DE2522306A1 - Mittel und verfahren zum leimen von papier - Google Patents
Mittel und verfahren zum leimen von papierInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verleimung von Papier sowie das auf diese Weise hergestellte Papier. Die
Erfindung betrifft insbesondere ein verbessertes Verfahren zum Leimen von Papier- und Pappeprodukten, bei
dem bei spezifischen Bedingungen ein Gemisch verwendet wird, welches ein hydrophob substituiertes cyclisches
Dicarbonsaureanhydrid und einen Polyoxyalkylenalkyl- oder -alkylaryläther oder den entsprechenden Mono- oder
Diester enthält.
Die hierin verwendeten Bezeichnungen "Papier und Pappe"
schließen blattartige Massen und geformte Produkte ein, welche aus faserartigen Cellulosematerialien hergestellt
sind, die sich sowohl von natürlichen als auch synthetischen Quellen ableiten. Eingeschlossen sind auch blattartige
Massen und geformte Produkte, die aus Kombinationen von celluloseartigen und nicht-celluloseartigen Materialien
hergestellt sind, welche sich von synthetischen Stoffen, wie z.B. Polyamid-, Polyester- oder PoIy-
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acrylharzfasern, sowie von Mineralfasern, wie Asbest
oder Glas, herleiten.
Papier und Pappe werden oftmals mit verschiedenen hydrophoben Materialien geleimt, welche z.B. Kolophonium, Wachsemulsionen,
Gemische von Kolophonium mit Wachsen, Ketendimere, Isocyanatderivate, Fettsäurekomplexe, Fluorkohlenwasserstoffe,
bestimmte Styrolmaleinsäureanhydrid-Copolymere sowie die substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydride,
die nachstehend genauer beschrieben werden, einschließen. Diese Materialien werden als Leimungsmittel
bezeichnet und sie können während des tatsächlichen Papierherstellungsvorgangs eingeführt werden, wobei dieses
Verfahren als inneres oder Maschinenleimen bekannt ist. Sie können aber auch auf die Oberfläche des fertigen
Gewebes oder Blattes aufgebracht werden, in welchem Falle das Verfahren als äußeres oder Oberflächenleimen
bezeichnet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Leimungsmittel zur Verfügung zu stellen, das durch seine verminderte
Wasser- und Tinte- bzw. Druckfarbenabsorption, sowie durch seine gesteigerte Beständigkeit gegenüber sauren
und alkalischen wäßrigen Lösungen gekennzeichnet ist.
Die für die erfindungsgemäßen Leimungsgemische in Betracht gezogenen Leimungsverbindungen sind substituierte cyclische
Dicarbonsäureanhydride. Die Leimungsverbindungen entsprechen den folgenden Strukturformeln:
—3—
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Il
(A) of NR -
worin R eine Dimethylen- oder Trimethylengruppe bedeutet
und R1 für eine hydrophobe Gruppe steht, welche mehr als 5 Kohlenstoffatome enthält und die aus der Klasse
Alkyl-, Alkenyl-, Aralkyl- oder Aralkenylgruppen ausgewählt werden kann, und
H CH2
(B) ^C - C - ClI - CH » CIl - R
(B) ^C - C - ClI - CH » CIl - R
worin R_ eine Alkylgruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen
bedeutet und R^ für eine Alkylgruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen steht, wobei die Substituenten R und
R austauschbar sind.
Spezielle Beispiele von Leimungsverbindungen, die unter die Struktur (A) fallen, sind Isooctadeceny!bernsteinsäureanhydrid,
n-Hexadecenylbernsteinsäureanhydrid, Dodeceny!bernsteinsäureanhydrid,
Dodecylbernsteinsäureanhydrid, Decenylbernsteinsäureanhydrid, Octenylbernstein-
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säureanhydrid und Triisobuteny!bernsteinsäureanhydrid.
Leimungsmittel, in denen R1 mehr als 12 Kohlenstoffatome
enthält, werden bevorzugt. Die Leimungsmittel mit der Struktur (A) werden genauer in der US-PS 3 102 064 beschrieben.
Spezielle Beispiele für Leimungsmittel, die unter die Struktur (B) fallen sind 1-Octyl-2-deceny!bernsteinsäureanhydrid
und 1-Hexyl-2-octeny!bernsteinsäureanhydrid. Die
Leimungsverbindungen der Struktur (B) sind näher in der parallelen US-Anmeldung SN 319 980 vom 2.1.1973 beschrieben.
Nach dem Stand der Technik ist es zum Erhalt einer guten Verleimung mit den oben beschriebenen Leimungsmitteln
zweckmäßig, daß diese gleichförmig in der Faseraufschlämmung
mit so kleinen Teilchengrößen wie möglich dispergiert werden. Bei der üblichen Zugabepraxis dieser Leimungsverbindungen
zu der Papiermasse vor der Gewebebildung wird daher die Leimungsverbindung in Form einer wäßrigen Lösung
zugesetzt, die unter Zuhilfenahme von Emulgierungsmitteln hergestellt worden ist.
Diese bekannten Emulgierungstechniken, bei denen Emulgierungsmittel
verwendet werden, die als Schutzkolloide wirken, wie z.B. kationische oder gewöhnliche Stärken,
Gummi arabikum, Gelatine, kationische Polymere oder Polyvinylalkohol
oder bei denen Netzmittel in Kombination mit den obengenannten Emulgierungsmitteln verwendet werden,
haben Jedoch mehrere Nachteile. Ein Hauptnachteil liegt in der Notwendigkeit, relativ komplexe teuere und
schwere Einrichtungen zu verwenden, die dazu imstande sind, hohe Homogenisierungsdrücke auszuüben, in Verbin-
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dung mit den starren Verfahrensmaßnahmen hinsichtlich der Emulgierungsproportionen und -temperaturen etc., um eine
zufriedenstellende Emulsion des Leimungsmittels aus dem cyclischen Dicarbonsäureanhydrid herzustellen.Weiterhin
haben sich Versuche, um Netzmittel allein zu verwenden, d.h. ohne Emulgierungsmittel zu arbeiten, in der Technik
als vollständig unzufriedenstellend erwiesen. Bei Verwendung eines Netzmittels ist es nach dem Stand der Technik
nicht möglich gewesen, eine stabile Emulsion mit kleiner Teilchengröße herzustellen, und/oder die Emulsion ergab
kein ausreichendes Leimungsverhalten. In manchen Fällen hat die resultierende Emulsion auch in nachteiliger Weise
andere Eigenschaften des geleimten Papiers beeinträchtigt, z.B. als Verlust der Naßfestigkeit. Ein weiterer Nachteil,
der bei verschiedenen Emulsionen festgestellt wird, die mit bestimmten Netzmitteln hergestellt worden sind, zeigt
sich beim Altern des behandelten Papiers, weil sich beim Tinteneintauchtest viele kleine hydrophile Flecken bilden.
Es hat sich weiterhin gezeigt, daß die Verwendung von vielen Netzmitteln beim Papierherstellungsprozeß schwerwiegende
Betriebsprobleme mit sich bringt, z.B. ein starkes Schäumen der Masse. Durch das erfindungsgemäße Verfahren
wird nun die Notwendigkeit der Verwendung einer schweren Einrichtung zur Herstellung der Emulsion eliminiert
und es wird eine bessere Flexibilität bei der Herstellung und Verwendung des Leimungsgemisches erhalten.
Weiterhin wird bei der Herstellung der Emulsionen der Leimungsgemische gemäß der Erfindung leicht eine
kleinere Teilchengröße erzielt und die Stabilität der resultierenden Emulsionen ist im allgemeinen besser
als beim Stand der Technik. Weiterhin führt die Verwen-
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dung der erfindungsgemäßen Leimungsgemische zu einem signifikant verbesserten Leimungsverhalten (d.h. bei
einer gegebenen Konzentration des Leimungsmittels wird eine verbesserte Leimung erhalten) und die Erfindung
führt auch zu einer verbesserten Betriebsfähigkeit, was sich durch einen verminderten Aufstau der Fasern und
des Leimungsmittels auf den Preßwalzen der Papiermaschinen anzeigt.
