KR930000983B1 - Sizing agent - Google Patents

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KR930000983B1
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아끼오 마에다
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가부시끼가이샤 지요다가가꾸겐뀨우쇼
아끼오 마에다
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    • 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
    • D21H17/03Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/14Carboxylic acids; Derivatives thereof
    • D21H17/15Polycarboxylic acids, e.g. maleic acid

Abstract

내용 없음.No content.

Description

[발명의 명칭][Name of invention]

사이징제Sizing agent

[발명의 상세한 설명]Detailed description of the invention

본 발명은 셀룰로오스지 제조에 사용되는 사이징제(sizing agent)에 관한 것이다.The present invention relates to a sizing agent used in the production of cellulose paper.

현재까지 로진계, 왁스계, 알킬케텐2량체계, 중합체계, 알케닐 숙신산 무수물계 등과 같은 광범위한 종류의 사이징제가 종이 제조용에 제안되었고 이들 모두 실제적으로 상업적으로 사용되었다. 이들 종래 사이징제중 다수가 본질상 수불용성이기 때문에 그들 단독으로는 사용이 불가능하고 통상적으로 유화제의 도움으로 수중에 분산 및/또는 유화시켜야 한다. 그러나 유화작업에는 어려움이 따르고 상기 작업에는 추가 코스트를 요한다는 결점이 있다.To date, a wide variety of sizing agents have been proposed for paper making, such as rosin-based, wax-based, alkylketene dimers, polymers, alkenyl succinic anhydrides, and all of which have been used in practice. Since many of these conventional sizing agents are inherently water insoluble, they cannot be used alone and usually have to be dispersed and / or emulsified in water with the aid of an emulsifier. However, there is a drawback that the emulsification is difficult and the additional cost is required.

예를들면 일본국 특허출원공개 제 59-144696(가와따니) 및 59-192798(사또오)호에는 사이징제의 성분으로서 말레산 무수물과 14~36 탄소원자를 갖는 측쇄형 내부 올레핀의 반응 생성물을 사용하였다고 개시하고 있다.For example, Japanese Patent Application Publication Nos. 59-144696 (Kawatani) and 59-192798 (Satoo) use reaction products of maleic anhydride and branched internal olefins having 14 to 36 carbon atoms as sizing agents. It is started.

그러나, 알케닐숙신산 무수물계 사이징제는 만일 이들을 비록 짧은 시간이나마 물에 접촉시키면 그 고유 성질 때문에 시간 경과에 따라 특히 가수분해되어 사이징 효력을 상실한다.However, alkenylsuccinic anhydride-based sizing agents lose their sizing effect over time due to their inherent properties, especially if they are brought into contact with water for a short time.

일케닐숙신산 무수물계 사이징제는 더 낮은 농도에서는 적절한 사이징효과를 발휘하고, 따라서 로진계, 알케닐케텐2량체계, 왁스계 사이징제 등과 비교하여 더 큰 경제적 잇점을 제공한다. 그러나 상기 알케닐숙신산 무수물계 사이징제의 물에 대한 안정성이 나쁘므로 이들은 사이징처리를 단시간내에 마쳐야 하는 심각한 제약을 받으며 이는 상업적인 적용에 가장 큰 단점이다.Ilkenylsuccinic anhydride-based sizing agents exhibit an appropriate sizing effect at lower concentrations, thus providing greater economic advantages compared to rosin-based, alkenyl-ketene dimers, wax-based sizing agents and the like. However, since the alkenylsuccinic anhydride-based sizing agents have poor water stability, they are severely limited to finish sizing in a short time, which is the biggest disadvantage of commercial applications.

알케닐숙신산 무수물은 그 자체 종이에 용이하게 흡수되어 결과의 종이를 발수성이 있게 함으로써 사이징 효과를 보인다. 그러나 일단 산무수물이 대응하는 디카르복실산으로 가수분해하게 되면 생성되는 디카르복실산은 용이하게 흡수되지 않고 사이징 효과를 잃는다. 이렇게하여 알케닐숙신산 무수물은 수중에서 시간 경과에 따라 동일성이 심하게 변화되고 따라서 적절한 주의를 요한다.Alkenylsuccinic anhydrides are readily absorbed into the paper itself and exhibit a sizing effect by making the resulting paper water repellent. However, once the acid anhydride is hydrolyzed to the corresponding dicarboxylic acid, the resulting dicarboxylic acid is not readily absorbed and loses the sizing effect. In this way the alkenylsuccinic anhydrides are severely changed in water over time and therefore require appropriate care.

본 발명자는 각종 구조를 갖는 알케닐숙신산과 그 유도체들의 사이징 효과에 대하여 광범위하게 조사하여 그 결과 알케닐숙신산의 불포화 히드로카르빌부분 에스테르와 그 염이 물에 적어도 자기-유화성(self-emulsifiable)이고 우수한 사이징 효과를 제공하는 것을 발견하였다(일본국 특허출원 제 59-241260호).The present inventors have extensively investigated the sizing effects of alkenylsuccinic acids having various structures and derivatives thereof, and as a result, unsaturated hydrocarbyl partial esters of alkenylsuccinic acids and their salts are at least self-emulsifiable in water. And to provide excellent sizing effect (Japanese Patent Application No. 59-241260).

