JPH04363301A - Modified starch, its producton and papermakers sizing agent using the samie agent - Google Patents

Modified starch, its producton and papermakers sizing agent using the samie agent

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JPH04363301A
JPH04363301A JP19136191A JP19136191A JPH04363301A JP H04363301 A JPH04363301 A JP H04363301A JP 19136191 A JP19136191 A JP 19136191A JP 19136191 A JP19136191 A JP 19136191A JP H04363301 A JPH04363301 A JP H04363301A
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starch
modified starch
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chloride
chloro
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Takashi Ueda
隆 上田
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Nippon Starch Chemical Co Ltd
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NICHIDEN KAGAKU KK
Nippon Starch Chemical Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a modified starch excellent in stabilization of emulsion for a reactive sizing agent and capable of providing a sizing agent remarkably excellent in sizing effect by addition to a sizing agent for papermaking of neutral paper as a dispersant. CONSTITUTION:A modified starch of formula I(St is starch; R1 is H or CH3; R2 is CH3, C2H5, etc.; R3 is formula II, III, etc.; X<-> is anion). The above- mentioned starch can be obtained by reacting starch with a compound of formula IV [Y is formula V or VI (M is halogen)] in the presence of an alkaline catalyst preferably at >=30 deg.C and >=PH 11. As the cationizing agent of formula IV, e.g. 3-chloro-2-hydroxypropyltriphenylammonium chloride is exemplified.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、新規変性澱粉とそれを
用いた中性抄紙用サイズ剤に関し、さらに詳しくは、乳
化安定性が良好である中性抄紙用サイズ剤に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel modified starch and a neutral paper sizing agent using the same, and more particularly to a neutral paper sizing agent having good emulsion stability.

【0002】0002

【従来の技術】製紙工業界において中性抄紙サイズが確
立されつつある。中性サイズ剤の使用は紙の耐久性を増
すという点で好ましいばかりでなく、経済的にも有利で
ある。すなわち、ロジン系サイズ剤は石油樹脂サイズと
共に硫酸バンドを用いて酸性で抄紙されているが、酸性
抄紙系では填量として安価な炭酸カルシウムが分解、発
泡するため使用できないが、中性抄紙系では使用できる
。高充填により繊維原料を減少することができるとか、
機械のさびも防げる等の利点が挙げられている。中性抄
紙用サイズ剤には、セルロースと直接反応する反応性サ
イズ剤がある。これらの代表的なものとして、アルケニ
ル無水コハク酸、アルキルケテンダイマー、アルキルケ
テンダイマー誘導体、イソシアナートアジリジン誘導体
、コハク酸イミド誘導体、ロジン無水物、カルボニル誘
導体、脂肪酸無水物等が挙げられる。これらの反応性サ
イズ剤を水中に分散させて水性乳化剤を得る際の分散剤
として、カチオン化澱粉を用いることは、特公昭39−
2305号公報及び特開昭58−197397号公報に
より開示されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Neutral paper sizes are becoming established in the paper industry. The use of neutral sizing agents is not only desirable in that it increases the durability of the paper, but is also economically advantageous. In other words, rosin-based sizing agents are used in acidic papermaking using sulfuric acid bands together with petroleum resin sizing agents, but in acidic papermaking systems, cheap calcium carbonate as filler decomposes and foams, so they cannot be used, but in neutral papermaking systems, rosin-based sizing agents cannot be used. Can be used. It is said that high filling can reduce the amount of fiber raw materials.
Benefits include preventing machinery from rusting. Neutral paper-making sizing agents include reactive sizing agents that react directly with cellulose. Representative examples of these include alkenyl succinic anhydride, alkyl ketene dimer, alkyl ketene dimer derivative, isocyanate aziridine derivative, succinimide derivative, rosin anhydride, carbonyl derivative, fatty acid anhydride, and the like. The use of cationized starch as a dispersing agent when dispersing these reactive sizing agents in water to obtain an aqueous emulsifier has been proposed in Japanese Patent Publication No. 39-1989.
This method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 2305 and Japanese Patent Application Laid-open No. 197397/1983.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】従来、用いられてきた
カチオン化澱粉では、カチオン性を発現するアミノ基の
窒素原子に結合しているアルキル基の炭素数が1〜3と
短いために、反応性サイズ剤に対する充分な乳化安定性
が得られないという問題点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] In conventionally used cationized starch, the number of carbon atoms of the alkyl group bonded to the nitrogen atom of the amino group that exhibits cationic properties is short, 1 to 3, so that the reaction is difficult. However, there is a problem in that sufficient emulsion stability cannot be obtained with respect to the sizing agent.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の問
題点を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、カチオン
化澱粉のカチオン性を発現するアミノ基の窒素原子にフ
ェニル基、ベンジル基及び/又はシクロヘキシル基を結
合させることにより、反応性サイズ剤に対する乳化安定
性が改善されることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。すなわち、化4で表わされるカチオン変性澱粉は大
きな疎水基をもつために澱粉本来の親水性により強い乳
化性を示す。従って、反応性サイズ剤の乳化安定性が良
好な分散液が得られるのである。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive research and found that a phenyl group and a benzyl group are added to the nitrogen atom of the amino group that expresses the cationic properties of cationized starch. The present inventors have discovered that emulsion stability against reactive sizing agents can be improved by bonding groups and/or cyclohexyl groups, and have completed the present invention. That is, since the cationically modified starch represented by Chemical Formula 4 has a large hydrophobic group, it exhibits strong emulsifying properties due to the inherent hydrophilicity of starch. Therefore, a dispersion of the reactive sizing agent with good emulsion stability can be obtained.