Es wurde nun gefunden, daß Leimungsgemische aus einem substituierten
cyclischen Dicarbonsäureanhydrid und einem Polyoxyalkylenalkyl- oder Polyoxyalkylenalkylaryläther
oder dem entsprechenden Mono- oder Diester in speziellen Verhältnismengen ohne weiteres verbesserte Leimungsemulsionen
ergeben, wobei es nicht notwendig ist, eine schwere Homogenisierungseinrichtung zu verwenden. Es hat sich
gezeigt, daß dieses Gemisch emulgiert wird, wenn man es lediglich rührt oder durch ein Mischventil oder einen
Aspirator leitet. Die auf diese Weise hergestellte Emulsion ist für technische Zwecke angemessen stabil und
sie besitzt eine genügend kleine Teilchengröße, daß eine ausgezeichnete Leimung des resultierenden Gewebes erzielt
wird.
Es ist auch ein Merkmal der Erfindung, daß bei einer Variierung des Verfahrens das Leimungsgemisch beim Verleimungsverfahren
ohne eine vorhergehende Emulgierungsstufe verwendet werden kann. Bei dieser Variation wird das Gemisch
zu dem Papiermassen-Herstellungssystem unter gutem Rühren bzw. Schlagen vor der Raffinierung der Masse gegeben.
Das gewöhnliche Rühren bzw. Schlagen der Masse beim Durchlauf durch Raffinatoren hat sich als ausrei-
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chend erwiesen, um das Gemisch zu emulgieren, so daß in
dem resultierenden geleimten Gewebe ausgezeichnete Verleimung sei genschaft en erhalten werden.
Die hierin verwendeten Polyoxyalkylenalkyl- oder Polyoxyalkylenalkylaryläther
oder die entsprechenden Mono- oder Diester umfassen Polyoxyäthylen- oder Polyoxypropylenalkyl-
und -alkylaryläther oder -ester mit 5 bis 20 Polyoxyäthylen (oder Polyoxypropylen)-Einheiten, wobei die
Alkylgruppen 8 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten und die
Arylgruppe vorzugsweise eine Phenylgruppe ist. Die Herstellung dieser Äther und Ester ist bekannt. Typische
handelsübliche Produkte, die für die Erfindung geeignet sind, sind z.B. Renex 690 von ICI America, Inc., Wilmington,
Delaware, Triton X-100, Triton X-205 und Triton N-57 von Rohm und Haas Co., Philadelphia, Pennsylvania, Tergitol
NP-27 und Tergitol TMN von Union Carbide Corporation, New York, New York, und Igepal CO-630 von GAF Corporation,
New York, New York, sowie PEG 400-Monooleat von Finetex,
Incorporated und PEG 600-Dilaurat von Armak Chemical Division
of Akzona, Incorporated.
Gemäß der Erfindung wird das Leimungsgemisch in der Weise
gebildet, daß man 80 bis 97 Teile, vorzugsweise 90 bis 95 Teile, des obengenannten cyclischen Anhydrids mit 3
bis 20 Teilen, vorzugsweise 5 bis 10 Teilen, der ausgewählten Polyoxyalkylenalkyl- oder -alkylaryläther oder
-ester vermischt. Es können Gemische mit verschiedenen Kombinationen von Leimungsverbindungen und/oder Polyoxyäthylenalkyl-
oder -alkylaryläthemoder -estern dazu verwendet werden, um das jeweilige Leimungsgemisch herzustellen,
solange sie in den Rahmen der Erfindung fallen. Um eine Emulsion herzustellen, wird das Leimungs-
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geraisch im allgemeinen zu ¥asser in einer genügenden Menge
gegeben, daß eine Emulsion erhalten wird, welche das substituierte cyclische Dicarbonsäureanhydrid in einer
Konzentration von etwa 0,5 bis 20 Gew.-% enthält. Das wäßrige Gemisch wird danach genügend emulgiert, indem es
lediglich unter mäßigem oder schnellem Rühren verrührt wird oder indem es durch ein Mischventil, einen Aspirator
oder eine Öffnung geleitet wird, so daß die mittlere Teilchengröße der resultierenden Emulsion weniger als 3 U
beträgt. Bei der Herstellung der Emulsion ist es auch möglich, die Komponenten des Leimungsgemisches zu dem
Wasser getrennt zu geben, und die Emulsion kann durch ein kontinuierliches oder ein absatzweise geführtes Verfahren
hergestellt werden.
Bei der tatsächlichen Verwendung "ist im allgemeinen keine
Verdünnung der Emulsion notwendig. Die auf diese Weise hergestellte Emulsion wird einfacherweise zu dem Naßende
der Papierherstellungsmaschine oder zu dem Massenherstellungssystem gegeben, so daß eine Konzentration des substituierten
cyclischen Diesrbonsäureanhydrids von etwa
0,01 bis 2,0%, bezogen auf das Trockenfasergewicht, erhalten wird. Innerhalb des genannten Bereiches hängt die jeweilige
genaue Menge des Leimungsmittels zum größten Teil von der Art der Pulpe, die verwendet wird, den speziellen
Betriebsbedingungen und dem speziellen Endzweck des Papiers ab. So erfordert z.B. ein Papier, das eine gute
Wasserbeständigkeit oder Tintenhinhaltung haben muß, die Verwendung von höheren Konzentrationen des Leimungsmittels
als es bei einem Papier der Fall ist, das bei Anwendungszwecken eingesetzt wird, bei denen keine überschüssige
Verleimung erforderlich ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann man anstelle der Zugabe der Verleimungsemulsion zu dem
Massenherstellungssystem oder dem Naßende die Verleimungsemulsion auf die Oberfläche des gebildeten Gewebes an
einem beliebigen Punkt vor der Trocknungsstufe aufbringen.
Bei dieser Ausführungsform wird die Emulsion in den Konzentrationen verwendet, wie sie hergestellt wird, und
sie wird auf das Gewebe so aufgesprüht, daß eine Konzentration des Verleimungsmittels von etwa 0,01 bis 2,0%, bezogen
auf das Trockenfasergewicht, erhalten wird.
Wenn das Leimungsgemisch zu dem Massenherstellungssystem vor der Raffinierung gegeben wird, dann ist es nicht erforderlich,
eine getrennte Emulgierungsstufe durchzuführen. Die Menge des auf diese Weise zugesetzten Verleimungsgemisches
sollte so bemessen sein, daß eine Konzentration des substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydride
von etwa 0,01 bis 2,0%, bezogen auf das Trockenfasergewicht, erhalten wird.
Ein wichtiger Faktor für die wirksame Verwendung der erfindungsgemäßen
Leimungsgemische sieht ihre Verwendung in .Verbindung mit einem Material vor, das entweder kationisch
ist oder das dazu imstande ist, in einer solchen Weise zu ionisieren oder zu dissoziieren, so daß ein oder mehrere
Kationen oder andere positiv geladene Teile erzeugt werden. Diese kationischen Mittel, wie sie nachstehend genannt
werden, haben sich als geeignete Mittel erwiesen, um die Retention der substituierten cyclische Dicarbonsäureanhydride
zu unterstützen und um letztere in enge Nähe zu den Pulpenfasern zu bringen. Beispiele für Materialien,
die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als
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kationische Mittel verwendet werden können, sind Alaun, Aluminiumchlorid, langkettige Fettamine, aminhaltige
synthetische Polymere (primäre, sekundäre, tertiäre oder quaternäre Amine), Natriumaluminat, Chromsulfat, substituierte
Polyacrylamide, tierische Leime, kationische wärmehärtende Harze und Polyamidpolymere. Von besonderer
Eignung als kationische Mittel sind verschiedene kationische Stärkederivate mit Einschluß von primären, sekundären,
tertiären oder quaternären Aminstärkederivaten und anderen kationischen stickstoffsubstituierten Stärkederivaten
sowie kationischen Sulfonium- und Phosphoniumstärkederivaten. Solche Derivate können aus allen Arten von
Stärken hergestellt werden, mit Einschluß von solchen aus Mais, Maniok, Kartoffeln, wachsartigem Mais, Weizen und
Reis. Sie können weiterhin in ihrer ursprünglichen Kornform eingesetzt werden oder sie können in vorgelatinierte,
in kaltem Wasser lösliche Produkte umgewandelt werden.
