JPH0428839B2 - - Google Patents

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JPH0428839B2
JPH0428839B2 JP19391183A JP19391183A JPH0428839B2 JP H0428839 B2 JPH0428839 B2 JP H0428839B2 JP 19391183 A JP19391183 A JP 19391183A JP 19391183 A JP19391183 A JP 19391183A JP H0428839 B2 JPH0428839 B2 JP H0428839B2
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JP
Japan
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polyol
crude mdi
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JP19391183A
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JPS6088195A (ja
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Masaaki Torisu
Makoto Aiga
Hisashi Fujimoto
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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  • Machines For Manufacturing Corrugated Board In Mechanical Paper-Making Processes (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は段ボールの強化方法に関する。 さらにくわしくは、一般式()で示される、 〔式()中、nは0及び1以上の整数〕ジフ
エニルメタンジイソシアナートの精製工程から蒸
留残渣として得られるメチレン架橋ポリフエニレ
ンポリイソシアナート(以下粗MDIと略す。)を
変性して得られる自己乳化型変性MDI組成物を、
強化塗布剤に用いた段ボールの強化方法に関す
る。 従来より段ボールを強化する方法に関しては、
段ボールワツクス、合成樹脂などを溶剤に希釈し
て塗布し、例えば強度を増強する方法が知られて
いた。 しかしながら、これらの方法は溶剤蒸発による
作業環境の悪化、また溶剤回収工程が必要になる
ことの欠点があつた。 これらの欠点を改良する方法として、特開昭55
−6557号公報はポリイソシアネートの単量体ある
いは二重体、三重体のオリゴマーを、また特開昭
57−95397号公報は分子内に少なくとも2個以上
の活性水素を有する化合物で変性した前記一般式
()で示される粗MDI組成物を段ボールに塗布
して硬化させる方法が記載されている。 さらには、特開昭57−182436号公報には上記特
開昭57−95397号公報の改良法として一般式()
で示される粗MDIを、−NCO基100当量に対し、
1〜20当量の2個以上の水酸基を有するポリオー
ルで変性された部分プリポリマーを1重量%以上
含有させた粗MDI組成物を用いる方法が記載さ
れている。 しかしながら、これらのポリイソシアナートま
たは変性ポリイソシアナート組成物を用いた場合
は、段ボール塗工物の強度などの物性は満足でき
るものではなく、取扱い時に破損し、また、従来
法と同様に塗工後の装置洗浄において多量の溶剤
を必要とし、作業環境と経済性の点から多くの欠
点があつた。 たとえば、前記特開昭57−182436号記載の粗
MDIに、少くとも2個以上の水酸基を有するポ
リオールで部分変性したプリポリマーを添加した
強化剤を段ボール塗工に用いた場合、ある程度の
強度は発揮できるが、粘度が高いためスプレー塗
布は困難であることからロール塗布に限定され、
かつ原紙への浸透性が悪いために、原紙の表面付
近で樹脂皮膜が形成され、樹脂本来の強度を発揮
できなかつた。そのため従来法と同様に、塗工に
際しては不活性有機溶媒で希釈する必要があり、
