DE3103338C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von schnell löslichem Kleister, genannt Instant-Kleister, aus Celluloseethern und gegebenenfalls weiteren Hilfs- und Zusatzstoffen.

Die Herstellung von Kleistern auf Basis von Cellulose­ ethern, die der Zubereitung wäßriger Klebelösungen dienen, ist seit mehr als 30 Jahren bekannt.

Für diesen Zweck wird heute zum Kleben von Tapeten überwiegend Methylhydroxyethylcellulose oder reine Methylcellulose eingesetzt. Aufgrund der anwendungs­ technischen Eigenschaften ist ein besonderer Viskosi­ tätsbereich bevorzugt, der bei etwa 7000 bis 12 000 mPa · s in 2%iger wäßriger Lösung, gemessen mit einem Brookfield-Viskosimeter bei 20°C, liegt. Beim Auflösen darf ein als Kleister anwendbarer Cellulose­ ether keine Klumpen bilden und muß nach kurzer Zeit frei sein von ungelösten Partikeln. Durch verschiedene Zusätze, beispielsweise während der Aufarbeitung der Celluloseether bei ihrer Herstellung oder spezielle Zerkleinerungsmethoden und anschließendes Sieben können Produkte erhalten werden, die dieses Problem teilweise lösen. Eine weitere Verbesserung hinsichtlich des Auflösens von Instant-Kleistern wird aber weiterhin angestrebt. Beim derzeitigen Stand der Technik der Herstellung von Instant-Kleistern ist es erforderlich, den Kleisteransatz etwa 2 bis 3 mal jeweils für 15 Sekunden lang aufzurühren, damit eine klare Lösung erhalten wird. Bis zur endgültigen Gebrauchsfertigkeit vergehen dann noch etwa ¹/₂ bis 1 Stunde.

Darüber hinaus war es aus der deutschen Auslegeschrift 10 78 273 bekannt, körnige Oxalkylcellulosen aus in fasriger Form anfallen­ den Oxalkylierungsprodukten der Cellulose herzustellen, wobei die anfallenden Körner jedoch eine besonders dichte Beschaffenheit erhalten und außerdem zwingend an der Oberfläche absorbiertes Netzmittel aufweisen müssen. Ferner war aus der deutschen Auslegeschrift 25 56 821 ein Verfahren zur Herstellung von feinkörnigen Hydroxyalkylcellulosen bekannt, die vorzugsweise als Bindemittel in der Bauindustrie verwendet werden sollen. Zur Meidung der Klumpenbildung beim Versuch des Auflösens müssen diese Produkte mit Glyoxal vernetzt sein. Dies ist bei Verwendung in der Bauindustrie aufgrund der eingesetzten, alkalisch reagierenden Füllstoffe bzw. Bindemittel nicht störend, wohl aber in zahlreichen anderen Verwendungsgebieten.

Gegenüber diesem Stand der Technik bestand eine spezielle Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, auch solche besonders feinkörnigen, fast staubförmigen, wasserlöslichen Celluloseether auf einfache Weise in leicht lösliche Produkte zu überführen, wo­ bei auf eine Mitverwendung von Netzmitteln bzw. Glyoxal verzich­ tet werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen Kleister auf Basis von Celluloseethern herzustellen, bei dem sowohl die notwendige Zeit des Aufrührens beim Auflösen in Wasser als auch die Zeit bis zur Erzielung der Gebrauchsfertigkeit der Kleister­ lösung deutlich reduziert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man pulverförmige, gegebenenfalls teilvernetzte Celluloseether mit einer Korngrößenverteilung von mindestens 90% <200 µm in einer Granuliereinrichtung unter Wasserzusatz in ein schnell lösliches Granulat mit Korngrößen von 100 bis 600 µ überführt. Bevorzugt soll bei der Korngrößenverteilung der Anteil von mindestens 90% <µm liegen, wobei der Bereich der Korngrößen von 200 bis 400 µm eine technisch günstige Ausführungsform ist.

Als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren dient ein wasserlöslicher Celluloseether, der pulver- bzw. staubförmig ist. In den meisten Fällen wird man von solchen Feinpulvern aus­ gehen, die eine Korngröße von 90% unter 100 µm haben.

