JPH03200837A - 紙用カチオン性サイズ剤 - Google Patents
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Landscapes
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Paper (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野J
本発明は、中性抄紙に好適なサイズ剤に関するものであ
る。さらに詳しくは、特定のカチオン性高分子界面活性
剤を乳化剤に用いて疎水性重合性単量体を乳化重合する
ことにより得られる重合体からなる自己定着性の紙用カ
チオン性サイズ剤に関するものである。
る。さらに詳しくは、特定のカチオン性高分子界面活性
剤を乳化剤に用いて疎水性重合性単量体を乳化重合する
ことにより得られる重合体からなる自己定着性の紙用カ
チオン性サイズ剤に関するものである。
[従来の技術〕
従来、紙用サイズ剤としてはロジンサイズ剤、強化ロジ
ンサイズ剤、石油樹脂サイズ剤、エマルション型ロジン
サイズ剤、合成サイズ剤などが広く使われている。しか
しながら、これらのサイズ剤は、硫酸アルミニウムによ
ってバルブに定着させなければサイズ性能が発現し得な
いため、酸性条件下での抄紙が必須不可欠である。近年
、このような酸性抄紙に代えて、次の理由により中性抄
紙が注目されている。
ンサイズ剤、石油樹脂サイズ剤、エマルション型ロジン
サイズ剤、合成サイズ剤などが広く使われている。しか
しながら、これらのサイズ剤は、硫酸アルミニウムによ
ってバルブに定着させなければサイズ性能が発現し得な
いため、酸性条件下での抄紙が必須不可欠である。近年
、このような酸性抄紙に代えて、次の理由により中性抄
紙が注目されている。
(1)紙の変色や紙力なと、紙質の経口的低下が少なく
、紙の品質が大幅に向上できる。
、紙の品質が大幅に向上できる。
(2)抄紙機器が腐食されない。
(3)填料に国産品で安価かつ白色度・不透明度の高い
炭酸カルシウムを使用できる。
炭酸カルシウムを使用できる。
(4)抄紙排水の清浄化、クローズド化を図れる。
上記のニーズに応えるべく、これまでに反応性サイズ剤
あるいは自己定着型カチオン性サイズ剤といった中性サ
イズ剤が開発されているが、種々の問題点を有しており
、決して満足されてはいない。たとえば、反応性サイズ
剤にはアルキルケテンダイマーまたはアルケニル無水コ
ハク酸をカチオン化澱粉で乳化したもの(特開昭55−
90700号、特公昭39−2305号)が挙げられる
が、これらは抄紙工程において汚れが起き作業性が低下
することが最大の問題点である。さらにアルケニル無水
コハク酸では、無水ジカルボン酸部分の反応性が富むた
めに、その乳化分散液は短時間に加水分解され、サイズ
効果が大幅に低下するという本質的な問題点をも有して
いる。
あるいは自己定着型カチオン性サイズ剤といった中性サ
イズ剤が開発されているが、種々の問題点を有しており
、決して満足されてはいない。たとえば、反応性サイズ
剤にはアルキルケテンダイマーまたはアルケニル無水コ
ハク酸をカチオン化澱粉で乳化したもの(特開昭55−
90700号、特公昭39−2305号)が挙げられる
が、これらは抄紙工程において汚れが起き作業性が低下
することが最大の問題点である。さらにアルケニル無水
コハク酸では、無水ジカルボン酸部分の反応性が富むた
めに、その乳化分散液は短時間に加水分解され、サイズ
効果が大幅に低下するという本質的な問題点をも有して
いる。
一方、自己定着型カチオン性サイズ剤には、マレイン化
石油樹脂にポリアルキレンポリアミンを反応させたもの
(特公昭42−2922号、特公昭45−28722号
)、またはα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体に
アミンを反応させたもの(特公昭42−12292号、
特公昭54−15788号)などが挙げられるが、低添
加量領域でのサイズ効果が低いために、コスト高となり
、特殊な用途の紙にのみ実用化されているにすぎない。
石油樹脂にポリアルキレンポリアミンを反応させたもの
(特公昭42−2922号、特公昭45−28722号
)、またはα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体に
アミンを反応させたもの(特公昭42−12292号、
特公昭54−15788号)などが挙げられるが、低添
加量領域でのサイズ効果が低いために、コスト高となり
、特殊な用途の紙にのみ実用化されているにすぎない。
〔発明が解決しようとする問題点]
本発明は、従来の中性サイズ剤が有していた前記問題点
を解消するものであり、したがってその目的は、分散安
定性ならびにバルブへの歩留りが良好で、その結果抄紙
工程における汚れが無く作業性に優れ、同時に低添加量
領域でのサイズ効果にも優れた紙用カチオン性サイズ剤
を提供することにある。
を解消するものであり、したがってその目的は、分散安
定性ならびにバルブへの歩留りが良好で、その結果抄紙
工程における汚れが無く作業性に優れ、同時に低添加量
領域でのサイズ効果にも優れた紙用カチオン性サイズ剤
を提供することにある。
【問題点を解決するための手段及び作用J本発明者らは
、特定のカチオン性高分子界面活性剤を乳化剤に用いて
疎水性重合性単量体(A)を乳化重合することにより粒
子径が極めて小さく、分散安定性の良好なカチオン性エ
マルションが得られること、得られたカチオン性エマル
ションはバルブへの歩留りに優れること、これらの結果
、抄紙工程における汚れが無く作業性に優れ、同時に低
添加量領域でのサイズ効果にも優れることを見出し、本
発明を完成させた。
