-
-
Kationische Leimunqsmittel Die vorliegende Erfindung betrifft Leimungsmittel
insbesondere für Papier, in Form waßriger Zubereitungen von speziellen Quaternierungsprodukten
basischer Fettsäureamide, die sich von Fettsäuren mit Schmelzpunkten von über 30"C
und Amingemischen ableiten.
-
Als konventionelles Masseleimungsmittel für Papier werden die sogenannten
Harzleime auf Abietinsäurebasis verwendet, Da diese Leimungsmittel jedoch nicht
allen Ansprüchen genügen, z.B. indem sie Alaun als Zusatzmittel erfordern, hat man
inzwischen synthetische nicht auf den Zusatz von Alaun angewiesene Masseleimungsmittelgrundstoffe
entwickelt, wie z.B. Fettsäureanhydride bzw, Ketene, Isocyanate oder Chlorcarbonylderivate
von Fettsäuren, Allen diesen neueren Leimungsmitteln ist gemeinsam, daß sie schwierig
emulgierbar sind, daß vielfach spezielle z.B.
-
kationische Zusatzstoffe mitverwendet werden müssen, um eine zufriedenstellende
Leimung zu erzielen, und daß diese Leimungsmittel in wäßriger Emulsion nur beschränkt
und oftmals unzureichend bei Raumtemperatur lagerfahig sind, da die Keten-, Anhydrid-
oder Isocyanatgruppen hydrolysierbar, d.h. wasserempfindlich sind. Auch Stearinsäure
oder
Umsetzungsprodukte von Fettsäuren und aliphatischen Aminen mit Maleinanhydrid sind
als Masseleimungsmittel in Betracht zu ziehen, erreichen aber gute Wirksamkeit nur
bei hohen Einsatzmengen bzw. erfordern Alaunzusätze.
-
Gemäß DE-OS 1 771 243 können auch Umsetzungsprodukte aus polymeren
Fettsäuren und Polyaminen, wenn sie mit einer genau definierten Menge Epichlorhydrin
umgesetzt werden, als Masseleimungsmittel verwendet werden.
-
Der Masseleimungseffekt ist jedoch bei diesen Substanzen nur schwach
ausgebildet, während sie sich gut für die Oberflächenleimung eignen.
-
Es wurde auch gemäß DE-OS 28 56 858 gefunden, daß sich vorwiegend
di-basische Amide aus technischen Gemischen oligomerer Alkylenamine mit mehr als
2 N-Atomen und bei Raumtemperatur festen C10-C26-Fettsäuren, insbesondere C12-C18-Fettsäuren,
wie Laurin-, Myristin-, Palmitin- und Stearinsäure, wobei letztere bevorzugt ist,
in Form ihrer in Gegenwart von Wasser hergestellten Quaternierungsprodukte mit (bezogen
auf Aminogruppen im Amid) 0,5 bis 1 Äquivalent Epichlorhydrin hervorragend als Leimungsmittel
vor allem als Masseleimungsmittel eignen, insbesondere, wenn ihren wäßrigen Zubereitungen
0,01 bis 5 Gew.-% eines Elektrolyten (bezogen auf Feststoff) zugesetzt worden ist.
-
Diese Leimungsmittel werden als wäßrige Lösungen, Suspensionen oder
Emulsionen, gegebenenfalls im Gemisch mit anderen Leimungsmitteln, eingesetzt,
Gegenstand
eines vorgängigen älteren Vorschlags (DE-OS 28 19 039) sind außerdem Leimungsmittel
für Papier in Form einer Zubereitung von Salzen undloder Quaternierungsprodukten
von basischen Fettsäureamiden, die sich von Fettsäuren mit Schmelzpunkten von über
30"C ableiten, Gegenstand eines weiteren Vorschlags (DE-OS 28 38 270) sind Papierleimungsmittel,
bestehend aus einer waßrigen Zubereitung quaternierter basischer Fettsäureamide,
dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens di-basische Amide von Fettsäuren mit
Schmelzpunkten über 30"C und Aminen der allgemeinen Formel H2N-R-(NH-R ) -NH2 verwendet,
wobei R und R gleich oder verschieden sind und einen Alkylenrest mit 2 oder 3 C-Atomen
bedeuten, und n einen Wert von 1 bis 6 hat, die Amide mit 0,5 bis 1 Äquivalent Epichlorhydrin
(bezogen auf Aminogruppen im basischen Amid) in Gegenwart von Wasser quaterniert
und dann gegebenenfalls mit weiterem Wasser auf eine gewünschte Feststoffkonzentration
verdünnt.
