DE2142777A1

DE2142777A1 - Oberflaechenleimungsmittel fuer papiererzeugnisse

Info

Publication number: DE2142777A1
Application number: DE19712142777
Authority: DE
Inventors: Theodor Dr Ing Hennig
Original assignee: Zschimmer and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Zschimmer and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1971-08-26
Filing date: 1971-08-26
Publication date: 1973-03-01

Description

Die Polymerisation der Komponenten erfolgt in wässriger Lösung in an sich bekannter Weise unter Luftabschluß und unter Zusatz bekannter Katalysatoren. Es ist zu vermuten, daß bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise eines der Monomeren anfangs nur in geringem Umfang reagiert und sich erst bei der nachfolgend angewandten höheren Temperatur an die gebildeten Vorprodukte anlagert. Das verfahrensgemäß entstandene Copolymerisat stellt eine weine, leicht körnige Masse dar. Diese ist durch Zusatz von Alkalien löslich und bildet viskose, transparente Lösungen, die sich nach Belieben mit Wasser verdünnen lassen. Als Alkalien können z.B. Alkalimetallhydroxide, Ammoniumhydroxid oder organische Basen dienen. Die verdünnten Lösungen können gemeinsam mit anderen bekannten Oberflächenveredlungsmitteln zur Leimung von Papiererzeugnissen angewandt werden.
Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß in untergeordneter Nenge auch andere Vinylmonomere, wie z.B. Acrylsäure, Acrylsäureester, Vinyieter von Carbonsäuren oder auch Derivate je Styrols, mit eingesetzt werden können. Da sich die bei der Polyflerisation entstehenden Reaktionsprodukte in fester Form abscheiden und zur Bildung von Krusten neigen, ist es zweckmäßig, dem durch Zuuatz eines dispergierend wirkenden Verdickungsmittels entgegenzuwirken. Besonders geeignet ist dazu Polyvinylalkohol, es können aber auch andere Verdickungsmittel wie z.B. Hydroxyäthylzellulose oder Neth'lZellul05e angewandt werden. Die Eignung solcher Zusätze ist jeweils vorher zu erproben, da sie Wirkung und Aussehen der Produkte beeinflussen können.
Die vorliegend beschriebenen Produkte stellen hochwirksame und neuartige Oberflächenveredlungsmittel für Papiererzeugnisse dar, die eine "neutrale" Leimung von Papier und die Verwendung säurelöslicher Füllstoffe für Papier gestatten.
Herstellung und Wirkung der beschriebenen Produkte werden durch die folgenden Beispiele erläutert.
Oberflächenleimungsmittel für Papiererzeugnisse Die Erfindung betrifft die Herstellung und Anwendung eines Polymerisates aus Methacrylsäure und Styrol zum Leimen und Veredeln von Papier durch Oberflächenauftrag. Unter "Leimen" wird dabei, wie heute üblich, nicht nur eine Hydrophobierung zur Erzielung von Tintenfestigkeit verstanden, sondern im erweiterten Sinn auch eine Veredlung der Papieroberfläche, insbesondere Verbesserung der Rupffestigkeit und der Naßabriebfestigkeit sowie eine Verminderung des Stäubens.
Es ist bekannt, Copolymerisate aus Maleinsäure bzw. Maleinsäurohalbestern und Styrol zur Oberflächenveredlung von Papier einzusetzen, z.B. durch die deutsche Offenlegungsschrift 1 811 579.
Es wurde nun gefunden, daX hochwirksame Oberflächenleimungsmittel für Papiererzeugnisse in Form wasserlöslicher Salze von Copolymerisaten erhalten werden, wenn man Methacrylsäure und Styrol zweistufig, zunächst im Temperaturbereich von etwa 30 - 400 und danach im Temperaturbereich von etwa 50 - 1000C, in an sich bekannter Weise polymerisiert und die erhaltenen Copolymerisate mit Alkalien bzw. organischen Basen in Lösung bringt.