Alle obengenannten kationischen Mittel können zu der Masse, d.h. zu der Pulpenaufs chi ämmung entweder vor, zusammen
sit oder nach der Zugabe des Verleimungsgemisches oder der Leimungsemulsion zugesetzt werden, und dies kann an
jedem beliebigen Punkt des Papierherstellungsprozesses vor der ietztlichen Umwandlung der nassen Pulpe in ein trockenes
Gewebe oder ein Blatt erfolgen.
Hinsichtlich der erforderlichen Menge des kationischen Mittels wird bei üblichen Bedingungen das kationische
Mittel zu dem Massensystem in einer Menge von mindestens 0,01%, vorzugsweise von 0,025 bis 3,0%, bezogen auf das
Trockenfasergewicht, gegeben. Obgleich Mengen im Überschuß über 3% verwendet werden können, sind die Vorteile
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der Verwendung von erhöhten Mengen des kationischen Mittels für Verleimungszwecke im allgemeinen nicht durch
wirtschaftliche Umstände gerechtfertigt.
Nach der Zugabe der Leimungsemulsion des kationischen Mittels wird das Gewebe gebildet und in üblicher Weise auf
der Papierherstellungsmaschine getrocknet. Obgleich im allgemeinen eine volle Verleimung unmittelbar nach der
Papiermaschine erhalten wird, kann eine weitere Verbesserung der Wasserbeständigkeit des mit den erfindungsgemäßen
Leimungsgemischen hergestellten Papiers manchmal erhalten werden, wenn man die resultierenden Gewebe, Platten oder
geformten Produkte härtet. Dieser Härtungsprozeß sieht im allgemeinen ein Erhitzen des Papiers auf Temperaturen
im Bereich von 80 bis 150°C über einen Zeitraum von 1 bis 60 min vor. Es ist jedoch zu beachten, daß ein Nachhärten
für eine erfolgreiche Durchführung der hierin beschriebenen verbesserten Verleimungsmethode nicht wesentlich
ist.
Die erfindungsgemäßen Leimungsgemische können naturgemäß erfolgreich zur Verleimung von Papier verwendet werden,
das aus allen Typen von sowohl celluloseartigen Fasern als auch von Kombinationen von celluloseartigen Fasern
mit nicht-celluloseartigen Fasern hergestellt ist. Hartholz-
oder Weichholz-Cellulosefasern, die verwendet werden können, schließen Fasern aus gebleichtem und ungebleichtem
Sulfatprodukt (Kraftprodukt), gebleichtem und ungebleichtem Sulfitprodukt, gebleichtem und ungebleichtem
Sodaprodukt, neutralem Sulfithalbchemikalienprodukt, gemahlenem Holz, haTbchemischem gemahlenen Holz und jeder
beliebigen Kombination daraus ein. Diese Bezeichnungen beziehen sich auf Holzpulpenfasern, die mittels einer
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Vielzahl von Prozessen hergestellt worden sind, welche in der Pulpen- und Papierindustrie verwendet werden.
Weiterhin können auch synthetische Cellulosefasern des Viskoserayon- oder regenerierten Cellulosetyps verwendet
werden, sowie zurückgeführte Abfallpapiere von verschiedenen Quellen.
Alle Arten von Pigmenten und Füllstoffen können in üblicher Weise zu dem Papier gegeben werden, das erfindungsgemäß
geleimt werden soll. Solche Materialien sind z.B. Ton, Talk, Titandioxid, Calciumcarbonat, Calciumsulfat
und Diatomeenerde. Es können auch weitere Zusatzstoffe, wie z.B. Alaun, und andere Leimungsverbindungen mit den
hierin beschriebenen Leimungsgemischen verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung der Leimungsgemische ergibt, wie in den Beispielen erläutert wird, ein Papier
mit verbesserten Verleimungseigenschaften, z.B. einer
verbesserten Beständigkeit gegenüber Wasser oder sauren Tintenlösungen. Anders ausgedrückt kann ein spezifizierter
Grad der Leimungseigenschaften in Wasser mit einer geringeren Menge des Verleimungsmittels erhalten werden,
wenn das Verleimungsmittel gemäß der Erfindung anstelle den bekannten Methoden verwendet wird.
Weiterhin besteht der Vorteil, daß die Verwendung der erfindungsgemäßen Leimungsgemische nicht auf einen besonderen
pH-Bereich begrenzt ist,, wodurch die Verwendung zur Behandlung von neutralen und alkalischen Pulpen,
sowie von sauren Pulpen gestattet wird. Die Leimungsgemische können somit in Kombination mit Alaun, der üblicherweise
bei der Papierherstellung verwendet wird, als auch mit anderen sauren Materialien verwendet werden.
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Umgekehrt können sie auch mit Calciumcarbonat oder anderen alkalischen Materialien in der Masse verwendet werden.
Ein weiterer Vorteil dieser Leimungsgemische besteht darin, daß sie die Festigkeit des Papiers bei den in der
Industrie normalerweise verwendeten Konzentrationen nicht signifikant verringern und daß sie bei der Verwendung
mit bestimmten Zusatzstoffen tatsächlich die Festigkeit der fertigen Blätter erhöhen. Ein weiterer
Vorteil der Verwendung dieser Leimungsgemische besteht darin, daß zur Entwicklung des vollen Leimungswerts nur
ein Trocknen oder milde Härtungsbedingungen erforderlich sind.
Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Darin sind sämtliche Teile auf das Gewicht bezogen.
Dieses Beispiel beschreibt die Verwendung eines Leimungsgemieches,
das für die erfindungsgemäßen Leimungsgemische
chaxü.j.:teristisch ist und das in Form einer wäßrigen Emulsion
verwendet wird. Diese Emulsion wird anhand der Teilchengröße sowie der Wasserbeständigkeit des damit ver-Ifcliü-cen
Papiers mit einer herkömmlichen Emulsion verglichen, in der ein substituiertes cyclisches Dicarbonsäureanhydrid
mit kationischer Stärke emulgiert ist. Ein weiterer Vergleich wird mit einem Kolophonium/Alaun-Verleimungsverfahren
durchgeführt, wie es üblicherweise in der Papierindustrie angewendet wird. Die erheblich leichtere
Emulgierbarkeit der erfindungsgemäßen Leimungsgemische wird auch durch die Maßnahmen gezeigt, die bei der
Herstellung der Leimungsemulsionen vor ihrer Zugabe zu
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dem Papiermassesystem angewendet werden. Schließlich wird die Fähigkeit noch gezeigt, Papier wirksam mit oder ohne
Alaun in der Masse zu verleimen.
Das Leimungsgemisch wurde in der Weise hergestellt, daß (a) 10 Teile eines Polyoxyalkylenalkylaryläthers, in dem
die Alkylgruppe 9 Kohlenstoffatome enthielt, die Arylgruppe
eine Phenylgruppe war und der Polyoxyalkylenteil mit 10 Mol Äthylenoxid (Renex 690) gebildet worden war,
und (b) 90 Teile eines substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrids, bei dem die Alkenylgruppen der gemischten
Anhydride 15 bis 20 Kohlenstoffatome enthielten (nachstehend
als ASA bezeichnet), vermischt wurden. Andere Materialien, die Renex 690 äquivalent sind, sind z.B. Triton
N-101 und Igepal CO-630.
