DE1938015A1 - Neuartige Staerkemasse und Verfahren zur Herstellung von Papier - Google Patents
Neuartige Staerkemasse und Verfahren zur Herstellung von PapierInfo
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Description
Or.-tag.
BERLIN 33
Malco Chemical Company, Chicago, Illinois, V.St.A.
Neuartige Stärkemasse und Verfahren zur Herstellung von Papier
Die Erfindung betrifft eine neuartige Stärkemasse und ein Verfahren zur Herstellung von Papier unter Verwendung dieser
Stärkemasse. Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung von Papier mit verbesserter Trockenfestigkeit und anderen
verbesserten Eigenschaften. -
Die Erfindung*schlägt eine Stärke-Polyaminpolymerisat-Masse
vor, die 60 - 98 Gew.-^ Stärke und 2 - 40 Gew.-$ eines polymeren
PoIyamins mit einem Molekulargewicht von mindestens
1000 aufweist, wobei das Stärke-Polyaminpolymerisat hergestellt
worden ist durch Kochen einer wässrigen Suspension der
Stärke mit dem polymeren Polyamin bei einer Temperatur von
60 - 1210C während 0,25 - 10 Stunden und wobei das Polyamin
erhalten worden ist durch Umsetzung eines Alkylendihalogenids mit einem Amin der folgenden Strukturformel:
H2N ( - R-N- )XH ,
wobei E einen Alkylenrest, der -CH2OH2-, -CH2CH2CH2- oder
009887/1987
1338015
-CHp-C- sein kann und χ eine ganze Zahl von 0-5 bedeuten.
Die Erfindung schlägt weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Papier mit verbesserter Festigkeit und anderen verbesserten
Eigenschaften vor. Dieses Verfahren umfaßt die folgenden Schritte : Bildung einer wässrigen Suspension von Cellulosefasern,
Zusatz einer Polyaminpolymerisat-Stärke-tfasse als
einziges Produkt zu dieser Suspension, und zwar an einem Punkt vor ihrer Ausformung zu einem Blatt bzw. einer Bahn,
wobei die Stärkemasse hergestellt worden ist durch Umsetzung einer 60 - 98 Gew.-^igen wässrigen Stärkesuspension mit
2-40 Gew.-# eines polymeren PoIyamins mit einem Molekulargewicht
von mindestens 1000 bei einer Temperatur von 60 1210C
während 0,25 - 10 Stunden, wobei das Polyamin erhalten worden ist durch Umsetzung eines Alkylendihalogenids mit
einem Amin der folgenden Strukturformel :
H ·
H2N ( -E-N- JxH ,
wobei E einen Alkylenrest, der -CHgCHp-t -CHpCHgCH,,- oder
> ?H3
-CH9-C- sein kann und χ eine ganze Zahl von 0-5 bedeuten,
Ί
H
H
und Ausformung der wässrigen Suspension von Cellulosefasern,
die die modifizierte Stärke enthält,, zu einem Blatt.
Seit vielen Jahren sind Stärken von verschiedenen Typen bei
der Papierherstellung verwendet worden, vat unterechiedliehe
Ziele zu erreichen, wie z.B. verbesserte Blattfestigkeit. Einen Hinweis auf diese weitverbreitete Verwendung von Stärke
stellen die verschiedenen Anwendungsgebiete tob Stärke dar,
die in der Arbeit "Fiber Attraction and Interfib«r Bonding The
Bole of Polysaccharide Additives", von M.L. Cushlng und
009887/1917
193801G
K.R.Schuman, erschienen in TAPPI, Ausgabe Dezember 1959>
beschrieben worden sind.
beschrieben worden sind.
