JPS6116767B2 - - Google Patents
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Description
本発明は紙のテン料に対する新規で本質的に非
熱硬化性のテン料保留助剤樹脂(retention aid
resin)に関する。
アミノ重合体とエピハロヒドリンとの反応によ
つて得られる陽イオン性で水溶性の熱硬化性樹脂
は、紙に対する周知の湿潤強力剤である。このよ
うな湿潤強力剤の代表的なものは米国特許第
2926154号の樹脂である。この特許には、ポリア
ルキレンポリアミンとジカルボン酸とから誘導さ
れたアミノポリアミドとエピクロロヒドリンとの
反応によつて得られる樹脂について記載されてい
る。湿潤強力樹脂の技術分野においては、ポリア
ルキレンポリアミンとジカルボン酸とから得られ
たアミノ重合体はポリアミノポリアミドとして知
られており、これは応々にして“アミノポリアミ
ド”及び“ポリアミド”とも呼ばれている。紙に
対する陽イオン性の熱硬化性湿潤強力樹脂につい
て記載している他の特許には、米国特許第
3224990号、同第3240664号、同第3332901号及び
同第3700623号がある。
米国特許第3224990号の教示によると、ジエチ
レントリアミンとアジピン酸とから得たアミノポ
リアミドを、エピクロロヒドリン及び水酸化アン
モニウムと、アミノポリアミド:水酸化アンモニ
ウム:エピクロロヒドリンのモル比が1.0:0.5:
2.5となる量で反応させる。アミノポリアミドと
水酸化アンモニウムとを、エピクロロヒドリンと
の反応に先だつて予備混合しておくか、或はエピ
クロロヒドリンとアンモニアとをアミノポリアミ
ドと混合する前にあらかじめ反応させておくこと
もできる。この米国特許に開示された条件下で
は、アミノポリアミドと水酸化アンモニウムは
各々同じような速度でエピクロロヒドリンと反応
し、これを消費する。水酸化アンモニウムとエピ
クロロヒドリンとをアミノポリアミドに添加する
前に予じめ反応させる場合には、こうしない場合
に比べてやや多量のエピクロロヒドリンが水酸化
アンモニウムと反応するであろう。しかし、まだ
少なくともいくらかはアミノポリアミドと反応す
るために存在しているだろう。この特許の樹脂は
紙用の湿潤強力剤として有用性を持つ陽イオン性
熱硬化性樹脂である。
上記の陽イオン性樹脂は熱硬化性であつて、そ
のため抄紙前のパルプのスラリーに添加された場
合、紙に対する湿潤強力剤として使用するのに特
に適するようになる。同時に、この樹脂はパルプ
スラリー中に存在しているテン料の保留助剤とし
ての機能も果しうる。湿潤強度はテン料含有紙に
おいて必らずしも望ましい性質ではない。熱硬化
性樹脂が存在していると、くずの再加工が困難と
なる。したがつて、紙に湿潤強度の性質を付与す
ることのないテン料の保留助剤樹脂を利用しうる
ようにすることが望まれている。
本発明によると、本質的に非熱硬化性で、紙の
テン料に対する有効な保留助剤樹脂であり、しか
も紙に対して湿潤強度性を与えるとしてもほんの
少ししか与えることのない新規な陽イオン性樹脂
が提供される。
本発明の保留助剤樹脂はアミノヒドロキシアル
キルアミノ重合体及びアミノヒドロキシアルキル
第4級アンモニウム重合体である。これらは(1)
一般式RRR′N(ここで、各Rは水素及びC1−C4
アルキルから自由に選ばれ、R′は水素、C1−C4
アルキル及びヒドロキシルから選ばれる)を有す
る窒素含有化合物を、(2) 複数の第2級及び/ま
たは第3級アミノ基を含有する重合体とアミンに
対して2官能性のエポキシド(例、エピクロロヒ
ドリン、1,2:3,4−ジエポキシブタン、
1,2:5,6−ジエポキシヘキサン、ジグリシ
ジルエーテル及び3,4−エポキシ(エポキシエ
チル)シクロヘキサン)との反応によつて或る種
の基材樹脂と反応させることによつて製造され
る。本発明で使用する基材樹脂については後でよ
り詳しく説明する。
本発明において使用しうる上記の窒素含有化合
物(以下、単に“窒素化合物”と言う)として
は、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミ
ン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチル
アミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジ
プロピルアミン、トリプロピルアミン、イソプロ
ピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプ
ロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、
トリブチルアミン、イソブチルアミン、ジイソブ
チルアミン、トリイソブチルアミン、t−ブチル
アミン、ジ−t−ブチルアミン、N−エチル−N
−メチル−プロピルアミン、N,N−ジメチル−
エチルアミン、N,N−ジエチル−プロピルアミ
ン、N,N−ジメチル−イソプロピルアミン、N
−エチル−N−イソプロピル−ブチルアミン、N
−エチル−N−プロピル−t−ブチルアミン、N
−メチル−N−エチル−イソブチルアミン、N−
メチル−プロピルアミン、N−エチル−プロピル
アミン、N−プロピル−t−ブチルアミン、N−
エチル−ジプロピルアミン、N−メチル−ジエチ
ルアミン、N−プロピル−ジ−t−ブチルアミ
ン、N−メチル−エチルアミン、N−エチル−ブ
チルアミン、N−ヒドロキシ−メチルアミン、N
−ヒドロキシ−ジメチルアミン、ヒドロキシルア
ミン、N−ヒドロキシ−N−メチル−プロピルア
ミン、N−ヒドロキシ−N−メチル−t−ブチル
アミン、N−ヒドロキシ−N−メチルアミン、N
−ヒドロキシ−ジイソプロピルアミン、N−ヒド
ロキシ−ジエチルアミン及びN−ヒドロキシ−エ
チルアミンがある。
本発明の樹脂を製造するにあたつては、基材樹
脂と窒素化合物との反応を、この両反応剤に対す
る溶剤であつて、しかも両反応剤及び反応生成物
に対して不活性である液体媒体(反応温度で液体
のもの)中で実施する。反応は水性媒体中で行な
うのが好ましい。反応前における反応媒体中の基
材樹脂の固体分濃度は、約1ないし約25重量%、
好ましくは約6ないし約15重量%であろう。反応
は約0℃ないし約150℃の温度で行なうことがで
き、所望によりもつと高温でも行なえる。好まし
い温度は約50℃ないし約100℃の範囲内である。
反応は加圧下または大気圧下で行なうことができ
る。反応混合物の沸点より温度が高いと、反応を
加圧下で行なうことが必要となろう。
反応は、基材樹脂の2官能性エポキシドから誘
導された部位(以下及び特許請求の範囲では“エ
ポキシド部位”と言う)の実質的に全部が窒素化
合物と反応し終つて、生成した樹脂が熱硬化性の
性質を有していたとしてもほゝの少しになるまで
続けられる。反応時間は温度と逆に変化する。す
なわち、たとえば50℃では反応時間は約0.5ない
し3時間であろうが、100℃ではこれが約1ない
し10分となろう。
窒素化合物の使用量は、エポキシド部位の全部
が窒素化合物と本質的に完全に反応するように、
基材樹脂のエポキシド部位の量と少なくとも化学
量論的に当量であるべきであり、これより相当に
過剰であるのが好ましい。本発明の反応を実施す
る際に、反応混合物の望ましくないゲル化が起る