、特定のカチオン性高分子界面活性剤を乳化剤に用いて
疎水性重合性単量体(A)を乳化重合することにより粒
子径が極めて小さく、分散安定性の良好なカチオン性エ
マルションが得られること、得られたカチオン性エマル
ションはバルブへの歩留りに優れること、これらの結果
、抄紙工程における汚れが無く作業性に優れ、同時に低
添加量領域でのサイズ効果にも優れることを見出し、本
発明を完成させた。
すなわち本発明は、分子内に2個以上の第1級及び/又
は第2級アミノ基を有するポリ、アミン化合物(I)に
、一般式 (式中Rは炭素数5〜50の炭化水素基を示し、Xはア
ミノ基と反応しうる官能基を有する原子団を示す。)で
表わされる化合物(n)を反応させて得られるカチオン
性高分子界面活性剤を乳化剤として、1種又は2種以上
の疎水性重合性単量体(A)からなる重合性単量体成昏
愼水性媒体中で乳化重合して得られた重合体からなる紙
用カチオン性サイズ剤に関するものである。
は第2級アミノ基を有するポリ、アミン化合物(I)に
、一般式 (式中Rは炭素数5〜50の炭化水素基を示し、Xはア
ミノ基と反応しうる官能基を有する原子団を示す。)で
表わされる化合物(n)を反応させて得られるカチオン
性高分子界面活性剤を乳化剤として、1種又は2種以上
の疎水性重合性単量体(A)からなる重合性単量体成昏
愼水性媒体中で乳化重合して得られた重合体からなる紙
用カチオン性サイズ剤に関するものである。
本発明に使用する分子内に2個以上の第1級及び/又は
第2級アミノ基を有するポリアミン化合物(I)は、分
子内に第1級及び/又は第2級アミノ基を2個以上有す
るアミン類又はその誘導体であり、例えば、エチレンイ
ミンの重合によって得られるポリエチレンイミンなどの
アルキレンイミン類の重合又は共重合によって得られる
ポリアルキレンイミン;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、ペンタエチレンヘキサミンなどの(ポリ)
アルキレンポリアミン;ポリアルキレンイミン及び/又
は(ポリ)アルキレンポリアミンとアジピン酸などの多
塩基酸との縮合によって得られるポリアミドポリアミン
;ポリアルキレンイミン及び/又は(ポリ)アルキレン
ポリアミン及び/又はアルキレンイミンと尿素との反応
によって得られるポリウレアポリアミン;アルキレンイ
ミンと無水フタル酸などの酸無水物との共重合によって
得られるポリアミドポリエステルポリアミンなどを挙げ
ることができる。またポリアミン誘導体としては、前記
ポリアミンにエチレンオキシド、プロピレンオキシドな
どのアルキレンオキシド、アクリル酸ブチル、メタクリ
ル酸メチルなどの(メタ)アクリル酸エステル類、アク
リルアミドなとのα、β−不飽和酸アミド化合物等を付
加反応させた物などを挙げることができる。本発明にお
いては、優れた界面活性能及びセルロースとの強固な定
着性を得る上で、ポリアミン化合物として、ポリエチレ
ンイミン又はその誘導体を使用することが好ましい。又
、得られる高分子界面活性剤の水への溶解性、溶液の粘
度、界面活性能を考慮して、分子量が50万以下、さら
に選ぶならば分子量10万以下のポリエチレンイミンを
使用することが好ましい。
第2級アミノ基を有するポリアミン化合物(I)は、分
子内に第1級及び/又は第2級アミノ基を2個以上有す
るアミン類又はその誘導体であり、例えば、エチレンイ
ミンの重合によって得られるポリエチレンイミンなどの
アルキレンイミン類の重合又は共重合によって得られる
ポリアルキレンイミン;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、ペンタエチレンヘキサミンなどの(ポリ)
アルキレンポリアミン;ポリアルキレンイミン及び/又
は(ポリ)アルキレンポリアミンとアジピン酸などの多
塩基酸との縮合によって得られるポリアミドポリアミン
;ポリアルキレンイミン及び/又は(ポリ)アルキレン
ポリアミン及び/又はアルキレンイミンと尿素との反応
によって得られるポリウレアポリアミン;アルキレンイ
ミンと無水フタル酸などの酸無水物との共重合によって
得られるポリアミドポリエステルポリアミンなどを挙げ
ることができる。またポリアミン誘導体としては、前記
ポリアミンにエチレンオキシド、プロピレンオキシドな
どのアルキレンオキシド、アクリル酸ブチル、メタクリ
ル酸メチルなどの(メタ)アクリル酸エステル類、アク
リルアミドなとのα、β−不飽和酸アミド化合物等を付
加反応させた物などを挙げることができる。本発明にお
いては、優れた界面活性能及びセルロースとの強固な定
着性を得る上で、ポリアミン化合物として、ポリエチレ
ンイミン又はその誘導体を使用することが好ましい。又
、得られる高分子界面活性剤の水への溶解性、溶液の粘
度、界面活性能を考慮して、分子量が50万以下、さら
に選ぶならば分子量10万以下のポリエチレンイミンを
使用することが好ましい。
本発明に用いられる一般式
(式中R及びXは前記と同様である。)で表わされる化
合物(n)において、式中のRに相当する炭素数5〜5
0の炭化水素基としては、炭素数5〜50の直鎖状もし
くは分枝状のアルキル基、(アルキル)アリール基、(
アルキル)水添アリール基、(アルキル)アラルキル基
などを挙げることができる。該化合物(n)としては、
オクチルグリシジルエーテル、ラウリルグリシジルエー
テル、ステアリルグリシジルエーテル、2−エチルへキ
シルグリシジルエーテルなどの高級アルコールのグリシ
ジルエーテル類;オクチルフェニルグリシジルエーテル
、ノニルフェニルグリシジルエーテル、ラウリルフェニ
ルグリシジルエーテルステアリルフェニルグリシジルエ
ーテルなどのアルキルフェノールのグリシジルエーテル
類;オクチルシクロペンチルグリシジルエーテル、オク
