DE2727812A1 - Zusammensetzung zur behandlung von papier, die hydantoinverbindungen und einen aminhaerter enthaelt - Google Patents
Zusammensetzung zur behandlung von papier, die hydantoinverbindungen und einen aminhaerter enthaeltInfo
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Description
Normal hergestelltes Papier ist im trockenen Zustand gewöhnlich genügend reissfest. Es verdankt diese Eigenschaft
den Anteilen an Hemicellulose, welche in Wasser quellen. Im gequollenen Zustand verbinden sie die Papierfasern
locker miteinander, wobei diese Bindung beim Trocknen bestehen bleibt und sich festigt. Bei erneutem
Benetzen quellen die Hemicelluloseteilchen wieder, was eine Schwächung der Bindungsstellen zwischen den Fasern
zur Folge hat. FUr eine Reihe von Verwendungszwecken wird aber vom Papier eine hohe Nassreissfestigkeit
verlangt, z.B. wenn das Papier zu Säcken fllr Düngemittel,
Kartoffeln usw., zum Einpacken von Blumen, gefrorenen Lebensmitteln, wie Fisch, Gemllse, Rahmeis, oder zu Tapeten,
Abfallsäcken, Taschen- und GesichtstUchern usw. verarbeitet wird, ferner, wenn es für die Herstellung
von Gegenständen, die im Freien benutzt werden, wie Landkarten, Etiketten, Plakaten, Notizblöcken, Programmen
fUr Sportanlässe, verwendet wird.
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- 2r -
Zahlreiche Vorschläge sind bereits gemacht worden, um die Nassfestigkeit zu erhöhen, die gewöhnlich etwa 2 bis 8 % der
Trockenfestigkeit ausmacht. Man verwendet dabei Produkte auf Aminoplastbasis, d.h. Produkte, welche formaldehydhaltig
sind. Die meisten dieser und anderer Produkte, welche die Nassreissfestigkeit von Papier erhöhen können, sind wegen
ihrer ionischen Wirkung mit Papierzusätzen, wie optischen Aufhellern oder Stärke, nicht gut verträglich.
Die Zusätze können entweder der Pulpe zugegeben oder insbesondere als Imprägniermittel auf das fertige Papier gebracht
werden. Anionische Produkte sind bei.m Hinzufügen zur Pulpe nur in Gegenwart von Aluminiumionen wirksam, nichtionische
sind wenig wirksam; lediglich der Zusatz von kationischen Mitteln zur Pulpe vermag die Nassfestigkeit des Papiers beträchtlich
zu erhöhen. Solche Unterschiede von anionisehen, nichtionischen
und kationischen Mitteln sind beim Imprägnieren von Papierbahnen nicht festzustellen.
Aus der US-Patentschrift 2 913 356 ist ein Verfahren zum Nassreissfestmachen
von Papier bekannt, bei welchem man dem Papier in einem wässerigen Medium einen Üblichen Polyglycidyläther
und ein Härtungsmittel fllr Epoxidharze zugibt. Sowohl die
Nass- wie auch die Trockenreissfestigkeiten von auf diese Weise behandeltem Papier sind ungenügend. Es war nicht vorauszusehen,
dass andere epoxidgruppenhaltige Verbindungen wesentlich bessere Ergebnisse zeigen.
Es wurde nun Überraschenderweise gefunden, dass ein einfach
herzustellendes, in verdünnten Lösungen nicht ausfallendes, mehrere Tage lagerbares, formaldehydfreies Gemisch, enthaltend
eine oder mehrere Polyglycidylhydantoinverbindungen und ein wasserlösliches Amin, die Nassfestigkeit von Papier beträcht-
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lich erhöht, wenn man damit das Papier imprägniert. Besonders
vorteilhaft ist der Umstand, dass die Komponenten des Gemisches in Konzentrationen bis zu 100 % hergestellt, gelagert
und versandt werden können.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Zusammensetzung zur Behandlung von Papier, die dadurch gekennzeichnet ist, dass
sie (a) mindestens ein wasserlösliches, mehrere Glycidylgruppen aufweisendes Hydantoin, insbesondere eine entsprechend
substituierte Hydantoinverbindung, welche gegebenenfalls in 5-Stellung des Hydantoinringes bzw. der Hydantoinringe
substituiert ist, und (b) als Härter ein wasserlösliches Amin mit mindestens zwei aktiven Aminwasserstoffatomen
enthält. Insbesondere handelt es sich bei den Komponenten (a) um ein- oder zweikernige Hydantoinverbindungen mit zwei
Glycidylgruppen, welche direkt oder über ein Brlickenglied
an die Stickstoffatome des Hydantoinringes gebunden sind.