-
Das Verfahren gemäß der DE-OS 28 56 858 stellt demgegenüber eine Verbesserung
dar, weil die Quaternierung von vorwiegend di-basischen Umsetzungsprodukten von
kristallinen Fettsäuren mit technischen Polyamingemischen, in
denen
lineare Polyamine der allgemeinen Formel H2N-(R'NH) n -RNH2 worin n,R und R die
vorstehend angegebenen Bedeutungen haben begleitet werden von größeren Anteilen
an verzweigten, tertiären oder cyclischen Aminen gleichen Siedebereichs, in Gegenwart
von Wasser mit ungefähr stöchiometrischen Mengen von Epichlorhydrin überraschenderweise
zu Produkten führt, deren Wirksamkeit nicht vermindert ist, d.h, man erreicht gute
Leimungswirkung bei erheblich verminderten Aufwandmengen an linearem Amin.
-
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man zu entscheidend
verbesserten Leimungsmitteln gelangt, wenn man als einzusetzende Polyamine nicht
etwa eine technische Fraktion von Triethylentetramin, die noch dessen Isomere und
im gleichen Siedebereich liegende Begleitstoffe enthält, verwendet, sondern indem
man als Ausgangsamin zur Umsetzung mit den Fettsäuren ein Amingemisch, das A) weniger
als 10 Gew,- Triamine, B) etwa 50 bis etwa 60 Gew,-X Tetramine, C) etwa 25 bis etwa
35 Gew,- Pentamine, D) etwa 10 bis etwa 20 Gew.-% Hxamine und E) etwa 1 bis etwa
15 Gew,- andere Bestandteile enthält, verwendet, wobei die Summe der Komponenten
A) + B) + C) + D) + E) 100 Gew.-% beträgt.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft somit Leimungsmittel, insbesondere
für Papier, bestehend aus einer wäßrigen Zubereitung quaternierter basischer Fettsäureamide,
dadurch gekennzeichnet, daß man basische Fettsäureamide aus Fettsäuren mit Schmelzpunkten
über 30"C (unter Normalbedingungen) und Amingemischen, die A) weniger als 10 Gew.-%
Triamine, B) etwa 50 bis etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise etwa 52 bis etwa 55 Gew,-X
Tetramine, C) etwa 25 bis 35 Gew,-X, vorzugsweise etwa 29 bis etwa 32 Gew.-% Pentamine,
D) etwa 10 bis etwa 20 Gew4-%, vorzugsweise etwa 12 bis etwa 15 Gew.-% Hexamine
und E) etwa 1 bis etwa 15 Gew,-X, vorzugsweise etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% andere
Bestandteile enthalten, wobei die Summe der Komponenten A) + B) + C) + D) + E) 100
Gew,-X beträgt, mit einem Quaternierungsmittel im wäßrigen Medium quaterniert, und
man gegebenenfalls mit weiterem Wasser auf Feststoffkonzentrationen von 5 bis 40
Gew,-X verdünnt.
