УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ОТБЕЛИВАНИЯ Российский патент 2013 года по МПК D21H17/66 D21H21/16 D21H21/30 C07D251/54 C07D403/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к смешанным солям оптических отбеливателей, содержащим Mg²⁺ которые обеспечивают превосходные оптические отбеливающие эффекты при нанесении на поверхность бумаги.

Уровень техники

Высокая степень белизны является важнейшим параметром для конечного потребителя бумажной продукции. Наиболее важным сырьем для бумажной промышленности являются целлюлоза, пульпа и лигнин, которые естественным образом поглощают синий свет, поэтому имеют желтоватый цвет и придают бумаге неудовлетворительные визуальные характеристики. В бумажной промышленности оптические отбеливатели используют для компенсации поглощения синего света путем поглощения УФ-излучения с максимальной длиной волны 350-360 нм и превращения его в видимый синий свет с длиной волны 440 нм.

При производстве бумаги оптические отбеливатели можно прибавлять или в мокрую часть бумагоделательной машины, или на поверхность бумаги, или в оба места. Как правило, невозможно обеспечить высокие степени белизны, которые требуются для бумаги высокого качества, прибавлением отбеливателя только в мокрую часть бумагоделательной машины.

Обычный способ прибавления оптического отбеливателя на поверхность бумаги состоит в нанесении водного раствора оптического отбеливателя на клеильном прессе вместе с проклеивающим веществом, обычно природным крахмалом или крахмалом, модифицированным ферментами, или химически модифицированным крахмалом. Предварительно сформированный лист бумаги пропускают через зону прессования между двумя валками, причем вход в зону прессования залит раствором для проклейки. Бумага впитывает некоторое количество раствора, остаток удаляют в зоне прессования.

Наряду с крахмалом и оптическим отбеливателем, раствор для проклейки может содержать другие химикаты, предназначенные для обеспечения конкретных свойств. Они включают пеногасители, парафиновые эмульсии, красители, пигменты и неорганические соли.

С целью получения высоких степеней белизны были предприняты усилия для разработки новых оптических отбеливателей. См., например, Japanese Kokai 62-106965, РСТ заявка WO 98/42685, Патент США 5,873,913 и Европейский патент 1.763,519.

В патенте Великобритании 1239818 описаны гексасульфонированные оптические отбеливатели, полученные из триазиниламиностильбенов. В примерах 1-6 описаны их натриевые соли. Магний упоминается только в перечне возможных противоионов для гексасульфонированных оптических отбеливателей, крахмал в качестве компонента композиции для проклейки поверхности также упомянут только в перечне возможных связующих агентов.

Потребность в более эффективных средствах для достижения высоких степеней белизны бумаги по-прежнему сохраняется.

Раскрытие изобретения

Авторы настоящего изобретения к своему удивлению обнаружили, что оптические отбеливатели формулы (1) при нанесении на поверхность бумаги, необязательно в сочетании с солями магния, в составе композиции для проклейки, содержащей крахмал, усиливают отбеливающее действие.

Объектом изобретения является соединение формулы (1),

где

R₁ обозначает водород или SO₃ ^-,

R₂ обозначает водород или SO₃ ^-,

R₃ обозначает водород, C_1-4 алкил, С_2-3 гидроксиалкил, CH₂CO₂ ^-, CH₂CH₂CONH₂ или СН₂СН₂СН,

R₄ обозначает С_1-4 алкил, С_2-3 гидроксиалкил, CH₂CO₂ ^-, СН(CO₂ ^-)CH₂CO₂ ^- или CH(CO₂ ^-)CH₂CH₂CO₂ ^-, бензил или

R₃ и R₄ вместе с соседним атомом азота обозначает морфолиновое кольцо, и где

М обозначает стехиометрический катионный эквивалент, требуемый для уравновешивания анионного заряда в формуле (1) и представляет собой комбинацию Mg⁺ вместе с, по меньшей мере 1, предпочтительно 1, 2, 3, 4, 5 или 6, более предпочтительно 1, 2 или 3, еще более предпочтительно 1 или 2, дополнительными катионами, причем дополнительные катионы выбирают из группы, состоящей из Н⁺ катиона щелочного металла, катиона щелочноземельного металла, отличного от Mg²⁺, аммония, моно-С₁-С₄-алкил-ди-С₂-С₃-гидроксиалкиламмония, ди-С₁-С₄-алкил-топо-С₂-С₃-гидроксиалкиламмония, аммония, который моно-, ди или тризамещен С₂-С₃ гидроксиалкильным радикалом, и их смесей.

Молярное отношение Mg²⁺ к дополнительному катиону в М составляет предпочтительно от 0,01 до 99,99 и от 99,99 до 0,01, более предпочтительно от 20 до 80 и от 99,99 до 0,01, еще более предпочтительно от 50 до 50 и от 99,99 до 0,01. Катион щелочного металла предпочтительно представляет собой Li⁺, Na⁺ или K⁺. Катион щелочноземельного металла, отличный от Mg²⁺, представляет собой предпочтительно Са²⁺.