Eines der hauptsächlichsten Probleme bei der Verwendung von
Stärke als Nass-Zusatzmittel ,zur Verbesserung verschiedener
Papiere besteht darin, daß es schwierig ist, die Stärke in
angemessener Weise in dem Blatt zu erhalten. In den meisten Fällen nämlich geht die Hauptmenge der zugesetzten Stärke
beim Papierherstellungsverfahren verloren. Zahlreiche Versuche sind unternommen worden, um das Zurückhalten von Stärke durch die Cellulosefasern zu verbessern.
angemessener Weise in dem Blatt zu erhalten. In den meisten Fällen nämlich geht die Hauptmenge der zugesetzten Stärke
beim Papierherstellungsverfahren verloren. Zahlreiche Versuche sind unternommen worden, um das Zurückhalten von Stärke durch die Cellulosefasern zu verbessern.
In einigen Fällen hat man sich bemüht, die Stärke thermisch zu modifizieren. In anderen Fällen hat man Stärke mit Chemikalien
behandelt, um zu versuchen, sie einer Zurückhaltung
durch die Faser besser zugänglich zu machen. Obwohl diese
Versuche gewisse Erfolge bei der Verbesserung der Zurückhaltungs-Eigenschaften in Bezug auf Stärken hatten, ging
dennoch ein hoher Prozentsatz an Stärke aufgrund ihrer mangelnden Haftfähigkeit an Papierfasern verloren.
durch die Faser besser zugänglich zu machen. Obwohl diese
Versuche gewisse Erfolge bei der Verbesserung der Zurückhaltungs-Eigenschaften in Bezug auf Stärken hatten, ging
dennoch ein hoher Prozentsatz an Stärke aufgrund ihrer mangelnden Haftfähigkeit an Papierfasern verloren.
Für die Papierherstellungsindustrie wäre es daher von großem Vorteil, wenn es möglich wäre, ein einfaches Verfahren zu
schaffen, mit dessen Hilfe die Fähigkeit der Stärke, von
Papierfasern zurückgehalten zu werden, verbessert wird. Ferner würde ein Papierherstellungsverfahren von Interesse sein, das in einer Reihe von Arbeitsstufen die üblichen Stärken gegenüber Cellulosefasern aufnahmefähiger machen würde, indem zuvor die Stärkematerialien mit verhältnismäßig wenig kostspieligen organischen Chemikalien umgesetzt werden.
schaffen, mit dessen Hilfe die Fähigkeit der Stärke, von
Papierfasern zurückgehalten zu werden, verbessert wird. Ferner würde ein Papierherstellungsverfahren von Interesse sein, das in einer Reihe von Arbeitsstufen die üblichen Stärken gegenüber Cellulosefasern aufnahmefähiger machen würde, indem zuvor die Stärkematerialien mit verhältnismäßig wenig kostspieligen organischen Chemikalien umgesetzt werden.
Durch Verbesserung der Aufnahmefähigkeit von Cellulosefasern
gegenüber üblichen Stärken, die mit organischen Chemikalien umgesetzt worden sind, sollte es daher möglich sein, Papier
herzustellen, das eine höhere Menge an Stärke enthält. Dies würde ein fertiges Blatt mit überlegener Trockenfestigkeit und
009887/1987 .
vielen anderen verbesserten Eigenschaften ergeben, die aus · der Einverleibung von gebundenen, gut dispergierten Stärken
resultieren.
Ein Ziel der Erfindung ist daher ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Papier.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur einfachen. Umsetzung von Stärke, um ein Stärkeprodukt von außergewöhnlichem
Wert für die Papierherstellungsindustrie zu erzielen. Weitere Ziele werden nachfolgend aufgezeigt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, bei dem
Stärke unmittelbar vor ihrer Einführung in den Pulpestrom in einfacher und wirtschaftlicher Weise umgesetzt werden kann,
so daß sie äußerst anlagerungsfähig gegenüber Cellulosefasern
wird. *
Erfindungsgemäß ergab sich, daß man ein verbessertes Papierprodukt
erhalten kann, indem man einen Papierherstellungsansatz vor seiner Ausformung zu einer Bahn mit einer Stärke-Polyaminpolymerisat-Masse
behandelt. Im einzelnen wurde gefunden, daß Papier verbessert werden kann durch Behandlung
einer wässrigen Pulpesuspension mit der erwähnten Stärke-Polyaminpolymerisat-Masse,
die hergestellt worden ist durch Umsetzung einer wässrigen Suspension von Stärke mit 2-4
Gew.-ffo eines speziellen polymeren Polyamine. Dieses Polyamin
wird hergestellt durch Umsetzung eines Alkylendihalogenids mit einem Amin der folgenden Strukturformel :
H2N ( -R-N- )χΗ,
wobei R einen Alkylenrest, der -CH2CH2-, -CH2CH2CH2 - oder
\ J
-CH2-C- sein kann und χ eine ganze Zahl von 0-5 bedeuten.
