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Verfahren zur Herstellung eines durch Phenolaldehydharz verstärkten
flüssigen Klebemittels auf Stärkebasis Klebemittel auf Stärkebasis mit Verstärkung
durch ein Phenolaldehydharz sind bekannt. Zur Herstellung derartiger Klebemittel
ist es ferner br,-kannt, von Stärke, Wasser, Alkali, Formaldehyd und Phenol auszugehen,
wobei die Komponenten nacheinander vermischt werden. Dieses bekannte Herstellungsverfahren
wendet das gleiche Molverhältnis von Phenol und Formaldehyd an.
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Die in bekannter Weise hergestellten Klebemittel haben zwar eine befriedigende
Wasserfestigkeit, je
doch ist die Topfbeständigkeit nur gering,
d. h., sie nehmen nach der Zubereitung rasch, meist schon innerhalb weniger
Stunden, eine so hohe Viskosität an, daß sie praktisch nicht mehr zu verarbeiten
sind.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines
durch ein Phenolaldehydharz verstärkten Klebemittels von hoher Lager- und Topfbeständigkeit
und Wasserfestigkeit auf Stärkebasis, wobei Aldehyd und eine Phenolverbindung, die
mit dem Aldehyd ein Kondensationsprodukt bildet, innerhalb einer wäßrigen alkalischen
Stärkesuspension in der Wärme umgesetzt werden.
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Erfindungsgemäß wird dabei zu der wäßrigen Stärkesuspension, die einen
pH-Wert von etwa 8 bis 11 hat, eine hydroxyaromatische Phenolverbindung
in einer Menge von 2 bis 20 Gewichtsprozent der in der Suspension enthaltenen Stärke,
die ganz oder teilweise vor dem vollständigen Zusatz der anderen Gemischkomponenten
gelatiniert ist oder wird, und die Lösung eines Aldehyds zugesetzt, wobei das Molverhältnis
Aldehyd zur Phenolverbindung mindestens 1,25: 1 beträgt, und daß das Gemisch
ungefähr 30 bis 60 Minuten auf einer Temperatur von 38 bis
481 C gehalten wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt Klebemittel von hoher Klebkraft,
Wasserfestigkeit und Topfbeständigkeit. Dieses Ergebnis ist möglicherweise dadurch
zu erklären, daß die Einwirkung der Bestandteile untereinander zu einem Gemisch
von in situ gebildeten Harzen führt, z. B. Phenolaldehyd-, Stärkealdehyd- und Phenol-Stärke-Aldehydkomplexen.
Eine Erhöhung der Temperatur in bekannter Weise auf etwa 140'. C führt jedoch
nur zu Klebemitteln von geringer Topfbeständigkeit.
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Unter »Stärke« wird hier jede üblicherweise in der Papierindustrie
verwendete Stärke verstanden, z. B. mit Chlor oxydierte oder mit Säure oder Enzymen
konvertierte Stärken allein -oder mit anderen üblichen konvertierten oder dextrinierten
Stärken oder Dextrinen, ebenso wie nichtmodifizierte oder nichtkonvertierte Stärken.
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Für Schichtkörperklebenüttel wird eine Stärke gekocht, um sie vor
der Anwendung zu gelatinieren, während für Wellpappeklebemittel die Stärke teilteise
im rohen oder unkonvertierten Zustand zugegen ist, welche- in dem Pappenerbitzer
auf der Leimlinie konvertiert wird. Verschiedene übliche Zusätze wie Ton oder andere
Füller werden gewünschtenfalls zugegeben. Die Zeit- und Temperaturfaktoren der Reaktion
werden so geregelt, daß die Paste eine angemessene Beständigkeit im Klebtopf besitzt
(d. h. nicht geliert oder ihren Klebcharakter vorzeitig verliert), das ist
8 bis 24 Stunden und länger. Jedoch muß die Reaktionsgeschwindigkeit schnell
genug sein, so daß das erhaltene Klebemittel, wenn getrocknet, eine Klebbindung
bildet, welche wasserfest bis wasserdicht gemäß den Erfordernissen ist.