Als BrUckenglleder kommen z.B. geradkettige oder vorzugsweise
verzweigte Alkylenketten und Oxyalkylenketten mit 1
bis 4 Kohlenstoffatomen in Frage. Besonders bevorzugt sind verzweigte Oxyalkylenketten. Im Vordergrund des Interesses
steht Oxyisopropylen der Formel -CH2-CH(CH3)-0-.
Bei den zweikernigen Hydantoinverbindungen sind beide Hydantoinkerne wiederum vorzugsweise Liber solche Brlickenglieder
verknüpft, wobei das Brlickenglied gegebenenfalls mit einer Glycidylgruppe substituiert ist. Bevorzugte
zweikernige Hydantoinverbindungen enthalten demgemäss insgesamt 3 Glycidylgruppen.
Bevorzugt sind Hydantoinverbindungen, die in 5-Stellung substituiert
sind. Als Substituent in 5-Stellung des Hydantoinringes der einkernigen Verbindungen bzw. der Hydantoinringe
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der zweikernigen Verbindungen kommen gegebenenfalls mit Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen verätherten Phosphonoalkylengruppen
oder insbesondere Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in Betracht. Verätherte Phosphonoalkylengruppen
mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest, z.B. Diäthoxyphosphono"2,2-dimethyl-äthyl, sind bevorzugt.
Die 5-Stellung des Kydantoinringes bzw. der Hydantoinringe
ist in der Regel höchstens mit einer solchen Phosphonoalkylengruppe substituiert.
Als weiterer Substituent kommt vor allem Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Isopropyl und insbesondere
Aethyl und Methyl, wobei Hydantoinverbindungen, die in der 5-Stellung durch Methyl und Isopropyl oder Methyl und Aethyl
oder insbesondere durch zwei Methylreste substituiert sind im Vordergrund des Interesses stehen.
Den Hydantoinverbindungen der angegebenen Art, die mehrere Glycidylgruppsn aufweisen / können zusätzlich solche Verbindungen,
ebenfalls auf Basis von Hydantoinen, vermischt werden, welche nur eine Glycidylgruppe aufweisen, die ebenfalls
in 5-Stellung vorzugsweise wie vorstehend erwähnt und in 3-Stellung vorzugsweise mit Alkyl oder insbesondere
Hydroxyalkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert sind.
Als Beispiele von einkernigen Hydantoinverbindungen mit zwei Glycidylgruppen seien die Verbindungen der folgenden Formeln
genannt:
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IZ
Jg -
CH-
ι J
CH
CH-
3 ,
Io N
CH,
CH-
ι J
} —CH—CH2—N
It
Il
-C=O 0 N CH2—CH CH2
-€=0 CH,
ι ι
N—CH,
—CH CH
CH,
(3) CH2 CH—CH2—InI
-C=O N CH,
Weitere Vertreter solcher einkernigen Hydantoinverbindungen sind z.B. 5--Isopropyl-5-methyl-l, 3-diglycidy !.hydantoin und
5-(Diäthoxyphosphono-2,2-dimethyl-äthyl)-5-methyl-l,3-diglycidyl-hydantoin.
Als Beispiel einer zweikernigen Hydantoinverbindung mit zwei Glycidylgruppen sei die Verbindung der Formel
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CH2
CH
(4) CH0 CH0 CH0
(4) CH0 CH0 CH0
I ->
I^ I J
0 01^-"0 c==0 ° 0="c c~ CH3 °
,—N N—CH0—CH—CH0—N N-CH0—CH CK0
C C
Il . Il
O O
genannt.
