CH624723A5

CH624723A5 - Process for the surface sizing of papers with salts of reaction products of epoxides, fatty amines and polyalkenylene-polyaminoamides

Info

Publication number: CH624723A5
Application number: CH1582276A
Authority: CH
Inventors: Rosemarie Toepfl
Original assignee: Ciba Geigy Ag
Priority date: 1976-12-16
Filing date: 1976-12-16
Publication date: 1981-08-14
Also published as: JPS5378309A; SE7714273L; FR2374467A1; DE2755142A1; ATA898577A; JPS6123320B2; BE861813A; FI773736A; AT360334B; FR2374467B1; CA1109976A; GB1594949A; BR7708337A; ES465090A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Oberflächenleimung von Papier, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man das Papier mit einer wässrigen Leimflotte imprägniert und trocknet, welche eine Zubereitung enthält, die einen pH-Wert von 2 bis 8 und einen Gehalt von 10 bis 40 Gewichtsprozent an mindestens einem in Wasser dispergierbaren oder löslichen Salz eines Umsetzungsproduktes aufweist, wobei dieses Salz aus a) 1,0 Epoxygruppenäquivalent eines Polyglycidyläthers des2,2-Bis-(4'-hydroxyphenyl)-propans b) 0,1 bis 0,85 Aminogruppenäquivalent mindestens eines Monofettamines mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen,

c) 0,3 bis 2 Aminogruppenäquivalenten eines Polyalkylen-polyaminoamides aus c') einer polymerisierten, aliphatischen, ungesättigten Fettsäure, die sich von Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen ableitet, und c") einem aliphatischen Polyalkylenpolyamin mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen,

d) gegebenenfalls 0,1 bis 1,0 mol eines Epihalogenhydrins oder eines Nitrils einer äthylenisch ungesättigten Monocarbon-säure mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen, und e) einer Säure in Gegenwart eines inerten, organischen Lösungsmittels bei Temperaturen bis zu 95 °C hergestellt wird.

Die Epoxyde a), aus denen die erfindungsgemäss eingesetzten Salze der Umsetzungsprodukte erhalten werden, weisen vorzugsweise eine Epoxydgehalt von 1,8 bis 5,8, insbesondere 5 bis 5,5 Epoxydgruppenäquivalenten/kg auf. Besonders bevorzugte Epoxyde entsprechen der Formel

(1)

j

H

CHo

' V~\

■°-\ /—Ç-V y—0-CH -CHOH-CH 3

o—

CHo

V~\

CH3 H^2

\ /

z

624 723

worin z eine Durchschnittszahl im Werte von 0 bis 0,65 bedeutet. Hierbei steht 0 als Wert für z im Vordergrund des Interesses. Solche Epoxyde werden zum Beispiel durch Umsetzung von Epichlorhydrin mit 2,2-Bis-(4'hydroxyphenyl)-propan erhalten.

Als gut geeignete Komponenten b) haben sich vor allem gesättigte oder ungesättigte Monofettsäuren mit 12 bis 24, vorzugsweise 16 bis 22, und insbesondere 16 bis 18 Kohlenstoffato-men erwiesen.

Bei den Aminen handelt es sich also zum Beispiel um Lau-ryl-, Arachidyl- oder Behenylamin und insbesondere um Palmi-tyl-, Stearyl- oder Oleylamin. Auch Gemische solcher Amine, wie sie als technische Produkte erhältlich sind, kommen vor allem in Betracht.

Die als Komponente c) zur Bildung des Polyalkylenpoly-aminoamides c) verwendeten polymerisierten ungesättigten Fettsäuren sind vorzugsweise di- bis trimerisierte Fettsäuren, welche sich von Monocarbonsäuren mit 16 bis 22, insbesondere 16 bis 18 Kohlenstoffatomen ableiten. Diese Monocarbonsäuren sind Fettsäuren mit mindestens einer, vorzugsweise 2 bis 5 äthylenisch ungesättigten Bindungen. Vertreter dieser Klasse von Säuren sind zum Beispiel die Ölsäure, Hiragonsäure, Eläo-stearinsäure, Licansäure, Archidonsäure, Clupanodonsäure und insbesondere die Linol- und Linolensäure. Diese Fettsäuren können aus natürlichen ölen, worin sie vor allem als Glyceride vorkommen, gewonnen werden.

