DE3742679A1 - Verfahren zum leimen von papier mit gegenbenenfalls anionischen, hydrophoben leimungsmitteln und gegebenenfalls kationischen retentionsmitteln - Google Patents
Verfahren zum leimen von papier mit gegenbenenfalls anionischen, hydrophoben leimungsmitteln und gegebenenfalls kationischen retentionsmittelnInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Leimen von
Papier, d. h. zur Herstellung von Papier aus Faserstoffsuspensionen
(Massenleimung) oder zur Herstellung von Papier mit geleimter
Oberfläche (Oberflächenleimung), bei welchem ein gegebenenfalls
hydrophobes, anionisches Leimungsmittel und ein gegebenenfalls
kationisches Retentionsmittel eingesetzt wird.
Es wurde nun gefunden, daß gegebenenfalls anionische, hydrophobe
Leimungsmittel in Kombination mit kationischen oder nicht-ionogenen
Retentionsmitteln sowohl bei der Oberflächen- als auch bei der
Massenleimung erfolgreich eingesetzt werden können,
sofern das Leimungsmittel eine gegebenenfalls substituierte Amino-
oder Mercaptogruppe aufweist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zum
Leimen von Papier oder Karton, d. h. ein Verfahren zur Herstellung
von in der Masse geleimtem Papier oder Karton oder von Papier mit
geleimter Oberfläche, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
mindestens
(A) ein hydrophobes, gegebenenfalls anionisches Leimungsmittel der Formel
(A) ein hydrophobes, gegebenenfalls anionisches Leimungsmittel der Formel
worin
A₁Ethylen, Propylen oder Isopropylen,
X₁und X₂ je -O-, -NH- oder
Y₁-S-Z₁, -S-R₄, -S-OC-R₄, -S-OC-NH-R₄, -O-OC-R₄, -NH₂ oder
-NH-CO-R₄,
Z₁ein Alkalimetall oder Wasserstoff,
R₁,R₂ und R₃ je Alkyl oder Alkenyl mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen,
wobei mindestens einer der Alkyl- oder Alkenylreste mindestens
16 Kohlenstoffatome aufweist,
R₄unsubstituiertes C₁-C₂₂-Alkyl, C₁-C₂₂-Alkenyl, Aryl oder
Aralkyl oder mit einer oder mehreren freien oder in Salzform
vorliegenden Carboxyl- oder Sulfogruppe(n) substituiertes
C₁-C₂₂-Alkyl, C₁-C₂₂-Alkenyl, Aryl- oder Aralkyl und
n1 oder 2
bedeuten, und
(B) ein gegebenenfalls kationisches Retentionsmittel einsetzt.
(B) ein gegebenenfalls kationisches Retentionsmittel einsetzt.
Weitere Erfindungsgegenstände bilden
- - die wäßrigen Zusammensetzungen zur Durchführung des Papierlei mungsverfahrens, die, sofern das Leimungsmittel (A) und das Retentionsmittel (B) bei der Massenleimung zur Faserstoffsuspension gleichzeitig gegeben werden, oder als Leimflotte zur Oberflächenleimung des Papiers eingesetzt werden, sowohl das Leimungsmittel (A) aus auch das Retentionsmittel (B) neben fakultativen, üblichen Zusätzen enthalten,
- - nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geleimtes Papier oder geleimter Karton und
- - die Verwendung des Leimungsmittels (A) der angegebenen Art zum Leimen von Papier oder Karton.
Teilweise stellen die angegebenen Leimungsmittel (A) neue Verbindungen
dar, welche zusammen mit dem Verfahren zu deren Herstellung
ebenfalls weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung bilden.
Als wichtigstes Unterscheidungsmerkmal gegenüber bekannten Leimungsmitteln
weisen die erfindungsgemäß eingesetzten Leimungsmittel der
Formel (1) die gegebenenfalls substituierte Amino- oder Mercaptogruppe
Y₁ auf.
Falls n in Formel (1) für 2 steht, stellen die eingesetzten Lei
mungsmittel je nach Bedeutung von X₁ und X₂ Diester oder primäre
oder sekundäre Disäureamide dar, wobei Esteramide oder primär-sekundäre
Diamide auch möglich sind, sofern X₁ und X₂ voneinander
verschieden sind.
Das Brückenglied -OC-Q₁-CO- in Formel (1), sofern n für 2 steht,
leitet sich im allgemeinen von den entsprechenden, ungesättigten
Dicarbonsäuren, d. h. von der Glutacon-, Mesacon-, Citracon- und
insbesondere von der Maleinsäure ab. Hierbei sind cis-Isomere,
insbesondere Maleinsäure, gegenüber trans-Isomeren, z. B. Fumarsäure,
bevorzugt.
Falls n in Formel (1) für 1 steht, stellen die eingesetzten Lei
mungsmittel Monoester oder primäre oder sekundäre Monoamide dar. In
diesem Fall steht Y₁ bevorzugt für die angegebene, gegebenenfalls
substituierte Mercaptogruppe.
Als weiteres, wesentliches Merkmal weisen die Leimungsmittel der
Formel (1) als Reste R₁, R₂ und/oder R₃ mindestens einen hydrophoben,
verzweigten oder vorzugsweise geradkettigen Alkyl- oder
Alkenylrest mit mindestens 16, vorzugsweise 16 bis 22, insbesondere
16 bis 20 Kohlenstoffatomen auf. Solche Alkenyl- oder vor allem
Alkylreste leiten sich in der Regel von ungesättigten oder vor allem
gesättigten, höheren Fettsäuren ab.
Als höhere Fettsäuren, aus welchen sich die genannten hydrophoben
Alkyl- oder Alkenylreste ableiten, seien ungesättigte oder vor
allem gesättigte C₁₆-C₂₂-, vorzugsweise C₁₆-C₂₀-Fettsäuren erwähnt.
Bei diesen handelt es sich z. B. um Clupanodonsäure, vor allem um
Behensäure, vorzugsweise um Öl-, Elaidin-, Eurka-, Elaeostearin-,
Linol- und Linolensäure und insbesondere um Palmitin-, Stearin- und
Arachinsäure. Hierbei kommt der Palmitin-, Stearin-, Öl- und
Behensäure eine besondere Bedeutung zu, wobei Palmitin- und vor
allem Stearinsäure im Vordergrund des Interesses stehen. Auch gut
zugängliche, technische Gemische dieser Fettsäuren kommen in
Betracht. Synthetische Fettsäuren, die z. B. durch Oxosynthese
herstellbar sind, werden von der angegebenen Definition auch
umfaßt.
Höchstens zwei der Reste R₁, R₂ oder R₃ in Formel (1) können auch
Alkyl- oder Alkenylreste mit weniger als 16 Kohlenstoffatomen, z. B.
1 bis 14, vor allem 5 bis 14 Kohlenstoffatome bedeuten, wobei
Alkylreste gegenüber Alkenylresten bevorzugt sind. Als Beispiele
möglicher Niederalkenyl- oder Niederalkylreste kommen vorzugsweise
Allyl oder Vinyl, insbesondere n-Butyl, n-Propyl, Ethyl und Methyl
in Betracht, die vor allem als Definition von R₃ in Frage kommen.
Verzweigte Alkenyl- oder Alkylreste wie z. B. Isopropenyl, Isohexyl,
Neopentyl oder Isobutyl kommen ferner auch in Betracht. Bevorzugte
Alkenyl- oder vor allem Alkylreste mit 5 bis 14 Kohlenstoffatomen
leiten sich in der Regel von niederen Fettsäuren ab wie z. B. Decen-,
Dodecen- und Tetradecensäure, vor allem Capryl- und Caprinsäure, und
insbesondere Laurin- und Myistinsäure.
R₄ als möglicher Substituent der Amino- oder Mercaptogruppe Y₁
stellt einen Alkenyl- oder vorzugsweise Alkylrest der für R₁, R₂ und
R₃ vorstehend angegebenen Art dar. Darüber hinaus kann R₄ auch für
einen Arylrest, vorzugsweise einen Phenylrest oder einen Aralkylrest,
vorzugsweise einen Benzylrest stehen. Ferner können diese
Alkenyl-, Alkyl-, Aryl- oder Aralkylreste durch freie oder in
Salzform vorliegende Carboxyl oder Sulfogruppen substituiert sein.
Falls solche Carboxyl- oder Sulfogruppen in Salzform vorliegen,
handelt es sich vor allem um die Ammonium- oder Alkalimetallsalze,
vorzugsweise um die Kalium- und insbesondere um die Natriumsalze.
Freie Carboxyl- oder Sulfogruppen -COOH oder -SO₃H sind gegenüber
den Salzen jedoch bevorzugt.
In Regel sind die Alkenyl-, Alkyl-, Aryl- oder Aralkylreste mit
einer einzigen Carboxyl- oder Sulfogruppe, vorzugsweise einständig
bei den Alkenyl- oder Alkylresten und in p-Stellung bei den Aryl-
oder Aralkylresten, gegebenenfalls substituiert. Mit -SO₃H oder
-COOH substituierte Leimungsmittel, und solche die eine unsubstituierte
Mercaptogruppe -SH aufweisen, sind anionisch, während alle
anderen Leimungsmittel der Formel (1) nicht-ionogen sind.