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Bezüglich der verwendeten drei Hauptreaktionsteilnehmer (das ist Stärke
oder Dextrin, Phenolverbindung und Aldehyd, was Formaldehyd liefernde Verbindungen
und andere noch später erwähnte einschließt) kann im allgemeinen jegliche handelsübliche
Stärkeart benutzt werden. Das heißt, alle Stärken und Dextrine können verwendet
werden, welche ausreichend verfügbare Hydroxylgruppen enthalten, so daß Reaktion
zwischen ihnen und den anderen zwei Reaktionsteilnehmer stattfinden kann. Die Art
der verwendeten Stärke bzw. Dextrin für ein besonderes Klebemittel hängt von der
Natur und Art des gewünschten Klebemittels ab. Wenn beispielsweise ein Klebemittel
mit niedrigem Gehalt an festen Stoffen gewünscht wird, kann eine dickkochende
Stärke
benutzt werden. Wenn andererseits ein einen hohen Gehalt an,festen Stoffen besitzendes
Produkt erwünscht ist, kann Dextrin verwendet werden. Verschiedene Gemische verschiedener
Arten von Stärken und/oder Dextrinen können vom Fachmann zusammengestellt werden,
um besonderen Eigenschaften und Anforderungen zu entsprechen.
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Die Stärke- oder Dextrinkonzentration bei jedem besonderen Klebmittelansatz
hängt von dem besonderen Ansatz und der Axt der verwendeten Stärke bzw. Dextrin
ab. Wenn beispielsweise eine dickkochende native Stärke verwendet und alle anwesende
Stärke angepastet wird, ist ein Maximum von etwa 101/o davon alles, was gebraucht
werden kann. Wenn überdies nicht angepastete Stärke zugesetzt wird, wie in
der üblichen Praxis bei der Herstellung von Wellpappenklebemittel, sind Stärkekonzentrationen
von 20,0/9 oder mehr möglich. Dextrine können in Konzentrationen bis zu etwa
25 % benutzt werden.
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Während brauchbare Klebemittel nach der Erfindung mit Mengen :an Phenolverbindungen
im Bereich von 2 bis 20'% als Harz vom Gewicht der Stärke zubereitet werden können,
wird bevorzugt, etwa 5 bis 10 Gewichtsprozent zu verwenden, wobei
etwa 10 % die größte Wasserfestigkeit gibt. Umgekehrt, je größer der
Prozentsatz an verwendeter Stärke und/oder Dextrin, um so niedriger wird die Wasserfestigkeit
des- Klebemittels sein. Wird ein zu großer Prozentsatz an Stärke verwendet, so wird
die Wasserfestigkeit zu niedrig sein, während, wenn eine ausreichende Menge an den
anderen Reaktionsteilnehmern benutzt wird, das Klebemittel einen ausreichend hohen
Grad an Unlöslichkeit besitzen wird. Daher ist es notwendig, Ansätze innerhalb der
offenbarten Grenzen zu benutzen. In diesem Zu-sammenhang wurde gefunden,
daß Resorcin, wenn in einem Bereich von 2 bis 10 Gewichtsprozent der Stärke
und/oder Dextrin verwendet, angemessen ist.
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Wenn Resorein und Formaldehyd verwendet werden, ist das bevorzugte
Formaldehyd-Resorcin-Molverhältnis (d. h. F: R) etwa 2: 1. Unter gewissen
Umständen kann das Molverhältnis etwa 1,25: 1
sein. Höhere Formaldehyd-Resorcin-Verhältnisse
als 2: 1 verkürzen die Topfbeständigkeit der Klebeinittel und sind daher
weniger brauchbar.
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Eine gewisse Technik zum Regeln der Reaktionsgeschwindigkeit und des
Reaktionsgrades bei gewissen Ausführungsformen der Erfindung besteht darin, die
beim Anpasten des Stärkebestandteils.angewendete Temperatur zu regeln. Diese seinerseits
regelt den Dispersionsgrad der Stärke oder des Dextrins. Alkalität hat auch eine
Einwirkung auf den Grad des Anpastens der Stärke oder des Dextrins, weil im allgemeinen
Steigerungen der Alkalität die Anpasttemperaturen zu verringern suchen.