ことがある。したがつて、この可能性を実質的に
排除するために、化学量論量よりかなり過剰量の
窒素化合物を使用する。化学量論量の約2倍ない
し約40倍が好ましい。ゲル化を避けるために必要
な窒素化合物の量は、反応混合物中の基材樹脂の
固体分含有量と大体正比例するであろう。おびた
だしい実験作業をしないで、望ましくないゲル化
を避けるようにしながら本発明の保留助剤樹脂を
製造することは、本発明の教示を手にした当業者
がよくするところである。未反応の窒素化合物は
生成した樹脂溶液中に残したままにしておくこと
もできるし、或いは所望によりこれを公知の手段
(例、大気圧または減圧下での加熱)で樹脂溶液
から除去することもできる。こうして除去された
未反応窒素化合物は、所望により回収して再使用
することもできる。
本発明の新規保留助剤樹脂は、炭酸カルシウ
ム、各種の粘土(例、カオリン)及び二酸化チタ
ンのような広範な紙のテン料に対する保留助剤と
して使用することができる。保留助剤樹脂は一般
に抄紙直前のパルプ−テン料スラリーに、乾燥パ
ルプの重量に対して約0.002ないし約1.0重量%の
量で添加される。しかし、これを製紙系のもつと
前の時点で添加することもできる。本発明の新規
保留助剤樹脂は、ミヨウバン含有系及びミヨウバ
ン非含有系の両方に使用することができる。
アミノポリアミド−エピクロロヒドリン基材樹
脂と窒素化合物から得られる保留助剤樹脂
本発明の1態様によると、保留助剤樹脂は窒素
化合物とアミノポリアミド−エピクロロヒドリン
熱硬化性樹脂との反応によつて得られる。水溶性
のアミノポリアミド−エピクロロヒドリン熱硬化
性樹脂は製紙業界において周知のものである。或
る種のアミノポリアミド−エピクロロヒドリン熱
硬化性樹脂の例は米国特許第2926154号に記載さ
れている。ジカルボン酸とポリアルキレンポリア
ミンとを長鎖アミノポリアミドを形成するような
条件下で反応させてアミノポリアミドをまず製造
する。
アミノポリアミドを製造するのに使用しうる適
当なジカルボン酸には、ジグリコール酸並びに炭
素数が4ないし12の飽和脂肪族ジカルボン酸
(例、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメ
リン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン
酸、メチルアジピン酸、及びメタルグルタル酸)
がある。
他の好適なジカルボン酸には芳香族カルボン酸
(例、テレフタル酸、イソフタル酸、及びフタル
酸)並びにα,β−不飽和ジカルボン酸(例、マ
レイン酸、フマル酸、イタコン酸、グルタコン
酸、シトラコン酸及びメサコン酸)がある。
上記の酸の利用しうる無水物もアミノポリアミ
ドを製造するのに使用することができる。上記の
酸のアミドもアミノポリアミドを製造するのに使
用することができる。上記の酸のエステルも所望
によりアミノポリアミドを製造するのに使用でき
る。使用することのできる別のエステルは、マロ
ン酸のエステル、たとえばマロン酸ジメチル、マ
ロン酸ジエチル及びマロン酸ジプロピルである。
2以上の上記の反応剤の混合物をアミノポリアミ
ドの製造に使用することもできる。したがつて、
たとえば異なる2種のジカルボン酸の混合物も使
用できる。異なる2種の無水物の混合物も使用で
きる。異なる2種のエステルの混合物も使用でき
る。異なる2種のアミドの混合物も使用できる。
1種以上の酸と1種以上のエステルとの混合物も
使用できる。1種以上の無水物と1種以上の酸と
の混合物も使用できる。また、1種以上の酸、1
種以上の無水物及び1種以上のエステルからなる
混合物も使用できる。
アミノポリアミドの製造に使用しうるポリアル
キレンポリアミンには次の一般式によつて表わす
ことができるものがある。
(上記式中、R″は水素、C1−C12アルキルまた
はC1−C12ヒドロキシアルキルであり;nは2な
いし6の整数であり、xは1ないし4の整数であ
る。)C1−C12アルキルの例はメチル、エチル、
ブチル、ヘキシル及びドデシルである。C1−C12
ヒドロキシアルキルの例はヒドロキシエチル、2
−ヒドロキシプロピル、2−ヒドロキシブチル及
び2−ヒドロキシドデシルである。
使用しうる上記の式のポリアルキレンポリアミ
ンの具体例を挙げると、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、ジプロピレントリアミン、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、イミ
ノビス(プロピルアミン)、及びメチルビス(3
−アミノプロピル)アミンがある。
使用しうる他のポリアルキレンポリアミンであ
つて、上記の一般式に含まれないものには、1,
4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジン及び
1−(2−アミノエチル)ピペラジンがある。2
種以上のポリアルキレンポリアミンの混合物も所
望により使用できる。
アミノポリアミド中のアミン窒素間の間隔を所
望により増大させることができる。こうするに
は、ジアミン(例、エチレンジアミン、1,3−
ジアミノプロパン、1,2−ジアミノプロパン、
ヘキサメチレンジアミン、アミノエチルエタノー
ルアミン等)をポリアルキレンポリアミンの一部
の代りに使用すればよい。この目的に対しては、
ポリアルキレンポリアミンの約80%までを等モル
量のジアミンで置き換えることができる。しか
し、通常は約50%以下の代替で充分であろう。
ジカルボン酸とポリアルキレンポリアミンとの
反応を実施するときの使用温度は、大気圧下で約
50℃ないし約250℃或いはそれ以上に及ぶ。約80
℃ないし210℃の温度が好ましい。減圧を使用す
れば、もつと低温を使用することができる。反応
時間は約0.5ないし4時間であつて、温度と逆に
変化しよう。
この反応を実施する場合、ジカルボン酸の使用
量は、ポリアルキレンポリアミンの第1級アミン
基と実質的に完全に反応するのには充分な量であ
るが、第2級アミン基及び/または第3級アミン
基と実質的程度まで反応するのには不充分な量で
あるのが好ましい。こうするには、ポリアルキレ
ンポリアミン:ジカルボン酸のモル比を約0.9:
1ないし約1.2:1とすることが通常必要となろ
う。しかし、約0.8:1ないし約1.4:1のモル比
を使用することができる。
こうして得られたアミノポリアミドをエピクロ
ロヒドリンと約45℃ないし約100℃、好ましくは
約45℃ないし約70℃の温度で反応させる。反応
は、(固体分)15%水溶液の25℃の粘度がガード
ナー・ホルト粘度計尺度のほぼA以上に達するま
で行なう。この反応は、反応を制御するために水
溶液状態で実施するのが好ましい。PHの調節は通
常は必要ない。しかし、反応の重合段階が進むと
PHが低下するので、場合によつては生成した酸の
少なくともいくらかと化合させるためにアルカリ
を添加するのが望ましいこともある。所望の粘度
に達したら、水を加えて樹脂水溶液の濃度(固体
含有量)を所望の値、通常は約2ないし50%に調
整することができる。
エピクロロヒドリン−アミノポリアミド反応用
の水性反応媒体を調製する場合、本質的に全部の
アミノポリアミドがこの媒体中に溶解しているこ
とが望ましい。完全に水溶性ではないアミノポリ
アミドを完全に溶解させるためには、水混和性ア
ルコール(例、メタノール、エタノール、プロパ
