DE1000682B - Process for the production of absorbent paper for chromatographic purposes with special properties with regard to the separation effect - Google Patents
Process for the production of absorbent paper for chromatographic purposes with special properties with regard to the separation effectInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von saugfähigem Papier für chromatographische Zwecke mit besonderen Eigenschaften hinsichtlich der Trennwirkung Die Erfindung betrifft Papier für chromatographische Trennungen. Die chromatographische Trennung kleinster Substanzmengen mit Hilfe der Papierchromatographie ist in neuerer Zeit zu einer wertvollen Methode für die Bestimmung und Isolierung der verschiedensten chemischen Verbindungen geworden. Process for the production of absorbent paper for chromatographic Purposes with special properties with regard to the separating effect The invention relates to paper for chromatographic separations. The chromatographic separation Smallest amounts of substance with the help of paper chromatography is more recent a valuable method for the determination and isolation of the most diverse chemical compounds.
Die bisher zur Papierchromatographie verwendeten Papiere sind besonders reine Filterpapiere, die z. B. aus Baumwollfasern, Edelzellstoffen od. dgl. hergestellt werden und besondere gute Saugfähigkeits-und hohe Festigkeitseigenschaften besitzen. Es ist auch möglich, andere Faserstoffe, wie z. B. Glasfasern, Schlackenwolle, Kunstfasern u. dgl., für die Fertigung des saugfähigen Papiers heranzuziehen. The papers previously used for paper chromatography are special pure filter papers z. B. from cotton fibers, cellulose pulp. Like. Manufactured and have particularly good absorbency and high strength properties. It is also possible to use other fibrous materials, such as. B. glass fibers, slag wool, synthetic fibers and the like, to be used for the production of the absorbent paper.
Die bisher übliche Papierchromatographie arbeitet nach dem Prinzip der Verteilungschromatographie. The previously common paper chromatography works according to the principle partition chromatography.
Teilweise spricht man in Veröffentlichungen auch von Adsorptionschromatographie. Es liegen meist zwei flüssige Phasen vor, und zwar das wasserhaltige organische Lösungsmittel, in dem das zu trennende Stoffgemisch gelöst wird, und die mit diesem organischen Lösungsmittel gesättigte Wasserschicht, die auf der Papierfaser adsorbiert ist. Je leichter löslich eine Substanz in der wasserreichen Phase ist, desto stärker haftet sie an der Faser, desto langsamer wandert sie im Chromatogramm. Je schwerer löslich eine Substanz in der wäßrigen Phase ist, desto rascher wird sie mit dem organischen Lösungsmittel durch das Papier wandern, Die Stoffe werden also getrennt an Hand ihrer Löslichkeit. Rechnet man mit Adsorptionsvorgängen bei der Papierchromatographie, so spielen auch die verschiedenen Adsorptionskoeffizien ten der Stoffe bei der Trennung eine Rolle.In some publications, the term adsorption chromatography is also used. There are usually two liquid phases, namely the water-containing organic phase Solvent in which the mixture of substances to be separated is dissolved, and the one with it organic solvent saturated water that adsorbs on the paper fiber is. The more soluble a substance is in the water-rich phase, the stronger it is if it adheres to the fiber, the slower it migrates in the chromatogram. The heavier A substance is soluble in the aqueous phase, the faster it becomes with the organic solvents migrate through the paper, so the substances are separated based on their solubility. If one calculates with adsorption processes in paper chromatography, This is also how the different Adsorptionskoeffizien the substances play in the separation a role.
Um die Trennung von Vitamin-A-Alkohol und seiner Ester mit Verwendung von mit Aluminiumsulfat getränktem Papier durchführen zu können, wurde auch bereits vorgeschlagen, diese Papiere mit Petroläther zu entwickeln. Es handelt sich hierbei auch nur um die üblichen Verteilungs- oder Adsorptionsvorgänge, die sich ebenfalls bei einem bekannten mit Kieselsäure getränkten Chromatograplliepap ier ergeben. To the separation of vitamin A alcohol and its esters with use To be able to carry out paper soaked with aluminum sulphate has also already been done suggested developing these papers with petroleum ether. It is here also just about the usual distribution or adsorption processes, which are also involved in a known chromatographic paper soaked with silica.
Die Erfindung erstreckt sich auf saugfähiges Papier für chromatographische Trennungen, das sich dadurch auszeichnet, daß in dieses chemische Stoffe fein und gleichmäßig verteilt eingelagert sind, die an sich Austauschereigenschaften besitzen oder solche Eigenschaften dem saugfähigen Papier verleihen. So können heispielsweise hochmolekul are organische Stoffe, die Austauschereigenschaften besitzen, in dem aus saugfähigem Papier bestehenden Chromatographiepapier eingelagert sein, wobei jene entweder in saurer oder basischer Form substantiv auf die Papierfasern aufgezogen sind, oder als organische Füllstoffe, Kunstharze od. dgl., die Austauschereigenschaft besitzen, dem Papierstoff beigemengt sind.. An Stelle derartiger Substanzen können auch anorganische Stoffe, welche dem Chromatographiepapier Austauschereigenschaften verleihen, fein verteilt in dem Papierstoff eingelagert sein. The invention extends to absorbent paper for chromatographic Separations, which is characterized by the fact that in this chemical substances fine and are evenly distributed, which in themselves have exchanger properties or impart such properties to the absorbent paper. So can for example high molecular weight organic substances that have exchange properties in the Chromatography paper made of absorbent paper should be incorporated, whereby those in either acidic or basic form substantive to the paper fibers raised are, or as organic fillers, synthetic resins or the like. The exchange property have, are added to the paper stock .. Instead of such substances can also inorganic substances which give the chromatography paper exchange properties lend, be finely distributed in the paper stock.
