JPH02264099A - 高固形分アルキルケテンダイマー分散液 - Google Patents
高固形分アルキルケテンダイマー分散液Info
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-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H3/00—Paper or cardboard prepared by adding substances to the pulp or to the formed web on the paper-making machine and by applying substances to finished paper or cardboard (on the paper-making machine), also when the intention is to impregnate at least a part of the paper body
-
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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-
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- D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
-
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高固形分アルキルケテンダイマー製紙用サイ
ズ剤の安定化された分散液に関する。
ズ剤の安定化された分散液に関する。
アルキルケテンダイマー(AKD)の水性分散液は、裏
紙業においてはサイズ用処方物として既知のものである
。ケテンダイマーは、セルロース繊維上の水酸基に直接
結合し、中性または弱アルカリ性のpHにおける費用効
率の良い製紙用サイズ剤である。
紙業においてはサイズ用処方物として既知のものである
。ケテンダイマーは、セルロース繊維上の水酸基に直接
結合し、中性または弱アルカリ性のpHにおける費用効
率の良い製紙用サイズ剤である。
これは、通常、カチオン性デンプンとリグニンスルホン
酸ナトリウムとを共に用いて製造される便利な水性分散
液として販売されており、廉価であるとともにFDA許
容性を有する。
酸ナトリウムとを共に用いて製造される便利な水性分散
液として販売されており、廉価であるとともにFDA許
容性を有する。
分散液(dispersion)という用語は、連続液
体媒体中に固体粒子を有する二相系を意味するものとし
て用いる。一方、乳濁液(emulsion)という用
語は、連続液体媒体中に液滴(liquid drop
lets)を有する二相系を意味するために用いられる
。アルキルケテンダイマーの融点は約45℃であるため
、アルキルケテンダイマー水中混合物は、50℃以上で
は乳濁液であり、40℃以下では分散液である。
体媒体中に固体粒子を有する二相系を意味するものとし
て用いる。一方、乳濁液(emulsion)という用
語は、連続液体媒体中に液滴(liquid drop
lets)を有する二相系を意味するために用いられる
。アルキルケテンダイマーの融点は約45℃であるため
、アルキルケテンダイマー水中混合物は、50℃以上で
は乳濁液であり、40℃以下では分散液である。
実用上、アルキルケテンダイマー分散液は、製紙機(p
aper machine)に穆加されるまでポンプ移
送でき稀釈できるに充分な程度に流動性が保たれなけれ
ばならない、これは、しばしば数週間程度の問題であり
、この間の平均温度は32℃にも及ぶ。
aper machine)に穆加されるまでポンプ移
送でき稀釈できるに充分な程度に流動性が保たれなけれ
ばならない、これは、しばしば数週間程度の問題であり
、この間の平均温度は32℃にも及ぶ。
こうした条件を満足することは、こうした分散液が本来
的にコロイド性の不安定性を有するため、困難であった
。不安定なケテンダイマー分散液は次第に粘度を増し、
遂にはポンプ移送できないものとなりゲル化さえする。
的にコロイド性の不安定性を有するため、困難であった
。不安定なケテンダイマー分散液は次第に粘度を増し、
遂にはポンプ移送できないものとなりゲル化さえする。
こうした問題点は、ダイマー固形分の濃度が高くなるつ
れひどくなり、はとんどの利用場面で全固形分を15%
未満に制限する。
れひどくなり、はとんどの利用場面で全固形分を15%
未満に制限する。
たとえば、ベルギー特許第817.130号(テネコ(
Tenneco) )は、固形公約12%の既知ケテン
ダイマーカチオン性デンプン乳濁液系では、粘度の増加
が著しいため、常温1週間の保存でもペースト状になっ
てしまう製品がもたらされる旨、開示する。
Tenneco) )は、固形公約12%の既知ケテン
ダイマーカチオン性デンプン乳濁液系では、粘度の増加
が著しいため、常温1週間の保存でもペースト状になっ
てしまう製品がもたらされる旨、開示する。