Sodann wurde eine Emulsion gebildet, indem 2 Teile dieses Gemisches mit 98 Teilen Wasser unter Verwendung eines Propellermischers
mit mäßiger Geschwindigkeit über einen Zeitraum von 10 s gerührt wurden (Emulsion Nr. 1). Eine
!ähnliche Emulsion wurde auch gebildet, indem dieses Leimungsgemisch
durch einen einfachen Aspirator zusammen mit deinem konstanten Strom von We^-evg. geleitet wurde, wo-.
dvrjsh in einem Durchlauf eine 1%j pe,. Konzentration des Leimungsgemisches
erhalten wurde. Die Emulsion wurde auf diese Weise fast augenblicklich gebildet (Emulsion Nr. 2).
Zum Vergleich wurde eine herkömmliche wäßrige Emulsion von ASA hergestellt, indem zunächst 10 Teile des ß-Diäthylaminoäthylchloridhydrochloridäthers
von Maisstärke, dessen Herstellung in Beispiel 1 der US-PS 2 813 093 beschrieben
wird, in 90 Teilen Wasser, das in einem sieden-
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denWasserbad erhitzt wurde, gekocht wurden. Die Dispersion des kationischen Stärkederivats wurde nach 20-minütigem
Kochen auf Raumtemperatur abgekühlt und in einen Hochgeschwindigkeitsagitator überführt, worauf zu der
gerührten Dispersion 5 Teile ASA langsam zugesetzt wurden. Es wurde etwa 3 min weitergerührt und die resultierende
Emulsion wurde sodann durch Zugabe von Wasser bis zu einer Gesamtmenge von 1000 Teilen verdünnt. Der Feststoff
gehalt betrug 0,596 (Emulsion Nr. 3).
Berechnete Mengen der wie oben hergestellten Emulsionen wurden sodann zu wäßrigen Aufschiämmungen einer gebleichten
Sulfatpulpe mit einem Williams-Mahlgrad von 400, einer Konsistenz von 0,596 und einem pH-Wert von etwa 7,6 gegeben,
so daß die folgenden ASA-Konzentrationen, bezogen auf das Trockenfasergewicht, erhalten wurden: 0,10, 0,20
und 0,40%. Die kationische Stärke, die zur Herstellung der Emulsion Nr. 3 verwendet wurde, wurde zu der entsprechenden
Pulpenauf schlämmung nach der Zugabe der Emulsionen Nr. 1 und Nr. 2 in einer Konzentration von 0,496, bezogen
auf das Trockenfasergewicht, gegeben, um diese Materialien in dem Blatt zu halten. Bei einer weiteren Variiarung
dieser Verfahrensweise wurden k% Alaun, bezogen
auf das Trockenfasergewicht, zu der Pulpenaufschlämmung
vor der Zugabe der Leimungsemulsionen gegeben. Nach den TAPPI-Standardverfahren wurden Blätter gebildet und getrocknet,
sodann 1 h bei 1050C gehärtet und über Nacht
bei 22,2°C und 50% relativer Feuchtigkeit konditioniert,
bevor sie getestet wurden. Das Basisgewicht dieser Blätter betrug 24,9 kg/Ries (60,96 cm χ 91,44 cm - 500 Blätter)
Beim Vergleich der Wasserbeständigkeit dieser Blätter wurde ein Farbstofftest unter Verwendung von Kaliumper-
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manganatkristallen und ein Durchdringungstest mit saurer
Tinte durchgeführt. Bei dem Farbstofftest wurden mehrere
Kristalle von Kaliumpermanganat auf die obere Oberfläche eines Musters des Testpapiers gegeben, das sodann in destilliertem
Wasser von Raumtemperatur treiben gelassen wurde. Beim Absorbieren des Wassers in dem Papier wurden
die Kristalle befeuchtet und verliehen dem Papier eine charakteristische tiefviolette Färbung. Die in s gemessene
Zeit, die erforderlich war für einen Endpunkt, bei dem drei gefärbte Flecken zuerst auf der Papieroberfläche erschienen,
wurde notiert und steht in direkter Beziehung zu der Wasserbeständigkeit, da ein wasserbeständigeres Papier
die Befeuchtung der Permanganatkristalle verzögert, die auf die obere Oberfläche gelegt worden sind.
Der Durchdringungstest mit saurer Tinte ist ein Vergleichstest, bei dem ein Muster des Testpapiers auf einer Schale
der sauren Tinte (pH 1,5) von 37,80C schwimmt. Es wird
der Zeitraum in s gemessen, der erforderlich ist, daß die Tinte durch das Papier hindurchdringt, um einen Endpunkt
zu erreichen, bei dem^etwa 50% des Papiers gefärbt
sind.
In der folgenden Tabelle sind Werte für verschiedene Paperblätter zusammengestellt, die bei den beschriebenen
Testverfahren eingesetzt wurden.
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Leimungsemul- sion |
1 | Tabelle | I | Gew.-% der trocke nen Pulpe |
Alaun zugabe |
Durch drin gung s- zeit der sauren Tinte (Zeit in s) |
KMnO/, (Zeit in s) |
|
Blatt Nr. |
Emulsion Nr. | 1 | mittle re Teil chengrö ße der Emul sion (u |
0,1 | keine | 25 | 53 | |
1. | Nr. | 1 | <1 | 0,2 | Il | 275 | 72 | |
2. | Nr. | 2 | <1 | 0,4 | It | 430 | 77 | |
3. | Nr. | 2 | <1 | 0,1 | It | 70 | 53 | |
4. | Nr. | 2 | <1 | 0,2 | Il | 140 | 74 | |
5. | Nr. | 3 | <1 | 0,4 | It | 320 | 87 | |
6. | Nr. (Kontrolle) |
3 | 1 | 0,1 | tt | 12 | 54 | |
7. | Nr. (Kontrolle) |
3 | 2-3 | 0,2 | Il | 40 | 67 | |
8. | Nr. (Kontrolle) |
1 | 2-3 | 0,4 | Il | 65 | 75 | |
9. | Nr. | 1 | 2-3 | 0,1 | k% | 100 | 58 | |
10. | Nr. | 1 | <1 | 0,2 | 4% | 145 | 70 | |
it! | Nr | 2 | <1 | 0,4 | k% | 190 | 87 | |
12. | Nr. | 2 | <1 | 0,1 | 4% | 110 | 57 | |
13. | Nr. | 2 | <1 | 0,2 | k% | 150 | 68 | |
14. | Nr. | 3 | <1 | 0,4 | 205 | 88 | ||
15. | Nr. (Kontrolle) |
3 | <1 | 0,1 | k% | 90 | 65 | |
16. | Nr. (Kontrolle) |
3 | 2-3 | 0,2 | 130 | 73 | ||
17. | Nr. | 2-3 | 0,4 | h% | 170 | 84 | ||
18. | Kolophonium (Kontrolle) |
2-3 | 1,0 | 4% | 55 | 67 | ||
19. | keine | keine | keine | 0 | 0 | |||
20. | mm | |||||||
-18-
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Die obigen Werte zeigen die größere Leichtigkeit der Herstellung und die Überlegenheit der erfindungsgemäßen
Leimungsgemische, und zwar sowohl anhand der kleinen Teilchengröße der mit diesen Mitteln gebildeten Emulsionen
als auch anhand der Wasserbeständigkeit, die dem verleimten Papier in einem Zugabebereich verliehen wird,
wie er typischerweise in der Industrie angewendet wird. Es wird auch ersichtlich, daß diese Mittel sowohl in nahezu
neutralen als auch in alaunhaltigen (sauren) Massesystemen eine überlegene Verleimung zeigen.
Dieses Beispiel beschreibt die Verwendung von Leimungsgemischen gemäß der Erfindung, in denen verschiedene
substituierte cyclische Dicarbonsäureanhydride im Gemisch mit Polyoxyalkylenalkyl- und -alkylaryläthern verwendet
werden.
In diesem Beispiel wurde als Polyoxyalkylenalkylaryläther das gleiche Material wie im Beispiel 1 verwendet. Es wurde
in einem Verhältnis von 20 Teilen zu 80 Teilen des Anhvdrids vermischt. Sodann wurden die substituierten cyclischen
Dicarbonsäureanhydride, die den Gemischen dieses Beispiels zugesetzt wurden, wie folgt variiert: Gemisch
Nr. 1 - das ASA-Produkt des Beispiels 1; Gemisch Nr- 2 - Isooctadeceny!bernsteinsäureanhydrid; Gemisch Nr.