Als Beispiel einer einkernigen Verbindung, welche nur eine Glycidylgruppe aufweist, sei die Verbindung der Formel
CH3
W/ π r« —Γ
W/ π r« —Γ
O pu f _^___ C Π Pll
^ \ 3 , , ,3 CH2 CH-CH2—N U—CH2—CH OH
Il
genannt.
Bevorzugt sind hierbei die Verbindungen der Formeln (1) bis (4), die gegebenenfalls mit der Verbindung der Formel (5) vermischt
sind. Dem Gemisch der Verbindungen (1), (2) und gegebenenfalls (5) vor allem im Gewichtsverhiiltnis der Komponenten (i) :
(2) von etwa 7:3 oder der Komponenten (1):(2):(5) von etwa 7:2,5:0,5 kommt eine besondere Bedeutung zu.
In der Regel weisen solche Hydantoinverbindungen ein Epoxydgehalt von 5,5 bis 8,0 Epoxydgruppenäquivalente/kg auf.
Die vorstehend erwähnten Hydantoinverbindungen können nach bekannten
Methoden hergestellt werden, wie sie z.B. in den britischen Patentschriften 1 148 570, 1 165 060 oder
1 290 728 beschrieben sind.
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/V
Ais Härterkomponenten kommen Polyamine, vor allem aliphatische
Polyamine, vorzugsweise Tetramine, Triaoine und insbesondere Diamine in Betracht.
Unter den bevorzugten Diaminen kommen vor allem Dialkyldiamine der Formel
3>S=T-1IH2
in Frage, worin R, und R2 ja für Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
vorzugsweise Aethyl und insbesondere Methyl, wobei R, und R~ vorzugsweise die gleiche Bedeutung haben,
Ro für Alkylen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise
Aethylen und n-Propylen und η 1 oder vorzugsweise 2 bedeuten.
Als spezifische Vertreter der Formel (6), die im Vordergrund des Interesses stehen, seien Dimethylhydrazin, N;N-Dimethylaminoäthylamin,
N,N-Diäthylaminopropylamin und insbesondere N,N-Dimethylaminopropylamin genannt.
In der Regel weisen solche Dialkyldiamine einen Gehalt an aktivem Wasserstoff von 30 bis 70 Wasserstoffäquivalente/kg.
In den erfindungsgemässen Zusammensetzungen sind die Komponenten
(a) und (b) vorzugsweise in solchen Mengen vorhanden, dass das Aequivalentenverhältnis des Epoxidgruppengehaltes von (a)
zum Gehalt an aktivem Aminwasserstoff von (b) 1:0,2 bis 1:1 , vorzugsweise 1:0,3 bis 1:0,6 beträgt.
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Bei der Behandlung des Papiers mit den erfindungsgemässen
Zusammensetzungen der Komponenten (a) und (b) können diese in die Papierpulpe zugegeben werden. Gegenüber dieser nass-
echteh Verfestigung in der Masse des Papiers wird jedoch die nassechte Verfestigung an der Oberfläche des Papiers
bevorzugt, bei welchem das Papier mit den erfindungsgemässen Zusammensetzungen imprägniert wird.
Die Imprägnierung des Papiers, das in Form von Bahnen vorliegen kann, erfolgt mit einer wässerigen Lösung der erfindungsgemässen
Zusammensetzung der Komponenten (a) und (b). Die Konzentration beträgt dabei je nach der gewünschten Nassfestigkeit
und der Art des Papiers 0,1 bis 20, vorzugsweise 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Papiergewicht (Trockenfaser)
insbesondere werden Lösungen verwendet, die einen Wirkstoffgehalt von 0,5 bis 2, vorzugsweise etwa 1 Gewichtsprozent
aufweisen.
Der pH-Wert der Imprägnierlösungen beträgt in der Regel 9 bis 12, insbesondere 10,2 bis 11,2.
Das imprägnierte Papier wird abgequetscht, vorteilhaft soweit, dass noch eine Menge von 0,1 bis 10, vorzugsweise 1 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Papiergewicht, der in Wasser löslichen Stoffe auf dem Papier verbleibt.