また塗工後有機溶剤によるロールの厄介な洗浄が
必要であつた。 本発明者は、これらの欠点を改良すべく鋭意検
討の結果、本発明に到達したものである。 即ち本発明は、前記一般式()で示される粗
MDIに少くとも2個以上の水酸基を有し、平均
分子量1000以上を有するポリオール、及び単官能
アルコールにエチレンオキサイドとプロピレンオ
キサイドを付加重合したポリオキシアルキレンモ
ノオールとを反応せしめて得られる変性粗MDI
組成物を塗布することを特徴とする段ボールの強
化方法である。 本発明に用いる強化方法の特徴は、粗MDIを
特定の物性を有するポリオールで変性することに
より、塗布して得られる段ボールに強度、及び可
撓性を持たせ、また自己乳化性を有するポリオキ
シアルキレンモノオールで変性することにより、
粗MDIの適宜のエマルシヨン化と、原紙への浸
透性を良好にしたものであり、このように変性さ
れたプリポリマーを含有する粗MDI組成物を強
化塗布剤に用いることにより、強靭な段ボールが
得られるだけでなく、エマルシヨン化により低粘
度化させることができるので、塗付量の任意のコ
ントロールができ、またスプレー塗工をも可能に
したものである。 したがつて本発明方法では、必ずしもロールコ
ータによる塗工法を必要とせず、そのため塗工後
の装置の洗浄も従来のような溶剤を用いる必要も
なく水洗浄するだけで清掃できるので作業環境の
悪化もなく取扱いが極めて簡単になる。 本発明において、粗MDIの変性に用いるポリ
オールとしては、ポリエーテルポリオールが好ま
しく、プロピレングリコール、グリセリン、ペン
トール、ソルビトールなどの多官能アルコール類
に、プロピレンオキサイド、またはプロピレンオ
キサイドとエチレンオキサイドを付加重合させた
ポリオキシアルキレンポリオール類、さらにこれ
らのポリオキシアルキレンポリオール類に、アク
リロニトリルやスチレンなどのビニール単量体を
グラフト重合させた、いわゆるポリマーポリオー
ルなどが挙げられる。 ポリオールの平均分子量は、少くとも1000以上
のものであり、これ以下ではある程度の強度は得
られるものの、可撓性に劣り所望の物性は得にく
い。好ましくは1000〜6000の平均分子量を有し、
ヒドロキシル価の範囲は25〜200を有するポリオ
ールの使用が望ましい。 また、ポリオキシアルキレンモノオールは、メ
チルアルコール、エチルアルコール、プロピルア
ルコールなどの単官能アルコールを、開始剤とし
てこれに塩基性触媒の存在下でエチレンオキサイ
ド(EO)およびプロピレンオキサイド(PO)を
好ましくはEO/PO=90/10−40/60の重量比で
加えて付加させる公知の方法で製造できる。エチ
レンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加順
序、又はこれらの付加形式(ランダムまたはブロ
ツク)はいずれでもよく、ポリオキシアルキレン
モノオールのヒドロキシル価の好ましい範囲は25
−200である。 本発明において用いられる粗MDIは。前記式
()中のベンゼン環の二核体、及び三核体以上
を有するものの混合物であり、前記一般式()
中のnが広範囲の混合物も使用できるが、通常ジ
フエニルメタンジイソシアナートの精製工程にお
ける蒸留残渣液として得られるn=0〜4を主成
分とする混合物であり、たとえば硬質ポリウレタ
ンフオーム用原料として容易に入手できるもので
ある。 本発明において行なわれるポリオール及びポリ
オキシアルキレンモノオールによる変性反応は、
粗MDIをポリオールで変性した後、引続き反応
系にポリオキシアルキレンモノオールを添加して
変性反応を完結させる方法が望ましい。 上記した粗MDIの前段でのポリオール変性反
応においては、粗MDIとポリオールとの配合比
は、変性された粗MDI組成物100重量部(以下、
部は重量部を示す)中に、5〜50部が含有される
ように、とくに好ましくは15〜25部の範囲になる
ように配合される。而してポリオール使用量が5
部以下では得られる段ボールの強度が乏しく、50
部以上では高粘度となりエマルシヨン化して塗工
した場合の浸透性が劣る傾向がある。 また反応温度は50〜120℃、好ましくは80〜100
℃で約2時間程度加熱されるが、ポリオールによ
る変性反応の終点は、反応物中の−NCO基含有
量の測定で決められる。 通常市販の粗MDIの−NCO基の含有量は粗