-
Geeignet als Fettsäurebasis sind natürliche oder synthetische Fettsäuren
mit Schmelzpunkten über 30"C oder Gemische dieser Fettsäuren, Diese haben bevorzugt
16 bis 32 C-Atome, besonders bevorzugt 16 bis 26 C-Atome, Bevorzugte Verwendung
finden Stearinsäure oder Behensäure bzw, Stearinsäure und/oder Behensäure enthaltende
Fettsäuregemische. Weiterhin kommen als Fettsäuren insbesondere in Betracht: Talk-,
Kokos-, Palmitin-, Abietin-,
Arachin-, Lignocerin- und Cerotinsäure;
hydrierte Fisch-, Tall- und Pflanzenölsäuren sowie sonstige z.B. durch Oxosynthese
o,ä. Verfahren zugängliche Fettsäuren.
-
Die in den Amingemischen vorkommenden Amine können linear, verzweigt
oder cyclisch sein. Vorzugsweise sollte der Gehalt an linearen Aminen im Gesamtgemisch
>20 Gew,-X, besonders bevorzugt >40 Gew.-% betragen.
-
Bevorzugt wurden solche Amingemische eingesetzt, die als sogenannter
Tetraminsumpf bei der technischen Synthese der Dialkylentriamine, insbesondere von
Dipropylentriamin und ganz besonders Diethylentriamin, z.B. aus Dihalogenalkanen
und Ammoniak nach Abdestillieren der Triaminfraktion anfallen. Der Einsatz des Tetraminsumpfes
hat den Vorteil, daß bei seiner Verwendung keine aufwendigen weiteren Destillations-
und sonstigen Reinigungsschritte erforderlich sind, obgleich z.B. eine Grobreinigung
mittels Aktivkohle, Kieselerde, Austauschern, o.ä.
-
Reinigungshilfen durchaus in Betracht zu ziehen ist.
-
Beispielsweise kann aus Gründen der Eigenfarbe auch in Betracht gezogen
werden, eine unfraktionierte Destillation des Tetraminsumpfes vorzunehmen, um ihn
von gegebenenfalls vorhandenen höhermolekularen, zumeist tief gefärbten Harzbestandteilen
abzutrennen, Diese Operation ist jedoch im Prinzip nicht erforderlich.
-
Während das technische Triethylentetramin als Tetraminfraktion neben
wenig definierten geringen Mengen an Begleitstoffen im wesentlichen aus 4-Tetraminisomeren,
näm-
lich einem linearen (Hauptanteil) einem verzweigten und zwei
Piperazinringe enthaltenden Isomeren besteht, sind im sogenannten Tetraminsumpf
neben diesen Begleitstoffen und Isomeren in Mengen über 1 bis 3 % noch die Pentamine
(etwa 30 %) mit ca. 5 Isomeren und die Hexamine (etwa 14 x.) mit ca. 9 Isomerentypen
die linear, verzweigt, cyclisch sind enthalten, außerdem natürlich auch noch höhere
Amintypen und sonstige Begleitstoffe. Die Tetramine, Pentamine und Hexamine machen
etwa 90 bis 97 % des Tetraminsumpfes aus.
-
Als in dem technischen Tetraminsumpf vorkommende Komponenten kommen
z.B. in Betracht: Aminoethylpiperazin, Trisaminoethylamin, N,N' -Bisaminoethylpiperazin,
aminoethylierte N-Aminoethylpiperazine in Form verschiedener Isomerer sowie eine
Reihe nicht identifizierter sonstiger Verunreinigungen. Weiterhin z.B.
-
Hexaethylenheptamin und deren verzweigte und cyclische Isomere sowie
oligomere und polymere Aminharze unbekannter Struktur, Für die Überführung in Quaternierungsprodukte
verwendet man neben anderen Quaternierungsmitteln wie Estern und Amiden der Halogenessigsäure
z.B. Chloracetamid, Propansulton, Dimethylsulfat, Benzylchlorid, Alkylchlorid, Ethylenoxid,
Methylchlorid und andere a-Halogenalkane Bevorzugt wird mit Epichlorhydrin quaterniert.
Die Quaternierungsmittel, insbesondere Epichlorhydrin, werden vorzugsweise in Mengen
von 0,5 bis 5 Äquivalent, bevorzugt 1 bis 3,5 Äquivalent, bezogen auf im basischen
Amid enthaltene Aminogruppen, eingesetzt.
