DE2254781B1

DE2254781B1 - Verwendung kationischer kunststoffdespersionen zur stoff- und oberflaechenleimung von papier

Info

Publication number: DE2254781B1
Application number: DE19722254781
Authority: DE
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 1972-11-09
Filing date: 1972-11-09
Publication date: 1974-01-10
Also published as: ES419288A1; BR7308576D0; JPS49133602A; DE2254781A1; CA1021905A; FR2206407B1; JPS5853119B2; NL175081C; GB1421398A; NL7315406A; DE2254781C2; SE418872B; NL175081B; FR2206407A1

Description

^C0PY" BAD ORIGINAL

3 4

scheiden. Kunststoffpartikel, die nicht nur kationische eine hohe Erweichungstemperatur verleihen; hierzu Gruppierungen, sondern darüber hinaus noch Carb- gehören vor allem Methacrylsäuremethylester, Styrol oxylgruppen, Hydroxylgruppen, Carbonamidgruppen und seine Homologen, wie Vinyltoluol oder oder Amidmethylolgruppen oder andere hydrophile a-Methylstyrol, und in weniger ausgeprägtem Maße Gruppen im Polymerisat enthalten, sind daher be- 5 auch Äthyl-, Propyl- und Butylmethacrylat, Methylsonders schwer auf einer Cellulosefaseroberfläche in acrylat oder Vinylidenchlorid. Dagegen werden Härte größerer Menge abzuscheiden, als dem Ladungs- und Erweichungstemperatur durch Ester der Acryläquivalent entspricht. Dies trifft für die genannten säure mit 2 und mehr C-Atomen im Alkoholrest und selbstvernetzenden Kunststoffdispersionen mit kat- Ester der Methacrylsäure mit 5 und mehr C-Atomen ionischen Gruppen zu. Auf Grund dieser Erkenntnis io im Alkoholrest und andere erniedrigt. Durch gewurden Dispersionen hergestellt, deren Kunststoff- eignete Abmischung von Härte bzw. Weichheit heranteil möglichst wenig hydrophil und deren kat- vorrufenden Monomeren lassen sich Polymerisate mit ionischer Charakter allein durch kationogene Emul- den jeweils gewünschten mechanischen Eigenschaften gatoren hervorgerufen wird. Die erforderliche Be- erzeugen. Für die Stoffleimung verwendet man vorständigkeit der Dispersionen ließ sich durch nicht- 15 zugsweise Kunststoffe, die im vernetzten Zustand ionogene Emulgatoren erreichen. eine Erweichungstemperatur (ti_max) im Bereich von

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von —40 bis 25° C haben. Für Oberflächenleimungsmittel kationischen Kunststoffdispersionen, die einen nicht- liegen Härte und Erweichungstemperatur im allionischen, bei Temperaturen oberhalb 100° C selbst- gemeinen etwas höher, beispielsweise im Bereich von vernetzenden dispergierten Kunststoff sowie ein kat- ao —25 bis 4O⁰C.

ionogenes und ein nichtionogenes Emulgiermittel Die Wärmevernetzbarkeit der Kunststoffe beruht

enthalten, zur Stoff- und Oberflächenleimung von vorzugsweise auf ihren Gehalt an Einheiten der

Papier. Methylolamide oder Methylolätheramide der Acryl-

Der kationische Charakter der erfindungsgemäß und/oder Methacrylsäure. Einheiten mit freien Meverwendeten Dispersionen kann so gering gehalten 25 thylolamidgruppen sind besonders reaktionsfähig werden, daß eine Kompensation der anionischen La- und darum bevorzugt vor den Methylolätheramiden, düngen der Celluloseoberfläche bei niedriger Kunst- zu denen beispielsweise Methoxymethylacrylamid Stoffbeladung noch nicht eintritt. Trotzdem wird oder -methacrylamid oder Butoxymethylacrylamid durch die Ladungskompensation ein solcher Stabili- oder -methacrylamid gehören. Obwohl diese Eintätsverlust für die dispergierten Kunststoffteilchen er- 30 heiten miteinander unter Vernetzung reagieren könreicht, daß sie sich vollständig auf der Faserober- nen, werden häufig noch andere Monomerbausteine fläche niederschlagen lassen. Durch Vernetzung bei in den Kunststoff eingefügt, die die Vernetzungs-Temperaturen von 120 bis 160° C geht der Kunststoff reaktion erleichtern. Hierzu gehören Einheiten des in einen Zustand über, in dem er weder an heißen Acryl- oder Methacrylamide oder der Hydroxyalkyl-Walzen anklebt, noch durch organische Lösungs- 35 ester der Acryl- oder Methacrylsäure, wie z. B. mittel oder verdünnte Säuren oder Alkalien löslich ist. Hydroxyäthyl-acrylat oder -methacrylat, 2-Hydroxy-