Bevorzugt haben in Formel (1) X₁ und X₂ die gleichen Bedeutungen.
Zudem sind primäre Amine oder Diamine gegenüber den sekundären
Aminen oder Diaminen bevorzugt. Vorzugsweise haben R₁ und R₂ die
gleichen Bedeutungen und stellen C₁₆-C₂₂-Alkenyl oder -Alkylreste
dar. Ferner bedeutet Y₁ -NH₂ oder -NH-CO-R₄ vorzugsweise nur
insofern n in Formel (1) für 2 steht.
Bevorzugte Leimungsmittel entsprechen somit der Formel
worin
X₄-O- oder -NH-,
Y₂-SH, -S-Na, -S-R₆, -S-OC-R₆, -S-OC-NH-R₆ oder -O-OC-R₆,
Y₃die für Y₂ angegebenen Bedeutungen, -NH₂ oder -NH-CO-R₆,
R₅geradkettiges Alkyl oder Alkenyl mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen
und
R₆gegebenenfalls durch -COOH oder -SO₃H endständig substituiertes
Alkyl oder Alkenyl mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen oder gegebenenfalls
durch -COOH oder -SO₃H in p-Stellung substituiertes
Benzyl oder Phenyl und
n1 oder 2 bedeuten.
Im allgemeinen sind Alkylreste gegenüber Alkenylresten als
Definition der Reste R₁ bis R₄ in Formel (1) bevorzugt.
Demgemäß entsprechen Leimungsmittel von besonderem Interesse der
Formel
worin
Y₄-SH, -S-Na, -S-R₈, -S-OC-R₈ oder -S-OC-NH-R₈,
Y₅die für Y₄ angegebenen Bedeutungen oder -NH₂,
R₇C₁₀-C₂₂-Alkyl und
R₈unsubstituiertes oder durch -COOH endständig substituiertes
C₁₁-C₂₂-Alkyl, Phenyl oder p-Benzoyl bedeuten
und X₄die angegebenen Bedeutungen hat.
und X₄die angegebenen Bedeutungen hat.
Eine unsubstituierte Mercaptogruppe als Definition von Y₁ und Y₂ in
Formel (1) steht im Vordergrund des Interesses. Zudem sind die
Verbindungen der Formel (1), worin n für 2 steht, gegenüber den
Verbindungen der Formel (1), worin n für 1 steht, bevorzugt.
Somit stehen Leimungsmittel der Formel
worin n, X₄ und R₇ die angegebenen Bedeutungen haben,
und insbesondere der Formel
worin R₇ die angegebenen Bedeutungen hat, im Vordergrund des
Interesses.
Vor ihrem Einsatz als Komponente (A) im erfindungsgemäßen Papier
leimungsverfahren brauchen die Leimungsmittel nach erfolgter
Herstellung im allgemeinen nicht durch z. B. Umkristallisieren
gereinigt zu werden, sondern werden in der Regel direkt, d. h. als
Rohprodukte verwendet.
Wie bereits angegeben, stellen die im erfindungsgemäßen Papierlei
mungsverfahren als Komponente (A) eingesetzten Leimungsmittel zum
Teil an sich bekannte und zum Teil an sich neue Verbindungen dar,
die nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden.
So offenbart z. B. die europäische Patentanmeldung 01 11 896 Verbindungen
der Formel (5), die jedoch als Stabilisatoren für Polyvinylchlorid-
Formmassen Verwendung finden. Hingegen sind die als Lei
mungsmittel verwendbaren Verbindungen an sich neu, sofern sie der
Formel
entsprechen,
worin X₅ -NH- oder
worin X₅ -NH- oder
und Q₁, Y₁, R₁, R₂, R₃ und n die in Formel (1) angegebenen Bedeutungen
haben.
Die neuen Verbindungen der Formel (6) werden nach an sich
bekannten Methoden hergestellt, wobei das Herstellungsverfahren der
neuen Verbindungen dadurch gekennzeichnet ist, daß man
a) ein ungesättigtes Diamid der Formel
a) ein ungesättigtes Diamid der Formel
R₁-X₅-OC-A₂-CO-X₅-R₂ (7)
mit Schwefelwasserstoff oder dessen Alkalimetall- oder Ammoniumsalzen
zum Produkt der Formel
umsetzt und das erhaltene Umsetzungsprodukt der Formel (8) gegebenenfalls
mit einem Alkalimetallhydroxid, mit einem Halogenalkan der
Formel
Hal-R₄ (9)
mit einer Halogencarbonsäure der Formel
Hal-CO-R₄ (10)
oder mit einem Isocyanat der Formel
O=C=N-R₄ (11)
weiter umsetzt,
b) das ungesättigte Diamid der Formel (7) mit einer Mercaptoverbindung der Formel
b) das ungesättigte Diamid der Formel (7) mit einer Mercaptoverbindung der Formel
HS-R₄ (12)
umsetzt,
c) ein Diamid der Formel
c) ein Diamid der Formel
mit der Halogencarbonsäure der Formel (10)
umsetzt,
d) ein primäres oder sekundäres Amin der Formel
d) ein primäres oder sekundäres Amin der Formel
R₁-X₅-H (14)
und ein primäres oder sekundäres Amin der Formel
R₂-X₅-H (15)
mit einer Aminosäure der Formel
zum Produkt der Formel
umsetzt und das Umsetzungsprodukt gegebenenfalls mit der Halogencar
bonsäure der Formel (10)
weiter umsetzt,
e) das primäre oder sekundäre Amin der Formel (14) mit der Mercaptoessigsäure zum Produkt der Formel
e) das primäre oder sekundäre Amin der Formel (14) mit der Mercaptoessigsäure zum Produkt der Formel
R₁-X₅-OC-CH₂-SH (18)
umsetzt und das erhaltene Umsetzungsprodukt der Formel (18) gegebenenfalls
mit einem Alkalimetallhydroxid, mit dem Halogenalkan der
Formel (9)
mit der Halogencarbonsäure der Formel (10)
oder mit dem Isocyanat der Formel (11)
weiter umsetzt,
f) das primäre oder sekundäre Amin der Formel (14) mit Glycolsäure zum Produkt der Formel
f) das primäre oder sekundäre Amin der Formel (14) mit Glycolsäure zum Produkt der Formel
R₁-X₅-OC-CH₂-OH (19)
umsetzt und das erhaltene Umsetzungsprodukt der Formel (19) mit der
Halogencarbonsäure der Formel (10)
weiter umsetzt
oder
g) das primäre Amin der Formel
g) das primäre Amin der Formel
R₁-NH₂ (20)
mit Glykokol zum Produkt der Formel
R₁-X₅-OC-CH₂-NH₂ (21)
umsetzt und das erhaltene Umsetzungsprodukt der Formel (21)
gegebenenfalls mit einer Halogencarbonsäure der Formel (10)
weiter umsetzt,
worin A₂ für C₂-C₃-Alkenylen und Hal für Halogen stehen und A₁, X₅, R₁, R₂, R₃ und R₄ die in Formel (1) angegebenen Bedeutungen haben.
worin A₂ für C₂-C₃-Alkenylen und Hal für Halogen stehen und A₁, X₅, R₁, R₂, R₃ und R₄ die in Formel (1) angegebenen Bedeutungen haben.
Das ungesättigte, primäre oder sekundäre Diamid der Formel (7) als
Ausgangskomponente leitet sich von den ungesättigten Dicarbonsäuren
ab, welche bei der Definition des Brückengliedes -OC-Q₁-CO- in
Formel (1) vorstehend angegeben sind.
Beim Umsetzen der ungesättigten Diamide der Formel (7) mit Schwe
felwasserstoff oder dessen Alkalimetall- oder Ammoniumsalzen, wie
z. B. Natriumhydrogensulfit, erhält man Verbindungen der Formel (8).
Vorzugsweise wird diese Umsetzung in Gegenwart eines wasserunlöslichen,
gegenüber den Ausgangs- und Endprodukten inerten Lösungsmittels,
wie z. B. Toluol oder Xylol, und eines sogenannten Phasen
transferkatalysators, wie z. B. Tetrabutylammoniumbromid, bei
erhöhten Temperaturen von z. B. 50 bis 80°C durchgeführt. Weitere,
mögliche Phasentransferkatalysatoren sind im Lehrbuch "Phase
Transfer Catalysis" von E. V. und S. S. Dehmlow, 2. Aufl., Verlag
Chemie, Weinheim, 1983, Seiten 54 bis 58, beschrieben.