Bei dem Chromatographiepapier gemäß der Erfindung erfolgt die Trennung in völlig anderer Weise wie bei der bisher bekannten Verteilungs- oder Adsorptionschromatographie. Die Lösung tritt mit der festen Phase in Wechselwirkung. Dabei üben die im Papier vorhandenen Zusätze, welche Austauschereigenschaften besitzen oder solche dem Papier verleihen, auf ionogene Substanzen spezifische Wirkungen aus, z. B. halten Carboxylgruppen basische Stoffe zurück, während sie neutrale und saure Substanzen ungehindert durchwandern lassen, d. h. also, mit den neuen Papieren werden Substanzgemische auf Grund ihrer verschiedenen Basizität bzw. Azidität getrennt. In the chromatography paper according to the invention, the separation takes place in a completely different way than in the previously known distribution or adsorption chromatography. The solution interacts with the solid phase. They practice on paper existing additives which have exchange properties or those of the paper confer specific effects on ionogenic substances, e.g. B. hold carboxyl groups alkaline substances, while they pass through neutral and acidic substances unhindered let, d. H. So, with the new papers, mixtures of substances are created on the basis of their different basicity or acidity separately.
Die mannigfachen Möglichkeiten, die bei der Anwendung von Ionenaustauschern geläufig sind, lassen sich gemäß der Erfindung auf die Papierchromatographie übertragen. Die rein äußere Handhabung der Chromatographiepapiere mit Austauschereigenschaften ist die gleiche wie bei den bisher üblichen Chromatographiepapieren, man kann aufsteigend, absteigend oder im Ringchromatogramm arbeiten. Man entwickelt die Substanzgemische zum Chromatogramm mit wäßrigen oder organischen Lösungsmitteln, die auf einen bestimmten p-Wert und durch Salzzusätze auf eine bestimmte Ionenkonzentration eingestellt sind. Die erzielte Trennwirkung ist abhängig erstens von der Austauschkapazität und der Art der austauschenden Gruppen im Papier, zweitens vom PH und der Ionenart und Ionenstärke der sogenannten entwickelnden Lösung. The manifold possibilities when using ion exchangers are common, can be transferred according to the invention to paper chromatography. The purely external handling of the chromatography papers with exchange properties is the same as with the previously usual chromatography papers, you can ascend, work in descending order or in a ring chromatogram. One develops the substance mixtures to the chromatogram with aqueous or organic solvents, which on a certain p-value and are adjusted to a certain ion concentration by adding salt. The achieved release effect is dependent firstly on the exchange capacity and the nature of the exchanging groups in the paper, secondly the PH and the ionic species and ionic strength of the so-called developing solution.
Der Bereich der Chromatographie wird sehr erweitert, wenn neben Verteilungschromatographie bzw. The field of chromatography is greatly expanded when in addition to partition chromatography respectively.
Adsorptionschromatographie gemäß der Erfindung noch die Trennwirkung durch Ionenaustausch bei der Papierchromatographie nutzbar gemacht wird. Beson-4ers günstig wirkt sich dabei aus, daß man beim Aus tauscher-Chromatographiepapier auch mit rein wäßrigem Lösungsmittel arbeiten kann, was bei der bisherigen Papierchromatographie nur in Ausnahmefällen möglich war.Adsorption chromatography according to the invention still has the separating effect is made usable by ion exchange in paper chromatography. Special 4ers It has a beneficial effect that one also uses the exchanger chromatography paper can work with purely aqueous solvent, which was the case with previous paper chromatography was only possible in exceptional cases.
Es lassen sich an dem erfindungsgemäßen Papier beispielsweise trennen: Amine, Alkaloide, Carbonsäuren, Aminosäuren, Farbstoffe verschiedener Basi zität, Phenole, Heterozyklen mit Stickstoff als Heteroatom und anorganische Kationen. The following can be separated on the paper according to the invention, for example: Amines, alkaloids, carboxylic acids, amino acids, dyes of various basicities, Phenols, heterocycles with nitrogen as the heteroatom and inorganic cations.
Die bisher in der Literatur vereinzelt beschriebenen Versuche, austauschaktive Papiere zu chromatographischen Trennungen zu benutzen, legten vom üblichen Chromatographiep ap ier ausgehend zum Teil Imprägnierungen mit wasserlöslichen Substanzen, z. B. Phosphaten, zugrunde. Solche Papiere zeigen zwar beim Entwickeln der Chromatogramme mit organischen Lösungsmitteln Austauscherwirkung, wegen der Wasserlöslichkeit der zur Imprägnierung benutzten Substanzen eignet sich das Verfahren aber nicht zur direkten Herstellung von Austauscherpapieren. Man versuchte auch fertige Papierblätter durch Veresterungsreaktionen teilweise mit Cellulosederivaten, z. B. mit Carboxymethylgruppen, auszustatten. Auch dieses Verfahren ist umständlich und zeitraubend, und es macht Schwierigkeiten, auf diese Weise Papier herzustellen, das die austauschaktiven Cellulosederivate gleichmäßig genug verteilt enthält und in seinen Papiereigenschaften, z. B. Saugfähigkeit, Glätte, Festigkeit, nicht geschädigt ist. The attempts that have been isolated so far in the literature, active exchange Papers to use for chromatographic separations laid out from the usual chromatography p ap ier partially impregnation with water-soluble substances, z. B. Phosphates. Such papers show when developing the chromatograms Exchange effect with organic solvents, because of the water solubility of the However, the process is not suitable for substances used for impregnation direct production of exchange papers. Finished sheets of paper were also tried partly by esterification reactions with cellulose derivatives, e.g. B. with carboxymethyl groups, equip. Again, this procedure is cumbersome and time consuming, and it does Difficulties in producing paper that contains the exchange-active cellulose derivatives contains evenly distributed and in its paper properties, e.g. B. absorbency, Smoothness, strength, is not damaged.
