Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7705295B2 - Paper density regulator - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7705295B2 - Paper density regulator - Google Patents

Paper density regulator Download PDF

Info

Publication number
JP7705295B2
JP7705295B2 JP2021121177A JP2021121177A JP7705295B2 JP 7705295 B2 JP7705295 B2 JP 7705295B2 JP 2021121177 A JP2021121177 A JP 2021121177A JP 2021121177 A JP2021121177 A JP 2021121177A JP 7705295 B2 JP7705295 B2 JP 7705295B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
paper
paper density
ammonium salt
acid
density
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021121177A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023017148A (en
Inventor
雄彦 門馬
恒一 新関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Original Assignee
Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miyoshi Oil and Fat Co Ltd filed Critical Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Priority to JP2021121177A priority Critical patent/JP7705295B2/en
Publication of JP2023017148A publication Critical patent/JP2023017148A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7705295B2 publication Critical patent/JP7705295B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Paper (AREA)

Description

本発明は、紙類に使用される紙密度調整剤に関する。 The present invention relates to a paper density regulator used in paper products.

製紙業界は装置産業であり、基本的に製造は全て抄紙機を通じて行われる。1つの抄紙機からは通常1種類の紙しか製造できないため、顧客の要望に合わせて紙の品質を細かく変えたい場合は機械的な調整だけでは困難なケースが多い。そこで工程中に薬剤を添加することで、撥水、着色、柔軟、強度等の品質をコントロールする手法が用いられている。 The paper industry is an equipment-based industry, and all manufacturing is basically done through papermaking machines. One papermaking machine can usually only produce one type of paper, so when it is necessary to finely change the quality of the paper to meet customer requests, it is often difficult to do so through mechanical adjustments alone. For this reason, a method is used in which chemicals are added during the process to control qualities such as water repellency, coloring, flexibility, and strength.

近年、パルプ資源の不足、パルプ価格の高騰、地球環境保護の必要性等を背景として、パルプの使用量をできるだけ抑えるために、嵩(厚み)を増やし、原料であるパルプの使用量を低減するため、薬剤として紙密度調整剤を添加することが行われている。紙の主成分であるセルロース(β-1,4-グルコース)は分子間の水素結合で結合しているが、この部分に紙密度調整剤を吸着させて分子間の結合力を弱めることで、繊維間に空間を作って嵩を出し、密度を低くさせている。 In recent years, in light of a shortage of pulp resources, rising pulp prices, and the need to protect the global environment, paper density regulators have been added as chemicals to increase bulk (thickness) and reduce the amount of pulp used as a raw material in order to minimize the amount of pulp used. Cellulose (β-1,4-glucose), the main component of paper, is bonded by intermolecular hydrogen bonds, but by adsorbing paper density regulators to these parts and weakening the bonding strength between the molecules, spaces are created between the fibers, increasing bulk and lowering density.

このように紙の密度を減らし、容積を増やす目的で加えられる薬剤である紙密度調整剤として、従来、ポリアミンと脂肪酸を反応させて得られるアミドアミンとその塩が提案されている(特許文献1~4)。 As paper density regulators, which are chemicals added to reduce paper density and increase its volume, amidoamines and their salts obtained by reacting polyamines with fatty acids have been proposed (Patent Documents 1 to 4).

特許文献1にはアミドアミンを用いた紙密度調整剤、特許文献2にはアルキル化剤として2官能性のハロゲン化アルキル等を用いてアミドアミンを4級化した4級アンモニウム塩、特許文献3、4には、アミドアミンとその酸塩、及びアルキル化剤としてメチルクロリド等の4級化剤を活性アミノ基に対して過剰量用いてアミドアミンを4級化した4級アンモニウム塩が開示されている。 Patent Document 1 discloses a paper density regulator using amidoamine, Patent Document 2 discloses a quaternary ammonium salt obtained by quaternizing amidoamine using a bifunctional alkyl halide as an alkylating agent, and Patent Documents 3 and 4 disclose amidoamine and its acid salt, and a quaternary ammonium salt obtained by quaternizing amidoamine using an excess amount of a quaternizing agent such as methyl chloride as an alkylating agent relative to the active amino group.

従来、印刷用紙等に紙密度調整剤が使用されているが、紙密度調整剤の使用は、紙の吸水性を制御して水性インクのにじみを防止し、紙に高い筆記性や印刷性を付与するサイズ剤の効果を損なう場合もあり、紙密度の調整に加えてサイズ効果に寄与する性能も求められている。しかし、特許文献1~4の技術では、ポリアミン中の活性アミノ基に対する脂肪酸の反応モル比や、ポリアミンと脂肪酸のアミド化物であるアミドアミン中の活性アミノ基に対するアルキル化剤の反応モル比、及びアルキル化剤の種類の検討が十分でなく、いずれもサイズ性能が優れたものではなかった。特に、アミン4級化物は著しくサイズ性能を阻害し、印刷品質が劣るという問題があった。 Conventionally, paper density regulators have been used for printing paper and the like, but the use of paper density regulators can impair the effect of sizing agents, which control the water absorption of paper to prevent water-based ink bleeding and impart high writability and printability to paper, and so in addition to adjusting paper density, performance that contributes to the sizing effect is also required. However, in the technologies of Patent Documents 1 to 4, the reaction molar ratio of fatty acid to active amino groups in polyamine, the reaction molar ratio of alkylating agent to active amino groups in amidoamine, which is an amidation product of polyamine and fatty acid, and the type of alkylating agent are not sufficiently examined, and none of them have excellent sizing performance. In particular, there is a problem that quaternary amines significantly inhibit sizing performance and deteriorate printing quality.

紙密度調整剤には非イオンエステル型、ポリマー配合型など様々なタイプがあるが、エピクロロヒドリンを原料に使用しているもの、例えば、脂肪酸ポリアミドアミンにエピハロヒドリンを反応して得られる化合物や、(メタ)アクリル酸のアミノアクリルアミドにエピハロヒドリンとアルキルハライドを反応して得られる化合物など、エピクロロヒドリンを原料に使用しているものも多く、製剤中にも微量のエピクロロヒドリンが含まれている。このエピクロロヒドリンが抄造工程を経て排出される排水が河川に放出され、環境汚染につながることから、我が国では、エピクロロヒドリンが要監視項目に指定されており、今後排水基準が設けられる可能性がある。そのため、エピクロロヒドリンを使用しない紙密度調整剤が求められていた。 There are various types of paper density regulators, such as non-ionic ester type and polymer blend type, but many of them use epichlorohydrin as a raw material, such as compounds obtained by reacting fatty acid polyamide amine with epihalohydrin, and compounds obtained by reacting aminoacrylamide of (meth)acrylic acid with epihalohydrin and alkyl halide, and trace amounts of epichlorohydrin are also contained in the formulation. This epichlorohydrin is discharged into rivers through the papermaking process, which leads to environmental pollution. Therefore, epichlorohydrin is designated as a monitoring item in Japan, and there is a possibility that wastewater standards will be established in the future. For this reason, there has been a demand for paper density regulators that do not use epichlorohydrin.