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Eine Ausführungsforin der Erfindung ist etwa folgendermaßen: Eine*wäßrige
Lösung einer Phenolverbindungen, beispielsweise Resorcin, enthaltenden, dispergierten
Stärke wird auf einen pH-Bereich von etwa 8 bis 9 eingestellt, und
dann ein Aldehyd, z. B. Formaldehyd, allmählich zugesetzt, um ein anfängliches Formaldehyd-Resorcin-Molverhältnis
von etwa 0,8: 1 bis 1: 1 und ein schließliches Molverhältnis von etwa
1,25: 1 bis 1,4: 1 zu ergeben, wobei der schließlich9 Formaldehydzusatz
bei einem auf etwa 11 eingestellten Gemisch-pH-Wert gemacht wird. Das G'Pmisch
wird dann zum Gelatinieren der Stärke erhitzt, vorteilhaft auf etwa 90' C
während
10 bis 30 Minuten oder unter ausreichenden Zeit- und Temperaturbedingungen,
um ein Klebemittel zu ergeben, welches üblicherweise annehmbare Fließeigenschaften
besitzt. Ein anfängliches Molverhältnis von etwa 1: 1 wird im allgemeinen
für Wellpappeklebemittel bevozugt, während ein anfängliches Molverhältnis von etwa
0,8: 1 bis etwa 0,9: 1
im allgemeinen für Schichtkörperklebemittel
bevorzugt wird. Es ist auch vorteilhaft, insbesondere für Wellpappeklebemittel,
einen Teil der Stärke erwünschtenfalls im ungelatinierten rohen Zustand zu haben
und die Stärke in der Leimlinie zu quellen oder zu kochen, wenn die Wellpappe gebildet
wird.
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Ein bevorzugtes Verfahren zur Ausführung der Erfindung besteht darin,
die Stärke und/oder das Dextrin und das Resorcin in Wasser mit ausreichendem Alkali
zu mischen, um einen Brei mit einem pH-Wert von etwa 9,5 bis 10,5
zu ergeben. Eine solche breiartige Mischung wird auf 63 bis 73' C
erwärmt, bei welchen Temperaturen ausreichendes Quellen der Stärke auftritt, um
der Paste die gewünschte Viskosität zu geben. Völlige Dispersion der Stärke tritt
nicht auf und ist in diesem Zeitpunkt nicht erwünscht. Die Temperatur der angepasteten
Stärkeinischung wird dann auf etwa 38 bis 46' C
gesenkt und der Formaldehydbestandteil
zugegeben. Innerhalb etwa 1/2 bis 1 Stunde wird ein Klebemittel erhalten,
welches, wenn für die Herstellung von Wellpappen benutzt, eine wasserfeste bis wasserdichte
Bindung beim Trocknen ergibt. Die Reaktion in dem Klebemittel setzt sich fort bis
über '/2 bis 1 Stunde hinaus, und die Viskosität des Klebemittels nimmt langsam
zu, während die Reaktion zwischen den drei Bestandteilen weiter verläuft. Die Arbeitsbrauchbarkeit,
das ist die Klebtopfbeständigkeit, wird gewöhnlich 8 bis 48 Stunden betragen
in Abhängigkeit von den angewendeten Bedingungen, wie z. B. der Menge an Resorcin,
dem F: R-Verhältnis, der Stärkekonzentration, der Art der Stärke oder des Dextrins,
der angewendeten Alkalität und Temperatur.
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Die für die Herstellung des neuen Mittels gemäß der Erfindung brauchbaren
Phenolverbindungen sind oxyaromatische Verbindungen im allgemeinen und schließen
Verbindungen wie Resorcin, Brenzkatechin, Pyrogallol, Phloroglucin, 3,5-Xylenol,
Metakresol usw. ein.
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Die für die Zubereitung der neuen Mittel hervorragend geeigneten Aldehyde
schließen ein: Formalde-hyd, Paraformaldehyd, Glyoxal, Acetaldehyd, Propionaldehyd,
Butyraldehyd und höhere Aldehyde, ebensowohl wie cyclische Aldehyde, z. B. Furfurol.
Unter den Kombinationen der vorgenannten Aldehyde und phenolischen Verbindungen,
welche ausgezeichnete Ergebnisse liefern, sind Resorcinformaldehyd, Resorcinfurfurol,
Resorcinglyoxal, Phenolformaldehyd, Phenolfurfurol, Resorcinfurfurolformaldehyd,
Phloroglueinformaldehyd, in-Kresolforinaldehyd usw. Es ist selbstverständlich, daß
auch andere der vorgenannten Aldehyde ganz oder teilweise die Aldehyde der aufgezählten
Kombinationen ersetzen können. Vorzügliche Ergebnisse werden mit Kombinationen erhalten,
welche Resorcin und Formaldehyd in den zuvor genannten molaren Verhältnissen enthalten.
