JPH10500159A - 紙仕上げ用助剤 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、例えば水分散液の形態の、紙仕上げ用手段に関する。これに、(I)イオン基および/またはエーテル基を有するポリイソシアネート(PI)と、(II)多糖類群の天然ポリマー(NP)、(III)ポリシロキサングラフトコポリマー(SP 1)、(IV)水希釈可能合成ポリマー(SP 2)および(V)ヒドロキシル基を有するカチオンポリマー(SP 3)から成る群の少なくとも一員を含めるか、或は(I)上と同じポリイソシアネート(PI)と(II)上と同じ天然ポリマー(NP)と、上と同じ(III)、(IV)および(V)から成る群の少なくとも一員を含める。
Description
【発明の詳細な説明】
紙仕上げ用助剤
本発明は、イオン基および/またはポリエーテル基を有するポリイソシアネー
ト類を基としていて好適には水分散液形態の紙仕上げ用助剤、即ちサイジング剤
(sizing agents)および湿潤および乾燥強度剤(strengt
h agents)に関する。
紙の乾燥および湿潤強度を改良する目的でポリアミン−エピクロロヒドリン樹
脂およびポリアミド−アミン−エピクロロヒドリン樹脂が長い間用いられてきた
。また、疎水基を有するカチオン重縮合物、例えば脂肪酸で修飾されたポリアミ
ン類を基とする重縮合物も紙用サイジング剤として用いるに適切である。更に、
澱粉を塗布することで乾燥状態における紙の強度を高くすることができることも
公知である。
表面に澱粉を用いるとまた紙の印刷性も改良されそして表面強度が一般に向上
する。
水分散性ポリイソシアネート類を用いることで湿潤強度処理を塩素を用いない
で行う方法はドイツ特許出願公開第OS 42 11 480号および42 2
6 110号から公知である。
ポリイソシアネート類をブロック形態(blocked form)で含有す
る紙含浸用結合剤系は米国特許第3 531 429号から公知である。解離基
の遊離は産業衛生の面でその使用者にとって満足されるものでない。
米国特許第3 325 346号には、湿潤強度および乾燥強度を改良する目
的でポリエチレンイミン類とポリイソシアネート類の反応生成物が提案されてい
る。
ドイツ特許第2 633 396号では、紙の取り扱いを改良する目的でPU
のアニオン水分散液が用いられている。しかしながら、多段階方法であることで
非常に高価である。その生成物は反応性NCO基を含有しない。
特開80597(800617)号(Textilbericht参照番号5
76/1981)には、アクリル系コポリマー類の色付け用染料、並びに例えば
ポリイソシアネート類を基とする架橋剤が開示されている。
ヨーロッパ特許第250 598号には、数多くの用途で用いられる感圧記録
材料が記述されており、そこではOH基を有するコポリマー類およびポリイソシ
アネート類が接着剤として用いられている。
特開04119195号には、透明な紙の製造でアルキド樹脂とポリイソシア
ネート架橋剤の組み合わせが提案されている。特開04146296号にもスチ
レン−アクリレート分散液の組み合わせが記述されており、これは同じ目的で用
いられそして紙に向上した強度を与える。そこでは架橋剤としてまたポリイソシ
アネート類が用いられている。
特開05050778号および特開05051896号には、紙の乾燥および
湿潤強度の改良でブロック化ポリイソシアネート類(NaHSO3付加体)が提
案されている。そこでの問題はSO2が放出されて周囲の空気に入り込んで機械
の構成要素が腐食する点である。更に、セルロース繊維も損傷を受け得る。
イソシアネートと澱粉もしくはポリビニルアルコールを組み合わせることは例
えば特開80/159993号から公知である。
フランス特許出願公開第2 360 714号には、多官能イソシア
ネートとイソシアネートに反応性を示す活性水素含有化合物から成る2成分系を
紙の被覆で用いることが提案されている。その仕上げされた紙は、反応したポリ
ウレタンを0.5から35重量%含有する。しかしながら、その多官能イソシア
ネート類は、適当な水分散性を達成する目的で有機補助溶媒を添加する必要があ
ると言った欠点を有する。
ノニオン乳化剤およびアニオン乳化剤の存在下で水に分散し得る樹脂酸イソシ
アネート類はドイツ特許出願公開第OS2 557 409号から公知である。
イソシアネート類とアルカリ金属と重亜硫酸アンモニウムから得られるカルバ
モイルスルホン酸塩の分散液もしくはエマルジョンがドイツ特許出願公開第2
839 310号に提案されており、これはサイジング組成物として使用可能で
ある。
米国特許第4 505 778号には、例えば芳香族ポリイソシアネート類と
1官能ポリエーテル類を反応させることなどで得られるイソシアネートプレポリ
マーを1−10重量%含有する芳香族ポリイソシアネート混合物から成るビータ
ー(beater)および表面サイジング組成物が開示されている。
更に、サイジング組成物として使用可能な種々のポリウレタンもしくはポリ尿
素分散液も知られている。しかしながら、このような通常のアニオン生成物(ド
イツ特許出願公開第OS 2 457 972号参照)は反応性基をイソシアネ
ート基の形態で含有しない。そのような生成物の例を下記の資料の中に見ること
ができる:フランス特許出願公開第1 496 584号、米国特許第3 98
9 659号、ドイツ特許出願公開第OS 2 537 653号、ヨーロッパ
特許出願公開第37
379、ドイツ特許出願公開第OS 3 438 5632号およびヨーロッ
パ特許出願公開第207 414号。
アルキル−ケテン二量体をサイジング剤として用いることに関する問題は、と
りわけ固有保持率(intrinsic retention)が低いこととサ
イジング度(sizing graduation)が劣ることである。その樹
脂の固有保持を改良するにはカチオン添加剤が必要である。ヨーロッパ特許出願
公開第74 544号には、1.澱粉で処理した樹脂サイズと2.疎水性ケテン
二量体またはC原子を少なくとも12個有する疎水性イソシアネート類の分散相
を含む分散液が開示されており、そこでは、その特性を改良する目的でカチオン
分散剤(とりわけポリアミド−アミン−エピクロロヒドリン樹脂)を用いる必要
がある。
更に、紙に湿潤強度および乾燥強度を与えると同時に良好な度合の(well
−graduated)部分疎水性を与える、即ちビーターまたは表面サイジン
グ組成物として用いるに適切な助剤系が得られたならば、その使用者にとって有
利である。単位面積当たりの重量が低い被覆基紙(base paper)など
の場合また引裂きおよび裂け伝播に対する抵抗力を高くすることもしばしば望ま
れている。従って、乳化剤の添加なしに水中で乳化可能でありそしてパルプ状態
でか或は表面で使用可能であってブロックされていない(non−blocke
d)ポリイソシアネート類を基としていて塩素を含有しない生成物でセルロース
含有材料の湿潤および乾燥強度処理および/またはサイジングを行う新規な方法
を提供すると言った目標が存在していた。
更に、サイジング作用をより良好に調節することができるようにする
と言った目標も存在していた。加うるに、LWC被覆基紙および新聞紙の使用特
性も改良すべきであった。単位面積当たりの重量がずっと低くなることから、裂
け伝播そして乾燥および湿潤強度を向上させそして更に印刷性/筆記特性を改良
する製品が非常に求められている。
驚くべきことに、特定のポリイソシアネート類を基とする助剤を用いると上記
目標を達成することができそして部分疎水化の意味で卓越したサイジング効果が
得られかつ印刷性および強度に関する特性が改良された紙が得られることを見い
出した。本発明に従う助剤を紙の製造で用いる場合、好適には、パルプ状態にお
ける使用および表面における使用の両方とも水分散液の形態で用いる。
従って、本発明は、
(I)イオン基および/またはポリエーテル基を有するポリイソシアネート(P
I)と、
(II)多糖類から成る群の天然に存在するポリマー(NP)、
(III)ポリシロキサングラフトコポリマー(SP 1)、
(IV)水希釈可能合成ポリマー(SP 2)および
(V)ヒドロキシル基を有するカチオンポリマー(SP 3)、
から成る群の少なくとも一員を含むか、或は
(I)上と同じポリイソシアネート(PI)と、
(II)上と同じ天然に存在するポリマー(NP)と、
各場合とも上と同じ(III)、(IV)および(V)から成る群の少なくとも
一員を含んでいて、
好適には水分散液の形態の組成物に関する。
この上に記述した効果は相乗効果であり、これは、上記助剤に含める
個々の成分は結果として疎水性をもたらさないことから特に驚くべきことである
。このように、個々の成分を用いた場合に達成されるコブ(Cobb)値は>7
0g/m2である。しかしながら、サイジングが有意であると言うことができる
のは値が<40g/m2の時のみである(水の吸着)。
本発明の文脈で適切な水分散性ポリイソシアネート類(I)は下記のものであ
る:
(Ia)1)ポリエーテル基を持たないで第三級アミノおよび/またはアンモニ
ウム基を有するポリイソシアネート類と
2)イオン基も第三級アミノ基もポリエーテル基も持たないポリイソシ
アネート類(E)
のポリイソシアネート混合物、
(Ib)1)ポリエーテル基を持たないで第三級アミノおよび/またはアンモニ
ウム基を有するポリイソシアネート類と
2)第三級アミノ基もイオン基もポリエーテル基も持たないポリイソシ
アネート類(E)と
3)第三級アミノおよび/またはアンモニウム基およびポリエーテル基
を有するポリイソシアネート類と
4)第三級アミノおよびイオン基を持たないでポリエーテル基を有する
ポリイソシアネート類
のポリイソシアネート混合物、
(Ic)1)第三級アミノおよびイオン基を持たないでポリエーテル基を有する
ポリイソシアネート類と
2)第三級アミノ基もイオン基もポリエーテル基も持たないポ
リイソシアネート類(E)
のポリイソシアネート混合物、
或はポリイソシアネート混合物(Ia)から(Ib)の混合物。
好適に用いるポリイソシアネート類(I)は
α)イソシアネート基をポリイソシアネート100g当たり10−700ミリ当
量の含有量で有し、
β)≧1.0の平均NCO官能性を示し、
γ)エチレンオキサイド単位をポリイソシアネートを基準にして0から30重量
%の含有量で有し、ここで、このポリエチレンオキサイド鎖が100−3500
、好適には100−1000、特に好適には100−600g/モルの平均分子
量(数平均)を有し、そして
δ)第三級アミノ基および/またはアンモニウム基をポリイソシアネート100
g当たり50−5000ミリ当量の含有量で有する、
ポリイソシアネート類である。
また、好適に用いるポリイソシアネート類(I)は
α)イソシアネート基をポリイソシアネート100g当たり10−500ミリ当
量の含有量で有し、
β)1.0から5.0の平均NCO官能性を示し、
γ)エチレンオキサイド単位をポリイソシアネートを基準にして7から30重量
%の含有量で有し、ここで、このポリエチレンオキサイド鎖が100−3500
、好適には100−1000、特に好適には100−600g/モルの平均分子
量(数平均)を有し、そして
δ)第三級アミノ基および/またはアンモニウム基をポリイソシアネート100
g当たり0−1000ミリ当量の含有量で有する、
ポリイソシアネート類である。
好適なさらなる態様では、
α)イソシアネート基をポリイソシアネート100gを基準にして47−595
ミリ当量、好適には238−476ミリ当量の含有量で有し、
β)1.5から4.2、好適には2.0−4.2の平均NCO官能性を示し、
γ)エチレンオキサイド単位をポリイソシアネートを基準にして7から30重量
%の含有量で有し、ここで、このポリエチレンオキサイド鎖が100−3500
、好適には100−1000、特に好適には100−600g/モルの平均分子
量(数平均)を有し、そして
δ)第三級アミノ基および/またはアンモニウム基をポリイソシアネート100
g当たり1−500ミリ当量、好適には5−300ミリ当量の含有量で有する、
ポリイソシアネート類(I)を用いる。
このポリイソシアネート類で述べるNCO官能性値は、出発成分の性質および
官能性から計算可能であり、下記の式
に従う値を基とする。
イソシアネート基の含有量は各場合ともNCOの分子量が42g/モルである
として計算した含有量である。
このポリイソシアネート類(I)は、
(II)イソシアネートに反応性を示す基を少なくとも1つ有しそして第三級ア
ミノ基および/またはアンモニウム基またはそれらの混合物を
少なくとも1つ有しそして任意にエーテル、エステルまたはアミド基を有してい
てもよい(環状)脂肪族アミン類、および/または
(III)第三級アミノ基もイオン基も持たず任意にエステル基を有していても
よいポリアルキレンオキサイド−ポリエーテルアルコール類(F)と
(IV)第三級アミノ基もイオン基もポリエーテル基も持たないポリイソシアネ
ート類(E)を、
NCO基[成分(IV)中の]:イソシアネートに反応性を示す基の合計[成分
(III)および(II)が有する]の当量比が少なくとも1.05:1から約
1000:1、好適には4:1から約1000:1になるように用いて、何らか
の所望順で反応させることで入手可能である。
用いるポリイソシアネート類(I)は、好適には、
(II)A)イソシアネートに反応性を示す基を有していて、
A1)式
[式中、
Y1は、−O−、−NH−または−NR3−を表し、
R3は、メチルまたはエチルを表し、
Xは、C2−C10−アルキレン、C5−C10−シクロアルキレン、式
で表される基、または式
で表される基を表し、
ここで、
R4、R5は、互いに独立して、水素またはメチルを表すが、但しこの基の少なく
とも1つが水素を表すことを条件とし、
aは、0から10の値を表し、
R1およびR2は、
a)互いに独立して、C1−C4−アルキルまたはC3−C6−シクロアルキルを表
すか、
b)互いに独立して、式
で表される基を表すか、
c)互いに独立して、1個以上の第三級アミノ基および/またはアンモニウム基
で置換されていて式
または
で表されるC2−C4−アルキル基を表すか、或は
d)これらが結合しているN原子と一緒になって、式
(式中、
Zは、
単結合または
を表し、
R6は、メチルまたはエチルを表し、
bは、0から2の値を表し、
q、tは、互いに独立して、1または2の値を表し、
m、r、sは、互いに独立して、0から3の値を表す)
で表される5員もしくは6員環を表す]
で表されるか、或は
A2)式
[式中、
Y2は、−O−、−NH−または−NR3−を表し、ここで、
R3は、上述した意味を有し、
nおよびpは、互いに独立して、1または2の値を取り、そして
R1は、上述した意味を有する]
で表されるか、或は
A3)式
[式中、n、pおよびR1は上述した意味を有する]
で表されるか、或は
A4)式
[式中、n、p、R1およびR2は上述した意味を有する]
で表されるアミン類か、或は
B)10,000g/モル以下の分子量を有していて任意にエーテルおよび
/またはエステルおよび/またはアミド基を有していてもよくそしてイソシアネ
ートに反応性を示す基を2個以上有するアミン類か、或は
C) A)またはB)にプロトン化および/または四級化反応を受けさせる
ことで得られるアンモニウム基を持っていてイソシアネートに反応性を示す化合
物か、或は
A)からC)いずれかの所望混合物、および/または
(III)エチレンオキサイド単位を統計学的平均で5.0から70単位含んで
いて任意にエステル基を持っていてもよい一官能もしくは多官能ポリアルキレン
オキサイド−ポリエーテルアルコール類(F)と
(IV)第三級アミノ基もイオン基もポリエーテル基も持たず、
− 平均NCO官能性が2.0から8.0、好適には2.0から6.0、特に好
適には2.1−4.4、特に2.3から4.3であり、そして
− イソシアネート基の含有量が成分(IV)を基準にして10から50重量%
、好適には19から24重量%である、
ポリイソシアネート(E)または上記ポリイソシアネート(E)数種の混合物を
、
何らかの所望順で反応させることで入手可能である。
このポリイソシアネート類(I)は水分散性を示す。
この言葉「水分散性」は、ポリイソシアネート類(I)に関連して、これらが
水中0.1から70重量%、好適には0.1から50重量%、特に0.1から3
0重量%の濃度で平均粒子直径(超遠心分離)が<500nmの微細分散液を与
え、沈降せず、クリーム状にならないポリイソシアネート類であることを意味す
る。
本発明に従って用いる水分散性ポリイソシアネート類(I)をプロトン化およ