特許文献5には、強度低下の少ない低密度紙を得ることを目的として、ポリアミン化合物と、脂肪酸との反応で得られる化合物に、ジアルキル硫酸を反応して得られる第一のアミノ化合物と、エピハロヒドリンを反応して得られる第二のアミノ化合物との混合物、あるいはエピハロヒドリン及びジアルキル硫酸を反応して得られる第三のアミノ化合物が提案されている。 Patent Document 5 proposes a mixture of a first amino compound obtained by reacting a compound obtained by reacting a polyamine compound with a fatty acid with dialkyl sulfuric acid, and a second amino compound obtained by reacting epihalohydrin, or a third amino compound obtained by reacting epihalohydrin with dialkyl sulfuric acid, with the aim of obtaining low-density paper with little loss in strength.

特開2005-068592号公報JP 2005-068592 A 特開昭47-008263号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 47-008263 特開2004-285521号公報JP 2004-285521 A 特開2004-308095号公報JP 2004-308095 A 特開2008-285774号公報JP 2008-285774 A

しかしながら、エピクロロヒドリンを使用しているため、工場排水等における環境への影響が懸念される。また、強度低下の少ない目的であるが、サイズ性能について、十分な検討がされていなかった。特に、第一のアミノ化合物はジアルキル硫酸を過剰に用いた4級化物であるが、上記したようにアミン4級化物は著しくサイズ性能を阻害し、印刷品質が劣るという問題があった。更に第一のアミノ化合物と第二のアミノ化合物との混合物は高濃度に乳化するとペーストやゲルの性状となり、実際の使用におけるハンドリング性に難点がある。 However, because epichlorohydrin is used, there are concerns about the environmental impact of factory wastewater, etc. In addition, although the aim is to minimize the decrease in strength, sufficient consideration has not been given to sizing performance. In particular, the first amino compound is a quaternary product made using an excess of dialkyl sulfate, but as mentioned above, quaternary amine compounds significantly impair sizing performance, resulting in poor print quality. Furthermore, when a mixture of the first amino compound and the second amino compound is emulsified at a high concentration, it becomes a paste or gel, which makes it difficult to handle in actual use.

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、エピクロロヒドリンを原料に使用しなくても、紙密度を調整でき、更にサイズ性能に優れた紙密度調整剤を提供することを課題としている。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a paper density adjuster that can adjust paper density without using epichlorohydrin as a raw material and also has excellent sizing performance.

前記の課題を解決するために本発明者らは鋭意検討した結果、ポリアミンと、炭素数が特定範囲の脂肪酸を反応させて得られるアミドアミン、及びアルキル化剤としてジアルキル硫酸を用いると共に、ポリアミン中の活性アミノ基(-NH2、-NH-)に対する脂肪酸の反応モル比と、アミドアミン中の活性アミノ基に対するジアルキル硫酸の反応モル比を特定範囲とし、3級以下のアンモニウム塩であるアミドアンモニウム塩とすることで、エピクロロヒドリンを原料に使用しなくても、紙密度を調整でき、更に優れたサイズ性能を発現することを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the inventors conducted extensive research and discovered that by using an amidoamine obtained by reacting a polyamine with a fatty acid having a carbon number within a specific range, and a dialkyl sulfate as an alkylating agent, and by setting the reaction molar ratio of fatty acid to active amino groups ( -NH2 , -NH-) in the polyamine and the reaction molar ratio of dialkyl sulfate to active amino groups in the amidoamine within specific ranges, and forming an amido ammonium salt which is a tertiary or lower ammonium salt, it is possible to adjust paper density and also to exhibit excellent sizing performance without using epichlorohydrin as a raw material, thereby completing the present invention.

すなわち前記の課題を解決するために、本発明の紙密度調整剤は、ポリアミンと脂肪酸を反応させて得られるアミドアミンに、ジアルキル硫酸を反応させて得られるアミドアンモニウム塩を含む紙密度調整剤であって、
前記脂肪酸は、炭素数が14~22であり、
前記脂肪酸の反応モル比が前記ポリアミン中の活性アミノ基に対して0.3~0.8であり、
前記ジアルキル硫酸の反応モル比が前記アミドアミン中の活性アミノ基に対して0.1モル以上1モル未満であり、
前記アミドアンモニウム塩は、3級以下のアンモニウム塩であり、
前記紙密度調整剤は、エピクロロヒドリン及び、エピクロロヒドリン由来の化学構造を持つ化合物を実質的に含まないことを特徴としている。
That is, in order to solve the above-mentioned problems, the paper density regulator of the present invention is a paper density regulator containing an amido ammonium salt obtained by reacting an amido amine obtained by reacting a polyamine with a fatty acid with a dialkyl sulfuric acid,
The fatty acid has 14 to 22 carbon atoms,
the reacting molar ratio of the fatty acid is 0.3 to 0.8 relative to the active amino group in the polyamine;
a reacting molar ratio of the dialkyl sulfuric acid is 0.1 mol or more and less than 1 mol based on the active amino group in the amidoamine,
The amide ammonium salt is a tertiary or lower ammonium salt,
The paper density adjuster is characterized by being substantially free of epichlorohydrin and compounds having a chemical structure derived from epichlorohydrin.

本発明の紙密度調整剤によれば、エピクロロヒドリンを原料に使用しなくても、紙密度を調整でき、更にサイズ性能に優れている。 The paper density adjuster of the present invention allows you to adjust paper density without using epichlorohydrin as a raw material, and also provides excellent sizing performance.

以下に、本発明の具体的な実施形態を説明する。
なお、本明細書において、数値範囲を規定する「~」は、以上及び以下を示す。
Specific embodiments of the present invention will be described below.
In this specification, the term "to" specifying a numerical range indicates greater than or equal to or less than the range.

本発明の紙密度調整剤は、ポリアミンと脂肪酸を反応させて得られるアミドアミンに、ジアルキル硫酸を反応させて得られるアミドアンモニウム塩を含む。 The paper density regulator of the present invention contains an amidoammonium salt obtained by reacting an amidoamine obtained by reacting a polyamine with a fatty acid with a dialkyl sulfate.

本発明の紙密度調整剤において、ポリアミンは、特に限定されないが、複数のアミノ基を有する。各アミノ基は1級、2級、3級のいずれであってもよいが、1級又は2級であることが好ましい。例えば、複数のアミノ基は、2価の炭化水素基を介して連結し、両末端のアミノ基は、1級アミノ基であってもよく、1価の炭化水素基が結合した2級アミノ基であってもよい。これらの中でも、両末端のアミノ基は、1級アミノ基が好ましい。 In the paper density regulator of the present invention, the polyamine has, but is not particularly limited to, multiple amino groups. Each amino group may be primary, secondary, or tertiary, but is preferably primary or secondary. For example, the multiple amino groups are linked via a divalent hydrocarbon group, and the amino groups at both ends may be primary amino groups or secondary amino groups to which a monovalent hydrocarbon group is bonded. Of these, it is preferable that the amino groups at both ends are primary amino groups.