In den prioritätsälteren deutschen Patenten 907 737 und 944 347 ist bereits vorgeschlagen worden, dem saugfähigen Papier Oxycellulose, welche durch Einwirkung von Oxydationsmitteln auf Cellulosefasern erhalten wurde, in feinster Verteilnug zuzusetzen, und zwar soll nach einem Sonderverfahren die Oxycellulose zwecks gleichmäßiger Verteilung im fertigen Papier vor oder nach dem Eintrag in den Papierbrei ganz oder teilweise in eine wasserlösliche Alkaliverbindung übergeführt werden, und aus dieser ist die Oxycellulose durch eine geeignete Wasser- oder Säurebehandlung auszufällen und auf den Fasern zu fixieren. In the earlier German patents 907 737 and 944 347 is already been proposed, the absorbent paper oxycellulose, which by Effect of oxidizing agents on cellulose fibers was obtained in the finest possible way To add distribution, namely the oxycellulose is to be added according to a special process for the purpose of even distribution in the finished paper before or after the entry in the paper pulp completely or partially converted into a water-soluble alkali compound and from this the oxycellulose is obtained by a suitable water or acid treatment to precipitate and fix on the fibers.
Solche Oxycellulosepapiere für chromatographische Zwecke sind in vorliegender Erfindung ausgenommen. Such oxycellulose papers for chromatographic purposes are in excluded from the present invention.
Die erfindungsgemäßen Chromatographiepapiere werden nach folgenden Verfahren hergestellt: 1 a Zumischen von sauren oder basischen Stoffen mit Faserstruktur zum Faserstoffbrei. The chromatography papers according to the invention are according to the following Process produced: 1 a Mixing of acidic or basic substances with a fiber structure to pulp.
Ib Zumischen von nicht faserförmigen Füllstoffen zum Faserstoffbrei. Ib admixing non-fibrous fillers to the pulp.
2a Kernimprägnierung durch Zusatz der Stoffe in gelöster Form zum Faserstoffbrei und nachträgliches Ausfällen auf die Faser. 2a Core impregnation by adding the substances in dissolved form to the Pulp pulp and subsequent precipitation on the fiber.
2b Oberflächenimprägnierung durch Aufsprühen der Stofflösung auf die in Bildung begriffene oder fertige Papierbahn oder Tauschen derselben mit anschließendem Ausfällen im Fällbad oder Verdunsten des Lösungsmittels. 2b surface impregnation by spraying on the substance solution the paper web being formed or finished or exchanging the same with subsequent one Precipitation in the precipitation bath or evaporation of the solvent.
Zur Herstellung von Chromatographiepapier mit Austauschereigenschaften gemäß Erfindung können folgende Stoffe herangezogen werden: Cellulosederivate, ausgenommen Oxycellulose, und zwar Carboxymethylcellulose, saure Celluloseester wie Cellulose sulfat, Cellulosephosphat, Cellulosephthalat, - maleinat, -- succinat; stickstoffhaltige oder sulfonsäuresuS stituierte Celluloseäther, wie man sie in an sich bekannter Weise erhält, z. B. aus Alkalicellulose und geeignet substituierten Chloräthanen oder Äthylschwefelsäuren. Die Löslichkeit höhersubstituierter Produkte dieser Art läßt sich bekanntlich herabsetzen durch Vernetzungsreaktionen z. B. mit Glyoxal oder Dichlorhydrin. For the production of chromatography paper with exchange properties according to the invention can the following substances are used: cellulose derivatives, except Oxycellulose, namely carboxymethyl cellulose, acidic cellulose esters such as cellulose sulfate, cellulose phosphate, cellulose phthalate, maleate, succinate; nitrogenous or sulfonic acid-substituted cellulose ethers, as they are known per se Way receives, e.g. B. from alkali cellulose and appropriately substituted chloroethanes or ethylsulfuric acids. The solubility of highly substituted products of this type can be known to reduce by crosslinking reactions z. B. with glyoxal or dichlorohydrin.
Obenerwähnte Cellulosederivate sind Ionenaustauscher, die sich gemäß Erfindung zum Zumischen zum Papierstoff eignen, ihre Herstellung an sich liegt außerhalb der Ansprüche dieses Patents. The above-mentioned cellulose derivatives are ion exchangers which are in accordance with Invention suitable for admixture to the paper stock, its production itself is outside of it of the claims of this patent.
Es lassen sich dem Papier gemäß Erfindung ferner einlagern hochmolekulare Carbonsäuren wie Alginsäure, Pektin, Tannin oder gehärtete Eiweiß sorten, wie z. B. mit Formalin behandeltes Kasein. Als Füllstoffe kommen außerdem in Frage farblose anorganische Oxyde oder Hydroxyde, wie z. B. Zinkoxyd, Magnesia, Kalk. Ferner können zugemischt werden organische Säuren, die in Wasser unlöslich sind, z. B. The paper according to the invention can also incorporate high molecular weight Carboxylic acids such as alginic acid, pectin, tannin or hardened protein types, such as. B. Formalin treated casein. Colorless fillers can also be used inorganic oxides or hydroxides, such as. B. zinc oxide, magnesia, lime. Furthermore can organic acids which are insoluble in water are mixed in, e.g. B.
Naphthoesäure, Terephthalsäure, höhere Fettsäuren, Naphthylaminsulfonsäure, Sulfanilsäure, Benzidindisulfonsäure sowie feinpulverisierte Kunstharze mit Austauschereigenschaften, wie sie in mannigfacher Abstufung der Azidität bzw. Basizität handelsüblich sind.Naphthoic acid, terephthalic acid, higher fatty acids, naphthylamine sulfonic acid, Sulfanilic acid, benzidine disulfonic acid and finely powdered synthetic resins with exchange properties, as they are commercially available in various gradations of acidity or basicity.
Zur Kern- und Oberflächenimprägnierung des für die Chromatographie verwendeten Papiers gemäß Erfindung eignen sich unter den bisher genannten Substanzen alle die, die in gelöster Form dem Papierstoffbrei zugesetzt und anschließend durch Änderung des PH-Wertes oder durch Verdrängen des Lösungsmittels auf die Faser ausgefällt werden können, z. B. For core and surface impregnation for chromatography Paper used according to the invention are suitable among the substances mentioned so far all those that are added to the paper pulp in dissolved form and then through Change in the pH value or precipitated on the fiber by displacing the solvent can be, e.g. B.