び/または四級化することで入手可能であってアンモニウム基を有する相当する
ポリイソシアネート混合物もまた本発明に従う方法の実施で用いるに適切である
。アルキル化剤、例えばジメチルスルフェート、ジエチルスルフェートまたはC1
−C4−アルキルハライド類および
−アルキルスルホネート類などをこの四級化で用いることができる。
挙げることができるアミンII(A)の例は下記のものである:
N,N−ジメチルエチレンジアミン、ジメチルアミノヒドロキシエタン、ジメチ
ルアミノヒドロキシプロパン、ジエチルアミノヒドロキシエタン、ジブチルアミ
ノヒドロキシエタン、ジエチルアミノエトキシヒドロキシエタン、(2−ジエチ
ルアミノエトキシ)−エトキシヒドロキシエタン、N,N’−トリエチル−N’
−[ω−ヒドロキシ−テトラエトキシエチル]プロピレンジアミン、N−ヒドロ
キシエチルピペリジン、N−ヒドロキシエチルピロリジン、4−ヒドロキシ−1
−ジメチルアミノシクロヘキサン、1,3−ビス(ジメチルアミノエトキシ)−
2−ヒドロキシプロパン、1,3−ビス(ジメチルアミノ−プロポキシ)−2−
ヒドロキシプロパン、並びに下記の式で表されるアミン類:
アミン類II)A)はまた例えば下記のアミノアルコール類も包含する:
メチル−ビス(2−ヒドロキシエチル)−アミン、メチル−ビス(2−ヒドロキ
シプロピル)−アミン、N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)−N,N’−
ジメチル−エチレンジアミン、N,N”−ビス(2−ヒドロキシエトキシエチル
)−N,N’,N”−トリメチル−ジエチレントリアミン、N,N−ジメチルア
ミノ−プロピル−ビス[ω−ヒドロキシテトラエトキシエチル]アミン、トリエ
タノールアミン、トリエタノールアミンとこのアミン1モル当たり3から20モ
ルのエチレンオキサイドおよび/またはプロピレンオキサイドを反応させた生成
物、ポリアミン類、例えばアミノエチルピペラジン、トリエチレンテトラミンお
よびビス(2−アミノ−エチル)ピペラジンなどとエチレンオキサイドおよび/
またはプロピレンオキサイドを反応させた生成物、ジエチレントリアミンビスプ
ロピオンアミド、N,N’−ビス−プロピオニルアミノエチル−N”−(2−ヒ
ドロキシエチル)アミン、並びにテトラメチルエチレンジアミン−ジクロロエタ
ン縮合物とエチレンオキサイドおよび/またはプロピレンオキサイドを反応させ
た生成物。
適切なアミン類II)B)は、例えば下記の重縮合物である:
a)C2−C8−ジカルボン酸とポリエチレンオキサイドおよび/またはポリプロ
ピレンオキサイドまたはエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのコポリエ
ーテル類とジヒドロキシアルキルアミン類、好適にはN−メチル−ジエタノール
アミンまたはN−メチル−ジイソプロパノールアミンを縮合させることで得られ
るポリエステルであって、末端ヒドロキシル基を有していてOH官能性が2のポ
リエステル類、
b)a)の下で挙げたC2−C8−ジカルボン酸とジヒドロキシアルキルアミン類
を縮合させることで得られるポリエステルであって、末端ヒドロキシル基を有し
ていてOH官能性が2のポリエステル類、
c)a)の下で挙げたC2−C8−ジカルボン酸とC2−C6−ジアミノアルカン類
、好適にはエチレンジアミンとジヒドロキシアルキルアミン類から得られるポリ
エステル−アミド類であって、末端ヒドロキシル基もしくはアミノ基を有してい
てOH官能性が2のポリエステル−アミド類、
d)a)の下で挙げたC2−C8−ジカルボン酸と、トリヒドロキシアルカン類、
好適にはトリメチロールプロパンと、それらを1−10モルのエチレンオキサイ
ドまたはプロピレンオキサイドと反応させた生成物と、ジヒドロキシアルキルア
ミン類から得られるポリエステルであって、末端ヒドロキシル基を有していて官
能性が2以上のポリエステル類、
e)アンモニアまたは線状もしくは分枝(ポリ)アルキレン−ポリアミン類、例
えばエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ビス
(3−アミノプロピル)−メチルアミン、または第一級もしくは第二級アミノ基
を有するα,ω−ポリエーテル−ジアミン類、或はそれらとモル量以下の量のジ
ハロゲノアルカン類、例えばジクロロエタンなどとの縮合物を、アルキレンオキ
サイド類と反応させる、ことで入手可能なヒドロキシル官能基含有ポリアミン類
、好適にはトリエタノールアミン、トリス(2−ヒドロキシプロピル)アミン、
テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミンなど、
f)C2−C8−ジカルボン酸と、アシル化可能なアミノ基を少なくとも3個有す
るジアミン類およびポリアミン類、例えばジエチレントリアミンまたはトリエチ
レンテトラミンなどおよび/またはアシル化可能なア
ミノ基を少なくとも2個そして更に第三級アミノ基を有するポリアミン類、例え
ばビス−(3−アミノプロピル)メチルアミンなどと、適宜カプロラクタムまた
は任意にポリエーテル−ジオール類またはポリエーテル−ジアミン類と、から作
られた線状もしくは分枝重縮合物を、アルキレンオキサイド類と、上記重縮合物
中の第一級および第二級アミノ基1モルに対してアルキレンオキサイドを1−3
モル用いて、反応させることで入手可能なヒドロキシル官能基含有ポリアミド−
アミン類、
g)f)に従うヒドロキシル官能基含有ポリアミド−アミン類であって、アルキ
レンオキサイド類と反応させる代わりにエタノールアミンと一緒に共縮合させる
ことで入手可能なヒドロキシエチル末端基を有するポリアミド−アミン類、
h)式
[式中、
R4およびR5は、少なくとも1つの基が水素を表すことを条件として、水素また
はメチルを表し、
R8およびR7は、互いに独立して、メチル、エチル、または式
-(CHR5-CHR4-O)f-Hまたは[CH2-(CH2)g-NR1]hR2、
(式中、
R1、R2、R4、R5は上述した意味を有し、そして
gは、1から6の値を取り、
hは、0から4を表し、
k、cおよびfは、0から20の値を取り、
eは、0から3の値を取り、そして
dは、0または1の値を取る)
で表される基を表す]
で表されるアミノアルコール類。
このアミン類II)B)の平均分子量は好適には10,000g/モル以下で
ある。5000g/モル以下、特に3000g/モル以下の平均分子量を有する
アミン類が特に好適である。
適切なアミン類II)C)は、例えば、酸またはアルキル化剤と成分II)A
)またはII)B)を反応させることで入手可能なアミン類であって、これの第
三級アミノ基の全部またはいくつかをアンモニウム基に変化させたアミン類であ
る。
この反応で用いるに適切な酸類は、好適には酢酸、蟻酸およびHClであり、
使用可能なアルキル化剤は、例えばC1−C4−アルキルのクロライド類およびブ
ロマイド類に加えてジアルキルスルフェート類、例えばジメチルスルフェートま
たはジエチルスルフェートなどである。
IV)の下で述べた、第三級アミノ基もイオン基もポリエーテル基も持たない
ポリイソシアネート類(E)は、ウレトジオンおよび/またはイソシアヌレート
、ウレタンおよび/またはアロファネート(allophanate)、ビウレ
ットまたはオキサジアジン構造を有する何らかの所望ポリイソシアネート類であ
り、これらは簡単な好適には(環状)脂肪族ジイソシアネート類、例えば例とし
てドイツ特許出願公開第OS 1 670 666号、3 700 209号お
よび3 900 053号またはヨーロッパ特許出願公開第336 205号お
よび339 396号などに記述されている如きジイソシアネート類を修飾する
こ
とで製造される。また、適切なポリイソシアネート類(E)は、エステル基を有
するポリイソシアネート類、例えばペンタエリスリトール−もしくはトリメチロ
ールプロパン−シリルエーテル類とイソシアナトカプロイルクロライドを反応さ
せることで入手可能なテトラキス−およびトリス−イソシアネート類である(ド
イツ特許出願公開第A 3 743 782号参照)。更にまたトリイソシアネ
ート類、例えばトリス−イソシアナトジシクロヘキシルメタンなどを用いること
も可能である。
第三級アミノ基もイオン基もポリエーテル基も持たないポリイソシアネート類
(E)の製造で用いるに適切なジイソシアネート類は、原則として、(環状)脂
肪族的に結合しているイソシアネート基を持っていて分子量の範囲が140から
400のジイソシアネート類、例えば1,4−ジイソシアナトブタン、1,6−
ジイソシアナトヘキサン、1,5−ジイソシアナト−2,2−ジメチルペンタン
、2,2,4−および2,4,4−トリメチル−1,6−ジイソシアナトヘキサ
ン、1,3−および1,4−ジイソシアナトシクロヘキサン、1−イソシアナト
−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメチル−シクロヘキサン、1−イ
ソシアナト−1−メチル−4−イソシアナトメチル−シクロヘキサンおよび4,
4’−ジイソシアナトジシクロヘキシル−メタン、または上記ジイソシアネート
類いずれかの所望混合物などである。
第三級アミノ基もイオン基もポリエーテル基も持たないポリイソシアネート類
(E)は、好適には、三量化した1,6−ジイソシアナトヘキサンまたは1−イ
ソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメチル−シクロヘキサ
ンと任意に二量化した1,6−ジイソシアナトヘキサンまたは1−イソシアナト
−3,3,5−トリメチル−5−イ
ソシアナトメチル−シクロヘキサンと相当する高級同族体から本質的に成ってい
てイソシアヌレート基および任意にウレトジオン基を有しそしてNCO含有量が
19から24重量%であるポリイソシアネート混合物である。成分(E)として
特に好適に用いるポリイソシアネート類は、ウレトジオン基をほとんど持たない
でイソシアネート基を有しそして上述したNCO含有量を有する相当するポリイ
ソシアネート類、例えば触媒を用いて1,6−ジイソシアナトヘキサンまたは1
−イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメチル−シクロヘ
キサンを三量化(これは本質的に公知である)してイソシアヌレートを生じさせ
ることで得られる好適には(平均)NCO官能性が3.2から4.2のポリイソ
シアネート類などである。好適な成分(E)はまた1,6−ジイソシアナトヘキ
サンとモル量以下の水を公知様式で反応させることで得られ本質的にビウレット
基を有していてNCO含有量が19から24重量%の三量化したポリイソシアネ
ート類である。アロファネート基とイソシアヌレート基を有する成分E)、例え
ばジイソシアネートを過剰量で用いてウレタンイソシアネートを触媒で三量化す
ることで得られるもの、並びにオキサジアジントリオン構造を有するポリイソシ
アネート類、例えば
およびこれらの三量体などもまた好適である。
好適ではないが適切な他のポリイソシアネート類(E)は、脂肪族もしくは芳
香族のジイソシアネート類、例えばヘキサメチレンジイソシア
ネート、トリレンジイソシアネート、1,5−ジイソシアナトナフタレン、ジフ
ェニルメタンジイソシアネート、並びにウレトジオン、イソシアヌレート、アロ
ファネートおよびビウレット基などを有する高級同族体などである。
好適なポリイソシアネート類(E)はまたジイソシアネート類およびそれらの
ウレタン誘導体を本質的に知られている様式で三量化/アロファネート生成させ
ることで得られるポリイソシアネート類である。これらは特に低い粘度を示し、
その粘度は<5000mPa.s/23℃である。
23℃で<4000mPa.s、特に<2000mPa.sの粘度を示すポリ
イソシアネート類(E)が特に好適である。
IIIの下で述べたポリアルキレンオキサイドポリエーテルアルコール類(F
)は、エチレンオキサイド単位を1分子当たり統計学的平均で5から70単位、
好適には6から60単位有する単官能もしくは多官能のポリアルキレンオキサイ
ドポリエーテルアルコール類、例えば本質的に知られている様式で適切な出発分
子をアルコキシル化することで入手可能なアルコール類である。
このポリアルキレンオキサイドポリエーテルアルコール類(F)の製造では、
分子量の範囲が32から150g/モルである何らかの所望一価もしくは多価ア
ルコール類、例えばヨーロッパ特許出願公開第206 059号に従って使用さ
れたアルコール類などを出発分子として用いることができる。好適には、炭素原
子を1から4個有する単官能脂肪族アルコール類を出発分子として用いる。メタ
ノールを用いるのが特に好適である。
アルコキシル化反応で用いるに適切なアルキレンオキサイド類は特にエチレン
オキサイドおよびプロピレンオキサイドであり、これらはアルコキシル化反応で
如何なる所望順序でも使用可能であるか或は混合物として使用可能である。
このポリアルキレンオキサイドポリエーテルアルコール類(F)は、好適には
、純粋なポリエチレンオキサイドポリエーテル類であるか、或はエチレンオキサ
イド単位数が少なくとも5、一般に5から70、好適には6から60、特に好適
には7から20のポリエーテル配列を少なくとも1つ有しておりそしてアルキレ
ンオキサイド単位にエチレンオキサイド単位が少なくとも60モル%の量、好適
には少なくとも70モル%の量で含まれている混合ポリアルキレンオキサイドポ
リエーテル類である。
好適なポリアルキレンオキサイドポリエーテルアルコール類(F)は、炭素原
子を1から4個有する脂肪族アルコールで開始してエチレンオキサイド単位を統
計学的平均で6から60個含めた単官能のポリアルキレンオキサイドポリエーテ
ル類である。特に好適なポリアルキレンオキサイドポリエーテルアルコール類(
F)は、エチレンオキサイド単位を統計学的平均で7から20個含む純粋なポリ
エチレングリコールモノメチルエーテルアルコール類である。
エステル基を有する適切なポリアルキレンオキサイドポリエーテル類(F)は
、脂肪族のC2−C8−ジカルボン酸またはそれらエステルもしくは酸クロライド
とポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドおよびそれらの混合物ま
たはそれらのコポリエーテル類から成る群のポリエーテル類をこのポリエーテル
のOH当量当たり0.6から0.9
9当量のカルボキシル基もしくはそれらの誘導体を用いて反応させることで入手
可能なOH末端基含有ポリエステルエーテル類であって、これの平均分子量は1
0,000g/モル以下、好適には3000/モル以下であり、これはヒドロキ
シル末端基を有する。
アミン類またはアミノアルコール類であるII)A)からII)C)がポリエ
ーテル鎖を含む場合、また、A)および/またはB)および/またはC)とポリ
イソシアネート類E)を反応させることでも水分散性ポリイソシアネート類を直
接生じさせることが可能であり、その結果として、成分F)の含有量を適宜低く
することができる。
本発明に従って用いるポリイソシアネート類(I)はまた外部のイオン乳化剤
もしくはノニオン乳化剤と組み合わせて使用可能である。このような乳化剤は例
えば「Methoden der Organischen Chemie」(
Houben−Weyl)、XIV/1巻、パート1、190−208頁、Ge
org Thieme−Verlag、Stuttgart(1961)、米国
特許第3 428 592号またはヨーロッパ特許出願公開第13 112号な
どに記述されている。分散性を保証する量でこの乳化剤を用いる。
成分A)および/またはB)および/またはC)および/またはF)と成分E
)の反応を、好適には無溶媒で水分を排除しながら、何らかの所望順序で実施す
る。使用するアルコール成分の量を多くするにつれて達成される最終生成物の粘
度が高くなり、その結果として、好ましくない特定の場合(粘度が上昇して例え
ば100Pa.s以上になる場合)、好適には水に混和するがポリイソシアネー
トに不活性な溶媒を添加してもよい。適切な溶媒はアルキルエーテルの酢酸エス
テル、グリコールの
ジエステル、トルエン、カルボン酸のエステル、アセトン、メチルエチルケトン
、テトラヒドロフランおよびジメチルホルムアミドである。本質的に知られてい
る触媒、例えばジブチル錫ジラウレート、カプリル酸錫(II)または1,4−
ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンなどを反応成分を基準にして10から1
,000ppmの量で一緒に用いることで反応を促進させることができる。触媒