Diese Polymerisate sind durch ihre besondere Herstellungsweise und ihren Aufbau gekennzeichnet. Weder bei langdauernder Arteitsweise bei niederer Temperatur, noch bei sofortiger Erwärmung les Monomerengemisches auf höhere Temperaturen, nämlich über etwa 0°C entstehen Produkte mit der gefundenen hohen Leimungswirkung. t1 wurde weiter gefunden, daß die Monomeren in bestimmten Mengenverhältnissen eingesetzt werden müssen, um die erfindungsgemäßen Produkte zu erhalten. Das Gewichtsverhältnis von Methacrylsäulre zu Styrol soll etwa in den Grenzen 100 : 20 - 100 : 75 liegen. Beispiel 1 In einem geschlossenen Gefäß werden in 300 Teilen Wasser 40 T.
Methacrylsäure, 15 T. Styrol und 2 T. Polyvinylalkohol gelöst bzw.
dispergiert. Nach Verdrängen der Luft durch Stickstoff wird Kaliumpersulfat (0,25 T.) zugesetzt und der Ansatz 3 Stunden unter Rühren auf 400C gehalten. Nach Zusatz von 200 T. Wasser wird nun auf 8O0C erwärmt und weitere 3 Stunden gerührt. Die abgeschiedene Polysäure wird. danach durch Zusatz von 30 T. Ammoniak ( 25 %) in Lösung gebracht. Der Ansatz wird mit Wasser auf eine Ausbeute von 1000 T.
eingestellt.
Ein ungeleimtes Natronzellstoffpapier (Cobb60-Wert 150) wurde mit Lösungen, die 10 - 40 g/l des nach Beispiel 1 erhaltenen Präparates enthielten, behandelt und anschließend bei 1000 getrocknet. Der Auftrag erfolgte durch ein Gummiwalzenpaar, zwischen dem sich die Lösung als t'Sumpfl' befand. Es wurden folgende Werte gefunden (Tab.1): Tabelle 1: Produkt- Cobb60-Wert Wassertropfenmenge beständigkeit 10 g/l 48 70 Sekunden 20 " 44 ca. 240 40 " 24 ca. 750 Bei der Wassertropfen-Beständigkeit wurde beurteilt, in welcher Zeit sich um aufgebrachte Wassertropfen eine Saugzone von ca. 1 mm gebildet hatte.
In I;ombination mit einem handelsüblichen Stärke-Präparat (Amisol 591) ergaben sich folgende Cobb-Werte (Tab. 2): Tabelle 2: Angewandte Lösung Na-Zellstoffpapier Schrenzpapier 20 g/l Stärke + 10 g/l Produkt 40 26 20 " " 20 " 24 16 20 " " 40 " 18 14 20 " " 80 " 16 11 Die verfestigende Wirkung des Präparates nach Beispiel 1 auf die Papieroberfläche zeigte sich beim Wachs-Test nach Dennison (Tab. 3): Tabelle 3: Unbehandelt Behandelt mit 40 g/l Produkt 80 g/l Produkt Na-Zellstoffpapier 16 16 - 17 16 - 17 Druckpapier, teilgeleimt holzhaltig 9 - 10 11 12 - 13 Zellstoffpapier saugfähig 5 - G 11 - 12 12 - 13 Beispiel 2 In 350 T.Wasser werden gelöst und durch Rühren dispergiert: 20 Styrol 35 T. Methacrylsäure 10 g Vinylester einer Monocarbonsäure 2,5 T. Polyvinylalkohol 1 T Kaliumpersulfat Nach Einleiten von Stickstoff wird der Ansatz unter Rühren 3 Stunden auf 400C und danach 3 Stunden auf 700C gehalten. Das abgeschiedene weiße Polymerisat wird mit 40 T. Ammoniak gelöst und der Ansatz mit Wasser auf eine Menge von 1000 T. eingestellt. Stark verdünnte Lösungen des Präparates zeigen analoge Wirkungen wie das nach Beispiel 1 erzeugte Produkt.

Claims

Patentansprüche

1. -Oberflächenleimungsmittel für Papiererzeugnisse, gekennzeichnet als wasserlösliches Salz eines Copolymerisates aus Methacrylsäure und Styrol, das in wässriger Lösung zweistufig zunächst im Temperaturbereich von etwa 30 - 4000 und danach im Bereich von etwa 50 - 10000 in an sich bekannter Weise polymerisiert und mit Alkalien bzw. organischen Basen in Lösung gebracht wurde.

2. Oberflächenleimungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Methacrylsäure und Styrol im Gewichtsverhältnis 100 : 20 bis etwa 100 : 75 angewandt werden.

3. Oberflächenleimungsmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß gegebenenfalls auch andere Vinylmonomere in untergeordneter Menge mit verwendet werden.

4. Oberflächenleimungsmittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß geeignete Verdickungs- und Dispergierhilfsmittel, wie Polyvinylalkohol oder Oellulosederivate, mitverwendet werden.

5. Verfahren zur Oberflächenleimung und Oberflächenveredlung von Papiererzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel nach Anspruch 1 bis 4 allein oder in Kombination mit bekannten Oberflächenleimungs- und Oberflächenveredlungsmitteln für Papier angewandt werden.