JPS6170096A - 疎水性陰イオンサイズ剤と陽イオン保持剤とでアルカリまたは中性サイジングされた紙または板紙を製造する方法 - Google Patents

疎水性陰イオンサイズ剤と陽イオン保持剤とでアルカリまたは中性サイジングされた紙または板紙を製造する方法

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JPS6170096A
JPS6170096A JP60203243A JP20324385A JPS6170096A JP S6170096 A JPS6170096 A JP S6170096A JP 60203243 A JP60203243 A JP 60203243A JP 20324385 A JP20324385 A JP 20324385A JP S6170096 A JPS6170096 A JP S6170096A
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sizing agent
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sizing
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JP60203243A
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ミヒヤエル ベルンハイム
ヒユーバート マインデル
ペーター ローリンガー
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    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/07Nitrogen-containing compounds
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    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/14Carboxylic acids; Derivatives thereof

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルカリまたは中性パルプ・サイジングされた
紙または板紙の製造方法に関する。この場合、そのパル
プサイジングは、少なくとも6.5QpH価を有する繊
維質サスペンジョンに疎水性陰イオンサイズ剤と陽イオ
ン保持剤とを添加することによって実施され、そしてサ
イズ剤としては、とくに、好ましくは6乃至22個の炭
素原子を有するN−フルキルアミド基またはアルキルエ
ステル基および少なくとも1つの酸性基、たとえば、カ
ルボキシル基を含有する不飽和脂肪族化合物からなるも
のが使用される。
西独公開特許明細書筒2.459.165号から、pH
カニ3. s乃至6.5であって、硫酸アルミニウムを
含有している繊維質サスペンジョンに疎水性サイズ剤と
陽イオン保持剤とを添加することからなる酸性サイジン
グされた紙または板紙の製造方法が公知となっている。
この公知方法において使用されるサイズ剤は、たとえば
、アルキル基中に8乃至30個の炭素原子を有するN−
フルキルアミド基またはアルキルエステル基、とカルボ
キシル基とを含有する不飽和脂肪族化合物であり、特に
下記式で表されるサイズ剤である。
(I)  n−C+aHsy−NH−Co−CH−CH
−COOHまたは ([)  n −C16H1,−〇−Co−CH−CH
−COOH公知のごとく、酸性サイジングされた紙の製
造にはいくつかの欠点が伴う。たとえば、酸性サイジン
グされた紙は貯蔵性および機械的強度が不十分である。
また、製造工程において酸性廃水が生じる。さらに、繊
維質サスペンジョンの酸性piのために、填料が使用さ
れる場合には比較的高価な填料たとえばカオリンやモン
モリロナイトを使用しなければならず、コストが高くつ
く。繊維質サスペンジョンが酸性pHであることは、ま
た、敏感な製紙機械の腐食を引き起こすとともに価格的
に有利な炭酸カルシウム、特にチョーク(白亜)のよう
な填料の使用の可能性を除外してしまう。チョークはサ
イズ紙に高い白色度を与える作用があるから、これが使
用できない酸性サイジングでは充分高い白色度を得るた
めには止むを得ず過度に多量の螢光増白剤を使用しなけ
ればならない。さらにいま1つの欠点として、上記西独
公開明細置薬2.459 、165号から公知の方法に
よると、酸性繊維質サスペンジョンを紙に加工するのに
かなり多量のサイズ剤、たとえば式(I)まだは卸のサ
イズ剤の使用が必要となる。
上記の欠点は本発明による方法では回避される。すなわ
ち、本発明による方法においては、酸たとえば硫酸また
はギ酸または特にFj在在住性硫酸塩とえば硫酸アルミ
ニウム(ミョウバン)の不存在下少なくとも6.5のp
H価を有する繊維質サスペンジョンからアルカリ性サイ
ジングまたは中性サイジングされた紙または板紙が製造
される。とぐに本発明によれば比較的少量のサイズ剤で
サイジングされた、向上された貯蔵性を有する紙が得ら
れる。
すなわち、本発明は紙または板紙のアルカリサイズまた
は中性サイズのための方法、換゛言すればアルカリまた
は中性サイジングされた紙または板紙の製蓬方法に関し
、本発明の方法の特徴は酸または潜在酸性硫酸塩たとえ
ば硫酸アルミニウムの不存在下で少なくとも6.5、好
ましくは少なくとも7.0のpH価を有する、セルロー
ス含有、場合によっては填料含有の水性繊維質サスペン
ジョンに少なくとも下記の成分(A)および成分(B)
を任意の順序であるいは同時的に添加することを特徴と