Anschließend können Verbindungen der Formel (8) mit einem
Alkalimetallhydroxid, z. B. einer wäßrigen Natriumhydroxidlösung,
vorzugsweise bei Raumtemperatur (20 bis 25°C) in Gegenwart eines
inerten Lösungsmittels, wie z. B. Tetrahydrofuran, in die
Verbindungen der Formel (6), worin n für 2, Q₁ für -A₁-Y₁, Y₁ für
-S-Z₁ und Z₁ für ein Alkalimetall, z. B. für Natrium stehen,
übergeführt werden.
Beim Umsetzen der Verbindungen der Formel (8) mit den Halogenalkan
der Formel (9), der Halogencarbonsäure der Formel (10) oder dem
Isocyanat der Formel (11) gelangt man zu Verbindungen der
Formel (6), worin n für 2, Q₁ für -A₁-Y₁ und Y₁ für -S-R₄, -S-OC-R₄
oder -S-OC-NH-R₄ stehen. Als Beispiele von Halogenalkanen der
Formel (9) seien 1-Brombrutan, 1-Bromdodecan, 1-Bromhexadecan,
Octylbromid und Methyljodid, als Beispiele von Halogencarbonsäuren
der Formel (10) Buttersäurechlorid, Crotonsäurechlorid, 3,3-Di
methylbuttersäurechlorid, Isobuttersäurechlorid, Isovaleriansäurechlorid,
Acetylchlorid, Laurinsäurechlorid, Myristinsäurechlorid,
Stearinsäurechlorid, Benzoylchlorid und Tetephthalsäuremonochlorid
und als Beispiele von Isocyanaten der Formel (11) Butylisocyanat,
Ethylisocyanat, Stearylisocyanat und Phenylisocyanat erwähnt.
Vorzugsweise werden die Umsetzungen mit den Halogenalkanen, Halogen
carbonsäuren oder Isocyanaten der Formel (9), (10) oder (11) in
Gegenwart geeigneter, inerter Lösungsmittel, wie z. B. Chloroform,
Tetrahydrofuran oder Toluol und geeigneter Basen, wie z. B. Pyridin,
Triethylamin, Natriumhydroxid, Natriumhydrid oder Natrium oder
geeigneter Katalysatoren, wie z. B. das Azabicyclo-[2,2,2]-octen im
allgemeinen bei der Rückflußtemperatur der verwendeten Lösungsmittel
durchgeführt.
Vorteilhafterweise kann man aber auch die Verbindungen der Formel
(6), worin n für 2, Q₁ für -A₁-Y₁ und Y₁ für -S-R₄ stehen, durch
direkte Umsetzung der ungesättigten Diamide der Formel (7) mit
Mercaptoverbindungen der Formel (12) erhalten, wobei die Umsetzung
vorzugsweise in Gegenwart eines wasserunlöslichen Lösungsmittels und
eines Phasentransferkatalysators bei z. B. 50 bis 80°C durchgeführt
wird. Als Beispiele der Mercaptoverbindungen der Formel (12) seien
Mercaptomethan, Mercaptobutan, Mercaptododecan, Mercaptohexadecan
und Mercaptooctadecan, erwähnt.
Verbindungen der Formel (6), worin n für 2, Q₁ für -A₁-Y₁ und Y₁ für
-O-CO-R₄ stehen, werden hergestellt, indem man das Diamid der
Formel (13) mit der Halogencarbonsäure der Formel (10) vorzugsweise
bei den vorstehend angegebenen Bedingungen umsetzt. Als Beispiel von
Diamiden der Formel (13) sei das Apfelsäuredioctadecylamid erwähnt.
Die Verbindungen der Formel (17) werden durch Umsetzung der Amine
der Formel (14) und (15) mit der Aminosäure der Formel (16) hergestellt.
Als Beispiel solcher Aminosäuren sei die Asparaginsäure
genannt. Vorzugsweise wird diese Umsetzung in Gegenwart eines
gegenüber den Ausgangs- und Endprodukten inerten, in der Regel
wasserunlöslichen Lösungsmittels wie z. B. Dioxan, Xylolgemisch,
Chlorbenzol oder Toluol und eines saueren Katalysators bei erhöhten
Temperaturen von etwa 80 bis 150°C durchgeführt, wobei das durch die
Reaktion gebildete Wasser aus dem Reaktionsgemisch im allgemeinen
azeotropisch entfernt wird. Als saure Katalysatoren kommen z. B.
Schwefel- oder Phosphorsäure oder aromatische Sulfonsäuren wie z. B.
p-Toluolsulfonsäure in Betracht. Auch latent saure Katalysatoren wie
z. B. Lewissäuren (Aluminiumchlorid, Zinkchlorid usw.) kommen in
Frage.
Gegebenenfalls werden die Verbindungen der Formel (17) mit der
Halogencarbonsäure der Formel (10) vorzugsweise unter den vorstehend
angegebenen Bedingungen zu Verbindungen der Formel (6), worin n für
2, Q₂ für -A₁-Y₁ und Y₁ für -NH-CO-R₄ stehen, weiter umgesetzt.
Die Verbindungen der Formel (18) werden durch Umsetzung des Amins
der Formel (14) mit Mercaptoessigsäure hergestellt. Diese Umsetzung
mit Mercaptoessigsäure erfolgt vorzugsweise unter den
Reaktionsbedingungen, die bei der Umsetzung der Amine der
Formel (14) und (15) mit der Aminosäure der Formel (16) vorstehend
angegeben sind.
Man gelangt zu den Verbindungen der Formel (6), worin n für 1, Y₁
für S-Z₁, -S-R₄, -S-CO-R₄ oder -S-CO-NH-R₄ und Z₁ für ein
Alkalimetall stehen, indem man die Verbindungen der Formel (18) mit
einem Alkalimetallhydroxid, dem Halogenalkan der Formel (9), der
Halogencarbonsäure der Formel (10) oder dem Isocyanat der
Formel (11) vorzugsweise unter den vorstehend angegebenen
Bedingungen weiter umsetzt.
Verbindungen der Formel (6), worin n für 1 und Y₁ für -O-CO-R₄
stehen, werden durch Umsetzung der Glycolsäure zu Verbindungen der
Formel (19) und anschließende, weitere Umsetzung mit der Halogen
carbonsäure der Formel (10) hergestellt.
Beim Umsetzen von Aminen der Formel (20) mit Glykokol erhält man
Verbindungen der Formel (21), die gegebenenfalls mit der
Halogencarbonsäure der Formel (10) zu Verbindungen der Formel (6),
worin n für 1 und Y₁ für -NH-CO-R₄ weiter umgesetzt werden.
Im erfindungsgemäßen Papierleimungsverfahren wird neben dem
vorstehend beschriebenen Leimungsmittel (A) stets ein polymeres,
gegebenenfalls kationisches Retentionsmittel (B) eingesetzt, welches
in der Regel ein Molekulargewicht von mindestens etwa 1000, vorzugsweise
etwa 2000 bis etwa 2′000′000 aufweist. Retentionsmittel mit
Molekulargewichten im Bereich von 10′000 bis 100′000 sind besonders
bevorzugt. Grundsätzlich kommt jedes handelsübliche Retentionsmittel
in Betracht für seinen Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren. Als
Beispiele herkömmlicher, kationischer Retentionsmittel (B), die
sich besonders gut dazu eignen, zusammen mit dem Leimungsmittel (A)
im erfindungsgemäßen Papierleimungsverfahren eingesetzt zu werden,
seien Polyalkylenimine; Epihalogenhydrin-Addukte von Umsetzungsprodukten
aus Polyalkylenpolyaminen und aliphatischen Dicarbonsäuren;
Epihalogenhydrin-Addukte von Umsetzungsprodukten aus Polyalkylen
polyaminen, Dicyandiamid und unveresterten oder mit Alkanolen
veresterten, organischen Dicarbonsäuren; Umsetzungsprodukte aus
Dicyandiamid, Formaldehyd, Ammoniumsalzen starker anorganischer
Säuren und Alkylendiaminen oder Polyalkylenpolyaminen; kationisch
modifizierte Stärken oder Kohlenhydrate aus Johannisbrot- oder
Guarkernmehl; Copolymerisate auf Basis von Polyamid-Aminen; Um
setzungsprodukte aus Epihalogenhydrinen und polymerisierten Diallylaminen
und ein polymerisiertes Monoallylaminsalz erwähnt. Als
Beispiel eines nicht-ionogenen Retentionsmittels sei polymerisiertes
Monoallylamin genannt. Alle anderen, vorstehend angegebenen Reten
tionsmittel sind kationisch und gegenüber den nicht-ionogenen
Retentionsmitteln bevorzugt.