ポリアミンにおけるアミノ基の数は、3~8が好ましく、3~5がより好ましい。2価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基が好ましく、アルキレン基がより好ましい。2価の炭化水素基は、複数の場合は各々同一でも異なる種類でもよく、その炭素数は、1~4が好ましく、2又は3がより好ましく、2が更に好ましい。末端に1価の炭化水素基を有する場合、1価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましい。1価の炭化水素基は、複数の場合は各々同一でも異なる種類でもよく、その炭素数は、1~22が好ましく、1~10がより好ましく、1~4が更に好ましい。ポリアミンは、分岐構造や環状構造を含んでもよいが、直鎖が好ましい。ポリアミンは、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The number of amino groups in the polyamine is preferably 3 to 8, more preferably 3 to 5. The divalent hydrocarbon group is preferably an aliphatic hydrocarbon group, more preferably an alkylene group. When there are multiple divalent hydrocarbon groups, they may be the same or different, and the number of carbon atoms is preferably 1 to 4, more preferably 2 or 3, and even more preferably 2. When there is a monovalent hydrocarbon group at the end, the monovalent hydrocarbon group is preferably an aliphatic hydrocarbon group, more preferably an alkyl group. When there are multiple monovalent hydrocarbon groups, they may be the same or different, and the number of carbon atoms is preferably 1 to 22, more preferably 1 to 10, and even more preferably 1 to 4. The polyamine may have a branched structure or a cyclic structure, but is preferably linear. The polyamine may be used alone or in combination of two or more types.

ポリアミンは、次の式(I)で表されるポリアルキレンポリアミンが好ましい。このポリアルキレンポリアミンは、アミドアンモニウム塩による紙密度の調整効果、及び乳化により調製した紙密度調整剤のハンドリング性に優れる。 The polyamine is preferably a polyalkylene polyamine represented by the following formula (I). This polyalkylene polyamine has excellent paper density adjusting effect by the amide ammonium salt, and excellent handling properties of the paper density adjusting agent prepared by emulsification.

Figure 0007705295000001
式中、Rは炭素数1~4のアルキレン基を示し、nは1~3の整数を示す。Rが2つ以上の場合、これらは同一でもよく異なる種類であってもよい。
Figure 0007705295000001
In the formula, R represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 3. When there are two or more R's, they may be the same or different.

アルキレン基Rとして、具体的には、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基が挙げられる。好ましくは、Rはエチレン基である。式(I)で表されるポリアルキレンポリアミンとして、具体的には、例えば、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等が挙げられる。 Specific examples of the alkylene group R include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, and a tetramethylene group. Preferably, R is an ethylene group. Specific examples of the polyalkylene polyamine represented by formula (I) include diethylenetriamine, triethylenetetramine, and tetraethylenepentamine.

本発明の紙密度調整剤において、脂肪酸は、炭素数が14~22である。炭素数の下限は、好ましくは16以上である。炭素数の上限は、好ましくは20以下である。炭素数がこの範囲であると、アミドアンモニウム塩による紙密度の調整効果とサイズ性能に優れる。 In the paper density adjuster of the present invention, the fatty acid has a carbon number of 14 to 22. The lower limit of the carbon number is preferably 16 or more. The upper limit of the carbon number is preferably 20 or less. When the carbon number is within this range, the amide ammonium salt has excellent paper density adjustment effect and sizing performance.

脂肪酸は、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。好ましくは、直鎖状である。脂肪酸は、飽和又は不飽和のいずれであってもよい。好ましくは、飽和脂肪酸である。脂肪酸は、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The fatty acid may be either linear or branched. It is preferably linear. The fatty acid may be either saturated or unsaturated. It is preferably a saturated fatty acid. The fatty acid may be used alone or in combination of two or more.

脂肪酸として、具体的には、例えば、ミリスチン酸、イソミリスチン酸、ミリストレイン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、イソパルミチン酸、パルミトレイン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、エルカ酸等が挙げられる。また、天然油脂由来の混合脂肪酸及びその水素添加物等が挙げられる。 Specific examples of fatty acids include myristic acid, isomyristic acid, myristoleic acid, pentadecanoic acid, palmitic acid, isopalmitic acid, palmitoleic acid, margaric acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidic acid, behenic acid, and erucic acid. Other examples include mixed fatty acids derived from natural fats and oils and their hydrogenated products.

本発明の紙密度調整剤は、脂肪酸の反応モル比がポリアミン中の活性アミノ基に対して0.3~0.8である。好ましくは、0.4~0.8であり、より好ましくは0.5~0.8である。当該モル比がこの範囲であると、アミドアンモニウム塩による紙密度の調整効果とサイズ性能に優れる。また、乳化により調製した紙密度調整剤のハンドリング性にも優れる。 The paper density regulator of the present invention has a reactive molar ratio of fatty acid to active amino groups in the polyamine of 0.3 to 0.8. It is preferably 0.4 to 0.8, and more preferably 0.5 to 0.8. When the molar ratio is within this range, the paper density adjusting effect and sizing performance of the amide ammonium salt are excellent. In addition, the paper density regulator prepared by emulsification has excellent handleability.

ポリアミンと脂肪酸との反応は、例えば、水等の溶媒中で、必要に応じて触媒を用いて行い、脱水によりアミド化してアミドアミンが生成する。反応温度は、特に限定されないが、反応の効率等を考慮すると180~210℃が好ましい。この反応において、アミドアミンの一部が、アミドとそれに隣接するアミンがイミダゾリン化して環化物となる場合があるが、冷却し水を添加して所定時間攪拌する等の手段により開環することが好ましい。ジアルキル硫酸との反応に用いるアミドアミンは、全アミン価に対する3級アミン価の比率が0.8以下であることが好ましく、0.5以下であることがより好ましく、0.3以下であることが更に好ましく、0.1以下であることが最も好ましい。 The reaction between polyamine and fatty acid is carried out, for example, in a solvent such as water, using a catalyst as necessary, and amidation is performed by dehydration to produce amidoamine. The reaction temperature is not particularly limited, but considering the efficiency of the reaction, 180 to 210°C is preferable. In this reaction, some of the amidoamine may be cyclized by imidazolination of the amide and the amine adjacent to it, but it is preferable to open the ring by cooling, adding water, stirring for a predetermined time, or other means. The amidoamine used in the reaction with dialkyl sulfuric acid preferably has a ratio of tertiary amine value to total amine value of 0.8 or less, more preferably 0.5 or less, even more preferably 0.3 or less, and most preferably 0.1 or less.

本発明の紙密度調整剤において、ジアルキル硫酸は、アミドアミンのアミノ基を3級以下でカチオン化する。ジアルキル硫酸は、アルキル基の炭素数が好ましくは1~5、より好ましくは1~3である。炭素数がこの範囲であると、アミドアンモニウム塩による紙密度の調整効果とサイズ性能、ハンドリング性に優れる。ジアルキル硫酸は、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 In the paper density adjuster of the present invention, the dialkyl sulfate cationizes the amino group of the amidoamine with a tertiary or lower carbon number. The dialkyl sulfate preferably has 1 to 5 carbon atoms in the alkyl group, more preferably 1 to 3 carbon atoms. When the carbon number is within this range, the amido ammonium salt has excellent paper density adjustment effect, sizing performance, and handling properties. The dialkyl sulfate may be used alone or in combination of two or more types.

ジアルキル硫酸としては、特に限定されないが、例えば、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、ジプロピル硫酸、ジイソプロピル硫酸等が挙げられる。これらの中でも、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸が好ましい。 The dialkyl sulfate is not particularly limited, but examples thereof include dimethyl sulfate, diethyl sulfate, dipropyl sulfate, diisopropyl sulfate, etc. Among these, dimethyl sulfate and diethyl sulfate are preferred.