する:(A)  疎水性置換基としてアルキル基または
アルケニル基中にそれぞれ少なくとも6個の炭素原子を
有するただ1つのN−アルキルアミド基またはN−アル
ケニルアミド基またはアルキルエステル基またはアルケ
ニルエステル基、および塩の形で存在するかまたは酸性
の、すなわち遊離の少なくとも1つの婆イオン基を含有
する、無水物基を含まない脂肪族不飽和サイズ剤と (11重合体陽イオン保持剤。
本発明はさらに下記のものを発明の対象に含むニ ー上記紙サイジング方法を実施するだめの水性組成物、
この組成物は、サイズ剤(Alと保持剤(B)とが繊維
質サスペンジョンに任意の順序で別々に添加される場合
は、任意成分の常用添加物以外に、少なくとも部分的に
塩の形で存在するサイズ剤(A)のみを含有する。サイ
ズ剤(A)と保持剤(B)とが繊維質サスペンジョンに
同時的に添加される場合は、任意成分の常用添加物以外
に、場合によっては少なくとも部分的に塩の形で存在す
るサイズ剤(A)ならびに保持剤FB+を共に含有する
一本発明の方法によってサイジングされた紙または板紙
一上記の特定された種類のサイズ剤(A)を紙または板
紙のサイジングのために使用すること。
上記に定義したサイズ剤(A)は一部が新規化合物であ
り、これら新規化合物もその製造方法と共に本発明のい
ま1つの対象である。
本発明の方法の重要な特徴の1つは、使用されるサイズ
剤(A)が一般に1個の陰イオン基を有していることで
あり、この陰イオン基は通常酸カルボキシル基として存
在する。好ましくはこのような基は繊維質サスペンジョ
ンのp■が少なくとも6.5、好ましくは少なくとも7
.0である水性媒質中において、たとえば、アミン塩、
アンモニウム塩またはナトリウム塩のごとき塩の形で存
在し、そして紙製造中は場合によっては陰イオンを形成
しうる。他方、上記条件下では、陽イオン保持剤(B)
は陽イオンを形成しうる。−抄紙の条件下でこのように
サイズ剤が陰イオン形成能をそして保持剤が陽イオン形
成能を有していることを陰イオン活性および湯イオン活
性であるとそれぞれ言うこともある。すなわち、陰イオ
ンサイズ剤は陰イオン活性サイズ剤と呼び、陽イオン保
持剤を陽イオン活性保持剤と呼ぶこともできる。
いま1つの特徴として、サイズ剤(〜は疎水性置換基と
してただ1つのN−アルキルアミド基またはN−アルケ
ニルアミド基またはアルキルエステル基またはアルケニ
ルエステル基を有する。このN−フルキルアミド基また
はN−アルケニルアミド基またはアルキルエステル基ま
たはアルケニルエステル基円のアルキル基またはアルケ
ニル基は互いて独立的に少なくとも6個、とくに6乃至
22個、好ましくは11乃至22個、特に好ましくは1
6乃至20個の炭素原子を有する。アルケニル基よりも
アルキル基の方が好ましい。このような疎水性置換基は
一般に不飽和または好ましくけ飽和の第一脂肪アミンま
たは脂肪アルコールから誘導される。一方、それら脂肪
アミンおよび脂肪アルコールは不飽和または好ましくは
飽和のC6−C2t−1好ましくはCll−022、特
に好ましくはC16−C20−脂肪酸から誘導される。
例を示せば、カプロン酸、好ましくはカプリル酸、カプ
リン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸またはミリストレイ
ン酸、パルミトレイン酸、ニレニオステアリン酸、クル
パノドン酸、特に好ましくはオレイン酸、エライジン酸
、エルカ酸、リノール酸、リルン酸である。これらの中
では、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸および
ベヘン酸が重要であり、パルミチン酸、さらKはステア
リン酸が格別に重要である。入手の容易さからこれらの
脂肪酸の工業的混合物も考慮される。たとえば、オキソ
合成によって製造可能な合成脂肪酸も上記の定義に含ま
れる。
本発明により使用されるサイズ剤のN−アルキルアミド
基゛またはN−アルケニルアミド基がそれから誘導され
る好ましい第一アミンの例を挙げれば、ヘキシルアミン
、オクチルアミン(カプリルアミンとも呼ばれる)、さ
らに好ましいものとしてドデシルアミン(ラウリルアミ
ンとも呼ばれる)、ヘキサデシルアミン(パルミチルア
ミンとも呼ばれる)およびオクタデセニルアミン(オレ
イルアミンとも呼ばれる)等である。入手の容易さから
、オクタデシルアミン(ステアリルアミンとも呼ばれる
)が特別に重要である。
本発明により使用されるサイズ剤のアルキルエステル基
またはアルケニルエステル基がそれから誘導される好ま
しい脂肪アルコールの例としては、ヘキサノール、n−
およびi−オクタツール、とくにドデカノール(別名ラ
ウリルアルコール)、ヘキサデカノール(パルミチルア
ルコール)およびオフタデセノール(オレイルアルコー
ル)、そして入手の容易さから特にオクタデカノール(
別名ステアリルアルコール)が挙げられる。
上記した種類の脂肪アミンまたは脂肪アルコールの工業
的混合物も考慮される。
本発明により成分(A)として使用される、ただ1つの
陰イオンカルボキシレート基または酸カルボキシレート
よび上記した種類のただ1つのN−フルキルアミド基ま
たはN−アルケニルアミド基またはアルキルエステル基
またはアルケニルエステル基を有しているサイズ剤は一
般に、2乃至6個の炭素原子を有する脂肪族不飽和ジカ
ルボン酸、たとえばマレイン酸、フマル酸、イタコン酸
、シトラコン酸、メサコン酸、ムコン酸またはアセチレ
ンジカルボン酸(これらの中では、マレイン酸、イタコ
ン酸、シトラコン酸が重要である)のN−C6−C,2
−アルキル半アミドまたはN−C,−C22−フルキル
アミド基たはC0−C22−アルキル半エステルまたは
C6−C22−アルケニル半エステルである。場合によ
°りては塩の形で存在する上記したジカルボン酸の半エ