【化4】[C4]

【0005】本発明に使用され得るカチオン化剤は、化
5で表わされる。化5で表わされる化合物としては、例
えば、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリフェニ
ルアンモニウムクロライド、3−クロロ−2−ヒドロキ
シプロピルトリベンジルアンモニウムクロライド、3−
クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリシクロヘキシルア
ンモニウムクロライド、3−クロロ−2−ヒドロキシプ
ロピルジフェニルメチルアンモニウムクロライド、3−
クロロ−2−ヒドロキシプロピルジベンジルメチルアン
モニウムクロライド、3−クロロ−2−ヒドロキシプロ
ピルジシクロヘキシルメチルアンモニウムクロライド、
3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルジフェニルエチル
アンモニウムクロライド、3−クロロ−2−ヒドロキシ
プロピルジベンジルエチルアンモニウムクロライド、3
−クロロ−2−ヒドロキシプロピルジシクロヘキシルエ
チルアンモニウムクロライド、3−クロロ−2−ヒドロ
キシプロピルジメチルフェニルアンモニウムクロライド
、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルジエチルフェニ
ルアンモニウムクロライド、3−クロロ−2−ヒドロキ
シプロピルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、
3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルジエチルベンジル
アンモニウムクロライド、3−クロロ−2−ヒドロキシ
プロピルジメチルシクロヘキシルアンモニウムクロライ
ド、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルジエチルアン
モニウムクロライド、2,3−エポキシプロピルトリフ
ェニルアンモニウムクロライド、2,3−エポキシプロ
ピルトリベンジルアンモニウムクロライド、2,3−エ
ポキシプロピルトリシクロヘキシルアンモニウムクロラ
イド、2,3−エポキシプロピルジフェニルメチルアン
モニウムクロライド、2,3−エポキシプロピルジベン
ジルメチルアンモニウムクロライド、2,3−エポキシ
プロピルジシクロヘキスルメチルアンモニウムクロライ
ド、2,3−エポキシプロピルジフェニルエチルアンモ
ニウムクロライド、2,3−エポキシプロピルジベンジ
ルエチルアンモニウムクロライド、2,3−エポキシプ
ロピルジシクロヘキシルエチルアンモニウムクロライド
、2,3−エポキシプロピルジメチルフェニルアンモニ
ウムクロライド、2,3−エポキシプロピルジエチルフ
ェニルアンモニウムクロライド、2,3−エポキシプロ
ピルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、2,3
−エポキシプロピルジエチルベンジルアンモニウムクロ
ライド、2,3−エポキシプロピルジメチルシクロヘキ
シルアンモニウムクロライド、2,3−エポキシプロピ
ルジエチルシクロヘキシルアンモニウムクロライド等の
4級アンモニウム塩、3−クロロ−2−ヒドロキシプロ
ピルジフェニルアミノクロライド、3−クロロ−2−ヒ
ドロキシプロピルジベンジルアミノクロライド、3−ク
ロロ−2−ヒドロキシプロピルジシクロヘキシルアミノ
クロライド、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメチ
ルフェニルアミノクロライド、3−クロロ−2−ヒドロ
キシプロピルメチルベンジルアミノクロライド、3−ク
ロロ−2−ヒドロキシプロピルメチルシクロヘキシルア
ミノクロライド、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル
エチルフェニルアミノクロライド、3−クロロ−2−ヒ
ドロキシプロピルエチルベンジルアミノクロライド、3
−クロロ−2−ヒドロキシプロピルエチルシクロヘキシ
ルアミノクロライド、2,3−エポキシプロピルジフェ
ニルアミノクロライド、2,3−エポキシプロピルジベ
ンジルアミノクロライド、2,3−エポキシプロピルジ
シクロヘキシルアミノクロライド、2,3−エポキシプ
ロピルメチルフェニルアミノクロライド、2,3−エポ
キシプロピルメチルベンジルアミノクロライド、2,3
−エポキシプロピルメチルシクロヘキシルアミノクロラ
イド、2,3−エポキシプロピルエチルフェニルアミノ
クロライド、2,3−エポキシプロピルエチルベンジル
アミノクロライド、2,3−エポキシプロピルエチルシ
クロヘキシルアミノクロライド、等の3級アミン塩が挙
げられる。
The cationizing agent that can be used in the present invention is represented by the following formula. Examples of the compound represented by Chemical Formula 5 include 3-chloro-2-hydroxypropyltriphenylammonium chloride, 3-chloro-2-hydroxypropyltribenzylammonium chloride, 3-chloro-2-hydroxypropyltriphenylammonium chloride,
Chloro-2-hydroxypropyltricyclohexylammonium chloride, 3-chloro-2-hydroxypropyldiphenylmethylammonium chloride, 3-
Chloro-2-hydroxypropyldibenzylmethylammonium chloride, 3-chloro-2-hydroxypropyldicyclohexylmethylammonium chloride,
3-chloro-2-hydroxypropyldiphenylethylammonium chloride, 3-chloro-2-hydroxypropyldibenzylethylammonium chloride, 3
-Chloro-2-hydroxypropyldicyclohexylethylammonium chloride, 3-chloro-2-hydroxypropyldimethylphenylammonium chloride, 3-chloro-2-hydroxypropyldiethylphenylammonium chloride, 3-chloro-2-hydroxypropyldimethylbenzylammonium chloride ,
3-chloro-2-hydroxypropyldiethylbenzylammonium chloride, 3-chloro-2-hydroxypropyldimethylcyclohexylammonium chloride, 3-chloro-2-hydroxypropyldiethylammonium chloride, 2,3-epoxypropyltriphenylammonium chloride, 2 , 3-Epoxypropyltribenzyl ammonium chloride, 2,3-epoxypropyltricyclohexylammonium chloride, 2,3-epoxypropyldiphenylmethylammonium chloride, 2,3-epoxypropyldibenzylmethylammonium chloride, 2,3-epoxypropyl Dicyclohexylmethylammonium chloride, 2,3-epoxypropyldiphenylethylammonium chloride, 2,3-epoxypropyldibenzylethylammonium chloride, 2,3-epoxypropyldicyclohexylethylammonium chloride, 2,3-epoxypropyldimethylphenylammonium Chloride, 2,3-epoxypropyldiethylphenylammonium chloride, 2,3-epoxypropyldimethylbenzylammonium chloride, 2,3
- Quaternary ammonium salts such as epoxypropyldiethylbenzylammonium chloride, 2,3-epoxypropyldimethylcyclohexylammonium chloride, 2,3-epoxypropyldiethylcyclohexylammonium chloride, 3-chloro-2-hydroxypropyldiphenylaminochloride, 3- Chloro-2-hydroxypropyldibenzylaminochloride, 3-chloro-2-hydroxypropyldicyclohexylaminochloride, 3-chloro-2-hydroxypropylmethylphenylaminochloride, 3-chloro-2-hydroxypropylmethylbenzylaminochloride, 3 -Chloro-2-hydroxypropylmethylcyclohexylaminochloride, 3-chloro-2-hydroxypropylethylphenylaminochloride, 3-chloro-2-hydroxypropylethylbenzylaminochloride, 3
-Chloro-2-hydroxypropylethylcyclohexylaminochloride, 2,3-epoxypropyldiphenylaminochloride, 2,3-epoxypropyldibenzylaminochloride, 2,3-epoxypropyldicyclohexylaminochloride, 2,3-epoxypropylmethyl Phenylaminochloride, 2,3-epoxypropylmethylbenzylaminochloride, 2,3
- Tertiary amine salts such as epoxypropylmethylcyclohexylaminochloride, 2,3-epoxypropylethylphenylaminochloride, 2,3-epoxypropylethylbenzylaminochloride, 2,3-epoxypropylethylcyclohexylaminochloride, etc. .