Die erfindungsgemäss verwendeten di- bis trimerisierten Fettsäuren c') werden in bekannter Weise durch Dimerisation von Monocarbonsäuren der angegebenen Art erhalten. Die sogenannten dimerisierten Fettsäuren, haben immer einen Gehalt an trimerisierten und einen kleinen Gehalt an monomeren Säuren.

Besonders geeignet als Komponente c') ist die di- bis trimerisierte Linol- oder Linolensäure. Die technischen Produkte dieser Säuren enthalten in der Regel 75 bis 95 Gewichtsprozent dimerisierter Säure, 4 bis 25 Gewichtsprozent trimerisierter Säure und eine Spur bis 3% monomerer Säure. Das Molverhält-nis von dimerisierter zu trimersierter Säure beträgt demnach etwa 5:1 bis 36:1.

Als Komponente c") eignen sich vor allem Polyalkylenpo-lyamine der Formel

2) H2N-(CH2-CH2-NH)n-CH2-CH2-NH2,

worin n 1,2 oder 3 ist, das heisst Diäthylentriamin, Triäthylente-tramin oder Tetraäthylenpentamin, wobei dem Triäthylentetra-min eine besondere Bedeutung zukommt.

Im Falle von Amingemischen kann man auch einen nicht ganzzahligen Durchschnittswert annehmen, zum Beispiel zwischen 1 und 2. Technische Amingemische der angegebenen Art sind auch bevorzugt.

Als Komponente c) von besonderem Interesse wird ein Polyalkylenpolyaminoamid aus di- bis trimeriserter Linol- oder Linolsäure und Triäthylentetramin verwendet.

Monofettamine als Komponente b) und Polyalkylenpoly-aminoamide als Komponente c), welche jeweils 3 bis 4 Aminogruppenäquivalente pro kg aufweisen, stehen im Vordergrund des Interesses.

Die Umsetzungsprodukte aus Epoxyden als Komponente a), Fettamine als Komponente b) und Polyalkylenpolyamino-amiden als Komponente c) können gegebenenfalls auch unter Mitverwendung einer vierten Komponente d) erhalten werden.

Vorteilhaft werden als Komponenten d) Nitrile der Acryl-oder Methacrylsäure wie Acrylnitril eingesetzt. Die bevorzugte Komponente d) ist indessen das Epichlorhydrin.

Falls die Komponente d) mitverwendet wird, werden vorzugsweise 0,1 bis 0,5 und insbesondere 0,1 bis 0,2 Mol der Komponente d) pro Epoxydgruppenäquivalent der Komponente a)

eingesetzt. Jedoch werden beim erfindungsgemässen Vefahren vor allem Salze von Umsetzungsprodukten eingesetzt, die nur aus den Kkomponenten a), b), c) und e), das heisst in Abwesenheit der Komponenten d) hergestellt werden. Hierbei werden 5 pro Epoxydgruppenäquivalent der Komponente a) vorzugsweise 0,4 bis 0,8, insbesondere 0,4 bis 0,6 Aminogruppenäquivalente der Komponente b) und vorzugsweise 0,3 bis 1,5, insbesondere 0,3 bis 0,5 Aminogruppenäquivalente der Komponente c) eingesetzt. In der Regel werden die Komponenten a) io und b) zu einem Epoxyd-Fettamin-Umsetzungsprodukt miteinander zuerst umgesetzt und anschliessend mit dem Polyalkylenpolyaminoamid als Komponente c) und gegebenenfalls mit dem Nitrii der ungesättigten Monocarbonsäure oder dem Epohalogenhydrin als Komponente d) weiter umge-15 setzt. Wird, obwohl weniger bevorzugt, die Komponente d) mitverwendet, so ist die Reihenfolge, in welcher die Umsetzung des Polyalkylenpolyaminoamides als Komponente c) mit dem Nitrii der angegebenen Art oder dem Epihalogenhydrin als Komponente d) und den Epoxyd-Fettamin-Umsetzungsproduk-2o ten aus den Komponenten a) und b) erfolgt, von untergeordneter Bedeutung. So kann man die Komponente d) zuerst mit der Komponente c) und dann mit dem Epoxyd-Fettamin-Umset-zungsprodukt aus den Komponenten a) und b) umsetzen oder auch umgekehrt. In manchen Fällen, wenn in der Reaktionsfä-25 higkeit keine grossen Unterschiede bestehen, kann die Umsetzung auch gleichzeitig vorgenommen werden.