Für das Verfahren geeignete Celluloseether sind in erster Linie Methylcellulose und ethoxylierte bzw. propoxylierte Methylcellu­ lose.

Auch andere kaltwasserlösliche Celluloseether wie Hydroxyethylcellulose sind geeignete Ausgangsmaterialien. Gemeinsam ist allen für das Verfahren geeigneten Celluloseethern, daß sie auch in untergeordneter Menge neben den Alkyl- und Hydroxyalkylgruppen noch Carboxy­ alkylgruppen enthalten können, sofern die gute Löslich­ keit in Wasser gegeben ist. Die wasserlöslichen Cellu­ loseether können bereits vor der erfindungsgemäßen Granulierung mit einem Dialdehyd wie Glyoxal behandelt sein.

Als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren kann der unmittelbar nach der Reaktions- und Aufbe­ reitungsstufe zur Verfügung stehende Celluloseether dienen. Er kann ohne weitere Trocknung mit einer Restfeuchte von 30 bis 80%, vorzugsweise von 35 bis 50% sowie nach der Trocknung mit einer Restfeuchte von 0,5 bis 25%, vorzugsweise mit einer Restfeuchte von 7 bis 12%, in die Granulationsstufe eingesetzt werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt hier die Behandlung mit Dialdehyd, vorzugsweise Glyoxal. Dadurch wird eine gut steuerbare, äußerst gleichmäßige Vernetzung bewirkt. Auch können - wie üblich - während des Granulierens weitere Hilfsstoffe zugesetzt werden, die zum einen das Granulieren selbst günstig beein­ flussen, zum anderen die Kleistereigenschaften ver­ bessern. So ist es möglich, Netzmittel, insbesondere synthetische anionische oder nichtionische (zum Bei­ spiel Ethylenoxidaddukte an Fettalkohole oder Nonyl­ phenol) zuzufügen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere auf Alkyl-, Alkylhydroxyalkyl- beziehungs­ weise Carboxyalkylcellulose angewandt werden, wobei auch Kunststoffdispersionspulver zugesetzt werden können.

Zum Granulieren selbst können prinzipiell alle bekannten und üblichen Granuliereinrichtungen verwendet werden. Man kann zum Beispiel in Mischern oder im Wirbelbett arbeiten, wobei sowohl eine kontinuierliche als auch diskontinuierliche Arbeitsweise möglich ist.

Zur Aufarbeitung wird die optimale, das heißt gewünschte Kornfraktion ausgesiebt, das Oberkorn desagglomeriert und wieder dem Sieb zugeführt, während das Unterkorn zur weiteren Granulierung rezirkuliert werden sollte. Wenn bereits vor der Granulierung die Vernetzung erfolgt, sollte auf eine Rückführung verzichtet werden, um extrem gute Löseeigenschaften zu erreichen.

Das granulierte Pulver ist auf Grund der speziellen Makrostruktur in der Lage, beim Kontakt mit Wasser zu zerfallen und sich sofort zu lösen. Es ist also in der erhaltenen Form unmittelbar gebrauchsfähig und stellt einen hochwertigen Instant- Kleister dar. Dieser nach der vorliegenden Erfindung hergestellte Instant-Kleister besitzt eine etwa dreifach höhere Lösegeschwindigkeit als solche nach dem Stand der Technik und braucht außerdem nur einmal 5 bis 10 Sekunden lang aufgerührt zu werden.

Zur Konfektionierung ist es weiterhin möglich, diesen speziell granulierten Celluloseether durch einen Preß­ vorgang in eine Tabletten-, Brikett-, Nadel-, Strang- oder Pelletform zu überführen, ohne daß die guten anwendungstechnischen Eigenschaften verlorengehen. Selbstverständlich muß der Preßdruck sorgfältig ausge­ wählt werden, um einerseits mechanisch stabile Körper zu erhalten und andererseits die Porenstruktur des Feingranulats nicht zu zerstören. Dies scheint nur mit den Celluloseethern möglich zu sein, die nach dem er­ findungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden. Der Instant-Kleister ist in allen Fällen in 5 bis 15 Minuten nach dem Anrühren gebrauchsfertig. Diese Zeit kann über die Ausgangsteilchengröße und über den Umfang der in die Vernetzung in an sich bekannter Weise eingesetzten Dialdehyds gesteuert werden.