AIs nichtionisch werden im Sinne der vorliegenden propyl-acrylat oder -methacrylat oder 4-Hydroxy-Erfindung solche Kunststoffe angesprochen, die butylacrylat oder -methacrylat. Die Gesamtmenge der keine an die Makromoleküle gebundenen Gruppen an der Vernetzungsreaktion beteiligten Monomerenthalten, die im neutralen, sauren oder alkalischen 40 einheiten wird nach dem Grad der erforderlichen wäßrigen Milieu in dissoziierte Salze übergehen. Zu- Vernetzung festgelegt. Einheiten der Methylolamide mindest muß der Anteil derartiger Gruppen, die bei oder Methylolätheramide der Acryl- und/oder Methgroßtechnischer Produktion spurenweise infolge von acrylsäure können zwischen 0,5 bis 12 Gewichts-Verunreinigungen des Ausgangsmaterials in den prozent des Polymerisats ausmachen und bilden vorKunststoff gelangen können, so niedrig liegen, daß 45 zugsweise einen Anteil von 1 bis 6 Gewichtsprozent, die Kunststoffpartikel im neutralen, sauren oder al- Die Menge der weiteren an der Vernetzungsreaktion kaiischen wäßrigen Milieu weder löslich noch quell- beteiligten Monomereinheiten kann in der gleichen bar sind und nicht in Abwesenheit eines Emulgier- Größenordnung liegen, jedoch wird man den Anteil mittels im dispergierten Zustand verbleiben. dieser Monomeren an dem Kunststoff im Interesse

Die erfindungsgemäß verwendeten dispergierten 50 einer geringen Hydrophilie so niedrig wie möglich

Kunststoffe sind vorzugsweise Vinylpolymerisate, die halten.

durch radikalische Polymerisation von äthylenisch Als Monomere, die neben den bisher genannten ungesättigten Monomeren in wäßriger Emulsion er- Verbindungen in Mengen von höchstens 29,5 Gehalten worden sind. Besonders geeignet sind solche wichtsprozent am Aufbau der dispergierten Kunst-Kunststoffe, die zu 70 bis 99,5 Gewichtsprozent aus 55 stoffe beteiligt sein können, seien Acryl- und Meth-Estern der Acryl- und/oder Methacrylsäure oder acrylnitril, Vinylchlorid, Vinylester, wie Vinylacetat deren Gemisch mit Vinylidenchlorid oder Styrol und/ oder Vinylpropionat, oder Olefine, wie z. B. Äthylen, oder dessen Homologen, zu 0,5 bis 12 Gewichts- Propylen, Isobutylen, Butadien oder Isopren, als Beiprozent aus einem N-Methylolamid oder einem spiele genannt. Die erfindungsgemäß verwendeten N-Methylolätheramid der Acryl- oder Methacrylsäure 60 Dispersionen enthalten jedoch in der Regel keine und gegebenenfalls zum übrigen Teil aus einer oder derartigen Monomereinheiten.

mehreren anderen nichtionogenen, mit den genann- Die Hydrophilie bzw. Hydrophobie der disper-

ten Monomeren mischpolymerisierbaren Verbindun- gierten Kunststoffe und damit auch ihre Neigung, auf

gen aufgebaut sind. Die Monomeren der erstgenannten die Papierfasern aufzuziehen, wird wesentlich durch