-CH2-C- sein kann und χ eine ganze Zahl von 0-5 bedeuten.
H
Wenn ein Rest R vorliegt, dann ist er vorzugsweise ein Äthylen-·
Wenn ein Rest R vorliegt, dann ist er vorzugsweise ein Äthylen-·
009887/1987
rest. Bevorzugte Ums et zungs teilnehmer sind Ammoniak, A'thylendiamin,
Diäthylentriamin, Tetraäthylenpentamin und Triäthylentetramin.
Von diesen Verbindungen wird Ammoniak wegen seiner ausgezeichneten Umsetzungsfähigkeit, der geringen Kosten und
seiner guten Verfügbarkeit besonders bevorzugt.
Der Alkylendihalogenid-Umsetzungsteilnehmer kann aus einer
Vielzahl von difunktioneilen organischen Verbindungen ausgewählt
werden. Bevorzugt werden ÄthylendiChlorid, 1,3-Propylendichlorid
und 1,2-Propylendichlorid. Von diesen wird
ithylendichlorid besonders bevorzugt.
Die Polymerisationsreaktion der oben angegebenen Stoffe wird vorzugsweise bei erhöhten Temperaturen und bei überatmosphärischem
Druck ausgeführt. Um die erwünschten Polymerisate mit verhältnismäßig hohem Molekulargewicht zu erzielen, wird es
speziell bevorzugt, die Polymerisation bei 75 - 2000O bei
einem Druck von 5t25 - 70 kg/cm durchzuführen. Die Umsetzung
wird ausgeführt, indem man ein Amin langsam einer Reaktionszone zuführt, und zwar mit einer solchen Geschwindigkeit, daß
ein festgelegter vorherbestimmter Druck innerhalb der oben angegebenen Grenzwerte aufrechterhalten bleibt. Gleichzeitig
wird in die Reaktionszone ein Alkylendihalogenid mit einer
solchen Geschwindigkeit eingeführt, daß eine festgelegte vorherbestimmte Temperatur innerhalb der oben angegebenen Grenzwerte
aufrechterhalten wird. Es sollte anfänglich genügend
Wasser in die Reaktionszone eingeführt werden, so daß die Umsetzung in flüssiger Phase ablaufen kann. Unter diesen Bedingungen
werden polymere Polyamine mit Molekulargewichten im Bereich von 500 - 50 000, vorzugsweise 1000 - 25 000
erzielt.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern und
Verfahren aufzeigen, mit Hilfe derer die erfindungsgemäßen polymeren Polyamine hergestellt werden können.
009887/199?
Es wurde ein Glas-Stahl-Reaktor von 76 Litern Inhalt verwendet» der mit äusseren Zuführungen sowohl für wasserfreien gasförmigen
Ammoniak als auch für Athylendichlorid versehen war. Ein Druckregulierventil befand sich in der Leitung zwischen der
Ammoniak-Quelle und dem !Reaktor. In den Reaktor wurden zunächst 12,7 kg Wasser eingelassen. Diese Menge ergab ein genügendes
Volumen, um eine gute Rührwirkung mit der angewendeten Vorrichtung zu gestatten. Der Reaktor wurde erhitzt bis
die Temperatur 110GC erreicht hatte; das System wurde dann
mit wasserfreiem Ammoniak bis 6,65 - 7fOO kg/cm unter Druck
gesetzt. Bei dem System wurde dann der Druck abgelassen, um die Luft zu entfernen und es wurde danach wieder mit Ammoniak
unter einen Druck von 6,65 - 7,00 kg/cm gesetzt und auf
11O0C erhitzt. Der Druck wurde auf einer Höhe von 6,65 7,00
kg/'cm durch graduelle Zufuhr von gasförmigem Ammoniak
während der gesamten Reaktionszeit gehalten, um das umgesetzte Ammoniak wieder zu ersetzen.