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-8a-
In der Papierindustrie wird im Grossmaßstab das Papier
anschliessend z.B. auf geheizten Zylindern getrocknet und
bei Raumtemperatur in einem sogenannten Reifeprozess während bis 20 Tagen gelagert, wobei das aufgebrachte Harz auf dem
Papier aushärtet. Diese Trocknung und deren Reifeprozess werden unter Laborbedingungen so nachgeahmt, dass man das
Papier zunächst bei Raumtemperatur trocknet und anschliessend einer Wärmebehandlung bei Temperatur Über 100° C unterwirft,
wobei das auf dem Papier aufgebrachte Harz wie im grosstechnischen Reifeprozess aushärtet.
In der Regel dauert die Trocknung bei Raumtemperatur 20 bis 40 Minuten. Die Wärmebehandlung wird vorzugsweise bei
110 bis 200° C, insbesondere 120 bis 140° C während 10 bis
100, insbesondere 20 bis 40 Minuten durchgeführt.
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Obwohl weniger bevorzugt ist es auch möglich, die Komponenten
(a) und (b) der erfindungsgemässen Zusammensetzung separat
auf das Papier zu applizieren, d.h. das Papier nur mit der Komponente (a) als verdünnte, wässrige, ca. l%ige Lösung zu
imprägnieren und zu trocknen, und dann mit: der Komponente (b) ebenfalls als verdünnte, wässrige Lösung zu imprägnieren,
trocknen, und anschliessend das Papier zu härten.
Den erfindungsgemässen Zusammensetzungen verleihen dem damit
behandelten Papier vorteilhafte, hohe Nass- und Trockenreissfestigkeit.
Zudem sind die in den erfindungsgemässen Zusammensetzungen erhaltenen
Komponenten (a) und (b) im konzentrierten Zustand lager- und transportfähig.
Die in den nachfolgenden Beispielen angegebenen Teile und Prozente sind Gewichtstaile und Gewichtsprozente.
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Beispiel 1
Papier aus reiner Cellulose mit einem Flächengewicht
von 200 g/m v/ird mit einer l°oigen wässerigen Lösung eines
Gemisches A aus
70 Teilen der Verbindung der Formel (1), 30 Teilen dar Verbindung der Formel (2) und
13,8 Teilen N,N-Dimethylaminopropylamin
in einer Wanne mit einer Abquetschrolle imprägniert, so dass
1 7o, bezogen auf das Papier, der wasserlöslichen Stoffe auf
dem Papier verbleibt. Der gemessene Epoxydgehait des im Gemisch A verwendeten Hydantolngemisches beträgt 7,27 Epoxydgruppenäquivalente/kg
und der Gehalt an aktivem Wasserstoff des im Gemisch A verwendeten Amins beträgt 51,09 Aequivalente
Wasserstoff/kg. Das Gemisch A weist somit ein Aequivalentverhältnis
des Epoxydgruppengehaltes vom Hydantoingemisch zum Gehalt an aktivem Aminwasserstoff von 1:0,37.
Die wässrige "Lösung, die 1 % Gemisch A enthält, weist einen pH Wert von 10,7 auf.
Die Ermittlung des Gehaltes der auf dem Papier verbliebenen wasserlöslichen Stoffe erfolgt aus praktischen Grllnden durch
Wägen des Papiers vor dem Imprägnieren und unmittelbar nach dem Abquetschen in nassem Zustand, da die Wägung des bereits
getrockneten Papiers durch die grosse Hydrophilität des Papiers praktisch verunmöglicht wird.
Das imprägnierte Papier wird während 30 Minuten bei Raumtemperatur
getrocknet und anschliessend während 30 Minuten einer Wärmebehandlung von 130° C unterworfen. Aus diesem
Papier werden Streifen von IAO mm χ 15 mm geschnitten und gewogen und auf einer Reissmaschine auf Zug beansprucht,
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bis der Streifen reisst. Die Reissfestigkeit wird trocken (Trockenreissfestigkeit) und nach einer Stunde Lagerung in
destilliertem Wasser (Nassreissfestigkeit) bestimmt. Die Ergebnisse
v/erden als Reisslänge in Metern ausgedrückt, deren Anzahl die Länge des Papierstreifens bezeichnet, unter dessen
eigenen Gewicht der Stteifen reissen würde.
