアミンCHP5 室温で、200gの生成物HP4を、2,300gの水
と488gの氷酢酸から成る混合物に溶解した。
【0115】3.乳化ポリマー類の製造 実施例3.1 乳化ポリマーE1 溶液1: 1,030gの疎水性にしたカチオン系ポリ
アミドアミンCHP1 1,030gの水 溶液2: 291.5gのアクリロニトリル 291.5gのアクリル酸n−ブチル 溶液3: 1.6gの30重量%濃度過酸化水素水溶液 溶液4: 16.3gの30重量%濃度過酸化水素水溶
液 686gの水 溶液5: 3.9gの30重量%濃度過酸化水素水溶液 39gの水 窒素で完全フラッシュ洗浄した装置中、撹拌しながら7
0℃で、溶液3と100mLの溶液2を勢い良く溶液1
に加えた。0.5時間後、溶液4と溶液2の残りを同時
に2時間かけて計量して入れた後、この混合物を3時間
撹拌した。勢い良く溶液5を添加した後、この混合物を
更に3時間撹拌した。次に、150ミリバールで400
mLの液体を蒸留除去することにより、このバッチの脱
気を行った後、冷却し、そして100μmのフィルター
で濾過した。この濾液に400mLの水を加えた。
【0116】この得られるコロイド状の分散溶液の固体
含有量は15.4重量%であり、そして平均粒子直径は
165nmであった。
【0117】実施例3.2 乳化ポリマーE2 溶液1: 950gの疎水性にしたカチオン系ポリアミ
ドアミンCHP2 950gの水 溶液2: 269.0gのアクリロニトリル 269.0gのアクリル酸n−ブチル 溶液3: 1.5gの30重量%濃度過酸化水素水溶液 溶液4: 15.0gの30重量%濃度過酸化水素水溶
液 63.3gの水 溶液5: 3.6gの30重量%濃度過酸化水素水溶液 36gの水 ポリマーE1で記述したのと同様にして、乳化重合を行
った。
【0118】この得られるコロイド状の分散溶液の固体
含有量は14.9重量%であり、そして平均粒子直径は
171nmであった。
【0119】実施例3.3 乳化ポリマーE3 溶液1: 745gの疎水性にしたカチオン系ポリアミ
ドアミンCHP3 1,195gの水 溶液2: 274.0gのアクリロニトリル 274.0gのアクリル酸n−ブチル 溶液3: 1.5gの30重量%濃度過酸化水素水溶液 溶液4: 15.2gの30重量%濃度過酸化水素水溶
液 63.5gの水 溶液5: 3.7gの30重量%濃度過酸化水素水溶液 36.7gの水 ポリマーE1で記述したのと同様にして、乳化重合を行
った。
【0120】この得られるコロイド状の分散溶液の固体
含有量は18.1重量%であり、そして平均粒子直径は
107nmであった。
【0121】実施例3.4 乳化ポリマーE4 溶液1: 523gの疎水性にしたカチオン系ポリアミ
ドアミンCHP4 2,450gの水 溶液2: 425.0gのアクリロニトリル 425.0gのアクリル酸n−ブチル 溶液3: 2.0gの35重量%濃度過酸化水素水溶液 溶液4: 20.0gの35重量%濃度過酸化水素水溶
液 1,000gの水 溶液5: 5.0gの30重量%濃度過酸化水素水溶液 50.0gの水 ポリマーE1で記述したのと本質的に同様にして、乳化
重合を行った。最後に、500mLの液体を蒸留除去す
ることで、揮発性成分の脱気を行い、そして水置換を行
わなかった。
【0122】この得られるコロイド状の分散溶液の固体
含有量は20.5重量%であり、そして平均粒子直径は
160nmであった。
【0123】実施例3.5 乳化ポリマーE5 溶液1: 960gの疎水性にしたカチオン系ポリアミ
