DE2019321A1 - In Wasser leicht dispergierbare Papierleimungs- oder -streichmasse,ihre Herstellung und Verwendung - Google Patents

In Wasser leicht dispergierbare Papierleimungs- oder -streichmasse,ihre Herstellung und Verwendung

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DE2019321A1
DE2019321A1 DE19702019321 DE2019321A DE2019321A1 DE 2019321 A1 DE2019321 A1 DE 2019321A1 DE 19702019321 DE19702019321 DE 19702019321 DE 2019321 A DE2019321 A DE 2019321A DE 2019321 A1 DE2019321 A1 DE 2019321A1
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dry matter
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Ramon Ginestet
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CUATRECASAS SA
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CUATRECASAS SA
Scholten-Honig Research NV
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Description

PATENTANWÄLTE DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH KDLN 1, DEICHMANNHAUS
Köln, den 21. April 1970 Ke/Ax/Ki
Scholten-Honig Research N.V., P.O. Box 1, Foxhol (Niederlande),
Soeiedad Anonima Cuatrecasas,
C/Aragon 606, Barcelona (Spanien) und
Ramon Ginestet, C/Deu y Mata 58, Barcelona (Spanien)
In Wasser leicht dispergierbare Papierleimungs- oder -streichmasse, ihre Herstellung und Verwendung·
Die Erfindung betrifft neue Leimungs- und Streichmassen für die Leimung und das Streichen von Papier, Verfahren zur Herstellung der Leimungs- und Streichmassen, die Aufbringung dieser Massen zum Leimen und Streichen des Papiers und die hierbei erhaltenen geleimten und gestrichenen Papiere.
Zur Verbesserung der Eigenschaften von Papier ist es üblich, ein Leimungsmittel einem wäßrigen Stoffbrei zuzusetzen, das Blatt zu bilden und den Stoff zu trocknen, wobei innen geleimtes Papier erhalten wird, oder eine vorher gebildete Papierbahn mit einem Leimungsmittel zu behandeln und das behandelte Blatt zu trocknen, wobei oberflächengeleimtes Papier erhalten wird. Wenn das Oberflächenleimungsmittel ein Pigment enthält, wird das Leimungsverfahren häufig als Streichen des Papiers bezeichnet. Die Erfindung umfaßt alle drei Methoden zur Leimung und zum Streichen von Papier, wird jedoch hauptsächlich im Zusammenhang mit der Oberflächenleimung beschrieben, die die bevorzugte Ausfüh-
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rungsform der Erfindung ist.
Die Verbesserung, die durch Leimung von Papier erzielbar ist, ist eine Steigerung der Wasserfestigkeit, der Beständigkeit gegen Eindringen von Druckfarben, ölen oder Lacken, eine Erhöhung der Rupffestigkeit oder der Festigkeit. Ferner können geleimte Papiere bessere Druckeigenschaften, eine glattere Oberfläche und verbesserte Radiereigenschaften haben. Die Oberflächenleimung kann auf der Papiermaschine oder auf einer getrennten Maschine vorgenommen werden, die mit einem Leimungsbottich und einem Trockner versehen sind. Wenn die Papieroberfläche auf der Maschine geleimt wird, kann die Behandlung vorgenommen werden, indem die Bahn in einen Leimungsbottich getaucht, durch eine Leimungspresse geführt oder auf dem Kalanderwerk mit Hilfe von Wasserkästen geleimt wird. Eine Oberflächenbehandlung kann auch auf der Papiermaschine oder außerhalb der Papiermaschine erfolgen, während die innere Leimung vor der Bildung des Papierblattes erfolgt.
Die hauptsächlichen Leimungsmittel, die für die Leimung von Papier verwendet werden, sind modifizierte Stärken, Leim, Polyvinylalkohol oder Waehsleimungsmassen. Diese Substanzen können als solche verwendet werden, jedoch werden sie häufig in verschiedenen Gemischen miteinander oder mit anderen Verbindungen verwendet. Da modifizierte Stärke selbst ungenügende Wasserfestigkeit ergibt, wird sie gewöhnlich in Kombination mit einer hydrophoben Substanz, wie Paraffinwachs, Leimungsmassen auf Kolophoniumbasis, Leimungsmassen auf Basis von modifiziertem Kolophonium, höheren Alkylketenen, Salzen von höheren Fettsäuren oder deren Anhydriden und dergl. aufgebracht. Zur Verbesserung der Naßreibfestigkeit oder Naßfestigkeit können die modifizierten Stärken auch in Kombination mit Härtemitteln, z.B. Aldehydpolyrneren, Harnstoff-Formaldehydharzen, MeIamin-Formaldehydharzen und Polyepoxyden verwendet werden.