-
Bezogen auf die eingesetzte Menge an Amingemisch werden die Fettsäuren
zur Darstellung der Amidvorstufe für die erfindungsgemäßen Leimungsmittel in solchen
Mengen eingesetzt, daß das resultierende basische Amid pro Molekül vorzugsweise
durchschnittlich noch mindestens zwei basische Aminogruppen enthält. Das ist z,B.
dann der Fall, wenn 150 Gew.-Teile technischem Tetraminsumpfes mit etwa 1,5 Mol
Stearinsäure oder Behensäure zur Reaktion gebracht werden, und die Acetylierung
der basischen Amide nach der OH-Zahl - Methode OH-Zahlen von 150 bis 210 ergibt,
während die Säurezahlen unter 10 liegen sollten.
-
Die Herstellung der basischen Amide kann nach verschiedenen, dem Fachmann
geläufigen Methoden erfolgen, beispielsweise sehr einfach dadurch, daß man berechnete
Mengen Fettsäure und Amin, gegebenenfalls unter Stickstoff, auf l8O§C bis 220es
erhitzt und man das bei der Amidbildung entstehende Wasser abdestilliert. Die Säurezahlen
des Amidierungsproduktes sollen unter 10, vorzugsweise unter 5 liegen.
-
Anschließend kann die Schmelze der entstandenen basischen Amide nach
Abkühlung auf einen geeigneten Temperaturbereich, z.B, in der Nähe der etwa zwischen
60 und 1300C liegenden Schmelzpunkte der Amide in Wasser dispergiert und unter gutem
Rühren mit dem Quaternierungsmittel umgesetzt werden. Sie wird dann nach 0,5 bis
10 h Reaktionszeit, vorzugsweise noch warm, gegebenenfalls mit weiterem Wasser unter
weiterem Rühren bei 60 bis 1300C über 0,1 bis 10 h, in eine 5 bis 40 gew.-%ige,
vorzugsweise
10 bis 25 gew,-Xige, Suspension bzw. Emulsion überführt. Das geschieht im allgemeinen
durch einfaches Rühren, gegebenenfalls auch unter Einsatz mechanischer Emulg i ervorr
i chtungen.
-
Es kann auch in Betracht gezogen werden, die Amidschmelze, vor dem
Dispergieren in Wasser, mit untergeordneten Mengen des vorgesehenen Quaternierungsmittels
(vorzugsweise unter 20 Xt insbesondere 0 bis 10 %) umzusetzen, um den Dispersionsschritt
zu erleichtern.
-
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die bei der Quaternierungsreaktion
anwesende Wassermenge geringer ist als die späterhin in der wäßrigen Leimungsmittelzubereitung
enthaltene Wassermenge, da man dann die Einstellung der gewünschten Leimungsmittelkonzentration
optimal mit der erfindungsgemäß in Betracht zu ziehenden Elektrolytzugabe kombinieren
kann.
-
Es hat sich vielfach als ausreichend und verfahrenstechnisch sinnvoll
erwiesen; zunächst nur ca. 100 bis 900 Gew,-X, bezogen auf eingesetzte Menge des
basischen Amids und Quaternierungsmittel, an Wasser während der Quaternierung zuzusetzen.
-
Im Bereich der Feststoffgehalte über 10 Gew,-X haben die beschriebenen
wäßrigen Leimungsmittelzubereitungen bisweilen eine breiige Konsistenz, die zu Handhabungsschwierigkeiten
führen kann. Erfindungsgemäß können dann den Zubereitungen 0,05 bis 5, vorzugsweise
0,1 bis 1 Gew.-%, (bezzogen auf Feststoff), an Elektrolyten zugesetzt
werden,
wodurch eine Verflüssigung bewirkt wird, Das geschieht am zweckmäßigsten in der
letzten Verdünnungsstufe der Leimungsmittelzubereitung, indem man die gewünschte
Elektrolytmenge z.B. NaCl im für die abschließende Verdünnung vorgesehenen Wasser
auf löst und so einbringt. Obgleich es auch möglich ist, den Elektrolyten von vornherein
bzw. bereits bei der ersten oder zweiten Wasserzugabe zuzusetzen, hat es sich am
wirkungsvollsten erwiesen, den Elektrolyten möglichst am Schluß des Verdünnungsprozesses
einzuarbeiten. Hierdurch erhält man Zubereitungen, die bei Feststoffgehalten über