を用いない反応が好適である。
この反応は130℃以下、好適には10℃から100℃の範囲、特に20℃か
ら80℃の範囲の温度で実施可能である。NCO含有量を滴定するか或はIRス
ペクトルを測定して約2,100cm-1の所のカルボニル帯を数値評価すること
で、反応を監視することができ、そしてイソシアネート含有量がその与えられた
化学量論で完全な変換率が達成される値より0.1重量%高い値より低くなった
時点で反応が終了する。一般に24時間以内の反応時間で充分である。本発明に
従って用いるポリイソシアネート類を無溶媒で合成するのが好適である。
好適でない1つの態様では、また、
1)第三級アミノ基もイオン基もポリエーテル基も持たないポリエーテル類E)
と、
2)II)の下で述べたアミン類とポリイソシアネート類E)をイソシアネート
に反応性を示す基[成分(II)中の]とNCO基[(I)が有する]の当量比
が1:1から1:1000になるように用いて反応させることで得られるポリイ
ソシアネート類と、
3)ポリイソシアネート類E)とポリアルキレンオキサイドポリエーテルアルコ
ール類F)をイソシアネートに反応性を示す基[成分(III)
が有する]とNCO基[成分(I)中の]の当量比が1:1から1:1000に
なるように用いて反応させることで得られるポリイソシアネート類、
を混合することでも、本発明に従って用いるポリイソシアネート類(I)を製造
することができる。
ここで、技術者は、結果として生じる混合物に水分散性に必要な組成を持たせ
る(既に述べた好適な範囲を適用)ように適切に重量を測定することにより、ア
ミン当量、ポリエーテル含有量、NCO含有量およびNCO官能性の値を調整す
ることができるであろう。しかしながら、この分散性は混合物の状態で反応させ
た場合ほどには良好でない。
このポリイソシアネート類(I)をまたアニオンで修飾することも可能である
。このようなアニオン修飾ポリイソシアネート類は、例えば、ヒドロキシカルボ
ン酸またはヒドロキシスルホン酸と適宜この上の(III)の下で述べたポリア
ルキレンオキサイド−ポリエーテルアルコール類(F)とこの上の(IV)の下
で記述したポリイソシアネート類(E)を反応させることなどで入手可能である
。この目的で用いるに適切なヒドロキシカルボン酸およびヒドロキシスルホン酸
には例えば下記の化合物が含まれる:
a)ヒドロキシカルボン酸、例えば乳酸、トリクロロ乳酸、ジメチロールプロピ
オン酸、リンゴ酸、ジヒドロキシマレイン酸、ジヒドロキシフマル酸、酒石酸、
ジヒドロキシ酒石酸、粘液酸、糖酸、クエン酸、サリチル酸、2,6−ジヒドロ
キシ安息香酸、プロトカテキュ酸、α−レゾルシル酸、β−レゾルシル酸、ヒド
ロキノン−2,5−ジカルボン酸、4−ヒドロキシイソフタル酸、4,6−ジヒ
ドロキシイソフタル酸、ヒ
ドロキシテレフタル酸、5,6,7,8−テトラヒドロナフト−2−オール−3
−カルボン酸、1−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、2,8−ジヒドロキシ−3−
ナフトエ酸、β−ヒドロキシプロピオン酸およびm−ヒドロキシ安息香酸など、
b)ヒドロキシスルホン酸、例えば2−ヒドロキシエタンスルホン酸、フェノー
ル−2−スルホン酸、フェノール−3−スルホン酸、フェノール−4−スルホン
酸、フェノール−2,4−ジスルホン酸、ナフト−1−オール−スルホン酸、ナ
フト−1−オール−ジスルホン酸、8−クロロナフト−1−オール−ジスルホン
酸、ナフト−1−オール−トリスルホン酸、ナフト−2−オール−1−スルホン
酸、ナフト−2−オール−トリスルホン酸、1,7−ジヒドロキシナフタレン−
2−スルホン酸、1,8−ジヒドロキシナフタレン−2,4−ジスルホン酸など
、
並びに、エトキシまたはポリエトキシ基を有するスルホネートアルコール類、例
えばドイツ特許出願公開第OS 24 46 440号などに記述されているア
ルコール類。カチオンおよびアニオン修飾ポリイソシアネート類(I)の製造で
は、イオン基を有する一価アルコール類が出発材料として好適である。
本発明に従って用いる水分散性ポリイソシアネート類(I)は産業的に取り扱
いが容易でありそして水分を排除すると数カ月に渡る貯蔵安定性を示す。天然に存在するポリマー類(NP)の説明
天然に存在するポリマー類(NP)には、好適には澱粉、セルロース、ヘミセ
ルロース、キトサン、キサンタン、寒天、ガラクトマンナン、カラゲナン、ペク
チン、アルギン酸塩、植物ゴムおよびそれらの誘導体が
含まれる。
ジャガ芋、トウモロコシおよび小麦から得られる種類の澱粉、それらのカチオ
ンおよびアニオン誘導体、そしてまた両性澱粉および疎水修飾澱粉が適切である
。更に、好適には冷水に溶解し得るであろうセルロースエーテル類、例えばヒド
ロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースおよびヒドロキシプロピ
ルセルロースなども適切である。
ガラクトマンナン、寒天、ペクチン、アルギン酸塩、カラゲナン、キトサン、
キサンタン、植物ゴムおよびそれらの誘導体もまた適切である。商業的に入手可
能な澱粉(誘導体)、例えば酵素または熱で分解させた天然澱粉か、或はカチオ
ン、アニオンもしくは両性修飾澱粉類などが特に好適である。
澱粉の処理方法は文献から公知である(例えばWochenblat
よび140−167頁(1991)参照)。
パルプ用澱粉の場合、その量は紙を基準にして約1重量%であり、そして表面
用澱粉の場合の量は紙を基準にして約5重量%である。
紙産業で用いられる澱粉に関する概略を下記の引用文献に見ることができる:
以後、(1982)
(1991)
3)Das Papier,10 A V40頁以後、(1993)。
紙産業は、紙および厚紙の製造で用いるに適した特定の澱粉製品に興
味を持っている。例えば天然の澱粉は非常に安価であるが、アミロース含有量が
高いことから劣化を起こす傾向があり、その結果としてしばしばフィルム厚が薄
くなり、スラッジ生成量が高くなり、そして塗布装置の汚染が急速に起こる。表
面塗布の場合、澱粉の粘度が高すぎると塗布に問題(スプラッシング(spla
shing))が起こり、そして粘度が低すぎると紙の中に完全に含浸してしま
うことで表面特性が劣る。
パルプに入れて用いる場合、カチオン澱粉は90%に及ぶ度合で繊維に吸収さ
れ、その結果として廃水の汚染および紙製造機循環系の汚染が低くなり得ること
から、カチオン澱粉が好適である。
しかしながら、澱粉の誘導化は費用伴う。それにも拘らず、カチオン澱粉を用
いると生じる廃水中のCODが低くなりそして廃紙の再処理中これは繊維上に残
存することから、これを用いると有利な結果が得られる。
アニオン澱粉は、廃紙の再処理中、その結果として生じるパルプ系内で廃棄物
(trash)のように作用する。
従って、この述べた欠点を示さない改良された紙仕上げ剤がまだ求められてい
る。
Herculesサイズテストおよびコブ試験に従いサイジング特性を有する
と共に表面用カチオン澱粉の利点を有するカチオン−疎水性ワックス状トウモロ
コシ澱粉は公知である(ヨーロッパ特許第277633号、ヨーロッパ特許第4
06837号)。例えば被覆基紙の場合、色付け用染料が染み込む度合が低くな
ることから、高価な色付け用染料の量を節約することができる。このような種類
の澱粉を用いるとまた表面強度も向上し得る
(1993)。
各要求で特定の澱粉前処理/誘導化を行う必要があることが欠点である。
廃棄物の負荷が高いパルプ系の場合、置換度合を市販澱粉よりずっと高くする
必要があることからカチオン澱粉を廃棄物収集剤(trash collect
ors)として用いるのは適切でない
(1993)。
従って、カチオンポリマー類、例えばポリ−DADMCなどを廃棄物収集剤とし
て用いることは提案されている。
特開79/034408号には、COOHを有するビニルモノマーと澱粉から
作られたグラフトポリマーを含有する表面サイジング組成物が記述されている。
パルプ用澱粉では有機ハロゲンを含有する化合物がカチオン化剤としてしばし
ば用いられている。従って、塩素を含まない薬剤を用いて澱粉の誘導化を行うこ
とを可能にする方法が特に要求されている。
望まれているのがサイジングの改良であるか或は強度の改良であるか或は両方
であるかに応じて、本発明に従う組成物を幅広く多様に変化させることができる
。合成ポリマー類(SP)の説明
ポリシロキサンのグラフトコポリマー類(SP 1)が入っている分散液は本
質的に公知であり、ヨーロッパ特許出願公開第407 799号または421
588号に従って製造可能である。本発明を説明する目的で、本発明に従う成分
SP 1の例を2つ示す。
これらは、好適には、側鎖の置換基としてメルカプト基[これはグラフト活性
基(grafting−active groups)として機能する]を有す
る線状ポリシロキサン類である。ビニルモノマー類による上記ポリシロキサンの
グラフト化を、本質的に知られている様式で、重合開始剤存在下の水系エマルジ
ョン中で行う。適切なビニルモノマー類はスチレン、α−メチルスチレン、アク
リロニトリル、メタアクリロニトリル、(メタ)アクリル酸エステル、例えばメ
タアクリル酸メチル、メタアクリル酸ヒドロキシプロピルおよびメタアクリル酸
ジメチルアミノエチルなど、メタアクリル酸、アクリル酸などである。反応条件
は本質的に公知であり、上述した明細書の中に見付けることができる。
好適なポリシロキサングラフト生成物(SP 1)は、
a)式
で表される繰り返し単位をvモル%および式
で表される繰り返し単位をwモル%
[ここで、
R1aは、C原子を1から24個有するアルキル基、またはC原子を6から10個
有するアリール基を表し、
R2aは、C原子を1から8個有する未分枝もしくは分枝アルキレン基を表し、そ
して
R3aは、C原子を1から24個有するアルキル基、C原子を6から10個有する
アリール基、C原子を1から6個有するアルコキシ基、またはヒドロキシル基を
表すか、或は
R2aとR3aが、Si原子と一緒になって、C原子を4から8個有する未分枝もし
くは分枝アルキレン基を伴う三価の5員もしくは6員環を形成していてもよく、
そして
vは、80から99モル%、好適には90から97モル%であり、
wは、1から20モル%、好適には3から10モル%であり、ここで、v+wは
100モル%になる]
を含んでいてヒドロキシル基末端を有するポリシロキサンであってこのOH末端
ポリシロキサンを25℃で測定した時の粘度が100から100,000mPa
.sの範囲であるポリシロキサンをグラフト基質として40から70重量%、好
適には50から65重量%用い、そして
b)任意に式
または
式中、
R4aは、H原子またはメチル基を表し、
R5aは、C原子を1から18個有する未分枝もしくは分枝アルキレン基
を表し、
Yは、H原子または基−OHもしくはC1−C4−アルコキシを表し、そして
Zは、基−OHまたは−NR2 4aを表す]
で表される1種以上のビニルモノマー類を追加的に含んでいてもよいスチレンお
よび/またはα−メチルスチレン、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アク
リロニトリルおよび上記モノマー類の混合物から成る群のグラフトモノマー類を
30から60重量%、好適には35から50重量%用いて、
作られる生成物である。
適切な水希釈可能合成ポリマー類(SP 2)はオレフィン系不飽和化合物の
コポリマー類であり、
a)これに組み込まれたCOOH基の含有量は全体で固体100g当たり60か
ら250ミリ当量であり、ここで、このCOOH基は10から100%の度合で
中和されており、そして
b)これに化学的に組み込まれた式−OR[式中、Rは、C原子を12から22
個有するモノもしくはポリオレフィン系不飽和脂肪族炭化水素基を表す]で表さ
れる基(これはエステル基を形成する部分)の含有量は15から20重量%であ
る。
このポリマー類(SP 2)は、部分もしくは完全中和カルボキシル基をこの
上のa)の下で述べた含有量で有する場合、本発明の文脈で「水希釈可能」であ
る。
このような生成物は例えばヨーロッパ特許第350 684号などに従って入
手可能である。
これらは、a)オレフィン系不飽和ジカルボン酸無水物と他の不飽和モノマー
類を重合させて式
で表される構造単位を生じさせた後、
b)部分的に一価アルコールR−OHと反応させ(2から50%)、そして
c)b)で生じたCOOH基を10−95%の度合までエポキシド化合物と反応
させ、そして残存するCOOH基を塩基で中和する、
ことで入手可能なコポリマー類である。
この水希釈可能合成ポリマー類(SP 2)は、好適には、
a)オレフィン系不飽和ジカルボン酸無水物と他のオレフィン系不飽和モノマー
類との共重合をフリーラジカルで開始させることで、式
で表される分子内無水カルボン酸基を含んでいて分子量Mwが5000から80
,000で無水物当量重量が240から1960であるコポリマーを生じさせた
後、
b)このコポリマー中に存在する酸無水物基の少なくとも50%を分子量が18
3以上の式
R−OH
で表される一価アルコールと反応させることで、開環エステルを生じさ
せるが、適宜それを行う前か、同時にか或はその後、この無水物基を50%以下
の割合で、同様に、184より低い分子量を有する飽和一価アルコール類と反応
させ、そして
c)適宜このカルボキシル基のいくらか[10から95%(まだ存在するカルボ
キシル基の)の度合で]を有機エポキシド化合物と反応させた後、段階b)に従
う反応生成物中に存在するカルボキシル基を塩基で中和してカルボン酸塩基に変
化させる、
手順で製造可能である。
段階a)で生じさせたコポリマー類の分子量Mwはゲル浸透クロマトグラフィ
ー方法で測定可能で5,000から80,000、好適には10,000から5
0,000であり、そしてこれの無水物当量重量は240から1960、好適に
は220から980である。ここで、「無水物当量重量」は、共重合した分子内
酸無水物基1モルに相当するgで表される重量であると理解すべきである。
段階a)では、分子内に無水物基を有するオレフィン系不飽和ジカルボン酸を
他の共重合し得る何らかの所望オレフィン系不飽和モノマー類と一緒に共重合さ
せることで上記コポリマー類を生じさせる。
この共重合では、
i)共重合し得る無水ジカルボン酸、例えば無水イタコン酸または無水マレイン
酸など、好適には無水マレイン酸を5から40重量部、
ii)ビニル芳香族、イソプロペニル芳香族、ビニルエステル類、ビニルエーテ
ル類、アルコール基が炭素原子を1から6個有するメタアクリル酸エステル、お
よび上記モノマー類いずれかの所望混合物から成る群から選択されるモノマー類
を45から95重量部、および
iii)アルコール基が炭素原子を1から18個有するアクリル酸エステル、ア
ルコール基が炭素原子を7から18個有するメタアクリル酸エステル、および上
記モノマー類いずれかの所望混合物から成る群から選択されるモノマー類を0か
ら50重量部、
含有させたモノマー混合物を好適に用いる。
群ii)の適切なモノマー類は、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニ
ルトルエン、芳香族環がC1−C4−アルキルで置換されているスチレン類、酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、エチルビニルエーテル、ブチルビニ
ルエーテル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸n
−ブチル、メタアクリル酸i−ブチル、メタアクリル酸n−ヘキシルまたはメタ
アクリル酸シクロヘキシルなどである。
群iii)の適切なモノマー類は、例えばアクリル酸エチル、アクリル酸n−
ブチル、アクリル酸i−ブチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ペン
チル、アクリル酸イソ−プロピル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2−エチル
ヘキシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−フェ
ニルエチル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸シクロヘ
キシル、メタアクリル酸n−オクチル、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、カプリックメタアクリレート(capric meth