Dann wurde Athylendichlorid in den Reaktor gepumpt und die
Wasserkühlung in Betrieb gesetzt. Anfänglich wurden 6,8 kg Athylendichlorid über einen Zeitraum von einer Stunde und
50 Minuten zugeführt. Durch die Zuführung des Äthylendichlorids während der gesamten Umsetzung wurde die Reaktionstemperatur auf 100 - 11O0C gehalten. Mittels dieser sorgfältigen
Regulierung der Geschwindigkeit des Äthylendichloridzusatzes
zu dem System konnte die Temperatur der exothermen Reaktion innerhalb des oben angegebenen Temperaturbereiches
verhältnismäßig konstant gehalten werden« Hach Beendigung dee
anfänglichen Zusatzes von 6,8 kg Athylendichlorid wurde ein wässriges Konzentrat von 50^-igem Natriumhydroxyd in einer
Menge von 27,7 kg während 3 Stunden und 55 Minuten in das
Reaktionsgefäß gegeben. Zusätzlich wurden 11,3 kg Athylendichlorid ebenfalls während des Ätzalkalizusatzes hinzugesetzt.
Das Ammoniak wurde dann in Verlaufe mehrerer Stunden abgelassen
und die Umsetzung vervollständigt durch Zusatz von
009887/1907
weiteren 4,1 kg Äthylendichlorid und von soviel Natriumhydroxyd,
daß der pH-Wert zwischen 8,5 und 11,0 gehalten wurde. Zu diesem Zeitpunkt hatte der Reaktor seine Beschickungskapazität erreicht, und das Einpumpen von Äthylendichlorid in
die Reaktionszone wurde unterbrochen. Die Umsetzungsmasse
wurde weiter für 1-2 Stunden erhitzt, um das restliche
Äthylendichlorid umzusetzen. Das System wurde dann gekühlt und belüftet. Das Polyaminprodukt wurde zentrifugiert, und wesentliche
Mengen an natriumchlorid als Nebenprodukt trennten sich von der wässrigen Lösung des polymeren Amins ab. Die Molekulargewi
chtsb es timmung des obigen Polyaminproduktes zeigte, daß
das Molekulargewicht über 2000 lag und daß das Produkt praktisch keine niedrig molekularen Polyamine, wie Äthylendiamin,
Diäthylentriamin und Tetraäthylenpentamin enthielt.
Dieses Beispiel wurde im wesentlichen gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 1 ausgeführt, mit der Abwandlung, daß Äthylendichlorid
(27,2 kg) und Calciumoxyd ( 10,9 kg) kontinuierlich zusammen mit Ammoniak bei 7,00 kg/cm in eine Reaktionszone
bei einer Temperatur von 1000C in Gegenwart von 12,7 kg Wasser
zugeführt wurden. Die Umsetzungszeit betrug etwa 5 Stunden.
Bei diesem Beispiel wurden in einen mit Glas ausgekleideten Reaktor von 76 Litern 12,7 kg Wasser sowie Ammoniak bei einer
Umsetzungstemperatur von 1000C und einem Umsetzungsdruck von
7,00 kg/cm eingeführt. Es wurden 2,27 kg Äthylendichlorid
langsam bei dem oben angegebenen Druck und der angegebenen Temperatur zugesetzt und reagieren gelassen. Nach dieser
anfänglichen Äthylendichlorid-Zugabe wurden weitere 15,9 kg zusammen mi* 5096-igem Natriumhydroxyd (31,8 kg) während eines
Zeitraumes von etwa 5 Stunden hinzugefügt. Während der gesamten Reaktionszeit war eine Gesamtmenge von 4,53 kg Ammoniak verwendet
worden. Der Zufluß der Umsetzungsteilnehmer wurde be-
009887/1987 .
endet, das Reaktionsgemisch 30 Minuten lang gerührt, belüftet, um nicht umgesetztes Ammoniak freizusetzen,- und das Produkt
wurde abgekühlt und in der Trommel behandelt.