ノール、イソプロパノール及びt−ブタノール)
を水性媒体に加えることができる。アルコールの
使用量はアミノポリアミドの実質的に完全な溶解
を生ずるのに必要な量であり、当業者が容易に決
定できるだろう。
アミノポリアミド−エピクロロヒドリンの反応
においては、エピクロロヒドリンの使用量は、ア
ミノポリアミド中の各第2級または第3級アミン
基に対して約0.1ないし約2モル、好ましくは約
1ないし1.5モルの量である。
したがつて、アミノポリアミド−エピクロロヒ
ドリン反応生成物は、アミノポリアミドのアミン
基(第2級または第3級)に対するエピクロロヒ
ドリンのモル比が約0.1ないし約2である量でア
ミノポリアミドとエピクロロヒドリンとを反応さ
せることによつて得られたものであり、これによ
り水溶性のアミノポリアミド−エピクロロヒドリ
ン基材樹脂が形成される。
窒素化合物とアミノポリアミド−エピクロロヒ
ドリン基材樹脂との反応は水性媒体中で行なうの
が好ましく、この媒体はエピクロロヒドリンとア
ミノポリアミドとの反応に使用したままの同じ反
応媒体であつてもよい。窒素化合物との反応は、
エピクロロヒドリンとアミノポリアミドとの反応
が実質的に完了した後すぐに行なうことができ
る。
基材樹脂溶液を窒素化合物との反応前にある程
度の時間貯蔵しておく場合には、塩酸及び硫酸の
ような水溶性の酸を添加してPHを約6以下に調整
することによりゲル化に対して安定化させること
ができる。窒素化合物と反応させて本発明の保留
助剤樹脂を製造する反応は、7より高いPH、好ま
しくはPH約8以上で行なう。所望により、過剰の
窒素化合物の部分を使用して所要のPH調整を行な
うこともできる。
この態様で得られる樹脂は、一例を示すと次の
ような構造を有する。
(ここで、Rはアルキレン、xは1〜4、R1
とR2は水素又はC1〜C4アルキル、そしてRは
ジカルボン酸に由来する2価残基であり、nは7
以上の整数)
次に挙げる実施例は本発明のこの態様の例示で
ある。これらの実施例において、部及び%は特記
のない限りいずれも重量による。
実施例 1
ジエチレントリアミン200部とアジピン酸290部
との混合物を撹拌しながら170−175℃に1.5時間
加熱して、その間水を発生させ、140℃に冷却し
てから、約400部の水で固体分50%まで希釈す
る。アミノポリアミドの還元比粘度(RSV)は
0.16である(C=2g/100mlにして1モル
NH4Cl水溶液中で25℃で測定したときの比粘度/
Cと規定する)。このジエチレントリアミン−ア
ジピン酸ポリアミドの50%水溶液100部を水300部
で希釈し、40℃に加熱し、エピクロロヒドリン
27.5部で処理し、ガードナー・ホルト粘度がEの
値(25℃に冷却した試料で測定)に上昇するまで
75℃に約1時間加熱撹拌する。生成した樹脂をそ
の後302.5部の水で希釈し、PHを濃硫酸で4.6に調
整する。固体分約10%を含有している安定化樹脂
水溶液が得られる。
実施例 2
実施例1に記載した固体分10%の樹脂溶液100
部にPHを7に調整するのに充分なNaOHを添加す
る。この溶液に次いで18.7部の濃アンモニア水
(28%)を混合し、80−85℃で2時間加熱還流さ
せる。得られた溶液はほぼ10.1%の不揮発性固体
分を含有している。
ここで生成した樹脂は次の構造を有する。
実施例 2a
実施例1にしたがつて調製した10%樹脂溶液
100部にPHを7に調整するのに充分なNaOHを添
加する。この溶液を次いで14.7部の濃アンモニア
水(28%)と混合し、室温(約25℃)で1ケ月間
放置して反応させる。約10.1%の不揮発性固体分
を含有している溶液が得られる。
実施例 3
実施例1により調製した固体分10%樹脂溶液
1000部をNaOHでPH7に調整し、その後28%アン
モニア水196.9部で処理し、80℃で2時間加熱還
流させる。この混合物を次いで蒸留する。蒸留は
蒸留フラスコ中に320.4部の樹脂溶液が残るまで
行なう。得られた樹脂溶液は、不揮発物の濃度が
36.7%、PHが約7、ガードナー・ホルト粘度がW
である。この樹脂溶液は32℃で90日間貯蔵した場
合でもゲル化しない。
実施例 4
実施例1に記載した樹脂の10%溶液100部にエ
チルアミン14.75部を添加する。生成した溶液を
70℃で2時間加熱還流させ、その後減圧蒸発によ
り濃縮して未反応のエチルアミンを除去する。得
られた溶液を75部の水で希釈すると、約10.2%の
全固体分を含有している溶液が得られる。
実施例 5
ジエチレントリアミン−アジピン酸ポリアミド
の50%水溶液200部(実施例1のようにして調
製)を541部の水で希釈し、エピクロロヒドリン
57.5部で処理する。この混合物を次いでガードナ
ー・ホルト粘度がほぼFに達するまで70−75℃に
加熱する。混合物をその後378部の水で希釈し、
冷却し、PH4.7に調整して、固体分12.5%の樹脂
溶液を得る。この樹脂溶液160部を50%NaOH水
溶液でPH7に調整し、20%ジメチルアミン水溶液
14.7部で処理し、72℃で2時間加熱還流させる。
この溶液をその後不揮発性固体分が14.8%になる
まで蒸発濃縮する。
実施例 6
実施例1の方法にしたがつて調製した10%樹脂
溶液100部をヒドロキシルアミン塩酸塩6.6部及び
10N水酸化ナトリウム水溶液13部で処理し、85℃
に2時間加熱する。全固体分の含有量が約13.9%
である樹脂溶液が得られる。
実施例 6a
実施例6をくり返すが、ただし9.12部のヒドロ
キシルアミン塩酸塩と17.4部の10N水酸化ナトリ
ウム水溶液を使用する。全固体分の含有量が14.4
%である溶液が得られる。
実施例 6b
実施例6をくり返すが、ただし4.56部のヒドロ
キシルアミン塩酸塩と8.9部の10N水酸化ナトリ
ウム水溶液とを使用する。生成した混合物は80℃
に加熱したときにゲル化する。
実施例 7
テトラエチレンペンタミン151.4部を35部の水
で希釈し、セバシン酸134.8部で処理する。この
混合物を170−175℃で約1.6時間蒸留し、57.1部
の留出物を捕集する。こうして調製した重合体を
デカンテーシヨンし、室温まで冷却する。このア
ミノポリアミドの還元比粘度(RSV)は0.244で
ある(実施例1のようにして測定)。このアミノ
ポリアミド18部を40部のイソプロピルアルコール
に溶解する。得られた溶液を次いで51部の水で希
釈し、エピクロロヒドリン21.9部で処理し、58−
60℃に0.2時間加熱して、混合物をプレゲル
(pregel)状態にする。この混合物をその後100部
の水で希釈する。この溶液180部を150部の水及び
117部の濃アンモニア水(28%)で希釈し、70℃
で2時間加熱還流させる。減圧下でストリツピン
グしてイソプロピルアルコールと未反応アンモニ
アを除去する。不揮発性固体分27.4%を含有して
いる溶液が得られる。
実施例 8
エトラエチレンペンタミン152.4部と水40部と
の混合物にイソフタル酸116.3部を添加する。生
成した混合物を170−177℃で2.75時間及び195−
225℃で1.1時間加熱し、その間67.5部の留出物が
発生する。その後、混合物をデカンシヨンし、冷
却する。得られたアミノポリアミドの還元比粘度
は、実施例1に記載したようにして測定したとき
で、約0.11である。このアミノポリアミド15.95
部を33部のイソプロピルアルコールに溶かした溶
液を42部の水で希釈し、次いでエピクロロヒドリ