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Die folgenden Beispiele offenbaren eine Anzahl praktischer Ausführungsformen
der Erfindung. Teile
und Prozentsätze sind gewichtsmäßige, wenn
nicht anders vermerkt.
| Beispiel 1 |
| A. Resorein ........................ is |
| Wasser .......................... 688 |
| B. Chloroxydierte Stärke ............ 300 |
| Ton ............................ 27 |
| C. Formaldehyd (371/oig) |
| erster Anteil ..................... 8,83 |
| letzter Anteil .................... 6,62 |
| D. NaOH, 301/oige wäßrige Lösung |
| pH etwa 8 erster Anteil .......... 1,0 |
| pH etwa 10 letzter Anteil ......... 17,0 |
A wird bis zur Lösung vermischt, B eingemischt und der erste Anteil von
C und der erste Anteil von
D unter Mischen zugegeben, wobei der pH-Wert
8-0
ist. Unter fortgesetztem Rühren wird die Temperatur auf
60' C erhöht
und 20 Minuten darauf gehalten. Dann wird der letzte Anteil von
D zugesetzt,
auf 431
C gekühlt und der letzte Anteil von
C unter fortgesetztem
Mischen während mehrerer Minuten zugefügt. Das anfängliche F: R-Morlarverhältnis
ist
0,8: 1, das schließliche 1,4:
1. Die Klebtopfbeständigkeit bei
43'
C überschreitet 48 Stunden. Die anfängliche Erwärmungsstufe kann ausgelassen
werden unter Erzielung eines Klebemittels von gleicher Klebkraft, wird aber beibehalten,
wenn eine glattere Konsistenz erwünscht ist. Auch der schließliche kaustische Zusatz
kann vor dem Erwärmen auf 43'
C
mit gleichen vorteilhaften Ergebnissen gemacht
werden. Ein übliches Stärkeklebemittel, hergestellt aus den gleichen Anteilen an
Reaktionsteilnehmern wie oben, aber unter Verwendung eines gleichen Gewichts des
wasserlöslichen vorgebildeten Resorcinfonnaldehydharzes an Stelle seiner Bestandteile,
wobei die sonstigen Bedingungen die gleichen sind, führt zu einer Klebtopfbeständigkeit
bei 431
C von etwa
6 Stunden. Während sowohl das beschriebene Klebemittel
wie solche der Technik unter Verwendung von vorgebildetem Resorcinharz eine ausgezeichnete
Klebung ergeben, haben die nach der Erfindung hergestellten Klebemittel eine viel
größere Klebtopfbeständigkeit als die mit vorgebildetem Harz verstärkten Klebemittel
auf Stärkebasis, Die Klebkraft wird vorzugsw&se geprüft an
2,5 - 15-cm-Streifen
aus einem Kraftpapier von verschiedener Art und Dicke, welche mit etwa 2 1/o Melaminformaldehydharz
geleimt sind. Die Streifen werden doppelt mit Klebemittel unter Verwendung einer
2,5-cm-Malerbürste überzogen, Fläche auf Fläche gelegt und mit einer Metallwalze
gerollt, um gleichförmige Berührungen der Falten zu bewirken. Muster jedes Papiers
werden zubereitet und für 24 Stunden in einem 10011/o-R. H.-Kasten bei etwa 21'
C gereift, um größtes Naßbindungsvermögen für Laborprüfung zu entwickeln.
Prüfungsmuster werden danach in Leitungswasser von
251 C für 24 Stunden eingetaucht
und dann naß auf Widerstandsfähigkeit gegen Faltentrennung in bezug auf Faltenriß
geprüft. Alle gemäß der Erfindung zubereiteten Klebemittel gaben ausgezeichnete
Resultate, das ist, die Falten können nicht durch seitlichen Druck, ausgeübt von
Daumen und Zeigefinger, getrennt werden. Bei gleicher Wasserfestigkeit nehmen Resorcinformaldehydharz
verstärkte Klebemittel auf Stärkebasis rasch eine unverarbeitbare Viskosität innerhalb
von 4 bis
6 Stunden an.
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Beispiel 2 Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt unter
der Abänderung, daß das schließliche F: R-Verhältnis 1,3: 1 ist. Ein Klebemittel.
mit ausgezeichneten Eigenschaften und einer Klebtopfbeständigkeit bei 43'
C von über 48 Stunden wird erhalten. Das gleiche trifft zu, wenn ein ähnliches
Klebemittel mit einem schließlichen F: R-Verhältnis von 1,25: 1 zubereitet
wird; aber unterhalb einem üblichen F: R-Verhältnis von 1,25: 1 ergibt sich
unbefriedigende Wasserfestigkeit.