Carboxymethylcellulose, Alginsäure, Pektin, Tannin, wasserunlösliche organische Säuren oder anorganische Hydroxyde. Daneben können hochmolekulare Stoffe verschiedenster Art Verwendung finden, die als solche auf die Papierfaser substantiv aufziehen oder auch im Papier-Faserstoff-Gemisch durch Kondensation oder Polymerisation entstehen. Als Beispiele seien genannt, Formaldehydkondensationsprodukte von Melamin oder Hexamethylendiamin, wasserunlösliche Polyacrylsäureverbindungen oder Polyäthylenimine. Nur zum Naß festmachen von Papier sind bisher derartige Imprägnierungszusätze zum Papierstoffbrei oder zum fertigen Papier bekanntgeworden, jedoch nicht für Chromatographiepapiere.Carboxymethyl cellulose, alginic acid, pectin, tannin, water-insoluble organic acids or inorganic hydroxides. In addition, high molecular weight substances Find various types of use, which as such refer to the paper fiber as a substantive or in a paper-fiber mixture by condensation or polymerisation develop. Examples are formaldehyde condensation products of melamine or hexamethylenediamine, water-insoluble polyacrylic acid compounds or polyethyleneimines. So far, such impregnation additives have only been used to wet paper Paper pulp or for the finished paper has become known, but not for chromatography papers.
Der Trenneffekt des erfindungsgemäßen Chromatographiepapiers ist wesentlich abhängig vom Gehalt des Papiers an austauschaktiven Gruppen. Die Menge an zugesetzter bzw. im Faserstoffbrei erzeugter Austauschersubstanz läßt sich mit dem speziellen Zweck in weiten Grenzen variieren. Im allgemeinen arbeitet man heute mit Austauschkapazitäten von O,OI bis 0,2 Äquivalenten je m2 Papier. Man erhält so austauschaktive Chromatographiepapiere, deren Azidität bzw. The separation effect of the chromatography paper according to the invention is essentially dependent on the content of active exchange groups in the paper. The amount on added or in the pulp generated exchange substance can be with vary within wide limits for the specific purpose. Generally one works today with exchange capacities of O, OI to 0.2 equivalents per m2 of paper. You get such exchange-active chromatography papers whose acidity or
Basizität durch die chemischen Eigenschaften der Austauschersubstanz, deren Kapazität durch die Menge des Zusatzes bestimmt ist. In speziellen Fällen lassen sich zur Trennung von Stoffgemischen, die saure, neutrale und basische Substanzen enthalten, Papiere verwenden, die gleichzeitig saure und basische Zusätze enthalten. Die beiden austauschfähigen Substanzen können dabei im Papier in gleichen oder in voneinander verschiedenen Mengenverhältnissen vorliegen.Basicity due to the chemical properties of the exchange substance, whose capacity is determined by the amount of additive. In special cases can be used to separate mixtures of substances, the acidic, neutral and basic substances use papers that contain both acidic and basic additives. The two interchangeable substances can be in the same or in the paper mutually different quantitative ratios exist.
Wie sich die verschieden möglichen Stoffe auf die in Frage kommenden
Herstellungsverfahren verteilen, zeigt nachstehende Tabelle:
Bei den Zumischverfahren (ia und Ib) zum Faserstoffbrei wird man im allgemeinen die Kationenaustauscher in der sauren, die Anionenaustauscher in der basischen Form zusetzen. Dies bedingt, daß man die austauschaktiven Substanzen vielfach einer Vorbehandlung zu unterziehen hat. Die Kationenaustauscher (Ia und Ib »sauer«) werden meist mit verdünnter Mineralsäure bei unter 4 liegenden pl-Werten, die Anionenaustauscher (Ia und Ib »basisch«) mit verdünnten Laugen bei pE-Werten über IO behandelt und anschließend mit Wasser gründlich ausgewaschen. Das Zumischen selbst kann zu jedem Zeitpunkt der Faserstoffvorbereitung erfolgen. In der Regel wird man feinzerfaserte Austauschersubstanzen oder solche, die leicht schleimig werden, erst nachdem Mahlen zusetzen, während grobfaserige, schwerer sich verteilende zweckmäßig vor oder während des Mahlens zugegeben werden. Kationenaustauscher nehmen begierig Schwermetallionen auf, man hat daher das Mahlen solcher Stoffe in korrosionsfesten Einheiten durchzuführen. In the admixing process (ia and Ib) to the pulp one becomes generally the cation exchangers in the acidic, the anion exchangers in add to the basic form. This requires that you have the exchange-active substances often has to undergo pre-treatment. The cation exchangers (Ia and Ib "acidic") are usually treated with dilute mineral acid with pi values below 4, the anion exchangers (Ia and Ib "basic") with dilute alkalis at pE values Treated via IO and then thoroughly washed out with water. The mixing pulp preparation itself can take place at any time. Usually One becomes finely fiberized exchange substances or those that are slightly slimy become clogged only after grinding, while coarse-grained, more difficult to spread expediently be added before or during milling. Take cation exchanger eager to heavy metal ions, one therefore has to grind such substances into corrosion-resistant Units to perform.
Nichtfa,serförmige Füllstoffe (1 b) werden am besten vor dem Zumischen fein pulverisiert. Es ist wesentlich für die spätere Trennwirkung des Chromatographiepapiers, daß die austauschaktiven Füllstoffe sehr feinkörnig und im Papierstoffbrei gleichmäßig verteilt sind. Non-fibrous fillers (1b) are best before mixing finely powdered. It is essential for the later separation effect of the chromatography paper, that the exchange-active fillers are very fine-grained and evenly in the pulp are distributed.
Die Herstellung des saugfähigen Papiers mit den zugemischten feinverteilten Stoffen erfolgt in an sich bekannter Weise. The production of the absorbent paper with the mixed finely divided Substances takes place in a manner known per se.