ステルまたは半アミドは好ましくは下記式で表されるも
のである。
(1)   R,−X−C−D、−COOH式中、Dl
は2乃至6個の炭素原子および1または2の二重結合を
有する直鎖状または分枝状アルケニレンまたはエチニレ
ン、R1は炭素原子数が6乃至22、好ましくは11乃
至22、特に好ましくは16乃至20のアルキルまたは
アルケニル、そしてXは−NH−または−0−を意味す
る。
特に下記式のものが好ましい。
(2)  R,−X−C−D2−COOH式中、D2は
2または3個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状ア
ルケニレン、R2は16乃至20個の炭素原子を有する
アルキルまたはアルケニルを意味し、そしてXは上記の
意味を有する。
式(2)中の3個の炭素原子を有するアルケニル基は好
ましくけ枝分れしている。したかって特に興味あるサイ
ズ剤は、場合によっては塩の形で存在する下記式の化合
物である。
(31R2−X−C−D、−COOH 式中、D、は式 (3,1)  −CH=CH−1 (3,2)  −CI−C−または CH2 (・3.3)  −CH=C− CHl のアルケニレン基を意味し、そしてR2とXは上記の意
味を有する。
式(3)のサイズ剤の特定的代表例を示せば場合によっ
ては塩の形で存在する下記式の化合物である。
(4)   CH,−(CH2)17−NH−C−CH
−CH−COOH。
I (5)   CH3−(CH2)+? −0−C−CH
=CH−C0OH。
式(6)、(7)、f8)、 (9)の化合物は異性体
混合物である。
本発明の紙サイジング法において成分(A)として使用
されるサイズ剤は、その製造後、成分(A)として使用
される前に、たとえば、再結晶などによって精製される
必要は一般的にない。その製造時に沈殿したままの形で
通常使用できる。すなわち、沈殿単離したのち、さらに
仕上げ処理をすることなくそのまま使用することができ
る。
とくに、本発明によって紙または板紙をサイジングする
ために繊維質サスペンジョンにサイズ剤(A)と保持剤
(B)とを別々に(順序は任意)添加する場合には、少
なくとも部分的に塩の形であるサイズ剤を使用するのが
好ましい。このような塩は、必要な際に次ぎのようにし
て得ることができる。すなわち、サイズ剤(A)製造後
、全部で多くとも6個の炭素原子を有するアルキルアミ
ンまたはアルカノールアミン、たとえば、トリメチルア
ミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、又は
ジェタノールアミンを添加することによって、より好ま
しくはアンモニアまたはアルカリ金属水酸化物、たとえ
ば、水酸化カリウム、または、とくに水酸化ナトリウム
を、一般的には室温(約15乃至25℃)の水性媒質中
で添加して、そのサイズ剤(A)を対応する塩に全体的
または部分的に変換するのである。水酸化カリウム、よ
り好ましくは水酸化ナトリウムのごときアルカリ金属水
酸化物、または特に好ましくはアンモニアを希釈された
、通常は1乃至10重量%水溶液の形で使用するのが有
利である。使用量は、サイズ剤に存在する酸基1モル当
たりアンモニアまたはアルカリ金属水酸化物を多くとも
3モル、好ましくは0.1乃至1.5モル、特に好まし
くは0.9乃至1.1モル使用する。したがって、塩と
して存在するサイズ剤は、たとえば、少なくとも部分的
に−COC00eに変換された酸カルボキシル基を含有
している。なお、ここでMOは対応するアミン陽イオン
、アンモニウム陽イオンまたはアルカリ金属陽イオンを
意味する。
上紀覆類の好ましいサイズ剤(A)は約200乃至50
0、好ましくは約300乃至400の分子量を有し、そ
して少なくとも1つの上記種類の酸性にを含有している
の、約100乃至300、好ましくは約130乃至18
0の酸価(■KOH/g物質)を持つ。
すでに言及したように、本発明による紙サイジング法に
おいて成分(AJとして使用されるサイズ剤は一部は公
知であり、一部は新規化合物である。新規化合物もそれ
自体公知の方法で製造することができる。
すなわち、たとえば、ケミカル・アブストラクツ(Ch
em、 Abstr、 ) 6ユ、4209.9(19
64)には式(6)の化合物が記載されている。ただし
、この化合物は防錆剤として使用されている。英国特許
第1,140,652号明細書には合成材料の添加物と
してイタコン酸のモノブチル半エステルが開示されてい
る。
しかしながら、式(7)の化合物についての記載は全く
ない。さらに、ドクル・ボルダ・アカド、ナウカ(Do
kl 、Bolg 、Akad、Nauka ) 29
(4)539−541 (1976)Cインスト・オル
グ・ケム、ソフィア、ブルグ(In5t、 Org。
Chem、 、5ofia 、 Bulg、 )  、
参照ケミカル・アブストラクツ(Chem、 Abst
r、 ) 85 。
80053n (1976)]には式(9)の化合物が
開示されている。ただし、これは界面活性剤製造のため
の中間生成物として使用されている。さらにまた、初め
に言及した西独公開明細書第2459165号には式(
4)および(5)の化合物が記載されている。
すなわち、とくに下記式の場合によっては塩の形で存在
する化合物は新規化合物である。
または (式中、R1は6乃至22個、好1しくは11乃至22
個、特に好ましくは16乃至20個の炭素原子を有する
アルキルまたはアルケニルを意味する。そしてそれら新
規化合物の製造方法は式 %式% (式中、R,または前記の意味を有する)のアミンをシ
トラコン酸無水物と、または式%式% (式中、R8または前記の・意味を有する)のアルコー
ルをイタコン酸無水物と、一般に等モル量で反応させる
ことを特徴とする。