ドアミンCHP5 1,040gの水 溶液2: 288.0gのアクリロニトリル 288.0gのアクリル酸n−ブチル 溶液3: 1.7gの30重量%濃度過酸化水素水溶液 溶液4: 16.0gの30重量%濃度過酸化水素水溶
液 65.0gの水 溶液5: 3.9gの30重量%濃度過酸化水素水溶液 36.4gの水 ポリマーE1で記述したのと同様にして、乳化重合を行
った。
【0124】この得られるコロイド状の分散溶液の固体
含有量は20.2重量%であり、そして平均粒子直径は
120nmであった。
【0125】4. 比較実施例 DE−A−3 537 824の実施例12に従うサイジ
ング剤をこの使用実施例の比較として用いたが、これの
基となるカチオン系乳化剤は、イソプロパノール(これ
は、乳化重合後、蒸留除去)中で製造したものである。
【0126】5.使用実施例 下記の使用実施例は、紙製造におけるサイジング剤とし
てこの新規なビニルポリマー分散液が良好な利用性を有
することを示すものである。
【0127】種々の組成を有する紙に関して、種々のサ
イジング条件下、そして種々の評価方法に従って、サイ
ジング剤としての良好な利用性を記述する。
【0128】紙の種類 アラムが入っていない紙: 50重量%の漂白軟材パルプ 50重量%の漂白硬材パルプ 9.5%の粘土灰 こう解度35℃ SR pH:7.0から7.5 単位面積当たりの重量:約80g/m2 チョーク含有紙: 50重量%の漂白軟材パルプ 40重量%の漂白硬材パルプ 7.9%のチョーク灰 こう解度35℃ SR pH:7.2から7.5 単位面積当たりの重量:約80g/m2 サイジング条件 ビーターサイジング:50部の漂白軟材パルプ、50部
の漂白硬材パルプ、20部のチョークおよび0.2部の
保持剤RetaminolR Hから成る0.5重量%濃
度の水系パルプ混合物に、撹拌しながら、示した量のビ
ニルポリマー分散液を加える。短期間作用させた後(1
0から20秒)、実験室用シート製造装置を用いて紙シ
ートを製造する。これをフェルトの間に挟んで圧縮除去
した後、乾燥シリンダ中100℃で乾燥する。
【0129】表面サイジング:Mathis、 Zuri
ch/SwitzerlandモデルHF製の実験室用
サイジングプレスを用いて、上記紙のサイジングを行っ
た。サイジング液として、水中5重量%濃度の市販ジャ
ガ芋澱粉(PerfectamylR A 4692)
と、示した量(表参照)の試験ビニルポリマー分散液と
から成る溶液を用いた。これらの紙を、乾燥シリンダ中
100℃で乾燥する。
【0130】評価方法 Cobb試験:このサイジング作用を評価する目的で、
DIN 53132に従い、60秒の試験期間に渡るこ
の紙の片側上の水吸収を用いる。
【0131】インク浮選試験(IFT):22℃の青色
試験インク(DIN 53126)の上に、寸法が7×
3cmの試験紙を置く。試験期間(これは個々の種類の
紙に対して異なる)後、この紙サンプルを該インクから
取り出し、この反対側を吸取り紙の上で圧縮し、そして
乾燥した後、この紙にインクが浸透する度合を、サイジ
ング作用の尺度として目で評価する。浸透無しの等級を
1とし、完全な浸透を5とする。これらの中間に在る値
はその間で比例させる。
【0132】更に、使用中の多くのサイジング剤にとっ
て重要な発泡傾向に関しても、下記の如く評価した。
【0133】5重量%濃度の市販のジャガ芋澱粉(Pe
rfectamylR A 4692)が入っているサイ
ジング液に、該ビニルポリマー分散液の活性物質を0.