ン18.5部で処理する。この混合物を60℃でプレゲ
ル状態に達するまで(約0.5時間)加熱する。混
合物を次いで水80部及びイソプロピルアルコール
63部で希釈し、その後濃アンモニア水(28%)
120部で処理する。得られた混合物を70℃で2時
間加熱還流させ、200部の水で希釈し、その後減
圧下で蒸発させてイソプロピルアルコール及び未
反応アンモニアを除去する。9%の固体分を含有
している溶液が得られる。
実施例 9
ジエチレントリアミン200部と水200部との混合
物にイタコン酸260.2部を添加する。生成した混
合物を次いで168−175℃に約1.8時間加熱する
と、約257部の留出物が発生する。その後、この
混合物をデカンテーシヨンし、冷却する。生成し
たアミノポリアミドの還元比粘度(実施例1に記
載したようにして測定)は約0.106である。この
アミノポリアミド25部を131部の水に溶かした溶
液をエピクロロヒドリン11.75部で処理する。生
成した混合物を、プレゲル状態に達するまで、65
℃で4.4時間加熱する。この樹脂を200部の水で希
釈し、次いで76.5部の濃アンモニア水(28%)で
処理し、80℃で2時間加熱還流させる。過剰のア
ンモニア及び水を減圧下で除去すると、16.1%の
不揮発性固体分を含有している樹脂溶液が生成す
る。
実施例 10
ジエチレントリアミン61.9部、1,3−ジアミ
ノプロパン19.77部及びエチレンジアミン16.2部
からなる混合物にアジピン酸175.2部を添加す
る。生成した混合物を175℃に4時間加熱し、そ
の間39.7部の留出物を捕集する。こうして得られ
た重合体を次いで約220部の温水で希釈し撹拌す
ると、52.1%の溶液ができ上る。この重合体の還
元比粘度(実施例1のようにして測定したもの)
は約0.144である。このアミノポリアミド溶液
95.8部を114.7部の水で希釈し、エピクロロヒド
リン15.08部で処理する。生成した混合物を、プ
レゲン状態に達するまで、70−75℃で2.75時間加
熱し、その後500部の水で希釈し、硫酸でPH4に
調整する。不揮発性固体分8.8%を含有している
樹脂溶液が得られる。
実施例 10a
実施例10の樹脂溶液56.8部を5.7部の水で希釈
し、6.3部の濃アンモニア水(28%)で処理す
る。この混合物を80℃で2時間加熱還流させる。
全固体分の含有量が約7.8%である溶液が得られ
る。
実施例 11
ジエチレントリアミン51.6部とアミノエチルエ
タノールアミン52.1部との混合物にアジピン酸
146.14部を添加する。生成した混合物を175℃で
2時間加熱撹拌し、その間に発生した留出物を捨
てる。得られたアミノポリアミドを約220部の温
水で希釈して、固体分44.3%の溶液を得る。生成
したアミノポリアミドのRSV(実施例1のよう
にして測定)は約0.166である。この44.3%のア
ミノポリアミド溶液101.5部を98.4部の水で希釈
し、次いでエピクロロヒドリン12.37部で処理
し、70℃に加熱する。樹脂がプレゲル状態に達し
たら、400部の水で希釈する。PHを濃硫酸7.9部及
び50%水酸化ナトリウム水溶液11.4部で調整す
る。不揮発性固体分10.2%を含有している溶液が
得られる。
実施例 11a
実施例11の溶液49部を13.5部の水で希釈し、
6.3部の濃アンモニア水(28%)で処理し、75℃
で2時間加熱還流させ、冷却する。得られた溶液
は約8.0%の固体分を含有している。
実施例 12
ジエチレントリアミン−アジピン酸アミノポリ
アミドの50%水溶液(実施例1のようにして調
製)200部を90%ギ酸55.4部及び37%ホルムアル
デヒド42部で処理し、徐々に沸点まで加熱し、還
流下で1時間沸騰させる。この溶液を次いで冷却
し、水180部で希釈し、PH8.5に調整し、その後エ
ピクロロヒドリン47.9部で処理する。生成した混
合物を60−65℃に約1時間加熱して、ガードナ
ー・ホルト粘度(25℃に冷却した試料の)をほぼ
L−Mにする。生成した溶液を冷却し、PH4.5に
酸性化すると、不揮発性固体分35%を含有してい
る樹脂溶液が得られる。この溶液は32℃で90日間
貯蔵した場合にゲル化しない。
実施例 12a
実施例12にしたがつて樹脂溶液を調製するが、
ただし貯蔵前にPH4.5に調整することによる樹脂
溶液の安定化処理は行なわない。この未安定化樹
脂溶液は32℃で貯蔵した場合、2日以内でゲル化
する。
実施例 13
保留助剤の評価
上記各実施例の樹脂を次に述べる方法によつて
テン料保留助剤としての評価を行なう。
A ミヨウバンを含有しない系
Rayonier軟材サラシ・クラフトパルプ180部
とWeyerhaeuser硬材サラシ・クラフトパルプ
180部との混合物を、コンシステンシー2.5%で
カナダ標準法水度300c.c.になるようにコウ解
する。この2.5%パルプスラリー3000部(パル
プ75部を含有)を10%NaOH溶液でPH8に調整
し、カオリン7.5部で処理し、5分間撹拌す
る。得られたスラリーを濃度調節器の中で硬水
により希釈して全重量を12000部とし、5分間
混合する。この希釈スラリー500部を、樹脂の
0.005%溶液5,15及び50部(それぞれパルプ
の0.01,0.03及び0.1重量%に相当する)で処理
する。この樹脂処理したスラリーを30秒間撹拌
し、合計5000部となるように水で希釈し、
Noble−Wood手すき機の定型器箱の中で抄紙
して手すき紙を造る。
B ミヨウバン含有系
Rayonier軟材サラシ・クラフトパルプ180部
とWeyerhaeuser硬材サラシ・クラフトパルプ
180部との混合物を、コンシステンシー2.5%で
カナダ標準法水度300c.c.となるようにコウ解
する。この2.5%パルプスラリー3000部(パル
プ75部を含有)を10%H2SO4でPH6.5に調整
し、その後9.1%ミヨウバン溶液8.2部で処理す
る。このスラリーを必要に応じて10%H2SO4ま
たはNaOHでPH4.5に調整する。スラリーを次
にカオリン7.5部で処理し、5分間撹拌する。
得られたスラリーを濃度調節器の中で全重量が
12000部となるように硬水で希釈し、5分間混
合する。この希釈スラリー500部を樹脂の0.005
%溶液5,15及び50部(それぞれパルプの
0.01,0.03及び0.1重量%に相当)で処理する。
この樹脂処理したスラリーを30秒撹拌し、合計
5000部となるように水で希釈し、Noble−
Wood手すき機の定型器箱で抄紙して手すき紙
を造る。
これらの手すき紙に対して灰分測定を行なう。
テン料保留率(%)は灰分%から次の式によつて
計算される。
The present invention provides a novel, essentially non-thermosetting, ten retention aid resin for paper ten.
related to resin). Cationic, water-soluble thermosetting resins obtained by the reaction of amino polymers with epihalohydrins are well-known wet strength agents for paper. A typical example of such a wet strength agent is U.S. Patent No.