Дополнительный катион в М предпочтительно выбран из группы, состоящей из Н⁺, Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, N-метил-N,N-диэтаноламмония, N,N-диметил-N-этаноламмония, триэтаноламмония, триизопропаноламмония и их смесей.

Предпочтительными соединениями формулы (1) являются соединения, в которых R₃ обозначает водород, метил, этил, н-пропил, изопропил, β-гидроксиэтил, β-гидроксипропил, CH₂CO₂ ^-, CH₂CH₂CONH₂ или CH₂CH₂CN и R₄ обозначает метил, этил, н-пропил, изопропил, 2-бутил, β-гидроксиэтил, β-гидроксипропил, CH₂CO₂ ^-, СН(CO₂ ^-)CH₂CO₂ ^-, СН(CO₂ ^-)CH₂CH₂CO₂ ^- или бензил.

Соединения формулы (2) и (3) с М, определение которого дано выше, также во всех его предпочтительных вариантах, являются конкретными примерами соединений формулы (1); соединения формулы (2) и (3), с М, являющимся смесью Mg²⁺ с Na⁺ и/или K⁺ являются дополнительными конкретными примерами, но изобретение не ограничено этими конкретными примерами.

Следующим объектом изобретения является способ получения соединения формулы (1) по пункту 1, отличающийся реакцией A, за которой следует реакция B, за которой следует реакция C,

где в реакции A соединение формулы (10) подвергают взаимодействию с соединением формулы (11), получая соединение формулы (12);

в реакции B соединение формулы (12) подвергают взаимодействию с соединением формулы (13), получая соединение формулы (14);

и в реакции C соединение формулы (14) подвергают взаимодействию с соединением формулы (15), получая соединение формулы (1), где

R₁, R₂, R₃ и R₄ определены выше, также во всех их предпочтительных вариантах осуществления,

M1 одинаковые или разные в формулах (13) и (14), и M1 обозначает стехиометрический катионный эквивалент, требуемый для уравновешивания анионного заряда в указанных формулах и представляет собой по меньшей мере 1 катион, выбранный из группы, состоящей из Н⁺, катиона щелочного металла, катиона щелочноземельного металла, отличного от Mg²⁺, аммония, моно-С₁-С₄-алкил-ди-С₂-С₃-гидроксиалкиламмония, ди-С₁-С₄-алкил-моно-С₂-С₃-гидроксиалкиламмония, аммония, который моно-, ди или тризамещен С₂-С₃ гидроксиалкильным радикалом, и их смесей.

М2 независимо друг от друга в формулах (10) и (12) одинаковые или разные и М2 обозначает стехиометрический катионный эквивалент, требуемый для уравновешивания анионного заряда в указанных формулах в случае, когда или R₁ или R₂ или как R₁, так и R₂ обозначают SO₃, и определен так же, как M1,

при условии, что, по меньшей мере, одну из реакций A, B или C проводят в присутствии катиона CAT, причем катион CAT представляет собой Mg²⁺.

Катион CAT может быть введен в реакции A, B и/или C через M1 в формуле (13), содержащем Mg²⁺, и/или М2 в формуле (10), содержащем Mg²⁺, или прибавлением соли магния MS1 в качестве дополнительного компонента в реакцию A, B и/или C. Соль магния MS 1 предпочтительно выбрана из группы, состоящей из ацетата магния, бромида магния, хлорида магния, формиата магния, йодида магния, нитрата магния, сульфатов магния, тиосульфата магния, гидроксида магния, карбоната магния, гидрокарбоната магния и их смесей; более предпочтительно, если соль магния MS1 представляет собой гидроксид магния, хлорид магния, сульфат магния или тиосульфат магния. Еще более предпочтительно, если соль магния MS1 представляет собой гидроксид магния, хлорид магния или тиосульфат магния.

Одну, две или все три реакции A, B и C можно проводить в присутствии соли магния MS1.

Предпочтительно, если M1 и М2 независимо от каждого другого выбраны из группы, состоящей из H⁺, Li⁺ Na⁺, K⁺, Ca²⁺ Mg²⁺, N-метил-N,N-диэтаноламмония, N, N-диметил-N-этаноламмония, триэтаноламмония, триизопропаноаммония и их смесей; более предпочтительно, если M1 и М2 независимо от каждого другого выбраны из группы, состоящей из H⁺, Na⁺ K⁺ и Mg²⁺, еще более предпочтительно, если M1 и М2 независимо от каждого другого выбраны из группы, состоящей из Na⁺, K⁺ и Mg²⁺.