예를들면, 알케닐숙신산의 불포화 히드로카르빌디에스테르는 합성이 매우 어려울뿐만 아니라 종래 사이징제와 유사하게 유화하기에 문제가 많은 공정을 요구하고 또한 활성화제와 같은 추가 보조제를 요구한다. 또한, 이들은 사이징 효과에 있어서 불포화 모노히드로카르빌에스테르보다 열등하므로 상업적으로 쓸모없게 된다.For example, unsaturated hydrocarbyl diesters of alkenylsuccinic acids are not only very difficult to synthesize but also require troublesome processes to emulsify similarly to conventional sizing agents and also require additional auxiliaries such as activators. In addition, they are inferior to unsaturated monohydrocarbyl esters in sizing effect and thus become commercially useless.

반면에, 알케닐숙신산의 포화 부분 (모노)-및 디-히드로카르빌 에스테르는 실질적으로 사이징효과가 없고, 따라서 사이징제로 사용할 수 없다. 이는 알케닐숙신산의 포화 히드로카르빌 모노-및 디-에스테르가 실질적으로 종이에 흡수되지 않고 종이에 빈약한 발수성만 부여할 수 있기 때문이다.On the other hand, saturated moieties (mono)-and di-hydrocarbyl esters of alkenylsuccinic acids are substantially ineffective in sizing and therefore cannot be used as sizing agents. This is because saturated hydrocarbyl mono- and di-esters of alkenylsuccinic acid are substantially not absorbed by the paper and can impart only poor water repellency to the paper.

따라서, 종이에 빈약하게만 흡수되며 따라서 사이징 효과가 없는 알케닐숙신산의 포화 에스테르와는 반대로, 알케닐숙신산의 불포화 히드로카르빌 부분 에스테르는 물에 강하게 흡수되고, 종이를 상당히 발수성이 되도록 하고, 이로써 물에 의하여 가수분해되지 않는다는 장점과 함께 우수한 사이징 효과를 제공하여 수중에서 장시간동안 안정적인 용액 또는 분산으로서 동일성을 유지할 수 있도록 한다. 알케닐숙신산의 불포화 히드로카르빌 부분 에스테르는 종이에 대하여 강한 흡수성을 보일뿐만 아니라 변색을 보이지 않고 장시간에 걸쳐 안정적인 사이징 효과를 지속적으로 보일 수 있다. 또한, 본 발명의 불포화 히드로카르빌 부분 에스테르는 일관되게 안정적인 사이징된 종이 시이트를 제공한다.Thus, in contrast to saturated esters of alkenylsuccinic acid which are only poorly absorbed into the paper and thus have no sizing effect, the unsaturated hydrocarbyl partial esters of alkenylsuccinic acid are strongly absorbed by water and thus make the paper highly water repellent, thereby Along with the advantage of not being hydrolyzed by water, it provides an excellent sizing effect to maintain identity as a stable solution or dispersion for a long time in water. Unsaturated hydrocarbyl partial esters of alkenylsuccinic acid not only exhibit strong water absorption to the paper, but also discoloration and can exhibit a stable sizing effect over a long period of time. In addition, the unsaturated hydrocarbyl partial esters of the present invention provide a consistently stable sized paper sheet.

그러나, 이 사이징제에 의하여서도 소망하는 사이징 효과를 얻기에는 상당히 다량의 사이징제가 필요하며 이에 따른 코스트는 무시할 수 없다.However, even with this sizing agent, a considerable amount of sizing agent is required to obtain the desired sizing effect, and the cost thereof cannot be ignored.

본 발명자는 알케닐숙신산의 불포화 히드로카르빌 부분 에스테르의 사이징 효과를 개량하기 위하여 다양한 조사를 실시하여, 알케닐숙신산의 불포화 히드로카르빌 부분 에스테르 또는 그의 수용성염을 산 촉매와 조합하여 사용하면 더욱 개량된 사이징 효과를 얻을 수 있음을 발견하였다. 사이징제로서 알케닐숙신산의 불포화 부분 에스테르와 함께 산촉매를 사용함으로써 필요한 부분 에스테르의 량을 극적으로 감소시킬 수 있다.The present inventors conducted various investigations to improve the sizing effect of the unsaturated hydrocarbyl partial ester of alkenylsuccinic acid, and further improved by using the unsaturated hydrocarbyl partial ester of alkenylsuccinic acid or its water-soluble salt in combination with an acid catalyst. It has been found that a sizing effect can be obtained. The use of acid catalysts with unsaturated partial esters of alkenylsuccinic acids as sizing agents can dramatically reduce the amount of partial esters required.

본 발명의 알케닐숙신산의 불포화 히드로카르빌 부분 에스테르는 종래 분산제(spreader)로 사용되었던 양이온성 전분 등으로써 안정적인 유화된 상태로 될 수 있다. 다양한 구조를 갖는 알케닐숙신산 유도체로서 각종 화합물을 고려해볼 수 있지만 이들중 우수한 사이징 효과를 갖고 취급에 있어서 종래 사이징제보다 윌등한 물질은 불포화된 히드로카르빌 부분 에스테르이다.Unsaturated hydrocarbyl partial esters of alkenylsuccinic acid of the present invention can be brought into a stable emulsified state with cationic starch or the like, which has conventionally been used as a spreader. Various compounds can be considered as alkenylsuccinic acid derivatives having various structures. Among them, unsaturated hydrocarbyl partial esters have excellent sizing effects and are superior to conventional sizing agents in handling.