MDI100g中約30〜32重量%程度であり、本発明
では、ポリオール変性反応後引続き行うポリオキ
シアルキレンモノオールによる変性後の−NCO
基含有量は15〜28重量%に、またポリオキシアル
キレンモノオールの配合比は粗MDI組成物100部
に対し1〜5部となるように変性するのが一般的
であり、前段のポリオール変性反応物中の−
NCO基含量はこれから設定できる。また、ポリ
オール仕込量は、ポリオールの平均分子量及びヒ
ドロキシル価にあわせて適宜設定される。 本発明の粗MDIの後段でのポリオキシアルキ
レンモノオール変性反応において、粗MDIとポ
リオキシアルキレンモノオールとの配合比は前述
したように粗MDI100部に対し1〜5部が好まし
く、とくに好ましくは2〜3部の範囲である。ポ
リオキシアルキレンモノオールが1部未満では得
られた変性粗MDI組成物をエマルシヨン化して
塗工した場合、エマルシヨン化が不充分でありま
た5部を越えるとエマルシヨンの可使時間が短か
くなる傾向となる。 ポリオキシアルキレンモノオールによる変性反
応温度は70〜80℃で1〜2時間加熱して本発明に
おける変性反応を終了する。その際前後、後段の
変性反応においては、必要により触媒としてオク
チル酸錫、オクチル酸鉛、ジブチル錫ジラウレー
トなどを添加することもできる。得られる変性粗
MDI組成物は粘度が約300〜3000cps/25℃、イ
ソシアネート含有量15−28重量%の高粘度の液体
であるが、水で容易に乳化できて低粘度にして塗
工できる。 本発明により得られた変性粗MDI組成物を段
ボールに塗工する場合は、原液のまゝ用いてもよ
いが、同量程度の水を添加してホモジナイザー中
で攪拌乳化して使用したほうがよい。これにより
低粘度化されるので、ロールコーテイングも勿論
可能であるが、スプレーコーテイングの塗工も可
能となる。 塗布量は10〜50g/m2、通常は10〜20g/m2
少量で充分であり、増強効率がよく、かつ塗工後
のタツクもない。 また、塗布個所は段ボールシートの片面または
両面あるいは中芯部を塗布することができる。中
芯部に塗布した場合は、接着に使用される糊との
相溶性もよく、反応性を有するため接着力も強化
される。 また、塗布するに際し、シリコン含有界面活性
剤、顔料、充填剤並びにアジピン酸、サルチル酸
などの有機酸類、オクチル酸鉛、ジブチル錫ジラ
ウレートなどの有機酸金属塩類、トリエチレンジ
アミン等の第三級アミン類等の公知のウレタン用
硬化促進剤を添加して使用することもできる。 本発明により塗布された変性粗MDI組成物は
紙繊維を構成しているセルロースの水酸基または
紙に介在する水分および大気中の水分と反応し、
1〜6日間で最高の強度を示す。 以下、実施例により本発明を説明する。 実施例 1 プロピレングリコールにプロピレンオキサイド
を付加重合して得た平均分子量3000、ヒドロキシ
ル価38.4のポリオキシプロピレンポリオール
180.6部を窒素気流中でNCO基含有量30.6重量
(%)の粗MDI(三井日曹ウレタン社製MDI−CR
〓300)82.26部中に100℃、1時間で滴下し同温
度に2時間保ち前後の反応を終了した。ついでメ
タノールにエチレンオキサイドとプロピレンオキ
サイドを付加重合させて得たポリオキシアルキレ
ンモノオール(ヒドロキシル化78.2)25.7部(変
性ポリイソシアナート組成物中に2.5(%)含有さ
れる様に設定)を加え、100℃、1時間加熱し後
段の反応を完結させた。 冷却後、得られた変性ポリイソシアナート組成
物の粘度は800cps/25℃でイソシアナート基含有
量は23.4重量(%)であつた。 以上の様にして得た変性粗MDI組成物100gを
10℃の水100gとホモジナイザー中5分間
(3000rpm)攪拌、乳化した。 得られたエマルシヨンは粘度10cps/25℃の低
粘度であり、スプレーガンを用いて20.0×25.0cm
角に切断した秤量200g/m2のライナー紙及び秤
量125g/m2の中芯部にスプレーコーテイングし、
100℃/60秒乾燥したところ、加工紙にはタツク
も残らず均一に塗工された。 20℃/65(%)HR×5日硬化後のリングクラ
ツシユテストによる耐圧強度は表−1の通りであ
つた。 実施例 2 平均分子量3000、平均官能基数3のポリオキシ
プロピレンポリオール770部にラジカル発生剤の