Zur Kern- und Oberflächenimprägnierung werden solche Substanzen benützt, die in Form ihrer Salze löslich sind. Substanzen dieser Art, die unter 2a und 2b »sauer« genannt sind, werden durch nachträgliches Absäuern, die Substanzen zu 2a und 2b »basisch« durch nachträglichen Zusatz von Laugen auf die Faser ausgefällt (Typus A). Ferner finden unter anderem auch Stoffe Verwendung, die nach Art substantiver Farbstoffe, ohne daß eine Änderung des p-Wertes nötig ist auf die Faser aufziehen, wie z. B. Such substances are used for core and surface impregnation, which are soluble in the form of their salts. Substances of this type listed under 2a and 2b Are called "acidic", the substances become 2a through subsequent acidification and 2b "Basic" precipitated by the subsequent addition of alkalis to the fiber (Type A). Furthermore, among other things, substances are also used that are substantive by type Dyes can be absorbed onto the fiber without changing the p-value, such as B.
Polyäthylenimine geeigneten Polymerisationsgrades (Typus B), oder die erst durch Kondensation oder Polymerisation im Faserstoffbrei entstehen, wie z. B. die unter 2a »basisch« genannten Formaldehydkondensationsprodukte (Typus C).Polyäthylenimine suitable degree of polymerization (type B), or which only arise through condensation or polymerization in the pulp, such as z. B. the formaldehyde condensation products mentioned under 2a "basic" (type C).
Je nach Art der eingesetzten Substanz gestaltet sich das Imprägnierverfahren ein wenig anders. Grundsätzlich kann der Zusatz der vorgenannten Lösungen zu jedem Zeitpunkt der Stoffverarbeitung, d. h. durch Zusatz zum Faserstoff- bzw. Papierstoffbrei (»Kernimprägnierung«) oder auch durch Auftragen auf die in Bildung begriffene oder fertige Papierbahn (»Oberflächen imprägnierung«) erfolgen. The impregnation process depends on the type of substance used a little different. In principle, the addition of the aforementioned solutions to each Time of fabric processing, d. H. by adding to the pulp or paper pulp (»Core impregnation«) or by applying it to the or finished paper web (»surface impregnation«).
Bei Substanzen, die in Form ihrer Salze löslich sind (Typus A), arbeitet man am besten mit äquivalenten Mengen, d. h. man gibt zunächst zum Papierstoffbrei die Lösung des Salzes, mischt gut durch und setzt nun die zur Fällung der freien Säure bzw. Base eben notwendige, d. h. äquivalente Menge Mineralsäure oder Lauge zu. Man vermeidet dadurch einen zu hohen Gehalt des Papierstoffbreies an Neutralsalzen. Will man Papiere mit derartigen Substanzen herstellen, die völlig frei sind von Neutralsalzen, so hat man den Papierstoff nach der Kernimprägnierung, ehe er zur Papiermasohine gelangt, noch einmal gründlich auszuwaschen. With substances that are soluble in the form of their salts (type A), works it is best to use equivalent quantities, i. H. it is first added to the pulp the solution of the salt, mixes well and now sets the to precipitate the free Acid or base just necessary, d. H. equivalent amount of mineral acid or alkali to. This avoids too high a neutral salt content in the pulp. If you want to produce paper with such substances that are completely free of Neutral salts, so you have the paper stock after the core impregnation, before it is Paper mash has come to be washed thoroughly again.
Das Aufziehen der Substanzen, die nach Art substantiver Farbstoffe auf die Fasern aufziehen (Typus B), erfordert bei der Kernimprägnierung eine gewisse Verweilzeit. Bei Substanzen, die erst durch Kondensations- oder Polymerisationsreaktionen im Papierstoffbrei entstehen (Typus C), ist es wichtig, daß die Lösung des einen Reaktionspartners (z. B. The absorption of substances like substantive dyes pulling on the fibers (type B) requires a certain amount of core impregnation Dwell time. In the case of substances that only result from condensation or polymerisation reactions arise in the paper pulp (type C), it is important that the solution of the one Reaction partner (e.g.
Hexamethylendiamin) zunächst im Stoffbrei gleichmäßig verteilt wird, ehe man die die Reaktion auslösende Substanz (z. B. Formaldehyd) zugibt. In allen drei Fällen (A, B und C) kann der Zusatz vor, während oder nach dem Mahlen oder auch durch Auftragen auf die Papierbahn erfolgen.Hexamethylenediamine) is first evenly distributed in the pulp, before the substance that triggers the reaction (e.g. formaldehyde) is added. In all three cases (A, B and C) the addition can be before, during or after grinding or can also be done by applying to the paper web.
Eine weitere Möglichkeit zur Kern- und Oberflächenimprägnierung besteht darin, daß man bei Substanzen, die Austauschereigenschaften besitzen oder solche dem Papier verleihen, die Säuren in ihrer sauren und die Basen in ihrer basischen Form in Lösung bringt und so dem Papierstoffbrei zusetzt (Typus D). There is another possibility for core and surface impregnation in the fact that one with substances that have exchange properties or such give the paper the acids in their acidic and the bases in their basic Bringing the form into solution and adding it to the pulp (type D).
Als Lösungsmittel kommen heißes Wasser und mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel in Frage. Hot water and water-miscible organic solvents are used as solvents Solvent in question.
Das Ausfällen der gelösten Substanzen auf die Faser erfolgt dann entweder beim Abkühlen des Wassers oder beim Verdünnen des organischen Lösungsmittels mit Wasser. Der Zusatz kann wieder zu einem beliebigen Zeitpunkt der Stoffverarbeitung oder durch Auftragen auf die Papierbahn erfolgen.The dissolved substances are then precipitated onto the fiber either when cooling the water or when diluting the organic solvent with Water. The addition can be restored at any time during fabric processing or by applying to the paper web.