本発明による紙サイジング方法においては、上記した新
規な陰イオン性または酸性サイズ剤囚と並んで重合体陽
イオン保持剤(B)が使用さnる。この保持剤は一般に
少なくとも約1000、好1しくは約2000乃至20
0000の分子量を有する。1000乃至100000
の1范囲の分子量を持つ保持剤が特に好ましい。原則的
には市販のいかなる保持剤も本発明の方法のために使用
可能である。本発明の紙サイジング方法にサイズ剤(A
)と共に使用するのに特に好適な従来の保持剤(B)の
例を以下に示す:ポリアルキレンイミン; ポリアルキレンポリアミンと脂肪族ジカルボン酸との反
応生成物のエビハロゲンヒドリン付加物; ポリアルキレンポリアミン、ジシアンジアミド、および
場合によっては未エステル化筐たけアルカノールでエス
テル化された有機ジカルボン酸との反応生成物のエビハ
ロゲンヒドリン付加物; ジシアンジアミド、ホルムアルデヒド、無機強酸のアン
モニウム塩およびアルキレンジアミンまたはポリアルキ
レンポリアミンの反応生成物; イナご4 メ(Johannisbrot ) jたは
グアー1め(Guarkern )粉末からなる陽イオ
ン変性でんぷんまたは炭水化物; ポリアミド−アミンをベースとした共重合体。
および エビハロゲンヒドリンと重合ジアリルアミンの反応生成
物。
ポリアルキレンポリアミンと脂肪族ジカルボン酸の反応
生成物の好ましいエピクロルヒドリン付加物は、たとえ
ば、英国特許第865、727号明細書に記載さnてい
る。ジシアンジアミドとジエチレントリアミンまたはト
リエチレントリアミンの反応生成物のエピクロルヒドリ
ン付加物は、たとえば、西独公開特許明細置薬2.71
0.061号および英国特許第1.125.486号明
MfU書に記載されている。
また、ジエチレントリアミン、ジシアンジアミドおよび
未エステル化または低級アルカノールでエステル化され
たジカルボン酸、とくにジメチルアシビエートの反応生
成物のエピクロルヒドリン付加物は、たとえば、英国特
許第1.125.486号明細書に、そしてジシアンジ
アミド、ホルムアルデヒド、無機強酸のアンモニウム塩
およびエチレンジアミンまたはトリエチレンテトラミン
とからなる反応生成物は、たとえば、米国特許第3.4
91.06−1月明a書に記載されている。
いなごまめ粉末またはグアー筐め粉末からなる好適な陽
イオン変性でんぷんまたは炭水化物はたとえばこの種で
んぷんまたは炭水化物のアルキレンオキシド付加物であ
る。この場合、使用されるアルキレンオキシドはそのア
ルキレン基中に2または3個の炭素原子を有し、かつ、
第四アンモニウム基を有する。
あるいは、それは特に、たとえば、トリメチルグリシジ
ルアンモニウムハロゲニドである。
ポリアミド−アミンをベースとした共重合体f′1io
3乃至105.好ましくは103乃至1040分子量金
有し、そして、たとえば、炭素数が2乃至10、好まし
くは3乃至6の飽和脂肪族シリカルボン酸、とくにアジ
ピン酸およびポリアルキレンポリアミン例えばポリプロ
ピレンポリアミンまfcはポリエチレンポリアミン、と
くにジメチルアミノヒドロキシプロビル−ジエチレント
リアミンとから得られるものである。このような化合物
は、たとえば、CTFA化粧品成分辞典(Cosmet
icIngredient [)ictionary 
)第3版〔化粧品協会 (Cosmetic  Toi
letry  and  FragranceAsso
ciation ) 1982年発行〕に記載されてイ
ル。エビハロゲンヒドリンと重合シフ 1J JLアミ
ンとの反応生成物は好−EL<fllooo乃至200
0の分子量を有するものであり、たとえば、米国特許第
3.700.623および4、279.794号明細書
に記載されている。
本発明によるサイジング方法にサイズ削囚と共に使用す
るのに格別に好ましい保持剤(B)としてはつぎのもの
が挙げられる: 第四アンモニウム基金含有するプロピレンオキシドで変
性さnた、蒸留水中25%懸濁物の20℃のpHが4.
2乃至4.6であるメイズでんぷんまたはじゃがいもで
んぷん、 分子量が1000乃至100000のポリエチレンイミ
ン、 トリエチレンテトラミンとジシアンジアミドの反応生成
物のエピクロルヒドリン付加物、ジエチレントリアミン
、ジシアンジアミドおよびジメチルアジペートの反応生
成物のエピクロルヒドリン付加物、 ジシアンジアミド、ホルムアミド、塩化アンモニウムお
よびエチレンジアミンよりなる反応生成物、 ポリ−N−メチルジアリルラミンのエピクロルヒドリン
付加物、 アジピン酸とジメチルアミノヒドロキシプロビル−ジエ
チレントリアミンとの共重合体。
本発明の方法に従って紙または板紙のパルプ・サイジン
グを実施する場合には、繊維質サイペンションの固形分
に対して一般的に0.02乃至3、好ましくは0.05
乃至3、特に好1しくは0.1乃至0.8重量%のサイ
ズ剤(4)(乾燥物質として)を使用しそして保持剤(
B)全0.02乃至3、好ましくは0.05乃至3、特
に好ましくは0.1乃至0.4重量%(同じく乾燥物質
として)使用する。サイズ剤(ト)および保持剤(B)
が0.02乃至0.05重量%で十分な場合は通常のサ
イズテストでは捕捉することのできない、いわゆる“サ
イズ プレスコントロール(5ize press c
ontrol )“の場合のみである。これについては
、たとえば、定期刊行物タッピイ(TAPPI )  
(the Techni−calΔ5sociatio
n of the pulp and paperJn
dustryの論文集)、57巻、1974年1月AI
、97−100頁のり、 R,トリ)I、 (Dril
l ) tn論文[サイズ・プレス・ピックアップのコ
ンt−ロー 、L 4理解J (” (’ontrol
