JPS6215680B2 - - Google Patents

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JPS6215680B2
JPS6215680B2 JP52024932A JP2493277A JPS6215680B2 JP S6215680 B2 JPS6215680 B2 JP S6215680B2 JP 52024932 A JP52024932 A JP 52024932A JP 2493277 A JP2493277 A JP 2493277A JP S6215680 B2 JPS6215680 B2 JP S6215680B2
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JP
Japan
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sizing
nitrogen
ketene dimer
size
condensation product
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JP52024932A
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Hawaado Deyumazu Deiuido
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Hercules LLC
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Hercules LLC
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Publication date
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Publication of JPS52118010A publication Critical patent/JPS52118010A/ja
Publication of JPS6215680B2 publication Critical patent/JPS6215680B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02Polyamines
    • C08G73/0206Polyalkylene(poly)amines
    • C08G73/0213Preparatory process
    • C08G73/022Preparatory process from polyamines and epihalohydrins
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/54Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen
    • D21H17/55Polyamides; Polyaminoamides; Polyester-amides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/315Compounds containing carbon-to-nitrogen triple bonds

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はサイズ組成物に関する。更に詳しく
は、本発明は、使用するサイズ剤がケテンダイマ
ー類サイズ剤等のような疎水性のセルロースと反
応するサイズ剤で、それと組合せて、セルロース
と反応するサイズ剤の単独使用よりも高い「オフ
マシンサイジング効果」を与える新規なサイズ促
進剤を使用することを特徴とするサイズ組成物に
関する。 英国特許明細書第1373788号は、ジシアンジア
ミド―ホルムアルデヒド縮合物とケテンダイマー
類サイズ剤とを組合せて使用することにより、同
量のケテンダイマー類サイズ剤単独使用よりも高
いサイズ度を有するサイズ付与紙及びサイズ付与
板紙が得られることを開示している。 本発明によれば、セルロース原料製の紙及び板
紙のサイジングに使用する新規なサイズ組成物が
提供される。新規なサイジング促進用組成物と
は、(A)ケテンダイマー類、サイズ剤、及び