acrylate)またはメタアクリル酸ステアリルなどである。
この方法の段階a)を実施する時のコポリマー製造では、下記の組成を有する
モノマー混合物(下記のパーセントデータを加えると100になる)を好適に用
いる:
i)無水マレイン酸を10から30重量%、
ii)スチレン、ビニルトルエン、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸n−
ブチル、メタアクリル酸i−ブチル、メタアクリル酸n−ヘキシルまたはメタア
クリル酸シクロヘキシルを65から90重量%、および
iii)アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ラ
ウリル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−フェニルエチル、メタアクリル
酸2−エチルヘキシル、メタアクリル酸ステアリル、メタアクリル酸ラウリルま
たはカプリックメタアクリレートを0から25重量%。
この共重合を、好適には少なくとも75重量%濃度の溶液中、一般に60から
160℃の温度で実施するが、ここでは通常、最初に溶媒そしてモノマー混合物
を適宜いくらか導入した後、所望反応温度になるまで加熱する。残りのモノマー
混合物および開始剤を計量して3から6時間かけて連続導入する。重合が終了し
た時点で、溶媒を適宜少なくともいくらか留出させる。
このようにして調製した分子内無水物基含有コポリマー類を次の段階b)でモ
ノアルコール類と反応させることにより、この無水物基の少なくとも50%、好
適には少なくとも85%を開環エステル化で半エステルに変化させ、そして適宜
この修飾反応を行う前か、同時にかおよび/またはその後、低分子量の飽和一価
アルコール類と反応させてその無水物基を50%以下、好適には15%以下の割
合で半エステルに変化させる。
このモノアルコール類は、好適には、183以上の分子量を有してい
て式
R−OH
[式中、
Rは、この上で既に述べた意味を有し、好適には炭素原子を14から18個有す
るモノ−もしくはポリオレフィン系不飽和脂肪族炭化水素基を表す]
で表されるモノ−もしくはポリオレフィン系不飽和一価アルコール類である。
そのような適切なアルコール類は、例えばラウロレイルアルコール、オレイル
アルコール、リノレイルアルコール、リノレニルアルコール、エライジルアルコ
ール、ガドレイルアルコール、アラキドニルアルコール、エルシルアルコール、
エルパノドニルアルコールおよび上記アルコール類の混合物である。
好適なアルコール類は、天然に存在する油、例えば大豆油またはアマニ油など
にエステル交換および水添を受けさせることで得られる脂肪アルコール混合物で
ある。
この半エステルの生成を、通常、上記コポリマーを生じさせた後、存在する如
何なる溶媒も完全もしくは部分的に適宜除去しておいた上記コポリマーに上記ア
ルコールまたはアルコール混合物を計量して入れそしてこの反応混合物を100
から160℃で2から10時間または全酸価が一定になるまで保持する手順で実
施する。
この方法の段階b)では、上述したアルコール類を、段階a)のコポリマー類
中に存在する酸無水物基の少なくとも50%、好適には少なくとも85%が開環
エステル生成で半エステル基に変化するような量、即
ち段階b)を実施する時の無水物基とアルコールのヒドロキシル基のモル比が一
般に1:0.5から1:1、好適には1:0.85から1:1になるような量で
用いる。この方法の段階b)を実施した後、このような修飾を受けさせたコポリ
マー類には式
−O−R
で表される組み込まれた構造単位が一般に15から50重量%、好適には20か
ら40重量%の範囲の量で存在する。
このようにして得た酸化的に乾燥する(oxidatively dryin
g)結合剤の水希釈性を保証する目的で、存在するカルボキシル基を適切な塩基
を用いた中和で少なくとも部分的にカルボン酸塩基に変化させる。
この中和では無機塩基、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムまたはアン
モニアなどの水溶液を用いることができる。有機アミン類、例えばトリメチルア
ミン、トリエチルアミン、ジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジ
メチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミンま
たは2−アミノ−2−メチル−1−プロパノールおよびこれらは混合物など、並
びに他の中和剤も同様に適切である。
この中和反応の実施では、存在するカルボキシル基の100%以下、好適には
20から80%を中和でカルボン酸塩基に変化させる。
ヨーロッパ特許第350 684号の実施例1から5に従う生成物が特に好適
である。
この反応条件は本質的に公知であり、上述した特許明細書の中に見ることがで
きる。
カチオンヒドロキシル基含有ポリマー類(SP 3)には、好適にはA)好適
にはa)スチレンおよび/またはα−メチルスチレン、メタアクリロニトリル、
アクリロニトリルまたは上記モノマー類の混合物を少なくとも5重量%、
b)C原子を1から12個有する単官能アルコール類の(メタ)アクリル
酸エステルを少なくとも5重量%、
c)式
[式中、
R1aは、H原子またはメチル基を表し、
R2aは、C原子を1から18個有する未分枝もしくは分枝アルキレン基を表し、
Yは、H原子または基−OR5aを表し、そして
Zは、基−OHまたは−NR3aR4aを表し、ここで、
R3a、R4aおよびR5aは、水素を表すか、或はC原子を1から4個有するアルキ
ル基を表す]
で表される1種以上のビニルモノマー類を0.1から35重量%、含有しそして
a)+b)+c)の合計が100重量%であるモノマー混合物を乳化させ(好適
にはカチオン乳化剤の存在下で)、そしてその結果として生じたエマルジョンに
フリーラジカル重合を受けさせることで得られるビニルポリマー類(以降VPo
lと呼ぶ)、
B)ヒドロキシル基を有するカチオン重縮合物(以降PCondと呼ぶ)、およ
び/または
C)ヒドロキシル基を有するカチオン重付加化合物(以降PAddと呼ぶ)、
から成る群の、ポリマー類、重縮合物および重付加化合物が含まれる。
ヒドロキシル基を有するカチオンポリマー類(SP 3)に、分子量Mnが5
00以上、好適には1,500以上でありそしてヒドロキシル官能性が少なくと
も2、一般に少なくとも3である少なくとも1種のヒドロキシル基含有重付加化
合物および/または重縮合物および/またはビニルポリマーを含める。成分SP
3に、少なくとも部分的に、好適には排他的に、この成分SP 3が水に溶解
または分散し得るようになる量でアンモニウム基を組み込んだ高分子量成分を含
める。一般的には好適でないが、このように様式でカチオン修飾を受けさせたカ
チオンポリオール類とイオン修飾を受けさせなかったポリオール類の両方が存在
している高分子量のポリヒドロキシ化合物SP 3混合物を用いることも原則と
して可能であるが、但しカチオン修飾ポリオール類の含有量がこの混合物全体が
分散性もしくは溶解性を示すことを保証するに充分なほど高いことを条件とする
。この高分子量ポリオール成分SP 3に化学的に組み込ませたアンモニウム基
の含有量は、固体100g当たり8から450、好適には25から250ミリ当
量であってもよい。
この分子量Mnは、分子量が5000以下の場合、ジオキサンとアセトン中で
行う蒸気圧浸透圧法で測定した分子量であり、そして分子量が5000以上の場
合、アセトン中で行う膜浸透圧で測定した分子量である。
一般的には、第三級窒素原子を組み込んだ後、酸を用いた中和でそれをアンモ
ニウム基に変化させるか或は四級化剤を用いた四級化を受けさせることにより、
上記高分子量ポリヒドロキシ化合物のカチオン修飾を実施する。
適切な高分子量ポリヒドロキシ化合物は、この上で与えた定義に相当する重付
加生成物、重縮合物生成物および/または重合生成物である。このような化合物
はしばしば重付加反応で生じたセグメントと重縮合反応で生じたセグメントまた
は重合反応で生じたセグメントの両方を含有する。
成分SP 3としてか或は成分SP 3の一部として使用可能であるか或は簡
単な中和または四級化でそのような化合物に変換可能な化合物の例は下記のもの
である:
(i)アミン窒素を有する出発分子をプロポキシル化および/またはエトキシル
化することで製造可能な、第三級窒素原子を組み込んだポリエーテル−ポリオー
ル類。このようなポリエーテル−ポリオール類は、例えばアンモニア、エタノー
ルアミン、トリエタノールアミンまたはエチレンジアミンか或は上記アミン類の
混合物をプロポキシル化および/またはエトキシル化した生成物などである。
(ii)単官能出発化合物を適宜一緒に用いて多官能出発化合物を重縮合させる
ことで入手可能、即ち公知方法でアルコール類またはアミン類とカルボン酸を重
縮合させることで入手可能な、この上で行った記述に相当する第三級窒素原子含
有ポリエステル類またはポリアミド類、例え
hhandlung,Stuttgart,1966、に定義されているか、或は D.H.Solom
on,The Chemistry of Organic Filmformers,75-101頁、John Wiley & Sons In
c.,New York,1967、に記述されている如きポリエステル類またはポリアミド類
。
このポリアミド類の製造で、カルボン酸と一緒に縮合させる第一級/第二級ア
ミノ基を3個以上有するポリアミン類を用いる場合、このポリアミド中に残存す
る第一級/第二級アミノ基を第三級アミノ基に変換するのが好適である。この場
合、エチレンオキサイドおよび/またはプロピレンオキサイドを用いたアルキル
化を行うか、或はアクリル酸誘導体、例えばアクリロニトリルまたはアルキルが
C原子を1から18個有するアクリル酸エステルの二重結合に上記アミノ基を付
加させるのが特に適切である。
この重縮合物の製造で用いるに適した出発材料は例えば下記のものである:
− 分子量が32から500、好適には62から250の範囲の一価から六価、
好適には二価から四価のアルコール類、例えばエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ブタンジオール類、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン−ジ
メタノール類、2−エチルプロパン−1,3−ジオール、ヘキサンジオール類、
エーテルアルコール類、例えばジ−およびトリエチレングリコール類など、オキ
シエチル化ビスフェノール類、完全水添ビスフェノール類、トリメチロールプロ
パン、トリメチロールエタン、グリセロール、ペンタエリスリトール、ジペンタ
エリスリトール、マンニトール、ソルビトール、連鎖停止用一価アルコール類、
例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチルヘキサノー
ルおよびベンジンアルコールなど、並びにグルコン酸ラクトン
など。
− 単官能もしくは多官能脂肪族もしくは芳香族カルボン酸もしくは無水カルボ
ン酸、エステルまたはアミド類、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸
、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水マレイン酸、無水こはく酸、
アジピン酸、しゅう酸、こはく酸ジメチル、グルタル酸、安息香酸、テトラヒド
ロフタル酸、ヘキサヒドロ安息香酸、ヤシ油脂肪酸、カプロラクタムまたはラウ
リルラクタムなど。
− オレフィン系不飽和脂肪酸および誘導体、例えばアマニ油、大豆油、木油、
ベニバナ油、脱水ヒマシ油、綿実油、落花生油またはトール油の脂肪酸、または
合成不飽和C12−C22−脂肪酸、並びに上記不飽和脂肪酸の接合、異性化または
二量化/三量化で得られる誘導体など。
− この最後に述べた天然に存在する脂肪酸に相当する油、即ちアマニ油、大豆
油、木油、ベニバナ油、脱水ヒマシ油、綿実油、落花生油またはトール油或はま
たヒマシ油など。
− 第三級窒素原子を有するアミン類および/またはアルコール類、例えばN−
メチル−ジエタノールアミン、N−メチル−ジプロパノールアミン、N−ブチル
ジエタノールアミン、N−ステアリル−ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン、トリプロパノールアミン、ヒドロキシエチルモルホリン、2−ヒドロキシ
プロピルモルホリン、ヒドロキシエチルピペラジン、2−ヒドロキシプロピルピ
ペラジン、並びにそれらの簡単なアルコキシル化生成物であって3000未満の
分子量Mnを有する生成物など。
− 第三級アミノ基を有するか或は持たないポリアミン類、例えばエチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ビス
−3−アミノプロピル−メチルアミン、アミノ−エチルピペラジン、並びに同族
の高級な分枝および未分枝ポリエチレンポリアミン類、アミノエタノールまたは
ヘキサメチレンジアミンなど。
(iii)ポリウレタン化学に通常の出発材料を用いて本質的に知られている様
式で製造され、この上に示した定義に相当する、ウレタン基と第三級窒素原子を
有するポリオール類。
このようなポリウレタン類の製造では、例えば、この最後に述べた低分子量の
出発成分(これは好適には少なくとも二官能性であり、第三級窒素原子を有し、
そしてイソシアネートに反応性を示す基を有する);第三級窒素原子が組み込ま
れているかいないかに拘らず250以上から10,000、好適には1000か
ら5000の分子量Mnを有するポリエステル−ポリオール類;第三級窒素原子
が組み込まれているかいないかに拘らず同じ範囲の分子量を有するポリエーテル
−ポリオール類;例としてこの上で既に述べた種類の簡単な多価アルコール類(
62から250の範囲の分子量Mnを有する);または上記ポリヒドロキシ化合
物のいずれか所望混合物と、有機ポリイソシアネート類を、イソシアネートを過
剰量で用い、第三級窒素原子の含有量、分子量およびヒドロキシル官能性に関し
て上述した条件に相当するウレタン修飾ポリヒドロキシ化合物が生じるように反
応相手の性質および量比を選択して、反応させてもよい。
このような樹脂の製造では、ポリイソシアネート類、例えばヘキサメチレンジ
イソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアネート、2,4−および/または2,5−ジイソシアナトトルエ
ン、ジメリル(dimeryl)ジイソシア
ネート、ビス−イソシアナトヘキシル−オキサジアジントリオンおよび/または
同族のポリイソシアネート類またはポリイソシアネート混合物を用いるのが適切
である。
(iv)ヒドロキシル基を有するモノマー類および第三級窒素原子を有するモノ
マー類を一緒に用いてオレフィン系不飽和モノマー類を本質的に公知様式で共重
合させることで入手可能な、この上で行った記述に相当する、ヒドロキシル基含
有ビニルポリマー類。このようなビニルポリマー類の製造で用いるに適切なモノ
マー類は、例えばC1−C8−、好適にはC1−C4−アルキルのメタアクリル酸エ
ステル、特にメタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチルまたはメタアクリル
酸n−ブチルなど;スチレン;C1−C8−アルキルのアクリル酸エステル、例え
ばアクリル酸メチル、エチル、イソプロピル、n−ブチル、n−ヘキシルまたは
2−エチルヘキシルなど;C2−C8−ヒドロキシアルキルの(メタ)アクリル酸
エステル、好適にはメタアクリル酸ヒドロキシエチル、メタアクリル酸2−ヒド
ロキシプロピル、メタアクリル酸4−ヒドロキシブチル、または上記モノマー類
いずれかの所望混合物など;ビニルトルエン類;ビニルエステル類、例えば酢酸
ビニルなど;並びに第三級窒素原子を有するモノマー類、例えばメタアクリル酸
ジメチルアミノエチル、2−ヒドロキシエチルモルホリンもしくは−ピペリジン
、またはN,N−ジメチルアミノエタノールの(メタ)アクリル酸エステルなど
;(メタ)アクリロニトリル;(メタ)アクリルアミド;塩化ジアリルジアルキ
ル−アンモニウム(アルキルは好適にはC1−C4−アルキル);メチルアクリル
アミドグリコール酸のメチルエステル(MAGME);トリメチルアンモニウム
−エチルメタアクリルアミドまたはそれのエステル(塩
化物塩として);第三級窒素原子を有するモノマー類、例えば第三級窒素を有す
るジアミン類、例えばN,N−ジメチル−プロピレンジアミンなどの(メタ)ア