본 발명의 목적은 알케닐숙신산 무수물의 불포화 히드로카르빌 부분 에스테르와 산촉매로 이루어진 신규의 사이징제를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a novel sizing agent consisting of an unsaturated hydrocarbyl partial ester of an alkenylsuccinic anhydride and an acid catalyst.

더욱 특별하게는, 본 발명은 하기식 (Ⅰ) 및/또는 (Ⅱ)로 표시되는 1 또는 그 이상의 알케닐숙신산의 부분 에스테르 및/또는 이들의 1 또는 그 이상의 염을 활성 성분으로서 함유하는, 종이제조용의 사이징제로서 ;More particularly, the present invention provides a paper comprising as partial active ester of one or more alkenylsuccinic acids and / or one or more salts thereof represented by the following formulas (I) and / or (II): As a sizing agent for manufacture;

Figure kpo00001
Figure kpo00001

[식중, R은 6이상의 탄소원자를 갖는 불포화 히드로카르빌기를 나타내고, R'는 3~18 탄소원자를 갖는 불포화 히드로카르빌기를 나타냄], 그 사이징제는 산촉매를 더 함유함을 특징으로 하는 사이징제에 관한 것이다.[Wherein R represents an unsaturated hydrocarbyl group having 6 or more carbon atoms, R 'represents an unsaturated hydrocarbyl group having 3 to 18 carbon atoms], and the sizing agent further contains an acid catalyst. It is about.

본 발명의 또 다른 목적은 적어도 자기유화성이고 수중에서 장시간 안정적이며 더 낮은 농도로 유효한 사이징제를 제공함에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 어려움 없이 제조할 수 있는 사이징제를 제공함에 있다. 본 발명의 또 다른 목적들은 하기 설명들로부터 명백해질 것이다.It is a further object of the present invention to provide a sizing agent which is at least self-emulsifying, stable for a long time in water and effective at lower concentrations. Another object of the present invention is to provide a sizing agent which can be prepared without difficulty. Still other objects of the present invention will become apparent from the following description.

본 발명의 가장 중요한 특징은 알케닐숙신산의 불포화 히드로카르빌 부분 에스테르에 술폰산, 무기산 또는 루이스산을 촉매로서 에스테르의 1/100,000~1/10 중량부만큼 더 가할때 사이징 효과는 대단히 개량된다는 점이다.The most important feature of the present invention is that the sizing effect is greatly improved when sulfonic acid, inorganic acid or Lewis acid are added to the unsaturated hydrocarbyl partial ester of alkenylsuccinic acid by 1 / 100,000 to 1/10 parts by weight of the ester as a catalyst. .

이러한 산촉매의 사용으로 얻을 수 있는 사이징 효과의 증가에 대한 이유가 현재로서는 완전히 이해되고 있지 않지만, 비록 특정 이론에 부합되는 것은 아닐지라도 다음과 같이 추측할 수 있다. 술폰산, 유기인산, 무기산 또는 루이스산과 같은 산촉매는 불포화 히드로카르빌 부분 에스테르 내의 불포화 결합을 여기(excite)시키고, 따라서 2중 또는 3중 불포화 결합이 쉽게 파괴될 수 있는 상태를 발생시켜서 셀룰로오스내에 함유된 히드록실기와의 에테르화 반응 또는 탈수에 의한 에스테르화 반응을 촉진하고 그 결과 사이징제의 종이에 대한 고착이 단시간 내에 더욱 완전하게 실시된다.The reasons for the increase in sizing effect achievable with the use of these acid catalysts are not fully understood at present, but can be inferred as follows, although not consistent with a particular theory. Acid catalysts such as sulfonic acid, organophosphoric acid, inorganic acid or Lewis acid excite the unsaturated bonds in the unsaturated hydrocarbyl partial esters, thus creating a state in which the double or triple unsaturated bonds can be easily broken and contained in the cellulose. The etherification reaction with hydroxyl groups or the esterification reaction by dehydration is promoted, so that the sizing agent adheres to the paper more completely in a short time.

상기 촉매를 사용하여 불포화 히드로카르빌 부분 에스테르의 량을 매우 감소시킬 수 있고 따라서 커다란 경제적 잇점을 제공한다.The catalyst can be used to greatly reduce the amount of unsaturated hydrocarbyl partial esters and thus provide great economic advantages.

알케닐숙신산의 불포화 히드로카르빌 부분 에스테르는 종래 에스테르화 기법에 의하여 쉽게 합성할 수 있다. 따라서, 촉매의 존재 또는 부재하에 알케닐숙신산 무수물 또는 대응하는 산과 불포화 알코올을 함께 가열하여서 산무수물의 경우에는 개환반응을 통하여 한편으로는 산의 경우에는 탈수를 통하여 이들 사이에 반응을 일으켜서 불포화 부분 에스테르를 형성한다. 산 출발물질 대 불포화 알코올의 비율은 알코올량이 산의 카르복실기들중 1만을 에스테르화 하기에 충분한 량만큼이다.Unsaturated hydrocarbyl partial esters of alkenylsuccinic acids can be readily synthesized by conventional esterification techniques. Thus, in the presence or absence of a catalyst, alkenylsuccinic anhydride or the corresponding acid and unsaturated alcohol are heated together to cause a reaction between them via ring-opening reaction in case of acid anhydride and dehydration in case of acid, while unsaturated partial ester To form. The ratio of acid starting material to unsaturated alcohol is such that the amount of alcohol is sufficient to esterify only one of the carboxyl groups of the acid.

