DE1225479C2

DE1225479C2 - Verfahren zur herstellung von papierleim auf der basis von petrolharz

Info

Publication number: DE1225479C2
Application number: DE19601225479
Authority: DE
Priority date: 1959-12-15
Filing date: 1960-12-15
Publication date: 1974-03-28
Also published as: DE1225479B; GB978416A; US3211683A

Description

Die wirksame Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Papierleims ist etwa die folgende:

Petrolharz

(Erweichungspunkt 60 bis 7O⁰C) 50 bis 90 Teile

Kolophonium 10 bis 50 Teile

α,/J-ungesättigte Säure 1 bis 10 Teile

Dem auf diese Weise erhaltenen Harzgemisch setzt man unter Erhitzen und Rühren 10 bis 40% einer heißen Alkalilösung und dann heißes Wasser hinzu, wobei man eine weiße Emulsion erhält. Beim Abkühlen dieser Emulsion bekommt man einen Papierleim, dessen Viskosität recht niedrig ist, welcher auf lange Zeit gelagert werden kann und auch beim Schütteln beständig bleibt. Als in diesem Fall zu gebrauchende Alkalien kann man die üblichen basischen anorganischen und organischen Substanzen in einer Menge verwenden, wie sie erforderlich ist, um die in dem vorerwähnten Harzgemisch erhaltenen Säuren oder einen Teil derselben zu. neutralisieren.

Die Erfindung soll nun an Hand einiger Beispiele des näheren erläutert werden, ohne daß durch dieselben der Erfindungsbereich in irgendeiner Weise eingeschränkt wird.

B e i s ρ i e 1 1

80 kg eines hellgelben Petrolharzes mit einem Erweichungspunkt von 65° C aus der Polymerisation schwerer Rückstände der Krackdestillation von Erdöl sowie 4 kg Maleinsäureanhydrid werden im Verlauf von 8 Stunden bei einer Temperatur von 200° C miteinander zur Reaktion gebracht. Dem Reaktionsprodukt setzt man 20 kg Kolophonium hinzu und erhitzt nochmals 1 Stunde lang bei einer Temperatur von 200° C, worauf auf 100° C gekühlt wird. Dem geschmolzenen Produkt setzt man unter Rühren heiße Kalilauge aus 7,1 kg Kaliumhydroxyd in 28 kg Wasser hinzu. Das emulgierte Produkt wird mit 60 kg heißen Wassers verdünnt, wobei man eine weiße Emulsion mit einem Gehalt von 50 °/o an Harzbestandteilen erhält. Dieses Produkt wird dann auf Zimmertemperatur gekühlt.

Beispiel 2

50 kg eines bräunlichen Petrolharzes mit einem Erweichungspunkt von 70⁰C aus der Polymerisation schwerer Rückstände der Krackdestillation von Erdöl und 2 kg Maleinsäureanhydrid werden im Verlauf von 8 Stunden bei einer Temperatur von 200° C miteinander zur Reaktion gebracht. Dem Reaktionsprodukt setzt man 15 kg Kolophonium hinzu und erhitzt nochmals 1 Stunde lang bei einer Temperatur von 200° C. Diesem Gemisch werden 35 kg des obenerwähnten unbehandelten Petrolharzes homogen beigemischt, worauf die Temperatur des Gemisches auf 100⁰C eingestellt wird. Dem geschmolzenen Harzgemisch wird unter Rühren heiße Kalilauge aus 4,3 kg Kaliumhydroxyd in 17 kg zugesetzt. Bei Verdünnung des so erhaltenen Gemisches mit 81 kg heißen Wassers bekommt man eine weiße Emulsion mit einem Harzgehalt von 50%. Das Produkt wird dann auf Zimmertemperatur gekühlt.

Beispiel 3

88 kg eines bräunlichen Petrolharzes mit einem Erweichungspunkt von 70° C aus der Polymerisation schwerer Rückstände der Krackdestillation von Erdöl, 12 kg Kolophonium aus Tallöl und 1,5 kg Maleinsäureanhydrid werden im Verlauf von 8 Stunden bei einer Temperatur von 200° C miteinander zur Reaktion gebracht, worauf das Reaktionsprodukt auf 100° C gekühlt wird.

Das auf diese Weise erhaltene geschmolzene Harz wird in 16,5 kg einer heißen Kalilauge mit einem Gehalt von 3,3 kg Kaliumhydroxyd unter Rühren gegossen und dann mit 85 kg heißen Wassers verdünnt, wobei man eine weiße Emulsion mit einem Gehalt von 50 % an festen Bestandteilen erhält. Dieses Produkt wird auf Zimmertemperatur gekühlt.

Die Ergebnisse eines Leimungstestes mit den in den Beispielen 1, 2 und 3 angegebenen Papierleimen sind in der nachstehenden Tabelle angeführt. Zum Vergleich wurden ein bisher schon bekannter Kolophonium-Papierleim sowie ein mit 5% Maleinsäureanhydrid modifizierter Kolophonium-Papierleim herangezogen.