This is the resin No. 2926154. This patent describes a resin obtained by the reaction of an aminopolyamide derived from a polyalkylene polyamine and a dicarboxylic acid with epichlorohydrin. In the field of wet strength resins, aminopolymers obtained from polyalkylenepolyamines and dicarboxylic acids are known as polyaminopolyamides, which are also sometimes referred to as "aminopolyamides" and "polyamides." There is. Other patents describing cationic thermoset wet strength resins for paper include U.S. Pat.
There are No. 3224990, No. 3240664, No. 3332901, and No. 3700623. According to the teachings of U.S. Pat. No. 3,224,990, an aminopolyamide obtained from diethylenetriamine and adipic acid is combined with epichlorohydrin and ammonium hydroxide in a molar ratio of aminopolyamide:ammonium hydroxide:epichlorohydrin of 1.0:0.5. :
React with an amount of 2.5. The aminopolyamide and ammonium hydroxide may be premixed prior to the reaction with epichlorohydrin, or the epichlorohydrin and ammonia may be reacted before mixing with the aminopolyamide. can. Under the conditions disclosed in this patent, the aminopolyamide and ammonium hydroxide each react with and consume epichlorohydrin at similar rates. If the ammonium hydroxide and epichlorohydrin are pre-reacted before being added to the aminopolyamide, slightly more epichlorohydrin will react with the ammonium hydroxide than would otherwise be the case. However, at least some will still be present to react with the aminopolyamide. The resin of this patent is a cationic thermoset resin that has utility as a wet strength agent for paper. The cationic resins described above are thermosetting, which makes them particularly suitable for use as wet strength agents for paper when added to a slurry of pulp before papermaking. At the same time, this resin can also serve as a retention aid for the tenten material present in the pulp slurry. Wet strength is not necessarily a desirable property in tenner containing papers. The presence of thermosetting resins makes reprocessing of the scrap difficult. It would therefore be desirable to have a tenner retention aid resin available that does not impart wet strength properties to the paper. In accordance with the present invention, a novel resin which is essentially non-thermosetting and is an effective retention aid resin for paper tensile properties, yet provides little, if any, wet strength properties to the paper. An ionic resin is provided. The retention aid resins of the present invention are aminohydroxyalkylamino polymers and aminohydroxyalkyl quaternary ammonium polymers. These are (1)
General formula RRR′N (where each R is hydrogen and C 1 -C 4
freely selected from alkyl, R′ is hydrogen, C 1 −C 4
(2) polymers containing multiple secondary and/or tertiary amino groups and epoxides difunctional towards amines (e.g., epichloro); hydrin, 1,2:3,4-diepoxybutane,
1,2:5,6-diepoxyhexane, diglycidyl ether and 3,4-epoxy(epoxyethyl)cyclohexane). . The base resin used in the present invention will be explained in more detail later. The above nitrogen-containing compounds (hereinafter simply referred to as "nitrogen compounds") that can be used in the present invention include ammonia, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, tripropyl Amine, isopropylamine, diisopropylamine, triisopropylamine, butylamine, dibutylamine,
Tributylamine, isobutylamine, diisobutylamine, triisobutylamine, t-butylamine, di-t-butylamine, N-ethyl-N
-Methyl-propylamine, N,N-dimethyl-
Ethylamine, N,N-diethyl-propylamine, N,N-dimethyl-isopropylamine, N
-ethyl-N-isopropyl-butylamine, N
-ethyl-N-propyl-t-butylamine, N
-Methyl-N-ethyl-isobutylamine, N-
Methyl-propylamine, N-ethyl-propylamine, N-propyl-t-butylamine, N-
Ethyl-dipropylamine, N-methyl-diethylamine, N-propyl-di-t-butylamine, N-methyl-ethylamine, N-ethyl-butylamine, N-hydroxy-methylamine, N
-hydroxy-dimethylamine, hydroxylamine, N-hydroxy-N-methyl-propylamine, N-hydroxy-N-methyl-t-butylamine, N-hydroxy-N-methylamine, N
-hydroxy-diisopropylamine, N-hydroxy-diethylamine and N-hydroxy-ethylamine. In producing the resin of the present invention, the reaction between the base resin and the nitrogen compound is carried out using a liquid that is a solvent for both the reactants and is inert to both the reactants and the reaction products. Carry out in a medium (liquid at the reaction temperature). Preferably, the reaction is carried out in an aqueous medium. The solids concentration of the base resin in the reaction medium before the reaction is about 1 to about 25% by weight,
Preferably it will be about 6 to about 15% by weight. The reaction can be carried out at temperatures from about 0°C to about 150°C, and can be carried out at higher temperatures if desired. Preferred temperatures are within the range of about 50°C to about 100°C.
The reaction can be carried out under pressure or atmospheric pressure. If the temperature is above the boiling point of the reaction mixture, it may be necessary to carry out the reaction under pressure. The reaction occurs when substantially all of the sites derived from the bifunctional epoxide of the base resin (hereinafter referred to as "epoxide sites" in the claims) have finished reacting with the nitrogen compound, and the resulting resin is heated. Even if it has curable properties, it can be continued until it has very little curability. Reaction time varies inversely with temperature. Thus, for example, at 50°C the reaction time will be about 0.5 to 3 hours, while at 100°C this will be about 1 to 10 minutes. The amount of nitrogen compound used is such that all of the epoxide sites react essentially completely with the nitrogen compound.