Ein weiteres Verfahren, das sich vorzugsweise zur Oberflächenimprägnierung eignet, besteht darin, daß man Substanzen des vorgenannten Typus in flüchtigen Lösungsmitteln löst und auf die Papierbahn aufträgt. Another method that is preferably used for surface impregnation suitable consists in using substances of the aforementioned type in volatile solvents dissolves and applies to the paper web.
Das Lösungsmittel verflüchtigt sich in der Trockenpartie oder in einer besonders dazu eingerichteten Trockenanlage, wie sie z. B. von Papierlackiermaschinen her bekannt ist, und die austauschaktive Substanz schlägt sich auf die Faser nieder.The solvent evaporates in or in the dryer section specially set up drying system, as z. B. of paper coating machines is known ago, and the active exchange substance is deposited on the fiber.
Allgemein können zur Oberflächenimprägnierung die in der Papierindustrte üblichen Auftragsgeräte, wie z. B. Leimpressen, Auftragswalzen oder Sprührohre verschiedener Anordnung, V;erwendung finden. In general, those used in the paper industry for surface impregnation common application devices, such as B. size presses, applicator rollers or Spray pipes of various arrangements, find use.
Meist wird es genügen, dem Auftrag einseitig auszuführen. Bei Verwendung von Substanzen, die in Form ihrer Salze löslich sind und durch nachträgliches Absäuern bzw. Alkalischmachen auf die Fasern ausgefällt werden, oder solchen Substanzen, die durch Kondensation oder Polymerisation entstehen, sind zwei voneinander getrennte Imprägnierstufen erforderlich, da es sich hierbei um Fällungsreaktionen handelt.Usually it will be sufficient to carry out the order on one side only. Using of substances that are soluble in the form of their salts and by subsequent acidification or alkalizing on the fibers are precipitated, or such substances, which arise through condensation or polymerization are two separate from each other Impregnation steps required, as these are precipitation reactions.
Aus dem Vorhergehenden folgt, daß die für die Kernimprägnierung nachstehend gegebenen Anwendungsbeispiele II bis I3 ohne weiteres auf das Oberflächenimprägnierungsverfahren übertragbar sind, wie auch die Beispiele Iq und I5, die als Oberflächenimprägnierung beschrieben sind, sich sinngemäß als Kernimprägnierung durchführen lassen. From the foregoing it follows that those for core impregnation are as follows given application examples II to I3 without further ado to the surface impregnation process Can be transferred, like examples Iq and I5, as surface impregnation are described, can be carried out analogously as core impregnation.
Wie schon erwähnt, enthäLt das erfindungsgemäß e Papier die austauschaktiven Substanzen meistens nicht in Form ihrer Salze, sondern die Kationenaustauscher liegen in der sauren Form, die Anionenaustauscher in der basischen Form vor. Da nun aber Ionenaustauscher nicht nur als freie Säuren bzw. As already mentioned, the paper according to the invention contains the exchange-active ones Substances are mostly not in the form of their salts, but the cation exchangers in the acidic form, the anion exchangers in the basic form. But now Ion exchangers not only as free acids or
Basen, sondern auch in Gestalt ihrer Salze wirksam sind, ist es in einigen Fällen möglich, daß die Stoffe, dieAustauschereigenschaften besitzen oder solche dem Papier verleihen, im Papier in Form ihrer Salze vorbanden sind. Der Fall kann dann eintreten, wenn die austauschaktive Substanz als Salz wasserunlöslich ist.Bases, but also in the form of their salts, are effective, it is in In some cases it is possible that the substances have exchange properties or give those to the paper, are present in the paper in the form of their salts. The case can occur when the active exchange substance is insoluble in water as a salt is.
So können z. B. Cellulosephosphat, -phthalat, -maleinat, -succinat und niedersubstituierte Carboxymethylcellulose dem Papier ohne weiteres in Form der Alkali- oder Erdalkalisalze zugesetzt werden (Verfahren Ia), auch das Zumischen von pulverisierten Austauscherharzen in der Salzform macht keinerlei Schwierigkeiten (Verfahren Ib). Die betreffenden austauschaktiven Substanzen sind vor dem Zumischen vorzubehandeln: die Kationenaustauscher werden bekanntlich am besten mit Alkalisalzen schwacher Säuren, die Anionenaustauscher mit chlorwasserstoffsauren Salzen schwacher Basen in die Alkali- bzw. chlorwasserstoffsauren Salze übergeführt (vgl. dazu das folgende Anwendungsbeispiel 1 b).So z. B. cellulose phosphate, phthalate, maleate, succinate and low-substituted carboxymethyl cellulose to the paper readily in the form the alkali or alkaline earth salts are added (method Ia), including the admixing of pulverized exchange resins in the salt form does not cause any difficulties (Method Ib). The active exchange substances in question are prior to admixing pretreatment: the cation exchangers are known to be best with alkali salts weak acids, the anion exchangers with hydrochloric acid salts are weaker Bases converted into the alkali or hydrochloric acid salts (cf. following application example 1 b).
An u-endunfsbeispiele 1. Zu 5 Gewichtsteilen des zur Herstellung von saugfähigem Papier geeigneten Faserstoffbreis wird in 94 Gewichtssteile Wasser I Gewichtsteil faserförmige Carboxylmethylcellulose zugesetzt. Die Carboxylmethylcellulose wird vorher mit verdünnter Mineralsäure in die freie Säure übergeführt. Der Zusatz zum Faserstoffbrei erfolgt vor dem Mahlen. Das fertige Papier enthält etwa 1 0/o Carboxylgruppen, bezogen auf das Papier. An u-endunfsbeispiele 1. To 5 parts by weight of the for the preparation pulp suitable for absorbent paper is dissolved in 94 parts by weight of water I part by weight of fibrous carboxylmethyl cellulose was added. The carboxymethyl cellulose is converted into the free acid beforehand with dilute mineral acid. The addition to pulp takes place before milling. The finished paper contains about 10% Carboxyl groups based on the paper.