(B)エピハロヒドリンと、ジシアンジアミド又
はシアナミドとポリアルキレンポリアミンとを縮
合させてなる縮合物とを反応させて得られる含窒
素縮合生成物、からなる。 好適なサイズ促進用組成物は、セルロースと反
応するサイズ剤、乳化剤、及び該含窒素縮合生成
物から成る水性エマルジヨンである。ここで云う
「エマルジヨン」とは、当技術分野において通例
であるように、液/液型又は固/液型いずれかの
分散液を意味している。 疎水性のセルロースと反応するサイズ剤の水性
エマルジヨンは、当技術分野において知られてお
り、市販で入手できる。本発明の新規なサイズ組
成物は、サイズ剤サイジング作用を増加させるに
十分な量のサイズ促進剤を該エマルジヨンに十分
に混合させることによりつくられる。エマルジヨ
ン中に存在している疎水性のセルロースと反応す
るサイズ剤の重量部当り、0.25〜8重量部の該サ
イズ促進剤が好結果を与えることが判明した。 従つて、本発明の新規なサイズ組成物は、ケテ
ンダイマー類等の疎水性のセルロースと反応する
サイズ剤、サイズ剤のサイジング促進作用を増加
にさせる十分な量の含窒素縮合生成物、及び乳化
剤より実質上なる水性エマルジヨンである。乳化
剤の使用量は、エマルジヨンを形成し、長期間安
定状態を維持できるに十分な量であり、業界公知
に属する。 使用する乳化剤は、セルロースと反応するサイ
ズ剤のエマルジヨンに通常よく用いられる乳化剤
から選ぶことができる。この種の乳化剤は、当技
術分野においてはよく知られており、水溶性デン
プンで、該デンプンを全体として「実質的セルロ
ース」化するに十分なカチオン性アミノ基、第4
級アンモニウム、又はその他のカチオン性基を有
しているカチオン性デンプンを含んでいる。この
種のカチオン性デンプンの一例は、英国特許明細
書第903416号に記載されている、カチオン性アミ
ンで変性したデンプンである。 もう一種の使用可能な乳化剤は、エピクロルヒ
ドリンと、ジカルボン酸とポリアルキレンポリア
ミンとからつくられる水溶性アミノポリアミドと
を反応させて得られる、水溶性のカチオン性熱硬
化樹脂である。この種の樹脂は英国特許明細書第
865727号に記載されている。 本発明で使用される含窒素縮合生成物は、エピ
ハロヒドリンと、ジシアンジアミド又はシアナミ
ドとポリアルキレンポリアミンとを縮合させなる
縮合物とを反応せしめて得られる。反応はいずれ
も昇温下で行われる。 本発明に使用される好適な含窒素縮合生成物
は、特公昭45―15753号に記載されている。 エピハロヒドリンはエピブロモヒドリンでもよ
いが、エピクロルヒドリンが好ましい。必要であ
れば、エピハロヒドリンは、グリセリンジクロル
ヒドリン等のグリセリンジハロヒドリンを用いて
反応系中で合成してもよい。 高分子縮合物の合成に使用されるポリアルキレ
ンポリアミンは、 化学式 で示され、式中、Rは水素原子又はC1―C4アル
キル、nは2〜6の整数、xは1〜4の整数であ
るもの。C1―C4アルキルの例は、メチル、エチ
ル、プロピル、イソプロピル、n―ブチル、イソ
ブチル、t―ブチル等である。 上記化学式のポリアルキレンポリアミンの具体
的な例として、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、ジ
プロピルトリアミン、ジヘキサメチレントリアミ
ン、ペンタエチレンヘキサミン、メチルビス(3
―アミノプロピル)アミン等が挙げられる。 含窒素縮合生成物は、上記の如く、高分子縮合
物を生成する為に、ジシアンジアミド又はシアナ
ミドとポリアルキレンポリアミンとを、昇温下に
まず縮合させて得られる。ポリアルキレンポリア
ミンの第1級アミノ基に対して0.1〜1.0モル、好
ましくは0.4〜0.6モルのジシアンジアミドが使用
される。シアナミドの場合、ポリアルキレンポリ
アミンの第1級アミノ基に対して0.2〜2.0モル、
好ましくは0.8〜1.2モルで使用される。このよう
にして得られる高分子縮合物を、好ましくは昇温
下に、エピハロヒドリンと反応させる。エピハロ
ヒドリンは、高分子縮合物の合成に使用されるポ
リアルキレンポリアミンの第2級又は第3級アミ
ノ基に対して0.3〜5.5モル、好ましくは1〜1.5モ
ルで使用される。 高分子縮合物の製造に際して、ジシアンジアミ
ド又はシアナミドは、ポリアルキレンポリアミン
と共に約100℃〜約200℃、好ましくは約150℃〜
約170℃に加熱される。該反応過程中、ジシアン