Gruppe werden in der Regel den größten Einfluß 65 das Verhältnis von hydrophilen zu hydrophoben

auf die mechanischen Eigenschaften der Kunststoffe Monomerbausteinen beeinflußt. Unter den in Be-

haben. Unter den in Betracht kommenden Mono- tracht kommenden Monomeren haben die Methylol-

meren gibt es solche, die dem Kunststoff Härte und amide sowie die freien Amide und die Hydroxyalkyl-

ester die höchste Hydrophilie. Werden sie nur in ge- Stoffbrei vorzugsweise nach Beendigung der Mahringer Menge eingesetzt, so verhalten sich die Kunst- lung bei einer Stoff dichte von 2 bis 5^β/σ im Holländer Stoffpartikel im wesentlichen hydrophob. Mit zu- zu. Für die Herstellung üblicher Schreib- und Drucknehmendem Gehalt an den hydrophilen Monomer- papiere wird die Menge der zuzusetzenden Dispersion bausteinen nimmt die Hydrophilie der Kunststoff- 5 so bemessen, daß der Kunststoffanteil, bezogen auf partikel zu, wenn nicht durch den gleichzeitigen Ein- das Trockengewicht des Fasermaterials, 3 bis 6Va bau stark hydrophob machender Monomerer ent- ausmacht. Der Vorteil des guten Aufziehvermögens gegengewirkt wird. Eine hydrophobierende Wirkung der verwendeten Dispersionen kommt in besonderem haben Styrol und seine Homologen, sowie Ester der Maße der Herstellung von Papieren mit hohem Acryl- und Methacrylsäure mit 6 oder mehr io Kunststoffgehalt zugute. Vorzugsweise werden daher C-Atomen im Alkoholrest. Da diese Ester aber die Dispersionen in solcher Menge eingesetzt, daß gleichzeitig weichmachend, wirken, können sie mit Papiere mit mindestens 10 Vo Kunststoffgehalt resul-Rücksicht auf die erforderliche Härte und Er- tieren. Derartige Papiere finden z. B. für die Herweichungstemperatur meist nur in begrenzten Men- stellung von Banknoten Verwendung. Bei noch höhegen mitverwendet werden. Dagegen erhöhen Styrol 15 ren Kunststoffgehalten, beispielsweise mehr als 20 Ge- und seine Homologen gleichzeitig die Hydrophobie wichtsprozent, nehmen die erzeugten Produkte zu- und die Härte und Erweichungstemperatur der Poly- nehmend Kunststoff char akter an und eignen sich beimerisate. ,. spielsweise als Landkartenpapier oder als Dekor-

Ais kationogene Dispergiermittel werden beispiels- papier für die Herstellung von Schichtwerkstoffen für weise C₁₂- bis C^-Fettamin-Hydrochloride, Kokos- 20 die Möbelherstellung.

aminhydrochlorid oder Cetyltrimethylammoniüm- Nach der Blattbildung wird die erzeugte Papierchlorid verwendet. Der Gehalt an diesen Emulgatoren bahn in eine Trocknungs- und Kondensationszone kann z.B. 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent, bezogen auf geleitet, in der das in der Papierschicht enthaltene das Gewicht der wäßrigen Phase, betragen. Für eine Wasser verdampft und die Vernetzungsreaktion einwirksame Stabilisierung der Dispersion ist der kat- 25 geleitet wird. Man wendet z. B. Temperaturen im Beionogene Emulgator im allgemeinen nicht ausreichend reich von 110 bis 150⁰C an. Die vollständige Ver- und wird durch nichtionogene Emulgiermittel in netzung und Aushärtung des Dispersionskunststoffes Mengen von z. B. 1 bis 4 Gewichtsprozent, bezogen erreicht man im allgemeinen bereits in der Trockenauf das Gewicht der Wasserphase, ergänzt. Geeignete partie der Papiermaschine oder durch nachträgliches nichtionogene Emulgiermittel sind einerseits solche 30 Kalandrieren der Papierbahn zwischen beheizten mit Tensidcharakter, wie oxäthyÜerte Fettsäuren, Walzen. Die Temperatur der Walzen wird um so Fettalkohole oder Alkylphenole, und andererseits höher gewählt, je kürzer die Berührungszeit mit der wasserlösliche Schutzkolloide, wie Polyvinylalkohol, . Papierbahn ist und je weniger der Kunststoff in der PolyacrylamidjPolyvinylpyrrohdonjPolyalkylenoxyde Trockenzone vorkondensiert worden ist. Walzensowie Blockmischpolymerisate von Äthylenoxyd und 35 temperaturen zwischen 110 und 180° C sind bei den Propylenoxyd. Verfahren zur Herstellung geeigneter üblichen Arbeitsgeschwindigkeiten von 50 bis Dispersionen sind bekannt und fallen nicht unter den 600 m/min ausreichend, jedoch kann die Walzen-Umfang des nachgesuchten Schutzrechts. Zur Her- temperatur — insbesondere bei hohen Anteilen der stellung der Dispersionen sei lediglich vermerkt, daß Vernetzungskomponente im Kunststoff — auch auf sich die Verwendung solcher Initiatoren, die kerne 40 200⁰C oder darüber gesteigert werden, ohne das die stark hydrophilen Startgruppen in die Polymermole- Gefahr des Festklebens der Papierbahn auf der Walze küle einbringen, als vorteilhaft erwiesen hat; ein ge- besteht