10 Gew,-X dünnflüssigen Charakter haben und nicht nachdicken.
-
Als Elektrolyte kommen neben organischen Salzen wie Ammonium- oder
Alkaliformiaten, -acetaten, -benzoaten, -phosphonaten oder -sulfonaten vorzugsweise
anorganische Salze wie Ammonchlorid, Kaliumchlorid, Calciumchlorid, Zinkchlorid,
Aluminiumchlorid oder insbesondere Natriumchlorid in Betracht. Obgleich auch lösliche
Chloride, Nitrate, Sulfate, Phosphate, Carbonate anderer Elemente und auch Säuren
oder Basen selbst prinzipiell geeignet sind.
-
Die erhaltenen gebrauchsfertigen wäßrigen Zubereitungen der Leimungsmittel
haben Feststoffkonzentrationen von 5 bis 40, vorzugsweise von 10 bis 25 Gew,-, Diese
Zubereitungen werden bei ihrer Anwendung auf die dann erforderlichen Konzentrationen
weiter verdünnt, z.B. auf Konzentrationen unter 5 Gew.-%, wie sie bei der Papierleimung
üblich sind,
Die erfindungsgemäßen Leimungsmittel haben den Vorteil,
bei sehr guter Wirksamkeit in Form ihrer wäßrigen Zubereitungen quasi unbegrenzt
lagerstabil zu sein, sowie auch keine Zusätze von Alaun oder einem kationischen
oder anionischen Hilfsmittel zu erfordern, obgleich ein Zusatz solcher Hilfsmittel,
z4B. auf Basis kationischer Stärke, quaternierten Polyaminen, quaternierten Polyamidaminen,
quaternierten basischen Formaldehydharzen, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose,
Ligninsulfonsäuren, Stärken und Polysacchariden verschiedenster Genese, Xanthan,
Pullulan, Chitosan, Polymerisaten oder Copolymerisaten von (Meth)Acrylsäure, Malein-,
Fumar-, Itaconsäure oder sonstigen Polymeren und Copolymeren mit gegebenenfalls
in Salzform vorliegenden Carboxyl- oder Sulfonsäuregruppen, Kollagen, Gelatine,
Alginaten und Karagenaten, oder auch substantiven oder reaktiven Farbstoffen durchaus
in Betracht zu ziehen und möglich ist.
-
Die erfindungsgemäßen Leimungsmittel leimen vorteilhafter-und überraschenderweise
bei tieferen Temperaturen (90°C) bereits so gut wie die Leimungsmittel gemäß der
DE-OS 28 56 858 bei 120¢C, Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Leimungsmittel
wird durch Weißtöner nicht verschlechtert. Die wäßrigen Zubereitungen lassen sich
zudem ohne Emulgiermittel herstellen.
-
Es ist nicht nur überraschend, daß gemäß der vorliegenden Erfindungen
ein derartig unspezifisches Gemisch verschiedenster linearer, verzweigter und cyclischer
Amine ver-
schiedenster Basizität und verschiedensten Molgewichts
mit ausgezeichnetem Ergebnis für die Leimungswirkung anstelle einer durch einen
speziellen Siedebereich definierten Aminfraktion eingesetzt werden kann, es ist
in besonderem Maße überraschend, daß festgestellt werden konnte, daß mit derartigen
breitverteilten Polyamingemischen Leimungsmittel von gegenüber der reinen Tetraminfraktion
verbessertem Wirkungsniveau sowohl in Bezug auf die erforderlichen Trockentemperaturen,
als auch Leimungseffekte erhalten werden, was wiederum sowohl für sich als auch
in Verbindung mit der in Wegfall kommenden Notwendigkeit der Fraktionierung der
Polyalkylenpolyamine ein wesentlicher technischer Fortschritt ist.