Die Umsetzung zum Umsetzungsprodukt aus den Komponenten a), b), c) und gegebenenfalls d) wird nun in der Weise ausgeführt, dass in Wasser dispergierbare oder insbesondere lös-3o liehe Polyadditionsprodukte entstehen, indem man dafür sorgt, dass der pH-Wert einer auf 10 bis 40, vorzugsweise 25 bis 35 Gewichtsprozent mit einem inerten, organischen Lösungsmittel oder vorzugsweise mit Wasser verdünnten Reaktionsgemischprobe, spätestens nach Beendigung der Umsetzung, auf 2 35 bis 8, vorzugsweise auf 3 bis 5,5 gestellt wird. Zur Einstellung dieses pH-Wertes benützt man anorganische oder organische Säuren als Komponente e).

Als anorganische Säuren kommen hierbei vor allem Salz-, Salpeter-, vorzugsweise Phosphor- und insbesondere Ortho-40 phosphor- oder Sulfaminsäure in Betracht. Als organische Säuren kommen sowohl aromatische als auch vor allem aliphatische Mono- oder Dicarbonsâure mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen oder einer ihrer funktionellen Derivate wie im Speziellen das Anhydrid in Betracht. Als bevorzugte aliphatische Säu-45 ren seien Mono- oder Dicarbonsäuren mit höchstens 18 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise niedere, gesättigte Monocarbonsäuren mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Ameisen-, Essig- oder Propionsäure, höhere gesättigte oder ungesättigte, gegebenenfalls hydroxylierte Fettsäuren mit 12 bis 18 Kohlen-io Stoffatomen, zum Beispiel Laurin-, Myristin-, Öl-, Stearin- oder Ricinolsäure, gesättigte oder ungesättigte Dicarbonsäuren mit 4 bis 18, insbesondere 4 bis 10 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Malon, Fumar-, Glutar-, Adipin-, Pimelin-, Kork-, Azelain- und Sebacinsäure oder cycloalophatische Säuren wie die Harz-55 säure mit 20 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Lävopimar-, Dextropimar- und Abietinsäure erwähnt. Als Anhydride kommen vor allem solche einer aliphatischen oder aromatischen, vorzugsweise ungesättigten Dicarbonsâure mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Maleinsäure- oder Phthalsäureanhy-b0 drid, in Frage. Gemische der genannten Säuren können ebenfalls verwendet werden, insbesondere technische Gemische von Fettsäuren, zum Beispiel Kokosfettsäure, oder von Harzsäuren, zum Beispiel Kolophonium. Den flüssigen, gesättigten Monocarbonsäuren mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Ameisensäure und insbesondere Essigsäure, kommt eine besondere Bedeutung zu. Hierbei werden zum Beispiel Ameisensäure und insbesondere Essigsäure vor allem dann eingesetzt, wenn nach dem Einsatz der übrigen Säuren der angege

624723

benen Art in Wasser bloss dispergierbare Salze erhalten werden. In diesem Falle werden nach dem zusätzlichen Einsatz von zum Beispiel Ameisensäure oder insbesondere Essigsäure Salze erhalten, die wasserlöslich sind. Den in Wasser disper-gierbaren Salzen gegenüber werden nämlich die in Wasser löslichen Salze bevorzugt. Im Vordergrund des Interesses stehen als Komponente e) Orthophosphor-, Sulfamin-, Azelainsäure oder Kolophonium, gegebenenfalls in Gegenwart von Essigsäure, das heisst Sulfaminsäure für sich allein einerseits und Orthophosphorsäure, Azelainsäure oder Kolophonium unter nachträglichem Einsatz von Essigsäure andererseits.

Es empfiehlt sich, dem Reaktionsgemisch sofort oder kurz nach Beginn der Vereinigung des Epoxyd-Fettamin-Umset-zungsproduktes aus den Komponenten a) und b) mit dem Polyalkylenpolyaminoamid als Komponente c) eine gewisse Menge Säure zuzusetzen und auch während der weiteren Umsetzung fortlaufend oder portionsweise weiter Säure hinzuzufügen. Weiterhin wird vorzugsweise bei Temperaturen bis zu 95 °C, also zum Beispiel von 25 bis 95 °C, insbesondere 60 bis 95 °C, gearbeitet.

Die so erhaltenen Salze der Umsetzungsprodukte sind in Wasser mindestens dispergierbar oder vorzugsweise löslich.