本発明の紙密度調整剤は、ジアルキル硫酸の反応モル比がアミドアミン中の活性アミノ基に対して0.1モル以上1モル未満である。好ましくは、0.1~0.8であり、より好ましくは0.15~0.75である。当該モル比がこの範囲であると、アミドアンモニウム塩による紙密度の調整効果とサイズ性能に優れる。また、乳化により調製した紙密度調整剤のハンドリング性にも優れる。ジアルキル硫酸の反応モル比が0.1モル以上であると、アミドアンモニウム塩のカチオン性が増し、パルプに静電吸着することで低密度化効果が向上する。ジアルキル硫酸の反応モル比が1モル未満であると、4級化せず適度な疎水性が付与され、アミドアンモニウム塩によるサイズ性能に優れる。 In the paper density regulator of the present invention, the reaction molar ratio of dialkyl sulfuric acid is 0.1 mol or more and less than 1 mol relative to the active amino group in the amidoamine. It is preferably 0.1 to 0.8, and more preferably 0.15 to 0.75. When the molar ratio is within this range, the paper density adjustment effect and sizing performance by the amido ammonium salt are excellent. In addition, the paper density regulator prepared by emulsification has excellent handleability. When the reaction molar ratio of dialkyl sulfuric acid is 0.1 mol or more, the cationic nature of the amido ammonium salt increases, and the density reduction effect is improved by electrostatic adsorption to the pulp. When the reaction molar ratio of dialkyl sulfuric acid is less than 1 mol, moderate hydrophobicity is imparted without quaternization, and the sizing performance by the amido ammonium salt is excellent.

アミドアミンとジアルキル硫酸との反応は、例えば、必要に応じて水等の溶媒を用いて行い、アミンをアルキル化し3級以下の塩とすることで、アミドアンモニウム塩が生成する。アミドアミンの溶液へジアルキル硫酸を滴下してもよい。反応温度は、特に限定されないが、反応の効率等を考慮すると110~130℃が好ましい。 The reaction between amidoamine and dialkylsulfuric acid is carried out, for example, using a solvent such as water as necessary, and the amine is alkylated to form a tertiary or lower salt, thereby producing an amidoammonium salt. Dialkylsulfuric acid may be added dropwise to the amidoamine solution. There are no particular limitations on the reaction temperature, but a temperature of 110 to 130°C is preferable in consideration of reaction efficiency, etc.

本発明の紙密度調整剤は、アミドアンモニウム塩が、3級以下のアンモニウム塩である。3級以下のアンモニウム塩であると、適度な疎水性が付与され、アミドアンモニウム塩によるサイズ性能に優れる。またカチオン化することでパルプへの静電吸着が促進され紙密度の調整効果が向上する。 In the paper density adjusting agent of the present invention, the amide ammonium salt is a tertiary or lower ammonium salt. Tertiary or lower ammonium salts impart moderate hydrophobicity, and the sizing performance of the amide ammonium salt is excellent. In addition, cationization promotes electrostatic adsorption to the pulp, improving the effect of adjusting the paper density.

本発明において、3級以下のアンモニウム塩であるアミドアンモニウム塩には、次の(1)~(4)が包含される。
(1)分子内の全ての塩構造が3級アンモニウム塩であるアミドアンモニウム塩
(2)分子内の全ての塩構造が3級アンモニウム塩及び2級アンモニウム塩であるアミドアンモニウム塩
(3)上記(1)と(2)の混合物
(4)上記(1)と(2)のいずれかのアミドアンモニウム塩と、分子内の全ての塩構造が2級アンモニウム塩であるアミドアンモニウム塩との混合物
(5)分子内の全ての塩構造が2級アンモニウム塩であるアミドアンモニウム塩
In the present invention, the amide ammonium salt, which is an ammonium salt of tertiary or lower, includes the following (1) to (4).
(1) An amide ammonium salt in which all salt structures in the molecule are tertiary ammonium salts. (2) An amide ammonium salt in which all salt structures in the molecule are tertiary ammonium salts and secondary ammonium salts. (3) A mixture of the above (1) and (2). (4) A mixture of an amide ammonium salt in either of the above (1) and (2) and an amide ammonium salt in which all salt structures in the molecule are secondary ammonium salts. (5) An amide ammonium salt in which all salt structures in the molecule are secondary ammonium salts.

本発明の紙密度調整剤は、エピクロロヒドリン及び、エピクロロヒドリン由来の化学構造を持つ化合物を実質的に含まない。この実施形態の紙密度調整剤は、エピクロロヒドリンを原料に使用せずとも、アミドアンモニウム塩による紙密度の調整効果に優れ、更にサイズ性能に優れる。従来のエピクロロヒドリンを原料に使用した紙密度調整剤には、製剤中にも微量のエピクロロヒドリンが含まれていた。このエピクロロヒドリンが抄造工程を経て排出される排水が河川に放出され、環境汚染につながることから、我が国では、エピクロロヒドリンが要監視項目に指定されているが、この実施形態の紙密度調整剤によれば、今後排水基準が設けられても当該基準を満たし、環境問題に対応可能な紙密度調整剤を提供できる。 The paper density regulator of the present invention does not substantially contain epichlorohydrin or a compound having a chemical structure derived from epichlorohydrin. The paper density regulator of this embodiment has an excellent paper density adjusting effect by amide ammonium salt and also has excellent sizing performance, even without using epichlorohydrin as a raw material. Conventional paper density regulators using epichlorohydrin as a raw material contained trace amounts of epichlorohydrin in the formulation. This epichlorohydrin is discharged into rivers through the papermaking process, which leads to environmental pollution, so epichlorohydrin is designated as a monitoring item in Japan. However, the paper density regulator of this embodiment can provide a paper density regulator that meets future wastewater standards and can address environmental issues.

ここで、実質的に含まないとは、次のことを指す。
エピクロロヒドリンは、紙密度調整剤中の含有量が、3ppm以下、好ましくは0.3ppm以下、より好ましくは0.03ppm以下であり、更に好ましくはエピクロロヒドリンを含まない。
エピクロロヒドリン由来の化学構造を持つ化合物は、紙密度調整剤中の含有量が、110ppm以下、好ましくは10ppm以下、より好ましくは1ppm以下であり、更に好ましくは当該化合物を含まない。エピクロロヒドリン由来の化学構造を持つ化合物としては、特に限定されないが、例えば、ポリアミンと脂肪酸を反応させて得られるアミドアミンに、少なくともエピクロロヒドリンを反応させて得られるアミドアンモニウム塩、(メタ)アクリル酸のアミノアクリルアミドにエピハロヒドリンとアルキルハライドを反応させて得られる化合物等が挙げられる。
Here, "substantially free" refers to the following.
The content of epichlorohydrin in the paper density adjuster is 3 ppm or less, preferably 0.3 ppm or less, more preferably 0.03 ppm or less, and further preferably the paper density adjuster is free of epichlorohydrin.
The content of the compound having a chemical structure derived from epichlorohydrin in the paper density regulator is 110 ppm or less, preferably 10 ppm or less, more preferably 1 ppm or less, and even more preferably the compound is not contained. The compound having a chemical structure derived from epichlorohydrin is not particularly limited, but examples thereof include an amidoammonium salt obtained by reacting at least epichlorohydrin with an amidoamine obtained by reacting a polyamine with a fatty acid, and a compound obtained by reacting an aminoacrylamide of (meth)acrylic acid with epihalohydrin and an alkyl halide.

好ましい実施形態において、本発明の紙密度調整剤は、アミドアンモニウム塩の全アミン価が5~120である。好ましくは、全アミン価が7~100であり、より好ましくは10~90である。
全アミン価は、後記の実施例欄に記載の方法で測定することができる。
In a preferred embodiment, the paper density modifier of the present invention has a total amine value of the amide ammonium salt of 5 to 120. Preferably, the total amine value is 7 to 100, more preferably 10 to 90.
The total amine value can be measured by the method described in the Examples section below.