 and lnderstand−ing of 5i
ze Press pickup” ) f参照された
い。サイズ剤(4)と保持剤(B)とがそnに添加さ江
る繊維質サスペンジョンは一般に固形分が0.1乃至5
、好ましくは0.3乃至3、特に好ましくは0.3乃至
1重量%であり、そしてショツパーリグラーろ水度が約
10’乃至60゜とくに20°乃至60°、好1しくけ
20°乃至45°、特に好ましくは25°乃至35°で
ある。
繊維質サスペンジョンは一般にパルプ、とくに松のよう
な針葉樹からのパルプ、またはぶなのような広葉樹から
のパルプ金含有する。
この゛ようなパルプは従来公知の方法、たとえば、亜硫
酸塩法またはとくに硫酸塩法で製造されたものでありう
る。このようなパルプの他に繊維質サスペンジョンはさ
らに場合によっては機械バルブを含有しうる。また、繊
維質サスペンジョンには故紙が含まれていてもよい。さ
らにまた、いわゆるCMP法またはCTMP法(che
mi −mechanical pulping pr
ocessとchemi−1hermomcchani
cal pulping processの略称、これ
については、たとえば、TAPPI。
64巻、1981年6月煮6.57−61頁のS。
A、コリカットCo11icuttとその協力者の論文
「リファイナー・メカニカル・パルピングの発展J (
” [)evelopment in Refiner
 Mecha−nical pulping” ) f
参照〕によって製造されたパルプ液の使用も考慮さnる
パルプ液はさらに有機または無機填料金含有しうる。有
機填料としてはとくに合成ピグメント、たとえば、英国
特許@ 1,043.937号および1.318.24
4号に記載されているような比表面積の大きい、高分散
状態で存在する、尿素またはメラミンとホルムアルデヒ
ドとからなる重縮合生成物が考慮され、無機填料として
f′i%に二酸化チタン、(iIf酸カルシウム、とり
わけタルクおよび/またはチョーク(炭酸カルシウム)
が考慮される。一般的に、繊維質サスペンジョンはその
サスペンジョンの固形分を基準にして上記種類の填料全
0乃至40重量%、好ましくは5乃至25、特に好まし
くVi15乃至20重量%(乾燥物質として)含有する
填料金含有していない繊維質サスペンジョンは、たとえ
ば、6.5乃至10.0、とくに7乃至10のpH範囲
でありうる。好ましいのは、場合によってはタルクまた
はとくに炭酸カルシウムとりわけチョークの添加によっ
て約7乃至9のp口価全有している該サスペンジョンで
ある。
繊維質サスペンジョンは筐た、たとえば、繊維/m維結
合または繊維/填料結合を強めるでんぷん、またはその
分解生成物のごとき添加物を含有しうる。
さらに、アクリル酸系高分子重合体、たとえば、100
0000以上の分子量を持つポリアクリルアミド全微細
パルプ繊維全保持するための助剤として繊維質サスペン
ジョンに添加することもできる。この場合その重合体の
使用情け、乾燥物質として、該サスペンジョンの固形分
に対しておよそ0.005乃至0.02重量%で十分で
ある。
繊維質サスペンジョンは本発明の方法においては、公知
方法で通常の構成の板紙抄紙機または好ましくは連続抄
紙機で紙または板紙に加工さルる。100乃至140℃
で0.5乃110分間乾燥後、任意坪量の、たとえば、
50乃至200 ?/m”の紙が得られる。
すでに述べたように、本発明の紙サイジング法を実施す
るための水性組成物は、サイズ剤(4)と保持剤(B)
とがfR維推賞スペンジョンに別々に添加される場合は
、任意成分としての常用添加物の他にサイズ剤(A)’
を含有する。この場合では、その組成物はサイズ剤を一
般的には全部、または好適には部分的に塩の形で(前記
した割合でたとえばアンモニア、前記した種類のアルキ
ルアミン、アルカノールアミンまたはアルカリ金属水酸
化物全混合添加して得られる)全含有する。通常は、こ
のような組成物は少なくとも部分的に塩の形で存在する
サイズ剤を、水性組成物の重量全基準にして、乾燥物質
として5乃至30、好ましくは5乃至20重量%含有す
る。
これ九対して、サイズ剤(4)と保持剤(B)とがパル
プ液に同時的に添加される場合は、その水性組成物は任
意成分としての常用添加物の他に、成分(4)と(B)
と全乾燥物質として計算して、組成物の全重量全基準に
して下記割合で含有する: (A)  ”2乃至40、好ましくは5乃至30、特に
好ましくは5乃至10重量%。なお、サイズ剤は場合に
よっては塩の形で存在する。
(B)  0.1乃至20、好ましくは0.5乃至10
゜特に好ましくけ3乃至8重量%。
上記のごとき水性組成物は場合によっては常用添加物と
して界面活性化合物、たとえば、分散剤またはさらに乳
化剤および/または水溶性有機溶剤を含有する。分散剤
および乳化剤としては、たとえば、従来慣用のりゲニン
スルホナート、リグニンカルボキシレート。
カルボキシメチルセルロース、アルキルフエノール、脂
肪アミン、脂肪アルコールまたは脂肪酸のエチレンオキ
シド付加物、多価アルコールの脂肪酸エステル、置換ベ
ンズイミダゾールtfchホルムアルデヒドと芳香族ス
ルホン酸の縮合生成物、特にナフタリンスルホン酸が考
慮さnる。その他の表面活性化合物は、好1しくけ、陰
イオン界面活性剤、特にスルフェート界面活性剤、たと
えば、ジェタノールアミンラウリルスルフェート、ラウ
リル硫酸ナトリウムまたはエトキシル化ラウリルスルフ
ェートである。水溶性有機溶剤として考慮されるのは1
乃至10個の炭素原子を有する脂肪族エーテル、たとえ
ば、ジオキサン、エチレングリコール−n−ブチルエー
テルまたはジエチレングリコールモノブチルエーテル、
または1乃至41vAの炭素原子を有するアルコール、
たとえば、インプロパツール。