-
Die Leimungsmittel sind allein oder in Kombination mit anderen Leimungsmitteln
besonders gut geeignet zur Masseleimung von Papier, können selbstverständlich aber
auch zur Oberflächenleimung und zu anderen Papiermodifizierungen eingesetzt werden.
Sie können nicht nur bei holz-, kreide- oder kaolinhaltigen Papieren verwendet werden,
sondern auch bei solchen, die keinen oder einen andersartigen Füllstoff enthalten,
wie Talkum oder Gips. Sie kommen auch zur Leimung von Schrenz bzw. Recycling-Papieren
in Frage, Ebenso sind sie zur Leimung von cellulosischen und anderen Materialien
wie Pappe, Textilmaterial, Leder, Karton oder Holzspanplatten bzw.
-
Dämmplatten oder Gips bzw. Gipskartonplatten geeignet.
-
Somit bezieht sich die Erfindung auch auf mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Leimungsmittel behandelte Flächengebilde oder Formteile,
Im folgenden
soll die Erfindung beispielhaft erläutert werden; die angegebenen Teile und Prozente
beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts anderes vermerkt ist.
-
BeisPiel 1 (Vergleichsbeispiel) Es wird ein der DE-OS 28 38 270 entsprechendes
Leimungsmittel hergestellt (Leimungsmittel A).
-
Herstellunn des di-basischen Amids A 170 Teile Stearinsäure werden
aufgeschmolzen und mit 43,8 Teilen Triethylentetramin verrührt (Molverhältnis ca.
-
2:1). Dann wird unter N2 die Temperatur auf 1900C erhöht und alles
Flüchtige abdestilliert. Nach 6 h ist eine Säurezahl von 1,9 erreicht, Der Schmelzbereich
des Amids liegt bei 87 bis 107"C, Leimuncismittel A 201,6 Teile basisches Amid werden
bei 1200C mit 3,7 Teilen Epichlorhydrin 30 Min. verrührt. Dann setzt man 70 Teile
Wasser und anschließend 32,3 Teile Epichlorhydrin hinzu und rührt bei 100 bis 1200C
1 h. Anschließend setzt man 1182 Teile auf ca. 95"C vorerhitztes Wasser hinzu und
rührt die gebildete Emulsion ca. 1 h unter schwachem Rückfluß4 Man kühlt auf ca.
400C ab und versetzt die breiige Emulsion mit einer Lösung von 1,2 Teilen NaCl in
92 Teilen Wasser, wobei eine dünnflüssige ca. 15 %ige Leimungsmittelzubereitung
entsteht.
-
Das folgende Vergleichsbeispiel B und C wird nunmehr mit der technischen
reinen Tetraminfraktion durchgeführt:
Amin: techn. Triethylentetraminfraktion
linearer verzweigter Piperazin- sonstige Anteil Anteil Anteil Anteile (Gew.- Gew.-%)
(Gew.-%) B 70,4 14,4 9,0 Rest Beispiel 2 Aus diesen Aminen B und C wird gemäß Beispiel
1 mit gleicher Rezeptur das basische Amid hergestellt, wobei im Falle B an Stelle
von einer Stearinsäure, hydrierte Sojaölfettsäure eingesetzt wird, und im Falle
C hydrierte Fischfettsäure.
-
Die Weiterverarbeitung der Amide, deren Säurezahlen sämtlich unter
5 liegen, geschieht in folgender Weise: 201,6 Teile Amid werden bei 12Q5C geschmolzen,
dann unter AbkUhlung auf 8O0C mit 1252 Teilen heißem Wasser verrührt.