Die erfindungsgemäßen Produkte können mit besonderem Vorteil zur Herstellung von Tapetenkleistern eingesetzt werden. Hier machen sich die geschilderten Vorteile der besonders schnellen Löslichkeit und das einfache klumpenfreie Anrühren besonders günstig bemerkbar.

Beispiele Beispiel 1

In einem kontinuierlichen Mischer wurden 500 kg Methyl­ hydroxyethylcellulose mit 40% Feuchte pro Stunde unter Zusatz von 92,5 kg Wasser, 1,8 kg 40%iger Glyoxal­ lösung, 0,1 kg 85%iger Phosphorsäure, 5,4 kg einer 20%igen wäßrigen Lösung von ethoxyliertem technischem Fettalkohol granuliert. Etwa 50% des er­ haltenen Granulats wiesen den Korngrößenbereich von 100 bis 400 µm auf. Das Produkt war nach Trocknung auf 10% Restfeuchte gebrauchsfertig. 50% der Endvis­ kosität wurden in einem Löseversuch nach knapp 4 Minuten erreicht. Die Endviskosität betrug, gemessen mit dem Brookfield-Viskosimeter bei 20°C in 2%iger Lösung, 10 800 mPa · s. Die Bestimmung der Substitutionsgrade ergab für -OCH₃ : 1,45 und für - OC₂H₅OH : 0,04.

Beispiel 2

Das im Beispiel 1 beschriebene Granulat wurde in einer Presse tablettiert. Der Durchmesser der Tabletten betrug 25 mm. Nach Einwerfen der Tabletten in Wasser konnte ein augenblicklich einsetzender Zerfall der Tablette be­ obachtet werden. Der Ansatz brauchte nur einmal fünf Sekunden lang aufgeschlagen zu werden, um eine homogene Lösung zu erreichen. Der Kleister war nach 8 Minuten gebrauchsfertig.

Beispiel 3

300 kg/h Methylhydroxyethylcellulose mit einem Wasser­ gehalt von 2% und einer Teilchengrößenverteilung von 97% <125 µm wurden wie im Beispiel 1, das heißt unter Zusatz der gleichen Mengen an Glyoxallösung, Phosphorsäure und 5,4 kg einer 20%igen wäßrigen Lösung von ethoxyliertem technischem Fettalkohol, aber unter Zugabe von 166 kg Wasser, granuliert. Nach Trocknung auf 8% Restfeuchte und Aussiebung der Kornfraktion von 200 bis 400 µm konnte im Löseversuch ein gebrauchsfertiger Kleister bereits nach 6 Minuten Lösezeit erhalten werden. Die Endviskosität und die Substitutionsgrade entsprechen den im Beispiel 1 ge­ nannten Werten, da der gleiche Celluloseether einge­ setzt wurde. Die Klebequalität des Kleisters unterscheidet sich nicht von der, wie sie durch Kleister, die nach dem Stand der Technik hergestellt werden, erreicht werden kann.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von schnell löslichem Kleister auf Basis von Celluloseethern, dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmige, gegebenenfalls teilvernetzte Celluloseether mit einer Teilchengrößenverteilung von mindestens 90% <200 µm in einer Granuliereinrichtung unter Wasserzusatz in ein schnell lösliches Granulat mit Korngrößen von 100 bis 600 µm über­ führt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erhaltene Granulat Korngrößen von 200 bis 400 µm aufweist.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Granuliereinrichtung eine Behandlung mit einem Dialdehyd, vorzugsweise mit Glyoxal, vorgenommen wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Granulieren in einer Wirbelschicht erfolgt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Granulate in einer Preßvorrichtung in Tabletten, Briketts, Nadeln, Stränge oder Pellets überführt werden.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß als Celluloseether Alkyl-, Alkylhydroxyalkyl- be­ ziehungsweise Carboxyalkylcellulosen oder Mischungen daraus gegebenenfalls unter Zusatz von Kunststoffdispersionspulver eingesetzt werden.

7. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 hergestellten Produkte als Tapetenkleister.