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Beispiel 3
A. Resorcin ........................ 9
Wasser
.......................... 640 B. Stärke .......................... 300
Ton
............................ 27
C. Formaldehyd (371/oig) erster Anteil
..................... 5,3
letzter Anteil .................... 3,96
D.
NaOH, 30%ige wäßrige Lösung erster Anteil ..................... 0,53
letzter
Anteil ................. ... 10,2 Das Verfahren des Beispiels 1 wird
wiederholt mit der Abänderung, daß die Menge an Resorein auf 3 Teile auf
100 Teile Stärke verringert wird und das anfängliche und schließliche F:
R-Verhältnis 0,8: 1
und 1,4: 1 ist. Ein wasserfestes Klebemittel, welches
ausgezeichnete Ergebnisse liefert, wird erhalten. Seine Klebtopfbeständigkeit bei
43' C überschreitet 48 Stunden.
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Beispiel 4 Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei
säurekonvertierte Stärke an Stelle der dort verwendeten Stärke benutzt wird. Die
erhaltene Paste hat eine etwas höhere Viskosität und gleichfalls zufriedenstellende
Klebeigenschaften. Mit Enzymen konvertierte Stärken können auch für die mit Chlor
oxydierte Stärke mit vorteilhaften Ergebnissen verwendet werden.
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Beispiel 5
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt
mit der Abänderung, daß ein höherer anfänglicher pH-Wert von 9 angewendet
wird, indem zuerst mehr NaOH zugefügt wird. Der schließliche pH-Wert, die Anteile
und das Verfahren sind sonst die gleichen. Das erhaltene Produkt hat eine etwas
höhere, aber zufriedenstellende Viskosität, und Prüfschichtkörper sind zufriedenstellend.
Die Klebtopfbeständigkeit überschreitet 48 Stunden bei 430 C.
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Beispiel
6
Das Verfahren von Beispiel
1 wird wiederholt,
wobei Metakresol an Stelle des dort verwendeten
Resorcins genommen
wird. Ein waisserfestes- Klebemittel mit zufriedenstellenden Eigenschaften und einer
guten Klebtopfbeständigkeit wird erhalten.
| Beispiel 7 |
| A. Resorcin ........... ............. 15 |
| Wasser ....................... .... 688 |
| B. Stärke ........ ...... . 300 |
| Ton .. ........................ 27 |
| C. Formaldehyd (371/oig) |
| erster Antel . ............. , .... 8,83 |
| letztef -"teil ............. 6,62 |
| D.- Ameisensäure (25%ig) ............. 1,06 |
| E. NaOH, 30%ige wäßrige Lösung . . ; 19,8 |
A wird bis zur Lösung vermischt, B eingemischt, und der erste Anteil von
C und
D wird unter Mischen zugesetzt. Unter fortgesetztem Rühren wird
die Temperatur auf
60' C erhöht, darauf 20 Minuten gehalten, dann auf
881 C erwärmt,
E zugesetzt, die Temperatur, auf
88' C
10 Minuten gehalten. Der pH-Wert ist
dann etwa
11. Es wird
auf 43'
C abgekühlt und der restliche Anteil
C zugesetzt. Ein zufriedenstellendes
wasserfestes Klebemittel wird mit einer Klebtopfbeständigkeit bei 43'
C von über 48 Stunden erhalten.
- -. . -Beispiel
8
Beispiel
7 wird wiederholt,
jedoch unter Ersatz des. dort verwendeten Formaldehyds
durch Furfurol. Ein zufriedenstellendes wasserfestes Klebemittel mit einer Klebtopfbeständigkeit
von
8 Stunden bei der Vergleichstemperatur wird erhalten.
| Beispiel 9 |
| Träger |
| A. Wasser .......................... 180 |
| Trägerstärke |
| (gelatinierte Maisstärke) .......... 70 |
| B. NaOH, 101/oige wäßrige Lösung ... 100 |
| C. Wasser .......................... 280 |
| Brei |
| D. Wasser ........................... 880 |
| Perlstärke ....................... 280 |
| Resorein ........................ 17,5 |
| Formaldehyd (371/oig) ............ 12,89 |
| E. NaOH, 301/oige wäßrige Lösung ... 1,1 |
| F. Formaldehyd (37,%ig) ............ 3,86 |
A wird zu einem Brei vermischt und allmählich B unter Mischen zugesetzt,
bis eine glatte Mischung erzielt ist. Dann wird
C unter stetigem Mischen
auch bis zur Erzielung einer glatten Mischung zugegeben.