カチオン性デンプンとリグニンスルホン酸ナトリウムを
用いて、アルキルケテンダイマー固形分15%未満のこ
うした分散液を安定化させる方法は、既知である。また
、ドイツ特許公開公報第2.306,542号(BAS
F)は、アミン変性カチオン性デンプンを用いればAK
Dの稀薄分散液に限っては製造可能となる旨およびポリ
ビニルアルコール保護コロイドを用いかつpHを3〜4
.5に調整すれば30重量%までのアルキルケテンダイ
マー分散液が製造できる旨開示する。pHは、酢酸、プ
ロピオン酸または乳酸等の有機酸により調整され特に、
ポリアクリル酸のような重合性(po13a+eric
)カルボン酸が用いられる。酢酸は、ダイマー重量に基
づき約2%の量用いられるが、この場合高々10%の固
形分分散液が得られる。より低稠度の高固形分分散液を
得るために、少量のベンゼン、トルエン、シクロヘキセ
ンまたはオクタンを乳濁前の溶融ケテンダイマーに添加
することも特記特許公開公報は開示する。界面活性剤お
よび殺菌剤の使用も開示されている。
用いて、アルキルケテンダイマー固形分15%未満のこ
うした分散液を安定化させる方法は、既知である。また
、ドイツ特許公開公報第2.306,542号(BAS
F)は、アミン変性カチオン性デンプンを用いればAK
Dの稀薄分散液に限っては製造可能となる旨およびポリ
ビニルアルコール保護コロイドを用いかつpHを3〜4
.5に調整すれば30重量%までのアルキルケテンダイ
マー分散液が製造できる旨開示する。pHは、酢酸、プ
ロピオン酸または乳酸等の有機酸により調整され特に、
ポリアクリル酸のような重合性(po13a+eric
)カルボン酸が用いられる。酢酸は、ダイマー重量に基
づき約2%の量用いられるが、この場合高々10%の固
形分分散液が得られる。より低稠度の高固形分分散液を
得るために、少量のベンゼン、トルエン、シクロヘキセ
ンまたはオクタンを乳濁前の溶融ケテンダイマーに添加
することも特記特許公開公報は開示する。界面活性剤お
よび殺菌剤の使用も開示されている。
ドイツ特許公開筒2,514,128号(BASF)も
また、アミン変性デンプンが、ケテンダイマー水性分散
液の製造に使用できることを開示するが、ここでは、分
散液が過度に高い粘性を有することがないよう、固形分
濃度が約3〜8重量%と低く制限される。上記公開公報
は、ポリビニルピロリドンやポリビニルカプロラクタム
のようなポリビニルラクタムおよびアニオン性、カチオ
ン性またはノニオン性界面活性剤を用いた、ケテンダイ
マー分30重量%以下の分散液についても開示する。水
不溶性溶媒の使用ならびにギ酸、酢酸、プロピオン酸ま
たはマロン酸のような水溶性有機酸を、上記ポリビニル
ラクタム中のビニルラクタムモノマーの各単位につき1
カルボキシル基となるような割合で用いて乳濁液のPH
を2〜4.5に調整することも開示されている。
また、アミン変性デンプンが、ケテンダイマー水性分散
液の製造に使用できることを開示するが、ここでは、分
散液が過度に高い粘性を有することがないよう、固形分
濃度が約3〜8重量%と低く制限される。上記公開公報
は、ポリビニルピロリドンやポリビニルカプロラクタム
のようなポリビニルラクタムおよびアニオン性、カチオ
ン性またはノニオン性界面活性剤を用いた、ケテンダイ
マー分30重量%以下の分散液についても開示する。水
不溶性溶媒の使用ならびにギ酸、酢酸、プロピオン酸ま
たはマロン酸のような水溶性有機酸を、上記ポリビニル
ラクタム中のビニルラクタムモノマーの各単位につき1
カルボキシル基となるような割合で用いて乳濁液のPH
を2〜4.5に調整することも開示されている。
また4上記ベルギー特許第817,130号(Tenn
eco)は、カチオン性デンプンを用いることなく、ポ
リビニルアルコールとリグニンスルホン酸ナトリウムを
乳化剤として用い、AKD 25%を含有する安定な高
固形分アルキルケテンダイマー分散液について開示する
。この分散液は、ポリビニルアルコール、リグニンスル
ホン酸ナトリウム、ジシアンジアミド/ホルムアルデヒ
ド縮合体および塩酸を含有する。
eco)は、カチオン性デンプンを用いることなく、ポ
リビニルアルコールとリグニンスルホン酸ナトリウムを
乳化剤として用い、AKD 25%を含有する安定な高
固形分アルキルケテンダイマー分散液について開示する
。この分散液は、ポリビニルアルコール、リグニンスル
ホン酸ナトリウム、ジシアンジアミド/ホルムアルデヒ
ド縮合体および塩酸を含有する。
米国特許筒4,240,935号(バーキュリーズ・イ
ンコーホレッド)は固形分15%以上の、AKDおよび
水溶性カチオン性樹脂・(たとえば、エビクロロヒドリ
ン誘導体)、リグニンスルホン酸ナトリウムおよび/ま
たはナフタレンスルホン酸ナトリウム−ホルムアルデヒ
ド樹脂(アニオン性界面活性剤)を用いたケテンダイマ
ー分散液を開示する。
ンコーホレッド)は固形分15%以上の、AKDおよび
水溶性カチオン性樹脂・(たとえば、エビクロロヒドリ
ン誘導体)、リグニンスルホン酸ナトリウムおよび/ま
たはナフタレンスルホン酸ナトリウム−ホルムアルデヒ
ド樹脂(アニオン性界面活性剤)を用いたケテンダイマ
ー分散液を開示する。