eigneter Initiator ist z. B. Wasserstoffperoxyd, ge- . Auch bei der Oberflächenleimung von Papieren, gebenenfalls in Kombination mit Eisensalzen. lassen sich die Vorteile der Erfindung in besonderem

Die Dispersionen werden dem Stoff-Wasser-Ge- 45 Maß ausnutzen. Die Dispersionen, gegebenenfalls in misch im allgemeinen erst kurz vor der Blattbildung Kombination mit Stärke, Carboxymethylcellulose oder zugesetzt. Innerhalb 10 bis 20 min wird bei Raum- Alginat sowie säurebeständigen Wachsemulsionen temperatur der größte Teil der Kunststoffpartikel an und Pigmenten, werden zweckmäßigerweise mit Hilfe die Fasern gebunden. Die vollständige Abscheidung, einer Leimpresse auf die Papierbahn aufgebracht und die Voraussetzung für ein klarem Abwasser ist, braucht 50 unter ähnlichen Bedingungen getrocknet und kondenbei Raumtemperatur meist etwas mehr Zeit, läßt sich siert, wie bei der zuvor für die Stoffleimung beschriedurch Erwärmen auf 30 bis 40° C aber auch in der benen Arbeitsweise.

angegebenen Zeit erreichen. Mit der Länge des Zeit- Die Konzentration der Lehnsubstanz ist unter-

raums zwischen der Dispersionszugabe und der Blatt- schiedlich; sie beträgt in der Regel 3 bis 10%, bebildung nimmt auch .die Gefahr der Schaumbildung zu. 55 rechnet als Kunststoff-Trockensubstanz. Der Leim-Obwohl die kationisch geladenen Dispersions- auftrag bei Schreibpapieren beträgt etwa 2Va, bei partikel nur an der Oberfläche von Cellulosefasern Offsetpapieren etwa 5%, bezogen auf das Papiergebunden werden,, braucht das; Fasermaterial nicht gewicht.

nur aus Zellstoff, Baumwolle oder Holzschliff zu be- . In den nachfolgenden Beispielen wird die Herstehen. Synthetische Fasern, wie Polyamid oder Poly- 60 stellung geeigneter Dispersionen, und ihre Anwendung esterfasern, können einen beträchtlichen Anteil, z. B. im Sinne der Erfindung an einigen typischen Fällen 20,⁰Zo, des Fasermaterials bilden, erläutert.

Für die Mehrzahl der in Betracht kommenden Beispiel 1

Papiersorten reichen Zusätze von weniger als 30 Ge- . „

wichtsprozent an dispergiertem Kunststoff, berechnet 65 . ^A· Herstellung der Dispersion

auf das, Trockengewicht des Fasermaterials, aus. Zur '. Eine wäßrige Emulsion aus 50 Gewichtsteilen Herstellung tintenfester Schreibpapiere'und rupf- Methacrylsäuremethylester, 42 Gewichtsteilen Acrylfester Druckpapiere setzt man die Dispersionen dem säure-n-butylester, 5 Gewichtsteilen Acrylnitril und

7 8

3 Gewichtsteilen N-Hydroxymethylmethacrylamid, die B. Herstellung eines Dekorpapiers

0,95 Gewichtsteile C^-Fettaminhydrochlorid und für die Möbelindustrie
0,2 Gewichtsteile Wasserstoffperoxid (30%ig) gelöst

