DE1270943B

DE1270943B - Verfahren zur Herstellung von nassfesten, formaldehydfreien Papieren

Info

Publication number: DE1270943B
Application number: DEP1270A
Authority: DE
Inventors: Leonid Govoruhin Garth
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1964-01-15
Filing date: 1964-11-26
Publication date: 1968-06-20
Also published as: GB1095123A; BE658131A; US3320066A; FR1420321A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

D21h

Deutsche KL: 55 f-11/01

Nummer: 1270 943

Aktenzeichen: P 12 70 943.2-45

Anmeldetag: 26. November 1964

Auslegetag: 20. Juni 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von naßfesten Papieren unter Verwendung eines neuen Leimes.

Es ist bekannt, hoch naßfeste Papiere durch Verleimen der Papierfasermasse mit Melamin- oder Harnstoff-Formaldehydharzen herzustellen. Versuche, formaldehydfreie Harze herzustellen, die bei einem pH von über 5,5 angewandt werden können, schlugen lange Zeit fehl. Unter Verwendung von Formaldehyd verleimte Papiere besitzen den großen Nachteil, daß sie sich z. B. für photographische Papiere nicht oder nur bedingt eignen, da der in dem Papier anwesende (freie) Formaldehyd die photographische Emulsion schädlich beeinflussen kann. Papiere, die unter alkalischen Bedingungen verleimt wurden, weisen nicht die gleichen hohen Naßfestigkeiten auf wie Papiere, welche im sauren pH-Bereich, z. B. mit Melamin-Formaldehydharzen hergestellt worden sind.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, naßfeste Papiere zu entwickeln, die frei von Formaldehyd sind und innerhalb eines breiten pH-Bereiches hergestellt werden können. Dabei sollte insbesondere die Menge der zur Erzielung einer bestimmten Naßfestigkeit erforderlichen Zusätze zur Papiermasse so klein wie irgend möglich gehalten werden.

Die gestellte Aufgabe wurde im Rahmen eines Verfahrens zur Herstellung von naßfesten Papieren, bei dem ein wäßriger Brei oder eine wäßrige Suspension papierbildender Fasern, vorzugsweise Holzzellstofffasern, mit einem wärmehärtbaren Harz verleimt und der Leim enthaltende Brei bzw. die Suspension auf einer Papiermaschine zu einer Papierbahn verarbeitet wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als wärmehärtbares Harz ein Polyamid-Epichlorhydrinkondensationsprodukt in Kombination mit einem Kohlehydratdialdehydderivat verwendet wird.

Es wurde gefunden, daß die z. B. in einem Holländer oder einer ähnlichen Vorrichtung erfindungsgemäß mit einem von Polyamid-Epichlorhydrinkondensationsprodukt und einem Kohlehydratdialdehydderivat verleimten Papiere Naßfestigkeiten aufweisen, die denjenigen entsprechen, welche für mit Melamin-Formaldehydharzen geleimte Papiere charakteristisch sind oder sogar noch besser sind.

Die erfindungsgemäß zum Verleimen der Papierfasermasse verwendete Harzkombination übertrifft hinsichtlich der durch diese dem Papier verliehenen Naßfestigkeit diejenige, die mit den Einzelkomponenten der Kombination erreichbar ist, d. h., daß ein synergistischer Effekt auftritt, der es ermöglicht, mit verhältnismäßig geringen Mengen Leim auszukommen.

Für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von naßfesten,
formaldehydfreien Papieren

Anmelder:

Eastman Kodak Company, Rochester, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Wolff, H. Bartels

und Dr. J. Brandes, Patentanwälte,,

7000 Stuttgart 1, Lange Str. 51

Als Erfinder benannt:

Leonid Govoruhin Garth, Rochester, N. Y.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 15. Januar 1964 (337 718)

as geeignete Polyamid-Epichlorhydrinharze sind in den USA.-Patentschriften 2 926154 ,2 926116 beschrieben. Es sind kationische, wärmehärtbare Harze. Die in Verbindung mit diesen Harzen verwendeten Kohlehydratdialdehydderivate stellen praktisch Oxydationsprodukte der Stärke oder von Pflanzengummis dar, die z. B. durch Oxydation mit Perjodsäure erhalten werden können. Geeignete Produkte werden z. B. in den USA.-Patentschriften 3 057 723, 3 062 652 beschrieben.