ジアミド1モル当り2モルのアンモニアが生成
し、シアナミド1モル当り1モルのアンモニアが
生成する。 一般的に云つて、この縮合反応は溶媒の存在下
で行わせる必要がなく、用いる反応温度下では反
応物の一方が他方を溶解する。しかしながら、必
要であれば、エチレングリコールモノアルキルエ
ーテル又はジアルキルエーテル、或いはジエチレ
ングリコールモノアルキルエーテル又はジアルキ
ルエーテル等の不活性溶媒を使用してもよい。 高分子縮合物とエピハロヒドリンとの反応は、
好ましくは水溶液又は水性分散液中で行われる。
必要であれば、他の媒体、例えばアセトン、メタ
ノール又はエタノール等のアルコール、或いはそ
れらと水との混合物等を用いてもよい。エピハロ
ヒドリンとの反応は昇温下、好ましくは60℃〜
100℃で行われる。反応混合物がゲル化しそうな
兆候を示すと同時に、反応を、酸の添加、水によ
る希釈、又はその両者により停止する。 含窒素縮合生成物が水に対して溶解し易いか又
は分散のみであるかは、用いるポリアルキレンポ
リアミン、ジシアンジアミド又はシアナミドに対
するポリアルキレンポリアミンの割合、及び選択
されるエピハロヒドリンによつて決定される。 該水溶液の安定性は、水溶液のPH値を調整する
ことにより実際上増すことができる。更に又、安
定性の改善は該水溶液の希釈によつてもなされ
る。従つて、例えば、室温下でPH値4.8〜5の20
%溶液で3〜4ケ月の安定性が保証される。 以下の実施例中のパーセントは重量パーセント
である。 実施例 1 温度計、撹拌装置及び還流冷却器を取付けた反
応容器に入れたジエチレントリアミン309g(3
モル)にジシアンジアミド252g(3モル)を添
加した。得られた混合物を120℃〜140℃に加熱
し、反応生成物であるアンモニアが放散した。反
応は発熱で、温度が約160℃まで上昇した。この
温度に約1時間保つた。反応中、除去されるアン
モニア量は5〜6モルであつた。続いて、反応系
(mass)に固体成分含量約25%となるように水を
加えて冷却した。次いで、エピクロヒドリン
358.8g(3.9モル)をゆつくり加えた結果、該反
応系の温度は55゜〜60℃に上昇した。 反応系の粘度がガードナー・ホールドスケール
(Gardner―Holdt、Scale)でHに達するまで、
この温度に保つた。固体成分含量が20%となるよ
うに水を加えて反応を停止させた。得られた溶液
にギ酸を加えてPH5に調整した。 実施例 2 温度計、撹拌装置及び還流冷却器を取付けた反
応器中に入れたトリエチレントラミン438g(3
モル)にジシアンジアミド252g(3モル)を加
えた。得られた反応混合物を120℃〜140℃に加熱
し、反応生成物であるアンモニアが放散した。反
応は発熱で、温度が約160℃まで上昇した。この
温度に1時間保つた。反応中除去されるアンモニ
ア量は4〜5モルであつた。続いて、反応系は水
400gを加えて希釈した。得られた溶液は、固体
成分含量59.5%であつた。該溶液336gに水464g
加えて固体成分含量25%まで希釈した。次いで、
エピハロヒドリンをゆつくりと15分間かけて添加
した。添加中、反応温度は70℃まで上昇した。こ
の温度に44分間保ち、反応系の粘度がガードナ
ー・ホールド・スケールでNまで増加した。水
680gを一気に加えて反応を停止させ、濃ギ酸22
gを添加しPH4.5に調整した。得られた溶液は固
体成分含量21.1%であつた。 実施例 3 温度計、撹拌装置及び還流冷却器を取付けた反
応容器に入れたメチルビス(3―アミノプロピ
ル)アミン290g(2モル)にジシアンジアミド
168g(2モル)を加えた。得られた混合物を220
℃に加熱し、この温度に1時間保つた。次いで水
350gを加えて固体成分含量44.9%とした。該容
液768g(345g固体成分、2当量)に水957gを
添加し、固体成分量20%に希釈した。続いて、エ
ピハロヒドリン966g(10.5モル)をゆつくり添
加した。反応系の温度を、反応系の粘度がガード
ナー・ホールド・スケールでNに達するまで80℃
に保つた。水3862g添加して反応を停止させ、濃
ギ酸61g加えてPH5に調整した。得られた溶液は
固体成分含量17%であつた。 セルロースと反応するサイズ剤として使用され
るケテンダイマー類は、下式で示されるダイマー
であつて、 〔RCH=C=O〕 式中、Rは、少くとも炭素原子8個有するア
ルキル、少くとも炭素原子6個有するシクロアル