Die Umsetzung der Komponenten a), b) c), e) und gegebenenfalls d) wird in einem inerten, organischen Lösungsmittel, das mit den erwähnten Komponenten nicht zu reagieren vermag, durchgeführt.

Als organisches Lösungsmittel kommen in erster Linie wasserlösliche organische Lösungsmittel in Betracht, und zwar zweckmässig solche, die mit Wasser beliebig mischbar sind. Als Beispiele seien cycloaliphatische oder aliphatische Äther mit 2 oder 3 Sauerstoffatomen und 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Dioxan, Aethylenenglykolmono-n-butyl-äther (= n-Butylglykol), Diäthylenglykolmono-n-butyläther und insbesondere Alkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Isopropanol, Aethanol und Methanol erwähnt.

Daneben ist es aber auch möglich, die Umsetzungen in Gegenwart von wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln durchzuführen, zum Beispiel in Benzinkohlenwasserstoffen wie Benzin oder Petroläther, Benzo, halogenierten oder mit niederen Alkylgruppen substituierten Benzolen wie Toluol, Xylol, Chlorbenzol; alicyclischen Verbindungen wie Tetralin oder Cyclohexan; halogenierten Kohlenwasserstoffen wie Methylenchlorid, Methylenbromid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Aethylenchlorid, Aethylenbromid, s-Tetrachloräthan und vor allem Trichloräthylen oder Perchloräthylen.

In der Regel werden alle Umsetzungen im gleichen Lösungsmittel durchgeführt, wobei Isopropanol im Vordergrund des Interesses steht.

Das mit Säure auf den erwähnten pH-Wert eingestellte Reaktionsgemisch wird nach beendeten Umsetzungen zweckmässig mit einem inerten organischen, wasserlöslichen Lösungsmittel der angegebenen Art oder vorzugsweise mit Wasser zu einer im erfindungsgemässen Verfahren verwendbaren Zubereitung verdünnt, deren Gehalt 10 bis 40, vorzugsweise 25 bis 35 Gewichtsprozent an Salzen der Umsetzungsprodukte beträgt. Solche Zubereitungen liegen als Lösungen oder Dispersionen - meist handelt es sich um schwach opaleszierende bis trübe Lösungen - vor und zeichnen sich durch hohe Lagerbeständigkeit aus.

Zubereitungen mit im Hinblick auf ihre Verwendung im erfindungsgemässen Verfahren vorteilhaften Eigenschaften erhält man ebenfalls, wenn man nach der Zugabe der Säure und des Wassers die Zubereitung bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur noch lagert, zum Beispiel während 4 Stunden bei 70 °C oder während längerer Zeit bei niedriger Temperatur.

Erfindungsgegenstand ist ebenfalls das Mittel zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, das Salze des Umsetzungsproduktes enthält, welche als wässrige Zubereitungen vorliegen.

Vor ihrer Verwendung im erfindungsgemässen Verfahren werden die Zubereitungen der Umsetzungsproduktesalze zu einer wässrigen Leimflotte auf einen Salzgehalt von 0,02 bis 0,2, vorzugsweise 0,06 bis 0,14 Gewichtsprozent mit Wasser verdünnt. Im erfindungsgemässen Verfahren wird die Leimflotte zum Beispiel durch Aufsprühen, vorzugsweise durch Foulardie-ren, in der Regel bei Raumtemperatur, auf das Papier aufgebracht, Anschliessend wird das imprägnierte Papier bei 60 bis 140 °C, vorzugsweise 90 bis 110 °C während 0,1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6 Minuten getrocknet. Nach dem Trocknen wird ein Papier erhalten, das einen Flächenauftrag an Umsetzungsproduktsalzen von 50 bis 150, vorzugsweise 60 bis 120 mg/m2 aufweist.

Bei dem erfindungsgemäss zu leimenden Papier handelt es sich um Papiere beliebiger Art mit beliebigen Flächengewichten, zum Beispiel um Papier und Kartons aus gebleichter und ungebleichter Sulfit- oder Sulfat-Cellulose.