Bevorzugte Epichlorhydrin-Addukte von Umsetzungsprodukten aus
Polyalkylenpolyaminen und aliphatischen Dicarbonsäuren sind z. B. in
der britischen Patentschrift 8 65 727, Epichlorhydrin-Addukte aus
Umsetzungsprodukten aus Dicyandiamid und Diethylentriamin oder
Triethylentetramin z. B. in der deutschen Offenlegungsschrift
27 10 061 und in der britischen Patentschrift 11 25 486,
Epichlorhydrin-Addukte von Umsetzungsprodukten aus Diethylentriamin,
Dicyandiamid und unveresterten oder vorzugsweise mit Niederalkanolen
veresterten Dicarbonsäuren, insbesondere Dimethyladipat,
z. B. in der britischen Patentschrift 11 25 486 und Umsetzungsprodukte
aus Dicyandiamid, Formaldehyd, Ammoniumsalzen starker
anorganischer Säuren und aus Ethylendiamin oder Triethylentetramin,
z. B. in der US-Patentschrift 34 91 064 beschrieben. Bevorzugte
kationisch modifizierte Stärken oder Kohlenhydrate aus Johannisbrot-
oder Guarkernmehl sind z. B. Alkylenoxid-Addukte dieser Stärken oder
Kohlenhydrate, wobei das eingesetzte Alkylenoxid 2 oder 3 Kohlen
stoffatome im Alkylenrest und quaternäre Ammoniumgruppen aufweist
oder insbesondere z. B. ein Trimethylglycidylammoniumhalogenid
darstellt. Copolymerisate auf Basis von Polyamid-Aminen weisen
Molekulargewichte von 10³ bis 10⁵, vorzugsweise 10³ bis 10⁴ auf und
sind z. B. aus aliphatischen, gesättigten Dicarbonsäuren mit
2 bis 10, vorzugsweise 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere
Adipinsäure, und Polyalkylenpolyaminen, z. B. Polypropylen- und
Polyethylenpolyaminen, insbesondere Dimethylaminohydroxypropyl
diethylentriamin, erhältlich. Sie sind z. B. in CTFA
Cosmetic Ingredient Dictionary, 3. Auflage 1982, der Cosmetic
Toiletry and Fragrance Association beschrieben. Umsetzungsprodukte
aus Epihalogenhydrinen und polymerisierten Diallylaminen weisen
bevorzugt Molekulargewichte von 1000 bis 2000 auf und sind z. B. in
den US-Patentschriften 37 00 623 und 42 79 94 beschrieben. Die
europäische Patentanmeldung 01 31 306 offenbart mit höchstens 1 Mol.-%
Triallylamin oder mit höchstens 0,5 Gewichtsprozent Epichlorhydrin
modifiziertes, leicht vernetztes oder unmodifiziertes, unvernetztes
Poly(monoallylamin) oder dessen Salze, insbesondere Poly(monoallyl
aminhydrochlorid), das einen Polymerisationsgrad von 10 bis 100 000
aufweist.
Als Retentionsmittel (B), die zur Verwendung zusammen mit den
Leimungsmitteln (A) im erfindungsgemäßen Papierleimungsverfahren im
Vordergrund des Interesses stehen, sei eine mit einem quaternäre
Ammoniumgruppen enthaltenden Propylenoxid modifizierte Mais- oder
Kartoffelstärke, deren 25%ige Anschlämmung in destilliertem Wasser
bei 20°C einen pH-Wert von 4,2 bis 4,6 aufweist, ein Polyethylenimin,
das ein Molekulargewicht von 10′000 bis 100′000 aufweist, ein
Epichlorhydrin-Addukt eines Umsetzungsproduktes aus Triethylentetramin
und Dicyandiamid, ein Epichlorhydrin-Addukt eines Umsetzungsproduktes
aus Diethylentriamin, Dicyandiamid und Dimethyladipat, ein
Umsetzungsprodukt aus Dicyandiamid, Formaldehyd, Ammoniumchlorid und
Ethylendiamin, ein Epichlorhydrin-Addukt eines Poly-N-methyl
diallylamins, ein Copolymerisat aus Adipinsäure und Dimethylamino
hydroxypropyl-diethylentriamin und ein polymerisiertes Monoallylamin
Hydrochlorid mit einem Polymerisationsgrad von 10 bis 100 000
genannt.
Verfahrensgemäß werden bei der Massenleimung von Papier oder Karton
in der Regel 0,02 bis 3, vorzugsweise 0,05 bis 3, insbesondere
0,1 bis 0,8 Gewichtsprozent des Leimungsmittels (A) und 0,02 bis 3,
vorzugsweise 0,05 bis 3, insbesondere 0,1 bis 0,4 Gewichtsprozent
des Retentionsmittels (B), bezogen jeweils auf Trockensubstanz
an (A) und (B) und auf den Feststoffgehalt der Faserstoffsuspension,
eingesetzt. 0,02 bis etwa 0,05 Gewichtsprozent des Leimungsmittels
(A) und des Retentionsmittels (B) reichen nur für das sogenannte
"size press control", das mit konventionellen Leimungstests
nicht erfaßbar ist (vgl. z. B. Artikel "Control and Understanding of
Size Press Pickup" von D. R. Dill in der Zeitschrift TAPPI
(Proceedings of the Technical Association of the Pulp and Paper
Industry, Band 57, Nr. 1 vom Januar 1974, Seiten 97-100). Die
Faserstoffsuspension, zu welcher die Leimungsmittel (A) und die
Retentionsmittel (B) gegeben werden, weist in der Regel einen
Feststoffgehalt von 0,1 bis 5, vorzugsweise 0,3 bis 3, insbesondere
0,3 bis 1 Gewichtsprozent und einen Schopper-Riegler-Mahlgrad von
etwa 10° bis etwa 60°, vor allem 20 bis 60°, vorzugsweise
20 bis 45°, insbesondere 25 bis 35°, auf. Sie enthält in der Regel
Zellstoff, insbesondere solchen aus Nadelholz, z. B. Kiefernholz,
oder aus Hartholz, d. h. Laubholz, z. B. Buchenholz, der nach her
kömmlichen Verfahren, z. B. dem Sulfit- oder vor allem dem Sulfatverfahren
hergestellt wird. Zudem enthält die Faserstoffsuspension
gegebenenfalls Holzschliff. Auch alaunhaltiges Altpapier kann in der
Faserstoffsuspension enthalten sein. Auch Zellstoffsuspensionen, die
nach dem sogenannten CMP- oder CTMP-Verfahren (Chemimechanical and
chemithermomechanical pulping processes, vgl. z. B. Artikel "Developments
in Refiner Mechanical Pulping" von S. A. Collicutt und Mitarbeitern
in TAPPI, Band 64, Nr. 6 vom Juni 1981, Seiten 57 bis 61)
hergestellt werden, kommen in Betracht.
Die Faserstoffsuspension kann zudem organische oder mineralische
Füllmittel enthalten. Als organische Füllmittel kommen u. a. synthetische
Pigmente, z. B. polymerisierte Kondensationsprodukte aus
Harnstoff oder Melamin und Formaldehyd mit großen spezifischen
Oberflächen, die in hochdisperser Form vorliegen und z. B. in den
britischen Patentschriften 10 43 937 und 13 18 244 beschrieben sind,
als mineralische Füllmittel u. a. Montmorillonit, Titandioxid,
Calciumsulfat und vor allem Talk, Kaolin und/oder Kreide (Calcium
carbonat) in Betracht. In der Regel enthält die Faserstoffsuspension
0 bis 40, vorzugsweise 5 bis 25, insbesondere 15 bis 20 Gewichtsprozent,
bezogen auf den Feststoffgehalt der Faserstoffsuspension,
an Trockensubstanz der Füllmittel der angegebenen Art.
Der pH-Wert der Faserstoffsuspension kann in einem weiten Bereich
liegen, wobei z. B. Werte von etwa 3,5 bis etwa 10 vorliegen können.
Bei Zusatz von z. B. Calciumcarbonat werden alkalische Faserstoff
suspensionen mit einem pH-Wert von etwa 7 bis etwa 9, vorzugsweise
7,5 bis 8,5, erhalten. Saure Faserstoffsuspensionen mit einem
pH-Wert von 3,5 bis 7, vorzugsweise 5 bis 7, insbesondere 5 bis 6,
können in Abwesenheit von Calciumcarbonat durch Zugabe von Säuren,
z. B. Schwefel- oder Ameisensäure oder vor allem von z. B. latent
sauren Sulfaten, wie z. B. Aluminiumsulfat (Alaun), erhalten werden.
Faserstoffsuspensionen, die kein Füllmittel enthalten, können in
dem breiten pH-Bereich von z. B. 3,5 bis 10 vorliegen. Bevorzugt
sind Faserstoffsuspensionen, die gegebenenfalls durch Zusatz von
Kreide einen pH-Wert von etwa 7 bis etwa 9 aufweisen und insofern
vorteilhaft sind, daß mögliche Korrosionserscheinungen an säure
empfindlichen Papiermaschinen ausgeschlossen werden. Zudem ist die
Lagerfähigkeit von Papier oder Karton, das bei pH-Werten von 7 bis 9
der Faserstoffsuspension geleimt worden sind, gegenüber solchen, die
bei pH-Werten von 3,5 bis 7 geleimt worden sind, deutlich überlegen.
Die Faserstoffsuspension kann auch Additive enthalten, wie z. B.