-
Die gebildete Suspension wird bei 800C mit 36 Teilen Epichlorhydrin
versetzt und dann 2 h bei 80°C gerührt, wobei sich eine feinteilige Suspension bildet.
-
Dann wird die Temperatur auf ca. 40°C gesenkt und das breiige Material
unter gutem Rühren mit einer Lösung von 1,15 Teilen NaCl in 92 Teilen Wasser versetzt.
Es bildet sich eine dünnflüssige feinteilige Suspension, die einen
Feststoffgehalt
von ca. 15 % hat und als Leimungsmittel B bzw. C verwendbar ist.
-
Beispiel 3 Das erfindungsgemäße Leimungsmittel D wird aus technischen
Tetraminsumpf der ungefähren Zusammensetzung, weniger als 1 Gew,- Triamine, 52 Gew.-%
Tetramine, 30 Gew.-% Pentamine, 13 Gew,-X Hexamine und 4 Gew.-% andere Bestandteile,
hergestellt. Als Fettsäure wird hydriertes Fischöl verwendet mit einem Gehalt von
ca. 80 % Behensäure, Säurezahl 167, Erstarrungspunkt ca. 67°C.
-
194 Gew.-Teile hydrierte Fischölfettsäure mit hohem C22-Anteil, werden
mit 55,7 Gew.-Teilen technischem Tetraminsumpf (Triethylentetramin und höher siedende,
roh) unter N2 6,5 h bei 175"C Heiztemperatur unter Abdestillieren des Wassers zum
Amid umgesetzt. Man erhält ca.
-
236 Gew.-Teile hellgelbes Amid: Fp.: 63 bis 72"C, SZ: 2,6; 0HZ (Amin):
176. In dem Kessel werden zu der auf ca. 1200C abgekühlten Amidschmelze 3 Gew.-Teile
Epichlorhydrin unter gutem Rühren zugesetzt und 30 Minuten nachgerührt. Dann werden
innerhalb ca. 3 Minuten 1577 Gew.-Teile ca. 15"C warmes Wasser zugegeben und die
Heiztemperatur wird auf 80'C gesenkt. Nach 30 Minuten ist 80"C erreicht und eine
Amiddispersion entstanden.
-
Dieser werden 57 Gew.-Teile Epichlorhydrin zugesetzt, dann rührt man
2 h bei 80"C und kühlt unter Rühren ab. Wenn 500C erreicht sind, werden der viskosen
Dispersion
1,15 Gew.-Teile NaCl, gelöst in 100 Gew.-Teile Wasser
zugesetzt und unter Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt.
-
Man erhält eine 15 %ige nahezu farblose dünnflüssige Dispersion, die
direkt als Leimungsmittel D verwendet wird.
-
Ersetzt man in diesem Beispielsversuch die hydrierte Fischöllfettsäure
durch Stearinsäure erhält man das Leimungsmittel E.
-
Als Beurteilungskriterium für die Leimungsmittel wird die sogenannte
Tinten-Schwimmprobe benutzt: Man legt einen mit dem zu testenden Mittel ausgerüsteten
Papierstreifen auf die Oberfläche einer mit Normtinte gemäß DIN 53 126 gefüllten
Schale und prüft die Zeit, die vergeht, bis die Tinte auf die dem Betrachter zugekehrte
Seite des aufgelegten Papiers durchschlägt. Dieser Test liefert bei standardisierter
Durchführung eine sehr gute Beurteilungsmöglichkeit für verschiedene Leimungsmittel.