チルシクロへキシルグリシジルエーテル、ノニルシクロ
ペンチルグリシジルエーテル、ノニルシクロへキシルグ
リシジルエーテル、ラウリルシクロペンチルグリシジル
エーテル、ラウリルシクロへキシルグリシジルエーテル
、ステアリルシクロペンチルグリシジルニーティ、ステ
アリルシクロへキシルグリシジルエーテルなどのアルキ
ルシクロアルカノールのグリシジルエーテル類;オクチ
ルベンジルエーテル、ノニルベンジルグリシジルエーテ
ル、ラウリルベンジルグリシジルエーテル、ステアリル
ベンジルグリシジルエーテルなどのアルキルベンジルア
ルコールのグリシジルエーテル類;炭素数12又は14
のα−オレフィンエポキシド、炭素数16又は18のα
−オレフィンエポキシド、炭素数20〜28の混合物で
あるα−オレフィンエポキシド、炭素数30以上の混合
物であるα−オレフィンエポキシドなどの1.2−エポ
キシアルカン類;オクチルイソシアネート、デシルイソ
シアネート、オクタデシルイソシアネートなどのアルキ
ルイソシアネート類;オクタツール、ラウリルアルコー
ル、ステアリルアルコールなどのアルコール類とトリレ
ンジイソシアネートなどのジイソシアネート類との反応
により得られるモノイソシアネート化合物類;オクタツ
ール、ラウリルアルコール、ステアリルアルコールなど
のアルコール類の末端水酸基を塩素、1素、ヨウ素など
のハロゲン原子置換したハロゲン化物類;ラウリン酸、
ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸などの飽和
脂肪酸類;オレイン酸、リノール酸、リルン酸、エレオ
ステアリン酸などの不飽和脂肪酸類; (メタ)アクリ
ル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル
、(メタ)アクリル酸ステアリルなどの(メタ)アクリ
ル酸エステル類などを挙げることができ、これらの群か
ら選ばれる1種又は2種以上を使用することができる。
合物(n)において、式中のRに相当する炭素数5〜5
0の炭化水素基としては、炭素数5〜50の直鎖状もし
くは分枝状のアルキル基、(アルキル)アリール基、(
アルキル)水添アリール基、(アルキル)アラルキル基
などを挙げることができる。該化合物(n)としては、
オクチルグリシジルエーテル、ラウリルグリシジルエー
テル、ステアリルグリシジルエーテル、2−エチルへキ
シルグリシジルエーテルなどの高級アルコールのグリシ
ジルエーテル類;オクチルフェニルグリシジルエーテル
、ノニルフェニルグリシジルエーテル、ラウリルフェニ
ルグリシジルエーテルステアリルフェニルグリシジルエ
ーテルなどのアルキルフェノールのグリシジルエーテル
類;オクチルシクロペンチルグリシジルエーテル、オク
チルシクロへキシルグリシジルエーテル、ノニルシクロ
ペンチルグリシジルエーテル、ノニルシクロへキシルグ
リシジルエーテル、ラウリルシクロペンチルグリシジル
エーテル、ラウリルシクロへキシルグリシジルエーテル
、ステアリルシクロペンチルグリシジルニーティ、ステ
アリルシクロへキシルグリシジルエーテルなどのアルキ
ルシクロアルカノールのグリシジルエーテル類;オクチ
ルベンジルエーテル、ノニルベンジルグリシジルエーテ
ル、ラウリルベンジルグリシジルエーテル、ステアリル
ベンジルグリシジルエーテルなどのアルキルベンジルア
ルコールのグリシジルエーテル類;炭素数12又は14
のα−オレフィンエポキシド、炭素数16又は18のα
−オレフィンエポキシド、炭素数20〜28の混合物で
あるα−オレフィンエポキシド、炭素数30以上の混合
物であるα−オレフィンエポキシドなどの1.2−エポ
キシアルカン類;オクチルイソシアネート、デシルイソ
シアネート、オクタデシルイソシアネートなどのアルキ
ルイソシアネート類;オクタツール、ラウリルアルコー
ル、ステアリルアルコールなどのアルコール類とトリレ
ンジイソシアネートなどのジイソシアネート類との反応
により得られるモノイソシアネート化合物類;オクタツ
ール、ラウリルアルコール、ステアリルアルコールなど
のアルコール類の末端水酸基を塩素、1素、ヨウ素など
のハロゲン原子置換したハロゲン化物類;ラウリン酸、
ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸などの飽和
脂肪酸類;オレイン酸、リノール酸、リルン酸、エレオ
ステアリン酸などの不飽和脂肪酸類; (メタ)アクリ
ル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル
、(メタ)アクリル酸ステアリルなどの(メタ)アクリ
ル酸エステル類などを挙げることができ、これらの群か
ら選ばれる1種又は2種以上を使用することができる。
該化合物(II)の使用量は特に限定されないが、充分
な界面活性を発現させるためにはポリアミン化合物(、
I )の活性アミン水素1個あたり0.01−0.9分
子の化合物(II)を使用するのが好ましい。
な界面活性を発現させるためにはポリアミン化合物(、
I )の活性アミン水素1個あたり0.01−0.9分
子の化合物(II)を使用するのが好ましい。
本発明に用いられるカチオン性高分子界面活性剤を得る
ための反応条件は特に制限されず、例えば、ポリアミン
化合物(I)と化合物(n)をそのまま、あるいは必要
に応じて溶剤により希釈して、好ましくは常温〜200
℃、より好ましくは50〜100℃の温度条件下に反応
して合に冬きる。この際、必要に応じて使用する溶剤は
ポリアミン化合物(I)、化合物(n)およびポリアミ
ン化合物(I)と化合物(n)の反応生成物であるカチ
オン性高分子界面活性剤を溶解しうるものであって、か
つこれらに対して不活性であることが好ましい。又、反
応に際して、反応を促進する為の触媒を使用する事は自