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Gegenstand der Erfindung sind Verfahren zur Herstellung dieser neuen trockenen und flüssigen Leimungs- und Stre'ichmassen, Verfahren zum Leimen und Streichen von Papier, z.B. zur Oberflächenleimung, inneren Leimung und zum Streichen von Papier, unter Verwendung der neuen Leimungs- und Streichmassen. Die Erfindung umfaßt ferner geleimte und gestrichene Papiere mit erwünschten Eigenschaften, die durch Leimung und Streichen von Papier mit den neuen Leimungs- und Streichmassen erhalten werden.
Die trockenen Leimungs- und Streichmassen gemäß der Erfindung sind in Wasser leicht dispergierbar und bilden Dispersionen für die Leimung und das Streichen von Papier, die aus einem freifließenden Gemisch einer modifizierten Stärke und eines Vinylesters einer organischen Carbonsäure mit wenigstens 7 C-Atomen in einer Menge von 0,5 bis 20 Gewichtsteilen Vinylester pro 100 Gewichtsteile Stärke besteht.
Die erfindungsgemäßen flüssigen Leimungs- und Streichmassen für Papier bestehen aus wäßrigen Dispersionen von modifizierter Stärke mit einem Vinylester einer organischen Carbonsäure mit wenigstens 7 C-Atomen in einer Menge von 0,5 bis 20 Gewichtsteilen Vinylester pro 100 Gewichtsteile Stärke.
Diese trockenen und flüssigen Massen können außerdem zusätzliche Leimungsverbindungen, z.B. verschiedene Kolophoniumharze oder in Wasser dispergierbare synthetische Harze, wie Polyvinylalkohole, Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensate, Melamin-Pormaldehyd-Vorkondensate oder Polyepoxyde, enthalten. Diese Kolophoniumharze oder Harze werden vorzugsweise in einer Menge bis 20 %, bezogen auf das Gewicht der S tärke, züge setzt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Leimen oder Streichen von Papier ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Papier mit einer wäßrigen Dispersion einer modifizierten Stärke 009847/1584
und eines Vinylesters einer organischen Carbonsäure mit wenigstens 7 C-Atomen in einer Menge von 0,5 bis 20 Gewichtsteilen Vinylester pro 100 Gewichtsteile Stärke behandelt und das so behandelte Papier trocknet. Die Behandlung besteht vorzugsweise aus einer Oberflächenleimung, umfaßt jedoch auch die innere Leimung eines wäßrigen Stoffbreies vor der Blattbildung, Bildung des Papierblattes und Trocknen des Papiers oder das Streichen von Papier, wobei eine ein Pigment enthaltende wäßrige Dispersion der modifizierten Stärke und eines Vinylesters zur Behandlung W des Papiers verwendet wird.
Die Erfindung ist ferner auf ein geleimtes oder gestrichenes Papier gerichtet, das verringertes Wasseraufnahmevermögen hat und aus Papier besteht, das eine dünne Schicht von modifizierter Stärke trägt, in der ein Vinylester einer organischen Carbonsäure mit wenigstens 7 C-Atomen in einer Menge von 0,5 bis 20 Gewichtsteilen Vinylester pro 100 Gewichtsteile Stärke gleichmäßig verteilt ist. Die stärkehaltige Schicht kann zusätzlich in homogener Verteilung andere Leimungs- oder Streichmittel, z.B. Kolophoniumharze oder in Wasser dispergierbare Harze und/oder Pigmente, entb halten. Die für die Zwecke der Erfindung zu verwendenden modifizierten Stärken sind vom dünnkochenden Typ. Sie können durch Behandlung von Stärke mit Oxydationsmitteln, Säuren oder Enzymen oder durch Dextrinieren von Stärke erhalten werden. Als zu modifizierende Stärken eignen sich alle nativen oder fraktionierten Stärken beliebigen Ursprungs einschließlich Mais, Kartoffeln, Weizen, Tapioka, Wachsmais, Soga und Reis. Die Stärke kann vor, während oder nach der Modifizierung zur dünnkochenden Stärke auch durch Verätherungs- oder Veresterungsreaktionen in Derivate überführt werden. Die modifizierte Stärke kann in unverkleisterter Form oder in verkleisterter Form verwendet werden.