エタノールまたはメタノールである。
上記した種類の添加物が水性組成物に添加さnる場合、
その水性組成物中のサイズ剤と添加物の乾燥物質ベース
の量比、(成分(A)):(添加物)は1;0.02乃
至1:0.3、好IL、くf′il:0.05乃至1:
0.1である。
上記組成物は常法によって製造することができる。すな
わち、サイズ剤(A) を保持剤(B)と−緒に、また
は一般に部分的に塩の形であるサイズ剤(A)全単独で
、溶融した状態または好1しくけ固体状態、特に好甘し
くは粉末化した状態で、通常はガラス玉の存在かつ場合
によっては乳化剤の存在(溶融状態のサイズ剤の場合)
または分散剤の存在(粉末サイズ剤の場合)で、高くと
も90℃の温度、好ましくはエマルジョンの場合は約5
0ないし85℃、分散物の場合は約15乃至25℃でよ
く攪はんするのである。これによって均質で貯蔵安定な
、さらに希釈可能なエマルジョン筐たけ分散物が得られ
る。保持剤と一緒のサイズ剤または完全または少なくと
も部分的に塩として存在するサイズ剤は一般に自己分散
性または自己乳化性であるがらして、分散剤または乳化
剤の使用添加は必ずしも一般的に必要なものではない。
このことは任意添加物の溶剤および/または界面活性剤
についても該当する。すなわち、溶剤および/または界
面活性剤は分散物またはエマルジョンの安定性が不十分
な場合罠のみ使用すればよい。
本発明の方法全紙または板紙のアルカリ性筐たけ中性パ
ルプサイジングのみならず、紙の表面サイジングにも適
用することが可能である。この場合には、成分(ロ)と
(B)とを含有するサイズ液全一般には室温(15−2
5℃)で紙に対してスプレーするか、好ましくけパジン
グし、そしてこれによって含浸された紙を次に60乃至
140℃、好ましくは90乃至110℃で0.1乃至1
0分、好ましくは2乃至6分間乾燥する。乾燥後サイズ
剤および保持剤の表面塗布量が50ないし150、好ま
しくは60乃至120m97りn2である紙が得られる
。なお、サイズ紙は任意坪量の任意種類の紙でありうる
。たとえば、漂白ま′fcは未び白の亜硫酸塩パルプま
たは硫酸塩パルプからの紙または板紙でありうる。
紙の表面サイズの場合、これに必要なサイズ浴はサイズ
剤(4)と保持剤(B)との両者を含有している上記エ
マルジョンまたは分散物全水で希釈することによって調
製することができる。この場合のエマルジョンまたは分
散物の希釈は、水性サイズ浴の全重量に対して、場合に
よっては塩の形で存在するサイズ剤(A)t−0,02
乃至0.4、好1しくけ0.05乃至3、特に好ましく
は0.05乃至1重量%(乾燥物質として計算)そして
保持剤(B) t o、o を乃至062、好ましくは
0.05乃至0.1、特に好ましくは帆3乃至0.8重
量%(乾燥物質として計算)を含有するサイズ浴が得ら
nるように実施する。
本発明による方法の利点金挙げると、まずパルプサイズ
の場合では、極めて少量のサイズ剤および保持剤全各種
のパルプ液に添加するだけで簡単にサイズ特性(アルカ
リ点滴試験、インキ泳動時間および特にCobbによる
水吸収度)の侵れた紙が製造できることである。この利
点は表面サイズの場合にも当てはまり、サイズ剤および
保持剤の少量の表面塗布量ですぐれたサイズ効果が達成
される。とくVC1塗布量が少なくてすむことは高速作
業全可能にし、たとえば、90乃至110℃の乾燥温度
で約20乃至40秒乾燥処理するだけで良好な表面サイ
ズが達成される。甘た、本発明の方法でパルプサイズさ
れた紙は優nた機械的特性含有する。すなわち、強度、
とくに引き裂き強度がすぐnでいる。バルブサイジング
の場合も表面サイジングの場合も、本発明の方法によ扛
は優秀な再現性が保証される。さらに、特にパルプサイ
レンゲの場合は、機械バルブまたは故紙含有パルプ液も
加工可能である。さらに、本発明により使用されるサイ
ズ剤は各種の填料、たとえば、チョークおよび前記の各
種添加物と親和性があり、有利である。さらにまた、本
発明により使用さnるサイズ剤および保持剤は製紙工業
で常用の助剤たとえば染料、顔料、結合剤、特に螢光増
白剤およびその他添加剤と良好な親和性を有する。しか
も、本サイズ剤および保持剤は人手容易であり、価格的
にも有利であってしかも所望さ江ない泡の発生の傾向が
ない。
サイズ紙の白色度は本発明のサイジングによって実質的
に影響されず、むしろパルプサイズの場合も、表面サイ
ズの場合も、紙の白色度は向上される場合が多い。とく
に大きな利点は本発明に従った上記種類のサイズ剤分散
物が一般に予想金超えた高い貯蔵安定性含有しているこ
とである。
以下に本発明全説明する友めの製造例と実施例金示す。
これらの例中の部およびパーセントはいずれも重量基準
である。
製造例A マレイン酸無水物9.8部(0,1モル)ftクロロホ
ルム100部に溶解し、そしてこの溶液に40分間でク
ロロホルム100部中ステアリルアミン26.9部の溶
液を添加する。この反応混合物を約62℃の還流温度ま
で加熱し、攪はんしながらこの温度に6時間保持する。
ついで溶剤全減圧蒸留して除去する。しかして、白色粉
末として式(4)の化合物345部が得られる。
融点90−94℃。
酸価: 158゜ 製造例B 製造例Aと同様に操作を実施した。ただし今回はステア
リルアミン26.9部の代わりにステアリルアルコール
27.0部(0,1モル)全使用した。白色粉末として
式(5)の化合物34.7部が得らnfco 融点57−62℃。
酸価150゜ 製造例C マレイン酸無水物9.8部のかわりにイタコン酸無水物
11.2部(0,1モル)を使用して製造例Aと同様に
操作を実施した。白色粉末として式(6)の化合物35
.8部が得られた。
融点100−108℃。
酸価152゜ 製造例D マレイン酸無水物9.8部をシトラコン酸無水物11.