クリル酸アミド類などである。
また、窒素を含まない出発材料を反応させて、この上で例として挙げた種類の
第三級窒素原子を有するアルコール類をウレタン結合で組み込むことで、第三級
窒素原子を有するビニルポリマー類を製造する、即ち例えばこの上で例として挙
げた種類の第三級窒素原子を有する一価アルコール類と大過剰量のジイソシアネ
ートを反応させた後その未反応のジイソシアネートを蒸留で除去することで予め
調製した第三級窒素含有イソシアネート類もしくはイソシアナト−ウレタン類を
ビニルポリマー類のヒドロキシル基のいくらかと反応させることにより、第三級
窒素原子を有するビニルポリマー類を製造することも原則として可能である。ま
た、ポリマーの反応と同様に、第三級アミノ基と第一級アミノ基を有するアミン
類とポリアクリロニトリルコポリマー類を反応させることで第三級アミノ基を有
するポリマー類を得ることも可能である。
特に好適な成分SP 3は、この最後に述べたビニルポリマーであるポリオー
ル類(VPol)である。また、アジピン酸、カプロラクタム、アクリル酸メチ
ル、エチレンジアミン、アミノエタノール、ジエチレントリアミン、アミノエチ
ルピペラジン、二量体脂肪酸、ステアリン酸、パーム油脂肪酸、ヤシ油脂肪酸、
トリエチレンテトラミン、およびそれとエチレンオキサイドおよび/またはプロ
ピレンオキサイドを反応させた生成物、アクリロニトリル、アクリル酸メチルお
よびグルコン酸ラクトンから成る群の出発成分から作られるポリアミド−アミン
縮合物(PCond)も好適である。
成分SP 3に、例として述べた高分子量ポリヒドロキシ化合物いずれかの所
望混合物を含めてもよいが、但しこれらがアンモニウム基の含有量に関して上で
行った記述に相当することを条件とする。中和または四級化で第三級窒素原子を
アンモニウムイオンに変換する。
第三級窒素原子の中和で用いるに適切な酸は、特に脂肪酸、例えば酢酸、蟻酸
、酒石酸、メタンスルホン酸、リンゴ酸、乳酸、マロン酸、アジピン酸、こはく
酸またはフマル酸などである。この中和は塊状、水中または有機相中で実施可能
である。
成分SP 3の水分散液の製造では、しばしば、第三級窒素原子を有するポリ
ヒドロキシ化合物とこの中和で用いるに適切な酸が入っている水溶液を混合する
ことで充分である。水に溶解もしくは分散し得る無水の成分SP 3を製造すべ
き場合、時間的に所望の如何なる地点でも単に水と一緒に撹拌することで溶解も
しくは分散させることができる無水塩が生じるように、この中和を無水の酸、例
えばメタンスルホン酸などを用いて行うことが推奨される。この中和では、また
、水に混和し得る溶媒、例えばアセトンなどを一緒に用いることも考えられる。
特に簡単な様式では、ポリヒドロキシ化合物を少なくとも部分的に中和した化合
物が入っているアセトン溶液を水と一緒に撹拌した後、蒸留でアセトンを除去し
てもよい。
適切なアルキル化剤は、例えば塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、ヨウ
化エチル、ジメチルスルフェート、エチルスルフェート、p−トルエンスルホン
酸のエチルエステル、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドなどであ
る。このアルキル化は、例えば溶媒、例えばアセトン、ジオキサン、アセトニト
リル、酢酸エチルまたは第三ブタノ
ールなどを一緒に用いて適宜加圧下20から100℃で実施可能であり、その後
その溶媒を除去してもよい。このアルキル化はまた高沸点の極性溶媒、例えばN
−メチルピロリドン、プロピレングリコールおよびグリセロールの酢酸エステル
などを少量存在させて有利に実施可能であり、その後その溶媒を除去しないで、
適宜合着剤(coalescing agents)として働かせてもよい。
本発明の好適な態様は、下記の配合を含む組成物を包含する:
A: 1.ポリイソシアネート(PI)を10から90重量部、
2.天然に存在するポリマー(NP)を0から450重量部、および
3.ポリシロキサングラフトコポリマー(SP 1)またはヒドロキシル
基を有するカチオンポリマー(SP 3)を10から90重量部;
B: 1.ポリイソシアネート(PI)を10から90重量部、
2.天然に存在するポリマー(NP)を0から450重量部、および
3.水希釈可能合成ポリマー(SP 2)を0から90重量部;但し、成
分B3)を存在させない場合成分B2)が少なくとも50重量部を構成しそして
成分B2)を存在させない場合成分B3)が少なくとも10重量部を構成するこ
とを条件とする。
原則として、また、種々の合成ポリマー類SP 1、SP 2およびSP 3
の混合物も本発明に従って使用可能であることを注目すべきである。
本発明はまた紙の仕上げ方法、即ち乾燥強度および/または湿潤強度
処理および/またはサイズ処理を受けさせたセルロース含有材料を製造する方法
に関し、これは、セルロース含有材料をパルプの状態でそして/またはそれの表
面をこの上に記述した組成物の1つで処理することを特徴とし、ここでは、この
個々の成分を計量して互いに独立して加えることができる。
本発明の文脈において、セルロース含有材料は、化学的パルプ、機械的ウッド
パルプ、半化学的パルプ、再利用紙、綿リンター、麻、黄麻、亜麻および他の天
然に存在する繊維状材料を基とする紙の繊維状材料である。上述した繊維状材料
と合成繊維の混合物もまた本発明に従って使用可能である。紙、合板紙および厚
紙の製造で用いられる繊維スラリーには任意に通常の充填材、例えばカオリン、
磁土、チョーク、二酸化チタンなど、並びに助剤、例えば保持剤、消泡剤、殺生
物剤などが入っていてもよい。使用
本発明に従う方法の実施では、好適には有機溶媒なしにポリイソシアネート類
(I)を用いる。このポリイソシアネート類(I)は、適宜酸を添加しそして/
または100℃以下の温度で、非常に容易に水に乳化する。このエマルジョンの
活性化合物含有量は70重量%以下であってもよい。しかしながら、活性化合物
含有量が1から30重量%のエマルジョンを調製するのがより有利であり、この
場合、計量点に到達する前に、これを適宜更に希釈してもよい。この乳化では、
本技術分野で通常の混合装置(撹拌機、ローター−ステーター原理のミキサー、
例えば乳化用高圧機など)を用いるのが適切である。好適なポリイソシアネート
類は自己乳化性である、即ちこれを水相に添加すると高せん断力を作用
させなくても容易に乳化し得る。一般に、スタティックミキサー(static
mixer)で充分である。その結果として生じるエマルジョンは、使用する
ポリイソシアネート類の構造、特にそれらが有する塩基性N原子の含有量に応じ
て、特定の処理時間を有する。上記水エマルジョンが室温で示す処理時間は一般
に約24時間に及ぶ。達成される乾燥および湿潤強度作用またはサイジング作用
が最適である範囲内の時間として上記処理時間を定義する。カチオンポリイソシ
アネートのエマルジョンが与える処理時間は約7時間である。
水相への混合を容易にする目的で、本発明に従って用いるべきポリイソシアネ
ートを、イソシアネート基に不活性な溶媒中の溶液として用いるのが好都合であ
り得る。適切な溶媒の例は酢酸エチル、エチレングリコールのジアセテート、プ
ロピレングリコールのジアセテート、2−ブタノン、酢酸1−メトキシプロピ−
2−イル、トルエンまたはそれらの混合物である。このポリイソシアネート溶液
に入れる溶媒の含有量を80重量%以下、好適には50重量%以下にすべきであ
る。しかしながら、このポリイソシアネート類を無溶媒で用いるのが特に好適で
ある。ここでは、各場合とも25℃で測定して粘度が<5000mPa.s、好
適には<2500mPa.s、特に<1600mPa.sのポリイソシアネート
Iが特に好適である。
本発明に従う方法で用いるに適切なセルロース含有材料には例えば紙、紙様材
料、例えば合板紙または厚紙などが含まれる。本質的に知られている様式で処理
を実施する。
本発明に従う方法の実施では、例えばパルプの状態で本発明に従う組成物また
は分散液を用いる。パルプの状態で本発明に従う処理を受けさ
せる紙の製造で用いるに適切な原料は、漂白および未漂白の化学的パルプ、組織
パルプ、機械的ウッドパルプ、並びに再利用および脱インクパルプであり、これ
らは追加的に充填材または通常の添加剤を含有し得る。ここでは、該ポリイソシ
アネートを10から80℃の温度の水に乳化させ、そのエマルジョンを他の成分
と混合し、そしてこのようにして得たエマルジョンを繊維状の原料が入っている
懸濁液に添加するか、或は繊維状材料が入っている懸濁液の中に直接分散させ、
この懸濁液から脱水で紙を生じさせた後、乾燥させる手順に従わせることができ
る。このポリイソシアネートの乳化では、最初に適当量の水を容器に入れるのが
好都合である。この分散操作を好適には計量装置および分散装置内で連続的に実
施する。
表面における使用では、本発明に従う水分散液で仕上げ基紙を処理した後、乾
燥させる。例えば衛生紙、積層紙、被覆基紙、印刷紙、ラベル紙、カーボンレス
コピー(carbonless coping)紙、包装紙および厚紙などを製
造する場合、酸性または中性条件下で製造された上記化学的パルプ系から作られ
る通常の基紙の表面を処理するのが適切である。
この紙は通常の充填材、例えば粘土、チョーク、二酸化チタン、染料、顔料、
光沢剤など、および通常の紙用助剤、例えばサイジング剤、湿潤強度剤、保持剤
および固着剤などを含有していてもよい。サイジングプレスまたはフィルムプレ
スまたはバイアブレード(via blades)で用いることも可能である。
この操作では、既に記述したように水中で乳化させたポリイソシアネートを、他
の成分と一緒に、仕上げ紙ウエブに塗布する。また噴霧塗布を行うことも可能で
ある。本発明に従う
効果は乾燥後直ちに既に達成される。表面処理で達成可能な湿潤強度効果は、今
日までに知られている湿潤強度剤を同じ活性物質用量で用いた時に達成可能なレ
ベルをかなり越えている。この成分の比率を用いてサイジング作用を調節するこ
とができる。
湿潤強度、乾燥強度、裂け伝播抵抗およびサイジング作用を幅広い範囲で非常
に容易に向上させることができそしてまたこの成分の使用量を用いて互いに独立
してそれらを調整することができることが、本発明に従う分散液の多大な利点で
ある。特に適切な分散液の例を以下に詳述する。
一般に下記の如く本発明に従う分散液を製造する。ポリイソシアネートI+ポリシロキサングラフトコポリマー(SP 1)+任意 に天然に存在するポリマー(NP)
この上に記述したようにポリイソシアネートIを水に乳化させる。このエマル
ジョンを希釈して0.1から10重量%の濃度にする。相当して、水に入れたポ
リシロキサングラフトコポリマーの分散液も0.1から10重量%に希釈する。
次に、この2つの分散液を混合した後、これを用いて、セルロース含有基質をパ
ルプの状態で処理しそして/またはその表面を処理する。しかしながら、これら
はまた互いに独立してパルプの状態および/または表面で使用可能である。この
上で得た混合物を一緒に計量するのが一般に好適である。
しかしながら、また、ポリイソシアネートIが入っている分散液をパルプに入
れて用いそしてポリシロキサングラフトコポリマーが入っている分散液を表面で
用いることも可能であり、或はその逆も可能である。
天然に存在するポリマー(NP)を追加的に用いる場合、調製した澱
粉溶液にポリイソシアネートI(PI)と合成ポリマー(SP 1)の分散液を
分散させるのが有利である。しかしながら、この場合もまた個々の成分を独立し
て計量して添加することができる。
本発明に従う分散液の使用量は各場合ともセルロース含有材料を基準にした活
性物質量として下記の如く指定可能である:
ポリイソシアネートI(PI)を0.005−10重量%、
ポリシロキサングラフトコポリマー(SP 1)を0.005−10重量%、そ
して任意に
天然に存在するポリマー(NP)を0.005−10重量%。
セルロース含有材料を基準にして、
ポリイソシアネートI(PI)を0.05−5重量%、
ポリシロキサングラフトコポリマー(SP 1)を0.05−5重量%、そして
任意に
天然に存在するポリマー(NP)を0.5−7重量%
用いるのが特に好適である。
ポリイソシアネート(PI)とポリシロキサングラフトコポリマー(SP 1
)の活性化合物重量比を好適にはPI:SP 1=1:20から20:1、特に
好適には5:1から1:5の範囲にすべきである。
紙、合板紙または厚紙の処理で本発明に従う効果を得るには、ポリイソシアネ
ートIの活性物質を2重量%以下の量で用いポリシロキサングラフトコポリマー
SP 1の活性物質を1重量%以下の量で用いることで一般に充分であり、ここ
では通常、澱粉を5重量%以下の活性物質量で用いる。
この言葉「活性物質」または「活性化合物」は、この分散液または分
散液全体に含める個々の成分中の成分PI、SPまたはNP含有量に関係し、こ
れは一般に、水を蒸発させた後に残渣として生じる固体含有量に相当する。
この仕上げ紙に更にまた通常の充填材、例えばチョーク、カオリン、二酸化チ
タン、鉄顔料、ベントナイトなどを含有させることも可能である。この充填材の
含有量は繊維状材料を基準にして40%以下の量であってもよい。
本発明に従う組成物または分散液を用いると卓越したサイジング効果が達成さ
れる。このサイジング作用は、活性化合物の比率がセルロース含有材料を基準に
して約1重量部のポリイソシアネート混合物Iと0.5重量部のポリシロキサン
グラフトコポリマー(SP 1)になるようにした時それの最大値に到達する。
パルプの状態で所望の効果を達成するには、本発明に従って用いるポリイソシ
アネート類が入っている水エマルジョンを計量して繊維状材料に60分間、好適
には15分間かけて入れるのが特に好適である。このポリイソシアネート類の分
散および計量を連続的に行うのが特に好適である。実際の条件下で最適な湿潤強
度効果またはサイジング効果を達成するには、例えば紙製造機に備わっているヘ
ッドボックスの直前でパルプに上記ポリイソシアネートを計量して入れるか、或
は部分的に計量してパルプ調節装置の中に入れるのが特に推奨される。サイジン
グプレスで用いる場合、発泡問題が全く起こらないことから、困難さが全く生じ
ない。実験室における試験では一般に単位面積当たりの重量が20から100g
/m2の紙シートを作成する。また、単位面積当たりの重量をより高くすること
も問題なく成し得る(厚紙)。
本発明に従って用いるポリイソシアネート類が有するNCO基は、水中でゆっ
くりと加水分解を受けてCO2を発生しながら相当するアミンが生じ、このアミ
ンがまだ存在するNCO基と部分的に反応して尿素基が生じる。このような加水
分解を部分的または完全に受けたポリイソシアネート分散液も安定な分散液であ
るのが有利である、と言うのは、その結果として沈澱が生じないからである。
本発明に従う方法では、pHが4から10、好適には5.5から9の範囲であ
るパルプ状態の繊維状材料に本生成物を計量して入れることができる。6から7
.5のpH範囲で用いるのが特に好適である。
このようなpH範囲にすると、第三級アミノ基のいくらかがプロトン化した形
態で存在する。また、酸を添加してこの分散操作を実施することも可能である。
第三級アミノ基を四級化することで得られるポリイソシアネート類を用いるとカ
チオン電荷が得られ、これはpHから独立している。しかしながら、大部分の使
用で四級化は必要でない。
本発明に従う組成物または分散液を用いると、結果として、強度およびサイジ
ングが良好な直ぐ使用できる紙が紙製造機から即座に得られる。この仕上げ紙を
貯蔵しそして/または後縮合(aftercondensation)を受けさ
せることで強化を達成してもよい。しかしながら、一般的には、通常の湿潤強度
剤またはサイジング剤を用いた時よりも高いレベルを紙製造機から出た時点で既
に達成することができる。ある場合にはまた乾燥強度も通常の乾燥強度剤を用い
た時に比べて改良されている。ポリイソシアネートIおよび/またはポリシロキ
サングラフトコポリマー(SP 1)と天然に存在するポリマー(NP)の量を
特定の比率にした時に本発明に従う効果が生じることが観察される。光学
光沢剤(白色度を高める薬剤)を用いるか否かに拘らず、白色度に対して肯定的
な影響が生じることも有利に確認した。
紙産業に通常の加工温度下で本発明に従う方法を実施する。ここでの加工時間
は温度に依存する。温度を20から25℃の範囲にすると、加工時間が比較的長
くなる。例えばこの水エマルジョンを6時間貯蔵した後でも、このエマルジョン
を直ちに使用した時に達成される値の約70%の作用が達成される。加工時間を