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Als Vinylester kommen für die Zwecke der Erfindung Vinylester von organischen Carbonsäuren mit wenigstens 7 C-Atomen in Frage. Die Säuren können aliphatische oder aromatische Carbonsäuren sein. Representative Beispiele solcher Ester sind Vinyl-2-äthylhexoat, Vinyllaurat, Vinylstearat und Vinylbenzoat. Vorzugsweise werden Vinylester von synthetischen, stark verzweigten, gesättigten, aliphatischen Säuren mit 9 bis 19 C-Atomen verwendet. Diese Säuren werden nach einem Verfahren, das von H. Koch entwickelt worden ist, synthetisiert. Ein bekannter handelsüblicher Typ eines solchen Vlnylesters ist der Vinylester eines Gemisches von synthetischen, stark verzweigten Säuren mit 9 bis 11 C-Atomen.
Die modifizierte Stärke und der Vinylester der organischen Carbonsäuren können in Verbindung mit anderen Leimungsund Streichmitteln verwendet werden, z.B. mit Leimungsmitteln auf Basis von Kolophonium, die freie Harzsäuren und/ oder verseifte Harzsäuren enthalten, oder auf Basis von speziellen im Wasser dispergierbaren synthetischen Harzen, z.B. Polyvinylalkoholen, Harnstoff-Formaldehydvorkondensaten, Melamin-Formaldehydvorkondensaten oder Polyepoxyden. Die in diesen Leimungs- oder Schlichtemassen zu verwendenden Kolophoniumharze können aus nicht modifizierten Kolophoniumharzen, modifizierten Kolophoniumharzen oder Kolophoniumderivaten bestehen. Die Kolophoniumharze können beispielsweise durch Hydrierung oder Polymerisation modifiziert sein. Die Kolophoniumderivate umfassen verstärkte Kolophoniumharze, wie sie beispielsweise durch Zusatz von Maleinsäure, Fumarsäure, Acrylsäure oder Itaeonsäure erhalten werden, oder Kolophoniumester, wie sie durch Veresterung mit A'thylenglykol, Diäthylenglykol, Glycerin, Diglycerin und Polyepoxyden erhalten werden. Diese Polyepoxyde werden u.a. durch Umsetzung von Epichlorhydrin und mehrwertigen Alkoholen oder mehrwertigen Phenolen, wie Diphenylolpropan, hergestellt. Das Mengenverhältnis von Vinylester und modi-
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fizierter Stärke kann nach Belieben variiert werden. Äußerst gute Leimungs- und Schlichtemassen enthalten 0,5 bis 20 Gewichtsteile, vorzugsweise etwa 1,0 bis 10 Gewichtsteile pro "100 Gewichtsteile modifizierter Stärke. Gemische können ferner die oben genannten Kolophoniumharze oder in Wasser dispergierbaren Harze in einer Menge bis zu 20 Gew.% der Stärke enthalten. Die freifließenden Massen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die aus einem innigen Gemisch einer modifizierten Stärke und einem Vinylester und gegebenenfalls zusätzlichen Leimungs- und Schlichtemitteln bestehen, können wirtschaftlich verpackt und zum Versand gebracht werden und sind in Wasser leicht disperglerbar, wobei sie Dispersionen bilden, die zum Leimen und Streichen von Papier verwendet werden können. Zur Herstellung solcher Trockenmassen wird die modifizierte Stärke in praktisch trockenem Zustand mit einer Lösung eines Vinylesters einer organischen Carbonsäure mit wenigstens 7 C-Atomen in einem organischen Lösungsmittel beispielsweise durch Aufsprühen oder Eintauchen in Berührung gebracht, und nachdem die Lösung durch die Stärke absorbiert worden ist, wird das Lösungsmittel abgedampft. Die verhältnismäßig nichtflüchtigen Vinylester bleiben in inniger Verbindung mit der Stärke zurück. Beliebige organische Lösungsmittel, die die Vinylester zu lösen vermögen, können für dieses Verfahren verwendet werden. Beispiele sind aliphatische Alkohole, aliphatische Ketone, aliphatische Ester, aliphatische Äther (beispielsweise von Äthylenglykol), aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Lösungsmittel und deren Gemische. Es kann wirtschaftlich sein, das abgedampfte Lösungsmittel nach beliebigen bekannten Verfahren der Lösungsmittelrückgewinnung zurückzugewinnen. In ^on organischen Lösungsmitteln kann außerdem ein Kolophonium oder ein in Wasser dispqrgierbares synthetisches Harz, z.B. ein Polyvinylalkohol, ein Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat, ein Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat oder ein PoIyepoxyd, gelöst sein.