3 - Hexapropylenbernsteinsäureanhydrid; Gemisch Nr. 4 (1-0ctyl-2-decenyl)bernsteinsäureanhydrid,
d.h. das Reaktionsprodukt aus Maleinsäureanhydrid und Octadecen-9· Emulsionen
dieser Gemische wurden in der gleichen Weise hergestellt, wie die Emulsion Nr. 1 im Beispiel 1 hergestellt
worden war.
-19-
509849/0722
Berechnete Mengen der Emulsionen wurden zu gesonderten wäßrigen Aufschlämmungen einer gebleichten Sulfatpulpe
mit einem Mahlgrad von 400, einer Konsistenz von 0,5%
und einem pH-Wert von etwa 7,6 gegeben. Die kationische Stärke des Beispiels 1 wurde ebenfalls zu den gesonderten
Pulpenaufs chlämmungen gegeben. Nach TAPPI-Standardverfahren wurden Blätter geformt und getrocknet. Sie wurden sodann
wie im Beispiel 1 konditioniert und beschrieben. Das Basisgewicht dieser Blätter betrug 24,9 kg/Ries (60,96 cm
χ 91,44 cm - 500 Blätter). Alle Zugaben wurden bei einer Konzentration von 0,2% des substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydride
und von 0,4% der kationischen Stärke, bezogen auf das Gewicht der trockenen Pulpe, durchgeführt.
Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:
Leimungs- mittlere Teil- Durchdringung KMnO^ gemisch chengröße der der sauren (van- <Λ
Nr. Emulsion (ya ) Tinte (Zeit, s) ^eix>
s->
1 <1 225 73
2 1-2 100 40
3 <1 240 81 -4 <1 600 86
Dieses Beispiel zeigt klar, daß verschiedene substituierte
cyclische Dicarbonsäureanhydride dazu verwendet werden können, um im Rahmen der Erfindung Leimungsgemische herzustellen.
Dieses Beispiel beschreibt die Verwendung von Leimungsgemischen gemäß der Erfindung, bei denen verschiedene PoIy-
-20-E09849/0722 original inspected
oxyalkylenalkyl- oder -alkylaryläther oder die entsprechenden
Mono- oder Diesterverbindungen im Gemisch mit dem substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrid verwendet
werden.
In diesem Beispiel war das substituierte cyclische Dicarbonsäureanhydrid
das gleiche Material (ASA) wie im Beispiel 1, während die in den Leimungsgemischen verwendeten
Polyoxyalkylenalkyl- und -alkylaryläthei?- oder -esterverbindungen
variiert wurden. Die Leimungsgemische dieses Beispiels wurden wie folgt hergestellt? Gemisch Nr. 1 5
Teile des Polyoxyalkylenalkylaryläthers des Beispiels 1 wurden mit 95 Teilen ASA vermischt; Gemisch Nr. 2 - 15
Teile des Polyoxyalkylenalkylaryläthers des Beispiels 1 wurden mit 85 Teilen ASA vermischt; Gemisch Nr. 3 - 10
Teile eines Polyoxyalkylenalkylaryläthers, dessen Alkylgruppe 9 Kohlenstoffatome enthielt, dessen Arylgruppe Phenyl
war und dessen Polyoxyalkyleneil mit 5 Mol Äthylenoxid
(Triton N-57) gebildet worden war, wurden mit 90 Teilen ASA vermischt; Gemisch Nr. 4 - 10 Teile eines PoIyoxyalkylenalkyläthers,
bei dem die Alkylgruppe 12 Kohlenstoffatome enthielt und der Polyoxyalkyleneil mit 6 Mol
Äthylenoxid gebildet worden war (Tergitol TMN), wurden mit 90 Teilen ASA gemischt; Gemisch Nr. 5 - 10 Teile eines
Polyoxyalkylenalkylaryläthers, bei dem die Alkylgruppe 9 Kohlenstoffatome enthielt, die Arylgruppe Phenyl war
und der Polyoxyalkylene il mit 15 Mol Äthylenoxid gebildet worden war (Tergitol NP-33), wurden mit 90 Teilen
ASA vermischt; Gemisch Nr. 6 - 10 Teile eines Polyoxyäthylenmonooleatesters,
bei dem das Molekulargewicht des Polyoxyäthylenteils 400 betrug (PEG 400-Monooleat), wurden
mit 90 Teilen ASA vermischt; und Gemisch Nr. 7 - 10
-21-
509849/0722
Teile eines Polyoxyäthylendilauratesters, bei dem das Molekulargewicht des Polyoxyäthylenteils 600 betrug (PEG
600-Dilaurat), wurden mit 90 Teilen ASA vermischt. Die einzelnen Gemische wurden sodann in Wasser gerührt, um
Emulsionen zu ergeben, welche 2 Teile Leimungsgemisch und
98 Teile Wasser enthielten. Die Emulsionen wurden sodann zu einer Pulpenauf schlämmung mit einer Konsistenz von 0,5%,
die zu einem Mahlgrad von 400 geschlagene gebleichte Sulfatpulpe enthielt und deren pH-Wert ungefähr 7,6 betrug,
gegeben, um auf den trockenen Fasern 0,2% ASA, bezogen
auf das Trockenfasergewicht, zu ergeben. Die kationische Stärke des Beispiels 1 wurde sodann zur der Pulpenaufschlämmung
gegeben, um auf der trockenen Pulpe 0,4% kationische Stärke, bezogen auf das Gewicht der trockenen
Pulpe, zu ergeben. Hierauf wurden Handblätter geformt, konditioniert und gemäß Beispiel 1 im Parbstofftest untersucht.
Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:
Tabelle III | KMnOi1 | |
Leimungs | mittlere Teilchen | (Zeit in s) |
gemisch Nr. | größe der Emulsion (u) | 98 |
1 | 1-2 | 93 |
— 2 | <1 | 104 |
3 | <1 | 99 |
4 | ca.1 | 96 |
5 | ca.1 | 76 |
6 | ca.1 | 86 |
7 | ca.1 | |
Dieses Beispiel zeigt klar, daß verschiedene Polyoxyäthylenalkyl- und -alkylaryläther und die entsprechenden
-22-
5 0 9849/0722
Mono- und Diester im Rahmen dieser Erfindung austauschbar in Leimungsgemischen mit substituierten cyclischen
Dxcarbonsäureanhydriden verwendet werden können, um ein ausgezeichnetes Verleimungsverhalten zu ergeben.
Dieses Beispiel zeigt die Verwendung der neuen erfindungsgemäßen Leimungsmittel durch direkte Zugabe zu einem Papferherstellungsmassensystem
in nicht-emulgierter Form.
Das Leimungsgemisch Nr. 1, hergestellt aus 90 Teilen ASA (beschrieben im Beispiel 1) und 10 Teilen Polyoxyalkylenalkylaryläther
(beschrieben im Beispiel 1), wurde direkt zu einer Aufschlämmung von gebleichter Sulfatpulpe mit
einer Konsistenz von 1,5% in einem Labor-Valley-Schlagwerk gegeben und sehr leicht über weniger min lang geschlagen.
Gleichermaßen wurden Leimungsgemische Nr. 2 und Nr. 3 aus 90 Teilen ASA und 10 Teilen PEG 400-Monooleat
bzw. 10 Teilen PEG 600-Dilaurat hergestellt. Auch diese Gemische wurden direkt zu der Aufschlämmung gegeben. Die
Pulpe wurde sodann zu einer Konsistenz von 0,5% verdünnt und es wurden 0,4 Gew.-%, bezogen auf die trockenen Fasern,
der kationischen Stärke des Beispiels 1 getrennt zu der Aufschlämmung gegeben, um als Retentionshilfsmittel
während der Blattbildung zu wirken. Sodann wurden Blätter gebildet, konditioniert und im Farbstofftest gemäß
Beispiel 1 untersucht. Das Basisgewicht dieser Blätter betrug 24,9 kg/Ries (60,96 cm χ 91,44 cm - 500 Blätter).
Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:
509849/0722
Leimungs- % ASA, bezogen auf KMhO^
gemisch Nr. das Gewicht der /7 .. . \
trockenen Pulpe {Δβιτ ln s;
1 0,2 75
2 0,2 40
3 0,2 39 keines keine 0
Die selbstemulgierenden Eigenschaften dieser Leimungsgemische zeigen sich durch den ausgezeichneten Verleimungswert,
der erhalten wird, wenn sie zu der Masse ohne vorherige Emulgierung in Wasser gegeben werden. Es zeigen
sich daher die erhebliche Leichtigkeit und Vielseitigkeit der Verwendung der erfindungsgemäßen Leimungsgemische
.
Dieses Beispiel zeigt die Fähigkeit der erfindungsgemäßen Leimungsgemische, ohne weiteres Papier zu verleimen, welches
hohe Mengen von anorganischen Füllstoffen enthält. In diesem Beispiel wurde das Leimungsgemisch des Beispiels
1 verwendet. Vor der Zugabe wurde das Leimungsgemisch in der gleichen Weise emulgiert (Emulsion A), wie
es bei der Herstellung der Emulsion Nr. 2 im Beispiel 1 beschrieben wurde. Zu Vergleichszwecken wurde eine herkömmliche
Leimungsemulsion (Emulsion B) gemäß der Methode hergestellt, welche im Beispiel 1 zur Herstellung der
Emulsion Nr. 3 beschrieben worden war. Jede Emulsion wurde sodann zu 1) einer Massenauf schlämmung mit einer Konsistenz
von Ο,59έ, die gebleichte Sulfatpulpe mit 2O?6 Kaolin-
-24-
509849/0722
ton und 4% Alaun, bezogen auf das Trockenfasergewicht enthielt, und 2) zu einer Massenaufschlämmung mit einer
Konsistenz von 0,5%, welche gebleichte.Sulfatpulpe mit
20% Calciumcarbonat, bezogen auf das Trockenfasergewicht, enthielt, gegeben. Der pH-Wert der Calciumcarbonat
enthaltenden Massenaufschlämmung betrug ungefähr 8,5,
während der pH-Wert der Ton enthaltenden Aufschlämmung ungefähr 5,5 war. Jede Emulsion wurde zu der Masse in
einer Menge gegeben, daß 0,4% ASA, bezogen auf das Trokkenfasergewicht,
erhalten wurden. Zu Retentionszwecken wurden 0,8% der im Beispiel 1 beschriebenen kationischen
Stärke zu der Pulpenaufs chlämmung nach der Zugabe der Emulsion A gegeben. Es wurden sodann Blätter mit 24,9 kg/
Ries (60,96 cm χ 91,44 cm - 500 Blätter) gebildet und diese wurden wie im Beispiel 1 konditioniert und untersucht.
Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:
Blatt Zugegebenes zugegebener Durchdrin- KMnOλ
Nr. Verleimungs- Füllstoff gung mit sau- /7 .. . \
mittel rer Tinte Uelt in s;
(Zeit in s)
1 Emulsion A 2090 Ton 115 75
2 Emulsion A 20$ CaCO, 450 68
3 Emulsion B
(Kontrolle) 20% Ton 100 70
4 Emulsion B
(Kontrolle) 20% CaCO3 325 56
5 keines 20% Ton 0 0
Die Werte zeigen klar die verbesserte Verleimung, die mit den erfindungsgemäßen Leimungsgemischen in hochgefüllten
Blättern sowohl bei sauren als auch alkalischen Massenbedingungen erhalten wurden.
-25-509849/0722
Dieses Beispiel beschreibt die Verwendung von erfindungsgemäßen Leimungsgemischen zur Verleimung von Papier, das
mit verschiedenen Pulpentypen hergestellt worden ist.
In diesem Beispiel wurde das Leimungsgemisch des Beispiels 1 verwendet und es wurde in der Weise emulgiert, wie es
bei der Herstellung der Emulsion Nr. 2 im Beispiel 1 beschrieben wurde. Die Emulsion wurde sodann zu verschiedenen
Pulpenaufschlämmungen, hergestellt mit einer Konsistenz
von 0,5%, einem Mahlgrad von 400 und einem pH-Wert von ungefähr 7,6, in solchen Mengen gegeben, daß 0,2% ASA,
bezogen auf das Trockenfasergewiehr, erhalten wurden. In
.allen Fällen wurden 0,4% der kationischen Stärke des Beispiels 1, bezogen auf das Trockenfasergewicht, zu den PuI-penaufschlämmungen
gesondert gegeben, um das Leimungsgemisch während der Blattbildung beizubehalten. Sodann wurden
aus jeder Pulpenaufschlämmung Blätter mit 24,9 kg/Ries (60,96 cm χ 91,44 cm - 500 Blätter) gebildet und im Farbstoff
test gemäß Beispiel 1 getestet. Es wur^n folgende
Ergebnisse erhalten.
Blatt Nr. Art der Pulpe _- KMnO^ (Zeit in s)
1 gebleichtes Hartholzsulfat 69
2 gebleichtes Weichholzsulfit 83
3 ungebleichtes Weichholzsulfat 76
4 gemahlenes Holz 58
Die obigen Werte zeigen zusammen mit den Werten der anderen Beispiele klar, daß die erfindungsgemäßen Leimungsge-
-26-509849/0722
mische wirksam verwendet werden können, um verschiedene Arten von Pulpen zu verleimen, die üblicherweise in der
Papierherstellung verwendet werden.
Dieses Beispiel zeigt die Verwendung von verschiedenen Arten von kationischen Mitteln in Verbindung mit den erfindungsgemäßen
Leimungsgemischen. In diesem Beispiel wurde das Leimungsgemisch des Beispiels 1 verwendet und
es wurde vor der Zugabe zu der Pulpenaufs chi ämmung in der gleichen Weise emulgiert, wie es bei der Herstellung
der Emulsion Nr. 2 im Beispiel 1 beschrieben wurde. Die Emulsion wurde sodann zu Portionen einer Pulpenaufschlämmung
mit einer Konsistenz von 0,5% gegeben, welche gebleichte Sulfatpulpe enthielt, die zu einem Mahlgrad von
400 geschlagen worden war. Nach der Zugabe der Leimungsemulsion wurden verschiedene kationische Mittel zu getrennten
Aufschlämmungen gegeben, um die Leimungsemulsion in dem Gewebe während der Blattbildung beizubehalten.
In jedem Falle wurde eine solche Menge der Leimungseiiiulsion
zugefügt, daß O,2<& ASA, bezogen auf das Trockenras
er gewicht, erhalten wurden, während die Menge des kationischen Mittels variiert wurde. Blätter mit 24,9 kg/
Ries (60,96 cm χ 91,44 cm - 500 Blätter) wurden sodann
aus jeder Aufschlämmung gebildet, konditioniert und gemäß Beispiel 1 getestet. Es wurden folgende Ergebnisse
erhalten:
509849/0722
Blatt Nr. |
Kationisches Mittel | %, bezo gen auf das Trok- kenge- wicht der Fasern |
Durch drin gung mit saurer Tinte (Zeit in s) |
KMnO/, (Zeit, s) |
1 | kationische Maisstärke | 0,4 | 135 | 72 |
2 | Polyaminoäthylacrylatharz | 0,2 | 600 | 76 |
3 | Polyamidaminharz | 0,2 | 600 | 85 |
4 | Polyäthyleniminharz | 0,2 | 85 | 50 |
5 | Polyacrylamidaminharz | 0,2 | 30 | 68 |
6 | kationische Kartoffelstärke | 0,4 | 120 | 70 |
7 | Alaun | 4,0 | 65 | 77 |
8 | ke ine s (Kontrolle) | _ | 0 | 0 |
Die obigen Werte zeigen klar, daß verschiedene kationische Mittel wirksam dazu verwendet werden können, um die erfinduce gemäß en Leimungsgemische in dem Gewebe während der
Stufe der Blattbildung beizubehalten.