Каждую реакцию A, B и C предпочтительно проводят в воде или в смеси воды и неводного органического растворителя. Соединение формулы (11) предпочтительно суспендируют в воде или соединение формулы (11) растворяют в растворителе.

Предпочтительным растворителем является ацетон.

Соединение формулы (11) предпочтительно используют в виде суспензии в воде.

Каждое соединение формул (10), (13) и (15) можно использовать с разбавлением или без разбавления, в случае разбавления соединения формул (10), (13) или (15) предпочтительно используют в виде водного раствора или суспензии.

Соединение формулы (10) предпочтительно подвергают взаимодействию в 0-10% (мол) избытке по отношению к соединению формулы (11). Один мольный эквивалент соединения формулы (13) подвергают взаимодействию с двумя мольными эквивалентами соединения формулы (12) предпочтительно в 0-10% (мол) избытке по отношению к соединению формулы (12). Два эквивалента соединения формулы (15) подвергают взаимодействию с одним мольным эквивалентом соединения формулы (14), Соединение формулы (15) предпочтительно подвергают взаимодействию в 0-30% (мол) избытке по отношению к соединению формулы (14).

Любую реакцию A, B и C предпочтительно проводят при давлении от атмосферного до 10 бар, более предпочтительно - при атмосферном давлении.

В реакции A температура реакции составляет предпочтительно от - 10 до 20°C.

В реакции B температура реакции составляет предпочтительно от 20 до 60°C.

В реакции C температура реакции составляет предпочтительно от 60 до 102°C.

Реакцию A предпочтительно проводят в условиях кислого или нейтрального pH, более предпочтительно при pH от 2 до 7.

Реакцию B предпочтительно проводят в условиях от слабокислых до слабощелочных, более предпочтительно при pH от 4 до 8.

Реакцию C предпочтительно проводят в условиях от слабокислых до щелочных, более предпочтительно при рН от 5 до 11.

В каждой из реакций A, B и C pH обычно регулируют, прибавляя подходящее основание, причем выбор основания обычно диктуется желательной композицией продуктов. Предпочтительные основания выбирают из группы, состоящей из алифатических третичных аминов и гидроксидов, карбонатов и бикарбонатов щелочных и/или щелочноземельных металлов и их смесей. Предпочтительные щелочные и щелочноземельные металлы выбирают из группы, состоящей из лития, натрия, калия, кальция, магния. Предпочтительными алифатическими третичными аминами являются N-метил-N,N-диэтаноламин, N-диметил-N-этаноламин, триэтаноламин и триизопропаноламин. Когда используют комбинацию двух или нескольких различных оснований, основания можно прибавлять в любом порядке или одновременно. Более предпочтительно для регулирования рН использовать основную соль магния. Основную соль магния предпочтительно выбирают из группы, состоящей из гидроксида магния, карбоната магния, гидрокарбоната магния и их смесей; более предпочтительно, основной магниевой солью является гидроксид магния.

Предпочтительно, когда основная соль магния использована для регулирования pH в одной из реакций A и/или B, затем в последующих реакциях B и C или в последующей реакции C, соответственно, основание для регулирования также представляет собой основную соль магния, более предпочтительно, когда это та же основная соль магния, которая сначала была использована в реакции A и/или B. Когда необходимо регулировать pH реакции кислотой, предпочтительные кислоты выбирают из группы, состоящей из хлористоводородной кислоты, серной кислоты, муравьиной кислоты и уксусной кислоты.

Растворы, содержащие одно или несколько соединений общей формулы (1), необязательно могут быть обессолены фильтрацией через мембрану.

Способ фильтрации через мембрану предпочтительно представляет собой ультрафильтрацию. Предпочтительно используют тонкопленочные мембраны. Мембрану предпочтительно изготавливают из полисульфона, поливинилиденфторида или ацетата целлюлозы.

Следующим объектом изобретения является способ получения соединения формулы (1), отличающийся смешиванием соединения формулы (20) с компонентом b), который представляет собой соль магния MS2, в водной среде;

где

R₁, R₂, R₃ и R₄ определены, как описано выше, также во всех их предпочтительных вариантах осуществления изобретения;

и где

Т уравновешивает анионный заряд и обозначает требуемый стехиометрический эквивалент катиона, выбранного из группы, состоящей из Н⁺ катиона щелочного металла, аммония, моно-С₁-С₄-алкил-ди-С₂-С₃-гидроксиалкиламмония, ди-С₁-С₄-алкил-топо-С₂-С₃-гидроксиалкиламмония, аммония, который моно-, ди или тризамещен С₂-С₃ гидроксиалкильным радикалом, и их смесей.

Смешивание предпочтительно проводят в водном растворе.

Предпочтительно, Т уравновешивает анионный заряд и обозначает катион, выбранный из группы, состоящей из Н⁺, Na⁺, K⁺, аммония, N-метил-N,N-диэтаноламмония, N,N-диметил-N-этаноламмония, триэтаноламмония, триизопропаноламмония и их смесей.