Die relative Nassreissfestigkeit in % ist das Verhältnis der
Reisslänge des Papiers in nassem Zustand (~N) zu derjenigen
im trockenen Zustand (=T) multipliziert mit 100, d.h. :
F rel. - N.100
Der Mittelwert aus 10 Messungen ergibt
Trcckfenreisslänge T = 1926 in
Nassreisslänge N = 801 m
Relative Nassreissfestigkeit F rel. = 41,5
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Beispiel 2
Man verfährt wie im Beispiel 1 angegeben, imprägniert jedoch das Papier mit einer l%igen wässrigen Lösung eines
Gemisches B der folgenden Zusammensetzung :
75 Teile der Verbindung der Formel (1)J
25 Teile der Verbindung der Formel (2)y (Epcxydgehalt :
5 Teile der Verbindung der Formel (5)J 7>27 Aequivalente/kg
21,9 Teile N,N-Dimethylhydrazin (Gehalt an aktivem Wasserstoff:
30,05 Aequivalente/kg)
Das Gemisch B weist ein Aequivalentverhältnis Epoxyd:Wasserstoff von 1:1 und dessen l%ige, wässrige
Lösung einen pH-Wert von 11,1 auf.
Nach dem Trocknen des imprägnierten Papiers und seiner Wäreinbehandlung
bei 140° C während 90 Minuten werden folgende Reisslängen und Reissfestigkeit , wie im Beispiel 1 angegeben
gemessen:
Trockenreisslänge : 1792 m Nassreisslgnge : 800 m
Relative Nassreissfestigkeit: 44,6 %
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Man erhält ebenfalls gute Reisslängen und Reissfestigkeiten des
behandelten Papiers, wenn man wie im Beispiel 1 verfährt, das Papier jedoch mit den Gemischen C bis K der folgenden Zusammensetzungen
imprägniert:
Gemisch C
100 Teile der Verbindung der Formel (4) (Epoxydgchalt: 6,04
Aequivalente/kg)
11,5 Teile Ν,Ν-Dimethylaminopropylamin (Gehalt an aktivem Wasserstoff:
51,09 Aequivalenta/ kg).
Aequivalentverhältnis Epoxyd:Wasserstoff des Gemisches C :
1:0,38 pH-Wert dessen l%igen Lösung : 10,4
Gemisch D
100 Teile der Verbindung der Formel (1) (Epoxydgehalt: 7,85
Aequivalente/kg)
14,8 Teile Ν,Ν-Dimethylaminpropylamin (Gehalt an aktivem
Wasserstoff: 51,09 Aequivalente/kg)
Aequivalentverhältnis Epoxyd:Wasserstoff des Gemisches D :
1:0,37 pH Wert dessen l%igen Lösung: 10,9.
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- )Λ -21
Gemisch E
100 Teile der Verbindung der Formel (2) (Epoxydgehalt: 6,0
Aequival ent e/leg)
11,3 Teile Ν,Ν-Dimethylaminopropylamin (Gehalt an aktivem
Wasserstoff: 51,09 Aequivalente/kg)
Aequivalentverhältnis Epoxyd:Wasserstoff des Gemisches E : 0,37
pH Wert dessen 17cigen Lösung : 10,3.
Gemisch F
100 Teile der Verbindung der Formel (3) (Epoxydgehalt: 7,50
Aequivalente/kg)
15,1 Teile Ν,Ν-Dimethylamino-propylamin (Gshalt an aktivem
Wasserstoff: 51,09 Aequivalente/kg)
Aequivalentverhältnis Epoxyd:Wasserstoff des Gemisches F: 1:0,4
pH Wert dessen l%ige Lösung : 10,7.