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Wenn die rieselfähige pulverförmige Oberflächenle'imungs- oder -streichmasse in Wasser gegeben wird, wird im allgemeinen nach dem Kochen eine wäßrige Stärkedispersion erhalten, die den Vinylester und das gegebenenfalls verwendete Kolophoniumharz oder in Wasser dispergierbare Harz in äußerst feinteilig m Zustand enthält. Diese Dispersionen schäumen nicht und sind vollkommen beständig, und keine Abtrennung des Vinylesters und des gegebenenfalls in die Masse einbezogenen Kolophoniums oder Harzes findet statt. Es wird angenommen, daß der Vinylester bei Verwendung in Kombination mit einem Kolophonium die Dispergierung der Kolophoniumverbindung begünstigt und Schaumbildung verhindert.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer trockenen Leimungs- oder Streichmasse, die in Wasser leicht zu einer Dispersion dispergierbar ist, die zum Leimen und Streichen von Papier verwendet werden kann, besteht darin, daß man ein inniges Gemisch von modifizierter Stärke, Wasser, einem Vinylester einer organischen Carbonsäure mit wenigstens 7 C-Atomen und vorzugsweise außerdem einem Kolophonium und/ oder einem in Wasser dispergierbaren synthetischen Harz, das aus Polyvinylalkohol, einem Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat, einem Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat oder einem Polyepoxyd besteht, in dünner Schicht auf erhitzten Walzen trocknet. Die auf diese Weise erhaltene trockene Masse kann in kaltem Wasser dispergiert werden und bildet hierbei eine flüssige Masse, die zum Leimen oder Streichen von Papier geeignet ist.
Geeignete flüssige Leimungs- und Streichmassen können auch wie folgt hergestellt werden: Man dispergiert einen Vinylester einer organischen Carbonsäure mit wenigstens 7 C-Atomen in einer wäßrigen Lösung von modifizierter Stärke unter kräftigem Rühren, wobei das Gewichtsverhältnis 0,5 bis 20 · Teils Vinylester pro 100 Teile Stärke beträgt. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, den Vinylester und das
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gegebenenfalls verwendete Kolophonium oder Harz in einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, z.B. einem niederen aliphatischen Alkohol oder Keton, zu lösen«, Wenn diese Lösung der wäßrigen Stärkelösung unter kräftigem Rühren zugesetzt wird, bildet sich eine feinteilige Dispersion.
Es ist auch möglich, ein flüssiges Gemisch von Vinylester und Kolophoniumleimungs- oder -streichmasse ohne Lösungsmittel in der wäßrigen Stärkedispersion mit oder ohne Zusatz eines Emulgators zu emulgieren. Im allgemeinen sind diese Arbeitsweisen weniger zweckmäßig als das oben beschriebene bevorzugte Verfahren. Der Stärkegehalt der flüssigen Leimungs- oder Streichmassen kann innerhalb eines weiten Bereichs liegen. Die Stärkekonzentration kann in Abhängigkeit vom Modifizierungsgrad der Stärke bis zu 50 % betragen. Solche konzentrierten Dispersionen können verpackt und zum Versand gebracht werden. Bei Verwendung zum Leimen oder Streichen können die Dispersionen auf Stärkekonzentrationen bis hinab zu 2 % verdünnt werden.
Die flüssigen Leimungs- oder Streichmassen haben normalerweise einen ungefähr neutralen p„-Wert. Es hat sich gezeigt, daß die Ergebnisse des Leimens oder Streichens zuweilen verbessert werden, wenn dieser pu-Wert im schwach
Π.
alkalischen Bereich liegt. Der p„-Wert im alkalischen Bereich kann durch Zusatz einer geringen Alkalimenge zur pulverförmigen Leimungs- oder Streichmasse oder durch Zu-r satz einer Alkaliverbindung zur Leimungs- oder Streichdispersion eingestellt werden. In besonderen Fällen kann ein
p„-Wert im sauren Bereich erwünscht sein. Der pt,-Wert im H Zusatz H
sauren Bereich kann durch einer geringen Säuremenge eingestellt werden.