キル、アリール、アルアルキル及びアルアリール
等の炭化水素基であるもの。ケテンダイマー類の
命名法は、R基の後にケテンダイマーをつけて
命名する。従つて、フエニルケテンダイマーとは ベンジルケテンダイマーとは 及びデシルケテンダイマーとは〔C10H21―CH
=C=O〕である。ケテンダイマー類の例とし
て、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、
ドコシル、テトラコシル、フエニル、ベンジル、
β―ナフチル、シクロヘキシルケテンダイマー等
及びモンタン酸、ナフテン酸、Δ9.10―ドデシレ
ン酸、Δ9.10−ドデシレン酸、パルミトール酸、
オレイン酸、リシノール酸、リノール酸、リノレ
イン酸、エレオステアリン酸等から合成されるケ
テンダイマー、及びココナツツ油、ババス油、ヤ
シ芯油、ヤシ油、オリーブ油、ピーナツツ油、ナ
タネ油、牛脂、ラード(リーフ)、鯨脂等中に存
在するそとままの脂肪酸混合物から合成されるケ
テンダイマー等が挙げられる。上記脂肪酸はどれ
でも混合して用いてもよい。 実施例 4 パルミチン酸とステアリン酸との混合物より合
成されるケテンダイマーのエマルジヨンを、水
880部とカチオン性トウモロコシデンプン60部と
リグニンスルホン酸ナトリウム10部とを混合して
つくつた。該混合物を98%硫酸でPH約3.5に調整
した。得られた混合物を約1時間にわたつて90゜
〜95℃に加熱した。次いで、混合物中に水を加え
て、1750部(全重量)の混合物とした。ケテンダ
イマー約240部を該混合物中にチアジアジン2.4部
と共に撹拌しながら入れた。チアジアジンは防腐
剤として使用される。得られたプレミツクス(65
℃で)をホモジナイザー中に281Kg/cm2
(4000psi)で一回通して均一化した。均一化した
生成物を水で希釈し、ケテンダイマー固体成分含
量約6%とした。 実施例 5 パルミチン酸とステアリン酸の混合物から合成
されるケテンダイマーの代りに、オレイン酸ケテ
ンダイマーを用いる以外は実施例4を繰返した。 当技術分野においてよく知られている通り、疎
水性のセルロースと反応するサイズ剤は紙の内面
サイジング及び紙の表面サイジングに用いられ
る。本発明の促進剤は、いずれの方法にもサイズ
剤と組合せて用いることができる。 実施例 6 実施例4の生成物を水で希釈してケテンダイマ
ー含量0.10%とした。 実施例 7 実施例6の生成物を水で希釈してケテンダイマ
ー含量0.10%とした。 実施例 8 実施例4と実施例1の生成物とを組合せ、水を
添加して実施例4のケテンダイマー0.10%及び実
施例1の含窒素縮合生成物0.20%から成る水性サ
イズ組成物をつくつた。 実施例 9 実施例4と実施例1の生成物とを組合せ、水を
添加して実施例4のケテンダイマー0.10%及び実
施例1の含窒素縮合生成物0.10%から成る水性サ
イズ組成物をつくつた。 実施例 10 実施例4と実施例2の生成物とを組合せ、水を
添加して実施例4のケテンダイマー0.10%及び実
施例2の含窒素縮合生成物0.10%から成る水性サ
イズ組成物をつくつた。 実施例 11 実施例4と実施例3の生成物とを組合せ、水を
添加して実施例4のケテンダイマー0.10%及び実
施例3の含窒素縮合生成物0.10%から成る水性サ
イズ組成物をつくつた。 実施例 12 実施例5と実施例1の生成物とを組合せ、水を
添加して実施例5のケテンダイマー0.10%及び実
施例1の含窒素縮合生成物0.10%から成る水性サ
イズ組成物をつくつた。 上記サイズ組成物を18.2Kg/279m2(40lb/
3000ft2)の筋抄き入れ紙(water leaf paper)シ
ートの表面に塗布した。該シートは、パイロツト
ペーパーマシーン(pilot paper machine)上
50:50でブレンドした硬材、軟材パルプから製造
された。いずれのサイズ組成物も、水平サイズプ
レスのニツプ(nip)中で該シートに塗布する前
にPH7に調製された。サイズプレスを12.2m/分
(40ft./分)で操作し、湿潤ピツクアツプは70%
であつた。該ケテンダイマーサイズの保持量は、
これら全ての実験中同一であつた。サイズ付与シ
ートを94℃(200〓)20秒間実験室ドラムドライ
ヤー上で水分率4%まで乾燥させた。サイジング
効果は、試験溶液No.2を用いたハーキユリーでサ
イズテスト(Hercules Size Test)により、指