由である。
ための反応条件は特に制限されず、例えば、ポリアミン
化合物(I)と化合物(n)をそのまま、あるいは必要
に応じて溶剤により希釈して、好ましくは常温〜200
℃、より好ましくは50〜100℃の温度条件下に反応
して合に冬きる。この際、必要に応じて使用する溶剤は
ポリアミン化合物(I)、化合物(n)およびポリアミ
ン化合物(I)と化合物(n)の反応生成物であるカチ
オン性高分子界面活性剤を溶解しうるものであって、か
つこれらに対して不活性であることが好ましい。又、反
応に際して、反応を促進する為の触媒を使用する事は自
由である。
このようにして得られたカチオン性高分子界面活性剤は
、酸塩及び/又は四級化塩とすることができる。用いる
酸としては塩酸、硫酸、硝酸およびリン酸などの無機酸
;ギ酸、酢酸および(メタ)アクリル酸などの有機酸が
挙げられ1.四級化剤としては、メチルクロライド、ジ
メチル硫酸などが挙げられる。
、酸塩及び/又は四級化塩とすることができる。用いる
酸としては塩酸、硫酸、硝酸およびリン酸などの無機酸
;ギ酸、酢酸および(メタ)アクリル酸などの有機酸が
挙げられ1.四級化剤としては、メチルクロライド、ジ
メチル硫酸などが挙げられる。
本発明において重合性単量体成分に用いられる疎水性重
合性単量体(A)は、その重合体が疎水性であり撥水性
を示すものであれば特に限定されないが、例示すれば、
(メタ)アクリル酸のメチル、エチル、プロピル、イソ
プロピル、ブチル、イソブチル、オクチル、2−エチル
ヘキシル、ラウリル、トリデシル、セチル、ステアリル
、ベヘニル、あるいはシクロヘキシルエステルなどの炭
素数1から22個の直鎖状のもしくは分枝状脂肪族アル
キルアルコール又は脂環式アルキルアルコールと(メタ
)アクリル酸とのエステル化合物である(メタ)アクリ
ル酸アルキルエステル類;スチレン、ビニルトルエン、
α−メチルスチレン、ジビニルベンゼンなどのスチレン
誘導体類;エチレン、プロピレン、ブタジェン、イソプ
レンあるいはシクロペンテン、シクロヘキセンなどの脂
肪族オレフィン類;フッ化ビニル、フッ化ビニリデン(
メタ)アクリル酸の2.3.5.6−チトラフルオロフ
エノールとのエステルなどのフッ素含有単量体類;ビニ
ルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロ
ピルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、
トリメトキシシリルプロピルアリルアミンなどのケイ素
含有単量体類;メトキシポリプロピレングリコールモノ
(メタ)アクリル酸エステル、ボリブロビレングリコー
ルジ(メタ)アクリル酸エステルなどのポリアルキレン
グリコール含有単量体類; (メタ)アクリル酸とエチ
レングリコール、プロピレングリコール、1.3−ブチ
レングリコール、1.6−ヘキサングリコール、ネオペ
ンチルグリコール、トリメチロールプロパンなどの多価
アルコールとのエステルなどの分子内に重合性不飽和基
を2個以上含有する多官能性(メタ)アクリル酸エステ
ル類;および塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル
、プロピオン酸ビニル、(メタ)アクリロニトリルなど
を挙げることができ、これらの群から選ばれる1種又は
2種以上の混合物を使用することができる。
合性単量体(A)は、その重合体が疎水性であり撥水性
を示すものであれば特に限定されないが、例示すれば、
(メタ)アクリル酸のメチル、エチル、プロピル、イソ
プロピル、ブチル、イソブチル、オクチル、2−エチル
ヘキシル、ラウリル、トリデシル、セチル、ステアリル
、ベヘニル、あるいはシクロヘキシルエステルなどの炭
素数1から22個の直鎖状のもしくは分枝状脂肪族アル
キルアルコール又は脂環式アルキルアルコールと(メタ
)アクリル酸とのエステル化合物である(メタ)アクリ
ル酸アルキルエステル類;スチレン、ビニルトルエン、
α−メチルスチレン、ジビニルベンゼンなどのスチレン
誘導体類;エチレン、プロピレン、ブタジェン、イソプ
レンあるいはシクロペンテン、シクロヘキセンなどの脂
肪族オレフィン類;フッ化ビニル、フッ化ビニリデン(
メタ)アクリル酸の2.3.5.6−チトラフルオロフ
エノールとのエステルなどのフッ素含有単量体類;ビニ
ルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロ
ピルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、
トリメトキシシリルプロピルアリルアミンなどのケイ素
含有単量体類;メトキシポリプロピレングリコールモノ
(メタ)アクリル酸エステル、ボリブロビレングリコー
ルジ(メタ)アクリル酸エステルなどのポリアルキレン
グリコール含有単量体類; (メタ)アクリル酸とエチ
レングリコール、プロピレングリコール、1.3−ブチ
レングリコール、1.6−ヘキサングリコール、ネオペ
ンチルグリコール、トリメチロールプロパンなどの多価
アルコールとのエステルなどの分子内に重合性不飽和基
を2個以上含有する多官能性(メタ)アクリル酸エステ
ル類;および塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル
、プロピオン酸ビニル、(メタ)アクリロニトリルなど
を挙げることができ、これらの群から選ばれる1種又は
2種以上の混合物を使用することができる。
本発明の紙用カチオン性サイズ剤は、前記のカチオン性
高分子界面活性剤を乳化剤として用いて、該疎水性重合
性単量体(A)の1種又は2種以上からなる重合性単量
体成分を水性媒体中で乳化重合させて得られた重合体か
らなるものである。