本発明は、約30%以下のケテンダイマー;溶液中でデ
ンプンが正電荷を帯びるに充分なカチオン性アミノ基を
有する水溶性カチオン性デンプン;およびリグニンスル
ホン酸塩からなる水性分散液であって:さらに、ダイマ
ー重量に基づき約0.15〜約1.5%の硫酸アルミニ
ウム、ダイマー重量に基づき約0.1〜約5%の1〜1
0個の炭素原子を有するpKaが約5以下で水100部
に対し少なくとも約0.1部の溶解度のカルボン酸を含
有し;カチオン性デンプンの量が、ダイマー重量に基づ
き約10〜約30%であり:リグニンスルホン酸塩が、
ダイマー重量に基づき約1〜約5%のリグニンスルホン
酸塩またはホルムアルデヒドとナフタレンスルホン酸塩
との縮合生成物であり;水性分散液が32℃(90’F
) 4週間の静止時効で100センチストークス未満の
粘度増加を受けることを特徴とする水性分散液を提供す
る。
ンプンが正電荷を帯びるに充分なカチオン性アミノ基を
有する水溶性カチオン性デンプン;およびリグニンスル
ホン酸塩からなる水性分散液であって:さらに、ダイマ
ー重量に基づき約0.15〜約1.5%の硫酸アルミニ
ウム、ダイマー重量に基づき約0.1〜約5%の1〜1
0個の炭素原子を有するpKaが約5以下で水100部
に対し少なくとも約0.1部の溶解度のカルボン酸を含
有し;カチオン性デンプンの量が、ダイマー重量に基づ
き約10〜約30%であり:リグニンスルホン酸塩が、
ダイマー重量に基づき約1〜約5%のリグニンスルホン
酸塩またはホルムアルデヒドとナフタレンスルホン酸塩
との縮合生成物であり;水性分散液が32℃(90’F
) 4週間の静止時効で100センチストークス未満の
粘度増加を受けることを特徴とする水性分散液を提供す
る。
この分散液は32℃4週間以上にわたって流動性を保存
する。カルボン酸は分散液安定剤としては知られておす
、この結果は驚くべきものである。
する。カルボン酸は分散液安定剤としては知られておす
、この結果は驚くべきものである。
有機酸を用いずに硫酸、塩酸またはその他の鉱酸を用い
た場合には同様な結果は観測されない。
た場合には同様な結果は観測されない。
本発明で用いられるカルボン酸は、窒素、ハロゲン、硫
黄のような置換へテロ原子を含んでもよく、また、たと
えば、酢酸、アジピン酸、クエン酸、ギ酸、フマル酸、
乳酸、イタコン酸、安息香酸、フタル酸、2−ヒドロキ
シ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ
安息香酸、プロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、ヘキサン
酸、ヘプタン酸、2−エチルヘキサン酸、ニトロ酢酸、
2−ニトロプロパン酸、クロロ酢酸、ブロモ酢酸、メル
カプト酢酸および1−メルカプト酢酸等を含む。
黄のような置換へテロ原子を含んでもよく、また、たと
えば、酢酸、アジピン酸、クエン酸、ギ酸、フマル酸、
乳酸、イタコン酸、安息香酸、フタル酸、2−ヒドロキ
シ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ
安息香酸、プロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、ヘキサン
酸、ヘプタン酸、2−エチルヘキサン酸、ニトロ酢酸、
2−ニトロプロパン酸、クロロ酢酸、ブロモ酢酸、メル
カプト酢酸および1−メルカプト酢酸等を含む。
好ましいカルボン酸には、酢酸、乳酸、アジピン酸、ク
エン酸、フマル酸、イタコン酸およびサリチル酸がある
。隣接する水酸基を有しない、水’ 100部に0.1
部以上の溶解度を有するモノプロトン(履ono−pr
otic)カルボン酸がさらに好ましく、酢酸が最も好
ましいモノプロトン酸である。酢酸を用いた場合、初期
粘度および粒径が最小となり、同時にダイマーの加水分
解量も最小となる。また、このものは、アメリカ合衆国
内で使用することがFDAにより許可されている。他の
モノプロトンカルボン酸による製品は酢酸を含むもの程
には持続性がない。
エン酸、フマル酸、イタコン酸およびサリチル酸がある
。隣接する水酸基を有しない、水’ 100部に0.1
部以上の溶解度を有するモノプロトン(履ono−pr
otic)カルボン酸がさらに好ましく、酢酸が最も好
ましいモノプロトン酸である。酢酸を用いた場合、初期
粘度および粒径が最小となり、同時にダイマーの加水分
解量も最小となる。また、このものは、アメリカ合衆国
内で使用することがFDAにより許可されている。他の
モノプロトンカルボン酸による製品は酢酸を含むもの程
には持続性がない。
ジーおよびトリプロトン酸は結果があまり良好・ではな
く、また、水酸基はケテンダイマーと反応するのである
が、乳酸およびサリチル酸は、酢酸と同等またはそれ以
上のすぐれた貯蔵寿命をもたらす。しかし、ケテンダイ
マー濃度は低くなる。
く、また、水酸基はケテンダイマーと反応するのである
が、乳酸およびサリチル酸は、酢酸と同等またはそれ以
上のすぐれた貯蔵寿命をもたらす。しかし、ケテンダイ
マー濃度は低くなる。
サリチル酸は水にはわずかじか溶解しない。
カルボン酸の存在量は概ねダイマー重量に基づき約0.