2. In 94 Gewichtssteile Wasser werden 5 Gewichtsteile Faserstoff suspendiert. Nach dem Mahlen wird I Gewichtsteil Cellulosephthalat (mit 7 0/0 sauren gehalt) zugesetzt. Das fertige Papier enthält o,70/a Phosphor, bezogen auf Papier. Das Cellulosephosphat läßt k ich in bekannter Weise herstellen, z. B. durch Erhit en von Cellulose mit Phosphorsäure und Harnstoff if I500, und liegt als zweibasisch saurer Ester vor. 2. 5 parts by weight of fibrous material are added to 94 parts by weight of water suspended. After grinding, I part by weight of cellulose phthalate (with 7% acidic content) added. The finished paper contains 0.70 / a phosphorus, based on paper. The cellulose phosphate can be produced in a known manner, e.g. B. by Erhit en of cellulose with phosphoric acid and urea if I500, and lies as dibasic acidic ester.
3. Ti 94 Gewichtsteile Wasser werden 5 Gewichtsteile Faserstoff suspendiert. Nach dem Mahlen wird Gewichtsteil Cellulosephthalat (mit 70/0 sauren Carboxylgruppen) zugesetzt. Das fertige Papier enthält 0.70/0 Carboxyl, bezogen auf Papier. Da:) Cellulosephtbalat wird in bekannter Weise, z. B. durch Verestern von Cellulose mit Phthalsäureanhydrid in Eisessig, hergestellt und liegt als Halbester vor. 3. Ti 94 parts by weight of water are suspended 5 parts by weight of fiber. After grinding, part by weight of cellulose phthalate (with 70/0 acidic carboxyl groups) added. The finished paper contains 0.70 / 0 carboxyl, based on paper. There:) Cellulosephtbalat is known in a known manner, for. B. by Esterifying cellulose with Phthalic anhydride in glacial acetic acid, produced and available as a half ester.
. Man gibt zu 5,3 Gewichtsteilen Faserstoff in 94 Gewichtsteile Wasser 0,7 Gewichtsteile faserförmige Alginsäure. DieAlginsäure wurde vorher durch mehrmaliges Behandeln mit verdünnter NIineralsäure in die freie Säure übergeführt. Der Zusatz erfolgt vor dem Mahlen. Das fertige Papier enthält I,8°/0 Carboxylgruppen, bezogen auf Papier. . It is added to 5.3 parts by weight of fiber in 94 parts by weight of water 0.7 parts by weight of fibrous alginic acid. The alginic acid was previously by repeated Treatment with dilute mineral acid converted into the free acid. The addition takes place before grinding. The finished paper contains 1.8% carboxyl groups, based on on paper.
5. 10 Gewichtsteile 2-Chlor-I-dimethylaminoäthanhydrochlorid werden in 15 Gewichtsteile Aceton und I Gewichtsteil 20°/oiger Natronlauge mit 35 Gewichtsteilen Alkalicellulose umgesetzt. NIan mischt dem gründlich gewaschenen Reaktionsprodukt gleiche Teile des zur Herstellung von saugfähigem Papier geeigneten gemahlenen Faserstoffes zu und suspendiert in 300 Gewichtsteile Wasser. Das fertige Papier enthält in IOO g 20 basische Austauschmilliäquivalente. 5. 10 parts by weight of 2-chloro-I-dimethylaminoethane hydrochloride will be in 15 parts by weight of acetone and 1 part by weight of 20% sodium hydroxide solution with 35 parts by weight Alkali cellulose implemented. NIan mixes the thoroughly washed reaction product equal parts of the milled pulp suitable for the production of absorbent paper and suspended in 300 parts by weight of water. The finished paper contains in IOO g 20 basic exchange milliequivalents.
6. Man mischt zu 4 Gewichtsteilen Faserstoff in 94 Gewichtsteile Wasser 2 Gewichtsteile feinpulverisiertes Anionenaustauscherharz. Das Austauscherharz wurde vorher mehrmals mit Io°/oiger Natronlauge vorbehandelt und enthielt I,5 austauschfähige Milliäquivalente je g. Der Zusatz kann vor oder nach dem Mahlen erfolgen. Das fertige Papier enthält je 100 g o Milliäquivalente basische Austauschersubstanz. 6. Mix to 4 parts by weight of fiber in 94 parts by weight Water 2 parts by weight of finely powdered anion exchange resin. The exchange resin was previously pretreated several times with 10% sodium hydroxide solution and contained 1.5 exchangeable Milliequivalents per g. The addition can be made before or after grinding. The finished one Paper contains 100 g o milliequivalents of basic exchange substance.
7. Dem Faserstoffbrei wird 3 0/0 (bezogen auf Stoff) feinpulverisiertes Zinkoxyd vor oder nach dem Mahlen zugesetzt. Das fertige Papier enthält in 100 g ßoo Austauschermilliäquivalente. 7. The pulp is finely pulverized 3 0/0 (based on fabric) Zinc oxide added before or after grinding. The finished paper contains 100 g 200 exchange millie equivalents.
8. Dem Faserstoffbrei werden 15 0/0 (bezogen auf Stoff) Naphthylaminsulfonsäure vor oder nach dem Mahlen zugesetzt. Das fertige Papier enthält I O/o Sulfonsauregruppen, bezogen auf Papier. 8. 15% (based on the fabric) naphthylamine sulfonic acid are added to the pulp added before or after grinding. The finished paper contains I O / o sulfonic acid groups, based on paper.
9. In 94 Gewichtsteile Wasser befinden sich 5,6 Gewichtsteile gemahlenen Faserstoff. Dazu gibt man bei 500 0,4 Gewichtsteile Natriumstearat in I Gewichtsteil Wasser gelöst, füllt mit Calciumacetat und führt das auf der Faser niedergeschlagene Calciumstearat mit verdünnter Salzsäure in die freie Säure über. Das Papier enthält o,GO/o austauschfähige Carboxylgruppen, bezogen auf Papier. 9. In 94 parts by weight of water there are 5.6 parts by weight of ground Pulp. At 500, 0.4 parts by weight of sodium stearate are added in 1 part by weight Dissolved water, fills with calcium acetate and carries the precipitated on the fiber Calcium stearate is converted into the free acid with dilute hydrochloric acid. The paper contains o, GO / o exchangeable carboxyl groups, based on paper.