高分子界面活性剤を乳化剤として用いて、該疎水性重合
性単量体(A)の1種又は2種以上からなる重合性単量
体成分を水性媒体中で乳化重合させて得られた重合体か
らなるものである。
乳化重合は、公知の重合開始剤、その他必要があれば各
種の添加剤を使用して、公知の方法に従って行うことが
できる。乳化重合の際乳化剤として用いる前記カチオン
性高分子界面活性剤の量は特に制限はないが、疎水性重
合性単量体(A)100重量部に対して0.5〜200
重量部の範囲で使用することが好ましい。
種の添加剤を使用して、公知の方法に従って行うことが
できる。乳化重合の際乳化剤として用いる前記カチオン
性高分子界面活性剤の量は特に制限はないが、疎水性重
合性単量体(A)100重量部に対して0.5〜200
重量部の範囲で使用することが好ましい。
また、前記カチオン性高分子界面活性剤を乳化剤として
単独で用いるのが好ましいが本発明の特徴を損なわない
程度に従来公知の乳化剤を併用して用いることも自由で
ある。更に、乳化重合した後必要であればPH調整剤、
硬化触媒、希釈剤などを加えることも出来る。
単独で用いるのが好ましいが本発明の特徴を損なわない
程度に従来公知の乳化剤を併用して用いることも自由で
ある。更に、乳化重合した後必要であればPH調整剤、
硬化触媒、希釈剤などを加えることも出来る。
このようにして得られた本発明の紙用カチオン性サイズ
剤は、1種又は2種以上の疎水性重合性単量体(A)か
らなる重合性単量体成分を乳化重合する際の乳化剤に特
定のカチオン性高分子界面活性剤を用いているのが特徴
であり、その結果、優れたサイズ効果ならびに優れた分
散安定性を発揮するものであるが、本発明者らは更に、
該重合性単量体成分が少なくとも1種のアミノ基と反応
しうる官能基を有する重合性単量体(B)を含むことに
より、さらに優れたサイズ効果がより顕著に発揮され得
る。カチオン性高分子界面活性°漬tアミノ基と反応し
うる官能基としては、例えばカルボキシル基、スルホン
酸基、アジリジニル基、オキサゾリン基、ヒドロキシル
基、エポキシ基、ハロヒドリン基、ブロック化イソシア
ネート基、アルコキシシリル基などを挙げることができ
、これらの官能基を有する重合性単量体(B)としては
、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレ
イン酸、フマル酸、イタコン酸もしくはマレイン酸もし
くはフマル酸のモノエステル化物などの重合性不飽和カ
ルボン酸類;ビニルスルホン酸スチレンスルホン酸、(
メタ)アクリル酸スルホエチルなどの重合性不飽和スル
ホン酸類; (メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(
メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリ
ル酸とポリプロピレングリコールもしくはポリエチレン
グリコールとのモノエステルなどのヒドロキシル基含有
不飽和単量体類; (メタ)アクリル酸グリシジルなど
のエポキシ基含有不飽和単量体類;(メタ)アクリル酸
2−ヒドロキシ−3−クロロプロピルなどのハロヒドリ
ン基含有不飽和単量体類; (メタ)アクリル酸イソシ
アネートエチルのフェノール付加物などのブロック化イ
ソシアネート基含有不飽和単量体類; (メタ)アクリ
ロイルアジリジン、(メタ)アクリロイルオキシエチル
アジリジンなどのアジリジニル基含有不飽和単量体類;
2−プロペニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−2−
オキサゾリンなどのオキサゾリン基含有不飽和単量体類
;及びケイ素含有単量体類を挙げることができる。
剤は、1種又は2種以上の疎水性重合性単量体(A)か
らなる重合性単量体成分を乳化重合する際の乳化剤に特
定のカチオン性高分子界面活性剤を用いているのが特徴
であり、その結果、優れたサイズ効果ならびに優れた分
散安定性を発揮するものであるが、本発明者らは更に、
該重合性単量体成分が少なくとも1種のアミノ基と反応
しうる官能基を有する重合性単量体(B)を含むことに
より、さらに優れたサイズ効果がより顕著に発揮され得
る。カチオン性高分子界面活性°漬tアミノ基と反応し
うる官能基としては、例えばカルボキシル基、スルホン
酸基、アジリジニル基、オキサゾリン基、ヒドロキシル
基、エポキシ基、ハロヒドリン基、ブロック化イソシア
ネート基、アルコキシシリル基などを挙げることができ
、これらの官能基を有する重合性単量体(B)としては
、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレ
イン酸、フマル酸、イタコン酸もしくはマレイン酸もし
くはフマル酸のモノエステル化物などの重合性不飽和カ
ルボン酸類;ビニルスルホン酸スチレンスルホン酸、(
メタ)アクリル酸スルホエチルなどの重合性不飽和スル
ホン酸類; (メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(
メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリ
ル酸とポリプロピレングリコールもしくはポリエチレン
グリコールとのモノエステルなどのヒドロキシル基含有
不飽和単量体類; (メタ)アクリル酸グリシジルなど
のエポキシ基含有不飽和単量体類;(メタ)アクリル酸
2−ヒドロキシ−3−クロロプロピルなどのハロヒドリ
ン基含有不飽和単量体類; (メタ)アクリル酸イソシ
アネートエチルのフェノール付加物などのブロック化イ
ソシアネート基含有不飽和単量体類; (メタ)アクリ
ロイルアジリジン、(メタ)アクリロイルオキシエチル
アジリジンなどのアジリジニル基含有不飽和単量体類;
