JPH10114822A - ポリアミノ−エーテル類を基とする保持および脱水剤の製造方法 - Google Patents
ポリアミノ−エーテル類を基とする保持および脱水剤の製造方法Info
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- JPH10114822A JPH10114822A JP9154335A JP15433597A JPH10114822A JP H10114822 A JPH10114822 A JP H10114822A JP 9154335 A JP9154335 A JP 9154335A JP 15433597 A JP15433597 A JP 15433597A JP H10114822 A JPH10114822 A JP H10114822A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポリアミノ−エーテル類を基とする保持およ
び脱水剤の製造方法。 【解決手段】 本発明は分枝および/または架橋ポリア
ミノ−エーテル類の製造方法に関し、ここでは、グリコ
ールのジクロロヒドリン類またはポリグリコールのジク
ロロヒドリン類とジアミン類から生じさせた、まだ遊離
クロロヒドリン基を含むポリアミノ−エーテル類を、ア
ルカリ条件下の本質的に水溶液中、熱の影響下で架橋さ
せる。
び脱水剤の製造方法。 【解決手段】 本発明は分枝および/または架橋ポリア
ミノ−エーテル類の製造方法に関し、ここでは、グリコ
ールのジクロロヒドリン類またはポリグリコールのジク
ロロヒドリン類とジアミン類から生じさせた、まだ遊離
クロロヒドリン基を含むポリアミノ−エーテル類を、ア
ルカリ条件下の本質的に水溶液中、熱の影響下で架橋さ
せる。
Description
【0001】本発明は架橋ポリマー生成物の製造方法に
関し、ここでは、この架橋ポリマー生成物を、クロロヒ
ドリン含有ポリアミノ−エーテル類をアルカリ条件下で
熱処理することで生じさせる。その結果として生じる生
成物は、紙用助剤、特に保持および脱水剤(reten
tion and dewatering agen
t)として用いるに適切である。
関し、ここでは、この架橋ポリマー生成物を、クロロヒ
ドリン含有ポリアミノ−エーテル類をアルカリ条件下で
熱処理することで生じさせる。その結果として生じる生
成物は、紙用助剤、特に保持および脱水剤(reten
tion and dewatering agen
t)として用いるに適切である。
【0002】ポリエチレングリコールまたは他のグリコ
ール類と2当量のエピクロロヒドリンを触媒条件下、例
えばBF3触媒作用下で反応させるとポリアミノ−エー
テル類が生じることは公知であり、ヨーロッパ特許第0
000 714号、実施例1aの成分生成物A;ドイ
ツ特許出願公開第21 62 567号を参照のこと。
グリコールまたはポリエチレングリコールと2当量のエ
ピクロロヒドリンの反応で最初に(ポリ)エチレングリ
コールのジクロロヒドリンエーテルを生じさせた後、水
を添加して、そのエーテルをジアミンと反応させる。こ
のような手順を用いると、求核置換で多付加体が生じ
る。この多付加体はカチオン電荷を有することから、こ
れは、原則として、紙製造または廃水汚泥処理において
保持および脱水剤として使用可能である。しかしなが
ら、実際のところ、そのようにしてポリアミノ−エーテ
ル類を得た場合にそれが示す保持および脱水性能は非常
に劣っていることが確認されている。その理由の1つ
は、その結果として生じる生成物の分子量が一般にあま
りにも低すぎると言った理由である。
ール類と2当量のエピクロロヒドリンを触媒条件下、例
えばBF3触媒作用下で反応させるとポリアミノ−エー
テル類が生じることは公知であり、ヨーロッパ特許第0
000 714号、実施例1aの成分生成物A;ドイ
ツ特許出願公開第21 62 567号を参照のこと。
グリコールまたはポリエチレングリコールと2当量のエ
ピクロロヒドリンの反応で最初に(ポリ)エチレングリ
コールのジクロロヒドリンエーテルを生じさせた後、水
を添加して、そのエーテルをジアミンと反応させる。こ
のような手順を用いると、求核置換で多付加体が生じ
る。この多付加体はカチオン電荷を有することから、こ
れは、原則として、紙製造または廃水汚泥処理において
保持および脱水剤として使用可能である。しかしなが
ら、実際のところ、そのようにしてポリアミノ−エーテ
ル類を得た場合にそれが示す保持および脱水性能は非常
に劣っていることが確認されている。その理由の1つ