Gemisch G
75 Teile der Verbindung der Formel (1) j 25 Teile der Verbindung der Formel (2)y (Epoxydgehalt :
5 Teile der Verbindung der Formel (5)J 7'27 Aequivalente/kg)
12,6 Teile N,N-Diäthylamino-propylamin (Gehalt an aktivem
Wasserstoff: 65,11 Aequivalente/kg)
Aequivalentverhältnis Epoxyd:Wasserstoff des Gemisches G : 1:0,26
pH-Wert dessen l/£,igen Lösung : 10,6
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Gemisch H
75 Teile der Verbindung der Formel (1) %J
25 Teile der Verbindung der Formel (2) } (Epoxydgehalt: 7,27
5 Teile der Verbindung der Formel (5)j Aequivalente/kg)
13,0 Teile N.N-Dimethylamino-äthylamin (Gehalt an aktivem
Wasserstoff: 44,07 Aequivalcnte/kg )
Aequivalentverhältnis Epoxyd: Wasserstoff des Gemisches H:
1:0,4.
pH-Wert dessen l%igen Lösung : 10,7
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Beispiel A
Papier aus reiner Cellulose mit einem Flächengewicht
2
von 200 g/m wird gemäss Beispiel 1 mit der lr4igen wässerigen Lösung des erfindungsgemässen Gemisches A imprägniert und in gleicher Weise weiterbehandelt und auf seine Reissfestigkeit geprüft.
von 200 g/m wird gemäss Beispiel 1 mit der lr4igen wässerigen Lösung des erfindungsgemässen Gemisches A imprägniert und in gleicher Weise weiterbehandelt und auf seine Reissfestigkeit geprüft.
Zum Vergleich werden Papierstreifen von derselben Qualität mit Gemischen imprägniert, die an Stelle der Hydantoinverbindungen
die aus der US-Patentschrift 2 913 356 bekannten und in der nachfolgenden Tabelle I angegebenen Harzkomponente
W, X, Y und Z enthalten.
Je 100 Teile dieser Harzkomponenten v/erden mit 10 Teilen eines nichtionischen Emulgators und Lösungsvermittlers (auf Basis
von Aethylenoxid und hydriertem Rizinusöl) unter Rühren auf 100° C erwärmt. Dann werden 100 Teile einer 5%igen Polyvinylalkohollösung
dazugemischt, das Ganze mit Wasser verdünnt und mit der entsprechenden Menge (siehe Tabelle I) des gleichen
Aminhärters wie im Beispiel 1 versehen. Die Emulsionen werden auf einen Festkörpergehalt von 0,9 I verdlinnt, so dass nach
dem Imprägnieren, Abquetschen und Trocknen ein Festkörpergehalt von 1 + 0,02 % auf dem Papier bleibt. Die Härtung erfolgt
während 30 Minuten bei 130° C, wie im Beispiel 1 angegeben.
Die Ergebnisse der Reisslängen und Reissfestigkeit als Mittelwerte aus 10 Messungen die wie im Beispiel 1 gemessen
werden, sind aus der Tabelle II ersichtlich.
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| Gemisch bezeich nung |
Karzkomponenten | Viskosität cP bei 25° C |
Epoxid- gruppenge- halt (Aequivalen- xe/kg) |
Menge Harz kompon ente (Teile) |
Menge Ν,Ν-Dlmethyl- &Tiinopropyl- nnin *) (Teile) |
Aequivalent- verhältnis Epoxyd: Viasserstoff |
pH-Wert der 0,9wlgsn Emul sion |
|
| ··« C (£ |
A | Hydanto inverbindung der Formel (l) Hydantoinverbindung der Forms1 (2) |
1240 1203 |
7,27 | 70 30 |
13,8 | 1:0,37 | 10,7 |
| (JU OO —< C |
W | Flüssiger Bisphenol A-diglycidylather |
10000 | 4,9 - 5,7 | 100 | 14,1 | 1:0,48 - 14 0,56 |
10,9 |
| ce U cc |
V Λ |
Glycerinai- und tri- glycidylather |
90 - 150 | 6,3 - 7,0 | 100 | 13,5 | 1:0,38 - 1:0,^2 |
J 10,6 |
| Y | 1,2,6-Hexantriol-di- und triglycidyla'ther |
115 | 6,7 - 6,8 | 100 | I 11,8 |
1:0,315 | 10,7 | |
| Z ι |
Pentaerythrit-tetra- glycidylather |
380 | 7,2 I I |
100 | 10 | 1:0,27 I |
10,9 |
*) Gehalt an aktivem Wasserstoff : 51,09 Aequivalente/kg
OO
- Jrff-
| Gemisch-Be- •zuicbnung |
Nassreiss- län«;e n> |
Trockenreiss- länge m |
Relative Nassreiss festigkeit £ |
| A | 787 | 1672 | 41,6 |
| W | 48i | 1252 | 55,6 |
| X | 387 | 1245 | 31,1 |
| Y | 3?8 | 1250 | 11,8 |
| Z | 94 | 1095 | 8,6 |
Die Reisslängen und Reissfestigkeit von Papier, das mit der
erfindungsgemässen Zusammensetzung A behandelt worden ist,
sind denjenigen von Papier, das mit den Mischungen W bis Z aus bekannten Harzkomponenten und einem Aminhärter
imprägniert worden ist, eindeutig Überlegen.