1〜約5%であり、好ましくは約0.15〜約0.5重
量%、最も好ましくは約0.2〜約0.3重量%である
。
1〜約5%であり、好ましくは約0.15〜約0.5重
量%、最も好ましくは約0.2〜約0.3重量%である
。
ケテンダイマーは、次の既知の構造式を有する:(ここ
で、R□およびR2は、それぞれ8〜30個の炭素原子
を有する炭化水素基である)。
で、R□およびR2は、それぞれ8〜30個の炭素原子
を有する炭化水素基である)。
これには、便宜には、オクチル、デシル、ドデシル、テ
トラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、エイコシル
、トコシル、テトラコシル、フェニル、ベンジル、β−
ナフチルおよびシクロへキシルケテンダイマーならびに
天然に存在する脂肪酸混合物からつくられたものがある
。
トラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、エイコシル
、トコシル、テトラコシル、フェニル、ベンジル、β−
ナフチルおよびシクロへキシルケテンダイマーならびに
天然に存在する脂肪酸混合物からつくられたものがある
。
好ましいダイマーは、上記構造式におけるR工およびR
2が12〜20個の炭素原子を有する飽和または一不飽
和(nono−unsaturated)炭化水素基で
あるものである。最も好ましいダイマーは、ヘキサデシ
ルケテンダイマーおよびオクタデシルケテンダイマーま
たはその混合物のように、R□およびR2基がともに1
4〜16個の炭素原子を有する飽和炭化水素基である。
2が12〜20個の炭素原子を有する飽和または一不飽
和(nono−unsaturated)炭化水素基で
あるものである。最も好ましいダイマーは、ヘキサデシ
ルケテンダイマーおよびオクタデシルケテンダイマーま
たはその混合物のように、R□およびR2基がともに1
4〜16個の炭素原子を有する飽和炭化水素基である。
安定な分散液は、約12〜約30重量%のケテンダイマ
ーの範囲で製造することができる。こうした分散液にお
ける好ましいケテンダイマー濃度は。
ーの範囲で製造することができる。こうした分散液にお
ける好ましいケテンダイマー濃度は。
約15〜約25重量%であり、最も好ましくは約20重
量%である。固形分の低い分散液では貯蔵寿命が長く、
固形分の高い分散液では効果が大きく、好適および最適
濃度の両者の兼ね合いで決まる。
量%である。固形分の低い分散液では貯蔵寿命が長く、
固形分の高い分散液では効果が大きく、好適および最適
濃度の両者の兼ね合いで決まる。
本発明で使用されるカチオン性デンプン安定剤は、溶液
中のデンプンを正に帯電させるに充分なカチオン性アミ
ノ基を有する水溶性デンプンのいずれでもよい。好まし
いデンプンは、低ないし中程度の粘度(ブルックフィー
ルド粘度で約50〜約200cst)、正電荷源として
3級または4級アミノ基を有するカチオン性ロウ状トウ
モロコシデンプンである。使用するのに最良のデンプン
は、 Amaizo@2187(販売元:アメリカン・
メイズ−プロダクツカンパニー(American M
aize−Products Co、))のような、ブ
ルックフィールド粘度が約50〜約80 cstの3級
アミン変性ロン状トウモロコシデンプンまたは5tal
ok@140(販売元二ニー・イー・ステイリ・マニュ
ファクチャリング・カンパニー(A、 E。
中のデンプンを正に帯電させるに充分なカチオン性アミ
ノ基を有する水溶性デンプンのいずれでもよい。好まし
いデンプンは、低ないし中程度の粘度(ブルックフィー
ルド粘度で約50〜約200cst)、正電荷源として
3級または4級アミノ基を有するカチオン性ロウ状トウ
モロコシデンプンである。使用するのに最良のデンプン
は、 Amaizo@2187(販売元:アメリカン・
メイズ−プロダクツカンパニー(American M
aize−Products Co、))のような、ブ
ルックフィールド粘度が約50〜約80 cstの3級
アミン変性ロン状トウモロコシデンプンまたは5tal
ok@140(販売元二ニー・イー・ステイリ・マニュ
ファクチャリング・カンパニー(A、 E。
5taley Manufacturing Co、)
)のような、同程度の粘度を有する4級アミン変性ロウ
状トウモロコシデンプンである。
)のような、同程度の粘度を有する4級アミン変性ロウ
状トウモロコシデンプンである。
本明細書では、中程度の粘度とは、約101〜約200
センチストークス(cst)のブルックフィールド粘度
を意味する。測定条件は、10重量%デンプン水溶液を
自然なPH4,5〜6.0で用い、95℃30分間煮た
(cook)後、38℃(100’F)、 $2スピン
ドル(100rpm)による。低粘度とは、約50〜約
100cstのブルックフィールド粘度を意味する。
センチストークス(cst)のブルックフィールド粘度
を意味する。測定条件は、10重量%デンプン水溶液を
自然なPH4,5〜6.0で用い、95℃30分間煮た
(cook)後、38℃(100’F)、 $2スピン
ドル(100rpm)による。低粘度とは、約50〜約
100cstのブルックフィールド粘度を意味する。
デンプンは、ダイマー中に約lO〜約30重量%存在さ
せることができる。好ましくは、約15〜約25重量%
、最も好ましくは約18〜約22重量%の量のデンプン
を存在させる。
せることができる。好ましくは、約15〜約25重量%
、最も好ましくは約18〜約22重量%の量のデンプン
を存在させる。
本発明のスルホン酸塩安定化剤は、種々のリグニンスル