4重量%入れた後、この混合物を60℃に加熱する。こ
のサイジング液の200mLを、下側に直径が4mmの
円開口部が備わっているアルミニウム容器(Fordカッ
プ)から注ぎ出し、60cmの高さで、目盛りが付いて
いるフラスコビーカーの中に自由落下させた。この液体
表面の上に生じる泡の体積(mLで表す)を、一方では
直ちに、そして空気中で1分間放置した後、測定する。
この最初の値は、このサイジング剤が発泡する傾向に対
する情報を与え、そして2番目の値は、この泡が崩壊す
る速度またはそれの安定性に対する情報を与える。
【0134】
【表1】 表1:サイジング剤が発泡する傾向 サイジング剤 泡体積(mL) 直後 t秒後 E1 60 0(t=30秒) E2 40 0(t=23秒) E3 80 0(t=45秒) E4 0 0 E5 40 0(t=25秒) 比較 90 50(t=60秒)
【0135】
【表2】 表2:アラムが入っていない紙に対する表面サイジング サイジング剤 下記(純粋な活性物質を基準)のサイジング 剤を添加した時のCobb値(g/mL) 0.8重量% 1.0重量% 2.0重量% E1 50 33 E2 43 32 E5 21.9 比較 56 38 22.1
【0136】
【表3】 表3:アラムが入っていない紙に対する表面サイジング サイジング剤 第一測定段階 1重量%(純粋な活性物質を基準)のサイジング剤 を添加しそして試験時間5分後のIFT評価 E1 2 E2 2 比較 2 サイジング剤 第二測定段階 0.2重量%(純粋な活性物質を基準)のサイジング 剤を添加しそして試験時間1分後のIFT評価 E2 1.5 E3 1.5 比較 1.5 サイジング剤 第三測定段階 1重量%(純粋な活性物質を基準)のサイジング剤 を添加しそして試験時間5分後のIFT評価 E4 1.5 比較 1 サイジング剤 第四測定段階 2重量%(純粋な活性物質を基準)のサイジング剤 を添加しそして試験時間3分後のIFT評価 E5 1 比較 1
【0137】
【表4】 表4:チョーク含有紙に対する表面サイジング サイジング剤 第一測定段階 1重量%(純粋な活性物質を基準)のサイジング剤 を添加しそして試験時間5分後のIFT評価 E1 1.5 E2 1.5 比較 1.5 サイジング剤 第二測定段階 1重量%(純粋な活性物質を基準)のサイジング剤 を添加しそして試験時間10分後のIFT評価 E4 1.5 比較 1.5
【0138】
【表5】 表5:チョーク含有紙のビーターサイジング サイジング剤 0.6重量%(純粋な活性物質を基準)のサイジ ング剤を添加した時のCobb値(g/mL) E1 27 E2 26 E3 24 E5 22 比較 21
【0139】
【表6】 表6:チョーク含有紙のビーターサイジング サイジング剤 0.6重量%(純粋な活性物質を基準)のサイジン グ剤を添加しそして試験時間25分後のIFT評価 E1 2 E2 1.5 E3 1.5 E5 1.5 比較 1.5 使用中の上記結果により、本発明に従うビニルポリマー
分散液は明らかに、DE‐A‐3 537 824の実施
例12に従うサイジング剤に比べて改良された発泡特性
とかなり良好なサイジング作用を有する、ことが示され
ている。更に、本発明に従うサイジング剤は、有機溶媒
を用いることなく溶融状態か或は水中で製造され、従っ
て、従来技術よりも優れた生態学的利点を有することに
よって特徴づけられる。
【0140】本発明の特徴および態様は以下のとうりで
ある。
【0141】1. 用いる乳化剤が、疎水性にしたカチ
オン系ポリアミドアミンであり、そして各場合共この疎
水性にしたカチオン系ポリアミドアミンを基準にして、
この物質100g当たり0.01から0.3電荷当量の
カチオン基含有量を有し、0.5から50重量%の疎水
基含有量を有し、そして0から3重量%の塩基性窒素原
子含有量を有しており、そして塩基性ポリアミドアミン
(A)をモノカルボン酸類(B)で疎水性にした後の、
酸類(C)を用いたプロトン化および/またはモノエポ
キシド類(D)を用いた四級化で入手可能である、こと
を特徴とする、水系媒体中でオレフィン系不飽和モノマ
ー類のフリーラジカル開始乳化重合を行うことによる、
ビニルポリマー分散液の製造方法。
【0142】2. 用いる該塩基性ポリアミドアミン類
(A)が、 a1):アミドを生成し得る少なくとも2個のアミノ基
と少なくとも1個の他の第二級もしくは第三級アミノ基
を含んでいるポリアミン類、適宜 a2):アミドを生成し得る2個のアミノ基を含んでい
るポリアミン類、 b):飽和もしくは不飽和脂肪族および/または芳香族
ジカルボン酸類および/またはそれらの官能誘導体、お
よび適宜 c):オメガ−アミノカルボン酸類および/またはラク
タム類、 から誘導される構造単位を含んでいる縮合生成物であ
り、ここで、好適には、成分b)1モル当たり、0.8
から1.2モルの成分a1)、適宜0.8モル以下の成
分a2)、および適宜1.5モル以下の成分c)を用い
るが、但し、a):b)のモル比が0.8:1から1.