【0006】本発明に使用され得る澱粉原料としては、
例えば、小麦澱粉、馬鈴薯澱粉、トウモロコシ澱粉、甘
藷澱粉、タピオカ澱粉、サゴ澱粉、米澱粉、モチトウモ
ロコシ澱粉、高アミロース含量トウモロコシ澱粉等の未
処理澱粉、またはこれらのエーテル化、エステル化、酸
化、酸処理化等を行ったものも挙げられる。
[0006] Starch raw materials that can be used in the present invention include:
For example, unprocessed starches such as wheat starch, potato starch, corn starch, sweet potato starch, tapioca starch, sago starch, rice starch, waxy corn starch, high amylose content corn starch, or their etherification, esterification, oxidation, acid Also included are those that have been processed.

【0007】本発明のカチオン変性澱粉のカチオン化法
は、通常のカチオン化剤の反応と同様に行なわれる。す
なわち、アルカリ触媒存在下の澱粉懸濁液に上記のカチ
オン化剤を滴下して反応を行う。反応温度は澱粉の糊化
開始温度以下、好ましくは30℃以上、pH10.5以
上、好ましくはpH11以上で行なわれる。必要ならば
、適量の硫酸ナトリウムの存在下で反応を行ってもよい
。反応後、公知の方法により、水洗、脱水、乾燥するこ
とにより、本発明の変性澱粉を得ることができる。また
、適当な混合または捏和装置を用いて、アルカリ触媒の
存在下、上記のカチオン化剤と澱粉を2〜50%の水分
で混合、加熱することにより反応を行なうことができる
The method of cationizing the cationically modified starch of the present invention is carried out in the same manner as the reaction of a conventional cationizing agent. That is, the reaction is carried out by dropping the above cationizing agent into a starch suspension in the presence of an alkali catalyst. The reaction temperature is below the gelatinization start temperature of starch, preferably above 30°C, and at a pH of above 10.5, preferably above pH 11. If necessary, the reaction may be carried out in the presence of an appropriate amount of sodium sulfate. After the reaction, the modified starch of the present invention can be obtained by washing with water, dehydrating, and drying by a known method. The reaction can also be carried out by mixing the above cationizing agent and starch at a moisture content of 2 to 50% and heating in the presence of an alkali catalyst using a suitable mixing or kneading device.