2−プロペニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−2−
オキサゾリンなどのオキサゾリン基含有不飽和単量体類
;及びケイ素含有単量体類を挙げることができる。
重合性単量体(B)を併用することでさらに優れたサイ
ズ効果がより顕著に発揮される理由は明らかではないが
、一つの理由としては重合性単量体(B)が有するアミ
ノ基と反応しうる官能基において該カチオン性高分子界
面活性剤がポリマーにグラフトし親木部分と疎水部分と
が一体化する結果、水溶性の親木部分の相分離が無くな
り全体として疎水性がアップした、またはセルロースへ
の疎水部分の定着性がより強固になった、等が挙げられ
る。
ズ効果がより顕著に発揮される理由は明らかではないが
、一つの理由としては重合性単量体(B)が有するアミ
ノ基と反応しうる官能基において該カチオン性高分子界
面活性剤がポリマーにグラフトし親木部分と疎水部分と
が一体化する結果、水溶性の親木部分の相分離が無くな
り全体として疎水性がアップした、またはセルロースへ
の疎水部分の定着性がより強固になった、等が挙げられ
る。
重合性単量体(B)の量は、”’V呆性重合性単量体(
A)100重量部に対して0.1〜50重量部の範囲で
使用することが好ましい。0.1重量部未満の場合は、
重合性単量体(B)の効果が十分発揮されず、50重量
部以上の場合は疎水性が充分に得られないためサイズ効
果が低下する。
A)100重量部に対して0.1〜50重量部の範囲で
使用することが好ましい。0.1重量部未満の場合は、
重合性単量体(B)の効果が十分発揮されず、50重量
部以上の場合は疎水性が充分に得られないためサイズ効
果が低下する。
本発明の紙用カチオン性サイズ剤の使用にあたっては、
従来公知の自己定着性のカチオン性サイズ剤と全く同様
に取扱うことができ、バルブスラリーに添加する内添サ
イジングおよびサイズ剤液に成紙を浸す表面サイジング
の双方に使用できる。バルブスラリーに添加する場合、
該カチオン性サイズ剤はバルブスラリーの乾燥重量に対
する固形分として0.01〜5重量%、好ましくは0.
05〜1重量%添加される。これらのサイズ剤の添加水
準は目的とする紙に要求されるサイズ度に応じて加減さ
れることは言うまでもない。
従来公知の自己定着性のカチオン性サイズ剤と全く同様
に取扱うことができ、バルブスラリーに添加する内添サ
イジングおよびサイズ剤液に成紙を浸す表面サイジング
の双方に使用できる。バルブスラリーに添加する場合、
該カチオン性サイズ剤はバルブスラリーの乾燥重量に対
する固形分として0.01〜5重量%、好ましくは0.
05〜1重量%添加される。これらのサイズ剤の添加水
準は目的とする紙に要求されるサイズ度に応じて加減さ
れることは言うまでもない。
〔発明の効果J
本発明の紙用カチオン性サイズ剤は、良好な分散安定性
を示し、とりわけ希釈安定性、貯蔵安定性に優れている
。すなわち、該カチオン性1イズ剤は、0.02〜0.
05μmと驚くべき微細なエマルションであるため、そ
の外観は水稀釈により加速度的に透明感が増し、ある濃
度以下では、みかけ水溶液化し、非常に良好な希釈安定
性を示す。また、アルキルケテンダイマー、アルケニル
無水コハク酸の如く加水分解によりエマルションが破壊
されることもなく、貯蔵安定性も良好である。さらに、
該カチオン性サイズ剤はバルブへの歩留りにも優れ、9
0%以上の高い値を示す。
を示し、とりわけ希釈安定性、貯蔵安定性に優れている
。すなわち、該カチオン性1イズ剤は、0.02〜0.
05μmと驚くべき微細なエマルションであるため、そ
の外観は水稀釈により加速度的に透明感が増し、ある濃
度以下では、みかけ水溶液化し、非常に良好な希釈安定
性を示す。また、アルキルケテンダイマー、アルケニル
無水コハク酸の如く加水分解によりエマルションが破壊
されることもなく、貯蔵安定性も良好である。さらに、
該カチオン性サイズ剤はバルブへの歩留りにも優れ、9
0%以上の高い値を示す。
これらの諸性能は、乳化剤に用いるカチオン性高分子界
面活性剤の有する優れた乳化能力と高いカチオン強度に
よるものと考えられる。
面活性剤の有する優れた乳化能力と高いカチオン強度に
よるものと考えられる。
以上の作用から、該カチオン性サイズ剤は抄紙工程にお
いて、汚れを起こさず作業性に優れ、同時に低添加量領
域でのサイズ効果にも優れた効果を発揮し、極めて実用
的価値の高いものである。
いて、汚れを起こさず作業性に優れ、同時に低添加量領
域でのサイズ効果にも優れた効果を発揮し、極めて実用
的価値の高いものである。
以下実施例によって本発明の詳細な説明するが、本発明
の範囲がこれら実施例のみに限定されるものではない。
の範囲がこれら実施例のみに限定されるものではない。
尚、実施例中に特にことわりのない限り%は重量%を、
部は重量部をそれぞれ示すものとする。
部は重量部をそれぞれ示すものとする。
参考例1
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込み管、温度計を備えたフ
ラスコにポリアミン化合物(I)としてポリエチレンイ
ミン(エボミン5P−006、日本触媒化学工業■製、
平均分子量600)300部、化合物(II)として炭
素数20〜28のα−オレフィンエポキシドの混合物(
AOE−YO8、ダイセル化学工業■製)372部を仕
込み、窒素気流下撹拌しながら80℃まで加熱した。
ラスコにポリアミン化合物(I)としてポリエチレンイ
ミン(エボミン5P−006、日本触媒化学工業■製、
平均分子量600)300部、化合物(II)として炭
素数20〜28のα−オレフィンエポキシドの混合物(
AOE−YO8、ダイセル化学工業■製)372部を仕
込み、窒素気流下撹拌しながら80℃まで加熱した。