Das erfindungsgemässe Verfahren bringt den wesentlichen Vorteil mit sich, bereits bei geringen Flächenaufträgen an Umsetzungsproduktsalzen auf dem Papier gute Leimungseffekte zu erzielen, die aufgrund von positiven Testergebnissen wie Alkalitropfenprobe, Tintenschwimmdauer und Bestimmung der Wasseraufnahme nach Cobb bestätigt werden. Insbesondere ermöglichen die geringen Flächenaufträge eine rasche Arbeitsweise, so dass bei einer Trocknungstemperatur von zum Beispiel 90 bis 110 °C bereits innerhalb etwa 20 bis 40 Sekunden gute Oberflächenleimungen erzielt werden. Darüber hinaus weisen die erfindungsgemäss verwendeten Umsetzungsproduktsalze eine gute Kompatibilität mit den üblichen, in der Papierindustrie verwendeten optischen Aufhellern und sonstigen Zusatzstoffen auf. Im weitern neigen die Umsetzungsproduktsalze nicht zu einer unerwünschten Schaumbildung.

In den nachfolgenden Herstellungsvorschriften und Applikationsbeispielen sind die angegebenen Teile und Prozente Gewichtsteile und Gewichtsprozente.

Herstellungsvorschriften

A. zu einer Lösung von 56,2 Teilen (0,2 Aminogruppenäquivalent) eines Fettamingemisches aus Palmityl-, Stearyl- und Oleylamin in 15 Teilen Isopropanol wird innerhalb 1 Stunde eine Lösung von 75 Teilen (0,4 Epoxydgruppenäquivalent)

eines aus 2,2-Bis-(4'-hydroxyphenyl)-propans und Epichlorhydrin gebildeten Epoxyds in 15 Teilen Isopropanol bei 80 bis

90 °C zugegeben. Nach beendeter Epoxydzugabe wird das Reaktionsgemisch während V* Stunde bei 85 bis 90 °C gehalten. Anschliessend wird zum Reaktionsgemisch eine Lösung von 42,75 Teilen (0,17 Aminoäquivalent) eines Polyäthylenpolyami-noamides aus polymerisierter Linolsäure und Triäthylentetra-min in 15 Teilen Isopropanol gegeben. Nach der Polyamino-amidzugabe wird das Reaktionsgemisch während 2 Stunden bei 85 bis 90 °C gehalten.

Anschliessend werden dem Reaktionsgemisch ein Gemisch aus 12,5 Teilen einer 85 %igen Orthophosphorsäure und 13 Teilen Essigsäure (als Eisessig) innerhalb lA Stunde und nach dieser Zeit 412 Teile entionisiertes Wasser zugegeben. Man erhält eine dünnflüssige Lösung, deren Trockengehalt 30% und pH-Wert 4,0 beträgt.

B. bis Z„ AA und BB. Man verfährt wie in Vorschrift A angegeben, gibt jedoch dem Reaktionsgemisch an Stelle des Phos-phorsäure-Essigsäure-Gemisches die in der nachfolgenden Tabelle I angegebene Menge der aufgeführten Säuren oder Säuregemische zu. Der Trockengehalt der erhaltenen Lösungen beträgt wie bei Vorschrift A einheitlich 30%. Die Menge benötigtes Wasser, um diesen Trockengehalt zu erhalten, und der pH-Wert der erhaltenen Lösungen sind ebenfalls in der nachfolgenden Tabelle i angegeben.

4

5

10

15

20

25

30

J5

40

45

->p

55

bl)

b5

5

624723

Tabelle I

Vor- eingesetzte Säure Säure- Wasser- erhaltener schrift menge menge pH-Wert

Bezeich- (Teile) (Teile)

nung

B

Orthophosphorsäure

7,15

385

4,4

(85%),

dann Ameisensäure

5,0

(85%)