2時間以内にするには、温度をより高くして、例えば50℃にすることが推奨さ
れる。公知の分散装置/計量装置を用いて分散および計量を行うと数分の範囲内
の短い滞留時間を達成することができることから、ここではこれが特に有利であ
る。
本発明に従う組成物または分散液は、他の助剤、例えば保持剤、固着助剤、サ
イジング剤、乾燥強度剤、結合剤、光沢剤および湿潤強度剤などと組み合わせて
使用可能である。特に、市販のカチオン重縮合物およびポリマー型保持剤、例え
ばポリアミン類、ポリエチレンイミン類、ポリアミド−アミン類およびポリアク
リルアミド類など、並びにカチオンもしくはカチオンとアニオンと任意に粒子状
成分、例えばシリカゾルなどを含む2成分系を添加することにより、充填材の固
着を更に強化することができる。これは、積層紙分野における使用を意図する場
合特に興味の持たれることである。本発明の文脈で好適な保持剤は、ポリアミン
類、好適にはN−メチル−ビス(3−アミノプロピル)アミンとアルキレンのジ
ハライド類、好適にはジクロロエタンとのカチオン重縮合物である。しかしなが
ら、特に固着剤を添加しなくても所望の効果を達成することができることも強調
すべきである。
本発明に従う組成物または分散液は通常の光学光沢剤と容易に適合し
得る。例えばエピクロロヒドリンを基とする通常の湿潤強度剤を用いると白色度
が低下するが、本発明に従う組成物または分散液を用いた場合には白色度の低下
がもたらされない。更に、衛生紙分野で使用する場合、紙の柔らかな手触りを達
成することができる。本発明に従う分散液を被覆で用いると、結果として白色度
が約1−10%向上する。
本調合物を塗布すると、紙の使用特性、特に筆記特性、印刷性、強度、粉じん
発生傾向などが改良され、そして水の吸収が低下し、かつ白色度に肯定的な影響
が生じる。このような効果はとりわけCobb60値、IGTピッキングテスト(
picking test)、強度試験、インクフローテーションテスト(in
k flotation test)およびドロップテスト(drop tes
t)として測定可能である。ポリイソシアネートI+(天然に存在するポリマー(NP)および/または合成 ポリマー(SP 2))
A)澱粉+ポリイソシアネート
使用に通常の助剤組成物は下記の如く調製可能である:
a)共通配合
天然の澱粉を20−30重量%の濃度で所望の粘度に到達するまで例えば13
0℃で連続もしくは不連続的に沸騰させ、そして適宜、酵素を用いるか或は酸化
で分解させる。次に、これを希釈して通常に使用可能な濃度である5から8重量
%にした後、作業用容器(一般的に公知である)にポンプ輸送する。
この混合物にポリイソシアネートIを計量して入れるが、ここでは、浴液を基
準にして0.01から10重量%になるように計量して入れる。好適には、ポリ
イソシアネートIを予め水中で乳化させておく(1−2
0重量%)。好適には下記の組成の浴液を用いる:
0.01から10重量部の澱粉(誘導体)、
0.01から10重量部のポリイソシアネートI、および
98.98から80重量部の水。
この均一な浴液を通常様式でパルプ状態の材料に添加するか、サイジングプレ
スに計量して入れるか、或は塗布装置、例えばフィルムプレスなどを用いて紙の
表面に加える。
b)個別計量
勿論、本発明に従う助剤に含める成分を個別に独立して計量することもまた可
能である。
ここではまた、これらの成分を計量してパルプに入れるか或は表面に添加する
ことができ、ここでの計量点は各場合とも独立していてもよい。
これらの成分を普通の作業容器内で混合した後、これらを上記様式で計量して
上記材料に加えるのが好適である。
B)ポリイソシアネートPI+合成ポリマーSP 2
合成ポリマー(SP 2)を組み合わせて用いる場合、このポリマーの分散液
を、水中で予め乳化させたポリイソシアネートIのエマルジョンと混合し、そし
て例えば、この混合物を計量してサイジングプレスで表面処理を行うか、或はパ
ルプ状態の繊維状材料懸濁液に添加してもよい。
ここでは、好適には、
0.01から10重量%のポリイソシアネートI、
0.01から10重量%の合成ポリマーSP 2、および
98.98から80重量%の水
が入っている浴液を用いる。
C)ポリイソシアネートPI/合成ポリマーSP 2/天然に存在するポリマー NP
個々の成分を混合して、好適には、
0.01から10重量%のポリイソシアネートI、
0.01から10重量%の天然に存在するポリマー(NP)、
0.01から10部の合成ポリマー(SP 2)、および
99.97から70部の水
が入っている浴液を生じさせることを通して、塗布をこの上に記述した如く実施
する。
本発明に従う分散液を、好適には、仕上げ紙を基準にして、ポリイソシアネー
ト(活性化合物)が0.005から10重量%、天然に存在するポリマー(NP
)、好適には澱粉(誘導体)が0.005から10重量%、および
合成ポリマー(SP 2) (活性化合物)が0.005から5重量%になるよ
うな量で用いる。
この仕上げ紙に更にまた通常の充填材、例えばチョーク、カオリン、二酸化チ
タン、鉄顔料、ベントナイトなどを含有させることも可能である。
この充填材の含有量は繊維状材料を基準にして40重量%以下であってもよい
。
澱粉とポリイソシアネートIを活性化合物の重量比が100:1から0.5:
1になるように用いると特に良好な結果が達成される。
このポリイソシアネートの活性化合物と合成ポリマー(SP 2)の
活性化合物の理想的な比率は同様に20:1から1:20である。
澱粉を追加的に用いる場合の最適な範囲は、ポリイソシアネートIと合成ポリ
マー(SP 2)の活性化合物の合計1重量部に対して澱粉が1から10重量部
になるような範囲であり、ここでは、ポリイソシアネートIと合成ポリマー(S
P 2)の間の比を1:20から20:1で変化させてもよい。
澱粉を1から10重量部、ポリイソシアネートIを0.4から0.6重量部お
よび合成ポリマー(SP 2)を0.1から0.4重量部用いた組み合わせが特
に好適である。
このような混合物を用いると優れたサイジング効果が達成される。この比率を
ほぼ1重量部のポリイソシアネートI/0.5重量部の合成ポリマー(SP 2
)にするとサイジング作用がそれの最大値に到達する。
パルプの状態で所望の効果を達成するには、本発明に従って用いるべきポリイ
ソシアネート類が入っている水エマルジョンを計量してその繊維状材料に60分
間、好適には15分間かけて添加するのが特に好適である。このポリイソシアネ
ート類の分散および計量を連続的に行うのが特に好適である。実際の条件下で最
適な湿潤強度効果またはサイジング効果を達成するには、例えば紙製造機に備わ
っているヘッドボックスの直前でパルプに上記ポリイソシアネートを計量して入
れるか、或は部分的に計量してパルプ調節装置の中に入れるのが特に推奨される
。表面への塗布では、発泡問題が全く起こらないことから、サイジングプレスで
用いるのが特に有利である。実験室における試験では一般に単位面積当たりの重
量が20から100g/m2の紙シートを作成する。また、単位面積当たりの重
量をより高くすることも問題なく成し得る(厚紙)。
本発明に従って用いるポリイソシアネート類が有するNCO基は、水中でゆっ
くりと加水分解を受けてCO2を発生しながら相当するアミンが生じ、このアミ
ンがまだ存在するNCO基と部分的に反応して尿素基が生じる。このような加水
分解を部分的または完全に受けたポリイソシアネート分散液も安定な分散液であ
るのが有利である、と言うのは、その結果として沈澱が生じないからである。
本発明に従う方法では、pHが4から10、好適には5.5から9の範囲であ
るパルプ状態の繊維状材料に本生成物を計量して入れることができる。6から7
.5のpH範囲で用いるのが特に好適である。
このようなpH範囲にすると、第三級アミノ基のいくらかがプロトン化した形
態で存在する。また、酸を添加してこの分散操作を実施することも可能である。
第三級アミノ基を四級化することで得られるポリイソシアネート類を用いるとカ
チオン電荷が得られ、これはpHから独立している。しかしながら、大部分の使
用で四級化は必要でない。
本発明に従う分散液を用いると、結果として、強度およびサイジングが良好な
直ぐ使用できる紙が紙製造機から即座に得られる。この仕上げ紙を貯蔵しそして
/または後縮合を受けさせることで強化を達成してもよい。しかしながら、一般
的には、通常の湿潤強度剤またはサイジング剤を用いた時よりも高いレベルを紙
製造機から出た時点で既に達成することができる。ある場合にはまた乾燥強度も
通常の乾燥強度剤を用いた時に比べて改良されている。ポリイソシアネートIと
天然に存在するポリマー(NP)および/または合成ポリマー(SP 2)の量
を特定の比率にした時に本発明に従う効果が生じることが観察される。また、光
学光沢剤(白色度を高める薬剤)を用いるか否かに拘らず、白色度に対
して肯定的な影響が生じることも有利である。
紙産業に通常の加工温度で本発明に従う方法を実施する。ここでの加工時間は
温度に依存する。温度を20から25℃の範囲にすると、加工時間が比較的長く
なる。例えばこの水エマルジョンを6時間貯蔵した後でも、このエマルジョンを
直ちに使用した時に達成される値の約70%の作用が達成される。加工時間を2
時間以内にするには、温度をより高くして、例えば50℃にすることが推奨され
る。公知の分散装置/計量装置を用いて分散および計量を行うと数分の範囲内の
短い滞留時間を達成することができることから、ここではこれが特に有利である
。
本発明に従う組成物または分散液は、他の助剤、例えば保持剤、固着助剤、サ
イジング剤、乾燥強度剤、結合剤、光沢剤および湿潤強度剤などと組み合わせて
使用可能である。特に、市販のカチオン重縮合物およびポリマー型保持剤、例え
ばポリアミン類、ポリエチレンイミン類、ポリアミド−アミン類およびポリアク
リルアミド類など、並びにカチオンもしくはカチオンとアニオンと任意に粒子状
成分、例えばシリカゾルなどを含む2成分系を添加することにより、充填材の固
着を更に強化することができる。これは、積層紙分野における使用を意図する場
合特に興味の持たれることである。本発明の文脈で好適な保持剤は、ポリアミン
類、好適にはN−メチル−ビス(3−アミノプロピル)アミンとアルキレンのジ
ハライド類、好適にはジクロロエタンとのカチオン重縮合物である。しかしなが
ら、特に固着剤を添加しなくても所望の効果を達成することができることも強調
すべきである。
本発明に従って用いる分散液は通常の光学光沢剤と容易に適合し得る。例えば
エピクロロヒドリンを基とする通常の湿潤強度剤を用いると白色
度が低下するが、本発明に従う生成物を用いた場合には白色度の低下がもたらさ
れない。更に、衛生紙分野で使用する場合、紙の柔らかな手触りを達成すること
ができる。本発明に従う分散液を被覆で用いると、結果として白色度が約1−1
0%向上する。
本調合物を塗布すると、紙の使用特性、特に筆記特性、印刷性、強度、粉じん
発生傾向などが改良され、そして水の吸収が低下し、かつ白色度に肯定的な影響
が生じる。このような効果はとりわけCobb60値、IGTピッキングテスト、
強度試験、インクフローテーションテストおよびドロップテストとして測定可能
である。ポリイソシアネート+ヒドロキシル基含有カチオンポリマー(SP 3)+任意 に天然に存在するポリマー(NP)
一般に下記の如く本発明に従う分散液を製造する:この上に記述したようにポ
リイソシアネートIを水に乳化させる。このエマルジョンを希釈して0.1から
10重量%の濃度にする。相当して、水に入れたヒドロキシル基含有カチオンポ
リマーSP 3(VinylP、Pcond、PAdd)の溶液または分散液も
0.1から10重量%に希釈する。次に、この2つの分散液を混合した後、これ
を用いて、セルロース含有基質をパルプの状態で処理しそして/またはその表面
を処理する。しかしながら、これらはまた互いに独立してパルプの状態および/
または表面で使用可能である。この上で得た混合物を一緒に計量するのが一般に
好適である。更に、この上で述べたいろいろな種類のポリマーSPを組み合わせ
た混合物を用いることも可能である。
しかしながら、また、ポリイソシアネートIが入っている分散液をパルプに入
れて用いそしてポリマー成分SPを表面で用いることも可能で
あり、或はその逆も可能である。
天然に存在するポリマー(NP)を追加的に用いる場合、調製した澱粉溶液に
ポリイソシアネートI(PI)と合成ポリマー(SP 3)の分散液を分散させ
るのが有利である。しかしながら、この場合もまた個々の成分を独立して計量し
て添加することができる。
本発明に従う分散液の使用量は各場合ともセルロース含有材料を基準にした活
性物質量として下記の如く指定可能である:
ポリイソシアネートI(PI)を0.005−10重量%、
合成ポリマー(SP 3)を0.005−10重量%、そして任意に天然に存在
するポリマー(NP)を0.005−10重量%。
セルロース含有材料を基準にして、
ポリイソシアネートI(PI)を0.05−5重量%、
合成ポリマー(SP 3)を0.05−5重量%、そして任意に天然に存在する
ポリマー(NP)を0.5−7重量%
用いるのが特に好適である。
ポリイソシアネート(PI)と合成ポリマー(SP 3)の活性化合物重量比
を好適にはPI:SP 3=1:20から20:1、特に好適には5:1から1
:5の範囲にすべきである。
紙、合板紙または厚紙の処理で本発明に従う効果を得るには、ポリイソシアネ
ートの活性物質を2重量%以下の量で用い合成ポリマーSP3の活性物質を4重
量%以下の量で用いることで一般に充分である。ここでは通常、澱粉を5重量%
以下の活性物質量で用いる。
この仕上げ紙に更にまた通常の充填材、例えばカオリン、CaCO3、TiO2
、鉄顔料、ベントナイトなどを含有させることも可能である。
この充填材の含有量は繊維状材料を基準にして40%以下の量であってもよい
。
本発明に従う組成物または分散液を、活性化合物の比率がセルロース含有材料
を基準にして約1重量部のポリイソシアネートIと1から10重量部の合成ポリ
マー(SP 3)になるように用いると、良好なサイジング効果が達成される。
ヒドロキシル基を有するカチオン合成ポリマー(SP 3)、好適にはこの上で
述べたビニルポリマー類(VPol)および/またはこの上で述べた重縮合物か
ら成る群のSP 3を上記ポリイソシアネート分散液に少量添加すると、湿潤強
度作用が早くも改良される。この後者の場合好適には成分SP 3を活性物質の
量が0.1から5重量%の範囲になるような量で用いる。
パルプの状態で所望の効果を達成するには、本発明に従って用いるポリイソシ
アネート類が入っている水エマルジョンを計量して繊維状材料に60分間、好適
には15分間かけて添加するのが特に好適である。このポリイソシアネート類の
分散および計量を連続的に行うのが特に好適である。実際の条件下で最適な湿潤
強度効果またはサイジング効果を達成するには、例えば紙製造機に備わっている
ヘッドボックスの直前でパルプに上記ポリイソシアネートを計量して入れるか、
或は部分的に計量してパルプ調節装置の中に入れるのが特に推奨される。サイジ
ングプレスで用いる場合、発泡問題が全く起こらないことから、困難さが全く生
じない。実験室における試験では一般に単位面積当たりの重量が20から100
g/m2の紙シートを作成する。また、単位面積当たりの重量をより高くするこ
とも問題なく成し得る(厚紙)。
本発明に従って用いるポリイソシアネート類が有するNCO基は、水
中でゆっくりと加水分解を受けてCO2を発生しながら相当するアミンが生じ、
このアミンがまだ存在するNCO基と部分的に反応して尿素基が生じる。このよ
うな加水分解を部分的または完全に受けたポリイソシアネート分散液も安定な分
散液であるのが有利である、と言うのは、その結果として沈澱が生じないからで
ある。
本発明に従う方法では、pHが4から10、好適には5.5から9の範囲であ
るパルプ状態の繊維状材料に本生成物を計量して入れることができる。6から7
.5のpH範囲で用いるのが特に好適である。
このようなpH範囲にすると、第三級アミノ基のいくらかがプロトン化した形
態で存在する。また、酸を添加してこの分散操作を実施することも可能である。
第三級アミノ基を四級化することで得られるポリイソシアネート類を用いるとカ
チオン電荷が得られ、これはpHから独立している。しかしながら、大部分の使
用で四級化は必要でない。
本発明に従う組成物または分散液を用いると、結果として、強度およびサイジ
ングが良好な直ぐ使用できる紙が紙製造機から即座に得られる。この仕上げ紙を
貯蔵しそして/または後縮合を受けさせることで強化を達成してもよい。しかし