D wird getrennt
für sich gemischt,
E zugesetzt,
wenn
der pH-Wert etwa
8 ist,
auf etwa
501 C erwä
' rmt und darauf
30 Minuten gehalten, auf
43'
C abgekühlt und darauf gehalten. Jetzt wird der Trägeranteil in den Breianteil
allmählich eingemischt, worauf F unter Mischen zugefügt wird. Das so erhaltene WellpappenkIdbemittel
hat eine Gelatinierungstemperatur von
821 C, einen pH-Wert von etwa
11
und eine Viskosität von
25,2 Sekunden bei 431
C
unter Verwendung
eines Stein-Hall-Bechers. Nach dem Aufbringen und Erwärmen in dem Wellpappenhersteller
und Trocknen und Altem in üblicher Weise besitzt die Wellpappe ausgezeichnete wasserfeste
Eigenschaften.
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Beispiel 10 Ein Brei wird aus 60 Teilen eines weißen Dextrins
von mittlerer Viskosität und niedriger Löslichkeit, 6 Teilen Resorcin und
160 Teilen Wasser hergestellt. Zu dem Brei werden 1,7 Teile einer
251/oigen Natriumhydroxydlösung zugesetzt, um einen pH-Wert von 8,5 zu erhalten.
Der Brei wird für 10 Minuten -auf eine. Temperatur zwischen 85
und
100' C erwärmt und dann auf 38 bis 48' C gekühlt. Die Temperatur
wird zwischen 38 und 48' C
gehalten, und 3 Teile Formaldehyd
in 20 Teilen Wasser werden zugefügt. Innerhalb einer verhältnismäßig kurzen Zeit
von 1/2 bis 1 Stunde ist das Klebemittel zur Herstellung fester Pappenschichtkörper
geeignet. Eine wasserdichte Bindung wird beim Trocknen ohne zusätzliches Erwärmen
erhalten. Beispiel 11 Ein Brei wird aus 600 Teilen Wasser, 100 Teilen
Perlstärke und 45 Teilen Resorcin hergestellt. Der pH-Wert wird mit Natriumhydroxyd
auf 10 eingestellt. Die Temperatur der Mischung wird auf 63
bis
711 C für etwa 10 Minuten erhöht, während welcher Zeit die Stärke
angepastet wird ' Etwa 400 Teile Wasser werden zur angepasteten Stärkemischung
zugesetzt und die gesamte Mischung dann allmählich in einen Brei von 500
Teilen Perlstärke eingemischt, welcher 25 Teile Paraformaldehyd in 1045 Teilen
Wasser enthält. Die vereinigte Mischung wird dann auf 38 bis 48'
C erwärmt, und innerhalb 1/2 bis 1 Stunde wird ein Klebemittel erhalten,
welches als Schichtenklebemittel für entweder Wellpappe oder feste Pappe geeignet
ist und eine wasserdichte Bindung ergibt. Beispiel 12 Beispielll wird wiederholt,
wobei das allein in diesem Beispiel verwendete Formaldehyd durch eine gleiche Gewichtsmenge
einer Mischung aus gleichen Teilen Furfurol und Formaldehyd ersetzt wird. Ein wasserfestes
Klebemittel mit zufriedenstellenden Eigenschaften wird erhalten.
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# Beispiel 13
100Teile vorgelatinierter Stärke, 500Teile Perlstärke
und 45 Teile Resorcin werden mit 2045 Teilen Wasser, welches 9 Teile kaustische
Soda enthält, bei einer Temperatur von 38 bis 48' C angeschlämmt.
Zu der Breimischung werden 25 Teile Paraformaldehyd zugesetzt, während die
Temperatur auf 38 bis 48' C gehalten wird. In etwa 1/2 bis
1 Stunde wird ein Klebemittel erhalten, welches in der Wellpappenmaschine
unter Erzielung einer wasserdichten Bindung verwendet werden kann.
