Verfahren zur Herstellung eines Produktes zum Leimen von faserstoffhaltigen Materialien. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Pro duktes zum Leimen von faserstoffh.altigen Materialien, wie Papier, Papierbrei, Karton usw. Solche Leime werden z. B. erhalten durch Dispergieren von Kolophonium in wässrigem Medium in Gegenwart von als Schutzkolloide wirkenden Eiweissstoffen, wie Kasein oder Gelatine.
Um eine beständige und wirksame Leimung zu erhalten, erachtet man -es für notwendig, das Schutzkolloid in .den kleinstmöglichen Mengen zu verwenden, welche die verwendeten Materialien und Ver fahren zulassen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist es nun möglieh, die Menge des. als Schutzkolloid wirkenden Eiweissstoffes gegenüber den be kannten Verfahren herabzusetzen, indem man weniger von diesem Eiweissstoff als zur Stabilisierung der Dispersion nötig ist und dazu eine geringe Menge eines vorher herge- stellten, aus einer geschützten Dispersion be stehenden Leimungs,mittels verwendet.
Die Erfindung betrifft also ein Verfah ren zur Herstellung einer zum Leimen von Papier usw. bestimmten Dispersion einer thermoplastischen, wasserabweisenden orga nischen Substanz mit einem Erweichungs- punkt zwischen 35 und 100 C, nach der Ring- und Kugelmethode bestimmt, in einem wäss- rigen Medium unter Verwendung eines als Schutzkolloid wirkenden Eiweissstoffes, wie z.
B. Kasein oder Gelatine, gegebenenfalls mit Einschluss von für den Verleimungsvor- gang inerten Füllstoffen, wie kolloidalem Kaolin, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man weniger von diesem Eiweissstoff als zur Stabilisierung der D .ispersion notwendig ist, und dazu eine geringe Menge einer vo:rgängig hergestellten, aus einer geschützten Disper sion bestehenden Leimungsmittels verwendet.
Das vorgängig hergestellte, :aus einer ge schützten Dispersion. bestehende Leimungs- mittel, das im folgenden als Vorkolloid be zeichnet werden soll, ist vorzugsweise von gleicher Art wie .das Hauptprodukt, doch kann auch irgendeine andere geschützte, als Leimungs:mittel verwendbare Dispersion für diesen Zweck Verwendung finden, z.
B. sol che, wie sie in den Beispielen der britischen Patente Nr. 335902, 481098, 515217 und 536874 beschrieben sind.
Im allgemeinen geht man bei der Durch führung,des Verfahrens wie folgt vor: Zuerst wird das Vorkodloid hergestellt, wozu man sich irgendeiner geeigneten Arbeitsweise be dienen kann. So kann es z. B. aus einem mit Kasein. oder Gelatine und Alkali dispergier- ten natürlichen oder künstlichen Harz be- etehen, das .durch relativ langsamen Zusatz einer wässriggen Kasein- oder Gelatinedisper- sion vom gewünschten Prozentgehalt zu dem Harz,
das auf den Bereich seines Schmelz punktes erhitzt ist und rasch und gleich mässig gerührt wird, erhalten wurde. Dies kann, wie bereits gesagt, entsprechend den Beispielen der britischen Patente Nr. 335902, 481098 und 515217 geschehen, doch vorzugs weise entsprechend den Angaben des briti sches Patentes Nr.
536874, das die Herstel lung eines Produktes zum Leimen betrifft, bei welcher,das Harz oder der Harzleim unvoll ständig verseift wird, und welches, ausser einer verhältnismässig kleinen Menge Kasein einen wesentlichen Anteil eines Inertstoffes aufweist, .der, in Wasser dispergiert, eine stabile kolloidale Dispersion ergibt, Wie z. B. ko-llo#idaler Kaolin, vorzugsweise in Mengen von 40% Harz und Kaolin.
Ganz besonders im Zusammenhang mit dem zuletzt beschriebenen Verfahren ergibt die nachstehend beschriebene Arbeitsweise sehr befriedigende Resultate.
1. Man schmilzt 153 kg Kolophonium in einem mit Dampfmantel versehenen Kessel, der ein Rührwerk aufweist, das eine intensive Bewegung des Inhaltes ermöglicht. Eine Rührgeschwindigkeit von 250/300 Umdre hungen ist dabei erwünscht.