【0008】このカチオン化の度合は置換度として表わ
し(無水グルコース残基1モル当り置換基D.S.モル
)D.S.=0.01〜0.2、好ましくは、0.01
5〜0.07が良い。糊化開始温度は20〜70℃が良
い。ここに糊化開始温度とは、澱粉の15%(W/V)
水懸濁液450gをアミログラフ(ブラベンダー社製二
枚翼パドル式、メジャーリングヘッド:700cmg、
回転数:75rpm、温度上昇:1.5℃/分)に付し
た際に、アミログラフの基線から立ち上る処の温度をい
う。当該カチオン変性澱粉は高い糊液の安定性が求めら
れる。上記カチオン化によってもかなりの安定性がはか
れるのであるが、より安定な糊液が要求される時には、
カチオン化すると共にグルコースの水酸基をエーテル化
及び/又はエステル化することにより部分的にノニオン
性の官能基に置換する必要がある。また、この処理によ
り乳化安定性が増すと共に、紙力強度が増加することも
判明した。澱粉のエーテル化、エステル化は常法に従っ
てなされるが、例えば、エーテル化澱粉として、ジメチ
ル硫酸やヨウ化メチルと反応させた澱粉メチルエーテル
、塩化アリルと反応させた澱粉アリルエーテル、アクリ
ロニトリルと反応させた澱粉シアノエチルエーテル、ア
クリルアミドと反応させた澱粉カルバモイルエチルエー
テル、エチレンオキシドと反応させた澱粉ヒドロキシエ
チルエーテル、プロピレンオキシドと反応させた澱粉ヒ
ドロキシプロピルエーテル、ブチレンオキシドと反応さ
せた澱粉ヒドロキシブチルエーテル等が挙げられる。ま
た、エステル化澱粉として、ぎ酸、プロピオン酸、ラウ
リン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等
の脂肪酸と反応させた澱粉ぎ酸エステル、澱粉プロピオ
ン酸エステル、澱粉ラウリン酸エステル、澱粉ミリスチ
ン酸エステル、澱粉パルミチン酸エステル、澱粉ステア
リン酸エステル、無水酢酸や酢酸ビニルと反応させた澱
粉酢酸エステル等が挙げられる。これらの処理により、
カチオン化すると共に、エーテル化及び/又はエステル
化することにより部分的にノニオン化した澱粉は安定性
が向上し、糊化開始温度が低下する。その糊化開始温度
は20〜70℃、好ましくは30〜55℃である
The degree of cationization is expressed as the degree of substitution (DS mole of substituent per mole of anhydroglucose residue). S. =0.01-0.2, preferably 0.01
5 to 0.07 is good. The gelatinization start temperature is preferably 20 to 70°C. Here, the gelatinization start temperature is 15% (W/V) of starch.
Add 450 g of water suspension to Amylograph (brabender two-blade paddle type, measuring head: 700 cm),
It refers to the temperature that rises from the base line of the amylograph when subjected to rotation speed: 75 rpm, temperature rise: 1.5° C./min). The cationically modified starch is required to have high stability of the size liquid. The cationization described above also provides considerable stability, but when a more stable size solution is required,
It is necessary to partially substitute nonionic functional groups by cationizing and etherifying and/or esterifying the hydroxyl group of glucose. It was also found that this treatment increased emulsion stability and paper strength. Etherification and esterification of starch are carried out according to conventional methods. For example, starch methyl ether reacted with dimethyl sulfate or methyl iodide, starch allyl ether reacted with allyl chloride, and starch reacted with acrylonitrile are used as etherified starch. starch cyanoethyl ether, starch carbamoylethyl ether reacted with acrylamide, starch hydroxyethyl ether reacted with ethylene oxide, starch hydroxypropyl ether reacted with propylene oxide, starch hydroxybutyl ether reacted with butylene oxide, etc. In addition, as esterified starch, starch formate ester, starch propionate ester, starch laurate ester, starch myristic ester reacted with fatty acids such as formic acid, propionic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, etc. , starch palmitate, starch stearate, starch acetate reacted with acetic anhydride or vinyl acetate, and the like. Through these processes,
Starch that is partially nonionized by cationization and etherification and/or esterification has improved stability and a lower gelatinization initiation temperature. Its gelatinization initiation temperature is 20-70°C, preferably 30-55°C.