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Beispiel 14 Beispiell wird wiederholt unter Ersatz des dort verwendeten
Resorcins durch Phloroglucin. Ein Klebemittel mit vergleichbaren Eigenschaften wird
erhalten.
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Bei der technischen Durchführung der Erfindung gemäß den vorhergehenden
Beispielen ist es häufig
für den Benutzer von Schichteeklebemittel
vorteilhaft, eine trockene Mischung von Stärke und/oder Dextrin plus Phenolverbindung
zu kaufen. Wenn in dem Klebemittelansatz aufgeführt, können ein oder mehrere Füllstoffe
in dieser trockenen Mischung zugegen sein, z.B.Ton, Sojabohnenschalen, Nichtpastenstärke,
vermahlene Maiskolben, Maishülsen oder Holzmehl. Zusätzlich kann der Kunde getrennt
seinen Bedarf an kaustischer Soda oder anderem Alkali und Aldehyd einkaufen. Der
Kunde kann in geeigneter Weise seinen Bedarf an Klebemitteln zubereiten durch einfaches
Anteigen der trockenen Mischung in Wasser, Zusetzen der erforderlichen Menge an
Alkali und Erwärmen des Breies, um die Stärke anzupasten. Die Mischung wird dann
auf die geeignete Temperatur abgekühlt und der Aldehyd zugesetzt und die Mischung
'/2 bis 1 Stunde stehengelassen, bis Beobachtung oder einfache Prüfung zeigen,
daß sie die geeignete Klebkraft besitzt und zur Verwendung fertig ist. Offensichtlich
ist dieses Verfahren einfach, und klare Anweisungen können gegeben werden, welche
leicht von Arbeitern befolgbar sind, die mit der Zubereitung und Verwendung üblicher
Stärkeklebeinittel vertraut sind.
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Der Wellpappenhersteller kann in gleicher Weise eine zubereitete Trägerstärke
kaufen, welche die richtige Menge an Phenolverbindung enthält. Der Wellpappenhersteller
kann auch einen Aldehyd und Al-
kali und die zweite Stärke kaufen. Aus diesen
Bestandteilen kann der Wellpappenhersteller leicht ein Wellpappenklebemittel herstellen
unter Verwendung des im Beispiel 11 gegebenen Verfahrens. Ein noch einfacherer
Ansatz für gewisse Wellpappen ist der des Beispiels 13. Hierbei kauft der
Hersteller eine Mischung vorgelatinierter Stärke, Resorcin und nicht angepasteter
Stärke. Er schlämmt eine solche Mischung in Wasser an, erwärmt sie auf Temperaturen
von 38 bis 48' C und setzt die richtigen Mengen an Alkali und Formaldehyd
zu. Nach kurzem Stehenlassen ist das Klebemittel zur Verwendung fertig.
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Die Erfindung kann auch gemäß einer noch anderen bevorzugten Ausführungsform
durchgeführt werden, welche ihre eigenen Vorteile besitzt. Bei dieser Ausführungsform
wird die ganze Stärke in Wasser angeschlämmt und dann ausreichend Alkali zugefügt,
um eine anfängliche Paste zu erzeugen. Die Stärke wird quellen gelassen, ohne daß
sie vollständig gelatiniert wird, bis die Viskosität des Breies eine gewünschte
Höhe erreicht. Die Menge an verwendetem Alkali wird sorgfältig geregelt. Wenn die
Stärke ausreichend quillt, um die gewünschte Viskosität zu ergeben, wird die Phenolverbindung
zugesetzt, um so die Quellwirkung aufzuhalten. An diesem Punkt ist die gesamte Stärke
ausreichend reaktionsfähig, so daß, wenn der Aldehyd zugefügt wird, die Reaktion
zwischen Stärke, Phenolverbindung und Aldehyd auftritt und wasserfestes bis wasserdichtes
Klebemittel erhalten wird. Der Aldehyd wird etwa 1/2 bis 1 Stunde zugefügt,
bevor das Klebemittel verwendet wird, während welcher Zeit die Mischung reift und
fertig zur Verwendung wird, entweder als ein festes Pappeschichtenklebeinittel oder
als Wellpappenklebemittel.