사용되는 알케닐숙신산 무수물 또는 대응하는 산은 그중의 알케닐 측쇄가 6 또는 그 이상의 탄소원자를 함유하는 알케닐숙신산 또는 산무수물이며 예를들면 헥세닐-, 옥테닐-, 데세닐-, 옥타데세닐-, 도코세닐-, 트리아콘테닐-, 아이코세닐-숙신산 등과 대응하는 산무수물이다. 불포화 알코올로서는 알릴-, 프로파르길-, 부테닐-, 부틴-, 펜테닐-, 헥세닐-, 옥테닐-, 데세닐-, 라우레닐-, 올레일- 알코올 등과 같이 3~18 탄소원자를 갖는 모든 불포화 알코올이 있다.The alkenylsuccinic anhydrides or corresponding acids used are alkenylsuccinic acids or acid anhydrides in which the alkenyl side chains contain 6 or more carbon atoms, for example hexenyl-, octenyl-, decenyl-, octadecenyl- , Docosenyl-, triacontenyl-, isocenyl-succinic acid and the like. Unsaturated alcohols have 3 to 18 carbon atoms such as allyl-, propargyl-, butenyl-, butyne-, pentenyl-, hexenyl-, octenyl-, desenyl-, laurenyl-, oleyl- alcohol and the like. There are all unsaturated alcohols.

산 촉매로서는 술폰산, 유기인산, 인산, 아인산, 하이포아인산, 황산, 질산, 염산 등과 같은 무기산, 불화붕소, 염화아연, 염화알루미늄, 염화제2철 등과 같은 루이스산이 있다. 이들 산촉매는 단독으로 또는 2 또는 그 이상의 조합으로 사용할 수 있다.Acid catalysts include inorganic acids such as sulfonic acid, organophosphoric acid, phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and Lewis acids such as boron fluoride, zinc chloride, aluminum chloride, ferric chloride and the like. These acid catalysts may be used alone or in combination of two or more.