同温度で4時間撹拌を続けて反応を終了し、カチオン性
高分子界面活性剤(1)を得た。
高分子界面活性剤(1)を得た。
参考例2〜5
参考例1において、ポリアミン化合物(I)及び化合物
(II)の種類、使用比率を第1表に示した通りとする
以外は参考例1と同様にしてカチオン性高分子界面活性
剤(2)〜(5)を得た。
(II)の種類、使用比率を第1表に示した通りとする
以外は参考例1と同様にしてカチオン性高分子界面活性
剤(2)〜(5)を得た。
第1表
(注)エボミン5P−003(平均分子量的300のu
xh’yイミン、日本m(イ)1(0豹陶製)//
5P−006(tt約600 tt n )S
P−012(n 約1200 〃 、 〃
)AOE−X24 (炭素数12及び14のa−1L
r74ン#キシドの混合物、ダイセ几イじ≠工1駿初製
) AOE−X68 (n 16及び18 /
/ // )AOE−YO8
(// 20から28 //
// )参考例6 2本の滴下ロート、撹拌機、窒素導入管、温度計及び還
流冷却器を備えたフラスコに純水1876部、参考例1
で得られたカチオン性高分子界面活性剤(1)21部、
PH調整剤として酢酸7゜4部を仕込み、ゆるやかに窒
素ガスを吹き込みながら65℃に加熱した。次に滴下ロ
ートにメタクリル酸2−エチルヘキシル42部、スチレ
ン2−8部からなる重合性単量体成分を調製し、別の滴
下ロートに2,2゛−アゾビス(2−アミジノプロパン
)二塩酸塩の5%水溶液14部からなる重合開始剤水溶
液を調製した。これらの内の重合性単量体成分の10%
量をフラスコに滴下し、続いて重合開始剤水溶液の50
%量を滴下し重合をスタートさせた。20分後残りの重
合性単量体成分、重合用触媒水溶液の滴下を始め、それ
ぞれ2時間、3時間で完全に滴下を終了した。滴下中は
、温度を65℃〜70℃に保持し、さらに滴下終了後同
温度で2時間撹拌して重合を終了させ、不揮発分328
%、PH4,6の重合体溶液を得、これをカチオン性サ
イズ剤[1] とした。
xh’yイミン、日本m(イ)1(0豹陶製)//
5P−006(tt約600 tt n )S
P−012(n 約1200 〃 、 〃
)AOE−X24 (炭素数12及び14のa−1L
r74ン#キシドの混合物、ダイセ几イじ≠工1駿初製
) AOE−X68 (n 16及び18 /
/ // )AOE−YO8
(// 20から28 //
// )参考例6 2本の滴下ロート、撹拌機、窒素導入管、温度計及び還
流冷却器を備えたフラスコに純水1876部、参考例1
で得られたカチオン性高分子界面活性剤(1)21部、
PH調整剤として酢酸7゜4部を仕込み、ゆるやかに窒
素ガスを吹き込みながら65℃に加熱した。次に滴下ロ
ートにメタクリル酸2−エチルヘキシル42部、スチレ
ン2−8部からなる重合性単量体成分を調製し、別の滴
下ロートに2,2゛−アゾビス(2−アミジノプロパン
)二塩酸塩の5%水溶液14部からなる重合開始剤水溶
液を調製した。これらの内の重合性単量体成分の10%
量をフラスコに滴下し、続いて重合開始剤水溶液の50
%量を滴下し重合をスタートさせた。20分後残りの重
合性単量体成分、重合用触媒水溶液の滴下を始め、それ
ぞれ2時間、3時間で完全に滴下を終了した。滴下中は
、温度を65℃〜70℃に保持し、さらに滴下終了後同
温度で2時間撹拌して重合を終了させ、不揮発分328
%、PH4,6の重合体溶液を得、これをカチオン性サ
イズ剤[1] とした。
参考例7〜13
参考例6において、カチオン性高分子界面活性剤の種類
、PH調整剤の量及び種類、疎水性重合性単量体(A)
、重合性単量体(B)からなる重合性単量体成分の種類
、量を第2表に示した通りとする他は、参考例6と同様
の操作を繰り返してカチオン性サイズ剤【21〜[81
を得た。その結果をまとめて第2表に示した。
、PH調整剤の量及び種類、疎水性重合性単量体(A)
、重合性単量体(B)からなる重合性単量体成分の種類
、量を第2表に示した通りとする他は、参考例6と同様
の操作を繰り返してカチオン性サイズ剤【21〜[81
を得た。その結果をまとめて第2表に示した。
比較参考例1
市販のカチオン化澱粉(商品名CATO−F 。
玉子ナショナル■製)の8%水溶液12.5gに、AS
A (ヘキサデセニルコハク酸無水物)5gを添加、混
合し、直ちに試験用ホモミキサー(特殊機化工業■、H
V−M型)を用いて9000 RPMで90秒間撹拌乳
化による均質化処理により比較用サイズ剤[1’lを得
た。
A (ヘキサデセニルコハク酸無水物)5gを添加、混
合し、直ちに試験用ホモミキサー(特殊機化工業■、H
V−M型)を用いて9000 RPMで90秒間撹拌乳
化による均質化処理により比較用サイズ剤[1’lを得
た。
比較参考例2
市販のカチオン化澱粉(商品名CATO−F ;玉子ナ
ショナル■製)の8%水溶液12.5gにAKD (ヘ
キサデシルケテンダイマー)5gを添加、混合し、直ち
に試験用ホモミキサー(特殊機化工業■、HV−M型)
を用いて9000RPMで90秒間撹拌乳化による均質
化処理により比較用サイズ剤[2°1を得た。
ショナル■製)の8%水溶液12.5gにAKD (ヘ
キサデシルケテンダイマー)5gを添加、混合し、直ち
に試験用ホモミキサー(特殊機化工業■、HV−M型)
を用いて9000RPMで90秒間撹拌乳化による均質
化処理により比較用サイズ剤[2°1を得た。
実施例1.比較例1
参考例6〜13で得られた本発明のカチオン性サイズ剤
【11〜[8j、及び比較参考爾”s、2で得られた比
較用サイズ剤【1°]、 [2’lについて平均粒子径
、希釈安定性、貯蔵安定性及びバルブへの歩留り率を下
記の方法で試験した。その結果を第3表に示す。
【11〜[8j、及び比較参考爾”s、2で得られた比