ながら、一般的には、通常の湿潤強度剤またはサイジング剤を用いた時よりも高
いレベルを紙製造機から出た時点で既に達成することができる。ある場合にはま
た乾燥強度も通常の乾燥強度剤を用いた時に比べて改良されている。ポリイソシ
アネートIと合成ポリマー(SP 3)と天然に存在するポリマー(NP)の量
を特定の比率にした時に本発明に従う効果が生じることが観察される。光学光沢
剤(白色度を高める薬剤)を用いるか否かに拘らず、白色度に対して肯定的な影
響が生じることも有利に確認した。
紙産業に通常の加工温度で本発明に従う方法を実施する。ここでの加工時間は
温度に依存する。温度を20から25℃の範囲にすると、加工時間が比較的長く
なる。例えばこの水エマルジョンを6時間貯蔵した後でも、このエマルジョンを
直ちに使用した時に達成される値の約70%の作用が達成される。加工時間を2
時間以内にするには、温度をより高くして、例えば50℃にすることが推奨され
る。公知の分散装置/計量装置を用いて分散および計量を行うと数分の範囲内の
短い滞留時間を達成することができることから、ここではこれが特に有利である
。
本発明に従う組成物または分散液は、他の助剤、例えば保持剤、固着助剤、サ
イジング剤、乾燥強度剤、結合剤、光沢剤および湿潤強度剤などと組み合わせて
使用可能である。特に、市販のカチオン重縮合物およびポリマー型保持剤、例え
ばポリアミン類、ポリエチレンイミン類、ポリアミド−アミン類およびポリアク
リルアミド類など、並びにカチオンもしくはカチオンとアニオンと任意に粒子状
成分、例えばシリカゾルなどを含む2成分系を添加することにより、充填材の固
着を更に強化することができる。これは、積層紙分野における使用を意図する場
合特に興味の持たれることである。本発明の文脈で好適な保持剤は、ポリアミン
類、好適にはN−メチル−ビス(3−アミノプロピル)アミンとアルキレンのジ
ハライド類、好適にはジクロロエタンとのカチオン重縮合物である。しかしなが
ら、特に固着剤を添加しなくても所望の効果を達成することができることも強調
すべきである。
本発明に従う組成物または分散液は通常の光学光沢剤と容易に適合し得る。例
えばエピクロロヒドリンを基とする通常の湿潤強度剤を用いると白色度が低下す
るが、本発明に従う組成物または分散液を用いた場合
には白色度の低下がもたらされない。更に、衛生紙分野で使用する場合、紙の柔
らかな手触りを達成することができる。本発明に従う分散液を被覆で用いると、
結果として白色度が約1−10%向上する。
本調合物を塗布すると、紙の使用特性、特に筆記特性、印刷性、強度、粉じん
発生傾向などが改良され、そして水の吸収が低下し、かつ白色度に肯定的な影響
が生じる。このような効果はとりわけCobb60値、IGTピッキングテスト、
強度試験、インクフローテーションテストおよびドロップテストとして測定可能
である。
特に明記しない限り、以下に示す実施例のパーセントデータは各場合とも重量
に関し、部は重量部である。製造実施例
:ポリイソシアネートPI−1
1,6−ジイソシアナトヘキサン(HDI)を基としていてイソシアヌレート
基を有しNCO含有量が21.5%で粘度が3,000mPa.s(23℃)で
あるポリイソシアネート1.0当量に、室温で撹拌しながら、メタノールで開始
して350の平均分子量を持たせた単官能のポリエチレンオキサイドポリエーテ
ルを0.08当量加えた後、この混合物を100℃で3−4時間加熱する。NC
O含有量が理論値に到達しない場合、触媒(Desmorapid SO)を加
え、そして理論値に到達(IRで監視)するまで撹拌を継続する。室温に冷却し
た後、無色透明なポリイソシアネート混合物が存在する。これのNCO含有量は
17.3%であり、粘度は3,050mPa.s(23℃)である。
このようにして得たポリイソシアネート8部をポリプロピレングリコールのジ
アセテート2部で希釈する。NCO含有量が12.6%で粘度
が510mPa.sである80%濃度の溶液を得る。ポリイソシアネートPI−2
1,6−ジイソシアナトヘキサンが有するイソシアネート基のいくらかを三量
化させることで調製したトリス(6−イソシアナトヘキシル)イソシアヌレート
とそれの高級同族体から本質的に成っていて(単量体1,6−ジイソシアナトヘ
キサンの含有量<0.3%)イソシアヌレート基を有しNCO含有量が21.4
%(NCO官能性約4.0)で粘度が3,000mPa.s(23℃)であるポ
リイソシアネート87gを、2−(2−メトキシエトキシ)エタノールで開始さ
せたエチレンオキサイドを基としていて350g/モルの数平均分子量を有し水
酸基価が160mgのKOH/gであるポリエーテル13gと反応させる(60
℃で6時間)。
NCO含有量:17.2%、
粘度(23℃):3200mPa.s、
NCO官能性:約3.5。ポリイソシアネートPI−3
トリス(6−イソシアナトヘキシル)イソシアヌレートから本質的に成ってい
てNCO含有量が22.5%で粘度が800mPa.sであるポリイソシアネー
ト85gを、PI−2で用いたポリエーテル15gと反応させる。
NCO含有量:16.9%、
粘度(23℃):1560mPa.s、
NCO官能性:約3.2。ポリイソシアネートPI−4
1,6−ジイソシアナトヘキサンが有するイソシアネート基のいくらかを三量
化させることで調製したトリス(6−イソシアナトヘキシル)イソシアヌレート
とそれの高級同族体から本質的に成っていて(単量体1,6−ジイソシアナトヘ
キサンの含有量<0.3%)イソシアヌレート基を有しNCO含有量が21.4
%(NCO官能性約4.0)で粘度が3,000mPa.s(23℃)であるポ
リイソシアネート83gと、2−(2−メトキシエトキシ)エタノールで開始さ
せたエチレンオキサイドを基としていて350g/モルの数平均分子量を有し水
酸基価が160mgのKOH/gであるポリエーテル17gと、ジエチルアミノ
エタノール1gを、60℃で6時間反応させる。この生成物を塊状でか或は1,
2−プロピレングリコールのジアセテート中80%濃度溶液として用いる。
NCO含有量:14.9%、
粘度(23℃):5800mPa.s、
NCO官能性:約3.2、
80%濃度溶液:23℃で500mPa.s。澱粉(NP)調合液の調製
天然澱粉の連続もしくは不連続調理および分解を公知条件、例えば130℃で
か或は≦95℃(例えば酵素を用いる場合)で行うことにより、この調製を実施
した。その後、この調合液を希釈して5%濃度にする。
個別の作業タンク内で、この澱粉溶液と該ポリイソシアネート類と合成プレポ
リマー類を混合することで所望分散液の調製を行う。ポリシロキサングラフトコポリマーSP−1の製造
(ヨーロッパ特許第407 799号の実施例1に従う)
A)最初に、10mmのディソルバーディスク(dissolver disc
s)を2枚取り付けた分散作用が強力な6リットル容量の容器にオクタメチルシ
クロテトラシロキサンを1550g入れる。1000回転/分で撹拌しながら最
初にメルカプトプロピル−メチルジメトキシシランを180gそして次にドデシ
ルベンゼンスルホン酸を38g加える。5分間撹拌すると均一な混合物が生じる
。次に、撹拌しながら脱イオン水を2300g計量して20分かけて加えた後、
この混合物を室温で1時間撹拌する。次に、その結果として生じたエマルジョン
を、分散機を用いて200バール下で12分間均一にする。次に、このエマルジ
ョンを、蝶型撹拌機を取り付けた容量が4リットルのスルホン化用ビーカーに移
して170回転/分で撹拌しながら85℃で2時間加熱する。このラテックスを
室温に冷却した後、5NのNaOHを23.9g添加することでpHを9.25
にする。固体含有量が38.1重量%の乳白色エマルジョンを得る。これはポリ
マー変換率が約90重量%であることに相当する。
粒子サイズ(レーザー光散乱方法):200nm
低分布範囲(low distribution range)(K2値):0
.034
ゲル含有量:約48.5重量%
乳化剤として用いたドデシルベンゼンスルホン酸Naの含有量:1重量%。
B)最初に、ブレード型撹拌機を取り付けた容量が2リットルの撹拌容器に、A
)に従うポリシロキサンラテックスを485g入れる。200回転/分で撹拌し
ながら脱イオン水を233g加えた後、その容器を窒
素でフラッシュ洗浄する。撹拌しながら、180gのスチレンに1.8gのアゾ
ビスイソブチロニトリルが入っている溶液を1時間かけて滴下する。この混合物
を室温で18時間撹拌した後、1時間間隔で温度を60、70および80℃に上
昇させる。最後に、このラテックスを撹拌しながら90℃で4時間加熱した後、
冷却する。粘性のあるラテックスを得る。
pH:5.7
固体含有量:40.9重量%。合成ポリマーSP−1.2の製造
(ヨーロッパ特許第407 799号の実施例2に従う)
最初に、ブレード型撹拌機を取り付けた容量が4リットルの撹拌容器に、実施
例SP−1.1のパートA)と同様に調製した固体含有量が37.7%のポリシ
ロキサンラテックスを1635g入れる。このラテックスに、メルカプト基の含
有量が約2%のポリオルガノシロキサンを600g、そして乳化剤としてドデシ
ルベンゼンスルホン酸Naを16.2g入れる。641gの水で希釈した後、4
gのアゾビスイソブチロニトリルと400gのスチレンと20gのメタアクリル
酸から成る混合物を窒素下で撹拌しながら1時間かけて滴下する。この混合物を
室温で18時間撹拌した後、1時間間隔で温度を60、70および80℃に上昇
させる。最後に、このラテックスを撹拌しながら90℃で4時間加熱した後、冷
却する。中程度の粘性を示すラテックスを得る。
pH:5.4
固体含有量:39.5重量%。合成ポリマーSP 2.1の製造
最初に、撹拌機、冷却装置および加熱装置を取り付けた4リットルの3つ口フ
ラスコにジメチルジグリコールを486g入れて130℃に加熱する。500g
の無水マレイン酸と400gのスチレンと900gのメタアクリル酸メチルと2
00gのアクリル酸n−ブチルから成る混合物を計量して3時間かけて加えそし
てこれと並行して71gの過カプリル酸t−ブチル(炭化水素混合物中70%)
を計量して4時間かけて加える。この混合物を1時間撹拌した後、過カプリル酸
t−ブチルを5.6g加え、そしてこの混合物を再び2時間撹拌する。次に、O
cenol(商標)110/130(不飽和脂肪アルコール、Henkel)を
1200g加えた後、この反応混合物を135℃に6時間保持する。この樹脂溶
融物3700gを、45℃に加熱しておいた水/アンモニア混合物の中に入れて
分散させた後、この混合物を60℃で6時間撹拌する。次に、この樹脂水分散液
に皮膜防止剤(skin−prevention agent)であるAsci
nin R conc.(商標)(Bayer AG)を48g加えた後、この
分散液を濾過する。
この樹脂水分散液の固体含有量は43.5%であり、pHは6.2である。1
00%純度の樹脂が有する構造単位−O−Rの含有量は36重量%であり、遊離
および中和カルボキシル基の含有量は全体で固体100g当たり220ミリ当量
であり、その中和度は20%である。合成ポリマーSP−2.2の製造
撹拌機、冷却装置および加熱装置を取り付けた4リットルの3つ口フラスコの
中で、500gの無水マレイン酸と400gのスチレンと1100gのメタアク
リル酸メチルから成る混合物を114gの過カプリル酸t−ブチル(炭化水素混
合物中70%)の存在下130℃のキシレン
中で重合させる。130℃で1時間後、過カプリル酸t−ブチルを更に5.6g
加え、この混合物を2時間撹拌し、Ocenol 110/130(Henke
l)を1200g加えた後、この混合物を135℃で更に6時間撹拌する。次に
、エタノールを27.5g加えた後、この混合物を120℃に1時間保持する。
次に、バーサティックアシッド(versatic acid)(Cardur
a(商標)E 10、Shell Chemie)のグリシジルエステルを34
1gそして塩化トリエチルベンジルアンモニウムを3.6g加え、加うるに、固
体樹脂を基準にして5%の量でメトキシプロパノールを加える。その後、全酸価
が一定になるまでその混合物を90℃で撹拌する。
このようにして得た樹脂溶融物を、50℃に加熱しておいたNH3水溶液に撹
拌しながら加える。この混合物を60℃で4時間撹拌した後、ブタノンオキシム
を54g加え、そしてこの混合物を濾過する。次に、溶媒を真空蒸留で除去する
。
この樹脂水分散液の固体含有量は38.0%であり、pHは6.5である。1
00%純度の樹脂が有する構造単位−O−Rの含有量は34重量%であり、遊離
および中和カルボキシル基の含有量は全体で固体100g当たり141ミリ当量
であり、その中和度は32%である。ヒドロキシル基を有するカチオンビニルポリマー分散液SP−3.1からSP− 3.5の製造
最初に、良好な作用を示す撹拌機、ガス入り口およびガス排出口を取り付けた
1リットルの撹拌フラスコに初期混合物I(表1参照)を入れて窒素で徹底的に
フラッシュ洗浄する。次に、窒素を流しながらその混合物を70℃の内部温度に
加熱する。その後、この初期混合物Iに混合
物IIおよびIII(表1参照)を計量して2時間かけて同時かつ均一に入れる
。次に、この混合物を1時間撹拌した後、後活性化剤(post−activa
tor)溶液IVを加える。その後、この混合物を3時間撹拌する。次に、約2
00から400ミリバールの水流ポンプ真空下で水と残存モノマー類を約100
mL留出させる。その後、この混合物を冷却して濾過する。
この水分散液が示す物理化学特性も同様に表1に示す。
ヒドロキシル基を有するカチオンビニルポリマー分散液SP−3.6からSP− 3.9の製造
最初に、良好な作用を示す撹拌機、ガス入り口およびガス排出口を取り付けた
1リットルの撹拌フラスコに初期混合物I(表2参照)を入れて窒素で徹底的に
フラッシュ洗浄する。次に、窒素を流しながらその混合物を70℃の内部温度に
加熱する。その後、この初期混合物Iに混合物IIおよびIII(表2参照)を
計量して2時間かけて同時かつ均一に入れる。次に、この混合物を1時間撹拌し
た後、後活性化剤溶液IVを加える。その後、この混合物を3時間撹拌する。次
に、約200から400ミリバールの水流ポンプ真空下で水と残存モノマー類を
約100mL留出させる。その後、この混合物を冷却して濾過する。
この水分散液が示す物理化学特性も同様に表2に示す。
ヒドロキシル基を有するカチオンポリマー分散液SP−3.10の製造
溶融重縮合により、アジピン酸とジエチレントリアミンを1.0:1.05の
モル比で用いてポリアミド−アミン縮合物を製造した。この生成物を25%の濃
度で水に溶解させ、そして上記ポリアミド−アミンが有する塩基性窒素1モル当
たり0.05モルの量でジクロロエタンを用い、加圧下125℃で縮合反応を受
けさせた。25℃の粘度が200mPa.sで濃度が25%の最終生成物を得る
。このようにして得た生成物をプロピレンオキサイドでアルキル化し、その結果
として、そのアミノ基の約90%が第三級アミノ基に変化した。使用実施例/表面使用
本発明に従う分散液が示すサイジング作用を、充填材を添加しなかった紙そし
てまた充填材を添加した紙に関して試験した。紙の基本処方
かば硫酸塩パルプを50部
松硫酸塩パルプ(粉末度:35−45°SR)を50部
ポリアミド−アミンを基とする保持剤(例えば25%濃度のRetaminol
C01)を0.2%
必要に応じて充填材を30%用いる、
単位面積当たりの重量75から80g/m2。紙1
軟材パルプを50%、硬材パルプを50%、ヘッドボックスのpH:7.2、粉
末度:35°SR、実験室用サイジングプレスにおける湿潤取り上げ(wet
pick−up):約80重量%、単位面積当たりの重量80g/m2。紙2
二酸化チタンを初期量で30%添加する以外は紙1と同じ、灰含有量:19.3
%。紙3
磁土を初期量で30%添加する以外は紙1と同じ、灰含有量:16.7%。紙4
チョークを初期量で30%添加する以外は紙1と同じ、灰含有量:16.8%。紙5
磁土を初期量で10%添加する以外は紙3と同じ、灰含有量:7%。紙6
磁土を初期量で40%添加する以外は紙3と同じ、灰含有量:23%。
Mathis(チューリッヒ、スイス)から入手した実験室用サイジングプレ
ス(モデルHF)を用いて紙のサイズ処理(sized)を行った。市販澱粉を
y部、ポリイソシアネートPIを(活性物質として計算して)x部および合成ポ
リマーをz部用いてこれらに水を加えて100部にした分散液を、サイジング浴
液として用いた。表面をサイズ処理した紙を約100℃の乾燥シリンダーで1分
かけて乾燥させた。サイジン
グ試験を行う前に、紙の条件付けを室温で2時間行った。