C

Essigsäure

11,1

386

4,7

D

Propionsäure

13,8

393

4,9

E

Sulfaminsäure

19,4

407

5,1

F

Maleinsäureanhydrid,

9,8

415

3,4

dann Essigsäure

14,0

G

Phthalsäureanhydrid,

14,8

428

3,4

dann Essigsäure

14,0

H

Fumarsäure, dann

10,8

396

4,1

Essigsäure

5,0

I

Bernsteinsäure

11,0

385

5,0

J

Glutarsäure

12,3

389

5,0

K

Adipinsäure

13,6

393

5,1

L

Pimelinsäure

14,9

395

5,3

M

Azelainsäure, dann

17,45

414

4,5

Essigsäure

5,0

N

Sebacinsäure, dann

18,9

428

4,1

Essigsäure

10,4

O

Kolophonium, dann

7,0

410

4,3

Essigsäure

14,0

P

Kolophonium, dann

12,8

420

4,4

Essigsäure

14,0

Q

Kolophonium, dann

19,2

438

4,1

Essigsäure

14,0

R

Kolophonium, dann

25,6

451

4,1

Essigsäure

14,0

S

Kolophonium, dann

32,0

467

4,3

Essigsäure

14,0

T

Ölsäure, dann

11,28

420

4,3

Essigsäure

14,0

U

Ricinolsäure, dann

18,3

438

4,2

Essigsäure

14,0

V

Stearinsäure, dann

11,38

420

4,4

Essigsäure

14,0

4,2

W

Stearinsäure, dann

53,0

502

Essigsäure

8,6

4,2

X

Kokosfettsäure, dann

19,0

437

Essigsäure

14,0

4,9

Y

Salpetersäure (63%)

19,6

383

Z

Salzsäure (30%)

24,0

360

4,6

AA

Malonsäure

10,2

385

5,5

BB

Korksäure

17,1

400

5,5

CC. Zu einer Lösung von 18,9 Teilen (0,07 Aminogruppenäquivalent) eines Fettamingemisches aus Plamityl-, Stearil- und Oleylamin in 20 Teilen Isopropanol wird innerhalb 1 Stunde eine Lösung von 19 Teilen (0,1 Epoxydgruppenäquivalent)

eines aus 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-propans und Epichlorhydrin gebildeten Epoxyds in 15 Teilen Isopropanol bei 80 bis 85 °C gegeben. Nach beendeter Epoxydzugabe wird das Reaktionsgemisch während 'A Stunde bei 85 bis 90 °C gehalten. Anschliessend wird zum Reaktionsgemisch eine Lösung von 37,8 Teilen (0,15 Aminoäquivalent) eines Polyäthylenpolyaminoamides aus polymerisierter Linolsäure und Triäthylentetramin in 15 Teilen Isopropanol gegeben. Nach der Polyaminoamidzugabe wird das Reaktionsgemisch während 2 Stunden bei 85 bis 90 °C gehalten.

Anschliessend wird dem Reaktionsgemisch eine Lösung von 9,6 Teilen Kolophonium in 7,2 Teilen Eisessig zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird nach der Kolophoniumzugabe während 20 Minuten bei 85 °C gehalten. Nach dieser Zeit wird das Reaktionsgemisch mit 166 Teilen entionisiertes Wasser verdünnt. Man erhält eine Lösung, deren Trockengehalt 30% und pH-Wert 7,0 beträgt.

DD. Zu einer Lösung von 32,4 Teilen (0,12 Aminogruppenäquivalent) eines Fettamingemisches aus Palmityl-, Stearil- und Oleylamin in 25 Teilen Aethylenglykol-n-butyläther wird innerhalb 1 Stunde eine Lösung von 38 Teilen (0,2 Epoxydgruppenäquivalent) eines aus 2,2-Bis(4'-hydroxyphenol)-propans und Epichlorhydrin gebildeten Epoxyds in 25 Teilen Aethylengly-kolmono-n-butyläther bei 80 bis 85 °C zugegeben. Nach beendeter Epoxydzugabe wird das Reaktionsgemisch während 1 Vi Stunde bei 85 bis 90 °C gehalten. Anschliessend wird zum Reaktionsgemisch eine Lösung von 17,6 Teilen (0,07 Aminoäquivalent) eines Polyäthylenpolyaminoamids aus polymerisierter Linolsäure und Triäthylentetramin in 15 Teilen Aethylenglykol-n-butyläther gegeben. Nach der Polyaminoamidzugabe wird das Reaktionsgemisch während 2 Stunden bei 85 bis 90 °C gehalten.

Anschliessend wird dem Reaktionsgemisch eine Lösung von 7,76 Teilen Sulfaminsäure in 159 Teilen Wasser zugegeben. Man erhält eine Lösung, deren Trockengehalt 30% und pH-Wert 5,9 beträgt.

Beispiel 1 :

Ein Filterpapier aus reiner Cellulose mit einem Flächengewicht von 140 g/m2 wird mit einer Geschwindigkeit von 4 m/Min und einem Anpressdruck von 10 kg/cm2 mit einer wässrigen Flotte foulardiert, die durch Verdünnung mit Wasser der gemäss Herstellungsvorschriften A bis Z, AA und BB erhaltenen Lösungen 0,1 % Salze der entsprechenden Umsetzungsprodukte enthält. Das foulardierte Papier wird 30 Minuten bei 120 bis 125 °C getrocknet.