存在下にアクリルニトリル192部、スチレン52部
をグラフト重合して得たヒドロキシル価41.4の共
重合物243.9部を、NCO基含有量30.6重量(%)
の粗MDI(三井日曹ウレタン社製MDI−CR〓
300)82.26部中に窒素気流中で100℃、2時間で
滴下し、さらに同温度に2時間加熱反応した。次
に実施例1に用いたものと同一のポリオキシアル
キレンモノオール(ヒドロキシル価78.2(%))
27.3部(変性ポリイソシアナート組成物中の含有
量が2.5(%)になる様に設定)を加えた後、100
℃2時間加熱し変性反応を終了した。 冷却後、得られた変性ポリイソシアナート組成
物の粘度は1430cps/25℃で、イソシアナート基
含有量は21.7重量(%)であつた。 実施例1と全く同様にして乳化後得られた粘度
20cps/25℃のエマルシヨンを同様にスプレーコ
ーテイングし、100℃/60秒乾燥。20℃/65(%)
RH×5日硬化後の加工紙の耐圧強度は表−1の
通りであつた。 比較例 ポリオキシアルキレンモノオールで変性しない
従来品の合成を次の手順で行つた。 すなわち、プロピレングリコールにプロピレン
オキサイドを付加重合して得た平均分子量2000、
ヒドロキシル価56.1のポリオキシプロピレンポリ
オール300部を窒素気流下中でNCO基含有量30.6
重量(%)の粗MDI324.4部中に80℃、1時間で
滴下しさらに同温度で2時間加熱し、反応を終了
した。 冷却後に得られた変性粗MDI組成物の粘度は
1370cps/25℃、NCO基含有量は21.2(%)であ
つた。 この様にして得た変性粗MDI組成物100gを10
℃の水100gと実施例1と全く同様な方法で乳化
を試みたが、全く乳化せず、約5分間静置したと
ころ完全に水層と油層とに分離した。 従つて、比較例の様にして変性して得られる変
性粗MDI組成物は、実施例1及び2の様にして
得られる変性粗MDI組成物の様にスプレーコー
テイングは不可能であるためロールコーテイング
した。 すなわち、ライナー紙および中芯紙にロールコ
ーテイングしたところ樹脂の原紙への浸透スピー
ドが遅いためタツクが残つた。次にコーテイング
条件を実施例1,2と同様にするため、スプレー
ガンを用いて樹脂塗布量と同量の水を塗布後、
100℃60秒乾燥後20℃/65(%)RH×5日間硬化
した。耐圧強度は表−1の通りであつた。 【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式() 〔式()中、nは0及び1以上の整数〕で示
    されるメチレン架橋ポリフエニレンポリイソシア
    ナートに、少くとも2個以上の水酸基を有し平均
    分子量1000以上を有するポリオール、及び単官能
    アルコールにエチレンオキサイドとプロピレンオ
    キサイドを付加重合したポリオキシアルキレンモ
    ノオールとを反応せしめて得られる変性メチレン
    架橋ポリフエニレンポリイソシアナート組成物を
    塗布することを特徴とする段ボールの強化方法。 2 ポリオールの平均分子量1000〜6000である特
    許請求の範囲第1項記載の方法。 3 変性メチレン架橋ポリフエニレンポリイソシ
    アナート組成物100重量部中に、ポリオールを5
    〜50重量部、ポリオキシアルキレンモノオールを
    1〜5重量部含み、−NCO基を15〜28重量%含有
    するように変性されたメチレン架橋ポリフエニレ
    ンポリイソシアナート組成物を用いる特許請求の
    範囲第1項記載の方法。
JP19391183A 1983-10-17 1983-10-17 段ボ−ルの強化方法 Granted JPS6088195A (ja)

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JPS62152735A (ja) * 1985-12-27 1987-07-07 昭和高分子株式会社 樹脂強化段ボ−ルの製造方法
JP2578033B2 (ja) * 1991-08-08 1997-02-05 第一工業製薬株式会社 紙力増強剤
JP2519638B2 (ja) * 1992-08-07 1996-07-31 三洋化成工業株式会社 紙塗工液用薬剤

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