Соединения формулы (21) и (22) представляют собой конкретные примеры соединений формулы (20), но изобретение не ограничивается этими конкретными примерами.

Соль магния MS2 выбирают из группы, состоящей из ацетата магния, бромида магния, хлорида магния, формиата магния, йодида магния, нитрата магния, сульфата магния и тиосульфата магния.

Температура смешивания предпочтительно составляет от 0 до 100°C.

Смешивание предпочтительно проводят при атмосферном давлении.

Предпочтительно соль магния представляет собой хлорид магния, сульфат магния, или тиосульфат магния. Наиболее предпочтительной солью магния является хлорид или тиосульфат магния.

Время смешивания предпочтительно составляет от 5 секунд до 24 часов.

Предпочтительно, если кроме воды могут присутствовать дополнительные органические растворители, более предпочтительно, если органические растворители выбирают из группы, состоящей из C₁-C₄ спиртов и ацетона.

Для смешивания соединение формулы (20) предпочтительно используют в концентрации от 0,01 г/л до 20 г/л.

Предпочтительно, если в водной среде на одну часть компонента формулы (20) приходится 0,1-50, более предпочтительно 0,1-45, еще более предпочтительно 0,1-40, в основном 0,1-15, главным образом 0,15-10 частей компонента (b).

Следующим объектом изобретения является применение соединения формулы (20) для получения соединения формулы (1).

Следующим объектом изобретения является применение соединения формулы (1) в композициях для проклейки для отбеливания бумаги, предпочтительно в клеильном прессе. Композиция для проклейки предпочтительно представляет собой водную композицию.

Для обработки бумаги в клеильном прессе можно использовать композиции для проклейки, содержащие 0,2-30, предпочтительно 1-15 граммов соединения формулы (1) на литр.

Композиция для проклейки также содержит одно или несколько связующих веществ, предпочтительно 1, 2, 3, 4 или 5 связующих вещества, более предпочтительно 1, 2 или 3, еще более предпочтительно 1 или 2 связующих вещества.

Композиция для проклейки предпочтительно содержит связующее вещество в концентрации предпочтительно 2-15% масс, считая на общую массу композиции для проклейки. Обычно рН находится в диапазоне 5-9, предпочтительно 6-8.

Связующее вещество предпочтительно выбирают из группы, состоящей из крахмала, желатина, альгинатов щелочных металлов, казеина, мездрового клея, белка, производных целлюлозы, например, гидроксиэтилцеллюлозы или карбоксиметилцеллюлозы, поливинилового спирта, поливинилиденхлорида, поливинилпирролидона, полиэтиленоксида, полиакрилатов, омыленного сополимера винилацетата и малеинового ангидрида и их смесей. Более предпочтительно, когда связующее вещество представляет собой крахмал, поливиниловый спирт, карбометилцеллюлозу или их смеси.

Еще более предпочтительным связующим веществом или клеем является крахмал. Более предпочтительно, если крахмал выбран из группы, состоящей из природного крахмала, крахмала, модифицированного ферментами, и химически модифицированного крахмала. Модифицированные крахмалы предпочтительно представляют собой окисленный крахмал, гидроксиэтилированный крахмал или ацетилированный крахмал. Природный крахмал предпочтительно представляет собой анионный крахмал, катионный крахмал или амфотерный крахмал. Хотя источник крахмала может быть любым, предпочтительными источниками крахмала являются кукуруза, пшеница, картофель, рис, тапиока или саго. Поливиниловый спирт и/или карбоксиметилцеллюлоза используются предпочтительно в качестве второго связующего вещества. Кроме соединения формулы (1), связующего вещества и обычно воды, композиция для проклейки может содержать побочные продукты, образовавшиеся во время получения соединения формулы (1) а также другие обычные добавки к бумаге. Примерами таких добавок являются антифризы, биоциды, пеногасители, парафиновые эмульсии, красители, неорганические соли, солюбилизаторы, сшивающие агенты, пигменты, специальные смолы и т.п. и их смеси.

Следующим объектом изобретения является способ оптического отбеливания бумаги, включающий стадии

a) нанесения композиции для проклейки, содержащей соединение формулы (1), на бумагу,

b) сушки обработанной бумаги.

К композиции для проклейки предпочтительно прибавляют пеногасители, парафиновые эмульсии, красители и/или пигменты и неорганические соли.

Осуществление изобретения

Примеры

Содержание катиона определяют капиллярным электрофорезом.

Следующие ниже примеры более подробно разъясняют изобретение, рассматриваемое в данный момент, не ограничивая заявленный объем изобретения. Если не указано иное, подразумевается, что термины "%" и "части" обозначают массовые "%" и "части".