Jeder der Papierleime wurde in einen Holländer eingetragen, in welchem ein gebleichter Sulfitzellstoff auf einen Mahlungsgrad von 28° SR (Schopper—_:

Riegler) verarbeitet wurde. Dann wurde Aluminiumsulfat hinzugesetzt, um das Gemisch auf einen pH-Wert von 4,5 zu bringen. Aus dem auf diese Weise erzeugten Papierstoff wurden je drei Bogen Papier auf die übliche Weise hergestellt. Die Leimfestigkeit (in Sekunden) wurde bei jedem Papierbogen nach der Stöckigt_:Methode (JIS P-8122) an sechs Stellen gemessen. Die in der nachstehenden Tabelle angeführten Zahlenwerte sind der. Durchschnitt von achtzehn Meßstellen. Das Raumeinheitsgewicht jedes der zu testenden Papierbogen belief sich auf 62,8 g/m².

Menge des dem Papierstoff zugesetzten Papierleims

0,5 »/0 I 1,0 o/o I 1,5 »/0 I 2,0 Vo | 3,0 0/0

Sekunden

Kolophonium-Papierleim (Vergleichsversuch)

Papierleim nach Beispiel 1

Papierleim nach Beispiel 2

Papierleim nach Beispiel 3

Mit Maleinsäureanhydrid modifizierter Kolophonium-Papierleim (Vergleichsversuch)

26,5
36,5
34,0
31,8

40,3

39,5
44,7
43,5
42,2

44,8

43,3
50,1
49,3
48,6

47,1

45,1
56,3
56,0
53,5

47,9

45,6
63,0
63,8
57,4

48,2

Wie aus dieser Tabelle ersichtlich ist, ergeben die der Papiermaschine auf. Ferner können die erfinerfindungsgemäßen Papierleime eine höhere Leim- 65 dungsgemäßen Papierleime bei verschiedenen Papierfestigkeit als die bisher bekannten Kolophonium- arten zur Anwendung gelangen, ohne daß die Festig-Papierleime; bei der Papierherstellung tritt weder keit des Papiers durch dieselben beeinträchtigt Schaumbildung noch eine Bildung von Flecken an wird.

Claims

1 2 harzes kann je nach der Art des verwendeten Rohöls Patentansprüche: und nach den verschiedenen Verhältnissen, unter denen das Kracken bzw. Spalten, die Destillation und

1. Verfahren zur Herstellung von Papierleim das Spalten erfolgen, etwas schwanken. Im allgemeiauf der Basis von Petrolharz, dadurch ge- 5 nen ist das erwähnte Petrolharz ein Kohlenwasserkennzeichnet, daß man 10 bis 50 Teile stoff aus monocyclischen aromatischen oder aus ali-Kolophonium oder ein Additionsprodukt von phatischen Verbindungen mit einigen ungesättigten Kolophonium und einer α,/3-ungesättigten Säure Bindungen, gekennzeichnet durch die folgenden mit einem Reaktionsprodukt aus 50 bis 90 Teilen Eigenschaften: Erweichungspunkt: 30 bis 130° C, eines Petrolharzes und 1 bis 10 Teilen einer io vorzugsweise 60 bis 100⁰C; Farbe (Kolophoniuma,/?-ungesättigten Säure bei etwa 200° C umsetzt, norm): X-D, insbesondere N-K; spezifisches Gewicht das Gemisch mit heißer Alkalilauge verseift und (d₁₅): 0,9 bis 1,20, insbesondere 1,06 bis 1,08; Neudie entstandene Emulsion in Wasser homogen tralisationszahl: unter 1,0; Jodzahl (Wijs-Methode): dispergiert. 30 bis 230, insbesondere 50 bis 100.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge- 15 Ungleich dem Kolophonium ist das Petrolharz in kennzeichnet, daß nur ein Teil des Gemisches wässerigen alkalischen Lösungen unlöslich. Um nun mit einem Alkali verseift wird. aus dem Petrolharz einen Papierleim herzustellen,

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch muß man das Harz in ein emulgiertes Produkt umgekennzeichnet, daß ein Additionsprodukt der wandeln, indem man dasselbe in feinverteilter Form »,^-ungesättigten Säure verwendet wird, welches 20 in Wasser homogen dispergiert. Der vorliegenden teilweise nicht umgesetztes oder frisch züge- Erfindung zufolge wird das Petrolharz zu dem Addisetztes Petrolharz enthält. tionsprodukt,einer «,/^-ungesättigten Säure modifiziert,