【0009】また、当該中性抄紙用サイズエマルジョン
を高濃度にするためには、カチオン性澱粉誘導体を低分
子化しなければならない。この低分子化の方法としては
、鉱酸によって酸加水分解する方法、酸化剤により酸化
すると共に分子の切断を行う方法、澱粉分解酵素により
酸素分解する方法、熱、超音波、放射線等によって物理
的に分子の切断を行う方法等が挙げられる。このときの
分子量は5000〜50000、好ましくは8000〜
30000で、粘度は20重量%水懸濁液を85℃以上
10分間湯浴中で加熱糊化し、30℃迄冷却後、B型回
転粘度計で測定したとき10〜1000センチポイズ、
好ましくは20〜700センチポイズである。
[0009] Furthermore, in order to make the neutral size emulsion for papermaking highly concentrated, the cationic starch derivative must be reduced in molecular weight. Methods for reducing the molecular weight include acid hydrolysis using mineral acids, oxidation and molecular cleavage using oxidizing agents, oxygen decomposition using starch-degrading enzymes, and physical decomposition using heat, ultrasound, radiation, etc. Examples include methods of cutting molecules. The molecular weight at this time is 5,000 to 50,000, preferably 8,000 to 50,000.
30,000, and the viscosity is 10 to 1,000 centipoise when a 20% by weight aqueous suspension is gelatinized by heating in a water bath above 85°C for 10 minutes, cooled to 30°C, and measured with a B-type rotational viscometer.
Preferably it is 20 to 700 centipoise.

【0010】本発明の製紙用サイズ剤は主成分としての
前記反応性サイズ剤の有効成分に対し、乳化安定剤とし
てのカチオン性澱粉誘導体を10〜150%添加してエ
マルジョン化することにより得られる。本発明の反応性
サイズ剤として好適に用いられるものとして、アルケニ
ル無水コハク酸、アルキルケテンダイマー、アルキルケ
テンダイマー誘導体、無水ステアリン酸等を挙げること
ができる。本発明の中性抄紙用サイズエマルジョンの濃
度は5〜60%、好ましくは10〜40%である。本発
明の中性抄紙用サイズ剤は、もし必要ならばリグニンス
ルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリン酸ア
ミド等の界面活性剤、ポリビニルアルコール、アクリル
アミド系ポリマー等の水溶性高分子を添加してもよい。 かくして得られるサイズ剤は、パルプスラリー中に添混
し内添用サイズ剤として、またシート表面に添加し表面
サイズ剤としても使用できる。
The paper sizing agent of the present invention is obtained by adding 10 to 150% of a cationic starch derivative as an emulsion stabilizer to the active ingredient of the reactive sizing agent as the main component and emulsifying the active ingredient. . Examples of the reactive sizing agent suitably used in the present invention include alkenyl succinic anhydride, alkyl ketene dimer, alkyl ketene dimer derivatives, and stearic anhydride. The concentration of the neutral papermaking size emulsion of the present invention is 5 to 60%, preferably 10 to 40%. The neutral paper sizing agent of the present invention may contain surfactants such as sodium ligninsulfonate and polyoxyethylene lauric acid amide, and water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol and acrylamide polymers, if necessary. . The sizing agent thus obtained can be used as an internal sizing agent by adding it to the pulp slurry, or as a surface sizing agent by adding it to the sheet surface.

【0011】[0011]

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明
するが、これらに限定されるものではない。 実施例1 水130部、水酸化ナトリウム2部、硫酸ナトリウム5
0部にタピオカ澱粉100部を添加し、次に3−クロロ
−2−ヒドロキシプロピルジメチルベンジルアンモニウ
ムクロライド(40%水溶液)13部を加え、3%水酸
化ナトリウム水溶液でpH11に保ちながら40℃で5
時間反応する。5時間後、プロピレンオキシド3部を加
え40℃で6時間反応する。反応終了後、30℃まで温
度を下げ、次亜塩素酸ナトリウム(有効塩素量14%)
30部を加え1時間反応する。反応終了後、希塩酸でp
H4.5に中和し脱水、水洗、乾燥してカチオン変性澱
粉を得た。得られた澱粉のカチオン性基の置換度(D.
S.)=0.03、糊化開始温度49℃、粘度は20%
、30℃で42センチポイズであった。
EXAMPLES Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. Example 1 130 parts of water, 2 parts of sodium hydroxide, 5 parts of sodium sulfate
Add 100 parts of tapioca starch to 0 parts, then add 13 parts of 3-chloro-2-hydroxypropyldimethylbenzyl ammonium chloride (40% aqueous solution), and add 100 parts of tapioca starch to 0 parts.
Time reacts. After 5 hours, 3 parts of propylene oxide was added and reacted at 40°C for 6 hours. After the reaction is complete, lower the temperature to 30°C and add sodium hypochlorite (available chlorine amount: 14%).
Add 30 parts and react for 1 hour. After the reaction is complete, purge with dilute hydrochloric acid.
The starch was neutralized to H4.5, dehydrated, washed with water, and dried to obtain a cationically modified starch. Degree of substitution of cationic groups in the obtained starch (D.
S. )=0.03, gelatinization start temperature 49℃, viscosity 20%
, 42 centipoise at 30°C.