술폰산촉매에는 벤젠술폰산, 톨루엔술폰산, 디메틸벤젠술폰산, 에틸벤젠술폰산, 디에틸벤젠술폰산, 트리에틸벤젠술폰산, 스티렌술폰산, 디클로로벤젠술폰산, 디클로로톨루엔술폰산, 아닐린술폰산, 아미노톨루엔술폰산, 디메틸아닐린술폰산, 디아미노벤젠술폰산, 디아미노톨루엔술폰산, 아닐린디술폰산, 아닐린-트리술폰산, 디아미노벤젠디술폰산, 에틸톨루이딘술폰산, 디에틸아닐린술폰산, 클로로아닐린술폰산, 아미노클로로톨루엔술폰산, 디클로로아닐린술폰산, 니트로벤젠술폰산, 니트로톨루엔술폰산, 디니트로벤젠술폰산, 디니트로스티렌술폰산, 니트로클로로벤젠술폰산, 클로로니트로톨루엔술폰산, 디니트로클로로벤젠술폰산, 니트로아닐린술폰산, 페닐히드라진술폰산, 메틸페닐히드라진술폰산, 페놀술폰산, 크레졸술폰산, 디히드록시벤젠술폰산, 메타크릴옥시벤젠술폰산, 아미노페놀술폰산, 아미노메톡시벤젠술폰산, 디메톡시아닐린술폰산, 클로로아미노히드록시벤젠술폰산, 니트로아미노히드록시벤젠술폰산, 부틸벤젠술폰산, 나프탈렌술폰산, 나프탈렌디술폰산, 메틸나프틸술폰산, 에틸나프틸술폰산, 프로필나프틸술폰산, 부틸나프틸술폰산, 리그닌술폰산, 나프탈렌디술폰산, 나프탈렌트리술폰산, 나프틸아민술폰산, 나프틸아민디술폰산, 나프틸아민트리술폰산, 니트로나프탈렌술폰산, 니트로나프탈렌디술폰산, 니트로나프탈렌트리술폰산, 나프톨술폰산, 디히드록시나프탈렌술폰산, 나트톨디술폰산, 아미노타프톨술폰산, 아미노나프톨디술폰산, 1-(4'-아미노-2'-클로로벤조일아미노)-8-나프톨-3,6-디술폰산, 1-(4'-니트로벤젠)아미노-8-나프톨-3,6-디술폰 및 니트로나프톨술폰산,안트라센술폰산, 안트라퀴논술폰산, 안트라퀴논디술폰산, 아미노안트라퀴논술폰산, 디아미노안트라퀴논디술폰산, 니트로안트라퀴논술폰산, 디히드로안트라퀴논술폰산, 디아미노디옥시안트라퀴논술폰산, 디아미노안트라퀴논디술폰산, 브로모에탄술폰산, 3-플루오로메탄술폰산, 퍼클로로옥탄술폰산, 아미노에탄술폰산, 히드록시헵탄술폰산, 도데실옥시부탄술폰산, 프로파르길옥시프로필술폰산, 아세톤디술폰산, 비스[옥틸술폰산치환된]-술폰산, 디히드록시에탄술폰산, 메르캅토프로판술폰산, 메탄술폰산 및 α-올레핀술폰산이 있다.Sulfonate catalysts include benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, dimethylbenzenesulfonic acid, ethylbenzenesulfonic acid, diethylbenzenesulfonic acid, triethylbenzenesulfonic acid, styrenesulfonic acid, dichlorobenzenesulfonic acid, dichlorotoluenesulfonic acid, aniline sulfonic acid, aminotoluenesulfonic acid, dimethylaniline sulfonic acid Minobenzenesulfonic acid, diaminotoluenesulfonic acid, aniline disulfonic acid, aniline-trisulfonic acid, diaminobenzenedisulfonic acid, ethyl toluidine sulfonic acid, diethylaniline sulfonic acid, chloroaniline sulfonic acid, aminochlorotoluene sulfonic acid, dichloroaniline sulfonic acid, nitrobenzene sulfonic acid, Nitrotoluenesulfonic acid, dinitrobenzenesulfonic acid, dinitrostyrenesulfonic acid, nitrochlorobenzenesulfonic acid, chloronitrotoluenesulfonic acid, dinitrochlorobenzenesulfonic acid, nitroaniline sulfonic acid, phenylhydrazine sulfonic acid, methylphenylhydrazinesulfonic acid, phenolsulfonic acid, cresolsulfonic acid, dihydride Roxybenzene Sulfonic acid, methacrylicoxybenzenesulfonic acid, aminophenolsulfonic acid, aminomethoxybenzenesulfonic acid, dimethoxyanilinesulfonic acid, chloroaminohydroxybenzenesulfonic acid, nitroaminohydroxybenzenesulfonic acid, butylbenzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, naphthalene dissulfonic acid, methylnaph Tyl sulfonic acid, ethyl naphthyl sulfonic acid, propyl naphthyl sulfonic acid, butyl naphthyl sulfonic acid, lignin sulfonic acid, naphthalene disulfonic acid, naphthalene trisulfonic acid, naphthylamine sulfonic acid, naphthylamine disulfonic acid, naphthylamine trisulfonic acid, nitronaphthalene sulfonic acid, Nitronaphthalene disulfonic acid, nitronaphthalene trisulfonic acid, naphthol sulfonic acid, dihydroxynaphthalene sulfonic acid, nattitol disulfonic acid, aminotaphthol sulfonic acid, aminonaphthol disulfonic acid, 1- (4'-amino-2'-chlorobenzoylamino) -8 -Naphthol-3,6-disulfonic acid, 1- (4'-nitrobenzene) amino-8-naphthol-3,6-disulfone and nitronaphtholsulfonic acid, anthra Sulfonic acid, anthraquinonesulfonic acid, anthraquinonedisulfonic acid, aminoanthraquinonesulfonic acid, diaminoanthraquinonesulfonic acid, nitroanthraquinonesulfonic acid, dihydroanthraquinonesulfonic acid, diaminodioxyanthraquinonesulfonic acid, diaminoanthraquinonedisulfonic acid, bromine Moethane sulfonic acid, 3-fluoromethanesulfonic acid, perchlorooctane sulfonic acid, aminoethanesulfonic acid, hydroxyheptanesulfonic acid, dodecyloxybutanesulfonic acid, propargyloxypropylsulfonic acid, acetone disulfonic acid, bis [octylsulfonic acid substituted]- Sulfonic acid, dihydroxyethanesulfonic acid, mercaptopropanesulfonic acid, methanesulfonic acid and α-olefinsulfonic acid.