Es wurden 12,7 kg Wasser in einen mit Glas ausgekleideten Reaktor von 76 Liter Fassungsvermögen zusammen mit Ammoniak
eingeführt. Die Reaktionstemperatur wurde auf 1000O und der
Druck auf 7,00 kg/cm erhöht. 6,8 kg Äthylendichlorid wurden
ferner langsam hinzugesetzt und reagieren gelassen. Nach der anfänglichen Ithylendichloridzugabe wurden weitere 15,9 kg
zusammen mit 31,8 kg einer 50$-igen Ätzalkalilösung während etwa 5 Stunden zugesetzt. Nach 30-minütigem Rühren wurde das
Reaktionsgemisch belüftet, um Ammoniak zu entfernen. Es wurden weitere 4,53 kg Äthylendichlorid zugesetzt und der Ansatz
1-2 Stunden belüftet, wonach das Endprodukt erhalten wurde.
In einen mit Glas ausgekleideten 76-Liter-Reaktor wurde das Polyamin nach Beispiel 4 zusammen mit 13,6 kg Natriumcarbonat
gegeben. Die Temperatur wurde auf 80 C erhöht und Μβΐΐΐ^ΐ-Ο
Chlorid durGh einen Druckregler bei 4,9 - 5,6 kg/cm zugeführt.
Innerhalb etwa 7 Stunden war die Umsetzung vollständig abgeschlossen.
Es war eine Gesamtmenge von 20,4 kg an Methylchlorid zu dem Polyamin hinzugesetzt worden. Das Produkt der
polyquaternären Substanz wurde dann abgekühlt, belüftet und zur Verwendung in der Trommel behandelt.
Weiterhin soll auf die TJSA-Pat ent schrift 3 372 129 Bezug genommen
werden, in der eine genaue Beschreibung der Herstellungsweise der polymeren Polyamine der vorliegenden Erfindung
angegeben ist.
Eine Vielzahl von einfachen, billigen Stärken kann mit den oben beschriebenen polymeren Polyaminen umgesetzt werden, um
ein überlegenes Papierherstellungsmaterial nach erfolgter Be-
009887/1987
handlung der Vorstufen-Pulpe zu erzeugen. Zu den Stärken, die
der Reaktion mit Polyaminmaterialien zugänglich sind, gehören
z.B. Kartoffel-, Mais-, Tapiokastärke und andere verwandte, leicht verfügbare Stärken. Obwohl aufgrund ihrer Verfügbarkeit
und ihres geringen Preises die einfachen Stärken bevorzugt werden, wird darauf hingewiesen, daß auch andere Polysaccharide
vom Stärke-Typ angewendet werden können. In einigen Fällen kann abgebaute Holzcellulose verwendet werden.
Wenn Stärke und das polymere Amin miteinander umgesetzt werden, wird vorzugsweise eine relativ verdünnte wässrige
Suspension benutzt, die 1 - 40 Gew.-$, vorzugsweise 1-30
Gew.-$, der Umsetzungsteilnehmer enthält. Es liegt eine
solche Menge an polymerem Amin in Bezug auf die Stärke vor, daß sich 2 - 40 $, vorzugsweise 3 - 30 $, polymeres Amin,
bezogen auf das Gesicht der Stärke, ergeben.
Die Stärke kann mit dem polymeren Polyamin entweder vor, während oder nach der Gelierung oder dem Kochen der Stärke
umgesetzt werden. Die wässrige Stärkesuspension sollte mit dem Polyamin bei einer Temperatur im Bereich von etwa 60 - 1210C
während 0,25 - 10 Stunden behandelt werden. Bei der speziell bevorzugten Ausführungsform wird nichtgelierte Stärke gleichzeitig
geliert und mit dem polymeren Polyamin umgesetzt und zwar bei einer Temperatur von 85 - 960C während 0,33 - 5 Stunden.