Пример 1

Композиции для проклейки получают прибавлением оптического отбеливателя формулы (21) в таком количестве, чтобы достичь конечных концентраций оптического отбеливателя в интервале от 2,5 до 12,5 г/л, к перемешиваемому водному раствору хлорида магния (конечная концентрация составляет 8 г/л) и анионного окисленного картофельного крахмала (Perfectarnyl A4692 от AVEBE В.А.) (конечная концентрация составляет 50 г/л) при 60°C.

Раствору для проклейки дают охладиться, затем выливают на движущиеся ролики лабораторного клеильного пресса и наносят на проклеенный коммерческим 75 г/м² AKD (димер алкилкетена), обесцвеченный лист бумаги-основы. Обработанную бумагу сушат в течение 5 минут при 70°C в сушилке с плоскими плитами. Высушенную бумагу доводят до кондиционного состояния, затем измеряют белизну по CIE на калиброванном спектрофотометре «Eirepho».

Пример повторяют и в отсутствие хлорида магния, т.е. в присутствии только натриевой соли оптического отбеливателя, и заменяя хлорид магния эквивалентным количеством хлорида кальция.

Результаты суммированы в таблице 1 и убедительно демонстрируют преимущества применения хлорида магния по сравнению с применением хлорида кальция и применением только натриевой соли оптического отбеливателя для достижения высоких степеней белизны.

Неочевидный характер настоящего изобретения дополнительно иллюстрируется данными о том, что хлориды ионов других металлов II группы, такие, как хлорид кальция, оказывают даже негативное воздействие на отбеливающий эффект оптического отбеливателя.

Таблица 1 Соединение формулы (21) (г/л) Хлорид магния (г/л) Хлорид кальция (г/л) Белизна по CIE 0 0 0 104,6 0 8 0 104,7 0 0 8 104,8 2,5 0 0 122,3 2,5 8 0 126,7 2,5 0 8 123,4 5,0 0 0 128,3 5,0 8 0 133,1 5,0 0 8 128,0 7,5 0 0 129,8 7,5 8 0 133,7 7,5 0 8 128,6 10,0 0 0 131,1 10,0 8 0 134,5 10,0 0 8 128,2 12,5 0 0 130,6 12,5 8 0 134,2 12,5 0 8 127,3

Пример 2

Растворы для проклейки получают, добавляя оптический отбеливатель формулы (22) в таком количестве, чтобы достичь конечных концентраций оптического отбеливателя в интервале от 2,0 до 10,0 г/л, к перемешиваемому водному раствору хлорида магния (конечная концентрация составляет 8 г/л) и анионного окисленного картофельного крахмала (Perfectamyi A4692 от AVEBE В.А.) (конечная концентрация составляет 50 г/л) при 60°C.

Раствору для проклейки дают охладиться, затем выливают на движущиеся ролики лабораторного клеильного пресса и наносят на проклеенный коммерческим 75 г/м² AKD (димер алкилкетена), обесцвеченный лист бумаги-основы. Обработанную бумагу сушат в течение 5 минут при 70°C в сушилке с плоскими плитами. Высушенную бумагу доводят до кондиционного состояния, затем измеряют белизну по CIE на калиброванном спектрофотометре «Eirepho».

Пример повторяют, и в отсутствие хлорида магния, т.е. в присутствии только натриевой соли оптического отбеливателя, и заменяя хлорид магния эквивалентным количеством хлорида кальция.

Результаты суммированы в таблице 2 и убедительно демонстрируют преимущества применения хлорида магния для достижения высоких степеней белизны по сравнению с применением оптического отбеливателя только в виде натриевой соли.

Таблица 2 Соединение формулы (22) (г/л) Хлорид магния (г/л) Хлорид кальция (г/л) Белизна по CIE 0 0 0 104,6 0 8 0 104,7 0 0 8 104,8 2,0 0 0 119,2 2,0 8 0 122,5 2,0 0 8 121,5 4,0 0 0 127,2 4,0 8 0 131,1 4,0 0 8 127,9 6,0 0 0 131,1 6,0 8 0 135,4 6,0 0 8 131,6 8,0 0 0 133,7 8,0 8 0 138,1 8,0 0 8 133,5 10,0 0 0 136,0 10,0 8 0 139,7 10,0 0 8 134,7

Пример 3

Композиции для проклейки получают, добавляя оптический отбеливатель формулы (22) в таком количестве, чтобы добиться конечных концентраций оптического отбеливателя в интервале от 0 до 12,5 г/л, к перемешиваемым водным растворам хлорида магния (конечная концентрация составляет 6, 25 и 12,5 г/л) и анионного окисленного кукурузного крахмала (Penford Starch 260) (конечная концентрация составляет 50 г/л) при 60°C.