は、その結果として生じる生成物の分子量が一般にあま
りにも低すぎると言った理由である。
【0003】従って、本発明の目的は、従来技術に従う
公知系が示す保持および脱水値よりもかなり良好な保持
および脱水値を示す保持および脱水剤をポリアミノ−エ
ーテル類を基にして開発することであった。
公知系が示す保持および脱水値よりもかなり良好な保持
および脱水値を示す保持および脱水剤をポリアミノ−エ
ーテル類を基にして開発することであった。
【0004】従って、本発明は、分枝および/または架
橋ポリアミノ−エーテル類の製造方法に関し、この方法
に、ポリアミノ−エーテル類(これは、グリコールのジ
クロロヒドリン類またはポリグリコールのジクロロヒド
リン類とジアミン類から生じさせたものであり、これは
まだ遊離クロロヒドリン基を含む)をアルカリ条件下の
本質的に水溶液中で熱の影響下で架橋させることを含め
る。
橋ポリアミノ−エーテル類の製造方法に関し、この方法
に、ポリアミノ−エーテル類(これは、グリコールのジ
クロロヒドリン類またはポリグリコールのジクロロヒド
リン類とジアミン類から生じさせたものであり、これは
まだ遊離クロロヒドリン基を含む)をアルカリ条件下の
本質的に水溶液中で熱の影響下で架橋させることを含め
る。
【0005】このようにして生じさせたポリアミノ−エ
ーテル類が示す脱水性能は、従来技術に従って調製され
たポリアミノ−エーテル類よりも有意に高い。
ーテル類が示す脱水性能は、従来技術に従って調製され
たポリアミノ−エーテル類よりも有意に高い。
【0006】ポリアミノ−エーテル類をアルカリで架橋
させる本発明に従う方法を実施する場合の手順は一般に
下記の通りである:結果として生じる生成物が遊離クロ
ロヒドリン基(これはアルカリ条件下において熱の影響
下で起こる架橋で利用され得る)をまだ充分な量で含む
ようにポリアミノ−エーテル類の製造を修飾する。これ
を行うには、クロロヒドリンまたは鎖末端部に位置する
エポキシド基に比較して第一級アミノ基を化学量論的に
不足状態にする必要がある。クロロヒドリン/エポキシ
ド基と第一級アミノ基のモル比を1:0.999から
1:0.7、特に1:0.999から1:0.8にする
のが適切である。適切なアミン類は、全てのα,β−ジ
第一級アミン類、特にエチレンジアミン、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、より高級なエチレンポリアミン類、プロピレ
ンジアミン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレン
トリアミン、より高級なプロピレンポリアミン類、ピペ
ラジン類、ポリビニルアミンそしてビニルアミンから作
られたコポリマー類、グラフトコポリマー類およびブロ
ックコポリマー類、ポリアリルアミンそしてアリルアミ
ンから作られたコポリマー類、グラフトコポリマー類お
よびブロックコポリマー類、ポリエチレンイミンそして
エチレンイミンから作られたコポリマー類、グラフトコ
ポリマー類およびブロックコポリマー類、或はこの示し
た物質の混合物である。
させる本発明に従う方法を実施する場合の手順は一般に
下記の通りである:結果として生じる生成物が遊離クロ
ロヒドリン基(これはアルカリ条件下において熱の影響
下で起こる架橋で利用され得る)をまだ充分な量で含む
ようにポリアミノ−エーテル類の製造を修飾する。これ
を行うには、クロロヒドリンまたは鎖末端部に位置する
エポキシド基に比較して第一級アミノ基を化学量論的に
不足状態にする必要がある。クロロヒドリン/エポキシ
ド基と第一級アミノ基のモル比を1:0.999から
1:0.7、特に1:0.999から1:0.8にする
のが適切である。適切なアミン類は、全てのα,β−ジ
第一級アミン類、特にエチレンジアミン、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、より高級なエチレンポリアミン類、プロピレ
ンジアミン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレン
トリアミン、より高級なプロピレンポリアミン類、ピペ
ラジン類、ポリビニルアミンそしてビニルアミンから作
られたコポリマー類、グラフトコポリマー類およびブロ
ックコポリマー類、ポリアリルアミンそしてアリルアミ
ンから作られたコポリマー類、グラフトコポリマー類お
よびブロックコポリマー類、ポリエチレンイミンそして
エチレンイミンから作られたコポリマー類、グラフトコ
ポリマー類およびブロックコポリマー類、或はこの示し
た物質の混合物である。