It should be at least stoichiometrically equivalent to the amount of epoxide moieties in the base resin, and preferably in considerable excess. When carrying out the reactions of the invention, undesired gelation of the reaction mixture may occur. Therefore, to substantially eliminate this possibility, a significant excess of the stoichiometric amount of nitrogen compound is used. About 2 times to about 40 times the stoichiometric amount is preferred. The amount of nitrogen compound required to avoid gelation will be approximately directly proportional to the solids content of the base resin in the reaction mixture. It is well within the skill of those skilled in the art, armed with the teachings of this invention, to prepare the retention aid resins of this invention while avoiding undesirable gelation without extensive experimentation. Unreacted nitrogen compounds can be left in the resulting resin solution, or, if desired, can be removed from the resin solution by known means (e.g., heating under atmospheric or reduced pressure). You can also do it. The unreacted nitrogen compounds thus removed can be recovered and reused if desired. The novel retention aid resins of the present invention can be used as retention aids for a wide variety of paper ten materials, such as calcium carbonate, various clays (eg, kaolin), and titanium dioxide. Retention aid resins are generally added to the pulp-tenage slurry immediately prior to paper making in an amount of about 0.002 to about 1.0 percent by weight, based on the weight of the dry pulp. However, it can also be added at an earlier point in the papermaking system. The novel retention aid resins of this invention can be used in both alum-containing and non-alum-containing systems. Retention aid resin obtained from aminopolyamide-epichlorohydrin base resin and nitrogen compound According to one aspect of the present invention, the retention aid resin is obtained from the reaction of a nitrogen compound and an aminopolyamide-epichlorohydrin thermosetting resin. obtained by. Water soluble aminopolyamide-epichlorohydrin thermosets are well known in the paper industry. Examples of certain aminopolyamide-epichlorohydrin thermosets are described in U.S. Pat. No. 2,926,154. An aminopolyamide is first prepared by reacting a dicarboxylic acid and a polyalkylene polyamine under conditions to form a long chain aminopolyamide. Suitable dicarboxylic acids that can be used to prepare the aminopolyamides include diglycolic acid and saturated aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms (e.g. succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid). , azelaic acid, sebacic acid, methyladipic acid, and metalglutaric acid)
There is. Other suitable dicarboxylic acids include aromatic carboxylic acids (e.g., terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic acid) and α,β-unsaturated dicarboxylic acids (e.g., maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, glutaconic acid, citraconic acid). acid and mesaconic acid). Available anhydrides of the above acids can also be used to prepare aminopolyamides. Amides of the above-mentioned acids can also be used to produce aminopolyamides. Esters of the above acids can also be used to prepare aminopolyamides if desired. Further esters that can be used are esters of malonic acid, such as dimethyl malonate, diethyl malonate and dipropyl malonate.
Mixtures of two or more of the abovementioned reagents can also be used for the preparation of aminopolyamides. Therefore,
For example, mixtures of two different dicarboxylic acids can also be used. Mixtures of two different anhydrides can also be used. Mixtures of two different esters can also be used. Mixtures of two different amides can also be used.
Mixtures of one or more acids and one or more esters can also be used. Mixtures of one or more anhydrides and one or more acids can also be used. Also, one or more acids, 1
Mixtures of more than one anhydride and one or more esters can also be used. Some polyalkylene polyamines that can be used in the production of aminopolyamides can be represented by the following general formula. (In the above formula, R″ is hydrogen, C 1 -C 12 alkyl or C 1 -C 12 hydroxyalkyl; n is an integer from 2 to 6, and x is an integer from 1 to 4.) C 1 Examples of −C 12 alkyl are methyl, ethyl,
Butyl, hexyl and dodecyl. C1 − C12
Examples of hydroxyalkyl are hydroxyethyl, 2
-hydroxypropyl, 2-hydroxybutyl and 2-hydroxydodecyl. Specific examples of polyalkylene polyamines of the above formula that can be used include diethylene triamine,
Triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, dipropylenetriamine, dihexamethylenetriamine, pentaethylenehexamine, iminobis(propylamine), and methylbis(3
-aminopropyl)amine. Other polyalkylene polyamines that may be used that are not included in the general formula above include 1,
These include 4-bis(3-aminopropyl)piperazine and 1-(2-aminoethyl)piperazine. 2
Mixtures of more than one polyalkylene polyamine can also be used if desired. The spacing between amine nitrogens in the aminopolyamide can be increased as desired. To do this, diamines (e.g. ethylenediamine, 1,3-
Diaminopropane, 1,2-diaminopropane,
hexamethylene diamine, aminoethyl ethanolamine, etc.) may be used in place of a portion of the polyalkylene polyamine. For this purpose,
Up to about 80% of the polyalkylene polyamine can be replaced with equimolar amounts of diamine. However, usually a substitution of about 50% or less will be sufficient. The temperature used when carrying out the reaction between dicarboxylic acids and polyalkylene polyamines is approximately
Ranges from 50°C to about 250°C or more. Approximately 80
Temperatures between 0C and 210C are preferred. By using reduced pressure, lower temperatures can be used. Reaction time will be about 0.5 to 4 hours and will vary inversely with temperature. When carrying out this reaction, the amount of dicarboxylic acid used is sufficient to react substantially completely with the primary amine groups of the polyalkylene polyamine, but not with the secondary amine groups and/or Preferably, the amount is insufficient to react to a substantial extent with the tertiary amine groups. To do this, the molar ratio of polyalkylene polyamine:dicarboxylic acid is approximately 0.9:
A ratio of 1 to about 1.2:1 will usually be necessary. However, molar ratios of about 0.8:1 to about 1.4:1 can be used. The aminopolyamide thus obtained is reacted with epichlorohydrin at a temperature of about 45°C to about 100°C, preferably about 45°C to about 70°C. The reaction is carried out until the viscosity of the 15% (solid content) aqueous solution at 25° C. reaches approximately A or higher on the Gardner-Holdt viscometer scale. This reaction is preferably carried out in an aqueous solution to control the reaction. Adjustment of PH is usually not necessary. However, as the polymerization stage of the reaction progresses,
Since the PH is lowered, it may be desirable in some cases to add alkali to combine with at least some of the acid produced. Once the desired viscosity is reached, water can be added to adjust the concentration (solids content) of the aqueous resin solution to the desired value, usually about 2 to 50%. When preparing an aqueous reaction medium for the epichlorohydrin-aminopolyamide reaction, it is desirable that essentially all of the aminopolyamide be dissolved in the medium. Water-miscible alcohols (e.g., methanol, ethanol, propanol, isopropanol, and t-butanol) are used to completely dissolve aminopolyamides that are not completely water-soluble.
can be added to the aqueous medium. The amount of alcohol used is that amount necessary to produce substantially complete dissolution of the aminopolyamide and can be readily determined by one skilled in the art. In the aminopolyamide-epichlorohydrin reaction, the amount of epichlorohydrin used is about 0.1 to about 2 moles, preferably about 1 to about 2 moles, for each secondary or tertiary amine group in the aminopolyamide. The amount is 1.5 moles. Thus, the aminopolyamide-epichlorohydrin reaction product comprises an aminopolyamide in an amount such that the molar ratio of epichlorohydrin to amine groups (secondary or tertiary) of the aminopolyamide is from about 0.1 to about 2. and epichlorohydrin, thereby forming a water-soluble aminopolyamide-epichlorohydrin base resin. The reaction of the nitrogen compound with the aminopolyamide-epichlorohydrin-based resin is preferably carried out in an aqueous medium, which is the same reaction medium used for the reaction of the epichlorohydrin with the aminopolyamide. Good too. The reaction with nitrogen compounds is
This can be carried out immediately after the reaction between the epichlorohydrin and the aminopolyamide is substantially complete. If the base resin solution is stored for a certain period of time before reacting with the nitrogen compound, gelation can be prevented by adding water-soluble acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid to adjust the pH to about 6 or less. It can be stabilized against The reactions with nitrogen compounds to produce the retention aid resins of the present invention are conducted at a PH of greater than 7, preferably at a PH of about 8 or higher. If desired, an excess portion of the nitrogen compound can be used to effect the necessary PH adjustment. The resin obtained in this manner has the following structure, for example. (Here, R is alkylene, x is 1 to 4, R 1
and R2 are hydrogen or C1 - C4 alkyl, and R is a divalent residue derived from a dicarboxylic acid, and n is 7
or greater) The following examples are illustrative of this aspect of the invention. In these examples, all parts and percentages are by weight unless otherwise specified. Example 1 A mixture of 200 parts of diethylenetriamine and 290 parts of adipic acid is heated with stirring to 170-175°C for 1.5 hours, during which water is evolved, cooled to 140°C, and then solidified with about 400 parts of water. Dilute to 50% for min. The reduced specific viscosity (RSV) of aminopolyamide is
0.16 (1 mol when C = 2g/100ml)
Specific viscosity when measured at 25℃ in NH 4 Cl aqueous solution /
C). 100 parts of this 50% aqueous solution of diethylenetriamine-adipate polyamide was diluted with 300 parts of water, heated to 40°C, and diluted with epichlorohydrin.