アミドアンモニウム塩の全アミン価は、1以上であると3級以下の塩であり、4級化しない。全アミン価が5以上であると、適度な疎水性が付与され、アミドアンモニウム塩によるサイズ性能に優れる。全アミン価が120以下であると、アミドアンモニウム塩のカチオン性が増し、パルプに静電吸着することで紙密度の調整効果が向上する。 When the total amine value of the amide ammonium salt is 1 or more, it is a tertiary or lower salt and is not quaternized. When the total amine value is 5 or more, it is given moderate hydrophobicity and the sizing performance of the amide ammonium salt is excellent. When the total amine value is 120 or less, the cationic nature of the amide ammonium salt increases, and the paper density adjustment effect is improved by electrostatic adsorption to the pulp.

本発明の紙密度調整剤の剤型は特に限定されず、例えば、アミドアンモニウム塩をそのまま固体又は液状で用いることができ、あるいは、水や有機溶媒に乳化、分散又は溶解して用いることができる。 The formulation of the paper density regulator of the present invention is not particularly limited; for example, the amide ammonium salt can be used as is in solid or liquid form, or it can be emulsified, dispersed or dissolved in water or an organic solvent.

紙密度調整剤は、本発明の効果を損なわない範囲において、他の成分を含んでもよい。他の成分としては、特に限定されないが、例えば、溶媒、pH調整剤、界面活性剤、消泡剤、防腐剤等が挙げられる。 The paper density adjuster may contain other components as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of other components include, but are not limited to, solvents, pH adjusters, surfactants, defoamers, preservatives, etc.

溶媒としては、特に限定されないが、例えば、水、有機溶媒等が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、低級アルコール、グリコール類、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル等が挙げられる。乳化する場合には、溶媒は、水又は、水及びそれと相溶する有機溶媒の混合溶媒が好ましく、水がより好ましい。 The solvent is not particularly limited, but examples thereof include water and organic solvents. Examples of organic solvents include lower alcohols, glycols, dimethylformamide, acetonitrile, etc. When emulsifying, the solvent is preferably water or a mixed solvent of water and an organic solvent compatible with water, and more preferably water.

pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば、無機酸、有機酸、無機塩基、有機塩基等が挙げられる。無機酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等が挙げられる。有機酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、乳酸等が挙げられる。無機塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。有機塩基としては、例えば、アンモニア、ジエチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン等が挙げられる。 Examples of pH adjusters include, but are not limited to, inorganic acids, organic acids, inorganic bases, and organic bases. Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and phosphoric acid. Examples of organic acids include formic acid, acetic acid, and lactic acid. Examples of inorganic bases include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, and potassium carbonate. Examples of organic bases include ammonia, diethylamine, ethanolamine, and diethanolamine.

界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル等が挙げられる。アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキル硫酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキル硫酸エステル塩等が挙げられる。両性界面活性剤としては、例えば、アルキルカルボベタイン、アルキルアミドアルキルベタイン、アルキルヒドロキシスルホベタイン等が挙げられる。乳化する場合には、界面活性剤は、ノニオン性界面活性剤が好ましい。 The surfactant is not particularly limited, but examples thereof include nonionic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants. Examples of nonionic surfactants include polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyalkylene alkylaryl ethers, polyoxyalkylene sorbitan fatty acid esters, and polyoxyalkylene fatty acid esters. Examples of anionic surfactants include alkyl sulfates, dialkyl sulfosuccinates, alkyl sulfate ester salts, and polyoxyalkylene alkyl sulfate ester salts. Examples of amphoteric surfactants include alkyl carbobetaines, alkyl amido alkyl betaines, and alkyl hydroxy sulfobetaines. When emulsifying, the surfactant is preferably a nonionic surfactant.

好ましい実施形態において、本発明の紙密度調整剤は、pHが3~8である。pHがこの範囲であると、アミドアンモニウム塩を高濃度に含有しても、乳化により調製した紙密度調整剤を常温で低粘度の液状とすることができ、ペースト状やゲル状のものに比べてハンドリング性に優れる。pHが3未満であると、紙が変色や劣化を起こしやすくなるおそれがある。また、調製した紙密度調整剤が常温時に増粘してペースト状やゲル状のものになりやすいため、ハンドリング性も悪くなるおそれがある。pHが8を超えると、紙密度調整剤の密度低下効果やサイズ性能が十分に発揮されないおそれがある。 In a preferred embodiment, the paper density regulator of the present invention has a pH of 3 to 8. When the pH is in this range, even if the amide ammonium salt is contained at a high concentration, the paper density regulator prepared by emulsification can be made into a low-viscosity liquid at room temperature, and is easier to handle than a paste or gel. If the pH is less than 3, the paper may be more susceptible to discoloration or deterioration. In addition, the prepared paper density regulator may tend to thicken at room temperature and become a paste or gel, which may result in poor handling. If the pH exceeds 8, the density reducing effect and sizing performance of the paper density regulator may not be fully exhibited.

pHを上記の範囲とするために、塩基を用いることが好ましい。塩基としては、特に限定されないが、例えば、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化塩等が挙げられる。 In order to adjust the pH to the above range, it is preferable to use a base. The base is not particularly limited, but examples thereof include alkali metal carbonates such as sodium carbonate, and alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide.

紙密度調整剤におけるアミドアンモニウム塩の含有量は、10~40質量%が好ましく、15~35質量%がより好ましい。当該含有量が10質量%以上であると、多量に添加せずともアミドアンモニウム塩による紙密度の調整効果とサイズ性能が得られる。当該含有量が40質量%以下であると、乳化により調製した紙密度調整剤を常温で低粘度の液状とすることができ、ペースト状やゲル状のものに比べてハンドリング性に優れる。 The content of the amide ammonium salt in the paper density adjuster is preferably 10 to 40% by mass, more preferably 15 to 35% by mass. If the content is 10% by mass or more, the paper density adjustment effect and sizing performance due to the amide ammonium salt can be obtained without adding a large amount. If the content is 40% by mass or less, the paper density adjuster prepared by emulsification can be made into a low-viscosity liquid at room temperature, and is easier to handle than paste-like or gel-like ones.

本発明の紙密度調整剤を用いた紙類の製造方法について説明する。
紙類の原料や製紙方法等は特に限定されない。原料のパルプとしては、例えば、化学パルプ(針葉樹の晒または未晒クラフトパルプ、広葉樹の晒または未晒クラフトパルプ等)、機械パルプ(砕木パルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ等)、脱墨パルプ等を単独又は任意の割合で混合したものが挙げられる。また、紙のpHは、酸性、中性、アルカリ性のいずれでもよい。
A method for producing paper using the paper density regulator of the present invention will now be described.
The raw materials and papermaking methods of the paper are not particularly limited. Examples of raw pulp include chemical pulp (bleached or unbleached softwood kraft pulp, bleached or unbleached hardwood kraft pulp, etc.), mechanical pulp (groundwood pulp, thermomechanical pulp, chemithermomechanical pulp, etc.), and deinked pulp, either alone or in any mixture in any ratio. The pH of the paper may be acidic, neutral, or alkaline.