Stärke oder ihre Abbauprodukte, welche die Faser/Faser- oder
Faser/Füllmittel-Bindung erhöhen.
Auch hochmolekulare Polymere der Acrylsäurereihe, z. B. Polyacrylamide
mit Molekulargewichten über etwa 1′000′000, können zur
Faserstoffsuspension als Hilfsmittel zum Zurückhalten feinster
Zellstoff-Faserteilchen gegeben werden, wobei minimale Einsatzmengen
von etwa 0,005 bis 0,02 Gewichtsprozent, bezogen auf Trockensubstanz
des Polymers und den Feststoffgehalt der Faserstoffsuspensionen,
genügend sind.
Die Faserstoffsuspension wird im erfindungsgemäßen Massenleimungs
verfahren auf an sich bekannte Weise auf Blattbildnern oder vorzugsweise
kontinuierlich auf Papiermaschinen üblicher Bauart zu
Papier oder Karton weiterverarbeitet. Nach einer Trocknung bei etwa
100 bis 140°C während etwa 0,5 bis 10 Minuten werden Papiere eines
variablen Flächengewichtes von z. B. 50 bis 200 g/m² erhalten.
Zur Oberflächenleimung des Papiers im erfindungsgemäßen Verfahren
wird die Leimflotte, welche die Komponenten (A) und (B) enthält,
z. B. durch Aufsprühen, vorzugsweise durch Foulardieren, in der Regel
bei Raumtemperatur (15-25°C auf das Papier aufgebracht. An
schließend wird das imprägnierte Papier bei 60 bis 140°C, vorzugsweise
90 bis 110°C während 0,1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6 Minuten
getrocknet. Nach dem Trocknen wird ein Papier erhalten, das einen
Flächenauftrag an Leimungs- und Retentionsmittel von 50 bis 200,
vorzugsweise 60 bis 120 mg/m² aufweist, bezogen auf Trockensubstanz
an Leimungs- und Retentionsmittel.
Bei dem erfindungsgemäß zu leimenden Papier handelt es sich um
Papiere beliebiger Art mit beliebigen Flächengewichten, z. B. um
Papier und Kartons aus gebleichter und ungebleichter Sulfit- oder
Sulfat-Cellulose.
Wie eingangs erwähnt, enthält die wäßrige Zusammensetzung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Papierleimungsverfahrens neben
fakultativen üblichen Zusätzen das Leimungsmittel (A) für sich
allein, sofern das Leimungsmittel und das Retentionsmittel (B) bei
der Massenleimung separat zur Faserstoffsuspension gegeben werden.
Sofern neue Verbindungen als Leimungsmittel eingesetzt werden, sind
die entsprechenden Zusammensetzungen ebenfalls an sich neu. Im
allgemeinen enthalten solche Zusammensetzungen 5 bis 30, vorzugsweise
5 bis 20 Gewichtsprozent an Trockensubstanz des Leimungsmittels,
bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Zusammensetzung.
Hingegen enthält die wäßrige Zusammensetzung neben den fakultativen,
üblichen Zusätzen, sofern das Leimungsmittel (A) und das
Retentionsmittel (B) bei der Massenleimung gleichzeitig zur Faser
stoffsuspension gegeben werden,
(A) 2 bis 40, vorzugsweise 5 bis 30, insbesondere 5 bis 10 Gewichtsprozent Leimungsmittel (bereichnet als Trockensubstanz), bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Zusammensetzung, und
(B) 0,1 bis 20, vorzugsweise 0,5 bis 10, insbesondere 3 bis 8 Gewichtsprozent Retentionsmittel (berechnet als Trockensubstanz), bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Zusammensetzung.
(A) 2 bis 40, vorzugsweise 5 bis 30, insbesondere 5 bis 10 Gewichtsprozent Leimungsmittel (bereichnet als Trockensubstanz), bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Zusammensetzung, und
(B) 0,1 bis 20, vorzugsweise 0,5 bis 10, insbesondere 3 bis 8 Gewichtsprozent Retentionsmittel (berechnet als Trockensubstanz), bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Zusammensetzung.
Die wäßrigen Zusammensetzungen der angegebenen Art enthalten
gegebenenfalls als übliche Zusätze oberflächenaktive Verbindungen,
z. B. Dispergatoren oder ferner Emulgatoren und/oder wasserlösliche,
organische Lösungsmittel. Als Dispergatoren und Emulgatoren kommen
z. B. herkömmliche Ligninsulfonate, Lignincarboxylate, Carboxymethyl
cellulose, Ethylenoxidaddukte von Alkylphenolen, Fettaminen,
Fettalkoholen oder Fettsäuren, Fettsäureester mehrwertiger Alkohole,
substituierte Benzimidazole oder Kondensationsprodukte aus Formaldehyd
und aromatischen Sulfonsäuren, vor allem Naphthalinsulfonsäuren,
in Betracht. Weitere oberflächenaktive Verbindungen sind
vorzugsweise anionische Tenside, insbesondere Sulfattenside, z. B.
Diethanolaminlaurylsulfat, Natriumlaurylsulfat oder ethoxylierte
Laurylsulfate. Mögliche wasserlösliche, organische Lösungsmittel
sind aliphatische Ether mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, z. B. Dioxan,
Ethylenglykol-n-butylether oder Diethylenglykolmonobutylether oder
Alkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, z. B. Isopropanol, Ethanol
oder Methanol.
Sofern die wäßrigen Zusammensetzungen Zusätze der angegebenen Art
enthalten, beträgt das Mengenverhältnis (Komponente (A)) : (Zusätze)
in der Zusammensetzung 1 : 0,02 bis 1 : 0,3 vorzugsweise 1 : 0,05 bis
1 : 0,1, bezogen auf Trockensubstanz der Leimungsmittel und der
Zusätze.
Die Zusammensetzungen werden auf übliche Weise hergestellt, indem
man das Leimungsmittel (A) zusammen mit dem Retentionsmittel (B)
oder das Leimungsmittel (A) für sich allein entweder in ge
schmolzenem Zustand oder vorzugsweise in festem Zustand, insbesondere
in pulverisierter Form, in der Regel in Gegenwart von
Glasperlen und nötigenfalls von Emulgatoren (bei Leimungsmitteln in
geschmolzenem Zustand) oder Dispergatoren (bei Leimungsmitteln in
Pulverform) bei höchstens 90°C, vorzugsweise etwa 50 bis 85°C bei
Emulsionen, insbesondere bei Raumtemperaturen (15 bis 25°C) bei
Dispersionen, verrührt, wobei lagerstabile, homogene, weiterverdünnbare
Emulsionen oder vorzugsweise Dispersionen erhalten werden.
Da die Leimungsmittel zusammen mit den Retentionsmitteln oder die
Leimungsmittel für sich allein in der Regel selbst-dispergierend
oder selbst-emulgierend sind, ist der Einsatz von Dispergatoren oder
Emulgatoren im allgemeinen nicht erforderlich. Dies gilt auch für
den fakultativen Zusatz von Lösungsmitteln und/oder Tensiden, die
nur bei ungenügender Lagerstabilität der Dispersionen oder
Emulsionen eingesetzt werden.
Bei der Oberflächenleimung von Papier wird die dazu benötigte
Leimflotte durch Verdünnen mit Wasser der vorstehend angegebenen
Emulsionen oder Dispersionen, die sowohl das Leimungsmittel (A) als
auch das Retentionsmittel (B) enthalten, hergestellt. Hierbei werden
die Emulsionen oder Dispersionen so verdünnt, daß eine Leimflotte
entsteht, die
(A) 0,02 bis 4, vorzugsweise 0,05 bis 3, insbesondere 0,05 bis 1 Gewichtsprozent Leimungsmittel (berechnet als Trockensubstanz), bezogen auf das Gesamtgewicht der Leimflotte, und
(B) 0,01 bis 2, vorzugsweise 0,05 bis 1, insbesondere 0,3 bis 0,8 Gewichtsprozent Retentionsmittel (berechnet als Trockensubstanz), bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Leimflotte, enthält.
(A) 0,02 bis 4, vorzugsweise 0,05 bis 3, insbesondere 0,05 bis 1 Gewichtsprozent Leimungsmittel (berechnet als Trockensubstanz), bezogen auf das Gesamtgewicht der Leimflotte, und
(B) 0,01 bis 2, vorzugsweise 0,05 bis 1, insbesondere 0,3 bis 0,8 Gewichtsprozent Retentionsmittel (berechnet als Trockensubstanz), bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Leimflotte, enthält.