【0012】実施例2 実施例1においてタピオカ澱粉をコーンスターチに3−
クロロー2−ヒドロキシプロピルジメチルベンジルアン
モニウムクロライドを2,3−エポキシプロピルジフェ
ニルメチルアンモニウムクロライドにした以外は実施例
1と同様にしてカチオン変性澱粉を得た。得られた澱粉
のカチオン性基の置換度(D.S.)=0.03、糊化
開始温度50℃、粘度は20%、30℃で48センチポ
イズであった。 実施例3 実施例1においてタピオカ激粉を馬鈴薯澱粉に3−クロ
ロ−2−ヒドロキシプロピルジメチルベンジルアンモニ
ウムクロライドを3−クロロー2−ヒドロキシプロピル
ジメチルシクロヘキシルアンモニウムクロライドにした
以外は実施例1と同様にしてカチオン変性澱粉を得た。 得られた澱粉のカチオン性基の置換度(D.S.)=0
.025、糊化開始温度49℃、粘度は20%、30℃
で46センチポイズであった。 実施例4 水130部、水酸化ナトリウム1.8部、硫酸ナトリウ
ム50部の溶液にタピオカ澱粉100部を加え、アクリ
ロニトリル8部添加し、40℃で8時間反応する。次に
3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリベンジルアン
モニウムクロライド10部を加え、3%水酸化ナトリウ
ムでpH11.5に保ちながら40℃で6時間反応する
。これに35%過酸化水素水18部を加え4時間反応す
る。反応終了後、希塩酸でpH4.5に中和し脱水、水
洗、乾燥してカチオン変性澱粉を得た。得られた澱粉の
カチオン性基の置換度(D.S.)=0.02、糊化開
始温度50℃、粘度は20%、30℃で100センチポ
イズであった。 実施例5 コーンスターチ100部に水8部、メタノール8.2部
、50%水酸化ナトリウム2部の混合溶液を加え、分散
後エチレンオキシド10部を加え、38℃で10時間反
応する。10時間後、水120部の中に反応物を投入し
温度を43℃まで上げ3−クロロ−2−ヒドロキシプロ
ピルトリフェニルアンモニウムクロライド8部を加え、
3%水酸化ナトリウム水溶液でpH11に保ちながら5
時間反応する。反応後、希塩酸でPH5まで下げ20%
塩酸18部を加えて、40℃で15時間反応した後、3
%水酸化ナトリウム水溶液でpH4.5に中和し、脱水
、水洗、乾燥してカチオン変性澱粉を得た。得られた澱
粉のカチオン性基の置換度(D.S.)=0.02、糊
化開始温度49℃、粘度は20%、30℃で80センチ
ポイズであった。 実施例6 水130部、水酸化ナトリウム1.5部、硫酸ナトリウ
ム50部に酸化澱粉100部を添加し、次に2,3−エ
ポキシプロピルジベンジルアミノクロライド10部を加
え、3%水酸化ナトリウム水溶液でpH11.2に保ち
ながら40℃で5時間反応する。反応液を30℃まで下
げて、希塩酸でpH8〜9に調整後、酢酸ビニル6部を
加え30℃、pH8〜9で10時間反応させる。反応終
了後、希塩酸でpH4.5に中和し脱水、水洗、乾燥し
てカチオン変性澱粉を得た。得られた澱粉のカチオン性
基の置換度(D.S.)=0.04、糊化開始温度46
℃、粘度は20%、30℃で60センチポイズであった
Example 2 In Example 1, tapioca starch was mixed with cornstarch.
A cationically modified starch was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2,3-epoxypropyldiphenylmethylammonium chloride was used instead of chloro-2-hydroxypropyldimethylbenzylammonium chloride. The resulting starch had a degree of substitution (D.S.) of cationic groups of 0.03, a gelatinization initiation temperature of 50°C, a viscosity of 20%, and 48 centipoise at 30°C. Example 3 A cation was prepared in the same manner as in Example 1 except that in Example 1, tapioca flour was replaced with potato starch and 3-chloro-2-hydroxypropyldimethylbenzylammonium chloride was replaced with 3-chloro-2-hydroxypropyldimethylcyclohexylammonium chloride. Modified starch was obtained. Degree of substitution (D.S.) of cationic groups in the obtained starch = 0
.. 025, gelatinization start temperature 49℃, viscosity 20%, 30℃
It was 46 centipoise. Example 4 100 parts of tapioca starch is added to a solution of 130 parts of water, 1.8 parts of sodium hydroxide, and 50 parts of sodium sulfate, 8 parts of acrylonitrile are added, and the mixture is reacted at 40° C. for 8 hours. Next, 10 parts of 3-chloro-2-hydroxypropyltribenzyl ammonium chloride is added, and the mixture is reacted at 40° C. for 6 hours while maintaining the pH at 11.5 with 3% sodium hydroxide. 18 parts of 35% hydrogen peroxide solution was added to this and reacted for 4 hours. After the reaction was completed, the mixture was neutralized to pH 4.5 with diluted hydrochloric acid, dehydrated, washed with water, and dried to obtain cationically modified starch. The resulting starch had a degree of substitution (D.S.) of cationic groups of 0.02, a gelatinization initiation temperature of 50°C, a viscosity of 20%, and a viscosity of 100 centipoise at 30°C. Example 5 A mixed solution of 8 parts of water, 8.2 parts of methanol, and 2 parts of 50% sodium hydroxide is added to 100 parts of cornstarch, and after dispersion, 10 parts of ethylene oxide is added and reacted at 38° C. for 10 hours. After 10 hours, the reactant was poured into 120 parts of water, the temperature was raised to 43°C, and 8 parts of 3-chloro-2-hydroxypropyltriphenylammonium chloride was added.
5 while maintaining pH 11 with 3% sodium hydroxide aqueous solution.
Time reacts. After the reaction, lower the pH to 5 with dilute hydrochloric acid to 20%.
After adding 18 parts of hydrochloric acid and reacting at 40°C for 15 hours, 3
% sodium hydroxide aqueous solution to pH 4.5, dehydrated, washed with water, and dried to obtain a cationically modified starch. The resulting starch had a degree of substitution (D.S.) of cationic groups of 0.02, a gelatinization initiation temperature of 49°C, and a viscosity of 20% and 80 centipoise at 30°C. Example 6 100 parts of oxidized starch was added to 130 parts of water, 1.5 parts of sodium hydroxide, and 50 parts of sodium sulfate, then 10 parts of 2,3-epoxypropyldibenzylaminochloride was added, and 3% sodium hydroxide was added. The reaction was carried out at 40° C. for 5 hours while maintaining the pH at 11.2 with an aqueous solution. The reaction solution was lowered to 30°C, and after adjusting the pH to 8 to 9 with dilute hydrochloric acid, 6 parts of vinyl acetate was added, and the mixture was reacted at 30°C and pH 8 to 9 for 10 hours. After the reaction was completed, the mixture was neutralized to pH 4.5 with diluted hydrochloric acid, dehydrated, washed with water, and dried to obtain cationically modified starch. Degree of substitution (D.S.) of cationic groups in the obtained starch = 0.04, gelatinization initiation temperature 46
The viscosity was 20% and 60 centipoise at 30°C.