紙類としては、特に限定されないが、例えば、非塗工印刷用紙、塗工印刷用紙(アート紙、コート紙、軽量コート紙等)、微塗工印刷用紙、特殊印刷用紙等の印刷用紙;コピー用紙、インクジェット用紙、ノーカーボン紙、感光紙、感熱紙等の情報用紙;新聞用紙;未晒し包装紙、晒し包装紙等の包装用紙;ティッシュペーパー、トイレットペーパー等の衛生用紙;雑種紙;板紙、ライナー、中芯等のダンボール用紙;壁紙、襖紙原紙やその裏打ち紙等が挙げられる。
これらの中でも、サイズ性能が求められる印刷用紙、情報用紙に好適に用いることができる。
The papers include, but are not limited to, printing paper such as uncoated printing paper, coated printing paper (art paper, coated paper, lightly coated paper, etc.), lightly coated printing paper, special printing paper, etc.; information paper such as copy paper, inkjet paper, carbonless paper, photosensitive paper, thermal paper, etc.; newsprint; wrapping paper such as unbleached wrapping paper and bleached wrapping paper; sanitary paper such as tissue paper and toilet paper; miscellaneous paper; cardboard paper such as cardboard, liner, and core; wallpaper, sliding door paper base paper and its backing paper, etc.
Among these, it can be suitably used for printing paper and information paper, which require sizing performance.

紙類を製造する際には、原料のパルプに、本発明の紙密度調整剤を添加する。特に、内部添加法が好ましく適用され、パルプと水とを含む混合物(例えば、パルプスラリー)に紙密度調整剤及び必要に応じて他の添加剤を添加し、得られた混合物を用いて通常の方法により抄造を行うことにより紙が得られる。 When producing paper, the paper density regulator of the present invention is added to the raw pulp. In particular, the internal addition method is preferably applied, in which the paper density regulator and, if necessary, other additives are added to a mixture containing pulp and water (e.g., pulp slurry), and the resulting mixture is used to make paper by a conventional method to obtain paper.

パルプと紙の製造工程は一般に、木材およびチップを機械力や化学薬品で処理してパルプを得るパルプ製造工程、回収古紙を離解・脱墨・水洗・漂白して脱墨パルプを得る古紙脱墨パルプ化工程、得られたパルプの洗浄・精選工程、漂白工程、各種薬品を添加して紙料を調成する調成工程、抄紙工程、湿紙水分を除去するプレス工程、そして乾燥工程等があるが、抄紙工程前の任意の箇所であってよく、各チェストやそれらをつなぐ配管内に、薬剤をそのまま、あるいは予め希釈したものを添加すればよい。例えば、パルプを含む工程水と接する各工程に付帯する配管、ポンプ、貯留タンク等の設備に添加することができる。例えば、製紙工程において目的に応じた性質を紙製品に与えるための設備等である、パルパー、リファイナー、原料チェスト、ミキシングチェスト、マシンチェスト、種箱、ファンポンプ等において、薬剤を添加して行うことができる。各薬剤の添加場所は、抄紙工程前のパルプスラリーが攪拌されている場所であれば特に限定されないが、ミキシングチェスト、マシンチェスト等に添加すると、これに備えられた撹拌機で十分に混合できる。また、チェストに直接添加するだけでなく、チェストの配管入口や出口等から薬剤を添加してもよい。 Pulp and paper manufacturing processes generally include the pulp manufacturing process, in which wood and chips are treated with mechanical force and chemicals to obtain pulp, the waste paper deinking pulp process, in which recovered waste paper is disintegrated, deinked, washed, and bleached to obtain deinked pulp, the washing and refining process of the obtained pulp, the bleaching process, the preparation process, in which various chemicals are added to prepare paper stock, the papermaking process, the pressing process, in which water from the wet paper is removed, and the drying process. However, the chemicals can be added at any point before the papermaking process, either directly or after being diluted, to each chest or the piping connecting them. For example, they can be added to equipment such as piping, pumps, and storage tanks associated with each process that comes into contact with process water containing pulp. For example, chemicals can be added to pulpers, refiners, raw material chests, mixing chests, machine chests, seed boxes, fan pumps, etc., which are equipment used in the papermaking process to give paper products properties according to their purpose. The location where each chemical is added is not particularly limited as long as it is a location where the pulp slurry is stirred before the papermaking process, but if the chemicals are added to a mixing chest, machine chest, etc., they can be mixed thoroughly by the agitator installed in the chest. In addition to adding the chemicals directly to the chest, they may also be added through the piping inlet or outlet of the chest.

紙の製造に使用するパルプへの、本発明の紙密度調整剤の添加量は、特に限定されないが、パルプ100質量部を基準として、0.3~1.0質量部が好ましい。 The amount of the paper density regulator of the present invention added to the pulp used in paper production is not particularly limited, but is preferably 0.3 to 1.0 parts by mass based on 100 parts by mass of pulp.

抄紙工程においては、その低密度化の性能を損なわない程度に、他の薬剤を添加することができる。
他の薬剤としては、例えば、染料、顔料、蛍光増白剤;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等の脱墨剤;硫酸アルミニウム、ポリアクリルアミド等のポリマー類、デンプン類等の歩留向上剤;ポリエチレンイミン、ポリアクリルアミド、カチオン化デンプン等の濾水向上剤;乾燥紙力増強剤、湿潤紙力増強剤等の紙力増強剤;ポリアクリルアミド等の粘剤;ロジン石鹸、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、ポリビニルアルコール等のサイズ剤;タルク、カオリン、炭酸カルシウム、酸化チタン、硫酸バリウム等の填料;塩素、有機臭素化合物、有機硫黄化合物等のスライムコントロール剤;界面活性剤、キレート剤、硫酸バンド等のピッチコントロール剤;シリコン系等の消泡剤;陰イオンを持つ塩類等が抄紙系内に累積するのを抑制する凝結剤等が挙げられる。
In the papermaking process, other chemicals can be added to the extent that the low density performance is not impaired.
Examples of other chemicals include dyes, pigments, and fluorescent whitening agents; deinking agents such as polyoxyethylene alkyl ethers and polyoxyethylene alkylphenyl ethers; retention aids such as aluminum sulfate, polymers such as polyacrylamide, and starches; drainage improvers such as polyethyleneimine, polyacrylamide, and cationized starch; paper strength agents such as dry strength agents and wet strength agents; thickeners such as polyacrylamide; sizing agents such as rosin soap, alkyl ketene dimers, alkenyl succinic anhydrides, and polyvinyl alcohol; fillers such as talc, kaolin, calcium carbonate, titanium oxide, and barium sulfate; slime control agents such as chlorine, organic bromine compounds, and organic sulfur compounds; pitch control agents such as surfactants, chelating agents, and aluminum sulfate; silicone-based defoamers; and coagulants that suppress the accumulation of anionic salts in the papermaking system.

また、低密度化する目的は特に限定されず、コスト低減、パルプ使用量の節減の他、例えば、印刷適性、ボリューム感、風合い、手触り等の柔軟性等であってもよい。 The purpose of reducing density is not particularly limited, and may be to reduce costs and the amount of pulp used, as well as to improve printability, volume, texture, and flexibility, etc.

以上に、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。 The present invention has been described above based on an embodiment, but the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the invention.