Die erhaltene Oberflächenleimung des so behandelten Papiers wird mit den nachfolgenden Tests beurteilt:

- Wasseraufnahme nach Cobb bei 30 Sekunden Einwirkungsdauer (WA Cobb3o) gemäss DIN 53 132.

Je tiefer die Wasseraufnahme, desto besser ist die Oberflächenleimung des behandelten Papiers.

- Tintenschwimmdauer (RSD) mit Prüftinte gemäss DIN 53126

In eine Porzellanschale von 10x12 cm wird soviel Papierprüftinte Blau, gemäss DIN 53 126 gegossen, bis ein Niveau von 0,5 cm erreicht ist. Das zu prüfende Papier wird zu Schiffchen mit aufgestellem Rand (Grösse 4x4 cm) gefaltet. Mittels einer Pinzette werden die Schiffchen auf die Tintenfläche aufgesetzt. Gleichzeitig wird eine Stoppuhr ausgelöst und die Zeit gemessen, bis ein sichtbares Durchschlagen der Prüftinte erfolgt. Die Resultatangabe erfolgt in Sekunden auf 10 Sekundenintervall gerundet.

Bei unbehandeltem Papier erfolgt das Durchschlagen der Prüftinte sofort. Je länger die Prüftinte braucht, um durch das geleimte Papier zu schlagen, desto besser ist die Leimung.

- Alkalische Tropfenprobe (ATP)

Auf das zu prüfende, waagrecht gehaltene Papier wird aus 5 cm Höhe mit einer 1 ml-Pipette 1 Tropfen einer wässerigen 1,0 N-Natriumhydroxydlösung fallen gelassen. Gleichzeitig wird eine Stoppuhr ausgelöst.

Nunmehr wird der Zeitintervall erfasst, der benötigt wird, bis das Papier den Tropfen absorbiert hat. Der Endpunkt ist beim Verschwinden des Glanzes erreicht. Die Resultatangabe erfolgt in Sekunden auf 10 Sekundenintervall gerundet.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

>0

55

bO

65

624 723

6

Ungeleimtes Papier absorbiert den Alkalitropfen sofort, während geleimtes Papier den Alkalitropfen umso langsamer absorbiert, je besser der Leimeffekt ist.

Die Testergebnisse des erfindungsgemäss behandelten Papiers und des unbehandelten Papiers sind in der nachfolgenden Tabelle II zusammengestellt, wobei die angegebenen Zahlen den Durchschnitt von 4 Messungen bei WA Cobb30 sind.

Tabellen

In den Behandlungs

Auftrag

Testergebnisse

10

flotten enthaltene

Salze der Umset

Trocken

WA Cobbjo

TSD

ATP

zungsprodukte ge mg/m2

g/m2

Sek.

mäss Vorschrift

15

A

-60

22

>1500

B

-60

24

>1500

C

-60

34

>1500

D

-60

30

>1500

> 15002o

E

-60

25

>1500

F

118

23

>1500

280

G

87

25

>1500

150

H

-60

22

>1500

I

-60

29

>1500

>150025

J

-60

29

>1500

K

-60

28

>1500

L

-60

27

>1500

M

-60

27

>1500

N

-60

28

>1500

> 1500 3o

O

-60

27

>1500

P

-60

25

>1500

Q

-60

29

>1500

R

-60

29

>1500

S

-60

23

>1500

>1500 35

T

-60

25

>1500

U

-60

30

1250

1140

V

-60

31

>1500

w

-60

29

>1500

X

-60

28

>1500

>1500 «

unbehandeltes

0

100

10

109

Ähnliche Resultate werden beim Einsatz von Lösungen erhalten, die Salze der Umsetzungsprodukte gemäss Herstellungsvorschriften Y, Z, AA, BB, CC und DD enthalten.

Beispiel 2:

Man verfährt wie im Beispiel 1 beschrieben, foulardiert jedoch das Filterpapier mit wässerigen Flotten, die durch Verdünnung mit Wasser der gemäss Herstellungsvorschriften CC und DD erhaltenen Lösungen 0,1 % Salze der entsprechenden Umsetzungsprodukte enthalten. Das foulardierte Papier wird mit einer Geschwindigkeit von 4 m/Minute auf einer Trommel getrocknet, deren Oberflächentemperatur 100 °C beträgt.