-
Die erfindungsgemäßen Leimungsmittel sind gegenüber den Reaktivleimungsmitteln
des Standes der Technik nahezu unbegrenzt in wäßriger Zubereitung lagerstabil und
somit technisch vorteilhaft. Der Vergleich mit Harzleim (Handelsware) (Leimungsmittel
1) zeigt als weiteren technischen Vorteil der erfindungsgemäßen Leimungsmittel deren
gute Wirksamkeit. Ein wesentlicher Vorteil ergibt sich daraus, daß die Leimungsmittel
auf alaunfreien und kreidehaltigen Papieren, auf denen Harzleim nur wenig wirksam
ist, ihre gute Wirksamkeit entfalten. Die erfindungsgemäßen Leimungsmittel werden
daher beispielhaft auf alaunfreiem, kreidehaltigem Papier geprüft:
In
200 ml Leitungswasser werden 5 g einer Mischung aus 50 g Fichten-Sulfitzellstoff,
und 25 g Kreide aufgeschlamm, Dann werden X % des Leimungsmittels (Feststoff bezogen
auf Zellstoff plus Füllstoff) hinzugerührt.
-
Dann wird ohne Zusatz eines Fixiermittels mit Wasser auf ca. 1 Liter
aufgefüllt und auf einem Blattbildner das Papierblatt hergestellt. Dieses wird abgesaugt,
abgepreßt und auf einem Trockenzylinder bei 90 und 1100C 5 min. getrocknet. Aus
dem Blatt werden für die Tintenschwimmprobe Streifen (2 cm x 6 cm) geschnitten und
ausgeprüft, Es wurden folgende tabellarisch aufgeführten Tintenschwimmzeiten gefunden.
Als Vergleich diente ein alaunhaltiges, mit handelsüblichem Harzleim geleimtes Prüfpapier.
-
Tabelle BeisPiel Nr. 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Vergleich xx xx xx xx xx
xx Leimungsmittel 1 1 1 A B C D E D Einsatzmenge (X) 1 0,5 0,3 0,4 Zeit (Min.) 20
9 2 15 17 16 20 18 16 Trockentemp. <0C) 110 110 110 110 110 110 110 100 90 Die
Ergebnisse der Tintenschwimmprobe zeigen deutlich die überlegene Leimungswirkung
der erfindungsgemäßen mit Tetraminsumpf hergestellten Leimungsmittel auf kreidehaltigem
Papier, insbesondere die gute Leimung bei verminderter Trockentemperatur.
-
Beispiel 13 Die Prüfung erfolgt wie in Beispiel 10, das Papier enthält
jedoch Kaolin anstelle von Kreide, Man mißt eine Titenschwimmzeit von 22 Minuten4
Beispiel 14 Die Prüfung erfolgt wie in Beispiel 12. Das Papier enthält jedoch Talkum
anstelle von Kreide. Man mißt eine Tintenschwimmzeit von 16 Minuten.
-
Beispiel 15 Die Prüfung erfolgt wie in Beispiel 10. Das Papier enthält
jedoch Holzschliff anstelle von Buchen-Sulfatzellstoff.
-
Man mißt eine Tintenschwimmzeit von 16 Minuten.
-
Beispiel 16 426 Teile Stearinsäure (ca. 1,5 Mol) werden mit 146 Teilen
technischem Tetraminsumpf unter Rühren und Abdestillieren des Reaktionswassers unter
N2 6 h bei 1800C umgesetzt. Man erhält ca. 540 Teile Amid, Schmelzpunkt 67 bis 80°C,
Säurezahl: 3,0 (NH) OHZ: 190.
-
236 Teile des basischen Amids werden auf 1200C gebracht, dann setzt
man 1250 Teile 800C warmes Wasser hinzu und rührt 30 Minuten bei 80°C. Nach Zusatz
von 90 Teilen Epichlorhydrin wird 2 h bei 80"C quaterniert und dann nach Abkühlung
auf 350C mit einer Lösung von 1,15 Teilen NaCl
in 100 Teilen Wasser
versetzt, Die entstandene dünnflüssige Emulsion ist anschließend als Leimungsmittel
einsetzbar, Eine ohne NaCl sonst jedoch gleichartig hergestellte Emulsion verdickt
bei Raumtemperatur nach 40 h.
-
Die Leimungsprüfung wird analog Beispiel 11 durchgeführt und ergibt
eine Tintenschwimmzeit von 18 Minuten.