유기인산 또는 이외 에스테르에는 니트릴로트리메틸인산, 아미노디메틸포스포노모노에틸-인산, 에틸렌디아민테트라메틸인산, 디에틸렌트리아민펜타메틸인산, 트리에틸렌테트라아민 헥사메틸인산, 히드록시에틸리덴 디인산, 히드록시프로필리덴디인산, 1,2,4-트리카르복시부탄-2-인산, 1,2-디카르복시부탄-2-인산, 1,2,4-트리카르복시헥산-1-인산, β-클로로에틸산포스페이트, 비스[2-히드록시에틸)메타크릴레이트]산포스페이트, 2-에틸헥실-산포스페이트, 메틸산포스페이트, 에틸산포스페이트, 프로필산포스페이트, 부틸산포스페이트, 옥틸산포스페이트, 데실산포스페이트, 라우릴산포스페이트, 스테아릴산포스페이트, 디부틸산포스페이트, 디(β-클로로에틸)산포스페이트, 디(2-에틸헥실)산포스페이트, 디메틸산포스페이트, 디에틸산포스페이트, 디프로필산포스페이트, 디옥틸산포스페이트, 디데실산포스페이트, 디라우릴산포스페이트, 디스테아릴산포스페이트, 트리부틸포스파이트, 트리스-(2-에틸헥실)포스파이트, 트리데실포스파이트, 트리스테아릴포스파이트, 트리스(노닐 페닐)포스파이트, 트리스페닐포스파이트, 트리스라우릴트리티오포스파이트, 트리스(2,3-디클로로프로필)포스파이트, 디페닐데실포스파이트, 디페닐트리데실포스파이트, 트리메틸포스파이트, 트리에틸포스파이트, 트리옥틸포스파이트, 트리라우릴포스파이트, 디라우릴수소포스파이트, 디페닐수소포스파이트, 디메틸수소포스파이트, 디에틸수소포스파이트, 디프로필수소포스파이트, 디부틸수소포스파이트, 디옥틸수소포스파이트, 디데실수소포스파이트, 디스테아릴수소포스파이트가 있다. 이들 열거한 산염기는 본 발명의 일부일뿐이며, 이에 한정되지 않는다.Organophosphoric acid or other esters include nitrilotrimethylphosphoric acid, aminodimethylphosphono monoethylphosphoric acid, ethylenediaminetetramethylphosphoric acid, diethylenetriaminepentamethylphosphoric acid, triethylenetetraamine hexamethylphosphoric acid, hydroxyethylidene diphosphate, Hydroxypropylidenediphosphate, 1,2,4-tricarboxybutane-2-phosphate, 1,2-dicarboxybutane-2-phosphate, 1,2,4-tricarboxyhexane-1-phosphate, β-chloro Ethyl phosphate, Bis [2-hydroxyethyl) methacrylate] acid phosphate, 2-ethylhexyl- phosphate, methyl phosphate, ethyl phosphate, propyl phosphate, butyl phosphate, octylic phosphate, decyl phosphate , Lauryl phosphate, stearyl phosphate, dibutyl phosphate, di (β-chloroethyl) phosphate, di (2-ethylhexyl) phosphate, dimethyl phosphate, diethyl phosphate, diprop Acid phosphate, dioctyl acid phosphate, didecyl acid phosphate, dilauryl acid phosphate, distearyl phosphate, tributyl phosphite, tris- (2-ethylhexyl) phosphite, tridecyl phosphite, tristearyl phosphite, tris Nonyl phenyl) phosphite, trisphenyl phosphite, trislauryl trithio phosphite, tris (2,3-dichloropropyl) phosphite, diphenyldecyl phosphite, diphenyl tridecyl phosphite, trimethyl phosphite, triethyl Phosphite, trioctyl phosphite, trilauryl phosphite, dilauryl hydrogen phosphite, diphenyl hydrogen phosphite, dimethyl hydrogen phosphite, diethyl hydrogen phosphite, dipropyl hydrogen phosphite, dibutyl hydrogen phosphite, di Octyl hydrogen phosphite, didecyl hydrogen phosphite, distearyl hydrogen phosphite. These acid groups listed are only a part of the present invention, but are not limited thereto.

상기 촉매의 사용은 불포화 히드로카르빌 부분 에스테르의 량을 상당히 줄일 수 있고 따라서 커다란 경제적 이익을 제공한다. 사이징제에 사용될 산촉매량은 사이징제 100중량부 당 산촉매 0.0001~10.0중량부, 바람직하기로는 0.001~1중량부이다.The use of such a catalyst can significantly reduce the amount of unsaturated hydrocarbyl partial esters and thus provides a great economic benefit. The amount of acid catalyst to be used in the sizing agent is 0.0001 to 10.0 parts by weight, preferably 0.001 to 1 part by weight of the acid catalyst per 100 parts by weight of the sizing agent.

본 발명의 불포화 부분 에스테르는 알칼리금속 또는 수용성 아민으로 잔여 자유 카르복실기를 염으로 전환시킴으로써 수용성 생성물 또는 적어도 자기유화성 생성물로 전환될 수 있어서 이를 물에 가하면 안정된 수용액 또는 분산을 얻을 수 있다. 사용시에는 사이징제의 장점을 충분히 보장하기 위하여 당업계에 종래 사용되는 양이온성 전분, 활성화제계의 알킬렌옥사이드 부가물 등을 함께 사용하는 것이 바람직하다.Unsaturated partial esters of the present invention can be converted into water-soluble or at least self-emulsifiable products by converting residual free carboxyl groups into salts with alkali metals or water-soluble amines, which can be added to water to obtain a stable aqueous solution or dispersion. In use, it is preferable to use cationic starch, an activator-based alkylene oxide adduct, and the like, which are conventionally used in the art, to sufficiently ensure the advantages of the sizing agent.

본 발명의 알케닐숙신산의 불포화 히드로카르빌 부분 에스테르는 종이 재료(건조기준) 100중량부당 0.0001~10 중량부만큼, 그리고 바람직하기로는 종이재료 100중량부당 0.01~2.0 중량부 만큼 종이재료에 가한다.The unsaturated hydrocarbyl partial ester of alkenylsuccinic acid of the present invention is added to the paper material by 0.0001 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of paper material (dry basis), and preferably by 0.01 to 2.0 parts by weight per 100 parts by weight of paper material. .

본 발명을 하기 실시예들에 의하여 설명하지만, 본 발명의 범위를 이에 제한하지 않는다.The invention is illustrated by the following examples, but the scope of the invention is not limited thereto.

