DE19735636A1

DE19735636A1 - Harzdispersion zur Masse- und Oberflächenleimung und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE19735636A1
Application number: DE19735636A
Authority: DE
Inventors: Awie Phau
Original assignee: CHEM FAB BRUEHL OPPERMANN GmbH
Current assignee: CHEM FAB BRUEHL OPPERMANN GmbH
Priority date: 1997-08-16
Filing date: 1997-08-16
Publication date: 1999-02-18
Anticipated expiration: 2017-08-17
Also published as: DE19735636C2

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Harzdispersionen zur Masse- und Oberflächenleimung bei der Papierherstellung auf Basis von nicht verstärktem oder verstärktem Kolophonium, welches mit mehrwertigen Alkoholen verestert ist.

Die DE-A-37 08 854 beschreibt eine Harzdispersion zur Masselei mung von Papier, in der Kolophonium oder ein mit Maleinsäurean hydrid oder Fumarsäure verstärktes Kolophonium mit mehrwertigen Alkoholen verestert wird, und zwar unter Verwendung von organi schen Lösungsmitteln, wie Benzol, sowie oberflächenaktiven Sub stanzen, wie z. B. Harzseife, Polyoxyethylen, Alkylbenzolsulfona ten etc. Diese Gemische werden dispergiert. Anschließend wird das organische Lösungsmittel abdestilliert.

Aus der DE-A-10 85 633 ist bekannt, daß man Kolophonium mit Maleinsäureanhydrid modifizieren und anschließend mit mehr wertigen Alkoholen sowie Aminoalkoholen verestern kann, wobei mit Hilfe von Casein als Schutzkolloid dispergiert wird. Die so erhaltene Harzdispersion wird zur Masseleimung bei der Papiererzeugung verwendet.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Harzdispersion zur Masse- und Oberflächenleimung bei der Papierherstellung auf der Basis von nicht verstärktem oder verstärktem Kolophonium zur Verfügung zu stellen, welche preiswert und einfach herge stellt werden kann, wobei bei der Herstellung auch die Verwendung von organischen Lösungsmitteln, oberflächenaktiven Substanzen, Schutzkolloiden wie Casein oder kostspieligen Hochdruckhomogeni satoren verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wurde jetzt überraschend einfach dadurch gelöst, daß verstärktes oder nicht verstärktes Kolophonium, welches mit mehrwertigen Alkoholen verestert ist, organische Amine enthält, wobei sich besonders Polyalkylenpolyamin, Triethanolamin, Diethanolamin, Monoethanolamin oder Gemische derselben bewährt haben.

Die Herstellung erfolgt in der Weise, daß Kolophonium zunächst bei Temperaturen um 180°C mit Maleinsäureanhydrid oder Fumarsäure umgesetzt wird. Diese Reaktion dauert etwa zwei bei drei Stunden. Diesem Reaktionsgemisch werden 3 bis 10 Gew.-% mehrwertige Alko hole, wie Glycerin, Glycol, Pentaerythrit oder Sorbit zugesetzt, wobei innerhalb einer Zeit von ein bis zwei Stunden eine Vereste terung mit diesen Alkoholen erfolgt. Die Verstärkung erfolgt vorzugsweise mit 5 bis 15 Gewichtsteilen Maleinsäureanhydrid und/oder Fumarsäure.

Ein derartiges verestertes Kolophonium kann dann bei Temperaturen von 130 bis 200°C mit 2 bis 9 Gew.-% Polyalkylenpolyamin oder Polyalkoholamin versetzt und umgesetzt werden. Anschließend wird dieser Masse unter schnellem Rühren bis zu 2.000 Upm warmes Wasser zugesetzt bis eine Feststoffkonzentration von 25 bis 50 Gew.-% entsteht. Man erhält auf diese Weise eine weiße Harz dispersion, die eine Teilchengrößen von 0,5 bis 1 µ aufweist. Diese Harzdispersion ist lagerstabil. Selbst nach vier Wochen und bei Zimmertemperatur zeigt diese Harzdispersion keinen sichtbaren Bodensatz.

Die neue Harzdispersion ist somit frei von organischen Lösungs mitteln, Emulgatoren, Schutzalkaloiden oder sonstigen gegebenen falls störenden Bestandteilen.

Erstaunlicherweise sind diese so hergestellten Harzdispersionen lagerstabil. Nach vier Wochen Lagerung bei Zimmertemperatur zeigen diese Harzdispersionen keinen sichtbaren Bodensatz.