ホン酸およびホルムアルデヒドと種々のナフタレンスル
ホン酸塩との縮合生成物ならびにこれらの混合物である
。
ホン酸およびホルムアルデヒドと種々のナフタレンスル
ホン酸塩との縮合生成物ならびにこれらの混合物である
。
酸より形成される塩の種類は、コロイド安定性および費
用効果の点で重要である。リグニンスルホン酸およびナ
フタレンスルホン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金
属塩およびアンモニウム塩が好適である。アンモニウム
、カルシウム、マグネシウム、カリウムおよびナトリウ
ム塩が、入手が容易であり、かつ廉価であるため好まし
い。イオン強度の上昇が最も小さく、したがってケテン
ダイマー分散液のコロイド安定性を亮めるので、ナトリ
ウム塩が最も好ましい。また、ナトリウム塩は、ケテン
ダイマーとは反応せずしたがってサイズ効率を低減する
ことがない。
用効果の点で重要である。リグニンスルホン酸およびナ
フタレンスルホン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金
属塩およびアンモニウム塩が好適である。アンモニウム
、カルシウム、マグネシウム、カリウムおよびナトリウ
ム塩が、入手が容易であり、かつ廉価であるため好まし
い。イオン強度の上昇が最も小さく、したがってケテン
ダイマー分散液のコロイド安定性を亮めるので、ナトリ
ウム塩が最も好ましい。また、ナトリウム塩は、ケテン
ダイマーとは反応せずしたがってサイズ効率を低減する
ことがない。
カルシウムその他の2価イオンは、ナトリウムイオンに
比べ連続相のイオン強度を著しく増大させる。この過大
なイオン強度は分散液の安定性にとっては好ましくない
。また、アンモニアはケテンダイマーと反応してサイズ
効果のない化合物を形成する。このため、アンモニウム
塩により安定化されたケテンダイマー分散液のサイズ効
果は低下する。
比べ連続相のイオン強度を著しく増大させる。この過大
なイオン強度は分散液の安定性にとっては好ましくない
。また、アンモニアはケテンダイマーと反応してサイズ
効果のない化合物を形成する。このため、アンモニウム
塩により安定化されたケテンダイマー分散液のサイズ効
果は低下する。
スルホン酸塩安定化剤の好ましい量は約1.8〜約4%
であり、最も好ましい範囲は約2〜約2.2重量%であ
る。
であり、最も好ましい範囲は約2〜約2.2重量%であ
る。
硫酸アルミニウムの存在は、最良の安定性を得るために
必要である。その濃度はケテンダイマーの重量に基づき
約0.15〜約0.6%であるのが好ましく、最も好ま
しくは約0.3〜約0.5重量%である。
必要である。その濃度はケテンダイマーの重量に基づき
約0.15〜約0.6%であるのが好ましく、最も好ま
しくは約0.3〜約0.5重量%である。
固形分が増すにつれ硫酸アルミニウムの量も増加させな
ければならない。
ければならない。
最適な処方は、所望の全固形分量による。4部処方物中
の成分比は、ダイマーの量の上昇に応じて変化させなけ
ればならない。12%固形分では1部のリグニンスルホ
ン酸ナトリウムに対しデンプンの比率は6部、また、デ
ンプン1部に対し4部のダイマーを、0.5部以下の酢
酸とともに用いて満足の行く結果を得ることができる。
の成分比は、ダイマーの量の上昇に応じて変化させなけ
ればならない。12%固形分では1部のリグニンスルホ
ン酸ナトリウムに対しデンプンの比率は6部、また、デ
ンプン1部に対し4部のダイマーを、0.5部以下の酢
酸とともに用いて満足の行く結果を得ることができる。
固形分がダイマー30部まで増加すると、デンプンに対
するダイマーの比率は5:1.リグニンスルホン酸ナト
リウムに対するデンプンの比率は10:1になり、有機
酸の量はダイマー重量に基づき0.1部まで減少する。
するダイマーの比率は5:1.リグニンスルホン酸ナト
リウムに対するデンプンの比率は10:1になり、有機
酸の量はダイマー重量に基づき0.1部まで減少する。
以下の実施例は、本発明を例解するためのものである。
部およびパーセントは特にことわらない限り重量による
。ケテンダイマー分散液の安定性は、室温での貯蔵(貯
蔵寿命)または32℃炉内のいずれかにおける時効後の
粘度の増加に基づいて評価された。時効期間は4週間以
上とした。粘度は、ブルックフィールド粘度計第2番ス
ピンドル毎分60回転で測定した。100cstを越え
る粘度の分散液は通常実用には用いることができない。
。ケテンダイマー分散液の安定性は、室温での貯蔵(貯
蔵寿命)または32℃炉内のいずれかにおける時効後の
粘度の増加に基づいて評価された。時効期間は4週間以
上とした。粘度は、ブルックフィールド粘度計第2番ス
ピンドル毎分60回転で測定した。100cstを越え
る粘度の分散液は通常実用には用いることができない。
大庭■上
(1)仕込み 1500gバッチ:
アルキルケテンダイマー 300gカ
チオン性デンプン(Amaizo12187)リグニン
・スルホン酸ナトリウム 酢酸(5重量%) 硫酸アルミニウム(5重量%水溶液試薬)Biocid
eHN521 水(蒸留水) (2)調製 1090.2gの蒸留水に、67.5gのカチオン性デ
ンプン (Amaizo 21871として市販、13
%の結合水を含有)と6gのリグニンスルホン酸ナトリ
ウム(Lignasol XD■としてReed Li
gnin Inc、から販売されている)が添加された
。pHは0.IM HCffiにより5.5に調整され
た。混合物は加熱後、秤量され、加熱中に蒸発した水分
が15gの5重量%酢酸と共に添加された。80℃に冷