2:1の値を取ることを条件とする、ことを特徴とす
る、第1項記載の方法。
【0143】3. 式
【0144】
【化24】 R6−COOH (VII) 〔式中、R6は、7から31個のC原子を有する直鎖も
しくは分枝の飽和もしくはオレフィン系不飽和アルキル
を表す〕に相当する、および/または式
【0145】
【化25】 R7−COOH (VIII) 〔式中、R7は、7から31個のC原子を有する直鎖も
しくは分枝の飽和もしくはオレフィン系不飽和モノヒド
ロキシアルキルを表す〕、および/または式
【0146】
【化26】 H−〔−O−R6−CO−〕f−OH (IX) 〔式中、R6は、式(VII)の下で上に与えた意味を
有し、そしてfは、2から50、好適には3から20の
整数を表す〕、および/または式
【0147】
【化27】 R6−CO−〔−O−R6−CO−〕f−OH (X) 〔式中、R6およびfは、上述した意味を有する〕を有
するモノカルボン酸(B)を用いる、ことを特徴とす
る、第1および2項記載の方法。
【0148】4. 該モノカルボン酸類B)が、式
【0149】
【化28】 H−〔O−R6−CO−〕f−Cl (XI) および/または
【0150】
【化29】 R6−CO−〔−O−R6−CO−〕f−Cl (XII) 〔式中、R6およびfは、各場合共、第3項で与えた意
味を有する〕に相当する、ことを特徴とする、第1およ
び2項記載の方法。
【0151】5. 用いる該酸類(C)が無機酸である
か、或は1から4個のC原子を含んでいる短鎖アルキル
を有する希釈もしくは濃縮有機カルボン酸類である、こ
とを特徴とする、第1から4項記載の方法。
【0152】6. 用いる該モノエポキシド類(D)
が、エチレンオキサイド、1,2−ブチレンオキサイ
ド、2,3−ブチレンオキサイド、イソブチレンオキサ
イド、1,2−エポキシデカン、1,2−エポキシドデ
カン、スチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイ
ド、グリシジルアルコール、プロピレンオキサイドまた
はエピクロロヒドリンである、ことを特徴とする、第1
から5項記載の方法。
【0153】7. 用いる該乳化剤が、疎水性にしたカ
チオン系ポリアミドアミン類であり、そして式
【0154】
【化30】 〔式中、R1、R2およびR3は、互いに独立して、H、
メチル、エチルまたは2−ヒドロキシエチルであり、a
およびbは、互いに独立して、0、1、2、3または4
を表し、そしてcおよびdは、互いに独立して、1、
2、3、4、5または6を表す〕および/または式
【0155】
【化31】
【0156】〔式中、xは、2または3を表し、そして
Aは、水素、アミノエチルまたはアミノプロピルを表
す〕を有するポリアミン類a1)、および適宜、式
【0157】
【化32】 〔式中、R1、R2、aおよびcは、上述した意味を有す
る〕を有するポリアミン類a2)と、用いるポリアミン
類の全モル量を基準にして80から120モル%の、式
【0158】
【化33】 R4−O−CO−(CH2)e−CO−O−R5 (VI) 〔式中、R4およびR5は、互いに独立して、水素、C1
−C6−アルキルまたはフェニルを表し、そしてeは、
0または1から10の整数を表す〕を有するジカルボン
酸類もしくはそれらの誘導体b)とを、縮合させた後、
この得られる塩基性ポリアミドアミン類(A)を、10
から100モル%の、式
【0159】
【化34】 R6−COOH (VII) 〔式中、R6は、7から31個のC原子を有する直鎖も
しくは分枝の飽和もしくはオレフィン系不飽和アルキル
を表す〕および/または式
【0160】
【化35】 R7−COOH (VIII) 〔式中、R7は、7から31個のC原子を有する直鎖も
しくは分枝の飽和もしくはオレフィン系不飽和モノヒド
ロキシアルキルを表す〕、および/または式
【0161】
【化36】 H−〔−O−R6−CO−〕f−OH (IX) および/または式
【0162】
【化37】 R6−CO−〔−O−R6−CO−〕f−OH (X) を有する長鎖のモノカルボン酸(B)を用いるか、或は
10から100モル%の、式
【0163】
【化38】 H−〔O−R6−CO−〕f−Cl (XI) および/または
【0164】
【化39】 R6−CO−〔−O−R6−CO−〕f−Cl (XII) 〔式中、各場合共、R6およびfは、上述した意味を有
し、そして各場合共、式(VII)から(XII)に関
するモル%データは、該塩基性ポリアミドアミン(A)
中の第一級および第二級アミン官能に関してである〕を
有する酸クロライドを用いて、疎水性にし、続いて、こ