【0007】本発明に従う架橋を、一般的には、最初に
上記クロロヒドリン含有ポリアミノ−エーテルを5−5
0%、特に10−25%の濃度の溶液の状態で反応容器
に導入することを通して実施する。次に、この溶液を上
述した温度に加熱しそして塩基、特にKOHまたはNa
OHを用いて上述したpHにする。また、上記溶液を最
初にアルカリ性にした後に加熱して架橋を起こさせるこ
とも可能である。この塩基は水溶液またはアルコール溶
液としてか或は固体形態で添加可能であるが、水溶液が
好適である。
上記クロロヒドリン含有ポリアミノ−エーテルを5−5
0%、特に10−25%の濃度の溶液の状態で反応容器
に導入することを通して実施する。次に、この溶液を上
述した温度に加熱しそして塩基、特にKOHまたはNa
OHを用いて上述したpHにする。また、上記溶液を最
初にアルカリ性にした後に加熱して架橋を起こさせるこ
とも可能である。この塩基は水溶液またはアルコール溶
液としてか或は固体形態で添加可能であるが、水溶液が
好適である。
【0008】この架橋の実施で用いるに適切な溶媒は、
全ての水−有機溶媒系であり、この系に下記の溶媒を1
種以上含める:水、アルコール類、ケトン類、エーテル
類、エステル類およびアミド類。水、C1−C4−アルコ
ール類、C1−C4−ケトン類およびC1−C4−アミド類
が好適であり、水が特に好適である。この架橋に適切な
条件(水溶液における)は、8−13のpH、特に9−
11のpH、そして50から150℃、特に60−90
℃の範囲の温度である。
全ての水−有機溶媒系であり、この系に下記の溶媒を1
種以上含める:水、アルコール類、ケトン類、エーテル
類、エステル類およびアミド類。水、C1−C4−アルコ
ール類、C1−C4−ケトン類およびC1−C4−アミド類
が好適であり、水が特に好適である。この架橋に適切な
条件(水溶液における)は、8−13のpH、特に9−
11のpH、そして50から150℃、特に60−90
℃の範囲の温度である。
【0009】アルカリを用いた上記溶液の熱処理は粘度
の上昇を伴う。この溶液が所望粘度に到達した時点で、
酸、特に蟻酸または酢酸を用いてそれを所望のpHにも
っていってもよい。これは、とりわけ、クロロヒドリン
基がまだ溶液中に存在している場合に必要である。その
結果として生じる最終生成物が示す粘度は、4mmのフ
ローカップにおける流れ時間(DIN 53211に従
う)で表して一般に15−100秒である。このように
して生じさせた生成物は、とりわけ、保持および脱水
剤、カチオン固着剤(fixing agent)、湿
潤強度剤(wet−strength agent)、
そして凝集剤として用いるに適切である。本発明に従う
方法で生じさせた生成物は、未処理の出発サンプルに比
較して有意に向上した脱水性能を示す。
の上昇を伴う。この溶液が所望粘度に到達した時点で、
酸、特に蟻酸または酢酸を用いてそれを所望のpHにも
っていってもよい。これは、とりわけ、クロロヒドリン
基がまだ溶液中に存在している場合に必要である。その
結果として生じる最終生成物が示す粘度は、4mmのフ
ローカップにおける流れ時間(DIN 53211に従
う)で表して一般に15−100秒である。このように
して生じさせた生成物は、とりわけ、保持および脱水
剤、カチオン固着剤(fixing agent)、湿
潤強度剤(wet−strength agent)、
そして凝集剤として用いるに適切である。本発明に従う
方法で生じさせた生成物は、未処理の出発サンプルに比
較して有意に向上した脱水性能を示す。
【0010】
【実施例】実施例1 ポリアミノ−エーテル類の製造 撹拌機と温度計と滴下漏斗を取り付けた1 lの3つ口
フラスコに最初にポリエチレングリコール400を39
0.0gおよび三フッ化ホウ素二水化物を1.3g入れ
る。64℃になるまで加熱した後、撹拌しながら90−
120分かけて98%濃度のエピクロロヒドリンを18
0.1g滴下する。
フラスコに最初にポリエチレングリコール400を39
0.0gおよび三フッ化ホウ素二水化物を1.3g入れ
る。64℃になるまで加熱した後、撹拌しながら90−
120分かけて98%濃度のエピクロロヒドリンを18
0.1g滴下する。
【0011】この手順中、発熱反応の温度を65から7
0℃に保持する。次に、滴下が終了した後、その混合物
を更に1時間撹拌する。次に、この温度を維持しながら
60分かけてジエチレントリアミンを85.1g滴下す
る。副反応で生じたジオキサンをカラムに通して留出さ
せる。ジオキサンを含有する水を369.71g留出さ
せた後、濃度が63.2%の溶液を得る。