Die Produkte gemäß der Erfindung können zum Leimen und Streichen von Papier verwendet werden. Sie können zwar in trockener Form beispielsweise für die innere Leimung
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von Papier verwendet werden, jedoch wird das Papier im allgemeinen vorzugsweise mit einer wäßrigen Dispersion der modifizierten Stärke und des Vinylesters behandelt. Nach der Behandlung mit der wäßrigen Dispersion, die zusätzlich bis zu 20 % (bezogen auf das Gewicht der Stärke) eines Kolophoniums oder eines in Wasser dispergierbaren synthetischen Harzes enthalten kann, wird das Papier getrocknet. Zur Oberflächenleimung und zum Streichen wird das Papier in Form einer Bahn behandelt, während bei der inneren Leimung der Stoffbrei mit der modifizierten Stärke und dem Vinylester vor der Blattbildung behandelt wird, worauf das Papierblatt gebildet und getrocknet wird.
Die Oberflächenleimungs- und -Streichdispersionen gemäß der Erfindung können in beliebiger Weise auf das Papier aufgebracht werden, z.B. durch einen Leimungsbottich, eine Lei-' mungs- oder Streichpresse, aus Brausen oder mit Hilfe von Wasserkästen. Während der normalen Papierherstellung, z.B. während des Trocknens, Satinierens und dergl., wird die Leimungs- und Streichmasse unter Bildung eines geleimten oder gestrichenen Papiers zur Reaktion gebracht.
Die hier beschriebenen Leimungs- und Str.eichmassen .ermöglichen die leichte Herstellung von geleimtem oder gestrichenem Papier mit verringertem Wasseraufnahmevermögen. Das· verringerte Eindringen von Wasser kann nach einer von Cobb und Lowe entwickelten Methode bestimmt werden, die in Tappi Standard T 441 os-63 beschrieben ist. Der in dieser Weise gemessene Leimungs- und Streicheffekt zeigt, daß unabhängig von der Art des Stoffs die hier beschriebenen Leimungsund Streichmittel zu guten Ergebnissen für die verschiedensten Arten von chemischen und mechanischen Stoffbreien einschließlich beispielsweise Sulfitzellstoff, Sulfatzellstoff und geschliffenem Holzzellstoff führen.
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Beispiel 1
Tapiokastärke wird durch Behandlung in wäßriger alkalischer Suspension mit Natriumhypochlorit in einer Menge, die 3 % Chlor, bezogen auf das Gewicht der Stärke, entspricht, dünnkochend gemacht. Die Suspension wird mit Säure neutralisiert und die dünnkochende Stärke filtriert, gewaschen und getrocknet.
2 Gewichtsteile des Vinylesters eines Gemisches von stark verzweigten synthetischen organischen Carbonsäuren mit 9 bis 11 C-Atomen (Handelsbezeichnung VEOVA 911") werden in 1 Gewichtsteil Äthylalkohol gelöst. Die so erhaltene Lösung wird in Form winziger Teilchen unter ständigem Mischen auf 100 Gewichtsteile der dünnkochenden Tapiokastärke gesprüht. Das Gemisch wird 15 Minuten gerührt und dann zum Abdampfen des Alkohols erhitzt. Die auf diese Weise erhaltene Leimungs- und Streichmasse wird in 25 #iger Konzentration mit Wasser gekocht und auf eine Konzentration von 5 % verdünnt. Die Dispersion hat einen p„-Wert von 7.
