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Verwendung von wasserlöslichen Mischpolymerisaten zum Veredeln von
Papier Es ist bekannt, die Harzleimung von Papier durch Zusätze von Polyacrylsäureamid,
Polymethaerylsäureamid oder von Mischpolymerisaten des Acrylsäureamids bzw. Methacrylsäureamids
mit ungesättigten Carbonsäuren oder Carbonsäurenitrilen zu verbessein. Solche Mischpolymerisate
wurden auch als Bindemittel für Streichfarben verwendet. Zur Erhöhung der Naßfestigkeit
wurden die Amidgruppen dieser Mischpolymerisate mit Fonnaldehyd, Glyoxal oder Vorkondensaten
des Formaldehyds mit Harnstoff umgesetzt.
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Es sind auch Mischpolymerisate bekannt, die in Form von wäßrigen Dispersionen
oder Lösungen in organischen Lösungsmitteln bei der Papierveredlung verwendet werden
können. Diese Mischpolymerisate, die aus Acrylsäureamiden, Acrylsäureestern und
Acrylsäurenitril,en oder aus Acrylsäureamid, Acrylsäureestem und einer Styrolkomponente
bestehen, sind jedoch nicht wasserlöslich. Sie können darum nur in Form ihrer Dispersionen
oder Lösungen in organischen Lösungsmitteln angewendet werden.
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Es wurde nun gefunden, daß man Papier oder papierähnliche Erzeugnisse
veredeln kann, wenn man die Papieroberflächen und/oder die Papiermasse mit wasserlöslichen
Mischpolymerisaten aus 55 bis 94 Gewichtsprozent Acrylsäureamid und/oder
Methacrylsäureamid und 45 bis 6 Gewichtsprozent von Estern a,ß-ungesättigter
Carbonsäuren mit Alkoholen, die 1 bis 4 Kohlenetoffatome haben, behandelt,
wobei die Mischpolymerisate einen k-Wert von wenigstens 20 haben. Die Behandlung
der Papieroberflächen oder Papiermassen kann mit den genannten wasserlöslichen Mischpolymerisaten
auch zusammen mit anderen zum Veredeln von Papier oder papierähnlichen Erzeugnissen
verwendeten Stoffen vorgenoInmen werden.
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Unter Papfer und ähnlichen Erzeugnissen sind Materialien aus natürlichen
oder künstlichen Faserstoffen zu verstehen, die in wäßriger Suspension in bekannter
Weise auf einem siebartigen Gewebe entwässeM abgepreßt und getrocknet werden können,
z. B. Papier, Karton, Handpappen, Faservliese u. dgl.
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Als Veredlung ist im vorliegenden Fall ein Verbessern der Leimung,
der Fettdichtigkeit und der Lackierfähigkeit sowie eine Erhöhung der Festigkeit
anzusehen.
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Als ungesättigte Carbonsäureamide kommen Acrylsäureamid und Methaerylsäureamid
in Betracht. Ungesättigte Carbonsäureester, aus denen die Mischpolymerisate zusammen
mit diesen Carbonsäureamiden aufgebaut sein können, sind Ester der Acrylsäure mit
Alkoholen, die höchstens 4 Kohlenstoffatome enthalten, Ester der Methacrylsäure,
die höchstens 3 Kohlenstoffatome enthalten, z. B. Acrylsäuremethyl-, -äthyl-,
-propyl-, -isopropyl- und -butylester, Methacrylsäuremethyl-, -äthyl- und -propylester,
außerdem die entsprechenden Diester der Maleinsäure und Fumarsäure.
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Der Anteil der Carbonsäureester in diesen zur Veredlung von Papier
geeigneten Mischpolymerisaten soll mindestens 6 und höchstens 45 Gewichtsprozent
betragen, während der Anteil der Carbonsäureamide höchstens 9411/o und mindestens
5511/o betragen soll, wobei dieser Anteil entweder aus Acrylsäureamid oder Methacrylsäureamid
allein oder aus einer Mischung beider Amide in beliebigem Verhältnis bestehen kann.
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Außer den genannten Monomeren können diese Mischpolymerisate auch
geringe Anteile anderer - allerdings carboxylgruppenfreier - Monomerer
enthalten, z. B. Vinyllactaine, oder mono- und disubstituierter, ungesättigter,
polymerisierbarer Carbonsäureamide. Jedoch soll deren Anteil im allgemeinen nicht
mehr als 5 Gewichtsprozent des gesamten Mischpolymerisates ausmachen.