却後、300gのヘキサデシルとオクタデシルのケテン
ダイマーフレーク混合物(Aquapaf1364とし
て)Iercules Inc、から販売)が混合され
、溶融された。温度は必要により65℃に調整された。
チオン性デンプン(Amaizo12187)リグニン
・スルホン酸ナトリウム 酢酸(5重量%) 硫酸アルミニウム(5重量%水溶液試薬)Biocid
eHN521 水(蒸留水) (2)調製 1090.2gの蒸留水に、67.5gのカチオン性デ
ンプン (Amaizo 21871として市販、13
%の結合水を含有)と6gのリグニンスルホン酸ナトリ
ウム(Lignasol XD■としてReed Li
gnin Inc、から販売されている)が添加された
。pHは0.IM HCffiにより5.5に調整され
た。混合物は加熱後、秤量され、加熱中に蒸発した水分
が15gの5重量%酢酸と共に添加された。80℃に冷
却後、300gのヘキサデシルとオクタデシルのケテン
ダイマーフレーク混合物(Aquapaf1364とし
て)Iercules Inc、から販売)が混合され
、溶融された。温度は必要により65℃に調整された。
混合物はGaulinモデル15Mの一段階実験室ホモ
ジナイザー中を加圧せずに循環され、67.5g g 5g 19.8g 1.5g 1090.2g 次いで3000 psigの圧力を加えて一循された(
全工程65℃)。混合物の1.5gを150℃オーブン
に15分間置くことにより混合物の全固相が定められた
。このケテンダイマーのパーセントから実際のパーセン
トが算出された。この加温均質物に、(ケテンダイマー
重量の) 0.33%の試薬級硫酸アルミニウム5重量
%溶液が添加された。この均質物は25℃に冷却され、
1.5gのテトラヒドロ−3,5−ジメチル−2H−
1、3、5−チアジアジン−2−チオン(ジョーシア州
アトランタのVinings Che+*1cal C
o、によって販売されているBLocide N521
)が添加された。2時間平衡を待った後にpHは必要に
より0.1M HCQで3.6に調整された。
ジナイザー中を加圧せずに循環され、67.5g g 5g 19.8g 1.5g 1090.2g 次いで3000 psigの圧力を加えて一循された(
全工程65℃)。混合物の1.5gを150℃オーブン
に15分間置くことにより混合物の全固相が定められた
。このケテンダイマーのパーセントから実際のパーセン
トが算出された。この加温均質物に、(ケテンダイマー
重量の) 0.33%の試薬級硫酸アルミニウム5重量
%溶液が添加された。この均質物は25℃に冷却され、
1.5gのテトラヒドロ−3,5−ジメチル−2H−
1、3、5−チアジアジン−2−チオン(ジョーシア州
アトランタのVinings Che+*1cal C
o、によって販売されているBLocide N521
)が添加された。2時間平衡を待った後にpHは必要に
より0.1M HCQで3.6に調整された。
(3)安定化効果
得られた粘度は20cstであった。 5週間後32℃
での粘度は35cstであった。粘度の僅かな増加は、
分散されたアルキルケテンダイマーが充分に有効である
本発明の結果を示す安定化の試験を満足している。
での粘度は35cstであった。粘度の僅かな増加は、
分散されたアルキルケテンダイマーが充分に有効である
本発明の結果を示す安定化の試験を満足している。
去11」4
この例では、酢酸を用いて製造した場合と用いない場合
とにおけるアルキルケテンダイマー分散液の安定性を比
較する。いずれのケテンダイマー濃度の分散液も、酢酸
を除いては製造方法は同一である。各成分の量はケテン
ダイマー量に基いて表わす。ダイマーの量は1分数液全
量の6〜20%の間で変える。処方中ではrXJで表わ
されている。各濃度のケテンダイマーに必要な水の量は
(1)および(3)の末尾の式を用いて計算することが
できる。
とにおけるアルキルケテンダイマー分散液の安定性を比
較する。いずれのケテンダイマー濃度の分散液も、酢酸
を除いては製造方法は同一である。各成分の量はケテン
ダイマー量に基いて表わす。ダイマーの量は1分数液全
量の6〜20%の間で変える。処方中ではrXJで表わ
されている。各濃度のケテンダイマーに必要な水の量は
(1)および(3)の末尾の式を用いて計算することが
できる。
(1)酢酸添加20%ケテンダイマー分散液製造に関す
る仕込み: (500gバッチ−添加量はすべてのダイマー重量によ
る)X% アルキルケテンダイマー(ここで又は、第
1表に示すダイマーのパーセント量である)22.5%
カチオン性デンプン(Amaizo12187)2.
0% リグニンスルホン酸ナトリウム(Lignaso
l XD@)6.6% 硫酸アルミニウム(5%水溶液
試薬)0.5% Biocide@N521 0.0IM酢酸重量(ダラム) =500−500(X +0.225X+0.039X
+0.066X+0.005X)(Z)#酸添加20%
ケテンダイマー分散液裂造方法(100gケテンダイマ
ー) 0.01M酢酸水溶液368.4gにデンプン(Ama
izo@2187)22.5gおよびリグニンスルホン
酸ナトリウ゛ム(Lignasol xoe) 2 g
を添加した。0.1M塩酸を用いてpHを5.5に調整
した。加熱後、混合物の重量を計り、揮散した分に見合
う酢酸溶液を添加した。
る仕込み: (500gバッチ−添加量はすべてのダイマー重量によ
る)X% アルキルケテンダイマー(ここで又は、第
1表に示すダイマーのパーセント量である)22.5%
カチオン性デンプン(Amaizo12187)2.