0℃に保持する。次に、滴下が終了した後、その混合物
を更に1時間撹拌する。次に、この温度を維持しながら
60分かけてジエチレントリアミンを85.1g滴下す
る。副反応で生じたジオキサンをカラムに通して留出さ
せる。ジオキサンを含有する水を369.71g留出さ
せた後、濃度が63.2%の溶液を得る。
【0012】実施例2 実施例1と同様に反応を実施する。ジエチレントリアミ
ンを85.1g添加する代わりにポリアミンC(バイエ
ル社(Bayer AG、Leverkusen))を
270.6g添加する。その後の手順は実施例1で記述
した通りである。
ンを85.1g添加する代わりにポリアミンC(バイエ
ル社(Bayer AG、Leverkusen))を
270.6g添加する。その後の手順は実施例1で記述
した通りである。
【0013】実施例3 ポリアミノ−エーテル類の架橋 磨りガラス蓋、加熱用ジャケット、撹拌機、温度計、還
流コンデンサおよびpH探針を取り付けた2 lの反応
容器に、最初に、実施例1に従う75%濃度のポリアミ
ノ−エーテルを602.56gおよび蒸留水を219
2.5g入れる。70℃になるまで加熱した後、撹拌し
ながら約90秒かけて50%濃度のNaOH溶液を5
7.42g加える。更に撹拌している間に粘度が上昇
し、約4時間後に最大値に到達する。次に、85%濃度
の蟻酸を用いてその反応物のpHを7.0にした後、冷
却する。固体含有量が16.1%で85秒の流れ時間
(4mmのDIN 53211カップ)を示す生成物を
得る。
流コンデンサおよびpH探針を取り付けた2 lの反応
容器に、最初に、実施例1に従う75%濃度のポリアミ
ノ−エーテルを602.56gおよび蒸留水を219
2.5g入れる。70℃になるまで加熱した後、撹拌し
ながら約90秒かけて50%濃度のNaOH溶液を5
7.42g加える。更に撹拌している間に粘度が上昇
し、約4時間後に最大値に到達する。次に、85%濃度
の蟻酸を用いてその反応物のpHを7.0にした後、冷
却する。固体含有量が16.1%で85秒の流れ時間
(4mmのDIN 53211カップ)を示す生成物を
得る。
【0014】Schopper−Rieglerろ水度
試験器を用いた脱水実験 下記の表に、脱水剤を0.1、0.2および0.3%の
量で用いると脱水改良が達成されることを示す。ここに
示す濃度データ0.1/0.2/0.3は、紙パルプ1
kg当たりの脱水剤溶液量が1/2/3mlであること
を意味し、例えば20%濃度の脱水剤溶液1gを水で希
釈して500mlの溶液にする場合、その脱水剤が入っ
ている溶液は溶液として固体状の脱水剤を0.2g含有
することになる。Walsroder Zeitung
紙システムで紙の再生利用を行う場合の水道水(30
℃)使用量は下記の通りである:5%濃度の紙パルプ6
0gを水で1000gに希釈。
試験器を用いた脱水実験 下記の表に、脱水剤を0.1、0.2および0.3%の
量で用いると脱水改良が達成されることを示す。ここに
示す濃度データ0.1/0.2/0.3は、紙パルプ1
kg当たりの脱水剤溶液量が1/2/3mlであること
を意味し、例えば20%濃度の脱水剤溶液1gを水で希
釈して500mlの溶液にする場合、その脱水剤が入っ
ている溶液は溶液として固体状の脱水剤を0.2g含有
することになる。Walsroder Zeitung
紙システムで紙の再生利用を行う場合の水道水(30
℃)使用量は下記の通りである:5%濃度の紙パルプ6
0gを水で1000gに希釈。
【0015】 試験 脱水向上率% 使用濃度0.1% 0.2% 0.3% 実施例1に従うポリアミノ− 5% 10% 14% エーテル(=従来技術) 実施例3に従う熱処理時間が 13.5% 22% 27.5% 10分のポリアミノ−エーテル 実施例3に従う熱処理時間が 24.5% 33.5% 41% 30分のポリアミノ−エーテル 実施例3に従う熱処理時間が 29% 38% 46% 60分のポリアミノ−エーテル 実施例3に従う熱処理時間が 31% 42% 49% 120分のポリアミノ−エーテル 実施例3に従う熱処理時間が 32.5% 46% 53% 180分のポリアミノ−エーテル 本発明の特徴および態様は以下のとおりである。
【0016】1. 分枝および/または架橋ポリアミノ
−エーテルの製造方法であって、グリコールのジクロロ
ヒドリンまたはポリグリコールのジクロロヒドリンとジ
アミンから生じさせた、まだ遊離クロロヒドリン基を含
むポリアミノ−エーテルを、アルカリ条件下の本質的に
水溶液中、熱の影響下で架橋させることを含む方法。
−エーテルの製造方法であって、グリコールのジクロロ