較用サイズ剤【1°]、 [2’lについて平均粒子径
、希釈安定性、貯蔵安定性及びバルブへの歩留り率を下
記の方法で試験した。その結果を第3表に示す。
・平均粒子径 光散乱分析装置(DLS−700,大塚
電子■製)またはコールタ−カウンター(TA−2型;
コールタ−社製)を使用して測定した。
電子■製)またはコールタ−カウンター(TA−2型;
コールタ−社製)を使用して測定した。
・希釈安定性 各サイズ剤液を脱イオン水で0.01℃
濃度まで希釈し、分散状態を目視で観察した。評価は、
0、○、×で示した。
濃度まで希釈し、分散状態を目視で観察した。評価は、
0、○、×で示した。
0 透明水溶液化し、極めて希釈安定性に優れている。
○ 乳化白色状態を維持するが、希釈安定性は良好。
× 凝集が進み、分散状態を維持できない。
・貯蔵安定性 各サイズ剤液を、50℃で1力月間放置
後の分散状態を目視で観察した。評価は○、△、×で示
した。
後の分散状態を目視で観察した。評価は○、△、×で示
した。
○ 変化なし。
Δ やや増粘傾向ではあるが、使用可能。
× 増粘またはゲル化し、使用不可。
バルブへの歩留り率
参考例6〜13で得られた本発明のカチオン性サイズ剤
[11〜【81のバルブへの歩留り率は、0.3%バル
ブスラリー(NBKP、フリーネス400m1)に各サ
イズ剤液を0.6%(対バルブ固形分)添加し、500
RPMで1分間撹拌混合後濾別し、得られたバルブと
濾液をそれぞれ1740ONポリビニル硫酸カリウム水
溶液(指示薬トルイジンブルー)でコロイド滴定するこ
とにより測定した。
[11〜【81のバルブへの歩留り率は、0.3%バル
ブスラリー(NBKP、フリーネス400m1)に各サ
イズ剤液を0.6%(対バルブ固形分)添加し、500
RPMで1分間撹拌混合後濾別し、得られたバルブと
濾液をそれぞれ1740ONポリビニル硫酸カリウム水
溶液(指示薬トルイジンブルー)でコロイド滴定するこ
とにより測定した。
比較参考例1.2で得られた比較用サイズ剤[1’l、
[2’lのバルブへの歩留り率は、同上の操作により
得られたバルブと濾液からの抽出により求めた。
[2’lのバルブへの歩留り率は、同上の操作により
得られたバルブと濾液からの抽出により求めた。
実施例2.比較例2
参考例1〜8で得られた本発明のカチオン性サイズ剤[
13〜【8]のサイズ効果を次の条件により測定して、
結果を第4表に示した。なお、比較のために市販石油樹
脂系カチオン性サイズ剤を比較用サイズ剤[3゛lとし
て同様にサイズ効果を測定して、結果を第4表に示した
。
13〜【8]のサイズ効果を次の条件により測定して、
結果を第4表に示した。なお、比較のために市販石油樹
脂系カチオン性サイズ剤を比較用サイズ剤[3゛lとし
て同様にサイズ効果を測定して、結果を第4表に示した
。
(抄紙条件)
バルブ:N−BKP (カナデイアン・スタンダード・
フリーネス400 ml) サイズ剤添加量: 0.3.0.5または1.0%(バ
ルブ重量に対する固形分) 定着剤、歩留り向上剤:なし 填 料:炭酸カルシウム20%(バルブ重量に対する固
形分) PHニア 抄 造: TAPPIスタンダード・シートマシーンプ
レス: 3.5 kg/cm”X 5分間、2分間乾
燥二回転式ドライヤー 110’CXS分間坪 量:8
0g/m” (サイズ測定条件)
フリーネス400 ml) サイズ剤添加量: 0.3.0.5または1.0%(バ
ルブ重量に対する固形分) 定着剤、歩留り向上剤:なし 填 料:炭酸カルシウム20%(バルブ重量に対する固
形分) PHニア 抄 造: TAPPIスタンダード・シートマシーンプ
レス: 3.5 kg/cm”X 5分間、2分間乾
燥二回転式ドライヤー 110’CXS分間坪 量:8
0g/m” (サイズ測定条件)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、分子内に2個以上の第1級及び/又は第2級アミノ
基を有するポリアミン化合物( I )に、一般式 R−X (式中Rは炭素数5〜50の炭化水素基を示し、Xはア
ミノ基と反応しうる官能基を有する原子団を示す。)で
表わされる化合物(II)を反応させて得られるカチオン
性高分子界面活性剤を乳化剤として、1種又は2種以上
の疎水性重合性単量体(A)からなる重合性単量体成分
を水性媒体中で乳化重合して得られた重合体からなる紙
用カチオン性サイズ剤。 2、重合性単量体成分が少なくとも1種のアミノ基と反
応しうる官能基を有する重合性単量体(B)を含んでな
る請求項1記載の紙用カチオン性サイズ剤。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-175597 | 1989-07-10 | ||
| JP17559789 | 1989-07-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03200837A true JPH03200837A (ja) | 1991-09-02 |
Family
ID=15998871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8735790A Pending JPH03200837A (ja) | 1989-07-10 | 1990-04-03 | 紙用カチオン性サイズ剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03200837A (ja) |
-
1990
- 1990-04-03 JP JP8735790A patent/JPH03200837A/ja active Pending
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