10. o,6 Gewichtsteile Tannin werden in verdünnter Natronlauge gelöst und zu 5,4 Gewichtsteilen gemahlenem Faserstoff in 9+ Gewichtsteile Wasser gegeben. 10. 0.6 parts by weight of tannin are dissolved in dilute sodium hydroxide solution and added to 5.4 parts by weight of ground pulp in 9+ parts by weight of water.
Man säuert mit verdünnter Salzsäure auf pol 2 ah und wäscht gründlich mit Wasser. Der so vorbehandelte Faserstoff wird in 94 Gewichtsteile Wasser der Papiermaschine zugeführt. Das fertige Papier enthält I °/0 Carboxylgruppen, bezogen auf Papier.It is acidified to pole 2 ah with dilute hydrochloric acid and washed thoroughly with water. The fiber material pretreated in this way is dissolved in 94 parts by weight of water Paper machine fed. The finished paper contains 10/0 carboxyl groups, based on on paper.
1 1. 0,2 Gewichtsteile Natriumalginat (mit 9 °/o Na) werden in 94 Gewichtsteile Wasser gelöst. Man suspendiert in dieser Lösung 5,8 Gewichtsteile gemahlenen Faserstoff und fügt 0,I Gewichtsteil konzentrierte Salzsäure hinzu. Der Faserstoffbrei wird ohne weiteres Waschen der Papiermaschine zugeführt. Das fertige Papier enthält 0,5 °/o Carboxylgruppen. 1 1. 0.2 parts by weight of sodium alginate (with 9% Na) are in 94 Parts by weight of water dissolved. 5.8 parts by weight are suspended in this solution ground pulp and adds 0.1 part by weight of concentrated hydrochloric acid. Of the Pulp is fed to the paper machine without further washing. The finished one Paper contains 0.5% carboxyl groups.
I2. Zu einem Faserstoffbrei, der in 9+ Gewichtsteile Wasser 6 Gewichtsteile Faserstoff enthält, gibt man o", Gewichtsteile Hexamethylendiamin, mischt gut durch und fügt dann 0,2 Gewichtsteile Formaldehyd in 300/oiger Lösung hinzu. Das fertige Papier enthält in 100 g 65 Austausch-Milliäquivalente. I2. To a pulp which in 9+ parts by weight of water 6 parts by weight Contains fibrous material, you add o "parts by weight of hexamethylenediamine, mix well and then adds 0.2 parts by weight of formaldehyde in a 300% solution. The finished one 100 g paper contains 65 milliequivalents in exchange.
13. Zu einer Faserstoffsuspension, die in 94 Gewichtsteile Wasser 6 Gewichtsteile gemahlenen Faserstoff enthält, gibt man 0,3 Gewichtsteile einer 50°/oigen Lösung von Polyäthylenimin. Man läßt über Nacht stehen. Das fertige Papier enthält 0.36 ovo basischen Stickstoff, bezogen auf Papier. 13. To a pulp suspension in 94 parts by weight of water Contains 6 parts by weight of ground pulp, 0.3 parts by weight of a 50% solution of polyethyleneimine. Leave to stand overnight. The finished paper contains 0.36 ovo basic nitrogen, based on paper.
14. Man trägt auf die Papierbahn eine heiße Ioo/oige wäßrige Lösung von Sulfanilsäure auf. Der Auftrag wird so geführt, daß die feuchte Bahn 2 01o Sulfanilsäure (auf Stoff atro bezogen) aufnimmt. Das fertige Papier enthält etwa IO/o austauschaktive Sulfonsäuregruppen. 14. A hot 100% aqueous solution is applied to the paper web of sulfanilic acid. The application is carried out in such a way that the moist web has 2 01o sulfanilic acid (based on dry matter) absorbs. The finished paper contains about IO / o active exchange Sulfonic acid groups.
I5. Die Papierbahn wird mit einer ammoniakalischen Lösung von Zinkhydroxyd getränkt (I,5 O/o Zn auf Papier bezogen). Man vertreibt das Ammoniak durch Erwärmen auf IIO bis I20° und schlägt dadurch Zinkhydroxyd auf der Faser nieder. Das fertige Papier enthält 1,50/0 Zn. I5. The paper web is coated with an ammoniacal solution of zinc hydroxide soaked (1.5% Zn based on paper). The ammonia is expelled by heating to IIO to I20 ° and thereby precipitates zinc hydroxide on the fiber. The finished one Paper contains 1.50 / 0 Zn.
I6. I Gewichtsteil Cellulosephosphat (mit 8 0/o Phosphorgehalt) wird mehrfach mit konzentrierter Natriumacetatlösung behandelt und dann gründlich mit Wasser gewaschen. Das so erhaltene Natriumsalz der Cellulosephosphorsäure wird zu 5 Gewichtsteilen gemahlenem Faserstoff in 94 Gewichtsteile Wasser zugemischt. Das fertige Papier enthält 1 0/0 Phosphor, bezogen auf Papier. I6. I part by weight of cellulose phosphate (with 8 0 / o phosphorus content) Treated several times with concentrated sodium acetate solution and then thoroughly with Water washed. The sodium salt of cellulose phosphoric acid thus obtained becomes 5 parts by weight of ground pulp mixed in 94 parts by weight of water. That finished paper contains 1 0/0 phosphorus, based on paper.
Claims (8)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEZ3525A DE1000682B (en) | 1953-06-22 | 1953-06-22 | Process for the production of absorbent paper for chromatographic purposes with special properties with regard to the separation effect |
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DE (1) | DE1000682B (en) |
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