Als Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens sei erwähnt, daß in
der Massenleimung Faserstoffsuspensionen der verschiedensten Art mit
relativ besonders kleinen Mengen an Leimungs- und Retentionsmittel
auf einfache Art und Weise zu Papier verarbeitet werden können,
welches gute Leimungseigenschaften (Alkalitropfenprobe, Tinten
schwimmdauer und vor allem Wasseraufnahme nach Cobb) aufweist. Dies
gilt auch für die Oberflächenleimung, bei welcher die guten Lei
mungseffekte bereits mit geringen Flächenaufträgen an Leimungs- und
Retentionsmittel erreicht werden. Insbesondere ermöglichen die
geringen Flächenaufträge eine rasche Arbeitsweise, sodaß bei der
Trocknungstemperatur von z. B. 90 bis 110°C bereits innerhalb etwa
20 bis 40 Sekunden gute Oberflächenleimungen erzielt werden. Das
verfahrensgemäß in der Masse geleimte Papier weist gute mechanische
Eigenschaften, d. h. gute Festigkeiten, insbesondere eine gute
Reißfestigkeit auf. Eine gute Reproduzierbarkeit des Verfahrens
sowohl bei der Massen- als auch bei der Oberflächenleimung ist
gewährleistet. Insbesondere können bei der Massenleimung holz
schliffhaltige oder altpapierhaltige Faserstoffsuspensionen verarbeitet
werden. Auch die Kompatibilität des erfindungsgemäß
verwendeten Leimungsmittels mit den verschiedenen, vorstehend
angegebenen Retentionsmitteln, mit verschiedenen Füllmitteln wie
z. B. Kaolin und auch mit verschiedenen Zusätzen, wie z. B. Alaun in
saurem Bereich der Faserstoffsuspensionen bei der Massenleimung, ist
vorteilhaft. Die erfindungsgemäß verwendeten Leimungs- und Reten
tionsmittel weisen eine gute Kompatibilität mit den üblichen, in der
Papierindustrie verwendeten Hilfsstoffen wie Farbstoffen, Pigmenten,
Bindemitteln, insbesondere optischen Aufhellern und sonstigen
Zusatzstoffen auf. Im weiteren neigen die eingesetzten Leimungs- und
Retentionsmittel nicht zu einer unerwünschten Schaumbildung. Als
wesentlicher Vorteil wird der Weißgrad des geleimten Papiers durch
die Leimung sowohl bei der Massen- als auch bei der Oberflächenleimung
unerwarteterweise erhöht. Auch die in der Regel überraschend
hohe Lagerstabilität der Leimungsmitteldispersionen der angegebenen
Art ist von großem Vorteil.
Die in den nachfolgenden Herstellungsvorschriften und Ausführungsbeispielen
angegebenen Teile und Prozente beziehen sich auf das
Gewicht.
120 Teile Mercaptobernsteinsäure (0,8 Mol), 438,8 Teile Octadecanol
(1,6 Mol) und 1 Teil Toluolsulfonsäure-Monohydrat werden in
1500 Teilen Toluol gelöst. Diese Lösung wird auf die Rückflußtemperatur
von ca. 111°C aufgeheizt und während 13 Stunden bei dieser
Temperatur unter Rühren gehalten, wobei das durch die Reaktion
gebildete Wasser aus der Reaktionslösung azeotropisch entfernt wird.
Anschließend wird das Toluol unter verminderten Druck abdestilliert.
Man erhält 531,1 Teile Rohprodukt und 472,4 Teile der aus
Ethanol umkristallisierten Verbindung der Formel
(weiße Kristalle, Schmelzpunkt: 46 bis 48°C).
Man verfährt wie in Vorschrift A angegeben, setzt jedoch 7,5 Teile
Mercaptobernsteinsäure (0,05 Mol), 24,2 Teile Cetylalkohol
(0,1 Mol), 0,1 Teile Toluolsulfonsäure-Monohydrat und 300 Teile
Toluol ein. Man erhält 25,8 Teile umkristallisierte Verbindung der
Formel
(weiße Kristalle, Schmelzpunkt: 37 bis 40°C).
Man verfährt wie in Vorschrift A angegeben, setzt jedoch 7,5 Teile
Mercaptobernsteinsäure (0,05 Mol), 32,7 Teile Behenylalkohol,
0,1 Teil Toluolsulfonsäure-Monohydrat und 300 Teile Toluol ein. Man
erhält 34,4 Teile umkristallisierte Verbindung der Formel
(weiße Kristalle, Schmelzpunkt: 57 bis 60°C).
13,4 Teile Asparaginsäure (0,1 Mol), 54 Teile Octadecanol (0,2 Mol)
und 21 Teile Toluolsulfonsäure-Monohydrat (0,11 Mol) werden in
300 Teilen Toluol gelöst. Anschließend wird die Umsetzung wie in
Vorschrift A angegebene durchgeführt. Zur Aufarbeitung wird die
Reaktionslösung mit 60 Teilen einer wäßrigen, 2N Natriumhydroxidlösung
und mit 200 Teilen Wasser unter Rühren versetzt, worauf die
wäßrige Phase verworfen wird. Die organische Phase wird mit jeweils
50 Teilen Wasser zweimal gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet.
Das Toluol wird filtriert und unter vermindertem Druck abdestilliert.
Man erhält 52,5 Teile Rohprodukt und 41,5 Teile der aus
Aceton umkristallisierten Verbindung der Formel
(weiße Kristalle, Schmelzpunkt: 58 bis 60°C).
Man verfährt wie in Vorschrift D angegeben, setzt jedoch 6,6 Teile
Asparaginsäure (0,05 Mol), 24,2 Teile Cetylalkohol (0,1 Mol),
10,5 Teile Toluolsulfonsäure-Monohydrat (0,055 Mol) und 300 Teile
Toluol ein. Man erhält 25,0 Teile Rohprodukt und 9,6 Teile umkristallierte
Verbindung der Formel
(weiße Kristalle, Schmelzpunkt: 53 bis 57°C).
Zu einer Lösung von 16,5 Teilen der gemäß Vorschrift A hergestellten
Verbindung der Formel (22) (0,025 Mol) und von 3,0 Teilen
Triethylamin (0,03 Mol) in 100 Teilen Chloroform wird eine Lösung
von 4,2 Teilen Methyljodid (0,03 Mol) in 20 Teilen Chloroform
gegeben. Die Reaktionslösung wird auf die Rückflußtemperatur von
ca. 62°C aufgeheizt und während 3 Stunden bei dieser Temperatur
unter Rühren gehalten. Anschließend wird die Reaktionslösung mit
30 Teilen einer wäßrigen, 1N Salzsäurelösung und mit 20 Teilen
Wasser unter Rühren versetzt, worauf die wäßrige Phase verworfen
wird. Die organische Phase wird mit jeweils 20 Teilen Wasser zweimal
gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Das Chloroform wird
filtriert und unter vermindertem Druck abdestilliert. Nach dem
Umkristallisieren des Rohprodukts aus Aceton erhält man 6,8 Teile
der Verbindung der Formel
(weiße Kristalle, Schmelzpunkt: 37 bis 39°C).
16,5 Teile des gemäß Vorschrift A hergestellten Verbindung der
Formel (22) (0,025 Mol) und 0,6 Teile Natrium (0,026 Mol) werden in
40 Teilen Tetrahydrofuran auf die Rückflußtemperatur von ca. 67°C
aufgeheizt und während 3 Stunden bei dieser Temperatur unter Rühren
gehalten. Anschließend wird das Reaktionsgemisch auf 25°C abgekühlt.
Bei dieser Temperatur wird zum Reaktionsgemisch eine Lösung
von 8,3 Teilen Octadecylbromid (0,025 Mol) in 40 Teilen Tetrahydrofuran
innerhalb von 10 Minuten gegebenen. Das Reaktionsgemisch wird
dann auf die Rückflußtemperatur von ca. 67°C weiter aufgeheizt und
während 6 Stunden bei dieser Temperatur unter Rühren gehalten.
Anschließend wird das Tetrahydrofuran unter vermindertem Druck
abdestilliert. Das erhaltene Rohprodukt wird aus Essigsäureethylester
umkristallisiert. Man erhält 9,6 Teile der Verbindung der
Formel
(weiße Kristalle, Schmelzpunkt: 55 bis 58°C).
1,6 Teile Thioessigsäure (0,017 Mol) werden in 100 Teilen Wasser
gelöst und mit einer wäßrigen, 2N Natriumhydroxidlösung auf den
pH-Wert von 8,0 gestellt. 10,7 Teile Maleinsäuredioctadecylester
(0,017 Mol) werden in 126 Teilen Ethanol gelöst, auf 70°C aufgeheizt
und bei dieser Temperatur mit der wäßrigen, auf pH 8,0
gestellten Thioessigsäurelösung versetzt. Das Reaktionsgemisch wird
auf die Rückflußtemperatur von ca. 79°C aufgeheizt und während
12 Stunden bei dieser Temperatur unter Rühren gehalten. Anschließend
wird das Reaktionsgemisch auf 25°C abgekühlt, wobei das
Rohprodukt ausfällt. Nach dem Umkristallisieren des Rohproduktes aus
wäßrigem Ethanol erhält man 8 Teile der Verbindung der Formel
(gelbliche Kristalle, Mischschmelzpunkt: 57 bis 65°C und
146 bis 150°C).