0% リグニンスルホン酸ナトリウム(Lignaso
l XD@)6.6% 硫酸アルミニウム(5%水溶液
試薬)0.5% Biocide@N521 0.0IM酢酸重量(ダラム) =500−500(X +0.225X+0.039X
+0.066X+0.005X)(Z)#酸添加20%
ケテンダイマー分散液裂造方法(100gケテンダイマ
ー) 0.01M酢酸水溶液368.4gにデンプン(Ama
izo@2187)22.5gおよびリグニンスルホン
酸ナトリウ゛ム(Lignasol xoe) 2 g
を添加した。0.1M塩酸を用いてpHを5.5に調整
した。加熱後、混合物の重量を計り、揮散した分に見合
う酢酸溶液を添加した。
80℃に冷却した後、ヘキサデシルおよびオクタデシル
ケテンダイマーフレーク混合物(^qualρal[F
]364) 100gを練り込み(blend in)
溶融した。温度を65℃(必要な温度)に調整した。混
合物は、Microfluidics model T
ll0マイクロフルイダイザ中(65℃)、 3000
psig(20,862kPa)で1分間剪断した。
ケテンダイマーフレーク混合物(^qualρal[F
]364) 100gを練り込み(blend in)
溶融した。温度を65℃(必要な温度)に調整した。混
合物は、Microfluidics model T
ll0マイクロフルイダイザ中(65℃)、 3000
psig(20,862kPa)で1分間剪断した。
混合物の全固形分量は1.5g分を150℃のオーブン
に工5分間装入することにより決定した。これより、実
際に存在するケテンダイマーパーセントが計算された。
に工5分間装入することにより決定した。これより、実
際に存在するケテンダイマーパーセントが計算された。
5重量%の試薬級硫酸アルミニウム0.33%(ダイマ
ー重量に基づく)を熱したホモジェナイザに添加した。
ー重量に基づく)を熱したホモジェナイザに添加した。
均一化物は25℃まで冷却し、殺菌剤N521 (bi
ocide@N521)0.5gを添加した。2時間待
って平衡に達した後、 O,1M HCQを用いて(必
要なだけ) pHを3.6に調整した。
ocide@N521)0.5gを添加した。2時間待
って平衡に達した後、 O,1M HCQを用いて(必
要なだけ) pHを3.6に調整した。
低固形分分散液のための各成分の比を求めるには、前項
「仕込み」におけるrXJをケテンダイマーパーセント
で置き換える。たとえば、6%分散液は500gの0.
06倍すなわち30gのケテンダイマー、−6,75g
のデンプン、1.17gのリグニンスルホン酸ナトリウ
ム、 1.98gの5%硫酸アルミニウム溶液、0.1
5gの殺菌剤および0,01M酢酸溶液460.5gを
含む。
「仕込み」におけるrXJをケテンダイマーパーセント
で置き換える。たとえば、6%分散液は500gの0.
06倍すなわち30gのケテンダイマー、−6,75g
のデンプン、1.17gのリグニンスルホン酸ナトリウ
ム、 1.98gの5%硫酸アルミニウム溶液、0.1
5gの殺菌剤および0,01M酢酸溶液460.5gを
含む。
(3)酢酸無添加20%ケテンダイマー分散液製造のた
めの仕込み: (500gバッチ−添加量はすべてのダイマー重量によ
る)X% アルキルケテンダイマー(ここでXは、第
1表に示すダイマーのパーセント量である)22.5%
カチオン性デンプン(Amaizo@2187)3.
9% リグニンスルホン酸ナトリウム(Lignaso
l XD@)6.6% 硫酸アルミニウム(5%水溶液
試薬)0.5% Biocide@N521 水重量(ダラム) =500−500(X +0.225X+0.039X
+0.066X+0.005X)(4)酢酸無添加20
%ケテンダイマー分散液製造方法 酢酸を用いない分散液の製造は、上記仕込みの点を除き
実施例に手順に従った。なお、添加量はケテンダイマー
基準のパーセントで示し、水の量は仕込みの項末尾の式
で求めた。
めの仕込み: (500gバッチ−添加量はすべてのダイマー重量によ
る)X% アルキルケテンダイマー(ここでXは、第
1表に示すダイマーのパーセント量である)22.5%
カチオン性デンプン(Amaizo@2187)3.
9% リグニンスルホン酸ナトリウム(Lignaso
l XD@)6.6% 硫酸アルミニウム(5%水溶液
試薬)0.5% Biocide@N521 水重量(ダラム) =500−500(X +0.225X+0.039X
+0.066X+0.005X)(4)酢酸無添加20
%ケテンダイマー分散液製造方法 酢酸を用いない分散液の製造は、上記仕込みの点を除き
実施例に手順に従った。なお、添加量はケテンダイマー
基準のパーセントで示し、水の量は仕込みの項末尾の式
で求めた。
」緋1 畏遣時 4週間後 8週間後25
℃ 25℃ 6%ダイマー(酢酸添加) 4.0 7.5
7.56%ダイマー(酢酸無添加) 3.5
7.5 5.012%ダイマー(酢酸添加)
5.0 10.0 15.012%ダ
イマー(酢酸無添加) 6.0 10.0
17.515%ダイマー(酢酸添加) 7,0
12.5 15.015%ダイマー(酢酸無
添加) 9,0 20.5 80.020
%ダイマー(酢酸添加) 21.0 37.
5 155.020%ダイマー(酢酸無添加)
35.0 117.0 ゲル化本発明による酢酸
添加アルキルケテンダイマーは、4週間安定性試験を合
格する。酢酸無添加のケテンダイマー分散液は20%ダ
イマー溶液の場合、試験に不合格である。工業的な使用
に用いるには4週間の安定性が必要であるから、カルボ
キシル基は不可欠の成分である。
℃ 25℃ 6%ダイマー(酢酸添加) 4.0 7.5
7.56%ダイマー(酢酸無添加) 3.5
7.5 5.012%ダイマー(酢酸添加)
5.0 10.0 15.012%ダ
イマー(酢酸無添加) 6.0 10.0
17.515%ダイマー(酢酸添加) 7,0
12.5 15.015%ダイマー(酢酸無
添加) 9,0 20.5 80.020
%ダイマー(酢酸添加) 21.0 37.