Каждому раствору для проклейки дают охладиться, затем выливают на движущиеся ролики лабораторного клеильного пресса и наносят на проклеенный коммерческим 75 г/м² AKD (димер алкилкетена), обесцвеченный лист бумаги-основы. Обработанную бумагу сушат в течение 5 минут при 70°C в сушилке с плоскими плитами. Высушенную бумагу доводят до кондиционного состояния, затем измеряют белизну по CIE на калиброванном спектрофотометре «Auto Eirepho».

Результаты показаны в таблице 3.

Пример 4

Композиции для проклейки приготавливают, добавляя оптический отбеливатель формулы (22) в таком количестве, чтобы добиться конечных концентраций оптического отбеливателя в интервале от 0 до 12,5 г/л, к перемешиваемым водным растворам гексагидрата тиосульфата магния (конечная концентрация составляет 10 и 20 г/л) и анионного окисленного кукурузного крахмала (конечная концентрация составляет 50 г/л) (Penford Starch 260) при 60°C. Раствору для проклейки дают охладиться, затем выливают на движущиеся ролики лабораторного клеильного пресса и наносят на проклеенный коммерческим 75 г/м² AKD (димер алкилкетена), обесцвеченный лист бумаги-основы. Обработанную бумагу сушат в течение 5 минут при 70°C в сушилке с плоскими плитами. Высушенную бумагу доводят до кондиционного состояния, затем измеряют белизну по CIE на калиброванном спектрофотометре «Eirepho».

Результаты показаны в таблице 3.

Таблица 3   Белизна по CIE Соединение формулы (22) (г/л) Соль Mg отсутствует, т.е. только соль Na Прибавленная соль магния Хлорид магния (г/л) (пример 3) Гексагидрат тиосульфата магния (г/л) (пример 4) 6,25 12,5 10,0 20,0 0 102,8 102,9 103,5 102,2 102,7 2,5 119,6 122,4 125,5 125,1 123,6 5,0 128,9 131,1 132,5 132,9 132,7 7,5 135,1 136,3 137,9 137,7 137,9 10,0 139,2 140,9 141,4 141,1 141,0 12,5 141,1 142,3 142,8 142,4 142,4

Результаты убедительно демонстрируют преимущества применения хлорида магния или тиосульфата магния для достижения высоких степеней белизны по сравнению с применением оптического отбеливателя только в виде натриевой соли.

Пример 5

Мононатриевую соль анилин-2,5 дисульфокислоты (115,6 частей) прибавляют к 74,5 частям хлорангидрида циануровой кислоты в 400 частях льда и 300 частях воды.

Поддерживают pH реакционной смеси приблизительно 4-5 путем прибавления по каплям 30% водного раствора NaOH, в то же время температуру поддерживают ниже 10°C с помощью бани лед/вода. После завершения реакции температуру постепенно повышают до 30°C, используя внешнюю нагревательную систему, и прибавляют 74,1 части 4,4'-диаминостильбен-2,2'-дисульфокислоты. Полученную смесь нагревают до 50-60°C, поддерживая рН приблизительно 5-7 путем прибавления по каплям 30% водного раствора NaOH до завершения реакции. Затем прибавляют 63,8 части аспарагиновой кислоты, затем прибавляют 89,8 частей гидроксида магния и полученную суспензию нагревают при 90-95°C до завершения реакции. Температуру постепенно понижают до комнатной и отфильтровывают нерастворимые вещества. Конечную концентрацию доводят до 0,125 моль соединения формулы (3) на кг раствора, для этой цели или прибавляют воду, или удаляют воду перегонкой. В этом случае М состоит из смеси катионов натрия и магния.

Пример 6

Мононатриевую соль анилин-2,5 дисульфокислоты (115,6 частей) прибавляют к 74,5 частям хлорангидрида циануровой кислоты в 400 частях льда и 300 частях воды. Прибавляют 26,8 частей гидроксида магния, поддерживая температуру 10°C с помощью бани лед/вода. После завершения реакции температуру постепенно повышают до 30°C с помощью системы внешнего нагрева. Прибавляют 25,7 частей гидроксида магния, затем 74,1 части 4,4'-диаминостильбен-2,2'-дисульфокислоты. Полученную смесь нагревают до 50-60°C до завершения реакции. Затем прибавляют 63,8 части аспарагиновой кислоты и 100 частей воды, потом прибавляют 89,8 частей гидроксила магния и полученную суспензию нагревают при 90-95°C до завершения реакции. Температуру постепенно понижают до комнатной и отфильтровывают нерастворимые вещества. Конечную концентрацию доводят до 0,125 моль соединения формулы (3) на кг раствора, используя УФ-спектроскопию. В этом случае М состоит из смеси катионов натрия и магния.

Сравнительный пример 7

Сравнительный раствор 7 для оптического отбеливания получают растворением соединение формулы (22) в воде до конечной концентрации 0,125 моль/кг.