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Claims (34)
1. Zusammensetzung zur Behandlung von Papier, dadurch
gekennzeichnet, dass diese (a) mindestens ein wasserlösliches, zwei oder mehr Glycidylgruppen aufweisendes Hydantoin
und (b) als Härter ein wasserlösliches Amin mit mindestens zwei aktiven Aminwasserstoffatomen enthält.
2. Zusammensetzung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass diese als Komponente (a) eine ein- oder zweikernige Hydantoinverbindung enthält.
3. Zusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass diese als Komponente (a) eine Hydantoinverbindung enthält, welche in 5-Stellung des
Hydantoinringes bzw. der Hydantoinringe durch eine Phosphonoalkylengruppe substituiert ist, die gegebenenfalls mit
Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen veräthert ist und deren
Alkylenrest 2 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist.
4. Zusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass diese als Komponente (a) eine Hydantoinverbindung enthält, welche in 5-Stellung durch
Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert ist.
5. Zusammensetzung gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Komponente (a) eine Hydantoinverbindung
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ORIGINAL INSPECTED
Tj
- 20 -
enthält, v/elche in 5-Stellung durch Methyl und/oder Aethyl
substituiert ist.
6. Zusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass diese als Komponente (a) eine Hydantoinverbindung enthält, deren Glycidylgruppen
direkt an die Stickstoffatome des Hydantoinringes bzw. der Hydantoinringe verknUpft sind.
7. Zusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass diese als Komponente (a) eine Hydantoinverbindung enthält, deren Glycidylgruppen Über
eine geradkettige oder verzweigte Alkylen- oder Oxyalkylenkette
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, an die Stickstoffatome des
Hydantoinringes verknüpft sind.
8. Zusammensetzung gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Komponente (a) eine Hydantoinverbindung enthält,
deren Glycidylgruppen Über eine Oxy-isopropylenkette an die
Stickstoffatome des Hydantoinringes verknUpft sind.
9. Zusammensetzung gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Komponente (a) eine zwei-kernige Hydantoinverbindung
enthält, die insgesamt drei Glycidylgruppen aufweist.
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10. Zusammensetzung gemäss Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Komponente (a) 1,3-Diglycidyl-5,5-dimethyl-hydantoin
enthält.
11. Zusammensetzung gemäss Ansprüchen 5 und 8, dadurch
gekennzeichnet, dass diese als Komponente (a) l-Glycidyl-3-oxypropylglycidyl-5,5-dimethyl-hydantoin
enthält.
12. Zusammensetzung gemäss Ansprüchen 5 und 6, dadurch
gekennzeichnet, dass diese als Komponente (a) 1,3-Diglycidyl-5-methyl-5-äthyl-hydantoin
enthält.
13. Zusammensetzung gemäss Ansprüchen 5, 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Komponente (a) eine Mischung
von 1,3-Diglycidy1-5,5-dimethyl-hydantoin und l-Glycidyl-3-oxypropylglycidyl-5,5-dimethyl-hydantoin
enthält.
14. Zusammensetzung gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Komponente (a) eine Mischung von
1,3-Diglycidyl-5,5-dimethyl-hydantoin und l-Glycidyl-3-oxypropylglycidyl-5,5-dimethyl-hydantoin
im Gewichtsverhältnis von 7:3 enthält.