[실시예 및 비교예에 사용되는 사이징제의 제조]Preparation of Sizing Agents Used in Examples and Comparative Examples

[비교예 1~15][Comparative Examples 1-15]

4구 플라스크 내에서 도데세닐 숙신산 무수물 1몰과 알릴 알코올 1몰을 110 ±5℃에서 2시간 동안 반응시켜서 도데세닐숙신산의 아모노알릴에스테르를 형성하였다. 이렇게 얻은 생성물을 수중에서 양호한 자기 유화성을 갖는 점성의 황갈색 액체인 트리에탄올아민염으로 전환하였다.In a four-necked flask, 1 mole of dodecenyl succinic anhydride and 1 mole of allyl alcohol were reacted at 110 ± 5 ° C. for 2 hours to form an aminoallyl ester of dodecenyl succinic acid. The product thus obtained was converted to triethanolamine salt, a viscous, tan liquid with good self emulsification in water.

동일한 방법으로 후술하는 모노에스테르를 제조하고 이들 모노에스테르를 아민염, 나트륨염 또는 칼륨염등의 형태로 사이징 시험하였다.In the same manner, the monoesters described below were prepared and these monoesters were tested for sizing in the form of amine salts, sodium salts or potassium salts.

[비교예 16~24][Comparative Examples 16 ~ 24]

표 1에 보인 알케닐숙신산의 불포화 모노에스테르 5g을 가하여 양이온성 전분(10g)을 물 90ml로 95~97℃에서 15분간 끊였다.5 g of the unsaturated monoester of alkenylsuccinic acid shown in Table 1 was added, and cationic starch (10 g) was cut out with 90 ml of water at 95-97 ° C for 15 minutes.

[비교예 25][Comparative Example 25]

시판하는 로진계 사이징제의 pH를 백반(alum)으로 4.5로 조절하여 사이징제를 제조하였다.A sizing agent was prepared by adjusting the pH of a commercial rosin sizing agent to 4.5 with alum.

[비교예 26]Comparative Example 26

시판하는 알킬케텐2량체계 사이징제에 양이온화된 셀룰로오스를 사이징제의 25중량% 만큼 가하여 사이징제를 제조하였다.A sizing agent was prepared by adding 25% by weight of cationized cellulose to a commercially available alkyl ketene dimer system sizing agent.

[비교예 27]Comparative Example 27

양이온성 전분 10g을 물 90ml와 혼합하고, 생성되는 혼합물을 95~97℃에서 15분간 끓이고 이에 도데세닐숙신산무수물을 가하여 사이징제를 제조하였다.10 g of cationic starch was mixed with 90 ml of water, and the resulting mixture was boiled at 95-97 ° C. for 15 minutes and dodecenyl succinic anhydride was added thereto to prepare a sizing agent.

[비교예 28]Comparative Example 28

도데세닐숙신산무수물 대신에 옥타데세닐숙신산무수물을 사용한 점을 제외하고 비교예 1과 동일하게 사이징제를 제조하였다.A sizing agent was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that octadecenyl succinic anhydride was used instead of dodecenyl succinic anhydride.

[비교예 29~30][Comparative Examples 29-30]

알케닐숙신산무수물을 표에 보인 양의 인산과 혼합하였다.Alkenylsuccinic anhydride was mixed with the amounts of phosphoric acid shown in the table.

[실시예 1~70][Examples 1-70]

3구 플라스크내에서 헥세닐숙신산무수물 1몰과 알릴 알코올 1몰을 110±5℃에서 2시간 동안 반응시켜서 헥세닐숙신산의 모노알릴에스테르를 합성하였다. 생성되는 헥세닐숙신산의 모노알릴에스테르에 모노알릴에스테르의 중량에 대하여 0.1중량% 만큼 벤젠술폰산을 가하였다. 이렇게 얻은 생성물은 양이온성 전분으로 변성하여 균질 슬러리를 형성하였다.In a three-necked flask, 1 mol of hexenyl succinic anhydride and 1 mol of allyl alcohol were reacted at 110 ± 5 ° C. for 2 hours to synthesize monoallyl ester of hexenyl succinic acid. Benzene sulfonic acid was added to the resulting monoallyl ester of hexenyl succinic acid by 0.1% by weight relative to the weight of monoallyl ester. The product thus obtained was modified with cationic starch to form a homogeneous slurry.

표 2에 보인 바와 같이 동일하게 추가 사이징제를 제조하였다.Additional sizing agents were prepared in the same manner as shown in Table 2.

[사이징도(sizing degree)의 시험 방법][Test method of sizing degree]

하기 조건하에 상술한 사이징제의 사이징도를 측정하였다. 각각의 사이징제를 사이징제 0.05, 0.1 및 0.15중량%(고형물 기준) 만큼 0.5% 수성 펄프 슬러리에 가하고 이들을 15분간 혼합하였다.The sizing degree of the sizing agent mentioned above was measured on condition of the following. Each sizing agent was added to the 0.5% aqueous pulp slurry by 0.05, 0.1 and 0.15% by weight (based on solids) and mixed for 15 minutes.