Mit Hilfe dieser Ausführungsform werden Papierblätter
bzw. -bahnen von außergewöhnlich hoher Festigkeit erzielt.
Es wird angenommen, daß als Ergebnis der Umsetzung der Stärke mit den polymeren Polyaminen eine Adsorption des polymeren
Polyamine an die Oberfläche der Stärke eintritt.
Ohne die Erfindung zu beschränken, wird folgende Theorie als mögliche Erklärung des Adsorptionsprozesses angenommen.
Stärke besitzt normalerweise eine geringe negative Ladung,
wohingegen das polygmere Polyamin eine stärkere positive La-
009887/1987
dung aufweist. Als Ergebnis ziehen sich Stärke und polymeres
Polyamin aufgrund elektrostatischer Wirkung an. Die erhaltene Stärke-Polyaminpolymerisat-4iasse besitzt eine geringe positive
ladung, da die Größe der positiven Ladung des polymeren Polyamino
die negative Ladung der. Stärke übersteigt. Die Cellulosefasern,
an die sich das Stärke-Polyaminpolymerisat-Produkt
anlagert, neigt dazu, sich negativ aufzuladen. Als Ergebnis erfolgt daher eine Anziehung zwischen den Cellulosefasern
und der Stärke-Polyaminpolymerisat-Masse. Diese Anziehung
ergibt ein Papier mit verbesserter Trockenfestigkeit
und anderen verbesserten Eigenschaften.
Die Stärke-Polyaminpolymerisat-Masse kann als Produkt in Form
einer wässrigen Suspension verwendet werden, oder aber das Wasser kann mit Hilfe geeigneter Maßnahmen entfernt werden,
z.B. durch Vakuum-Filtration, um "ein trockenes pulverförmiges
Material zu erhalten, das leicht in der Haß-Verarbeitungsstufe des Papierherstellungsverfahrens dispergiert werden
kanne. Es wurde festgestellt, daß beste Ergebnisse erhalten werden, wenn man das Stärke-Polyaminpolymerisat-Produkt
unmittelbar nach der Umsetzung mit der Stärke in den Strom der Papierpulpe einführt. Im allgemeinen sollte das Stärke-Polyaminpolymerisat-Produkt
der Pulpe während eines Zeitraumes zugesetzt werden, der im Bereich von einigen Sekunden nach der
umsetzung der Stärke bis zu etwa 24 Stunden danach liegt. Die Stärke wird besonders bevorzugt 1 - 120 Minuten nach der
Polyamin-ßeaktion dem Papiermaterial-Strom einverleibt.
Die Stärke-Polyaminpolymerisat-Masse kann der Pulpe an vielen
verschiedenen Stellen zugesetzt werden. Vorzugsweise wird die Masse nach der Aufbereitungsstufe zugefügt, da ein großes
Ausmaß an mechanischer Bearbeitung, das auf die Pulpe ausgeübt wird, das Zurückhalten der Stärke an der Pulpe nachteilig
beeinflußt. Das Stärke-Polyaminpolymerisat-Produkt kann an
Auslaß der Aufbereitungsanlage (refiner), an der Flügelpumpe, am Konsistenz-Regler, am Aufgabekasten usw. zugeführt
werden.
009887/1987
Das erfindungsgemäße Verfahren kann man dadurch charakterisieren, daß die Cellulosefasern immer mit einem einzigen
Stärke-Polyaminpolymerisat-Produkt behandelt werden. Weder die Stärke noch das polymere Polyamin werden getrennt
- nacheinander oder gleichzeitig - zu den Cellulosefasern zugesetzt*
Bewertung der Erfindung;
.