なお、アミドアンモニウム塩は、原料のモル比に応じて複数の構造が取り得、通常は不特定の混合物であることから、本発明の特徴を、物の構造又は特性により直接特定することは困難であるか過大な負担を要し、他に、当該特徴を構造上又は特性上、明確かつ簡潔に特定する文言も存在しない。従って本発明を製造方法で特定した。 In addition, since amide ammonium salts can have multiple structures depending on the molar ratio of the raw materials and are usually unspecified mixtures, it is difficult or too burdensome to directly specify the characteristics of the present invention based on the structure or properties of the product, and there are no other terms that clearly and concisely specify the characteristics in terms of the structure or properties. Therefore, the present invention was specified by the manufacturing method.

以下に、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(1)化合物の合成
(化合物Aの合成)
反応容器に、ジエチレントリアミン、ステアリン酸を仕込み、窒素雰囲気下で徐々に過熱昇温し、180~210℃にて4時間脱水反応した。反応終了後、120℃まで冷却後水を添加して1時間攪拌することでイミダゾリン化した環化物を開環し、更に120℃前後を維持しながらジメチル硫酸又はジエチル硫酸を滴下し、滴下終了後1時間半反応してアミドアンモニウム塩の化合物Aを得た。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
(1) Synthesis of Compound (Synthesis of Compound A)
Diethylenetriamine and stearic acid were charged into a reaction vessel, and the mixture was gradually heated under a nitrogen atmosphere to carry out a dehydration reaction for 4 hours at 180 to 210° C. After the reaction was completed, the mixture was cooled to 120° C., water was added, and the mixture was stirred for 1 hour to open the imidazoline cyclized product, and dimethyl sulfate or diethyl sulfate was added dropwise while maintaining the temperature at around 120° C. After the completion of the dropwise addition, the mixture was reacted for 1.5 hours to obtain compound A, which is an amide ammonium salt.

(化合物B~Pの合成)
表1に示した脂肪酸、ポリアミン、及びジアルキル硫酸を所定のモル比とし、上記化合物Aの合成と同様の操作を行い、化合物B~Pを得た。化合物B~Oはアミドアンモニウム塩であり、化合物Pはジアルキル硫酸を反応させないアミドアミンである。
(Synthesis of Compounds B to P)
The fatty acids, polyamines, and dialkyl sulfates shown in Table 1 were used in the prescribed molar ratios, and the same operations as in the synthesis of compound A were carried out to obtain compounds B to P. Compounds B to O are amide ammonium salts, and compound P is an amide amine that does not react with dialkyl sulfate.

化合物A~Pの全アミン価は、化合物A~Pを100mLの無水中性エタノールで溶解後、N/10塩酸(アルコール性)をセットした自動滴定装置により測定した。その結果を表1に示す。 The total amine value of compounds A to P was measured by dissolving compounds A to P in 100 mL of anhydrous neutral ethanol and then using an automatic titrator equipped with N/10 hydrochloric acid (alcoholic). The results are shown in Table 1.

(2)紙密度調整剤の調製
反応容器に、化合物Aを20g仕込み、80℃に加熱して溶融しアミド化合物Aの合計量が15質量%となるように水を添加し、Na2CO3を加えpH調整を行い、乳化状の紙密度調整剤を得た。アミド化合物B~Pについても同様の条件で紙密度調整剤を得た。これらのpHを表2に示す。
(2) Preparation of paper density regulator 20 g of compound A was charged into a reaction vessel, and melted by heating to 80°C. Water was added so that the total amount of amide compound A was 15 mass%, and Na2CO3 was added to adjust the pH, obtaining an emulsified paper density regulator. Paper density regulators for amide compounds B to P were obtained under similar conditions. Their pHs are shown in Table 2.

(3)抄紙
広葉樹晒しクラフトパルプをジュースミキサーにて1分攪拌し0.75%パルプスラリー(フリーネス560ml)を調製した。このパルプスラリーを、回転数調整付モーター攪拌器にて撹拌しながら、紙密度調整剤中のアミド化合物量として対パルプ0.5質量%になるように紙密度調整剤を添加し、1分間撹拌した。次に、角型シートマシーン[熊谷理機工業(株)製]にて坪量60g/m2となるように抄紙し、プレスにより14.7kMPaで3分間プレスしたのち、ドラム式乾燥機にて105℃で2分間乾燥して低密度紙を得た。
(3) Papermaking The bleached hardwood kraft pulp was stirred for 1 minute in a juice mixer to prepare a 0.75% pulp slurry (freeness 560 ml). While stirring this pulp slurry with a motor stirrer with adjustable speed, a paper density regulator was added so that the amount of amide compound in the paper density regulator was 0.5% by mass relative to the pulp, and the mixture was stirred for 1 minute. Next, the paper was made into a paper with a basis weight of 60 g/ m2 using a square sheet machine [manufactured by Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd.], pressed for 3 minutes at 14.7 kMPa, and then dried for 2 minutes at 105°C in a drum dryer to obtain a low-density paper.

(4)嵩高効果の評価
調湿した手すきシートの厚さをJIS紙厚測定機TM-600(熊谷理機工業(株))により異なる10箇所の厚さを測定し、その平均値より求めた。手すきシートの坪量と厚さから求めた密度により嵩高効果を評価した。嵩高効果は、ブランクに対する密度の比である嵩高率により以下の基準で評価した。
密度=手すきシートの坪量(g/m2)/手すきシートの厚さ(μm)
嵩高率=(手すきシートの密度/ブランクの密度)×100
評価基準
×:嵩高率が100%以下 嵩高効果なし
△:嵩高率が101~103% 嵩高効果が弱い
〇:嵩高率が104~106% 嵩高効果あり
◎:嵩高率が107%以上 嵩高効果良好
(4) Evaluation of bulkiness The thickness of the conditioned hand-made sheet was measured at 10 different locations using a JIS paper thickness measuring instrument TM-600 (Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd.) and the average value was calculated. The bulkiness effect was evaluated based on the density calculated from the basis weight and thickness of the hand-made sheet. The bulkiness effect was evaluated based on the bulkiness ratio, which is the ratio of density to the blank, according to the following criteria.
Density = hand-made sheet basis weight (g/ m2 ) / hand-made sheet thickness (μm)
Bulkiness ratio=(density of handmade sheet/density of blank)×100
Evaluation criteria: ×: Bulking rate is 100% or less, no bulking effect; △: Bulking rate is 101-103%, the bulking effect is weak; ◯: Bulking rate is 104-106%, the bulking effect is good; ◎: Bulking rate is 107% or more, the bulking effect is good

(5)サイズ性の評価
調湿した手すきシートのステキヒトサイズ度をJIS P 8122:2007に準じて測定し、小数第1位以下を四捨五入し、以下の基準で評価した。
×:ステキヒトサイズ度が0s サイズ性なし
△:ステキヒトサイズ度が1~3s サイズ性が弱い
〇:ステキヒトサイズ度が4~9s サイズ性あり
◎:ステキヒトサイズ度が10s以上 サイズ性良好
(5) Evaluation of sizing property The Stockigt sizing degree of the conditioned handmade sheet was measured in accordance with JIS P 8122:2007, rounded off to the first decimal place, and evaluated according to the following criteria.
×: Stockigt sizing degree is 0s, no sizing ability △: Stockigt sizing degree is 1-3s, weak sizing ability 〇: Stockigt sizing degree is 4-9s, good sizing ability ◎: Stockigt sizing degree is 10s or more, good sizing ability

評価の結果を表2に示す。 The evaluation results are shown in Table 2.