27.5 parts until the Gardner-Holdt viscosity rises to the value of E (measured on samples cooled to 25°C).
Heat and stir at 75°C for about 1 hour. The resulting resin is then diluted with 302.5 parts of water and the pH is adjusted to 4.6 with concentrated sulfuric acid. A stabilized aqueous resin solution containing about 10% solids is obtained. Example 2 100% solids resin solution described in Example 1
Add enough NaOH to adjust the pH to 7. This solution is then mixed with 18.7 parts of concentrated aqueous ammonia (28%) and heated to reflux at 80-85°C for 2 hours. The resulting solution contains approximately 10.1% non-volatile solids. The resin produced here has the following structure. Example 2a 10% resin solution prepared according to Example 1
Add enough NaOH to adjust the pH to 7 to 100 parts. This solution is then mixed with 14.7 parts of concentrated aqueous ammonia (28%) and left to react at room temperature (approximately 25°C) for one month. A solution containing about 10.1% non-volatile solids is obtained. Example 3 10% solids resin solution prepared according to Example 1
1000 parts were adjusted to pH 7 with NaOH, then treated with 196.9 parts of 28% aqueous ammonia, and heated under reflux at 80°C for 2 hours. This mixture is then distilled. Distillation is carried out until 320.4 parts of resin solution remain in the distillation flask. The resulting resin solution has a concentration of non-volatile matter.
36.7%, PH about 7, Gardner-Holt viscosity W
It is. This resin solution does not gel even when stored at 32°C for 90 days. Example 4 To 100 parts of a 10% solution of the resin described in Example 1 are added 14.75 parts of ethylamine. The generated solution
The mixture is heated under reflux at 70° C. for 2 hours, and then concentrated by evaporation under reduced pressure to remove unreacted ethylamine. Diluting the resulting solution with 75 parts of water yields a solution containing approximately 10.2% total solids. Example 5 200 parts of a 50% aqueous solution of diethylenetriamine-adipate polyamide (prepared as in Example 1) was diluted with 541 parts of water and diluted with epichlorohydrin.
Process in 57.5 parts. The mixture is then heated to 70-75°C until the Gardner-Holdt viscosity reaches approximately F. The mixture was then diluted with 378 parts of water,
Cool and adjust the pH to 4.7 to obtain a resin solution with a solids content of 12.5%. Adjust 160 parts of this resin solution to pH 7 with 50% NaOH aqueous solution, and then add 20% dimethylamine aqueous solution.
14.7 parts and heated under reflux at 72°C for 2 hours.
The solution is then concentrated by evaporation to a non-volatile solids content of 14.8%. Example 6 100 parts of a 10% resin solution prepared according to the method of Example 1 was mixed with 6.6 parts of hydroxylamine hydrochloride and
Treated with 13 parts of 10N aqueous sodium hydroxide solution at 85°C.
Heat for 2 hours. Total solids content is approximately 13.9%
A resin solution is obtained. Example 6a Example 6 is repeated, but using 9.12 parts of hydroxylamine hydrochloride and 17.4 parts of 10N aqueous sodium hydroxide solution. Total solids content is 14.4
% of the solution is obtained. Example 6b Example 6 is repeated, but using 4.56 parts of hydroxylamine hydrochloride and 8.9 parts of 10N aqueous sodium hydroxide solution. The resulting mixture is at 80℃
It gels when heated. Example 7 151.4 parts of tetraethylenepentamine are diluted with 35 parts of water and treated with 134.8 parts of sebacic acid. This mixture is distilled at 170-175°C for about 1.6 hours and 57.1 parts of distillate are collected. The polymer thus prepared is decanted and cooled to room temperature. The reduced specific viscosity (RSV) of this aminopolyamide is 0.244 (measured as in Example 1). 18 parts of this aminopolyamide are dissolved in 40 parts of isopropyl alcohol. The resulting solution was then diluted with 51 parts of water and treated with 21.9 parts of epichlorohydrin to give 58-
Heat to 60° C. for 0.2 hours to bring the mixture to a pregel state. This mixture is then diluted with 100 parts of water. Add 180 parts of this solution to 150 parts of water and
Diluted with 117 parts of concentrated ammonia water (28%) and heated to 70°C.
Heat under reflux for 2 hours. Isopropyl alcohol and unreacted ammonia are removed by stripping under reduced pressure. A solution containing 27.4% non-volatile solids is obtained. Example 8 116.3 parts of isophthalic acid are added to a mixture of 152.4 parts of etraethylenepentamine and 40 parts of water. The resulting mixture was heated at 170-177°C for 2.75 hours and 195-
Heating at 225° C. for 1.1 hours, during which time 67.5 parts of distillate are evolved. The mixture is then decanted and cooled. The reduced specific viscosity of the obtained aminopolyamide is approximately 0.11 when measured as described in Example 1. This amino polyamide 15.95
A solution of 1 part in 33 parts of isopropyl alcohol is diluted with 42 parts of water and then treated with 18.5 parts of epichlorohydrin. Heat this mixture at 60 °C until a pregel state is reached (approximately 0.5 h). The mixture is then mixed with 80 parts of water and isopropyl alcohol
Dilute with 63 parts then concentrated ammonia water (28%)
Processed in 120 copies. The resulting mixture is heated under reflux at 70° C. for 2 hours, diluted with 200 parts of water and then evaporated under reduced pressure to remove isopropyl alcohol and unreacted ammonia. A solution containing 9% solids is obtained. Example 9 260.2 parts of itaconic acid are added to a mixture of 200 parts of diethylenetriamine and 200 parts of water. The resulting mixture is then heated to 168-175°C for about 1.8 hours, producing about 257 parts of distillate. The mixture is then decanted and cooled. The reduced specific viscosity (measured as described in Example 1) of the aminopolyamide produced is approximately 0.106. A solution of 25 parts of this aminopolyamide in 131 parts of water is treated with 11.75 parts of epichlorohydrin. The resulting mixture was heated for 65 minutes until a pregel state was reached.