welchem man Kolophonium oder das Additionspro-

dukt von Kolophonium und einer «,/!-ungesättigten

25 Säure hinzusetzt. Hierauf wird das Gemisch oder ein

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Teil desselben mit Alkali verseift und in Wasser dis-Verfahren zur Herstellung von Papierleim in der pergier't, um die Emulgierfähigkeit sowie die Fähig-Form einer Emulsion, bei denen man als Rohmaterial keit zur Befestigung auf dem Papierstoff zu verbesin der Hauptsache ein aus Erdöl gewonnenes Kunst- sern. Durch dieses Verfahren kann man einen Papierharz (im nachstehenden als Petrolharz bezeichnet) 30 leim von dem hervorragenden Leimungsvermögen, aus den schweren Rückständen der Krackdestillation wie es weiter unten erwähnt wird, leicht und in wirtvon Erdöl verwendet. schaftlicher Weise sowie in fabrikatorischem Maßstab \Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung erzeugen. Es ist nicht immer notwendig, das ganze von Verfahren, durch welche ein emulgiertes Produkt zu verwendende Petrolharz in das Additionsprodukt von hoher Wirksamkeit als Leimstoff für die Papier- 35 mit der «./^-ungesättigten Säure einzuführen, d.h., bei fabrikation leicht und in wirtschaftlicher Weise aus dieser Erfindung kann auch ein Additionsprodukt der dem Petrolharz erzeugt werden kann, welch letzteres α,/3-ungesättigten Säure, das eine angemessene Menge ein sehr billiges Harzmaterial darstellt und in großen ' Petrolharz enthält, mit Erfolg verwendet werden. Ein Mengen verfügbar ist. solches Additionsprodukt kann man in der Weise er-

Bisher pflegte man im allgemeinen Kolophonium 40 halten, daß ein Teil des verwendeten Petrolharzes so als Hauptrohstoff zur Herstellung von Leimstoffen bleibt, wie er ist, oder indem man dem bereits herfür die Papierfabrikation zu verwenden. In letzterer gestellten Additionsprodukt gesondert ein frisches Zeit ist Kolophonium jedoch zur Mangelware ge- Petrolharz hinzusetzt.

worden, so daß der Preis von aus Kolophonium als Wenn der vorliegenden Erfindung zufolge das

dem Hauptrohstoff hergestellten Papierleimen sehr in 45 Petrolharz einer Wärmebehandlung mit einer α,/3-un-

die Höhe gegangen ist. gesättigten Säure oder mit einer Verbindung, welche

Die Forschungsarbeiten haben ergeben, daß Petrol- beim Erhitzen die α,/3-ungesättigte Säure erzeugt, harz in seinen physikalischen Eigenschaften, wie z.B. unterworfen wird, kann das mit einer Carboxylgruppe Aussehen, Erweichungspunkt u.dgl., dem Kolopho- versehene Petrolharz durch die Additionsreaktion ernium im wesentlichen ähnlich ist und daß das erstere 50 zeugt werden, welche vermutlich durch die ungedem letzteren hinsichtlich des Wasserabweisungsver- sättigten Bindungen derselben hervorgerufen wird, mögens sogar wesentlich überlegen ist, so daß es als Von den «,/3-ungesättigten Säuren ist das Malein-Rohmaterial für die Leimstoffe der Papierfabrikation säureanhydrid besonders geeignet, jedoch können sehr gut geeignet wäre. Das Petrolharz unterscheidet auch die Maleinsäure selbst, die Fumarsäure, Crotonsich jedoch in seinen chemischen Eigenschaften so 55 säure, Itaconsäure u. dgl. mit Vorteil verwendet wersehr von dem Kolophonium, daß man durch ein- den. Weiterhin können die Citronensäure u. dgl. als faches Emulgieren daraus keinen Leimstoff herstellen Verbindungen erwähnt werden, welche beim Erhitzen kann, welcher in der erforderlichen Weise auf dem eine α,/J-ungesättigte Säure erzeugen.
Papierstoff haftet. Die weiteren Untersuchungen Wie bereits oben erwähnt wurde, wird das mit der ■führten zu einer erfolgreichen Verbesserung der Ad- 60 Carboxylgruppe versehene Petrolharz unter Erhitzen häsion des Petrolharzes auf dem Papierstoff, welches und Rühren mit Kolophonium oder dem Additionsdabei eine sehr viel bessere Leimfestigkeit ergab als produkt von Kolophonium und einer α,/3-ungesättigder übliche Kolophonium-Papierleim. ten Säure vermischt. Die Anteile des Petrolharzes

Das Petrolharz kann aus Erdöl erhalten werden und des Kolophoniums können nach Belieben gedurch die Polymerisation von Kohlenwasserstoffen 65 wählt werden. Je mehr von dem Petrolharz verwenmit mehreren ungesättigten (Doppel)-Bindungen, det wird, desto besser sind Leimfestigkeit und Dünnweiche bei der Krackdestillation von Erdöl als Neben- flüssigkeit, wodurch auch die Handhabung und der produkt anfallen. Die Zusammensetzung des Petrol- Transport erleichtert werden.