Figure 0007705295000002
Figure 0007705295000002

Figure 0007705295000003
Figure 0007705295000003

表1及び表2より、ポリアミンと脂肪酸を反応させて得られるアミドアミンにジアルキル硫酸を反応させた、脂肪酸の炭素数、ポリアミン中の活性アミノ基に対する脂肪酸の反応モル比、アミドアミン中の活性アミノ基に対するジアルキル硫酸の反応モル比が所定範囲であるアミドアンモニウム塩を含む本発明の紙密度調整剤を用いて抄紙を行った実施例1~11の低密度紙は、比較例1~5の低密度紙と比較して、嵩高率とサイズ性能が良好である。すなわちエピクロロヒドリンを原料に使用しなくても、紙密度を調整でき、更にサイズ性能に優れる紙密度調整剤が得られた。これに対して比較例1、2はアミドアミン中の活性アミノ基に対するするジアルキル硫酸の反応モル比が高く、比較例3はポリアミン中の活性アミノ基に対する脂肪酸の反応モル比が低く、比較例4は脂肪酸の炭素数が少なく、比較例5はジアルキル硫酸を反応させないアミドアミンであるが、これらはいずれも実施例1~11に比べてサイズ性能に劣る。
紙密度調整剤の性状については、pHを調整した実施例1~11の紙密度調整剤はいずれも常温で低粘度の液状であり、アミドアンモニウム塩を高濃度に含有してもハンドリング性が良好であった。比較例5のアミドアミンは10質量%で水に溶解しない沈殿物が発生した。
From Tables 1 and 2, the low-density papers of Examples 1 to 11, which were made using the paper density regulator of the present invention containing an amidoammonium salt in which the number of carbon atoms of the fatty acid, the reaction molar ratio of the fatty acid to the active amino group in the polyamine, and the reaction molar ratio of the dialkyl sulfuric acid to the active amino group in the amidoamine are within a predetermined range, have better bulkiness and sizing performance than the low-density papers of Comparative Examples 1 to 5. That is, a paper density regulator was obtained that can adjust the paper density without using epichlorohydrin as a raw material and has excellent sizing performance. In contrast, Comparative Examples 1 and 2 have a high reaction molar ratio of the dialkyl sulfuric acid to the active amino group in the amidoamine, Comparative Example 3 has a low reaction molar ratio of the fatty acid to the active amino group in the polyamine, Comparative Example 4 has a small number of carbon atoms of the fatty acid, and Comparative Example 5 is an amidoamine that is not reacted with dialkyl sulfuric acid, but all of these have inferior sizing performance compared to Examples 1 to 11.
Regarding the properties of the paper density regulator, the pH-adjusted paper density regulators of Examples 1 to 11 were all in the form of a low-viscosity liquid at room temperature, and had good handleability even when containing a high concentration of amide ammonium salt. The amide amine of Comparative Example 5 produced a precipitate that was insoluble in water at 10% by mass.

Claims (3)

ポリアミンと脂肪酸を反応させて得られるアミドアミンに、ジアルキル硫酸を反応させて得られるアミドアンモニウム塩を含む紙密度調整剤であって、
前記脂肪酸は、炭素数が14~22であり、
前記脂肪酸の反応モル比が前記ポリアミン中の活性アミノ基に対して0.3~0.8であり、
前記ジアルキル硫酸の反応モル比が前記アミドアミン中の活性アミノ基に対して0.1モル以上1モル未満であり、
前記アミドアンモニウム塩は、3級以下のアンモニウム塩であり、
前記紙密度調整剤は、エピクロロヒドリン及び、エピクロロヒドリン由来の化学構造を持つ化合物を実質的に含まない紙密度調整剤。
A paper density regulator comprising an amido ammonium salt obtained by reacting a dialkyl sulfuric acid with an amido amine obtained by reacting a polyamine with a fatty acid,
The fatty acid has 14 to 22 carbon atoms,
the reacting molar ratio of the fatty acid is 0.3 to 0.8 relative to the active amino group in the polyamine;
a reacting molar ratio of the dialkyl sulfuric acid is 0.1 mol or more and less than 1 mol based on the active amino group in the amidoamine,
The amide ammonium salt is a tertiary or lower ammonium salt,
The paper density adjuster is substantially free of epichlorohydrin and compounds having a chemical structure derived from epichlorohydrin.
前記アミドアンモニウム塩は、全アミン価が5~120である請求項1に記載の紙密度調整剤。 The paper density adjuster according to claim 1, wherein the amide ammonium salt has a total amine value of 5 to 120. 前記紙密度調整剤は、pHが3~8である請求項1又は2に記載の紙密度調整剤。 The paper density adjuster according to claim 1 or 2, wherein the pH of the paper density adjuster is 3 to 8.
JP2021121177A 2021-07-26 2021-07-26 Paper density regulator Active JP7705295B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021121177A JP7705295B2 (en) 2021-07-26 2021-07-26 Paper density regulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021121177A JP7705295B2 (en) 2021-07-26 2021-07-26 Paper density regulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023017148A JP2023017148A (en) 2023-02-07
JP7705295B2 true JP7705295B2 (en) 2025-07-09

Family

ID=85157903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021121177A Active JP7705295B2 (en) 2021-07-26 2021-07-26 Paper density regulator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7705295B2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005060891A (en) 2003-08-13 2005-03-10 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd Bulking agent for papermaking

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005060891A (en) 2003-08-13 2005-03-10 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd Bulking agent for papermaking

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023017148A (en) 2023-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5217240B2 (en) Paper additive and paper making method using the same
JP3944823B2 (en) Paper additive and paper containing the same
JP6288713B2 (en) Sanitary paper softener, paper and method for producing sanitary paper
JP4200476B2 (en) Soft tissue softener for home tissue, paper making method using the same, and soft tissue paper for home use
US2772969A (en) Sizing of paper with fatty acid polyalkylenepolyamine compositions
EP0066366A2 (en) Branched polyamidoamines, method for their preparation and method of improving the wet strength of paper using them
JP4209028B2 (en) Method for producing opacity improved paper
JP4231365B2 (en) Bulking agent for papermaking
JP3726730B2 (en) Bulking agent for recycled paper and method for producing recycled paper
JP2006501348A (en) Cationized polysaccharide products
JP7705295B2 (en) Paper density regulator
JP2004175818A (en) A method for producing a cationic thermosetting resin, a paper containing the resin obtained by the method, and a method for producing the paper.
JP5347480B2 (en) Softener for paper
JP3283248B2 (en) Papermaking paper quality improver
US4536552A (en) Polyamidoamine containing pendant ammonium moiety having crosslinking functionality
JPH0830315B2 (en) Method of making paper or cardboard sized under alkaline or neutral conditions with a hydrophobic anion size and a cation retention aid
JP3283246B2 (en) Pulp sheet manufacturing method
JP2024090644A (en) Paper density regulator
JP4455853B2 (en) Low density agent for paper and method for producing low density paper
JP4506290B2 (en) Paper additive, paper and method for producing the same
JP4328216B2 (en) Newspaper printing paper
JP3829747B2 (en) Bulking agent for paper and bulky paper containing the same
JP2002275792A (en) Bulk softener and bulky soft paper containing the same
JPS6170095A (en) Sizing of paper or paperboard by hydrophobic anionic size agent and cationic yield enhancer
JP5019373B2 (en) Paper and manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240419

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250617

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250627

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7705295

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150