2部(0,1モル)に代え、かつステアリルアミン26
.9部?ステアリルアルコール27.0部(0,1モル
)に代えて製造例Aと同様に操作を実施した。白色粉末
として式(9)の化付物34.2部が得られた。
融点67−70℃。
酸価148゜ 実施例1 前記製造例Aにおけるマレイン酸無水物9.6部の代わ
りにシトラコン酸無水物11.2部(0,1モル)を使
用して製造例Aと同様に操作全実施した。白色粉末とし
て式(8)の化合物3・1.6部が得られた。
融点109−113℃。
酸価141゜ 実施例2 製造例Aにおけるマレイン酸無水物9.8部をイタコン
酸無水物11.2部(0,1モル)に代えそしてステア
リルアミン26.9部の代わりにステアリルアルコール
27.0部(0,1モル)を使用して製造例Aと同様に
操作を実施した。白色粉末として式(7)の化会物36
.6部が得られた。
融点78−81℃ 酸価144゜ 使用実施例 実施例3−8 漂白ぶな硫酸塩パルプと検値ば塩パルプを1:1−重量
比で混合して10’dH(ドイツ硬度)の水に懸濁して
、ショツパー・リグラーろ水度35°そして固形分が0
.5%の繊維質サスヘンジョン?:調製した。このサス
ペンジョンに填料としてチョーク20%を添加しそして
つぎに微細パルプ繊維全保持するための■ 助剤としてPRECOL 292 C高分子(分子量)
1・107)陽イオン性ポリアクリルアミド〕0.01
%を添加した。この際、このサスペンジョンのplは後
記の表■に示した数値に調整された。なお、助剤および
填料の添加量は乾燥物ベースであり、繊維質サスペンジ
ョンの固形分に対する%値である。
サイズ剤調合物をつぎのようにして準備した。すなわち
、製造時に沈澱したままの粉末形状の、表に記載したサ
イズ剤7%金保持剤■ としてのPOLYMIN P (分子量10000乃至
100000のポリエチレンイミン)365%と共に、
脱イオン化水の存在および直径21aIのガラス玉の存
在で、室温(15乃至25℃)において攪はんした。こ
れによって得られた分散物は注入可能であり、均質かつ
貯蔵安定であった。なお、サイズ剤および保持剤の量は
乾燥分ベースであり、調合物の全量に対する%値である
上記により準備されたサイズ剤と保持剤との水性調合物
全上記繊維質サスペンジョンに、そのサスペンジョンの
固形分に対するサイズ剤の乾燥分の割合が表Iの値にな
るように添加した。引き続いてその繊維サスペンジョン
からフランス、グルノープル所在ノA I I ima
nd社製の実験用抄紙機” Formette I)y
namique ”全使用して抄紙を実施した。130
℃で3分間乾燥して坪量が8097m”の紙が得らnた
得られた紙の両面、すなわち抄紙網側の面とその反対側
の面の両方を、そのサイズ特性について試験した。この
目的のために、ドイツ工業規格、DIN 53132に
従った30秒間のCobbの吸水度(WA cobb、
。)全測定した。130℃で乾燥直後および23℃かつ
50%の相対湿度で1日貯蔵後の網側面(SSという)
およびその反対側面(O8という)のWA Cobb、
。測定結果(単位はr/ff+”)ffi表Iに示す。
吸水度が小さいほどその紙のサイジングが良好であるこ
と金(工味する。100以上のWA Cobb、。値は
紙のサイジングが全く不満足であったことを示す。
上記実施例で使用されたP OLYM I N(8)P
の代わりに保持剤として下記の物質を使用した場せにも
上記と同様な結果がそれぞれ得られfc:CATO■1
10;これは−四アンモニウム基金含有するプロピレン
オキシドで変性された陽イオン変性でんぷんであり、蒸
留水中25%懸濁物の20℃でのpflは4,2乃至4
.6である。
PO3AMYL■E7;これは窒素分が0.4%の陽イ
オン変性でんぷんでちる。
トリメチルグリシジル塩化アンモニウムで陽イオン変性
された、窒素分が1.3%の天然じゃがいもでんぷん。
ジシアンジアミドとトリエチレンテトラミンとの縮合物
をさらにエピクロルヒドリンと反応させた化合物;これ
は、たとえば、西独公開明細書簡2.710.061号
の実施例2によって製造される。
ジエチレンジアミンとアジピン酸との反応生成物のエピ
クロルヒドリン付加物;これはたとえば英国特許第86
5.727号明細書の実施例1によって製造される。
ジシアンジアミド、ホルムアミド、塩化アンモニウムお
よびエチレンジアミンからなる反応生成物;これはたと
えば米国特許第3、491.064号明細書の実施例I
Kよって製造さnる。
RETAMINOL(8)K ;これは分子量が約20
000乃至40000のポリエチレンイミンである。
上記した各種保持剤の混合物の使用も考慮される。より
よい結果金得るためには必要により分散剤、特にホルム
アルデヒドとナフタリンスルホン酸との縮合生成物また
はカルボキシメチルセルロースkt5加するのが有利で
ある。上記の結果に対して、製造例A、B。
C1D又は実施例1又は2によるサイズ剤を保持剤なし
で使用した場合、または上記種類の保持剤をサイズ剤な
しで使用した場合にはCobb値が150乃至200の
きわめて悪いサイズ結果が得られた。
実施例5乃至8と同様に操作全実施した。
ただし、今回はサイズ剤と保持剤と音別々にFM、推賞
サスペンジョンに添加した。サイズ剤は表Hに示したサ
イズ剤調合物にして使用した。すなわち、粉末形状の表
に記載した量%のサイズ削全室(晶f15−25℃)で
、水およびガラス玉の存在で5%のアンモニウム溶tL
ヲ加えて攪はんして自己乳化性、注入可能な均質かつ貯
蔵安定なエマルジョンとした。
こnによって表■に示したサイズ剤調合物を得た。表中
のVa1%は使用したサイズ剤の存在する酸性基の数音
基準とした100当量に対するアンモニアの当量数を意
味する。保持[F] 削としてのPOLYMIN Pを表に記載した量(乾燥
物質として)だけ、筐ず添加しそしてその添加10秒後
に繊維質サスペンジョンにサイズ剤を表に記載した量(
乾燥物質として)を添加した。なお、サイズ剤および保
持剤の添加量は繊維質サスペンジョンの固形分に対する
値である。得られたサイジングの結果全回じく表Hに示
す。
サイズ剤の調合物に10乃至300Va1%のアンモニ
アまたは水酸化ナトリウム(5%水溶液として)を使用
し念場合にも表■に示した結果と同様な好結果が得られ
た。
繊維サスペンジョンに最初サイズ剤をそして10秒後に
保持i1?11 ’を添加した場合にも同様■ な結果が得られた。PERCOL  292及び/又は
填料の添加全土めた場合にも同様であった。ま九、填料
としてチョークの代わりにタルクを使用した場合にも同
様な結果が得られた。機械バルブ含有繊維質サスペンジ
ョン全使用した場合にも良好なサイジング結果が得られ
た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アルカリまたは中性サイジングされた紙または板紙
    の製造方法において、酸または 潜在酸性硫酸塩の不存在で少なくとも6.5のpH価を
    有する水性の、セルロース含有かつ場合によつては填料
    を含有する繊維質サ スペンジョンに、少なくとも (A)疎水性置換基としてアルキル基またはアルケニル