시험 조건은 하기와 같다 :Test conditions are as follows:

펄프 농도 0.5%Pulp Concentration 0.5%

종이제조공정 타피표준기Paper Making Process Tariff Standard Machine

(TAPPI STANDARD MACHINE)(TAPPI STANDARD MACHINE)

기준중량 70g/㎡Reference weight 70g / ㎡

충전제(filler) 중탄산칼슘Filler Calcium Bicarbonate

건조 100℃에서 5분간5 minutes at 100 ° C drying

사이징 시험 JIS P8122 스토키트Sizing Test JIS P8122 Stock Kit

(stockigt) 사이징 시험(stockigt) sizing test

이렇게 얻은 결과를 하기 표들에 재현하였는데 표 1은 비교예들을 보이며 표 2는 본 발명의 실시예들을 보였다. 각 표상에서 숙신산은 s.a.라 약칭하였다.The results thus obtained were reproduced in the following tables, Table 1 shows comparative examples and Table 2 shows examples of the present invention. Succinic acid is abbreviated as s.a. in each symbol.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00002
Figure kpo00002

주 : TEA : 트리에탄올아민 ; DEA : 디에탄올아민 ; MEA : 모노에탄올아민 ; TEtA : 트리에틸아민 ; MMtA : 모노메틸아민Note: TEA: triethanolamine; DEA: diethanolamine; MEA: monoethanolamine; TEtA: triethylamine; MMtA: Monomethylamine

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00003
Figure kpo00003

Figure kpo00004
Figure kpo00004

Figure kpo00005
Figure kpo00005

Figure kpo00006
Figure kpo00006

시간경과에 따라 사이징도의 변화를 보기 위하여 사이징 시험을 실시하였다. 상술한 바와 같은 방법으로 사이징제를 제조하여 얻어진 생성물을 실온에서 방치하고 일정한 간격으로 샘플링하여 사이징 시험하였다. 시험 방법은 상기와 같다. 시험 결과를 표 3에 보였다.A sizing test was conducted to see the change of sizing degree over time. The product obtained by making a sizing agent by the method mentioned above was left to stand at room temperature, and sampled at regular intervals, and sizing test was carried out. The test method is as above. The test results are shown in Table 3.

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00007
Figure kpo00007

실험결과로부터 본 발명의 생성물은 안정적이고 가수분해에 대한 저항성이 양호함을 알 수 있다. 사실상, 도포하여 여러시간 방치하여도 모노에스테르의 가수분해에 대한 양호한 저항성때문에 사이징 효과의 감소가 적다. 이로부터 많은 장점을 얻는다 :The experimental results show that the product of the present invention is stable and has good resistance to hydrolysis. In fact, even after application for several hours, the reduction in sizing effect is small because of the good resistance to hydrolysis of the monoester. You get a lot of advantages from this:

a) 사이징제의 제조후에 사이징 공정을 서두를 필요가 없다 ;a) no need to hasten the sizing process after the manufacture of the sizing agent;

b) 제조된 사이징제를 하룻밤 방치한 후에 작업을 재개할 경우에도 사이징제의 손실을 최소화할 수 있다 ;b) the loss of the sizing agent can be minimized even if the operation is resumed after the prepared sizing agent is left overnight;

c) 가수분해가 되지 않으므로 더 긴시간동안 혼합할 수 있고 이는 사이징제의 더 균질한 에멀션형성을 가능하게 한다 ;c) can not be hydrolyzed and can be mixed for longer periods of time, which allows for a more homogeneous emulsion formation of the sizing agent;

d) 여러시간 연속 사이징 작업중에도 종이의 사이징 품질이 여전히 안정적이다.d) The sizing quality of the paper is still stable during several hours of continuous sizing.

Claims (5)

활성성분으로서 하기식 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ)로 표시되는 1종 이상의 알케닐숙신산의 부분에스테르 또는 이들의 1종 이상의 염을 함유하여서 되는 종이제조에 유용한 사이징제로서 , 산 촉매를 더 함유함을 특징으로 하는 사이징제.As an active ingredient, a sizing agent useful for making paper containing one or more partial esters of alkenylsuccinic acids represented by the following formula (I) or (II) or one or more salts thereof, further comprising an acid catalyst. A sizing agent characterized by the above-mentioned.
Figure kpo00008
Figure kpo00008
상기식에서, R은 6이상의 탄소원자를 갖는 불포화 히드로카르빌기를 나타내고, R'는 3~18 탄소원자를 갖는 불포화 히드로 카르빌기를 나타냄.Wherein R represents an unsaturated hydrocarbyl group having 6 or more carbon atoms, and R 'represents an unsaturated hydrocarbyl group having 3 to 18 carbon atoms.
제1항에 있어서, 상기 촉매가 술폰산, 유기인산, 무기산 또는 루이스산으로부터 선택됨을 특징으로 하는 사이징제.The sizing agent according to claim 1, wherein the catalyst is selected from sulfonic acid, organophosphoric acid, inorganic acid or Lewis acid. 제2항에 있어서, 상기 무기산은 인산, 아인산, 하이포아인산, 황산, 염산 또는 질산으로부터 선택됨을 특징으로 하는 사이징제.The sizing agent according to claim 2, wherein the inorganic acid is selected from phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, sulfuric acid, hydrochloric acid or nitric acid. 제2항에 있어서, 상기 루이스산은 불화붕소, 염화아연, 염화알루미늄 또는 염화 제2철로부터 선택됨을 특징으로 하는 사이징제.The sizing agent according to claim 2, wherein the Lewis acid is selected from boron fluoride, zinc chloride, aluminum chloride or ferric chloride. 제1항에 있어서, 상기 염은 수용성 아민염 또는 알칼리 금속염으로부터 선택됨을 특징으로 하는 사이징제.The sizing agent according to claim 1, wherein the salt is selected from water-soluble amine salts or alkali metal salts.
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