Heat at ℃ for 4.4 hours. The resin is diluted with 200 parts of water, then treated with 76.5 parts of concentrated aqueous ammonia (28%) and heated to reflux at 80° C. for 2 hours. Excess ammonia and water are removed under reduced pressure to produce a resin solution containing 16.1% non-volatile solids. Example 10 175.2 parts of adipic acid are added to a mixture consisting of 61.9 parts of diethylenetriamine, 19.77 parts of 1,3-diaminopropane and 16.2 parts of ethylenediamine. The resulting mixture is heated to 175° C. for 4 hours, during which time 39.7 parts of distillate are collected. The polymer thus obtained is then diluted with about 220 parts of warm water and stirred to yield a 52.1% solution. Reduced specific viscosity of this polymer (measured as in Example 1)
is approximately 0.144. This aminopolyamide solution
95.8 parts are diluted with 114.7 parts of water and treated with 15.08 parts of epichlorohydrin. The resulting mixture is heated at 70-75° C. for 2.75 hours until pregenic conditions are reached, then diluted with 500 parts of water and adjusted to PH 4 with sulfuric acid. A resin solution containing 8.8% non-volatile solids is obtained. Example 10a 56.8 parts of the resin solution of Example 10 are diluted with 5.7 parts of water and treated with 6.3 parts of concentrated aqueous ammonia (28%). The mixture is heated to reflux at 80° C. for 2 hours.
A solution is obtained with a total solids content of approximately 7.8%. Example 11 Adipic acid was added to a mixture of 51.6 parts of diethylenetriamine and 52.1 parts of aminoethylethanolamine.
Add 146.14 parts. The resulting mixture is heated and stirred at 175° C. for 2 hours, and the distillate generated during this time is discarded. The resulting aminopolyamide is diluted with about 220 parts of warm water to obtain a solution with a solids content of 44.3%. The RSV (measured as in Example 1) of the aminopolyamide produced is approximately 0.166. 101.5 parts of this 44.3% aminopolyamide solution are diluted with 98.4 parts of water, then treated with 12.37 parts of epichlorohydrin and heated to 70°C. When the resin reaches the pregel state, dilute with 400 parts of water. Adjust the pH with 7.9 parts of concentrated sulfuric acid and 11.4 parts of 50% aqueous sodium hydroxide solution. A solution containing 10.2% non-volatile solids is obtained. Example 11a 49 parts of the solution of Example 11 was diluted with 13.5 parts of water,
Treated with 6.3 parts of concentrated ammonia water (28%) and heated to 75℃
Heat to reflux for 2 hours and cool. The resulting solution contains approximately 8.0% solids. Example 12 200 parts of a 50% aqueous solution of diethylenetriamine-adipate aminopolyamide (prepared as in Example 1) are treated with 55.4 parts of 90% formic acid and 42 parts of 37% formaldehyde, gradually heated to the boiling point and refluxed. Boil for 1 hour. The solution is then cooled, diluted with 180 parts of water, adjusted to a pH of 8.5, and then treated with 47.9 parts of epichlorohydrin. The resulting mixture is heated to 60-65°C for about 1 hour to bring the Gardner-Holdt viscosity (for the sample cooled to 25°C) to approximately LM. The resulting solution is cooled and acidified to pH 4.5, resulting in a resin solution containing 35% non-volatile solids. This solution does not gel when stored at 32°C for 90 days. Example 12a A resin solution is prepared according to Example 12, but
However, the resin solution is not stabilized by adjusting the pH to 4.5 before storage. This unstabilized resin solution gels within two days when stored at 32°C. Example 13 Evaluation of Retention Aid The resins of each of the above examples were evaluated as retention aids by the method described below. A Alum-free system 180 parts of Rayonier softwood pulp and kraft pulp and Weyerhaeuser hardwood pulp and kraft pulp
The mixture with 180 parts is dissolved to a consistency of 2.5% and Canadian standard water content of 300 c.c. 3000 parts of this 2.5% pulp slurry (containing 75 parts of pulp) is adjusted to pH 8 with 10% NaOH solution, treated with 7.5 parts of kaolin and stirred for 5 minutes. The resulting slurry is diluted with hard water in a thickener to a total weight of 12,000 parts and mixed for 5 minutes. Add 500 parts of this diluted slurry to the resin.
Treat with 5, 15 and 50 parts of a 0.005% solution (corresponding to 0.01, 0.03 and 0.1% by weight of the pulp, respectively). This resin-treated slurry was stirred for 30 seconds and diluted with water to a total of 5000 parts.
Paper is made in the box of a Noble-Wood hand-made machine to make hand-made paper. B Alum-containing system: 180 parts of Rayonier softwood pulp and kraft pulp and Weyerhaeuser hardwood pulp and kraft pulp
The mixture with 180 parts is dissolved to a consistency of 2.5% and Canadian standard water content of 300 c.c. 3000 parts of this 2.5% pulp slurry (containing 75 parts of pulp) is adjusted to PH 6.5 with 10% H 2 SO 4 and then treated with 8.2 parts of 9.1% alum solution. Adjust this slurry to PH4.5 with 10% H2SO4 or NaOH as needed. The slurry is then treated with 7.5 parts of kaolin and stirred for 5 minutes.
The total weight of the obtained slurry is adjusted in a concentration controller.
Dilute with hard water to 12,000 parts and mix for 5 minutes. Add 500 parts of this diluted slurry to 0.005 parts of resin.
% solution 5, 15 and 50 parts (respectively of pulp)
0.01, 0.03 and 0.1% by weight).
This resin-treated slurry was stirred for 30 seconds and the total
Dilute with water to make 5000 parts, Noble−
Handmade paper is made by making paper using the standard box of a Wooden handmade machine. The ash content is measured on these handmade papers.
The tenage retention rate (%) is calculated from the ash content using the following formula.
【表】
〓テン料%〓
[Table] 〓Ten fee%〓
Claims (1)
RRR′N(ここで、Rは各々水素及びC1−C4アル
キルからなる群より別々に選ばれ、R′は水素、
ヒドロキシル及びC1−C4アルキルからなる群よ
り選ばれる)を有する窒素含有化合物と結合する
陽イオン性水溶性樹脂の製造方法であつて;エポ
キシド部位を含有する水溶性または水分散性の基
材樹脂〔これは、ポリアミノポリアミド−エピハ
ロヒドリン樹脂、ポリアミノポリウレイン−エピ
ハロヒドリン樹脂又はポリ(ジアリルアミン)−
エピハロヒドリン樹脂のいずれかであつて、エピ
ハロヒドリンとアミノ重合体の間の反応生成物で
ある〕を、 約0−150℃の温度で少なくとも該基材樹脂の
エポキシド部位と化学量論的に当量の量の上記窒
素含有化合物と、基材樹脂のエポキシド部位の実
質的に全部が窒素化合物と反応しおわつて熱硬化
性ではない樹脂を生成するまで反応させることを
特徴とする方法。[Scope of Claims] 1. Epihalohydrin and amino polymer with the formula
RRR′N, where each R is independently selected from the group consisting of hydrogen and C 1 -C 4 alkyl; R′ is hydrogen;
a water-soluble or water-dispersible substrate containing an epoxide moiety; resin [this can be polyaminopolyamide-epihalohydrin resin, polyaminopolyurein-epihalohydrin resin or poly(diallylamine)-
any epihalohydrin resin, which is the reaction product between an epihalohydrin and an amino polymer] at a temperature of about 0-150°C in an amount at least stoichiometrically equivalent to the epoxide moieties of the base resin. The above-mentioned nitrogen-containing compound is reacted with the nitrogen-containing compound until substantially all of the epoxide moieties of the base resin have reacted with the nitrogen compound to form a non-thermosetting resin.
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JP49019989A Expired JPS6116767B2 (en) | 1973-02-21 | 1974-02-21 |
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Cited By (1)
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