ヒドリンまたはポリグリコールのジクロロヒドリンとジ
アミンから生じさせた、まだ遊離クロロヒドリン基を含
むポリアミノ−エーテルを、アルカリ条件下の本質的に
水溶液中、熱の影響下で架橋させることを含む方法。
【0017】2. 該グリコールとしてエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール
またはポリプロピレングリコールを用いる第1項記載の
方法。
ール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール
またはポリプロピレングリコールを用いる第1項記載の
方法。
【0018】3. 該ジアミンとしてα,β−ジアミノ
アルカン、特にエチレンジアミン、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、より高級なエチレンポリアミン、プロピレンジアミ
ン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレントリアミ
ン、より高級なプロピレンポリアミン、ピペラジン、ポ
リビニルアミン、ビニルアミンから作られたコポリマ
ー、グラフトコポリマーもしくはブロックコポリマー、
ポリアリルアミン、アリルアミンから作られたコポリマ
ー、グラフトコポリマーもしくはブロックコポリマー、
ポリエチレンイミン、またはエチレンイミンから作られ
たコポリマー、グラフトコポリマーもしくはブロックコ
ポリマー、或はこの示した物質の混合物を用いる第1項
記載の方法。
アルカン、特にエチレンジアミン、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、より高級なエチレンポリアミン、プロピレンジアミ
ン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレントリアミ
ン、より高級なプロピレンポリアミン、ピペラジン、ポ
リビニルアミン、ビニルアミンから作られたコポリマ
ー、グラフトコポリマーもしくはブロックコポリマー、
ポリアリルアミン、アリルアミンから作られたコポリマ
ー、グラフトコポリマーもしくはブロックコポリマー、
ポリエチレンイミン、またはエチレンイミンから作られ
たコポリマー、グラフトコポリマーもしくはブロックコ
ポリマー、或はこの示した物質の混合物を用いる第1項
記載の方法。
【0019】4. 該ポリアミノ−エーテルを生じさせ
る時のクロロヒドリン基と第一級アミノ基の比率を1:
0.999から1:0.7にする第1項記載の方法。
る時のクロロヒドリン基と第一級アミノ基の比率を1:
0.999から1:0.7にする第1項記載の方法。
【0020】5. 該架橋を、水に加えてまたアルコー
ル、ケトン、エーテル、エステルまたはアミドが入って
いてもよい溶媒中で起こさせる第1項記載の方法。
ル、ケトン、エーテル、エステルまたはアミドが入って
いてもよい溶媒中で起こさせる第1項記載の方法。
【0021】6. 該架橋を水中で起こさせる第1項記
載の方法。
載の方法。
【0022】7. 該架橋を受けさせるべき溶液の濃度
を5から50%にする第1項記載の方法。
を5から50%にする第1項記載の方法。
【0023】8. 第1項に記載した如く調製した生成
物を保持および脱水剤、固着剤、湿潤強度剤または凝集
剤として用いる使用。
物を保持および脱水剤、固着剤、湿潤強度剤または凝集
剤として用いる使用。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI D21H 5/00 Z (72)発明者 クラウス・スツアブリコウスキ ドイツ29664バルスロデ・クラウデイウス シユトラーセ5
Claims (2)
- 【請求項1】 分枝および/または架橋ポリアミノ−エ
ーテルの製造方法であって、グリコールのジクロロヒド
リンまたはポリグリコールのジクロロヒドリンとジアミ
ンから生じさせた、まだ遊離クロロヒドリン基を含むポ
リアミノ−エーテルを、アルカリ条件下の本質的に水溶
液中、熱の影響下で架橋させることを含む方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載した如く調製した生成物
を保持および脱水剤、固着剤、湿潤強度剤または凝集剤
として用いる使用。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19621697.4 | 1996-05-30 | ||
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