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Das vorhergehende Verfahren bietet folgendefünf wichtigen Vorteile:
Bei Verwendung von Resorcin und Formaldehyd gibt erstens das Klebemittel eine befriedigende
wasserfeste Bindung für gewisse Anwendungen mit nur 2% Resorcin, bezogen auf das
Stärkegewicht. Zweitens wird nur eine Stärkeart verwendet. Drittens ist kein Erwärmen
erforderlich, weil die normale Arbeitstemperatur (das ist 38 bis 48'
C) in Pappenfabriken ausreichend ist. Viertens ist die ganze Stärke gequollen
und für die Reaktion verfügbar. Fünftens kann eine Paste mit hohem Gehalt an festen
Stoffen erhalten werden (das ist bis zu 2511/o Trockensubstanz) durch Verwendung
dickkochender Stärken an Stelle der sonst notwendigen Verwendung von Dextrinen.
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Der Alkalibedarf für richtiges Quellen der Stärke hängt in erster
Linie von der Temperatur, Zeit und Alkalikonzentration ab. Die Temperatur, bei welcher
die Behandlung ausgeführt wird, ist ziemlich entscheidend für jede besondere Reihe
von Bedingungen. Beispielsweise ist die normale Arbeitstemperatur in Pappenfabriken
zwischen 38 und 48' C. In diesem Temperaturbereich schwankt die erforderliche
Konzentration an kaustischer Soda für das Quellen der Stärke zwischen 0,8 und 0,95
%, bezogen nur auf das Wassergewicht. In diesem Temperaturbereich werden niedrigere
Konzentrationen an kaustischer Sada die Stärke rasch genug quellen, und höhere Konzentrationen.
werden sie in. einer Zeit von einigen Minuten völlig verpasten. Selbst innerhalb
der Temperatur von 38, bis 481 C wird eine Änn derung um wenige Grade
in der Temperatur in merklicher Weist die für das Quellen erforderliche Zeit ändern.
Im allgemeinen- werden niedrigere Konzentrationen an kaustischer Soda und, niedrigere
Temperaturen längere Quellzeiten und u in..gekehrt höhere kaustische Konzentrationen.
und höhere Teinperaturen kürzere Quellzeiten erfordern. Wenn eine niedrige Konzentration
an kaustischer Soda benutzt wird und eine Zeit von über 1 Stunde erforderlich
ist, um wesentliches Quellen zu erhalten, dann ist eine 28-bis-30-Sekunden-Viskosität
auf einem Bauer-Trichter alles, was im Wege einer Quellbehandlung notwendig ist.
Wenn eine höhere Konzentration an kaustischer Soda benutzt wird, so daß das Quellen
in 5 bis 15 Minuten stattfindet, dann gibt eine 70-bis-80-Sekunden-Viskosität
auf einem Bauer-Trichter bessere Ergebnisse. In jedem Fall, wenn das Resorcin zugefügt
wird, fällt die Viskosität der Paste auf etwa 20 Sekunden, welches das Optimum für
die Verwendung des Klebemittels ist.
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Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung dieser besonderen Ausführungsform
der Erfindung. Beispiel 15
Eine alkalische Lösung aus 5Teilen kaustischer
Soda in 50 Teilen Wasser wird allmählich zu einem gerührten Brei von
180 Teilen Stärke und 550 Teilen Wasser bei einer Temperatur von 43'
C zugesetzt. Die Viskosität nach etwa 4 Stunden ist 28 Sekunden, gemessen
auf dem Bauer-Trichter, und 9 Teile Resorcin werden dann zu esetzt, gefolgt
von 5 Teilen .9
Formaldehyd. Nach lstündigem Altem ist das Klebemittel
geeignet zur Verwendung mit einer Viskosität von 20 Sekunden.
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Beispiel 16
Beispiel15 wird wiederholt, wobei das Resorcin durch
3,5-Xylenol ersetzt wird. Nach etwa lstündigem Reifen wird ein Klebemittel mit den
gewünschten Eigenschaften fertig zur Verwendung erhalten.
'Während'
gewisses Vereinigen von Phenolverbindungen und Aldehyden in den verschiedenen Beispielen
-erläutert- wird, ist es selbstverständlich für den Fachmann', daß andere Phenolverbindungen
und andere Aldehyde aus den aufgezählten Klassen an :deren Stellen. treten können,
ohne aus dem Geist und Umfang der Erfindung herauszukommen, und -die ganze Beschreibung.
soll nur als erläuternd und bicht als beschränkend aufgefaßt werden.