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Die Mischpolymerisate müssen unbeschränkt in Wasser lösl-ich sein
und sollen in 1-1/eiger wäßriger Lösung einen k-Wert [nach Fikentscher, Cellulosechemie,
13 (1932), 58] von mindestens 20 haben. Ihre Herstellung ist nicht Gegenstand
der Erfindung. Sie können nach den üblichen Verfahren, z. B. durch Lösungspolymerisation
in wäßriger oder wäßrig-organ#ischer Lösung, durch F"ällungspolymerisation in organischer
oder organisch-wäßriger Lösung oder durch Blockpolymerisation unter Verwendung der
üblichen Polymerisationskatalysatoren hergestellt werden.
Diese
wasserlöslichen, Estergruppen und Säureamidgruppen enthaltenden Mischpolym6r#isate
sind dem Polyacrylsäureamid, Polymethacrylsäureamid sowie den Mischpolymerisaten
des Acrylsäureamids und Methacrylsäureamids mit ungesättigten Carbonsäuren bzw.
ihren Salzen oder auch natürlichen Kolloiden, wie Leim oder Kasein, bei der Veredlung
von Papier überlegen.
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Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungs-01 -"emäßen Behandlung
von Papier oder ähnlichen Er zeugnissen, daß der Mahlungsgrad der Papierfaserstoffe
niedriger als üblich gehalten werden kann. Bei niedrigem Mahlungsgrad ist die Fettdichtigkeit
von Papieren stark herabgesetzt. Durch eine Behandlung mit den genannten Mischpolymerisaten
wird dieser Nachteil behoben. Dadurch können Papierfaserstoffe mit niedrigem Mahlungsgrad
mit höheren Geschwindigkeiten auf der Papiermaschine bzw. mit einem geringeren Preßdruck
verarbeitet werden. Es können auch kürzere Siebe zur Entwässerung verwendet werden,
da ein weniger gemahlener Stoff in der Naßpartie wesentlich leichter entwässert.
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Die erfindungsgemäß veredelten Papiere sind den im Handel befindlichen
Produkten, die mit natürlichen oder synthetischen Bindemitteln, wie Tierleim, Kasein
oder Kunststoffdispersionen hergestellt werden, überlegen und eignen sich besonders
gut zum Herstellen von Pergamentersatzpapieren, die einen hohen Widerstand gegen
das Eindringen von organischen Substanzen, wie Fetten, Wachsen, aromatischen und
aliphatischen Kohlenwasserstoffen u. dglz, haben sollen. Selbstverständlich können
diese Mischpolymerisate mit den im Handel befindlichen Produkten, die zur Veredlung
von Papier dienen, kombiniert werden, beispielsweise mit Celluloseprodukten, Pflanzen-
und Tierleimen, Kasein oder Kunsttölldispersionen gemeinsam angewendet werden. In
manchen Fällen lassen sich hierdurch besondere- Wirkungen erzielen. Bei Papieren
niederen Mahluggsgrades müßten, falls zur Herstellung von Pergartimtersatzpapier
Carboxymethylcellulose als Oberflächenveredlungsmittel angewandt werden soll', §ähr
konzentrierte Lösungen dieses Produktes - vezwendet werden, um einen genügenden
Auftrag zu. erhalten. Derartige Lösungen sind jedoch nur schwierig oder überhaupt
nicht mehr zu verarbeiten. Setzt man solchen Carboxymethylcellulosen jedoch z. B.
251% und mehr der genannten wasserlöslichen Mischpolymerisate, z. B. mit einem k-Wert
von 40 bis 50, zu, so ist die Viskosität der Mischung so niedrig, daSteine
einwandfreie Verarbeitung möglich ist. Gleichzeitig wird zum Erzielen einer genügenden
Fettdichte ein um 20 bis 30 % niedrigerer Anteil an Festsubstanz gegenüber
reiner Carboxymethylcellulose benötigt.
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Falls in manchen Fällen besonders hohe Ansprüche an die Wasserfestigkeit
gestellt werden, kann man den Mischpolymerisaten oder Zubereitungen, die diese Mischpolymensate
enthalten, Formaldehyd, Glyoxal oder deren Vorkondensate mit Harnstoff, Melamin
usw. zusetzen und die aufgetragene Masse bei höheren Temperaturen aushärten.
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Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile.