Die in den genannten Patentschriften beschriebenen wärmehärtbaren kationischen Polyamid-Epichlorhydrinharze können der Papiermasse jederzeit vor Aufbringen der Papiermasse auf das Sieb der Papiermaschine zugesetzt werden. Vorzugsweise werden die Polyamid-Epichlorhydrinharze der Papierbreisuspension vor Zugabe des Kohlehydratdialdehydderivats zugesetzt. Der Papierfaserbrei wird nach Zusatz der Leimkomponenten dann in üblicher Weise auf die Siebpartie der Papiermaschine auflaufen gelassen und zu einer Papierbahn verarbeitet.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, dem Papierfaserbrei zusätzlich eine kleine Menge Carboxymethylcellulose zuzusetzen, deren Anwesenheit sowohl die Gebrauchseigenschaften des geleimten Papieres weiterverbessert als auch die Herstellung des Papiers selbst erleichtert. Im übrigen können dem Papierfaserbrei auch andere bekannte Zusätze, wie z. B. Stearinsäure,

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Alaun, Aluminiumchlorid oder Stärkeäther (amino- 1% eines Polyamid-Epichlorhydrinharzes des in den alkylierte Stärke), wie in der USA.-Patentschrift USA.-Patentschriften 2 926154, 2 926116 beschrie-2 935 436 beschrieben, oder andere Leime zugesetzt benen Typs und 2% Dialdehydstärke gegeben, worauf

werden. der Brei in einer Fourdrinier-Maschine zu Papier ver-

Die verschiedenen Zusätze werden zweckmäßig in 5 arbeitet wurde, das anschließend einem Glättwerk

den folgenden Mengen verwendet: zugeführt wurde. Das erhaltene Papier besaß eine

Polyamid-Epichlorhydrinharz .... 0,5 bis 2% Naßreißfestigkeit von 34. Dieser Wert entspricht

Kohlehydratdialdehydderivat 0,5 bis 2 % ungefähr dem Wert eines Papiers gleicher Art, welches

Carboxymethylcellulose 0,25 bis 1% ™* ^emem Melamm-Formaldehyd verleimt wurde. Zu

Stärkeäther 0 bis 3 °/ ^{10 m} ^zweiten Teil des Faserbreies oder der Faser-

aufschlämmung wurden 1 % eines Polyamid-Epichlor-

Sämtliche obigen Prozentzahlen beziehen sich auf hydrinharzes und 0,75% Dialdehydstärke, bezogen das Trockengewicht der Cellulosefaser. auf das Cellulosefasergewicht, sowie außerdem 0,5 °/₀

Das Verfahren der Erfindung kann in der Weise Carboxymethylcellulose in der angegebenen Reihendurchgeführt werden, daß ein Holzzellstoff von hohem 15 folge gegeben. Die Naßreißfestigkeit des aus diesem a-Cellulosegehalt oder gegebenenfalls auch ein anderes Faserbrei hergestellten Papiers war größer als die für die Herstellung von Papier geeignetes fasriges Naßreißfestigkeit anderer geprüfter Papiere, welche Material in Wasser zu einem verdünnten Faserbrei mit bekannten für die Naßfestausrüstung verwendeten zerschlagen wird. Sobald dieser die genügende Rösch- Harzen verleimt wurden, heit (slowness) erlangt hat, werden die verschiedenen a°

Zusätze zugefügt. Gegebenenfalls kann der Faserbrei Beispiel 2

vorher noch durch eine Jordanmaschine geführt

werden. Jedenfalls werden die Leimkomponenten 1143 kg gereinigte Holzzellstoffasern von hohem

noch vor dem Breiauflauf auf die Siebpartie der a-Cellulosegehalt wurden zu einem Faserbrei verar-Papiermaschine zugesetzt. Zur Einstellung eines ge- as beitet, worauf dem Brei 0,5 % Carboxymethylcellulose, eigneten pH-Wertes in der Faseraufsehlämmung kön- 2% aminoalkylierte Stärke (sogenannte kationische nen Aluminiumsulfat oder Aluminiumchlorid züge- Stärke), Gelatine, Farbstoff, Stearinsäureleim und so setzt werden. Da die erfindungsgemäß verwendeten viel Aluminiumchlorid zugesetzt wurde, daß ein Leimkomponenten jedoch innerhalb eines weiteren günstiger pH-Wert erzielt wurde. Zu einem Teil des pH-Bereiches wirksam sind, können, abgesehen von 3° Breies wurden dann 0,5 °/o Polyamid-Epicblorhydrinden erwähnten sauren Aluminiumsalzen, gegebenen- harz, sowie 0,75% Dialdehydstärke, bezogen auf das falls auch Alkalien, wie z. B. Ammoniumhydroxyd, Gewicht der trockenen Faser, zugegeben. Der Brei zur Faseraufsehlämmung zugefügt werden. wurde anschließend auf einer Papiermaschine zu Pa-

Ein Stearinsäureleim kann z. B. hergestellt werden, pier verarbeitet, das in einem Glättwerk nachbehandelt indem technische Stearinsäure mit Natronlauge ge- 35 wurde. Die Naßreißfestigkeit der erhaltenen fertigen mischt wird. Auch kann ein Stearinsäureleim dem Papiers betrug 37. In gleicher Weise wurden andere Faserbrei in Form einer Emulsion zugesetzt werden. für die Naßfestausrüstung von Papier bekannte Mittel Die geformte Papierbahn kann gegebenenfalls noch geprüft. Die erhaltenen Naßfestigkeitswerte waren bei in einer Bütte mit Stoffen, wie z. B. Gelatine, einer diesen Papieren geringer.