【0013】比較例1 実施例1において3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル
ジメチルベンジルアンモニウムクロライドを3−クロロ
−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロ
ライドにした以外は実施例1と同様にしてカチオン変性
澱粉を得た。得られた澱粉のカチオン性基の置換度(D
.S.)=0.04、糊化開始温度48℃、粘度は20
%、30℃で90センチポイズであった。 比較例2 実施例1において3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル
ジメチルベンジルアンモニウムクロライドを2−ジエチ
ルアミノエチルクロライドにする以外は実施例1と同様
にしてカチオン変性澱粉を得た。得られた澱粉のカチオ
ン性基の置換度(D.S.)=0.05、糊化開始温度
45℃、粘度は20%、30℃で80センチポイズであ
った。
Comparative Example 1 Cationically modified starch was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3-chloro-2-hydroxypropyldimethylbenzylammonium chloride was replaced with 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride. Ta. Degree of substitution of cationic groups (D
.. S. )=0.04, gelatinization start temperature 48℃, viscosity 20
%, 90 centipoise at 30°C. Comparative Example 2 Cationically modified starch was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2-diethylaminoethyl chloride was used instead of 3-chloro-2-hydroxypropyldimethylbenzyl ammonium chloride. The resulting starch had a degree of substitution (D.S.) of cationic groups of 0.05, a gelatinization initiation temperature of 45°C, a viscosity of 20%, and 80 centipoise at 30°C.

【0014】実施例7 ドデセニル無水コハク酸24部、上記実施例1〜6、比
較例1〜2で得られたカチオン変性澱粉の20%水溶液
30部及びイオン交換水146部を80℃に加熱しホモ
ミキサーにて予備分散し同温度を保ちながらホモジナイ
ザーを2回通して分散させ、冷却後、350メッシユの
篩にて▲ろ▼過し水性エマルジョンを得た。得られた水
性エマルジョンを100mlメスシリンダーに移し、室
温で放置した。乳化層の容積(ml)の経時変化で保存
安定性の試験を行った。また、ブランクとしてカチオン
変性澱粉を添加しないものについても同様に行った。結
果は表1に示した。
Example 7 24 parts of dodecenyl succinic anhydride, 30 parts of the 20% aqueous solution of the cationically modified starch obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2, and 146 parts of ion-exchanged water were heated to 80°C. The mixture was preliminarily dispersed in a homomixer, passed through a homogenizer twice while maintaining the same temperature, and after cooling was filtered through a 350 mesh sieve to obtain an aqueous emulsion. The resulting aqueous emulsion was transferred to a 100 ml graduated cylinder and left at room temperature. A storage stability test was conducted based on changes in the volume (ml) of the emulsified layer over time. In addition, a blank sample to which cationically modified starch was not added was also tested in the same manner. The results are shown in Table 1.