Ein Grundpapier, das mit 0,46 % Leimungsmittel auf Kolophoniumbasis leicht innen geleimt worden ist und ein Ge-
wicht von l4o g/m hat, wird an der Oberfläche in der Leimungs- oder Streichpresse einer Papiermaschine mit der vorstehend beschriebenen 5 #igen Dispersion gestrichen und auf den Walzen getrocknet. Der gleiche Versuch wird mit einer ähnlichen Leimungs- oder Streichdispersion wiederholt, deren p„-Wert durch Alkalizusatz auf 9 eingestellt worden ist. Nachdem das Papier 24 Stunden konditioniert worden ist, werden die folgenden Prüfergebnisse gefunden:
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Cobb Test Dennison-Wax Test
22/28
22/28		 11/7
11/7
18/17 12/14
17/17 12/14
Grundpapier
mit Stärke geleimtes Grundpapier
mit Stärke und "VEOVA" bei pH 7
geleimtes Grundpapier
mit Stärke und 11VEOVA" bei p„ 10
geleimtes Grundpapier
Nach dem Satinieren steigt der beim Dennison-Wax Test ermittelte PrUfwert für die Papieroberflächen, die mit Stärke und "VEOVA" geleimt bzw. gestrichen worden sind, weiter auf l4/l6. Aus den Ergebnissen des Cobb-Tests ist zu folgern, daß die Wasserpenetration durch die Oberflächenleimung erheblich verringert worden ist, und daß die Zweiseitigkeit des Papiers im wesentlichen verschwunden ist.
Beispiel 2
Maisstärke wird durch Behandlung mit Salzsäure unter Erhitzen depolymerisiert. Die auf diese Weise erhaltene dünnkochende Stärke wird mit einer Mischvorrichtung mit 5 % des Vinylesters eines Gemisches von-stark verzweigten synthetischen organischen Carbonsäuren mit 9 bis 11 C-Atomen (Handelsbezeichnung "VEOVA 911", Hersteller She11-Chemie), das in einem Gemisch von Äthylalkohol und Aceton, das eine geringe Alkalimenge enthält, gelöst ist, durch Aufsprühen gemischt. Das Lösungsmittel wird durch Erhitzen der Stärke abgedampft. Eine ähnliche Leimungsund Streichmasse wird hergestellt, indem die dUnnkoehende Maisstärke mit einer alkalischen Lösung eines durch Zusatz von Maleinsäureanhydrid verstärkten Kolophoniums in einem Gemisch von Äthylalkohol und Aceton so gemischt wird, daß 5 % des verstärkten Harzes in die Stärke eingearbeitet werden. Eine weitere Leimungs- und Streichmasse wird hergestellt, indem die dUnnkoehende Maisstärke in der gleichen 009847/1584
Weise mit 3 % verstärktem Harz und 2 # des oben genannten Vinylesters eines Gemisches von stark verzweigten synthetischen organischen Carbonsäuren mit 9 bis 11 C-Atomen
("VEOVA 911") innig gemischt wird. Wasserglasverleimte
Handblätter aus gebleichtem Sulfitzellstoff wurden mit
10 #igen wäßrigen Dispersionen dieser Leimungsmasse in
einer Leimpresse geleimt. Die auf diese Weise behandelten Blätter wurden im Wärmeschrank bei 105° C getrocknet. Nach dem Cobb-Test wurde die folgende Wasserbeständigkeit ermittelt:
Cobb-Test
Mit Stärke behandeltes Papier 90
mit Stärke und 5 % "VEOVA 911"
behandeltes Papier 51
mit Stärke, 3 % verstärktem Kolophonium und 2 % 'VEOVA 911" behandeltes
Papier 29
mit Stärke und 5 % verstärktem Kolophonium behandeltes Papier 65
Aus diesen Werten ist zu folgern, daß der Vinylester von stark verzweigten synthetischen Säuren mit 9 bis 11 C-Atomen die Wasserpenetration von Papier, das mit Stärke oder einer Kombination von Stärke und Kolophonium oberflächengeleimt oder gestrichen worden ist, erheblich verringert.
Beispiel 3
Ein modifiziertes Kolophoniumharz wird durch Erhitzen von Kolophonium mit 5 % Maleinsäureanhydrid bei 1850 bis 195°( und anschließend mit 10 % eines Reaktionsprodukts von
Epichlorhydrin und Diphenylolpropan ("Epikote 1001", Hersteller Shell Chemical Company) auf 220° bis 225°C hergestellt. Dieses modifizierte Kolophonium wird mit Vinyl-
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2-äthylhexoat im Gewichtsverhältnis von 2:1 gemischt. Das flüssige Gemisch wird, während das Kolophonium weitgehend neutralisiert wird, in einer wäßrigen Dispersion von dünnkoehender Maisstärke so emulgiert, daß die endgültige Dispersion 20 # Trockenstoff enthält, der zu 16 % aus Stärke besteht, während der Rest aus modifiziertem Kolophonium und Vinyl-2-äthylhexoat besteht. In einer Leimpresse einer Papiermaschine wird holzfreies Papier, das ein Flächengewicht von 60 g/m und einen Cobb-Wert von 23/26 hat, der Oberflächenleimung mit der vorstehend beschriebenen Dispersion unterworfen, die auf eine Konzentration von 8 % Trockenstoff verdünnt wird, wobei der p„-Wert auf 9 eingestellt worden ist. Das Papier wird auf Walzen getrocknet und 2h Stunden konditioniert. Der Cobb-Test des geleimten Papiers ergibt einen Wert von 16/16. Wenn das Papier der Oberflächenleimung mit der dünnkochenden Maisstärke allein unterworfen wird, wird der ursprüngliche Cobb-Wert des Papiers kaum verbessert.