の得られる疎水性にしたポリアミドアミンに対して、各
場合共この疎水性にしたポリアミドアミン(A)中の塩
基性アミン官能の含有量を基準にして50から100モ
ル%の、酸(C)の解離プロトン類を用いたプロトン化
および/または1から80モル%のモノエポキシド
(D)を用いた四級化を行う、ことで入手可能である、
ことを特徴とする、第1から6項記載の方法。
【0165】8. 用いる該オレフィン系不飽和モノマ
ー類が、 d)5から95重量%の、アクリロニトリル、メタアク
リロニトリルまたはスチレン、或はそれらの混合物、お
よび e)5から95重量%の、アルコール基中に1から12
個のC原子を有する(メタ)アクリル酸エステル、 であり、ここで、成分d)とe)の合計が常に100重
量%である、ことを特徴とする、第1から7項記載の方
法。
【0166】9. 疎水性にしたカチオン系ポリアミド
アミンが、用いるモノマー混合物を基準にして2から7
0重量%存在している水の中で、d)とe)のモノマー
混合物を乳化させた後、この得られる乳化液に、20か
ら150℃の温度で、フリーラジカルで開始させた乳化
重合を受けさせる、ことを特徴とする、第1から8項記
載の方法。
【0167】10. 第1項に従って製造したビニルポ
リマー分散液を用いることを特徴とする、紙のサイジン
グ方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨアヒム・プロプスト ドイツ連邦共和国デー5090レーフエルク ーゼン1・フンパーデインクシユトラー セ42 (72)発明者 ハインリヒ・アルベルツ ドイツ連邦共和国デー5068オーデンター ル・シユルシユトラーセ1アー (72)発明者 ヨアヒム・ケーニヒ ドイツ連邦共和国デー5068オーデンター ル・アウフデムブロイヒ25 (72)発明者 ハインツ・ボイムゲン ドイツ連邦共和国デー5090レーフエルク ーゼン1・シユパーリングスベーク2 (72)発明者 フリツツ・プフナー ドイツ連邦共和国デー5000ケルン50・ブ リユツケンシユトラーセ46 (56)参考文献 特開 昭61−258876(JP,A) 特公 昭47−4723(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 2/22 - 2/30

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 乳化重合において用いる乳化剤が、疎水
    性にしたカチオン系ポリアミドアミンであり、そして各
    場合共この疎水性にしたカチオン系ポリアミドアミンを
    基準にして、この物質100g当たり0.01から0.
    3電荷当量のカチオン基含有量を有し、0.5から50
    重量%の疎水基含有量を有し、そして0から3重量%の
    塩基性窒素原子含有量を有しており、そして塩基性ポリ
    アミドアミン(A)を、 【化16】 6 −COOH (VII) [式中、 6 は、7から31個のC原子を有する直鎖もしくは分
    枝の飽和もしくは オレフィン系不飽和アルキルを表す]
    で示されるモノカルボン酸、 【化17】 7 −COOH (VIII) [式中、 7 は、7から31個のC原子を有する直鎖もしくは分
    枝の飽和もしくは オレフィン系不飽和モノヒドロキシア
    ルキルを表す]、 で示されるモノカルボン酸、 【化18】 H−[−O−R 6 −CO−] f −OH (IX) [式中、 6 は上記の意味を表し、fは2から50の整数を表
    す]で示されるモノカルボン酸、 【化19】 6 −CO−[−O−R 6 −CO−] f −OH (X) [式中、 6 及びfは上記の意味を表す]、 で示されるモノカルボン酸、 【化20】 H−[O−R 6 −CO−] f −Cl (XI) [式中、 6 及びfは上記の意味を表す]、 で示されるカルボン酸クロライド、及び 【化21】 6 −CO−[−O−R 6 −CO−] f −Cl (XII) [式中、 6 及びfは上記の意味を表す]、 で示されるカルボン酸クロライド、 から選択される カルボン酸又はその誘導体(B)と反応
    させ、ついで酸類(C)を用いたプロトン化および/ま
    たはモノエポキシド類(D)を用いた四級化で得られた
    ものである、ことを特徴とする、水系媒体中でオレフィ
    ン系不飽和モノマー類のフリーラジカル開始乳化重合を
    行うことによって得られたビニルポリマー分散液と紙を
    接触させる紙のサイジング方法。
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