Die erhaltene Oberflächenleimung des so behandelten Papiers wird mit den im Beispiel 1 angegebenen Tests beurteilt.

Die Ergebnisse dieser Tests sind in der nachfolgenden Tabelle III zusammengestellt.

Tabelle III

In den Behandlungsflotten enthaltene Salze der Umsetzungsprodukte gemäss Vorschrift

Auftrag Trocken mg/m2

Testergebnisse WACobbso TSD

g/m2

Sek.

ATP Sek.

CC DD

unbehandeltes Papier

60

22

>1500

>1200

60

23

>1500

>1200

0

100

10

Ähnliche Resultate werden beim Einsatz von Lösungen erhalten, die Salze der Umsetzungsprodukte gemäss Herstellungsvorschriften A bis Z, A A und BB enthalten.

G

Claims

624723

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Oberflächenleimung von Papier, dadurch gekennzeichnet, dass man das Papier mit einer wässrigen Leimflotte imprägniert und trocknet, welche eine Zubereitung ent-" hält, die eine pH-Wert von 2 bis 8 und einen Gehalt von 10 bis 40 Gewwichtsprozent an mindestens einem in Wasser disper-gierbaren oder löslichen Salz eines Umsetzungsproduktes aufweist, wobei dieses Salz aus a) 1,0 Epoxygruppenäquivalent eines Polyglycidyläthers des 2,2-Bis-{4' -hydroxyphenyl>propans b) 0,1 bis 0,85 Aminogruppenäquivalent mindestens eines Monofettamines mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen,

c) 0,3 bis 2 Aminogruppenäquivalenten eines Polyalkylen-polyaminoamides aus c') einer polymerisierten, aliphatischen, ungesättigten Fettsäure, die sich von Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen ableitet, und c") einem aliphatischen Polyalkylenpolyamin mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen,

d) gegebenenfalls 0,1 bis 1,0 Mol eines Epihalogenhydrins oder eines Nitrils einer äthylenisch ungesättigten Monocarbon-säure mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen und e) einer Säure,

in Gegenwart eines inerten, organischen Lösungsmittels bei Temperaturen bis zu 95 °C hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzte Zubereitung ein Salz eines Umsetzungsproduktes enthält, welches aus einem 5 bis 5,5 Epoxygruppenä-quivalente pro kg aufweisenden Polyglycidyläther des 2,2-Bis-(4'-hydroxyphenol>propans als Komponente a) hergestellt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesezte Zubereitung ein Salz eines Umsetzungsproduktes enthält, welches aus einem Monofett-amin mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen als Komponente b) hergestellt wird, das 3 bis 4 Aminogruppenäquivalente pro kg aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzte Zubereitung ein Salz eines Umsetzungsproduktes enthält, welches aus einem Polyät-hylenpolyaminoamid als Komponente c) hergestellt wird, das 3 bis 4 Aminogruppenäquivalente pro kg aufweist, wobei diese Polyäthylenpolyaminoamid als Komponente c) aus einer äthylenisch ungesättigten Fettsäure mit 16 bis 18 Kohlenstoffato-men als Komponente c') und aus Diäthylentriamin, Triäthylen-tetramin oder Tetraäthylenpentamin als Komponente c") erhältlich ist
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die eingestzte Zubereitung ein Salz eines Umsetzungsproduktes enthält, welches aus Salz-, Salpeter-, Phosphor- oder Sulfaminsäure, einer cycloaliphatischen Harzsäure mit 20 Kohlenstoffatomen, einer aliphatischen Mono-oder Dicarbonsâure mit höchstens 18 Kohlenstoffatomen oder einem Anhydrid einer aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsâure mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen als Komponente e)

hergestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzte Zubereitung ein Salz eines Umsetzungsproduktes enthält, welches wasserlöslich ist.

5 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzte Zubereitung ein Salz eines Umsetzungsproduktes enthält, welches in Gegenwart eines Alkanols mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen als inertes, organisches Lösungsmittel bei 60 bis 95 °C hergestellt wird.

io 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Leimflotte einen Gehalt an Umsetzungsproduktsalz von 0,02 bis 0,2 Gewichtsprozent aufweist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch i5 gekennzeichnet, dass man das Papier bei 60 bis 140 °C trocknet.
10. Zubereitung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 10 bis 40 Gewichtsprozent mindestens eines der Umsetzungsproduktsalze enthält.

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