Dieses Beispiel beschreibt die verbesserte Betriebsfähigkeit dieser Leimungsgemische, wenn sie auf einer wirklichen
Papierherstellungsmaschine verwendet werden. Dieses Beispiel beschreibt nämlich die Eliminierung des Aufstaus
und der Kratzneigungen, die durch Leimungsmittel auf den Naßpreßwalzen einer Papiermaschine erzeugt werden. Dieser
Aufstau der Fasern auf den Naßpreßwalzen bewirkt ein Aufreißen der Blattoberfläche, wobei in schweren Fällen das
Blatt wirklich reißt und bewirkt, daß das sich bewegende Band an diesem Punkt aufbricht. Die Verleimung wurde in
-28-
509849/0722
diesem Beispiel mittels eines Cobb-Tests gemessen, der auf der Oberseite des Blattes gemäß der TAPPI-Standardmethode
T441 os-69 durchgeführt wurde. In diesem Test wird die durch die Blattoberfläche in einer angegebenen
Zeitspanne (in diesem Falle 2 min) absorbierte Wassermenge gemessen, welche aus g/m ausgedrückt wird. Somit
zeigen niedrigere Werte eine größere Wasserbeständigkeit und eine bessere Verleimung an.
Es wurde eine Reihe von Tests auf einer Fourdrinier-Papiermaschine
durchgeführt, bei der die Preßzone aus zwei Kauptpressen, gefolgt von einer Glättungspresse, bestand.
Jede Presse bestand aus einer Ober- und Bodenwalze. Die cx-ste Presse bestand aus einer geradlinigen ebenen Presse
mit einer Standard-Kautschuk-bedeckten Oberwalze, wie sie üblicherweise in der Industrie verwendet wird. Die zweite
Presse war eine ebene Umkehrpresse mit mit einer Zusammensetzung (Microrok) bedeckter Oberwalze, die ebenfalls in
der Industrie üblicherweise verwendet wird. Die Glättungspresse bestand aus einem geradlinigen Satz von Walzen mit
einer Oberwalze mit Metalloberfläche (Press-Tex) und einer Bodenwalze, die mit einem Mittel bedeckt worden war (Micromate). Der Papierherstellungsgrundeintrag bestand aus einem
cohr leicht raffinierten Gemisch aus ungefähr 80% gebleichter
Hartholzkraftpulpe und 20% gebleichter Weichhclzkraftpulpe.
Die Leimungsmittel wurden kontinuierlich zu dem Massenherstellungssystem gegeben und es wurde ein
Kartonblatt mit ungefähr 55,35 kg/270 m Basisgewicht gebildet. Ein Aufstau auf den Preßwalzen aufgrund eines
Aufnehmens wurde bei den angegebenen Bedingungen auf Jeder preßwalze untersucht und wie folgt bewertet: keiner,
geringfügig, mäßig, schwer etc.
-29-
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Leimungsemulsionen wurden wie folgt hergestellt:
Die Emulsion A(als Kontrollprobe) wurde hergestellt, indem die kationische Stärke des Beispiels 1 mit 5% Feststoffen
30 min bei 93,3°C gekocht wurde. Die gekochte Stärkelösung wurde sodann auf 54,40C abgekühlt und mit
dem substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrid des Beispiels 1 (ASA) vermischt und emulgiert, indem sie durch
eine technische Homogenisierungseinrichtung bei 21,1 atü
geleitet wurde. Die Emulsion B, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellt, wurde in der Weise hergestellt,
daß in einem statischen Mischer kontinuierlich 90 Teile ASA mit 10 Teilen Polyoxyalkylenalkylaryläther (wie im Beispiel
1 beschrieben) vorgemischt wurden und daß sodann dieses Leimungsgemisch durch eine Öffnung mit einem kontinuierlichen
Wasserstrom geleitet wurde, daß eine Emulsion erhalten wurde, welche 2 Teile Leimungsgemisch in 98 Teilen
Wasser enthielt. Zur Retention wurden nach der Zugabe der Emulsion B 0,359^ kationische Stärke, bezogen auf das
Gewicht der trockenen Fasern, zugegeben. 2,27 kg Alaun pro t Masse wurden zugesetzt, um den pH-Wert der Masse
auf ungefähr 5,5 einzustellen, als die Emulsion A und die
B verwendet wurden. Zum weiteren Vergleich wurbei diesen Tests Kolophonium als Leimungsmittel
verwendet. Nachfolgend sind die erhaltenen Ergebnisse zusammengestellt
ϊ
-30-
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notierter Aufstau nach Ver 15-minütigem Betrieb lei
Zugabe zu der Masse I.Presse 2.Presse Glättungs-
presse
1. Grundblatt - keine Additive keiner keiner geringfügig
2. Λ% Kolophonium + 2% Alaun
(Kontrolle) mäßig mäßig mäßig
3. 0,25% Emulsion A (Kontrolle)
schwer mäßig schwer
4. 0,25% Emulsion B keiner keiner geringfügig
Die Konzentrationen der oben angegebenen verschiedenen Bestandteile
sind als Prozent aktiver Bestandteil, bezogen auf das Gewicht der trockenen Pulpe, angegeben.
Die obigen Ergebnisse zeigen klar die verbesserte Maschinenbetriebsfähigkeit
und die ausgezeichnete Wasseraushaltung,
die j.m Vergleich zu den herkömmlichen, in der Industrie
verwendeten Leimungsmethoden durch die erfindungsgemäßen Leimungsgemische verliehen werden.
Dieses Beispiel beschreibt die ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber sauren und alkalischen Lösungen, die durch ein
Papier gezeigt wird, das mit den neuen Leimungsgemischen
hergestellt worden ist.
Eine wäßrige Emulsion, hergestellt mit dem gleichen Leimungsgemisch
und in der gleichen Weise wie bei der Herstellung der Emulsion Nr. 2 im Beispiel 1, wurde zu einer
-31-
509849/0722
gebleichten Sulfatpulpenaufschlämmung gegeben, welche
einen Mahlgrad von 400 und eine Konsistenz von 0,5$ hatte.
Die kationische Stärke des Beispiels 1 wurde sodann zu der Masse als Retentionshilfsmittel für das Leimungsini
ttel zugesetzt. Es wurden Blätter gebildet, die 0,4% ASA und 0,8% kationische Stärke enthielten. Sie wurden
wie im Beispiel 1 konditioniert. Die Blätter wurden mittels eines modifizierten Kaliumpermanganattests getestet,
bei dem Lösungen von 10% Milchsäure in einem Fall und 10%
Natriumhydroxid in einem anderen Fall als Testflüssigkeit zusammen mit destilliertem Wasser als Kontrolle verwendet
wurden. Zum weiteren Vergleich wurden Blätter gebildet und in der gleichen Weise getestet, bei denen 1% Kolophonium
und 4% Alaun, bezogen auf das Trockenfasergewicht, zu der Masse gegeben worden waren, um die Verleimung
anstelle des erfindungsgemäßen Leimungsgemisches durchzuführen. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:
Blatt Zusatzstoff KMnOA-Durchdringung (Zeit, s)
Nr. destil- Milchsäure Natrium-
liertes hydroxid Wasser
1 0,4% ASA-Gemisch 111 95 65
2 1,0% Kolophonium/
4% Alaun 70 60 25
Dieses Beispiel zeigt klar die ausgezeichnete Beständigkeit, die durch diese Leimungsgemische gegenüber einer
Durchdringung sowohl durch saure als auch alkalische Flüssigkeiten verliehen wird.
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Durch die Erfindung werden somit neue Leimungsgemische zur Verfügung gestellt, die zur Herstellung von geleimten
Papierprodukten geeignet sind. Die Leimungsgemische werden leicht emulgiert und die Emulsion oder das Leimungsgemisch
per se können unter einer weiten Vielzahl von Papierherstellungsbedingungen verwendet werden, um
geleimte Papierprodukte zu erhalten, die durch ihre verminderte Wasser- und Tintenabsorption sowie durch ihre
gesteigerte Beständigkeit gegenüber sauren und alkalischen Lösungen bei niedrigen Zugabewerten gekennzeichnet sind.