5 155.020%ダイマー(酢酸無添加)
35.0 117.0 ゲル化本発明による酢酸
添加アルキルケテンダイマーは、4週間安定性試験を合
格する。酢酸無添加のケテンダイマー分散液は20%ダ
イマー溶液の場合、試験に不合格である。工業的な使用
に用いるには4週間の安定性が必要であるから、カルボ
キシル基は不可欠の成分である。
失直桝ユ
(1)仕込み 1500gバッチ:
アルキルケテンダイマー 300gBio
cide4?N521 1.
5g水(蒸留水) 約1090g
他の添加成分は第2表にケテンダイマーに基づく重量%
で掲げである。
cide4?N521 1.
5g水(蒸留水) 約1090g
他の添加成分は第2表にケテンダイマーに基づく重量%
で掲げである。
(2)製造方法
デンプン、リグニンスルホン酸ナトリウム、酢酸および
硫酸アルミニウムの濃度を変えるため適宜調整したほか
は、実施例1の調製と同様である。
硫酸アルミニウムの濃度を変えるため適宜調整したほか
は、実施例1の調製と同様である。
策じし玉
20.5 2 .23 .4 2
0 20 215参 リグニンスルホン酸ナト
リウム いずれの必須成分も10%程度の変更ではケテンダイマ
ー分散液を不具合なものにはしない。したがって、本発
明分散液の組成は、工業的実施を良好に行なうに充分な
柔軟性がある。
0 20 215参 リグニンスルホン酸ナト
リウム いずれの必須成分も10%程度の変更ではケテンダイマ
ー分散液を不具合なものにはしない。したがって、本発
明分散液の組成は、工業的実施を良好に行なうに充分な
柔軟性がある。
実施例4
(1)仕込み 1500gバッチ:
アルキルケテンダイマー 450gカチ
オン性デンプン(Amaizo@2187)
102.6g酢 酸(5重量%)
22.5g硫酸アンモニウム(5重量%水溶液試薬
) 39.6gBiocj deeN521
2.3g水(蒸留水)
874g(2)調製 方法は実施例1と同様とした。
オン性デンプン(Amaizo@2187)
102.6g酢 酸(5重量%)
22.5g硫酸アンモニウム(5重量%水溶液試薬
) 39.6gBiocj deeN521
2.3g水(蒸留水)
874g(2)調製 方法は実施例1と同様とした。
(3)安定性試験
調製時の粘度は110cstであった。分散液は3週間
は流動性を保ったが32℃4週間後にはゲル化した。
は流動性を保ったが32℃4週間後にはゲル化した。
特許出願人 バーキュリーズ・インコーボレーテッド代
理人弁理士松井政広(外1名)
理人弁理士松井政広(外1名)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、約30%以下のケテンダイマー;溶液中でデンプン
が正電荷を帯びるに充分なカチオン性アミノ基を有する
水溶性カチオン性デンプン;およびリグニンスルホン酸
塩からなる水性分散液であって:さらに、ダイマー重量
に基づき約0.15〜約1.5%の硫酸アルミニウム、
ダイマー重量に基づき約0.1〜約5%の1〜10個の
炭素原子を有するpKaが約5以下で水100部に対し
少なくとも約0.1部の溶解度のカルボン酸を含有し;
カチオン性デンプンの量がダイマー重量に基づき約10
〜約30%であり;リグニンスルホン酸塩がダイマー重
量に基づき約1〜約5%のリグニンスルホン酸塩または
ホルムアルデヒドとナフタレンスルホン酸塩との縮合物
であり;水性分散液は32℃(90°F)4週間の静止
時効で100センチストークス未満の粘度増加を受ける
ことを特徴とする水性分散液。 2、請求項第1項の水性分散液であって、該カルボン酸
の含有量がダイマー重量に基づき約0.15〜約0.5
%であることをさらに特徴とするもの。 3、請求項第2項の水性分散液であって、該カルボン酸
の含有量がダイマー重量に基づき約0.2〜約0.3%
であることをさらに特徴とするもの。 4、請求項第1、2または3項の水性分散液であって、
カルボン酸が酢酸であるもの。 5、先行するいずれかの請求項の水性分散液であって、
硫酸アルミニウム含有量がダイマー重量に基づいて約0
.15〜約0.6%であるもの。 6、先行するいずれかの請求項の水性分散液であって、
硫酸アルミニウム含有量がダイマー重量に基づいて約0
.3〜約0.5%であるもの。 7、先行するいずれかの請求項の水性分散液であって、
スルホン酸塩安定化剤の含有量がダイマー重量に基づい
て約1.8〜約4.0%であるもの。 8、先行するいずれかの請求項の水性分散液であって、
スルホン酸塩安定化剤の含有量がダイマー重量に基づい
て約2〜約2.2%であるもの。 9、先行するいずれかの請求項の水性分散液であって、
該スルホン酸塩がリグニンスルホン酸ナトリウムである
もの。 10、先行するいずれかの請求項の水性分散液であって
、該カチオン性デンプンが約50〜約200センチスト
ークスのブルックフィールド粘度を有する。 3級または4級アミン変性ロウ状トウモロコシデンプン
であるもの。
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