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Beispiel 1
Ein ungebleichter Sulfitzellstoff wird statt wie
üb-
lich auf 85' SR nur auf 68' SR gemahlen, in einer Papiermaschine
so entwässert, wie es für ein Echtpergamentersatzpapier üblich ist, und vorgetrocknet.
Anschließend wird das Papier mit einer 5%igen wäßrigen Lösung eines Mischpolymerisates
aus 80 Teilen Methacrylsäureamid und 20 Teilen Acrylsäureäthylester mit einem
k-Weft von 45 in'der Leimpresse bei einem Liniendruck von 15 kg/cm behandelt
und fertiggetrocknet.
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Ein so behandeltes Papier mit einem Auftrag von 0,8 g/m2 des
Mischpolymerisates auf beiden Seiten zeigt nach Tagen noch keinen Fettdurchschlag.
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Beispiel 2 Ein geleimter Karton, bestehend aus 80 Teilen ungebleichtem
Sulfatzellstoff und 20Teilen Kraftpapierabfällen mit einem Mahlungsgrad der Stoffmasse
von 36' SR, wird einseitig mit einer 3%igen Lösung eines Mischpolymerisates aus
40 Teilen Methaerylsäuream#id, 40 Teilen Acrylsäureamid-und 20 Teilen Acrylsäuremethylester
mit einem k-Wert von 70 behandelt, wobei die aufgetragene Menge des Mischpolymerisates
etwa 1 g7m2 betragen soll.
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In den unbehandelten Karton dringt eine Paraffinschmelze tief ein,
während sich auf der Oberschicht der behandelten Kartonseite ein Parafftnfilm bildet,
ohne daß wesentliche Anteile der Schmelze in den Karton selbst eindringen.
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Beispiel 3
Ein geleiniter Chromoersatzkarton, bestehend aus
einer holzhaltigen Unterlage und einer holzfreien Deckschicht aus gebleichten Faserstoffen
wird in einer Luftbürstenanlage mit einer 7,%igen wäßrigen Lösung eines Mischpolymerisates,
bestehend aus 20 Teilen Acrylsäuremethylester, 50 Teilen Acrylsäureamid und
30 Teilen Methacrylsäureamid mit einem k-Wert von 75, beschichtet,
so daß die aufgetragene Masse 2 g/m2 an trockenem Mischpolymerisat beträgt.
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Die behandelte Kartonoberfläche zeichnet sich durch besonders hohe
Beständigkeit gegen das Eindringen handelsüblicher, lösirrrgsmittelhaltiger Lacke
aus.
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Beispiel 4 Ein geleimtes Rohpapier, bestehend aus 60Teilen gebleichtem
Sulfitzellstoff, 30 Teilen gebleichtem Holzschliff und 10 Teilen Kitolin,
wird mit einer 5,%igen wäßrigen Zubereiturig einer Mischung aus 30 Teilen
Carboxymethylcellt[Iose, 5 Teilen eines organischen oder anorganischen Pigments
und 65 Teilen eines Mischpolymerisates#"aus 30 Gewichtsprozent Acrylsäuremethylester
und 70,Gewichtsprozent Methacrylsäureamid mit einem k-Wert von 50 in einer
üblichen VeTstreichvorrichtung beidseitig behandelt und getrocknet. Der Auftrag'
beträgt hierbei etwa 2,5 g/M2 und bewirkt neben einer sehr gleichmäßigen
Färbung eine gute Beständigkeit, z. B. gegen das Eindringen einer Paraffinschmelze.
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Beispiel 5
Ein Karton mit einem Gewicht von 250 g/m2, be>-stehend
aus 80 Teilen gebleichtem Sulfatzellstoff und 20 Teilen gebleichtem Sulfitzellstoff,
wird mit einer wäßrigen Mischung aus 2 Teilen Titandioxyd, 8 Teilen Kaolin,
2 Teilen Harz, 4 Teilen Aluminiumsulfat und 1,2 Teilen eines Mischpolymerisates
aus 20 Teilen Acrylsäureäthylester und 80 Teilen Methacrylsäureamid mit einem
k-Wert von 45 geleimt.
Der Leimungsgrad des Kartons wird durch den
Zusatz des Mischpolymerisates wesentlich gesteigert. CarboxylgruppenhaltigeMischpolymerisate
oderPolyacrylsäureamid sind für die Zubereitung solcher Massen weniger geeignet,
da ihr Zusatz diese Masse verklumpen läßt.