Пример 8

Композиции для проклейки получают, добавляя водный раствор оптического отбеливателя, полученного согласно примеру 5, в таком количестве, чтобы достичь конечных концентраций оптического отбеливателя в интервале от 0 до 80 г/л в водном растворе, полученном по методике примера 5, к перемешиваемому водному раствору анионного окисленного картофельного крахмала (Perfectamyi A4692 от AVEBE В.А.) (конечная концентрация составляет 50 г/л) при 60°C. Каждому раствору для проклейки дают охладиться, затем выливают на движущиеся ролики лабораторного клеильного пресса и наносят на проклеенный коммерческим 75 г/м² AKD (димер алкилкетена), обесцвеченный лист бумаги-основы. Обработанную бумагу сушат в течение 5 минут при 70°C в сушилке с плоскими плитами.

Высушенную бумагу доводят до кондиционного состояния, затем измеряют белизну по CIE на калиброванном спектрофотометре «Auto Eirepho».

Результаты показаны в таблице 4.

Пример 9

Композиции для проклейки получают, добавляя водный раствор оптического отбеливателя, полученного по методике примера 6, в таком количестве, чтобы достичь конечных концентраций оптического отбеливателя в интервале от 0 до 80 г/л в водном растворе, полученном по методике примера 6, к перемешиваемому водному раствору анионного окисленного картофельного крахмала (Perfectamyi A4692 от AVEBE В.А.) (конечная концентрация составляет 50 г/л) при 60°C. Каждому раствору для проклейки дают охладиться, затем выливают на движущиеся ролики лабораторного клеильного пресса и наносят на проклеенный коммерческим 75 г/м² AKD (димер алкилкетена), обесцвеченный лист бумаги-основы. Обработанную бумагу сушат в течение 5 минут при 70°C в сушилке с плоскими плитами.

Высушенную бумагу доводят до кондиционного состояния, затем измеряют белизну по CIE на калиброванном спектрофотометре «Auto Eirepho».

Результаты показаны в таблице 4.

Сравнительный пример 10

Композиции для проклейки получают, добавляя водный раствор оптического отбеливателя, полученного по методике примера 7, в таком количестве, чтобы достичь конечных концентраций оптического отбеливателя в интервале от 0 до 80 г/л в водном растворе, полученном по методике примера 7, к перемешиваемому водному раствору анионного окисленного картофельного крахмала (Perfectamyi A4692 от AVEBE В.А.) (конечная концентрация составляет 50 г/л) при 60°C. Каждому раствору для проклейки дают охладиться, затем выливают на движущиеся ролики лабораторного клеильного пресса и наносят на проклеенный коммерческим 75 г/м² AKD (димер алкилкетена), обесцвеченный лист бумаги-основы. Обработанную бумагу сушат в течение 5 минут при 70°C в сушилке с плоскими плитами.

Высушенную бумагу доводят до кондиционного состояния, затем измеряют белизну по CIE на калиброванном спектрофотометре «Auto Eirepho».

Результаты показаны в таблице 4.

Таблица 4   Белизна по С1Е Концентрация раствора для оптического отбеливания (г/л) Пример 8 Пример 9 Сравнительный пример 10 0 101,5 101,5 101,5 10 119,5 119,6 119,2 20 127,4 128,4 126,7 40 133,6 135,0 132,6 60 137,1 138,6 135,8 80 138.2 140,2 136,8

Результаты убедительно демонстрируют преимущество применения смешанной соли оптического отбеливателя, содержащей катион магния.

Изобретение относится к соединению формулы (1), где R₁ обозначает водород или $${\text{SO}}_{\text{3}}^{-}$$ , R₂ обозначает водород или $${\text{SO}}_{\text{3}}^{-}$$ , R₃ обозначает водород или $${\text{CH}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{2}}^{-}$$ , R₄ обозначает $${\text{CH}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{2}}^{-}$$ , $$\text{CH}\left({\text{CO}}_{\text{2}}^{\text{-}}\right){\text{CH}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{2}}^{-}$$ или $$\text{CH}\left({\text{CO}}_{\text{2}}^{\text{-}}\right){\text{CH}}_{\text{2}}{\text{CH}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{2}}^{-}$$ , и где М обозначает стехеометрический катионный эквивалент, требуемый для уравновешивания анионного заряда в формуле (1), и представляет собой комбинацию Mg²⁺ вместе с по меньшей мере 1, дополнительными катионами. При этом дополнительные катионы выбирают из группы, состоящей из H⁺, катиона щелочного металла, катиона щелочноземельного металла, отличного от Mg²⁺, аммония, моно-С₁-C₄-алкил-ди-C₂-C₃-гидроксиалкиламмония, ди-С₁-С₄-алкил-моно-С₂-С₃-гидроксиалкиламмония, аммония, который моно-, ди- или тризамещен С₂-С₃ гидроксиалкильным радикалом, и их смесей. Также изобретение относится к вариантам способа получения указанного соединения и к использованию указанного соединения в композициях для проклейки для отбеливания бумаги. Указанное соединение является более эффективным отбеливателем для бумаги. 6 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 табл., 10 пр.