2. Nach erfolgtem Schmelzen werden bei hoher Rührgeschwindigkeit 2,5 kg NaO H, in 7 Liter Wassergelöst, zulaufen gelassen.
3. Man löst 11,4 kg Milchkasein von guter Qualität und 1,8 kg NaOH bei 55 C in 62 Liter Wasser und gibt 25 Liter von dieser Lösung langsam zum Harz.
4. Man vermindert die Rührgeschwindig- keit auf etwa 60 Umdrehungen pro Minute und fügt 76 kg fein verteilten kolloidalen Kaolin oder ein ähnliches mineralisches Pro dukt zu und rührt 5 Minuten mit hoher Ge schwindigkeit.
5. Nun setzt man den Rest der Kasein- lösung rasch zu und verdünnt mit Wasser von 40 C. Um eine Konzentration von Harz und Kaolin von 40% zu erreichen, werden 310 Liter Wasser benötigt.
Die angegel)enen Mengen können ver- äadert werden, doch ist es wünschenswert, dass die Menge des als Schutzkolloid wirken den Eiweissstoffes (Kasein oder Gelatine), welche im vorstehenden Beispiel etwa 5 % be trägt, nicht niedriger wird als 3 % des an wesenden Harzes und Kaolins.
Das nach diesem Verfahren hergestellte Vorkolloid ist an sich schon ein wirksamer Papierleim: doch wird es progressiv weniger stabil und wirksam, wenn der K aseingehalt unter 3 % herabgesetzt wird. Weiter wird es, sei es nach hem vorstehenden Verfahren oder nach den Verfahren der britischen Patent schriften Nr. 335902, 481098 oder 515217 hergestellt, bei Zimmertemperatur nicht voll ständig flüssig bleiben, wenn es mehr als <B>an o'</B> Feststoffe enthält.
Um nun gemäss der vorliegenden Erfin- rlung das verbesserte Produkt zum Leimen von Papier herzustellen, stellt die folgende Arbeitsweise ein praktisches Verfahren dar.
1. Man schmilzt 153 kg 'Kolophonium in einem mit Dampfmantel und Rührwerk ver sehenen Gefäss.
2. Nach dem Schmelzen wird mit hoher Geschwindigkeit gerührt und eine Lösung von 4,1 hg NaOH in 7 Liter Wasser zufliessen gelassen und weiter Wasser zugegeben, um die Temperatur auf 100 C herabzusetzen.
3. Die Rührgeschwindigkeit wird herab gesetzt und 76 lg fein verteilter kolloidaler Kaolin zugegeben, dann 5 Minuten mit hoher Geschwindigkeit gerührt. 4. Bei immer noch hoher Rührgeschwin- digkeit werden 20 Liter einer Lösung von 2,3 kg Kasein und 0,23 kg NaOH von 60 C zufliessen gelassen.
5. Man setzt 36 Liter 40%iges Vorkolloid bei 60 C zu.
6. Man verdünnt mit 137 Liter warmem Wasser für ein 60%iges, mit 346 Liter für ein 40%iges Produkt, wobei man immer rasch rührt, solange nicht zum Verhüten des llberfl.iess'ens niedrigere Rührgeschwindigkei- ten erforderlich werden.
Die so hergestellte Dispersion enthält nu .r wenig über 1 % Kasein, berechnet auf den Kolophonium-Kaolingehalt, und bleibt bei Kolophonium Kaolinkonzentrationen bis zu 60% flüssig. Es braucht also viel weniger Kasein, als ohne Verwendung eines VorkoT- loids benötigt wird.
Das Endprodukt besitzt, wie sich zeigte, eine beträchtlich höhere Leimwirkung als irgendeines der Vorkolloide. Die oben; ange gebenen Mengenverhältnisse zeitigen, wie festgestellt wurde, die besten Resultate, ob schon die Mengendes gegebenenfalls zu ver wendenden kolloidalen Mineralstoffes und des Vorkolloides beträchtlich verändert wer den können. Auch die Arbeitstemperaturen können etwas verändert werden.