enthält, wird bei 85° C innerhalb von 4 bis 6 Stunden Ein Stoffgemisch aus 1080 kg Sulfitzellstoff 1A gein eine wäßrige Lösung aus 0,05 Gewichtsteilen 5 bleicht, Birke/Kiefer gemischt (5:1), 350 kg Titan-Wasserstoffperoxid (3O°/oig), 0,005 Gewichtsteilen dioxyd vom Rutiltyp wird bei einer Stoffdichte von FeCl₃ und 0,05 Gewichtsteilen C₁₄-Fettaminhydro- 4%, einem Mahlgrad von 35° SR und einem chlorid eingetropft. Nach Polymerisationsende wer- pH-Wert von 6,3 mit 900 kg der oben beschriebenen, den 4 Gewichtsteile eines Adduktes aus i-Nonyl- 5O°/oigen Dispersion versetzt. Man verdünnt auf phenol und 100 Mol Äthylenoxyd zugesetzt. Man er- io eine Stoffdichte von 1,2% am Stoffauflauf einer hält eine koagulatfreie Dispersion mit etwa 50% Langsiebpapiermaschine. Nach der Trocknung auf Feststoffgehalt. Trockenzylindern von 110 bis 130°C erhält man ein _, „ . „ . . „ ,, .. . Fertigpapier von 200 g/qm. Das Papier kann an-B. Herstellung wasserfester Schleifpapiere schließend bedruckt, lackiert und geprägt werden.

Ein Rohpapier, das für die Herstellung wasserfester 15 Beispiel 3

Schleifpapiere für die Autoindustrie geeignet ist und . _TT „ , _.

eine hohe Wasserdurchdringungszeit aufweist, wird ^A" Herstellung der Dispersion

wie folgt hergestellt: Analog Beispiel 1 wird eine wäßrige Emulsion aus

Halbgebleichter Sulfatzellstoff wird im Holländer bei 25 Gewichtsteilen Methacrylsäuremethylester, 70 Geeiner Stoffdichte von 3,5% bei einem pH-Wert von ao wichtsteilen Acrylsäure-n-butylester, 3 Gewichtsteilen 7,5 auf einen Mahlgrad von 40° SR gemahlen und N-Hydroxymethylmethacrylamid und 2 Gewichtsanschließend mit einer solchen Menge der oben be- teilen Methacrylamid, in der 0,95 Gewichtsteile schriebenen Dispersion versetzt, daß auf 100 Teile C₁₄-Fettaminhydrochlorid und 0,2 Gewichtsteile Zellstoff (Trockengewicht) 10 Teile des dispergierten Wasserstoffperoxid (30%ig) gelöst sind, zu einer wäß-Kunststoffes (Trockengewicht) entfallen. Das Stoff- 25 rigen Lösung aus 0,05 Gewichtsteilen Wasserstoff-Wasser-Gemisch wird auf eine Stoffdichte von 0,5% peroxid (30%ig), 0,005 Gewichtsteilen FeCl₃ und verdünnt und einer Langsiebpapiermaschine zu- 0,05 Gewichtsteilen C₁₄-Fettaminhydrochlorid gegeführt. Die gebildete Papierbahn wird bei einer Zy- geben. Die erhaltene Dispersion wird anschließend lindertemperatur von 13O⁰C bis zu einer End- mit 4 Gewichtsteilen eines Adduktes aus i-Nonylfeuchtigkeit von 3 bis 4% getrocknet. Das Rohpapier- 30 phenol und 100 Mol Äthylenoxid versetzt; man ergewicht beträgt 72 g/qm. hält eine koagulatfreie Dispersion mit etwa 50%

Feststoffgehalt.