この表面をサイズ処理した紙のサイジング度を数値評価する目的で、コブ(C
obb)値(DIN 53 132に従う)を測定し、そしてインクフローテー
ションテスト(IFT)を実施した。このインクフローテーションテストでは、
紙を幅が3cmで長さが2cmの片に切断し、そして22℃のブルーテストイン
ク(DIN 53 126)上に置いた。試験期間(これは個々の種類の紙で異
なる)後、紙サンプルをそのインクから取り出し、吸い取り紙を背面に押し付け
、そして5分後に目で見て評価した。この紙を貫通するインクの量、従ってサイ
ジング度を定性的に測定する目的で、サンプルを1から5の番号で等級付けし、
ここで、この番号は各々下記を意味する:
1 インクの透過なし
2 インクの透過率5から10%
3 インクの透過率10から20%
4 インクの透過率約50%
4.5*)インクの透過率約90%
5 インクの透過率100%
*) また他の中間値も使用可能である。
サイジング効果および湿潤強度効果の実施例で本発明に従う分散液がいろいろ
な種類の紙(基紙)に対して示す効果を以下の表に示す。
以下に示す実施例で用いる生成物の部は、浴液100部に入れる活性物質の部
に関する。実施例1および2:
紙1の仕上げ
サイジングプレスを用いた表面塗布:湿潤取り上げ約80%
実施例3−8:紙1の仕上げサイジングプレスを用いた表面塗布
実施例9 充填紙の処理
PI−4とSP−1.2から得た分散液の表面塗布
使用量:浴液100部当たり0.4部のPI−4+0.2部のSP−1.2(活
性物質)。
下記の表に、未処理試験シート(第一縦列)および縮合を110℃で受けさせ
た試験シート(第二縦列)のコブ値を示す。
この実施例は、磁土および二酸化チタンを含有させるとサイジングが悪化する
一方でチョークを含有させた紙は充填材を添加しなかった紙で達成されるサイジ
ング効果と同様に良好な効果を達成することを示している。実施例10
紙1に関して、市販ジャガ芋澱粉(Avebe)Perfectamyl A
4692を5部および市販カチオンポリマーのサイジング剤(Baysynt
hol KSN)を0.1部(活性化合物)入れた浴
液を用いて表面を処理すると、70%の湿潤取り上げで20g/m2のCobb6 0
値を得る。
澱粉Perfectamyl A 4692を5部、
ポリイソシアネートPI−4を0.2部、そして
合成ポリマーSP−1.2を0.1部、
入れた浴液を用いると、同じ湿潤取り上げで15g/m2のCobb60値を得る
。
ポリマーサイジング剤(Baysynthol KSN)単独を用いてこのよ
うなCobb値を達成するには、Baysynthol KSNを0.4部(活
性物質)用いる必要がある。実施例11
酸化的に分解させたトウモロコシ澱粉(Cerestar)を5部、
ポリイソシアネートPI−4を0.10部、そして
合成ポリマーSP−1.2を0.06部、
入れたトウモロコシ澱粉浴液を実施例10と同様に用いると、14g/m2のC
obb60値を得る。このような効果を達成するにはBaysynthol KS
Nを0.25%(活性物質)用いる必要がある。実施例12および13:
紙1の仕上げ
サイジングプレスを用いた表面塗布:湿潤取り上げ約80%
実施例14−24:紙1の仕上げ
天然に存在するポリマーとして、分解させたジャガ芋澱粉を用いた
実施例25 充填紙の処理
PI−4とSP−2.2から得た分散液の表面塗布
以下の実施例は、特にPI−4が0.4部でSP−2.2が0.19部になる
ような比率にすると、磁土を用いた場合サイジングが悪化し、チョークを用いた
場合サイジングが磁土よりもかなり良好であることを示している。
浴液で用いた量:0.4部のPI−4+0.19部のSP−2.2(活性物質)
。
下記の表に、未処理試験シート(第一縦列)および縮合を110℃で受けさせ
た試験シート(第二縦列)のコブ値を示す。
この実施例は、チョークを含有させた紙は充填材を添加しなかった紙で達成さ
れるサイジング効果と同様に良好な効果を達成することを示している。実施例26
紙1に関して、市販ジャガ芋澱粉(Avebe)Perfectamyl A
4692を5部および市販カチオンポリマーのサイジング剤(Baysynt
hol KSN)を0.1部(活性化合物)入れた浴液を用いて表面を処理する
と、70%の湿潤取り上げで20g/m2のCobb60値を得る。
澱粉Perfectamyl A 4692を5部、
ポリイソシアネートPI−4を0.20部、そして
合成ポリマーSP−2.2を0.11部、
入れた浴液を用いると、13g/m2のCobb60値を得る。
通常のポリマーサイジング剤(Baysynthol KSN)を用いてこの
ようなコブ値を達成するには、Baysynthol KSNを0.4部(活性
物質)用いる必要がある。実施例27
酸化的に分解させたトウモロコシ澱粉を5部、
ポリイソシアネートPI−4を0.10部、そして
合成ポリマーSP−2.2を0.06部、
入れたトウモロコシ澱粉浴液を実施例26と同様に用いると、17g/m2のC
obb60値が得られ、このような効果を達成するにはBaysynthol K
SNを0.25%(活性物質)用いる必要がある。実施例28
また、チョークを含有させて灰分が16.8%になるように充填材を含有させ
た紙4に関して、
澱粉Perfectamyl A 4692を5部、
ポリイソシアネートPI−4を0.20部、そして
合成ポリマーSP−2.2を0.11部、
入れた浴液を用いると、68%の湿潤取り上げで21g/m2のCobb60値を
得る一方でカチオンおよびアニオンポリマーサイジング剤を用いた場合のCob
b60値は≧30または≧80g/m2のみである。実施例29
Perfectamyl A 4692の代わりに酸化的に分解させたトウモ
ロコシ澱粉を同じ量で用いそして実施例28と同様な処理を行うと(湿潤取り上
げ66%)、達成されたコブ値は<16g/m2であったが、従来技術のポリマ
ーサイジング剤を用いた場合に示されたサイジング(コブ値)は充分でなかった
。実施例30
磁土を16.7%含有させた紙3を実施例28と同様に処理(湿潤取り上げ=
68%)した結果、30g/m2のコブ値が得られたことに比較して、従来技術
に従う市販のカチオンポリマーサイジング剤を用いた同じ浴液組成物の場合、5
0g/m2であった。実施例31
実施例29で用いた浴液を用いて実施例30と同様に紙を処理した結果、20
g/m2のCobb60値が得られた。実施例32
サイジングプレスを用いた紙5および6の表面処理
この実施例では、いろいろな分散液を互いに比較する(使用量は、サイジング
プレス用浴液を基準にした%である)。
実施例33 ポリイソシアネートといろいろな種類の澱粉の組み合わせ
紙1の表面処理、湿潤取り上げ75%。水の中に5分間入れたままにした紙片
に関して湿潤破壊荷重を測定した(引張り試験機を用い):添加なし(水道水)
:0.5N、コブ値>80、乾燥破壊荷重36N
0.72%のPI−2 :6.3N
0.72%のPI−2+2%のCato110 :7.2N
0.72%のPI−2+2%のAmylex KLP30 :6.7N
0.72%のPI−2+2%のPerfectamyl A4692 :5.3N
0.72%のPI−2+2%のカルボキシメチルセルロースCMC/T 300
:3.9N
0.5%のPI−3:
7.0N、コブ値>80、乾燥破壊荷重42.3N
0.5%のPI−3+0.2%のSP−2.2:
6.4N、コブ値22、乾燥破壊荷重39.8N
0.5%のPI−3+0.2%のSP−2.2+2.5%のPerfectam
yl A 4692:
5.5N、コブ値21、乾燥破壊荷重47.2N紙用湿潤強度剤としての使用
ビーターを用いて、化学漂白軟材パルプが80%で化学硬材パルプが20%の
混合物を砕いて2.5%のパルプコンシステンシー(consistency)
で粉末度を38°Schopper−Rieglerにする。この混合物100
gをガラスビーカーに入れ、そして水で希釈して1000mLにする。
この懸濁液に、ヒドロキシル基を有するカチオンビニルポリマーの1%濃度分
散液(実施例SP−3.1からSP−3.9で得た生成物)[および/または成
分PAddの1%濃度分散液および/または成分PCondの1%濃度分散液]
を加えたが、ここでは各成分を表3に示す量(繊維材料を基準にした活性物質の
量)で用いる。
室温で3分後、その相当する混合物にポリイソシアネートPIの1%濃度分散
液を一定量加える。この使用量を繊維材料を基準にした活性物質の重量%として
表3に示す。各場合ともこのポリイソシアネート分散液を新しく調製した。分散
用媒体として水を用いた(ポリエーテル基を持たないポリイソシアネート類の場
合、このポリイソシアネートを希酢酸中で乳化させる)。
3分間撹拌した後、ガラスビーカーに入っている内容物をシート製造機(Ra
pid−Kothen装置)にかけることにより、単位面積当たりの重量が約8
0g/m2の紙シートを生じさせる。この紙シートを20ミリバールの真空下8
5℃で8分間乾燥させた後、後縮合を110℃の乾燥キャビネット内で更に10
分間受けさせる。
条件付けを行った後、各紙シートから幅が1.5cmの試験片を5枚切り取り
、これを蒸留水に5分間浸漬する。その後直ちに、引張り試験機を用いてその湿
っている片を湿潤破壊荷重に関して試験する。この実施例で用いた個々の濃度に
おける湿潤破壊荷重は、各場合とも、ポリイソシアネートPI−4を活性物質(
=100%)の量が0.3、0.6または0.9重量%になるように用いてさら
なる添加剤なしで得た値を基とした荷重である[相対湿潤破壊荷重(%)として
示す]。
試験結果を表3に示す。本発明に従う分散液を用いると、その結果として湿潤
強度値が劇的に向上することが分かるであろう。
SP−3.10
ヒドロキシ官能のポリアミド−アミン縮合物は、本発明に従う分散液の成分と
して用いるに卓越して適切である。この湿潤強度は、純粋なポリイソシアネート
PI−1を用いた場合に比較して60%上昇する。
使用条件:0.3重量%のPI−1+2重量%のポリアミド−アミン縮合物。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
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(32)優先日 1994年5月30日
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(31)優先権主張番号 P4419572.9
(32)優先日 1994年6月3日
(33)優先権主張国 ドイツ(DE)
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(72)発明者 ケーニヒ,ヨアヒム
ドイツ連邦共和国デー−51519オーデンタ
ール・アウフデムブロイヒ25
(72)発明者 トロイベル,ハロ
ドイツ連邦共和国デー−51373レーフエル
クーゼン・ドレスデナーシユトラーセ14
(72)発明者 ベンデロート,エクハルト
ドイツ連邦共和国デー−51381レーフエル
クーゼン・アムホフアツカー10
(72)発明者 ヤンゼン,ベルンハルト
ドイツ連邦共和国デー−51061ケルン・ロ
ゲンドルフシユトラーセ65
(72)発明者 プロプスト,ヨアヒム
ドイツ連邦共和国デー−51375レーフエル
クーゼン・フンパーデインクシユトラーセ
42
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. (I)イオン基および/またはポリエーテル基を有するポリイソシアネ ート(PI)と、 (II)多糖類から成る群の天然に存在するポリマー(NP)、 (III)ポリシロキサングラフトコポリマー(SP 1)、 (IV)水希釈可能合成ポリマー(SP 2)および (V)ヒドロキシル基を有するカチオンポリマー(SP 3)、 から成る群の少なくとも一員を含むか、或は (I)上と同じポリイソシアネート(PI)と、 (II)上と同じ天然に存在するポリマー(NP)と、 各場合とも上と同じ(III)、(IV)および(V)から成る群の少なくとも 一員を含む組成物。 2. ポリイソシアネート(I)が α)イソシアネート基をポリイソシアネート100g当たり10−700ミリ当 量の含有量で有し、 β)≧1.0の平均NCO官能性を示し、 γ)エチレンオキサイド単位をポリイソシアネートを基準にして0から30重量 %の含有量で有し、ここで、このポリエチレンオキサイド鎖が100−3500 の平均分子量(数平均)を有し、そして δ)第三級アミノ基および/またはアンモニウム基をポリイソシアネート100 g当たり50−5000ミリ当量の含有量で有する、 請求の範囲第1項記載の組成物。 3. ポリマーIIが澱粉、セルロース、ヘミセルロース、キトサン類、キサ ンタン類、寒天、ガラクトマンナン類、カラゲナン、ペクチン、 アルギン酸塩、植物ゴムおよびそれらの誘導体から成る群から選択される請求の 範囲第1項記載の組成物。 4. 成分IIIが、 a)式 で表される繰り返し単位をvモル%および式 で表される繰り返し単位をwモル% [ここで、 R1aは、C原子を1から24個有するアルキル基、またはC原子を6から10個 有するアリール基を表し、 R2aは、C原子を1から8個有する未分枝もしくは分枝アルキレン基を表し、そ して R3aは、C原子を1から24個有するアルキル基、C原子を6から10個有する アリール基、C原子を1から6個有するアルコキシ基、またはヒドロキシル基を 表すか、或は R2aとR3aが、Si原子と一緒になって、C原子を4から8個有する未分枝もし くは分枝アルキレン基を伴う三価の5員もしくは6員環を形成し、そして vは、80から99モル%であり、そして wは、1から20モル%であり、ここで、 v+wは100モル%になる] を含んでいてヒドロキシル基末端を有するポリシロキサンであってこのOH末端 ポリシロキサンを25℃で測定した時の粘度が100から100,000mPa .sの範囲であるポリシロキサンをグラフト基質として40から70重量%用い 、そして b)任意に式 または [式中、 R4aは、H原子またはメチル基を表し、 R5aは、C原子を1から18個有する未分枝もしくは分枝アルキレン基を表し、 Yは、H原子または基−OHもしくはC1−C4−アルコキシを表し、そして Zは、基−OHまたは−NR2 4aを表す] で表される1種以上のビニルモノマー類を追加的に含んでいてもよいスチレンお よび/またはα−メチルスチレン、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アク リロニトリルおよび上記モノマー類の混合物から成る群のグラフトモノマー類を 30から60重量%用いて、 作られるグラフトコポリマーSP 1である請求の範囲第1項記載の組成物。 5. 成分IVが、 オレフィン系不飽和ジカルボン酸無水物と他の不飽和モノマー類を重合させて式 で表される構造単位を生じさせた後、 b)部分的に一価アルコールR−OHと反応させ(2から50%)、そして c)b)で生じたCOOH基を10−95%の度合までエポキシド化合物と反応 させ、そして残存するCOOH基を塩基で中和する、 ことで入手可能なコポリマーSP 2である請求の範囲第1項記載の組成物。 6. 成分Vが、 a)スチレンおよび/またはα−メチルスチレン、メタアクリロニトリル、アク リロニトリルまたは上記モノマー類の混合物を少なくとも5重量%、 b)C原子を1から12個有する単官能アルコール類の(メタ)アクリル酸エス テルを少なくとも5重量%、 c)式 [式中、 R1aは、H原子またはメチル基を表し、 R2aは、C原子を1から18個有する未分枝もしくは分枝アルキレン基を表し、 Yは、H原子または基−OR5aを表し、そして Zは、基−OHまたは−NR3aR4aを表し、ここで、 R3a、R4aおよびR5aは、水素を表すか、或はC原子を1から4個有するアルキ ル基を表す] で表される1種以上のビニルモノマー類を0.1から35重量%、含有しそして a)+b)+c)の合計が100重量%であるモノマー混合物を重合させること で入手可能なヒドロキシル基含有ビニルポリマーである請求の範囲第1項記載の 組成物。 7. 水分散液の形態である請求の範囲1から6記載の組成物。 8. 紙の仕上げを行う方法であって、請求の範囲1から7記載の組成物でセ ルロース含有材料を処理し、ここで、この個々の成分を互いに独立して計量して 添加してもよいことを特徴とする方法。 9. 請求の範囲第8項記載の方法で仕上げを行った紙。
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