Beispiel k
Ein kaltquellendes Stärkeprodukt wird hergestellt, indem eine Suspension von oxydierter Maisstärke in Wasser, die in Emulsion 5 % (bezogen auf das Gewicht der Stärke) eines mit 5 % Acrylsäure modifizierten Kolophoniumharzes/ in dem 10 % der Säuregruppen mit NaOH neutralisiert sind, 2,5 % des oben genannten Vinylesters eines Gemisches von stark verzweigten synthetischen organischen Carbonsäuren mit 9 bis 11 C-Atomen (VEOVA 911") (bezogen auf das Gewicht der Stärke) und 2 % Polyvinylalkohol (bezogen auf das Gewicht der Stärke) enthält, auf Heizwalzen getrocknet wird. Das Stärkeprodukt wird in kaltem Wasser in einer Konzentration von 10 % dispergiert. Die stabile Dispersion wird in einer Leimpresse als Oberflächenleimung oder Streichmasse für ein Grundpapier verwendet, das einen 009847/1584
Cobb-Wert von 100 hat. Das oberflächengeleimte oder gestrichene Papier wird getrocknet und hat nach 24-stündiger Konditionierung eine Cobb-Wert von 18.
Wenn Gemische dieser Dispersion der kalt quellenden Stärke und von gekochten wäßrigen Dispersionen von gewöhnlicher dünnkochender Stärke zur Oberflächenleimung oder zu Streichen dieses Papiers verwendet werden^ ergeben sich in Abhängigkeit vom Mischungsverhältnis der beiden Stärken Cobb-Werte zwischen 24 und 82 für das geleimte bzw. gestrichene Papier.
Beispiel 5
100 Teile oxydierte Maisstärke werden mit einer äthanolischen Lösung von 6 Teilen eines Melamin-Formaldehyd-Harzes (Cibamin M 86), 4 Teilen des Vinylesters eines Gemisches hochverzweigter synthetischer organischer Carbonsäuren mit 9 C-Atomen (Versatlc 9) und 0,14 Teilen p-Toluolsulfonsäure innig vermischt. Die imprägnierte Stärke wird zwecks Abdampfen des Alkoholes erhitzt; anschließend wird die trockene Stärke mit einem Teil Polyvinylalkohol gemischt. Dieses Gemisch wird in V/asser unter Kochen dispergiert, wobei sich eine stabile Dispersion bildet.
Diese Dispersion wird auf eine Konzentration von 5 % verdünnt und zur Oberflächenleimung von Offset-Papier, das mit 0,6 % Leimungsmittel auf Kolophoniumbasis innen leicht geleimt worden ist, in der Streichpresse einer Papiermaschine bei einer Geschwindigkeit von 4^0 m/Minute verwendet. Das gestrichene Papier wird auf Walzen getrocknet. Der Versuch wird wiederholt mit einer 5 #igen wäßrigen Lösung der oxydierten Maisstärke ohne weitere Zusätze.
Nach 48-stUndigem Konditionieren des Papiers werden die folgenden Ergebnisse erhalten:
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Cobb-Test Dennison Stärke pro Wax Test m Papier
Mit einer 3 #igen Dispersion
der Stärkemisehung gemäß der o
Erfindung gestrichenes Papier 15/16 l6/l8 3 g/m
Mit einer 5 #igen Lösung der
oxydierten Stärke gestrichenes o
Papier 19/20 13/1^ 7 g/πΓ
Aus diesem Versuch folgt, daß das Gemisch gemäß der Erfindung bessere Werte sowohl beim Cobb-Test als auch beim Dennison-Wax-Test ergibt unter gleichzeitiger Einsparung von etwa 50 % Stärke.
Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn der Vinylester der oben genannten Mischung der hochverzweigten synthetischen organischen Carbonsäure mit 9 C-Atomen (Versatic 9) ersetzt wird durch Vinyllaurat oder Vinylbenzoat.
Beispiel 6
Dieses Beispiel beschreibt die Verwendung der im Beispiel 5 erläuterten Mischung bei der Pigmentbeschichtung von Papier, wobei zur Beschichtung folgende Bestandteile zur Anwendung kommen:
100 Teile weißer Ton (China clay SPS) 30 Teile oxydierte Stärke
15 Teile des trockenen Gemisches des Beispieles 5 330 Teile Wasser
Brookfield viscosity (60 UpM) 28θ.
009847/1584
Diese Leimungs- oder Streichmasse wird zur Pigmentbeschichtung von Papier verwendet, wobei die nachstehenden Ergebnisse erzielt werden:
Cobb-Test Dennison-Wax-Test
17/20 18/10
Dieses Beispiel zeigt, daß eine Beschichtung mit einer niedrigen Wasserabsorption und einer hohen Rupffestigkeit erhalten wird.
0 9 8 4 7/ 1 584

Claims (11)

  1. 201S321
    -.17 -
    Patentansprüche
    (I)/ In kaltem oder heißem Wasser unter Bildung einer Dispersion zum Leimen oder Streichen von Papier leicht dispergierbare Trockenmasse, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein freifließendes Gemisch einer modifizierten Stärke und eines Vinylesters einer organischen Carbonsäure mit mindestens 7 C-Atomen in einer Menge im Bereich zwischen 0,5 und 20 Gewichtsteilen Vinylester/100 Gewichtsteile Stärke enthält.
  2. 2) Trockenmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich homogen verteiltes Kolophonium ent- . hält.
  3. 3) Trockenmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein in Wasser dispergierbares, homogenverteiltes synthetisches Harz, und zwar Polyvinylalkohol, Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensate, Melamin-Formaldehyd-Vorkondensate oder Polyepoxyde enthält.
  4. 4) Trockenmasse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie bis zu 20 Gew.-% Kolophonium oder synthetisches Harz, bezogen auf das Gewicht der Stärke, enthält.
  5. 5) Trockenmasse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als modifizierte Stärke unverkleisterte, dünnkochende Stärke enthält.
  6. 6) Trockenmasse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als modifizierte Stärke verkleisterte, dünnkochende Stärke enthält.
    009847/1584
  7. 7) Trockenmasse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Vinylester einen Ester einer synthetischen, hochverzweigten, gesättigten, aliphatischen Carbonsäure mit 9 bis 19 C-Atomen enthält.
  8. 8) Trockenmasse nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Vinylester in einer Menge im Bereich zwischen 1 bis 10 Gew,-# Vinylester/100 Gewichtsteile Stärke enthält.
  9. 9) Verfahren zur Herstellung der Trockenmasse nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die im wesentlichen trockene modifizierte Stärke mit der Lösung des Vinylesters der organischen Carbonsäure, die gegebenenfalls aueh das Kolophonium oder das synthetische Harz enthält^ zusammenbringt und nach dem Absorbieren der Losung durch die Stärke das Lösungsmittel verdampft.
  10. 10) Verfahren Kaeh Anspruch 9« dadurch gekennzeichnet, daß man das nach dem Abdampfen des Lösungsmittels erhaltene Gemisch aus der modifiz&ten Stärke und dem Vinylester
    P der organischen Carbonsäure mit mindestens 7 C-Atomen, das gegebenenfalls Kolophonium oder synthetisches Harz enthält, in dünner Schicht auf erhitzten Walzen trocknet..
  11. 11) Verwendung der in kaltem oder heißem Wasser unter starkem Rühren und gegebenenfalls unter Zusatz von Pigmenten dispergierten Trockenmasse nach Anspruch 1 bis 9 zur Herstellung von Papieren mit vermindertem Wasseraufnahmevermögen durch Leimen oder Streichen.
    009847/1584
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109537358A (zh) * 2018-11-07 2019-03-29 上海东升新材料有限公司 一种聚合分散剂及采用该分散剂制备的环保型表面施胶剂

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