Beispiel 2 _B Herstellung von Banknotenpapier

A. Herstellung der Dispersion ₃₅ Ein Fasergemisch von 60% gebleichtem Sulfat

zellstoff, 20% Baumwolle und 20% Nylonfaser

Unter den in Beispiel IA angegebenen Bedingun- 2,2dtex wird im Holländer in Gegenwart von 3% gen läßt man eine wäßrige Emulsion von 15 Ge- des Fasergewichts an Titandioxyd, Rutiltyp, sowie wichtsteilen Methacrylsäuremethylester, 80 Gewichts- 0,6% eines synthetischen Calciumsilikats (Baysical teilen Acrylsäureäthylester und 5 Gewichtsteilen 40 KN) bei einer Stoff dichte von 2,7% auf 55° SR ge-N-Hydroxymethyl-methacrylamid die 0,2 Gewichts- mahlen. Danach wird die gemäß A hergestellte teile Wasserstoffperoxyd (30%ig) und 0,7 Gewichts- Dispersion in einer Menge von 20 Gewichtsprozent, teile Cetyltrimethylammoniumchlorid gelöst enthält, bezogen auf die Trockengewichte des Kunststoffin eine wäßrige Lösung aus 0,05 Gewichtsteilen anteils und des Fasergewichts, zugesetzt. Das Stoff-Wasserstoffperoxid (30%ig), 0,005 Gewichtsteilen 45 Wasser-Gemisch wird auf 0,5% Stoffgehalt verdünnt FeCl₃ und 0,05 Gewichtsteilen Cetyltrimethyl- und bei einem pH-Wert von 5,6 einer Rundsiebammoniumchlorid eintropfen. Nach Zusatz von 4 Ge- papiermaschine zugeführt. Nach der Naßpartie läuft wichtsteilen eines Adduktes aus i-Nonylphenol und die Papierbahn bei 90 bis 100⁰C über eine Haspel-100 Mol Äthylenoxid erhält man eine koagulatfreie lufttrocknung und über Trockenzylinder von 130° C. Dispersion mit etwa 50 % Feststoffgehalt. 50 Das Papiergewicht beträgt 75 g/qm.

Claims

1 2 ist. so habe sie doch den Nachteil, daß sie nur un- Patentansprüchc: vollständig auf die Papierfaser aufziehen, was nicht allein wegen des Verlustes an Bindemittel sondern

1. Verwendung von kationischen Kunststoff- vor allem auch wegen der dadurch bedingten Abdispersionen, die einen nichtionischen, bei Tempe- 5 wasserprobleme als störend empfunden wird.
raturen oberhalb 100° C selbstvernetzenden disper- Es ist auch schon bekannt. Dispersionen dieser gierten Kunststoff sowie ein kationogenes und Art mit Einheiten des N-Methylolacrylamids oder ein nichtionogenes Emulgiermittel enthalten, als -mcthacrylamids herzustellen. Die aus diesen Disper-Bindemittel bei der Stoff.- und Oberflächenleimung sionen in die Papiere eingebrachten Dispersionen von Papier. i° vernetzen bei Temperaturen von 120 bis 160° C und

2. Verwendung von kationischen Kunststoff- heben dabei die Thermoplastizität des Kunststoffes dispersionen, deren Kunststoffanteil zu 70 bis auf. Dies hat den Vorteil, daß man mit derartigen 99,5 Gewichtsprozent aus Estern der Acryl- und/ Dispersionen ausgerüstete Papiere im Laufe des Heroder Methacrylsäure oder deren Gemisch mit stellungs- oder Verarbeitungsprozesses über heiße Vinylidenchlorid, Styrol und/oder dessen Homo- 15 Walzen laufen lassen kann, ohne daß die Gefahr belogen, zu 0,5 bis 12 Gewichtsprozent aus einem steht, daß sie daran festkleben. Weiterhin sind diese N-Methylolamid oder einem N-Methyloläther- Papiere gegenüber den in Druckfarben oder Klebamid der Acryl- und/oder Methacrylsäure und stoffen enthaltenen organischen Lösungsmitteln ungegebenenfalls zum übrigen Teil aus einer oder empfindlich. Man hat es dennoch bisher vorgezogen, mehreren anderen nichtionogenen, mit den ge- 20 die Gefahr des Festklebens der Papiere auf heißen nannten Monomeren mischpolymerisierbaren Ver- Walzen durch den Zusatz von Stärke zu den Oberbindungen aufgebaut ist, gemäß Anspruch 1. flächenleimungsmischungen zu vermeiden, während

3. Verwendung von kationischen Kunststoff- dieses Hilfsmittel bei der Stoffleimung nur mit bedispersionen gemäß den Ansprüchen 1 und 2, da- grenztem Erfolg angewendet werden kann. Die Verdurch gekennzeichnet, daß die Dispersion in einer 25 wendung selbstvernetzender Dispersionen der beMenge von mindestens 10 Gewichtsprozent, be- schriebenen Art bringt nämlich den Nachteil mit sich, rechnet als Gewicht des Kunststoffanteils, bezogen daß sie noch schlechter auf die Papierfaser aufziehen auf das Trockengewicht des Papier-Fasermaterials, als thermoplastische Kunststoffdispersionen, d.h., es zur Stoffleimung von Papier eingesetzt wird. entstehen noch größere Binderverluste und Abwasser-