Zu einer Lösung von 16,5 Teilen des gemäß Vorschrift A hergestellten
Produkts (0,025 Mol) und von 2,5 Teilen Triethylamin (0,025 Mol)
in 180 Teilen Tetrahydrofuran wird bei 25°C innerhalb von 30 Minuten
eine Lösung von 2 Teilen Acetylchlorid in 30 Teilen Tetrahydrofuran
unter Rühren gegeben, wobei Triethylammoniumchlorid als feiner,
weißer Niederschlag ausfällt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch
auf die Rückflußtemperatur von ca. 67°C aufgeheizt und
während 1 Stunde bei dieser Temperatur unter Rühren gehalten. Das
Reaktionsgemisch wird auf 25°C abgekühlt und das Triethylammonium
chlorid abfiltriert. Das Tetrahydrofuran als Filtrat wird unter
vermindertem Druck abdestilliert. Man erhält als Rohprodukt
16,7 Teile der Verbindung Formel
(weiße Kristalle, Schmelzpunkt: 41 bis 45°C).
Man verfährt wie in Vorschrift I angegeben, setzt jedoch 7,6 Teile
Stearinsäurechlorid (0,025 Mol) ein. Man erhält als Rohprodukt
20,5 Teile der Verbindung der Formel
(weiße Kristalle, Schmelzpunkt: 52 bis 56°C).
Man verfährt wie in Vorschrift F angegeben, setzt jedoch 4,2 Teile
Benzoylchlorid (0,03 Mol) ein und hält die Reaktionslösung während
5 Stunden unter Rühren bei der Rückflußtemperatur von ca. 62°C. Man
erhält 13,4 Teile umkristallisierte Verbindung der Formel
(weiße Kristalle, Schmelzpunkt: 50 bis 53°C).
Zu einer Lösung von 13,1 Teilen des gemäß Vorschrift A hergestellten
Produktes (0,02 Mol) und von 1 Teil Azabicyclo-[2,2,2]-octen in
150 Teilen Tetrahydrofuran wird innerhalb von 10 Minuten eine Lösung
von 5,9 Teilen Stearylisocyanat (0,02 Mol) in 30 Teilen Tetrahydrofuran
unter Rühren gegeben. Die Reaktionslösung wird auf die
Rückflußtemperatur von ca. 67°C aufgeheizt und während 10 Stunden
unter Rühren gehalten. Anschließend wird das Tetrahydrofuran unter
vermindertem Druck abdestilliert. Man erhält 23,2 Teile Rohprodukt
und 12,9 Teile der aus Aceton umkristallisierten Verbindung der
Formel
(weißes Pulver, Schmelzpunkt: 65 bis 69°C).
Man verfährt wie in Vorschrift L angegeben, setzt jedoch 2,4 Teile
Phenylisocyanat (0,02 Mol) ein. Man erhält 9,5 Teile umkristallisierte
Verbindung der Formel
(weiße Kristalle, Schmelzpunkt: 76 bis 78°C).
5 Teile Terephthalsäure (0,03 Mol) und 15,2 Teile Thionylchlorid
(0,13 Mol) werden auf die Rückflußtemperatur von ca. 79°C aufgeheizt
und bei dieser Temperatur unter Rühren gehalten. Das überschüssige
Thionylchlorid wird abdestilliert und der Destillations
rückstand (Therephthalsäuremonochlorid) in 50 Teilen Toluol gelöst.
Die Lösung wird innerhalb von 10 Minuten zu einer Suspension von
19,1 Teilen Äpfelsäuredioctadecylester (0,03 Mol) und 20 Teilen
Triethylamin (0,2 Mol) in 100 Teilen Toluol gegeben. Das Reaktionsgemisch
wird auf die Rückflußtemperatur von ca. 111°C aufgeheizt
und während 3 Stunden bei dieser Temperatur unter Rühren gehalten.
Anschließend wird das Reaktionsgemisch mit 110 Teilen einer
wäßrigen, 2N Salzsäurelösung versetzt, worauf die wäßrige Phase
verworfen wird. Die organische Phase wird mit jeweils 100 Teilen
Wasser zweimal gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Das
Toluol wird filtriert und unter vermindertem Druck abdestilliert.
Man erhält 20 Teile Rohprodukt, welches durch eine mit Kieselgel
gefüllten Chromatographiesäule gereinigt wird. Man erhält 4,7 Teile
der Verbindung der Formel
(weiße Kristalle, Schmelzpunkt: 68 bis 70°C).
In einer Lösung von 5,6 Teilen Maleinsäuredihexadecylester in
57,5 Teilen Toluol werden 15,3 Teile einer wäßrigen, 30%igen
Natriumhydrogensulfidlösung (0,08 Mol NaHS) gegebenen. Das Reak
tionsgemisch wird mit 1,2 Teilen Tetrabutylammoniumbromid versetzt,
auf 70°C aufgeheizt und 4 Stunden bei dieser Temperatur unter Rühren
gehalten. Nach dem Abkühlen auf 25°C wird die wäßrige Phase
verworfen. Die organische Phase wird mit jeweils 10 Teilen Wasser
zweimal gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und abfiltriert.
Das Toluol wird abdestilliert. Man erhält 5,4 Teile Rohprodukt. Nach
dem Umkristallisieren des Rohprodukts aus Aceton erhält man
1,4 Teile der Verbindung der in Vorschrift B angegebenen Formel (23)
(weiße Kristalle, Schmelzpunkt: 56°C).
(weiße Kristalle, Schmelzpunkt: 56°C).
Man verfährt wie in Vorschrift A angegeben, setzt jedoch 4,6 Teile
Mercaptoessigsäure (0,05 Mol), 13,5 Teile Octadecanol (0,05 Mol),
0,2 Teile Toluolsulfonsäure-Monohydrat und 120 Teile Toluol ein. Man
erhält 19,6 Teile Rohprodukt als halbfeste Masse, die gemäß
Protonenkernresonanz-Spektrum 85% der Verbindung der Formel
HS-CH₂-CO-O-(CH₂)₁₇-CH₃ (36)
enthält.
Zu einer Lösung von 13,1 Teilen der Verbindungen der in Vorschrift A
angegebenen Formel (22) in 259 Teilen Tetrahydrofuran werden
13 Teile einer 23%igen, wäßrigen Natriumhydroxidlösung (0,075 Mol)
gegebenen und während 15 Stunden bei 20 bis 25°C unter Rühren
gehalten, wobei das Umsetzungsprodukt ausfällt. Das Produkt wird
abfiltriert und getrocknet. Man erhält 10,5 Teile der Verbindung der
Formel
(weiße Pulver, Schmelzpunkt: 82 bis 84°C).
Eine Faserstoffsuspension aus gebleichtem
Birkensulfatzellstoff und Kiefernsulfatzellstoff im Gewichts
verhältnis 1 : 1 in Wasser von 10° dH (deutsche Härtegrade), die einen
Schopper-Riegler-Mahlgrad von 35° und einen Feststoffgehalt von
0,5% aufweist, wird mit 20% Kreide als Füllmittel versetzt.
Formulierungen des Leimungsmittels werden hergestellt, indem jeweils
6% der in der nachfolgenden Tabelle I angegebenen Leimungsmittel in
Pulverform, mit jeweils 3% eines Polyethylenimins mit einem
Molekulargewicht von 10′000 bis 100′000 als Retentionsmittel in
Gegenwart von entionisiertem Wasser und von Glasperlen mit einem
Durchmesser von 2 mm bei Raumtemperatur (15 bis 25°C) verrührt
werden. Die erhaltenen Dispersionen sind gießbar, homogen und
lagerstabil. Die Prozentangaben beziehen sich auf die Trockensubstanz
an Leimungs- und Retentionsmittel, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Formulierung.
Nun wird die wäßrige Formulierung des Leimungsmittels und des
Retentionsmittels zur Faserstoffsuspension so gegeben, daß eine
Einsatzmenge von 0,5% entsteht. Hierauf wird die Faserstoffsuspension
mit 0,01% eines kationischen, hochmolekularen (MG < 1 · 10⁷)
Polyacrylamids als Hilfsmittel zum Zurückhalten feinster Zlell
stoffaserteilchen versetzt, wobei sich der in der nachfolgenden
Tabelle I angegebene pH-Wert der Faserstoffsuspension einstellt. Die
Prozentangaben beziehen sich auf Trockensubstanz an Füllmittel,
Leimungsmittel und Hilfsmittel, bezogen auf den Feststoffgehalt der
Faserstoffsuspension. Anschließend wird die Faserstoffsuspension
in einem dynamischen Labor-Blattbildner "Formette Dynamique" der
Fa. Allimand, Grenoble, zu Papierblättern verarbeitet, die nach der
Trocknung bei 130°C während 3 Minuten ein Flächengewicht von 80 g/m²
aufweisen.