Versuche mit dieser Dispersion Masseleimung vorzunehmen haben ergeben, daß sogar bessere Wirksamkeit beobachtet wird als mit vergleichbaren, herkömmlichen Harzdispersionen.

In den nachfolgenden Beispielen ist das erfindungsgemäße Ver fahren und die dabei entstehenden Dispersionen näher erläutert.

Beispiel 1 a) Verstärkung und Veresterung

100 Gew.-Teile Kolophonium werden in einem Behälter aufgeschmol zen und bei 180°C mit 8 Gew.-Teilen Maleinsäureanhydrid oder Fumarsäure 2 bis 3 Stunden umgesetzt. Danach wird dem Reaktions gemisch 6 Gew.-Teile mehrwertige Alkohole, wie Glycerin, Glycol, Pentaerythrit oder Sorbit zugegeben. Die Veresterung erfolgt innerhalb von ein bis zwei Stunden.

b) Herstellung der Dispersion

100 Gew.-Teile des gemäß a) hergestellten Reaktionsproduktes werden bei einer Temperatur von 150 bis 160°C unter langsamer Zugabe eines organischen Amins, wie Polyalkylenpolyamin oder Polyalkoholamin, umgesetzt. Anschließend wird das Gemisch unter schnellem Rühren mit warmen Wasser versetzt bis zu einer Fest stoffkonzentration von 25 bis 50%. Man erhält so weiße Disper sionen, die Teilchengrößen von 0,1 bis 1 µ aufweisen. Die Harz dispersionen sind lagerstabil und zeigen auch bei Zimmertempera tur nach vier Wochen noch keinen sichtbaren Bodensatz.

c) Masseleimung

Zu einer Zellstoffsuspension mit einer Dichte von 2% Zellstoff werden 0,5 Gew.-% des gemäß b) erhaltenen Produktes (bezogen auf Feststoffgehalt) und 1% Alaun oder Polyaluminiumhydroxy chlorid (mit 18% Al₂O₃-Gehalt) zugegeben. Mit der Rapid-Köthen Blattbildungsanlage wird aus den so behandelten Zellstoffsuspen sionen ein Prüfblatt mit einem Flächengewicht von 80 g/m² ange fertigt. Zur Prüfung der Wirksamkeit der Leimung wird die Cobb- Methode angewendet. Der Leimungsgrad beträgt je nach verwendetem Alkohol und verwendetem Amin 18 bis 22. Unter vergleichbaren Bedingungen erhält man mit handelsüblichen Harzdispersionen wie z. B. Kentol D 30 HV einen Cobb60 Wert von 25.

Claims

1. Harzdispersion zur Masse- und Oberflächenleimung bei der Papierherstellung auf der Basis von nicht verstärktem oder verstärktem Kolophonium, welches mit mehrwertigen Alkoholen verestert ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie als weiteren Bestandteil organische Amine enthält, aber keine Schutz kolloide oder oberflächenaktiven Substanzen.

2. Harzdispersion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als mehrwertiger Alkohol Glycerin, Glycol, Pentaery thrit, Sorbit oder Gemische derselben verwendet werden.

3. Harzdispersion gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß als organische Amine Polyalkylenpolyamin, Triethanolamin, Diethanolamin, Monoethanolamin oder Gemi sche derselben verwendet werden.

4. Harzdispersion gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung mittels 5 bis 15 Gewichtsteilen Maleinsäureanhydrid und/oder Fumarsäure für 100 Gewichtsteile Kolophonium erfolgt ist.

5. Verfahren zur Herstellung einer Harzdispersion zur Masse- und Oberflächenleimung bei der Papierherstellung auf der Basis von nicht verstärktem oder verstärktem Kolophonium, welches mit mehrwertigen Alkoholen verestert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial ohne Zusatz von Schutzkolloiden oder oberflächenaktiven Substanzen in geschmolzenem Zustand zunächst mit organischen Aminen versetzt und dann unter Rühren mit warmen Wasser versetzt wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial verestert ist mit einem oder mehreren mehrwertigen Alkoholen wie Glycerin, Glycol, Pentaerythrit oder Sorbit.

7. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als organische Amine Polyalkylenpolyamine, Triethanol amin, Diethanolamin, Monoethanolamin oder Gemische dersel ben verwendet werden.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß 100 Gewichtsteile Kolophonium zuvor mit 5 bis 15 Gewichtsteilen Maleinsäureanhydrid und/oder Fumarsäure verstärkt werden.