15. Zusammensetzung gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Komponente (a) I,3-Bis-(l-glycidyl-5,5-dimethyl-hydantoinyl-3)-2-glycidyloxypropan
enthält.
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OA -
16. Zusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass diese zusätzlich eine Monoglycidy !verbindung enthält.
17. Zusammensetzung geuiäss Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
dass diese als Monoglycidylverbindung ein 1- oder 3-Glycidyl-hydantoin
enthält, welches in 5-Stellung durch Methylgruppen oder durch eine Methyl- und eine Aethylgruppe
substituiert ist.
18. Zusammensetzung gemäss Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
dass diese als Monoglycidylverbindung ein 1-Glycidylhydantoin
enthält, welches in 3-Stellung mit Alkyl oder Hydroxyalkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert ist.
19. Zusammensetzung gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Monoglycidylverbindung l-Glycidyl-3-(2-hydroxypropyl)-5,5-dimethyl-hydantoin
enthält.
20. Zusammensetzung gemäss Anspruch 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, dass diese als Komponente (b) ein Polyamin enthält.
21. Zusammensetzung gemäss Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Komponente (b) ein aliphatisches Di-, Trioder
Tetramin enthält.
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-.23 -
22. Zusammensetzung gemäss Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
dass diese als Komponente (b) ein Diamin der Formel
enthält, worin R, und R2 je Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoff
atomen, R0 Alkylen m
η 1 oder 2 bedeuten.
η 1 oder 2 bedeuten.
atomen, R0 Alkylen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und
23. Zusammensetzung gemäss Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Komponente (b) Dimethylhydrazin,
Ν,Ν-Dimethylaminoäthylamin, Ν,Ν-Diäthylaminopropylamin
oder Ν,Ν-Dimethylaminopropylarain enthält.
24. Zusammensetzung gemäss Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
dass diese als Komponente (b) Ν,Ν-Dimethylaminopropylamin
enthält.
25. Zusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, dass diese die Komponenten (a) und (b) in einem Mengenverhältnis von 1:0,2 bis 1:1, bezogen auf die
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Aequivalentgewichte von (a) inbezug auf den Gehalt an
Epoxidgruppen und von (b) inbezug auf den Gehalt an aktivem Wasserstoff enthält.
26. Zusammensetzung gernäss einem der Ansprüche 1 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, dass diese nach ihrer Verdiinnung mit Wasser zu einer 0,5 bis 2 %igen Lösung einen pH-Wert
von 9 bis 12 aufweist.
27. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Papier, dadurch gekennzeichnet, dass man das Papier mit einer
wässrigen Lösung einer Zusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 26 imprägniert, abquetscht, das imprägnierte
Papier trocknet und anschliessend einer Wärmebehandlung bei erhöhter Temperatur unterwirft.
28. Verfahren gemäss Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass man die Imprägnierung mit einer 0,1 bis 20 gewichtsprozentigen,
wässerigen Lösung der Zusammensetzung durchführt
und das imprägnierte Papier soweit abquetscht, dass 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Papier, der wasserlöslichen
Sotffe auf dem Papier verbleibt.
29. Verfahren gemäss Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass man die Imprägnierung mit einer 0,5 bis 2 gewichtsprozentigen
Lösung der Zusammensetzung durchfuhrt und
das Papier soweit abquetscht, dass 1 % der wasserlöslichen
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Stoffe auf dein Papier verbleiben.
30. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch
gekennzeichnet, dass man das Papier bei Raumtemperatur während 20 bis 40 Minuten trocknet.
31. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass man das Papier einer Wärmebehandlung
bei 110 bis 200° C während 10 bis 100 Minuten unterwirft.
32. Verfahren gemäss Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass man die Wärmebehandlung bei 120 bis 140° C während
20 bis 40 Minuten durchfuhrt.
33. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 27 bis 32,
dadurch gekennzeichnet, dass man das Papier zuerst mit der Komponente (a), dann mit der Komponente (b) der Zusammensetzung
imprägniert und trocknet, und anschliessend das Papier der Wärmebehandlung unterwirft.
34. Das nach dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche
27 bis 33 behandelte Papier.
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