【表1】 実施例7 叩解済みパルプスラリー(LBKP,400c・s.f
)に実施例7で調製したサイズ剤を、気乾パルプ重量に
対して、それぞれ固形換算し、3重量%に相当する量を
添加し、常法に従い手抄試験器(TAPPI・スタンダ
ードマシン)を用い、坪量60g/m2相当の手抄紙を
調製し、ステキヒトサイズ度試験をし保存安定性をみて
、表2の結果を得た。
[Table 1] Example 7 Beaten pulp slurry (LBKP, 400 c.s.f.
) was added in an amount equivalent to 3% by weight of the sizing agent prepared in Example 7 based on the weight of the air-dried pulp, and the sizing agent was added to the sizing agent prepared in Example 7 in an amount equivalent to 3% by weight of the air-dried pulp. Using this method, handmade paper with a basis weight of 60 g/m2 was prepared, and the Steckcht sizing test was performed to determine storage stability, and the results shown in Table 2 were obtained.

【表2】[Table 2]

【0015】実施例9 実施例7においてドデセニル無水コハク酸の代わりにス
テアリルケテンダイマーを用いる以外は実施例7と同様
にして水性エマルジョンを得て、その保存安定性試験を
行ない表3に結果を示した。
Example 9 An aqueous emulsion was obtained in the same manner as in Example 7, except that stearyl ketene dimer was used instead of dodecenyl succinic anhydride, and a storage stability test was conducted. The results are shown in Table 3. Ta.

【表3】 実施例10 実施例9で調製したサイズ剤を用いて実施例8と同様に
してステキヒトサイズ度試験を行い結果を表4に示した
[Table 3] Example 10 Using the sizing agent prepared in Example 9, a Stekicht sizing test was conducted in the same manner as in Example 8, and the results are shown in Table 4.

【表4】[Table 4]

【0016】[0016]

【発明の効果】表1〜表4より判る様に本発明のサイズ
剤は、従来品に比べて乳化安定性が高く、サイズ度も高
くかつ経時変化によるサイズ度の低下も従来品の様に著
しくないので極めて実用的価値の高いものである。
[Effects of the Invention] As can be seen from Tables 1 to 4, the sizing agent of the present invention has higher emulsion stability and higher sizing degree than conventional products, and the sizing agent does not decrease in sizing degree due to changes over time like conventional products. Since it is not noticeable, it has extremely high practical value.

【化5】[C5]

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  化1で表わされる変性澱粉。 【化1】Claim 1: A modified starch represented by formula 1. [Chemical formula 1] 【請求項2】  該変性澱粉のカチオン化の置換度(D
.S.)が0.01〜0.2でその平均分子量が500
0〜50000,30℃における糊液粘度が20%水溶
液において10〜1000センチポイズである請求項1
記載の変性澱粉。
2. Degree of substitution (D) of cationization of the modified starch
.. S. ) is 0.01 to 0.2 and its average molecular weight is 500
Claim 1: The viscosity of the paste liquid at 30°C is 10 to 1000 centipoise in a 20% aqueous solution.
Modified starch as described.
【請求項3】  澱粉に化2で表わされる化合物をアル
カリ触媒を用いて反応させることを特徴とする変性澱粉
の製造方法。 【化2】
3. A method for producing modified starch, which comprises reacting starch with a compound represented by Chemical Formula 2 using an alkali catalyst. [Case 2]
【請求項4】  化3で表わされる変性澱粉を、アルケ
ニル無水コハク酸、アルキルケテンダイマー、アルキル
ケテンダイマー誘導体及び無水ステアリン酸から選ばれ
る中性抄紙用サイズ剤に添加することを特徴とする製紙
用サイズ剤。 【化3】
4. A method for paper manufacturing, characterized in that the modified starch represented by formula 3 is added to a neutral paper sizing agent selected from alkenyl succinic anhydride, alkyl ketene dimer, alkyl ketene dimer derivative, and stearic anhydride. Sizing agent. [Chemical formula 3]
【請求項5】  該変性澱粉がそのカチオン化の置換度
(D.S.)が0.01〜0.2であると共に、エーテ
ル化及び/又はエステル化することにより部分的にノニ
オン化した糊化開始温度が20〜70℃、平均分子量が
5000〜50000、30℃における糊液粘度が20
%水溶液において10〜1000センチポイズである請
求項3記載の製紙用サイズ剤。
5. A glue in which the modified starch has a cationization degree (D.S.) of 0.01 to 0.2 and is partially nonionized by etherification and/or esterification. The starting temperature is 20 to 70°C, the average molecular weight is 5000 to 50000, and the viscosity of the paste at 30°C is 20.
4. The paper sizing agent according to claim 3, which has a sizing agent of 10 to 1000 centipoise in an aqueous solution.
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