Dispersionen, die wie oben beschrieben hergestellt wurden, sind frostempfindlich und werden durch Gefrieren zerstört. Es wurde festgestellt, dass der Zusatz geringer Mengen von 1/4-1% Kolophoniumester oder Kopalesterharz zum Vorkod;loid oder zum ge schmolzenen Kolophonium das Endprodukt frostbeständig macht, so -dass .das Material .ge froren werden kann und beim Auftauen stabil bleibt.
Die gleiche Beimischung ermöglicht die Erhöhung des Gesamtgehaltes an Feststoffen, ferner,die Herabsetzung des Gehaltes an als Schutzkolloid wirkenden Eiweissstoffen und die Erhöhung .der Leimwirkung von Kolo phonium- und Kolophonium-Wachsleimen, die ohne Kaolinzusatz hergestellt wunden, indem man die in .den drei zuerst angeführ- ten Patenten beschriebenen Verfahren ent sprechend abändert.
Es wurde weiterhin gefunden, .dässdiese Methode gestattet, thermoplastische, orga- nische, wasserabweisende Stoffe, die bis jetzt nicht der nur in sehr geringen Mengen ver wendet wurden, für die Papierleimung nutz bar zu machen. Solche Stoffe sind z.
B. der dunkle unverseifbare Rückstand der Petro leumdestillation, der als Petrolharz in den Handel kommt, und einen Erweichungspunkt von ä5-75 nach der Ring- und Kugel methode bestimmt aufweist, ferner raffi nierte Peche, einschliesslich Wollpech. Ein typisches Beispiel für eine solche Dispersion, .die sich als sehr nützlich erwies,
wind wie folgt hergestellt: 92e2 Gewichtsteile Petrolharz oder 70 Ge wichtsteile Petrolhs;rz und 221/2 Gewichtsteile Wollpech, werden .mit 71/2 Gewichtsteilen Gummiharz verschmolzen.
Für das; Vor- kolloid nimmt man 153 kg des: vorstehenden Harzgemisches, 2,5 kg NaOH werden in etwa 5 Liter Wasser gelöst und in die Schmelze laufen gelassen, und hierauf werden 76,5 kg kolloidaler Kaolin zugegeben, wobei die Tem peratur der Mischung etwa 70-75 C be tragen sollte. Man löst ferner 11,4 kg Ka sein mit 1,8 kg NaOH in 60 Liter Wasser und bringt die Lösung auf 54 C,
worauf man sie der Mischung zufliessen lässt. Hierauf setzt man 810 Liter kaltes Wasser zu, wo durch die Mischung aus einen Festsubstanz gehalt von 40 % verdünnt wird. Das Vor- kolloid wird beiseite gestellt und zur Disper- gierung der Hauptmenge verwendet.
Dies wird wie früher beschrieben @durch- gef'ührt, doch mit folgenden Ansätzen:
EMI0003.0110
182 <SEP> kg <SEP> Harzmischung
<tb> 91 <SEP> " <SEP> kolloidaler <SEP> Kaolin
<tb> 1,4 <SEP> " <SEP> NaOH
<tb> 4,6 <SEP> " <SEP> Kasein <SEP> gelöst <SEP> in <SEP> 25 <SEP> Liter <SEP> Wasser
<tb> von <SEP> 43 <SEP> C <SEP> -I- <SEP> 0,9 <SEP> kg <SEP> NaOH 50 Liter des so kühl als möglich gehal tenen Vorkolloids. Durch Verdünnen mit 210 Liter kaltem Wasser ergibt sich ein Feststoffgehalt von 50-55%.
Die erhaltene Dispersion hat eine gelb bis dunkelbraune Farbe, ist von sehr feiner Partikelgrösse und sehr stabil. Sie kann zum Leimen von Karton oder braunem Papier oder Lederpapier mit sehr befriedigenden Ergeb nissen verwendet werden.
Bezüglich der frostbeständigen Dispersio nen wurde gefunden, dass, wenn das Vor kolloid frostfest gemacht wird, indem man ihm genügend Kolophoniumesterha.rz zusetzt, um die Frostfestigkeit zu erzielen, :die Ver wendung dieses Vorkolloids zur Dispergie- rung des Hauptmaterials genügt, um auch dieses, frostsicher zu machen. Das heisst es genügt 1.4-1% Kolo phoniumesterha.rz,
be zogen auf das Vorkolloid und nicht auf die Gesamtmenge .des zu dispergierenden Kolo phoniums.