    基中に少なくとも6個の炭素原 子を有するただ1つのN−アルキルアミド 基またはN−アルケニルアミド基またはN −アルキルエステル基またはアルケニルエ ステル基および少なくとも1つの、塩の形 で存在するかまたは酸の形の陰イオン基を 含有している、無水物基を含んでいない、 脂肪族不飽和サイズ剤、および (B)重合体陽イオン保持剤 を任意の順序または同時的に添加すること を特徴とする方法。 2、成分(A)として、脂肪族不飽和ジカルボン酸のN
    −C_6−C_2_2−アルキル半アミドまたはN−C
    _6−C_2_2−アルケニル半アミドまたはC_6−
    C_2_2−アルキル半エステルまたはC_6−C_2
    _2−アルケニル半エステルまたはその塩を使用するこ
    とを特徴とする特許請 求の範囲第1項に記載の方法。 3、成分(A)として下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、 D_1は2乃至6個の炭素原子を有する、直鎖状または
    分枝状のアルケニレンまたはエ チニレン、 R_1は6乃至22個の炭素原子を有するアルキルまた
    はアルケニル(1ケ又は2ケの 二重結合を有する)、そしてXは−NH−または−O−
    を意味する)の酸又はその塩の形のサイズ剤を使用する
    ことを特徴とする特 許請求の範囲第2項に記載の方法。 4、成分(A)として場合によつては塩の形で存在する
    式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、 D_2は2または3個の炭素原子を有する直鎖状または
    分枝状アルケニレン、 R_2は16乃至20個の炭素原子を有するアルキルま
    たはアルケニル、 Xは−NH−または−O−を意味する)のサイズ剤を使
    用することを特徴とする特許請求 の範囲第3項に記載の方法。 5、成分(A)のサイズ剤として場合によつては塩の形
    で存在する下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、D_3は式 −CH=CH−、▲数式、化学式、表等があります▼ま
    たは▲数式、化学式、表等があります▼ の二価の基を意味し、 R_2とXとは特許請求の範囲第4項に記載した意味を
    有する)の化合物を使用するこ とを特徴とする特許請求の範囲第4項に記 載の方法。 6、使用される保持剤(B)が1000乃至20000
    00の分子量を有していることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項乃至5項 のいずれか1項に記載の方法。 7、保持剤(B)として、 ポリアルキレンイミン; ポリアルキレンポリアミンと脂肪族ジカル ボン酸との反応生成物の、またはポリアル キレンポリアミン、ジシアンジアミドおよ び場合によつては未エステル化またはアル カノールでエステル化された有機ジカルボ ン酸との反応生成物のエピハロゲンヒドリ ン付加物; ジシアンジアミド、ホルムアルデヒド、無 機強酸のアンモニウム塩およびアルキレン ジアミンまたはポリアルキレンポリアミン との反応生成物; いなごまめ粉末またはグアーまめ粉末から なる陽イオン変性でんぷんまたは炭水化物;ポリアミド
    −アミンをベースとした共重合 体;または エピハロゲンヒドリンと重合化ジアリルア ミンとの反応生成物を使用することを特徴 とする特許請求の範囲第6項に記載の方法。 8、繊維質サスペンジョンの固形分を基準にしてサイズ
    剤(A)を乾燥物質として0.02乃至3重量%そして
    保持剤(B)を乾燥物質として0.02乃至3重量%使
    用することを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至7項
    のい ずれか1項に記載の方法。 9、繊維質サスペンジョンが少なくとも7.0のpH価
    を有していることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃
    至8項のいずれか1項 に記載の方法。 10、繊維質サスペンジョンが7乃至9のpH価を有し
    ていることを特徴とする特許請求の 範囲第9項に記載の方法。 11、任意成分の填料としてホルムアルデヒドと尿素と
    の縮合生成物、二酸化チタン、タ ルクまたはチョークを使用することを特徴 とする特許請求の範囲第9項または10項 に記載の方法。 12、填料としてタルクまたはチョークを使用すること
    を特徴とする特許請求の範囲第11項に記載の方法。 13、繊維質サスペンジョンが10乃至60°のショッ
    パーリグラーろ水度および0.1乃至5重量%の固形分
    を有していることを特 徴とする特許請求の範囲第1項乃至12項 のいずれか1項に記載の方法。 14、繊維質サスペンジョンが、針葉樹および/または
    広葉樹からなる亜硫酸塩パルプお よび/または硫酸塩パルプ、場合によつて は機械パルプおよび/または故紙を含有し ていることを特徴とする特許請求の範囲第 1項乃至13項のいずれか1項に記載の方 法。 15、サイズ剤(A)と保持剤(B)とが任意の順序で
    別々に繊維質サスペンジョンに添加される 特許請求の範囲第1項乃至14項のいずれ か1項に記載の方法を実施するための水性 組成物において、少なくとも部分的に塩の 形で存在するサイズ剤(A)と、場合によつてはさらに
    常用添加物を含有していることを 特徴とする組成物。 16、サイズ剤(A)と保持剤(B)とが同時的に繊維
    質サスペンジョンに添加される特許請求の 範囲第1項乃至14項に記載の方法を実施 するための水性組成物において、その水性 組成物の全量を基準にして、 (A)乾燥物質として2乃至40重量%のサイズ剤、 (B)乾燥物質として0.1乃至20重量%の保持剤、
    および 場合によつては常用添加物を含有している ことを特徴とする組成物。 17、常用添加物として、分散剤、乳化剤、界面活性剤
    および/または水溶性有機溶剤を 含有していることを特徴とする特許請求の 範囲第15項または16項に記載の水性組 成物。 18、特許請求の範囲第1項乃至14項のいずれか1項
    に記載の方法によつてサイジング された紙または板紙。 19、特許請求の範囲第1項乃至5項のいずれか1項に
    記載の成分(A)を紙または板紙のサイジングのために
    使用すること。 20、場合によつては塩の形で存在する下記式▲数式、
    化学式、表等があります▼ または下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R_1は6乃至22個の炭素原子を有するアル
    キルまたはアルケニルを意味す る)の化合物。 21、特許請求の範囲第20項に記載の化合物の製造方
    法において、式 R_1−NH_2 (式中、R_1は6乃至22個の炭素原子を有するアル
    キルまたはアルケニルを意味す る)の脂肪アミンをシトラコン酸無水物と 反応させるか、または式 R_1−OH (式中、R_1は上記の意味を有する)の脂肪アルコー
    ルをイタコン酸無水物と反応さ せることを特徴とする方法。
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