定の反射率に対して測定された、オフマシンのデ
ータ(off―machine data)は2分以内の乾燥中
に得られ、自然熟成のデータ(natural aged
data)は室温下に少くとも3日間の保存後に得ら
れた。当技術分野において知られているが、ケテ
ンダイマーサイズは3日間以内にその全てのサイ
ジング性能を実質的に紙中に発揮する。該期間後
は紙のサイズ性能は本質的に同一に保持される。 サイズ結果を下記表に示した。
【表】 反射率は次のように測定する。紙表面にインキ
(試験溶液)を滴下し、紙裏面に光線を照射す
る。インキが紙に浸透するにつれて紙裏面の反射
率は低下する。この紙裏面の反射率が上表の反射
率である。この場合インキ滴下前の紙の裏面の反
射率を100%に補正して、反射率が80%、または
85%まで低下するに要した時間でサイズ度が表示
される。従つて反射率80%まはた85%に到達する
迄の時間(秒)が長ければ、サイズ効果が優るこ
とを意味する(詳細はD.Price、R.H.Osborn、
and J.W.Davis:Tappi Vol.36、No.1、January
1953、42〜46頁参照)。 当技術分野においてよく知られているが、疎水
性のセルロースと反応するサイズ剤は、オフマシ
ンサイジングを(もしも、あつても)殆ど与えな
い。表面サイジングに対する上記実施例は、本発
明のサイズ組成物がオフマイインサイジングに本
質的な改善を与えることを示している。 本発明のサイズ組成物は紙の内面サイジングに
も用いることができ、改善されたサイジングの結
果が得られる。 本発明の組成物を紙の内面サイジングに使用す
るのが好適である場合、当然の事ながら、疎水性
のセルロースと反応するサイズ剤及びサイズ促進
剤は、必要であれば別々に添加してもよい。 上記本文及び実施例は本発明を説明するもので
あつて、これを限定されるものではない。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (A)ケテン二量体サイズ剤及び(B)ジシ
    アンジアミド又はシアナミドとポリアルキレンポ
    リアミンとを縮合させてなる縮合物とエピハロヒ
    ドリンとを反応させて得られる含窒素縮合生成
    物、よりなる水性エマルジヨンの形態であるサイ
    ズ促進用組成物。 2 (A)ケテン二量体サイズ剤及び(B)ジシ
    アンジアミド又はシアナミドとポリアルキレンポ
    リアミンとを縮合させてなる縮合物とエピハロヒ
    ドリンとを反応させて得られる含窒素縮合生成
    物、及び(C)乳化剤、より実質的になる水性エ
    マルジヨンの形態であるサイズ促進用組成物。 3 特許請求の範囲第2項に記載されているサイ
    ズ促進用組成物であつて含窒素縮合生成物(B)
    の合成に使用されるポリアルキレンポリアミンが
    ジエチレントリアミンであるもの。 4 特許請求の範囲第2項に記載されているサイ
    ズ促進用組成物であつて含窒素縮合生成物(B)
    の合成に使用されるポリアルキレンポリアミンが
    トリエチレンテトラミンであるもの。 5 特許請求の範囲第2項に記載されているサイ
    ズ促進用組成物であつて含窒素縮合生成物(B)
    の合成に使用されるポリアルキレンポリアミンが
    メチルビス(3―アミノプロピル)アミンである
    もの。
JP2493277A 1976-03-10 1977-03-09 Sizing method and size composition Granted JPS52118010A (en)

Applications Claiming Priority (1)

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AU (1) AU502842B2 (ja)
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DE (1) DE2710061A1 (ja)
DK (1) DK147859C (ja)
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FR (1) FR2343859A1 (ja)
GB (1) GB1533434A (ja)
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