1. Соединение формулы (1)

где R₁ обозначает водород или $${\text{SO}}_{\text{3}}^{-}$$ ,
R₂ обозначает водород или $${\text{SO}}_{\text{3}}^{-}$$ ,
R₃ обозначает водород или $${\text{CH}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{2}}^{-}$$ ,
R₄ обозначает $${\text{CH}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{2}}^{-}$$ , $$\text{CH}\left({\text{CO}}_{\text{2}}^{\text{-}}\right){\text{CH}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{2}}^{-}$$ или $$\text{CH}\left({\text{CO}}_{\text{2}}^{\text{-}}\right){\text{CH}}_{\text{2}}{\text{CH}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{2}}^{-}$$ , и где
М обозначает стехиометрический катионный эквивалент, требуемый для уравновешивания анионного заряда в формуле (1) и представляет собой комбинацию Mg²⁺ вместе с по меньшей мере 1, предпочтительно 1, 2, 3, 4, 5 или 6, более предпочтительно 1, 2 или 3, еще более предпочтительно 1 или 2, дополнительными катионами, причем дополнительные катионы выбирают из группы, состоящей из H⁺, катиона щелочного металла, катиона щелочноземельного металла, отличного от Mg²⁺, аммония, моно-С₁-С₄-алкил-ди-С₂-С₃-гидроксиалкиламмония, ди-С₁-С₄-алкил-моно-С₂-С₃-гидроксиалкиламмония, аммония, который моно-, ди- или тризамещен С₂-С₃ гидроксиалкильным радикалом, и их смесей.

2. Способ получения соединения формулы (1), как определено в п.1, отличающийся реакцией A, за которой следует реакция В, за которой следует реакция C,
где в реакции A соединение формулы (10) подвергают взаимодействию с соединением формулы (11), получая соединение формулы (12)

в реакции B соединение формулы (12) подвергают взаимодействию с соединением формулы (13), получая соединение формулы (14)


и в реакции C соединение формулы (14) подвергают взаимодействию с соединением формулы (15), получая соединение формулы (1)

где R₁, R₂, R₃ и R₄ определены в п.1;
M1 одинаковые или разные в формулах (13) и (14), и M1 обозначает стехиометрический катионный эквивалент, требуемый для уравновешивания анионного заряда в указанных формулах, и представляет собой, по меньшей мере, 1 катион, выбранный из группы, состоящей из Н⁺, катиона щелочного металла, катиона щелочноземельного металла, отличного от Mg²⁺, аммония, моно-С₁-С₄-алкил-ди-С₂-С₃-гидроксиалкиламмония, ди-С₁-С₄-алкил-моно-С₂-С₃-гидроксиалкиламмония, аммония, который моно-, ди- или тризамещен С₂-С₃ гидроксиалкильным радикалом, и их смесей.
М2 независимо друг от друга могут быть одинаковыми или разными в формулах (10) и (12), и М2 представляет собой стехиометрический катионный эквивалент, требуемый для уравновешивания анионного заряда в указанных формулах в случае, когда или R₁, или R₂, или как R₁, так и R₂ представляют собой SO₃, и определен так же, как M1,
при условии, что, по меньшей мере, одну из реакций A, B или C проводят в присутствии катиона CAT, причем катион CAT представляет собой Mg²⁺.

3. Способ получения соединения формулы (1) как определено в п.1, отличающийся смешиванием соединения формулы (20) с компонентом b), который представляет собой соль магния MS2, в водной среде,

где R₁, R₂, R₃ и R₄ определены в п.1;
T уравновешивает анионный заряд и обозначает требуемый стехиометрический эквивалент катиона, выбранного из группы, состоящей из H⁺, катиона щелочного металла, аммония, моно-С₁-С₄-алкил-ди-С₂-С₃-гидроксиалкиламмония, ди-С₁-С₄-алкил-моно-С₂-С₃-гидроксиалкиламмония, аммония, который моно-, ди- или тризамещен С₂-С₃ гидроксиалкильным радикалом, и их смесей.

4. Способ по п.3, где соль магния MS2 выбрана из группы, состоящей из ацетата магния, бромида магния, хлорида магния, формиата магния, йодида магния, нитрата магния, сульфата магния и тиосульфата магния.

5. Способ по п.3 или 4, где смешивание осуществляют в водном растворе.

6. Применение соединения формулы (20) как определено в п.3 для получения соединения формулы (1) как определено в п.1.

7. Применение соединения формулы (1) как определено в п.1 в композициях для проклейки для отбеливания бумаги.

8. Способ оптического отбеливания бумаги, включающий стадии
a) нанесения композиции для проклейки, содержащей соединение формулы (1) по п.1, на бумагу,
b) сушки обработанной бумаги.