Um die Wirksamkeit der Erfindung zu bestimmen, wurden die
folgenden Versuche durchgeführt:
Bei dieser Versuchsreihe wurden Handblätter (handsheets) hergestellt, und zwar sowohl unter Verwendung von unbehandelter
Stärke als auch von Stärke, die mit dem polymeren Polyamin modifiziert worden war. Das speziell verwendete polymere
Polyamin gehörte der oben beschriebenen Klasse an und war ein Kondensations-Mischpolymerisat aus Ammoniak und A'thylendichlorid.
Bei dem ersten Versuch wurde Tapiokastärke gekocht und dann zu der Pulpe in einer Menge von 1,25 $, bezogen auf
das Gewicht der Pulpe, zugesetzt. Ein Handblatt, das aus der mit Stärke behandelten Pulpe hergestellt worden war, wurde
dann hinsichtlich seiner Berstfestigkeit geprüft und mit einer Kontrollprobe, die keinen Stärkezusatz enthielt, verglichen.
In ähnlicher Weise wurde die gleiche Menge an Stärke mit dem oben beschriebenen polymeren Polyamin behandelt
durch Zusatz des Amins zu der bereits gekochten Stärke bei 600C mit unterschiedlichen Mengen des Amins, bezogen auf das
Gewicht der Stärke. Die Berstfestigkeiten von Handblättern,
hergestellt aus Pulpe, die aminmodifizierte Stärke enthielt,
wurden gleichfalls geprüft. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle I hervor :
009887/1987 ·
7 | ,0 |
10 | ,8 |
10 | ,2 |
-12-Tabelle I
Pulpe-Behandlung ?Η~¥Γί Zunahme der Berstfestigkeit
r ^ x>oiiA«v*j.uix6 der pulpe gegenüber Kontrolle, fo
Stärke 5,0
11,1$ Polyamin-Stärke 5,0
22,2$ Polyamin-Stärke 5,0
Eine ähnliche Reihe von Vergleichsversuchen wurde, durchgeführt, die einen Polyaminzusatz zu der Stärkeaufschlämmung
vor dem Kochen umfaßten. Die aminbehandelte Stärke wurde dann 20 Minuten lang bei 93,90C gekocht und hinsichtlich ihrer
Wirksamkeit bezüglich der Erhöhung der Blattfestigkeit geprüft. Folgende Ergebnisse wurden erhalten:
-D„T^„ B0Ln^1,,,, pH-Wert Zunahme der Berstfestigkeit
Pulpe-Behandlung der Pulpe gegenüber Kontrolle, jT
Stärke | 5,0 | 7,0 |
11,1% Polyamin-Stärke | 5,0 | 10,3 |
22,2$ Polyamin-Stärke | 5,0 | 12,9 |
Aus den obigen Werten geht deutlich hervor, daß die mit
einem "Mullen-Tester" gemessenen Berstfestigkeiten der Handblätter, die die Stärke-Polyaminpolymerisate enthielten^
wesentlich höher waren als die der Vergleichs-Handblätter,
die nur Stärkematerial enthielten.
Die Erfindung gestattet die Verwendung üblicher Stärken als Papierherstellungs-Zusatzmittel, wobei gute Ergebnisse in
fast allen Fällen erzielt werden. Es wurde beobachtet, daß die festen Ergebnisse erhalten werden, wenn die Stärke
mindestens etwas Amylopektin in Kombination mit Amylose enthielt. Es ist in Betracht zu .ziehen, Amylopektin allein als
Stärkematerial zu benutzen.
Spezielle Stärken, wie Dextrine und dgl. können auch als stär-
009887/1987
keartiges Material benutzt werden, obwohl die Erfindung hauptsächlich
auf die Verwendung von üblichen nicht-modifizierten Stärken gerichtet ist.
Oftmals besitzt erfindungsgemäß behandeltes Papier. - außer der verbesserten Trockenfestigkeit - weitere verbesserte
Eigenschaften, wie z.B. verbesserte innere Binde-, FaIz-, Zug-
und Rupf-Festigkeit ( pick resistance ) sowie verbessertes
S chi chtbindungsvermögen.