30 probleme.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Bindemittel für die Stoff- und Oberflächenleimung von

Es ist bekannt, Kunststoffdispersionen an Stelle Papier bereitzustellen, die ohne Anwendung von

von Kolophonium oder anderen natürlichen Binde- Fällungsmitteln gleichmäßig und vollständig auf Pa-

mitteln zur Stoff- und Oberflächenleimung von Papier 35 pierfasern aufziehen, bei der Blattbildung vollständig

einzusetzen. Man hat unsprünglich für diesen Zweck im Papier zurückgehalten werden und bei der Ver-

anionische Kunststoffdispersionen verwendet, obwohl arbeitung auf heißen Walzen auch dann nicht zum

sie den Nachteil haben, daß sie nicht von selbst auf Festkleben der Papierbahn führen, wenn der Kunst-

die Papierfasern aufziehen und erst durch Fällungs- stoffgehalt im Papier oder an der Papieroberfläche

mittel koaguliert und auf der Faser niedergeschlagen 4° besonders hoch liegt. Schließlich sollen die erhalte-

werden müssen. Die Retention des Kunststoffes bei nen Papiere unempfindlich gegen Wasser, schwache

der Blattbildung blieb trotz der Anwendung von Säuren und Alkalien und organische Lösungsmittel

Fällungsmitteln unbefriedigend. Bekanntlich ist die sein.

Oberfläche von Cellulosefasern in wäßriger Auf- Die Lösung dieser Aufgabe wurde durch neue Erschlämmung negativ aufgeladen, so daß es nahelag, 45 kenntnisse über den Vorgang der Abscheidung von kationische Kunststoffdispersionen einzusetzen, die Kunststoffdispersionspartikeln auf Cellulosefasern erauf Grund der gegensätzlichen Ladungen ohne möglicht. Es wurde nämlich — ohne daß damit die weitere Maßnahmen auf die Faseroberfläche auf- Erfindung auf eine bestimmte Theorie festgelegt werziehen. Die kationischen Kunststoffdispersionen er- den soll — gefunden, daß die kationischen Gruppen wiesen sich jedoch als wesentlich weniger beständig 50 im Polymerisat die Abscheidung der Dispersionsais anionische oder nichtionische Dispersionen. Es partikel auf der Faseroberfiäche in zweifacher Hintraten daher bereits Schwierigkeiten bei der Her- sieht erschweren. Der eine Effekt beruht auf den Lasteilung und Lagerung der kationischen Dispersionen düngen selbst; je größer nämlich die Zahl der kat- und insbesondere bei der Einarbeitung in den Papier- ionischen Ladungen je Gewichtseinheit des disperbrei oder bei der Verarbeitung auf der Leimpresse 55 gierten Kunststoffes liegt, umso eher werden die negaauf. Die geringe Scherbeständigkeit der Dispersionen tiven Ladungen der Faseroberfläche abgesättigt. Bei führte stets zu störenden Ablagerungen auf allen einer über die Sättigung hinausgehenden Kunststoffschnell bewegten Maschinenteilen, die mit den abscheidung wird die Faseroberfläche sogar kationisch Dispersionspartikeln in Berührung kamen. aufgeladen und wirkt infolgedessen abstoßend gegen-

Eine Verbesserung in dieser Hinsicht ließ sich da- 60 über weiteren Kunststoffpartikeln. Der zweite Effekt

durch erzielen, daß man kationogene Gruppen in den wird durch die der quartären Ammoniumgruppe

Kunststoff selbst verlegte. eigene Hydrophile bewirkt und durch weitere hydro-

Bei Kunststoffen aus Vinylmonomeren gelingt dies phile Gruppen verstärkt. Kunststoffpartikel mit einer

z. B. durch Copolymerisation mit quartären Vinyl- Vielzahl stark hydrophiler Gruppen werden in einem

imidazoliniumsalzen oder von Estern der Acryl- oder 65 wäßrigen Milieu bereits ohne die Mitwirkung von

Methacrylsäure, die im Alkoholrest eine quartäre Emulgatoren so stark dispergiert und hydratisiert, daß

Ammoniumgruppierung tragen. Wenn auch die Sta- sie keine beträchtliche Neigung haben, sich aus dem

bilität derartiger Dispersionen verhältnismäßig gut dispergierten Zustand auf einer Oberfläche abzu-