!MSPECTED -33-
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Claims (11)
1. Leimungsgemisch, dadurch gekennzeichnet,
daß es 80 bis 97 Gew.-% eines substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrids und 3 bis 20 Ge\t.-%
eines Polyoxyalkylenalkyl- oder Polyoxyalkylenalkylaryläthers oder eines entsprechenden Mono- oder Diesters mit
5 bis 20 Polyoxyäthylen- oder Polyoxypropyleneinheiten, wobei die Alkylgruppe 8 bis 20 Kohlenstoffatome aufweist,
enthält.
2. Leimungsgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das substituierte cyclische
Dicarbonsäureanhydrid die Formel:
Il
Il
worin R eine Dimethylen- oder Tr!methylengruppe bedeutet
und R1 eine hydrophobe Gruppe mit mehr als 5 Kohlenstoff
atomen, die aus der Klasse Alkyl-, Alkenyl-, Aralkyl- und Aralkenylgruppen ausgewählt ist, darstellt, oder
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O H CH2
\ ' '·
(B) C - G - CH - CH = CH -
< I
C - CH2
worin R eine Alkylgruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen
und R eine Alkylgruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen bedeuten und R^ und R^ austauschbar sind, aufweist.
3. Verfahren zum Verleimen von Papier, dadurch gekennzeichnet, daß man mit dem Papier vor dem
Durchlauf durch die Trocknungsstufe des Papierherstellungsvorgangs
eine zur Verleimung des Papiers ausreichende Menge eines Leimungsgemisches innig dispergiert, welche 80
bis 97 Gew.-% eines substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrids
und 3 bis 20 Gew.-% eines Polyoxyalkylenalkyl- oder Polyoxyalkylenalkylaryläthers oder eines entsprechenden
Mono- oder Diesters mit 5 bis 20 Polyoxyäthylen- oder P?lyoxypropyleneinheiten, wobei die Alkylgruppe 8 bis 20
Kohlenstoffatome aufweist, enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das substituierte cyclische Dicarbonsäureanhydrid
die Formel:
-35-
50 9 849/0722
Il
(A)
^ C
Il
worin R eine Dimethylen- oder Trimethylengruppe "bedeutet
und R1 eine hydrophobe Gruppe mit mehr als
5 Kohlenstoffatomen,
die aus der Klasse Alkyl-, Alkenyl-, Aralkyl- und Aralkenylgruppen ausgewählt ist, darstellt, oder
O H CH2
(B) ,C - C - CH - CH - CH -
< I
„Q - CH2
worin R^ eine Alkylgruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen
und R eine Alkylgruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen bedeuten und Rx und R^ austauschbar sind, aufweist.
D. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß man das Leimungsgemisch
in Form einer wäßrigen Emulsion anwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß man das Leimungsgemisch
-36-509849/0722
zu der nassen Pulpe vor der Umwandlung der Pulpe zu einem trockenen Gewebe gibt, wobei das Leimungsgemisch bei der
Zugabe in emulgierter oder unemulgierter Form vorliegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß man das Leimungsgemisch
in Form einer wäßrigen Lösung auf das gebildete Gewebe sprüht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß man in der Naßpulpe
vor der Umwandlung der Pulpe in ein Trockengewebe mindestens 0,01%, bezogen auf das Trockenfasergewicht, eines
kationischen Mittels dispergiert.
9· Papierprodukt, dadurch gekennzeichnet ,
daß es darin in einer zur Verleimung ausreichenden Menge innig dispergiert ein Leimungsgemisch enthält, welches
bis 97 Ge\i.-% eines substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrids
und 3 bis 20 Gew.-% eines PoIyoxyalkylenalkyl-
oder Polyoxyalkylenalkylaryläthers oder eines entsprechenden Mono- oder Diesters mit 5 bis 20 Polyoxyäthylen-
oder Polyoxypropyleneinheiten, wobei die Alkylgruppe S bis 20 Kohlenstoffatome aufweist, enthält.
10. Papierprodukt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das substituierte cyclischo
Dicarbonsäureanhydrid die Formel:
-37-
50 9 849/0722
Il
' C
Il
worin R eine Dimethylen- oder Trimethylengruppe bedeutet und R1 eine hydrophobe Gruppe mit mehr als 5 Kohlenstoffatomen,
die aus der Klasse Alkyl-, Alkenyl-, Aralkyl- und Aralkenylgruppen ausgewählt ist, darstellt, oder
O H CH2
\ ■ ί
(B) C-C- CH - CH - CH - R„
< I
,C - CH2
O "
O "
" R eine Alkylgruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen
und R eine Alkylgruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen bedeuten und Rx und R^ austauschbar sind, aufweist.
11. Papierprodukt nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß es darin dispergiert
mindestens 0,01%, bezogen auf das Trockenfasergewicht, eines kationischen Mittels enthält.
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Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US47123074A | 1974-05-20 | 1974-05-20 | |
US53544374A | 1974-12-23 | 1974-12-23 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2522306A1 true DE2522306A1 (de) | 1975-12-04 |
DE2522306B2 DE2522306B2 (de) | 1977-08-18 |
DE2522306C3 DE2522306C3 (de) | 1978-04-13 |
Family
ID=27043361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752522306 Expired DE2522306C3 (de) | 1974-05-20 | 1975-05-20 | Cyclische, substituierte Dicarbonsäureanhydride enthaltendes Papierleimungsgemisch und dessen Verwendung |
Country Status (10)
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---|---|
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AR (1) | AR204448A1 (de) |
BR (1) | BR7503115A (de) |
CA (1) | CA1043511A (de) |
DE (1) | DE2522306C3 (de) |
FI (1) | FI57993C (de) |
FR (1) | FR2272221B1 (de) |
GB (1) | GB1492104A (de) |
IT (1) | IT1035774B (de) |
SE (1) | SE417533B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2750717A1 (de) * | 1976-11-15 | 1978-05-18 | Nat Starch Chem Corp | Papier- oder pappeprodukt |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US4853085A (en) * | 1981-05-13 | 1989-08-01 | United States Gypsum Company | Neutral sized paper for use in the production of gypsum wallboard |
JPS5887397A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-25 | 出光興産株式会社 | 紙サイズ剤混合物 |
JPS5887398A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-25 | 出光興産株式会社 | サイズ剤組成物 |
US4529447A (en) * | 1982-06-11 | 1985-07-16 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Sizing composition |
JPS5930993A (ja) * | 1982-08-16 | 1984-02-18 | 三洋化成工業株式会社 | 安定な製紙用サイズ剤 |
US4544414A (en) * | 1983-02-07 | 1985-10-01 | Arakawa Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Self-emulsifying sizing composition |
JPS6028598A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-13 | 星光化学工業株式会社 | サイズ剤用組成物及び該組成物の使用方法 |
US4545856A (en) * | 1984-02-28 | 1985-10-08 | Chevron Research Company | Stable substituted succinic anhydride/ether-ester emulsifier composition and methods for its use |
FI74080C (fi) * | 1985-10-22 | 1987-12-10 | Kemira Oy | Ett nytt, effektivt neutrallim. |
IT1220715B (it) * | 1988-06-21 | 1990-06-15 | Francesco Malatesta | Procedimento per il collaggio della carta o prodotti similari |
JPH08113892A (ja) | 1994-10-14 | 1996-05-07 | Mitsubishi Oil Co Ltd | アルケニルコハク酸系エマルションサイズ剤 |
TW200504265A (en) * | 2002-12-17 | 2005-02-01 | Bayer Chemicals Corp | Alkenylsuccinic anhydride surface-applied system and uses thereof |
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1975
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2750717A1 (de) * | 1976-11-15 | 1978-05-18 | Nat Starch Chem Corp | Papier- oder pappeprodukt |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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AU8120075A (en) | 1976-11-18 |
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