Me Erfindung gestattet auch, kleinere Mengen an Stärke anzuwenden,
um dennoch Ergebnisse zu erzielen, die vergleichbar mit denjenigen sind, bei denen eine übermäßige Beladung mit
üblichen Behandlungsmitteln auf Stärkebasis stattgefunden hat.
Es wurde auch festgestellt, daß durch Verwendung der aminmodifizierten
Stärke sowohl die Wasserablaufeigenschaften der nassen Papierbahn verbessert als auch die Maschinengeschwindigkeiten
erhöht werden können, und zwar im Vergleich zu der alleinigen Verwendung von Stärke als Zusatzmittel.
Typische Papierausgangsmaterialien, die behandelt werden können, sind z.B. Kraftpulpe, gebleichte Kraftpulpe, Weichholzkraft
pulpe, Hartholzkraftpulpe, gebleichte und ungebleichte
Sulfitpulpen, Holzschliff- und Alphasulfitpulpen.
Patentansprüche ι
009887/1987
Claims (5)
1. Stärke-Polyaminpolymerisat-Masse, dadurch gekennzeichnet,
daß sie 60 - 98 Gew.-% Stärke und 2 - 40 Gew.-% eines polymeren
Polyamine mit einem Molekulargewicht iron mindestens 1000 aufweist, wobei das Stärke-Polyaminpolymerisat hergestellt
worden ist durch Kochen einer wässrigen Suspension von Stärke mit dem polymeren Polyamln bei einer Temperatur
von 60 - 1210C während 0,25 - 10 Stunden und wobei das PoIyamin
erhalten worden ist durch Umsetzung eines Alkylendihalogenids mit einem Amin der folgenden Strukturformel :
H2N ( - R-N- JxH ,
wobei R einen Alkylenrest, der -CH0CH0-, -CH0CH0CH0-, oder
CH- 2 d ί 2 2
I 3
-CHp-C- sein kann und χ eine ganze Zahl τοη 0-5 bedeuten.
-CHp-C- sein kann und χ eine ganze Zahl τοη 0-5 bedeuten.
2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere
Polyamin ein Ammoniak-Äthylendichlorid-Kondensationspolymerisat mit einem Molekulargewicht von mindestens 500
ist.
3. Verfahren zur Herstellung von Papier mit verbesserter
Festigkeit und anderen verbesserten Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wässrige Suspension von Cellulosefasern
bildet, daß man als einziges Produkt eine PoIyaminpolymerisat-Stärkemasse
zu der Suspension zu einem Zeitpunkt vor ihrer Ausformung zu einea Blatt hinzusetzt,
wobei die Stärkemasse hergestellt worden ist durch Umsetzung einer 60 - 98 Gew. -%-igen wässrigen Stärkesuspension mit
2-40 Gew.-# eines polymeren Polyamine mit einem Molekulargewicht
von mindestens 1000 bei einer Temperatur von 60 - 1210C während 0,25 - 10 Stunden, wobei das Polyamin
erhalten worden ist durch Umsetzung eines AUcylendihalogenids
mit einem Amin der folgenden Strukturformel :
009887/1987
H2N ( - R-N- )χΗ
wobei R einen Alkylenrest, der -CH9CH9-,-CH0CH9CH9- oder
CH , ά d. ί d. <l
1 5
-CH2-C- sein kann und χ eine ganze Zahl von 0-5 bedeuten,
-CH2-C- sein kann und χ eine ganze Zahl von 0-5 bedeuten,
und daß man dann die wässrige Suspension von Cellulosefasern,
die die modifizierte Stärke enthält, zu einem Blatt ausformt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Polyamin ein Molekulargewicht von mindestens 500
hat.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Polyaminpolymerisat ein Ammoniak-Äthylendichlorid-Kondensationspolymerisat
ist.
009887/1987
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB3569569 | 1969-07-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1938015A1 true DE1938015A1 (de) | 1971-02-11 |
Family
ID=10380545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691938015 Pending DE1938015A1 (de) | 1969-07-15 | 1969-07-23 | Neuartige Staerkemasse und Verfahren zur Herstellung von Papier |
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Country | Link |
---|---|
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