Oberflächenverleimung unterworfen werden, um dem 4<> Die Menge der für die Naßfestausrüstung von Pa-Papier, abgesehen von einer hohen Naßreißfestigkeit pier nach dem Verfahren der Erfindung zu verwendennoch bestimmte weitere Eigenschaften zu verleihen. den Zusätze richtet sich in gewissem Grad nach dem ImübrigenkanndiegetrocknetePapierbahnnochdurch Gewicht des herzustellenden Papiers. Für ein dickeres ein Glättwerk geführt werden oder anderweitig nach- Papier von etwa Kartonstärke reichen größenordbehandelt werden, um die Oberfläche zu verbessern. 45 nungsmäßig etwa 0,3 % kationische Stärke, 1 % Das nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Polyamid-Epichlorhydrinharz und 0,75 % Dialdehydhoch naßfeste Papier ist besonders für photographische stärke gut aus. Zur Herstellung von Papier normaler Zwecke, z. B. als Papierträger für lichtempfindliche Stärke sind zur Erzielung optimaler Naßfestigkeiten Schichten, wie photographische Silberhalogenidemul- größere Mengen des Polyamid-Epichlorhydrinharzes sionsschichten, geeignet. Gegebenenfalls kann es 5° und des Kohlenhydratdialdehydderivates notwendig, zweckmäßig sein, eine Barytschicht zwischen Träger Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung

und Emulsionsschicht anzuordnen. Darüber hinaus geeignete Kohlenhydratdialdehydderivate sind außer kann das erfindungsgemäß hergestellte naßfeste Papier der beschriebenen Dialdehydstärke beispielsweise mit für zahlreiche andere Zwecke Verwendung finden, Perjodsäure zu den entsprechenden »Dialdehyden« z. B. als Handtücher, für Papierbeutel, Papiergewebe, 55 oxydierter Akaziengummi, Gummi Traganth, Guar-Landkartenpapier u. dgl. harz, Mesquito Gummi, Alginsäure, Gummi aus der

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher Rinde von Prunus Institia und Hemicellulosen, wie veranschaulichen. z. B. Pectine oder Xylane (sämtlich mit Perjodsäure

Beispiel 1 oxydiert). Alle diese Verbindungen gehören zur Gruppe

6o der Polyuronide, welche sekundäre Alkoholgruppen

Aus 1361 kg Sulfitzellstoff mit hohem «-Cellulose- aufweisen, die bei einer gemäßigten Oxydation in gehalt wurde ein wäßriger Holzfaserbrei hergestellt. Aldehydgruppen übergeführt werden. Dem Brei wurden dann ein Farbstoff, Stearinsäure- Ein wie im Beispiel 2 beschrieben hergestelltes

leim sowie 22,7 kg aminoalkylierte Stärke und so viel Papier wurde bei der Herstellung eines photographi-Aluminiumchlorid zugesetzt, daß der gewünschte 65 sehen Materials als Schichtträger verwendet. Auf den pH-Wert erhalten wurde. Die Aufschlämmung wurde Träger wurde eine Barytschicht aufgetragen, auf die dann in zwei gleiche Teile unterteilt. Zu dem einen nach der Trocknung eine Gelatine-Silberhalogenid-Teil wurde, bezogen auf das Fasertrockengewicht, emulsionsschicht aufgebracht wurde. Es wurde ein

photographisches Papier guter Qualität erhalten, welches gegenüber der Einwirkung von Wasser ungewöhnlich widerstandsfähig war.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von naßfesten f ormaldehydfreien Papieren, bei dem ein wäßriger Brei Papier bildender Fasern, vorzugsweise Holzzellstoffasern, mit einem wärmehärtbaren Harz verleimt und der Leim enthaltende Brei auf einer Papiermaschine zu einer Papierbahn verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmehärtbares Harz ein Polyamid-Epichlorhydrinkondensationsprodukt in Kombination mit einemKohlehydratdialdehydderivatverwendetwird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brei zusätzlich Carboxymethylcellulose sowie gegebenenfalls ein kationisches Stärkeprodukt zugesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlehydratdialdehydderivat Dialdehydstärke oder ein Dialdehydpflanzengummi zugesetzt wird.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamid-Epichlorhydrinkondensationsprodukt vor dem Kohlehydratdialdehydderivat und die gegebenenfalls verwendete Carboxymethylcellulose vor dem Polyamid-Epichlorhydrinkondensationsprodukt zum Brei zugesetzt werden.