Beide Oberflächen der erhaltenen Papierblätter, d. h. die auf der
Siebseite des Blattbildners erhaltene Oberfläche und die Gegen- oder
Oberseite werden auf ihre Leimungseigenschaften geprüft. Zu diesem
Zweck wird die Wasseraufnahme nach Cobb bei 30 Sekunden Einwirkungsdauer
(WA Cobb₃₀) gemäß DIN 53 132 gemessen. Die Ergebnisse der
WA Cobb₃₀-Messungen in g/m² der Siebseite (SS) und Oberseite (OS)
nach der Trocknung bei 130°C und nach einer Lagerung von einem Tag
und von 2 Wochen bei 22°C und 60% relativer Feuchtigkeit sind in
der nachfolgenden Tabelle I angegeben. Je geringer die Wasseraufnahme,
desto besser ist die Leimung des Papiers. WA Cobb₃₀-Werte
über 100 entsprechen einer völlig unbefriedigenden Leimung des
Papiers.
Ähnliche Ergebnisse werden erzielt, wenn man anstelle des Leimungsmittels
gemäß Vorschrift J das Leimungsmittel gemäß Vorschrift K
einsetzt. Dies gilt auch, wenn man anstelle des Polyethylenimins
mit einem Molekulargewicht von 10′000 bis 100′000 als Retentionsmittel
eine kationisch modifizierte Stärke mit einem Stickstoffgehalt
von 0,3%, die mit einem quaternären Ammoniumgruppen enthaltenden
Propylenoxid modifiziert ist und deren pH-Wert der 25%igen An
schlämmung in destilliertem Wasser bei 20°C 4,2 bis 4,6 beträgt,
eine kationisch modifizierte Stärke mit einem Stickstoffgehalt von
0,4% sowie eine mit Trimethylglycidylammoniumchlorid kationisch
modifizierte, native Kartoffelstärke, deren Stickstoffgehalt 1,3%
beträgt, ferner auch ein Kondensationsprodukt aus Dicyandiamid und
Triethylentetramin, das mit Epichlorhydrin weiter umgesetzt und
gemäß Beispiel 2 der deutschen Offenlegungsschrift 27 10 061
hergestellt wird, ein Epichlorhydrinaddukt eines Umsetzungsproduktes
aus Diethylendiamin und Adipinsäure, das gemäß Beispiel 1 der
britischen Patentschrift 8 65 727 hergestellt wird, ein Umsetzungsprodukt
aus Dicyandiamid, Formaldehyd, Ammoniumchlorid und Ethylendiamin,
das gemäß Beispiel 1 der US-Patentschrift 34 91 064
hergestellt wird, ein Polyethylenimin, das ein Molekulargewicht
von 20′000 bis 40′000 aufweist oder ein nicht-iongenes Poly(mono
allylamin) oder ein kationisches Poly(monoallylaminsalz) gemäß
Formel (1) der europäischen Patentanmeldung 01 31 306 einsetzt. Auch
Gemische der Retentionsmittel der vorstehend angegebenen Art kommen
hierbei in Betracht. Zur Erzielung guter Ergebnisse ist nötigenfalls
ein Zusatz von Dispergatoren, insbesondere von Kondensationsprodukten
aus Formaldehyd und Naphthalinsulfonsäuren oder von Carboxy
methylcellulose vorteilhaft.
Hingegen wird keine Leimung (Cobb-Werte von etwa 150 bis etwa 200)
erhalten, wenn man das Leimungsmittel, jedoch kein Retentionsmittel,
oder ein Retentionsmittel der vorstehend angegebenen Art, jedoch
kein Leimungsmittel einsetzt.
Man verfährt wie in Beispielen 1 bis 12 angegeben, setzt jedoch
zur Verarbeitung der Faserstoffsuspension zu Papierblättern einen
Handblattbildner System Rapid-Koethen der Fa. Gockel, München, ein.
Die Leimungsergebnisse sind aus der nachfolgenden Tabelle II zu
entnehmen.
Man verfährt wie in Beispielen 1 bis 12 angegeben,
gibt jedoch das Leimungsmittel und das Retentionsmittel separat
zur Faserstoffsuspension, wobei 6% oder 4% Leimungsmittel in
Pulverform und 0,3% oder 0,2% eines Dispergators bei Raumtemperatur
in Gegenwart von Wasser und Glasperlen zu einer weiterverdünnbaren,
ebenfalls gießbaren, homogenen und lagerstabilen Dispersion
verrührt werden. 10 Sekunden nach Zugabe von 0,25% Polyethylenimin
(Molekulargewicht 10′000 bis 100′000) als Retentionsmittel wird die
Faserstoffsuspension mit der Dispersion des Leimungsmittels so
versetzt, daß eine Einsatzmenge von 0,5% Leimungsmittel entsteht,
wobei sich die Einsatzmenge an Leimungs- und Retentionsmittel auf
Trockensubstanz an Leimungs- und Retentionsmittel und auf den
Feststoffgehalt der Faserstoffsuspension beziehen. Die Leimungs
ergebnisse sind aus der nachfolgenden Tabelle III zu entnehmen:
Ähnliche Ergebnisse werden erzielt, wenn man als Leimungsmittel
eine der Verbindungen gemäß Vorschrift A, B, D bis I, K, L, M,
O oder Q einsetzt, oder wenn man zur Faserstoffsuspension das
Leimungsmittel zuerst und 10 Sekunden hierauf das Retentionsmittel
gibt. Das gleiche gilt auch, wenn auf die Zugabe des kationischen,
hochmolekularen Polyacrylamids als Hilfsmittel und/oder auf die
Zugabe eines Füllmittels verzichtet wird. Ähnliche Ergebnisse
werden ebenfalls erzielt, wenn man anstelle von Kreide als Füllmittel
Talk oder Kaolin oder wenn man zusätzlich Alaun einsetzt.
Auch bei Einsatz von holzschliffhaltigen Faserstoffsuspensionen
werden gute Leimungsergebnisse erhalten.
Man verfährt wie in Beispielen 1 bis 12 angegeben, vermischt jedoch
die Dispersion des Leimungsmittels und des Retentionsmittels vor
ihrer Zugabe zur Faserstoffsuspension und setzt zur Verarbeitung der
Faserstoffsuspension zu Papierblättern einen Handblattbildner System
Rapid-Koethen der Fa. Gockel, München, ein. Die homogene, lagerstabile,
in Gegenwart von Glasperlen hergestellten Dispersion
enthält 6% Leimungsmittel in Pulverform und 0,3% eines Kondensa
tionsproduktes aus Formaldehyd und einer Naphthalinsulfonsäure. Die
Mischung der Leimungsmitteldispersion und des Retentionsmittels
(Polyethylenimin mit einem Molekulargewicht von 10′000-100′000) wird
zur Faserstoffsuspension so gegeben, daß eine Einsatzmengen von
0,25% Leimungsmittel und 0,25% Retentionsmittel jeweils als
Trockensubstanz, bezogen auf den Feststoffgehalt der Faserstoff
suspension, entsteht. Die Leimungsergebnisse sind in der folgenden
Tabelle IV zusammengestellt:
Man verfährt wie in Beispielen 1 bis 12 angegeben,
gibt jedoch das Leimungsmittel und das Retentionsmittel separat
zur Faserstoffsuspension, wobei das Retentionsmittel sowohl in der
Leimungsmitteldispersion als auch in der Faserstoffsuspension
eingesetzt wird. Die homogene, lagerstabile, in Gegenwart von
Glasperlen hergestellten Dispersion enthält 6% Leimungsmittel in
Pulverform und 6% einer mit Dimethylglycidylammoniumchlorid
kationisch modifizierten Kartoffelstärke (Stickstoffgehalt: 1,3%).
Die Leimungsmitteldispersion und 10 Sekunden danach das Retentionsmittel
werden zur Faserstoffsuspension so gegeben, daß die in der
nachfolgenden Tabelle V angegebenen Einsatzmengen, bezogen jeweils
auf Trockensubstanz und Feststoffgehalt der Faserstoffsuspension,
entstehen. Die Leimungsergebnisse sind aus der nachfolgenden
Tabelle V zu entnehmen:
Claims (27)
1. Verfahren zum Leimen von Papier oder Karton, dadurch gekenn
zeichnet, daß man mindestens
(A) ein hydrophobes, gegebenenfalls anionisches Leimungsmittel der Formel worin A₁Ethylen, Propylen oder Isopropylen, X₁und X₂ je -O-, -NH- oder Y₁-S-Z₁, -S-R₄, -S-OC-R₄, -S-OC-NH-R₄, -O-OC-R₄, -NH₂ oder -NH-CO-R₄, Z₁ein Alkalimetall oder Wasserstoff, R₁,R₂ und R₃ je Alkyl oder Alkenyl mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei mindestens einer der Alkyl- oder Alkenylreste mindestens 16 Kohlenstoffatome aufweist, R₄unsubstituiertes C₁-C₂₂-Alkyl, C₁-C₂₂-Alkenyl, Aryl oder Aralkyl oder mit einer oder mehreren freien oder in Salzform vorliegenden Carboxyl- oder Sulfogruppe(n) substituiertes C₁-C₂₂-Alkyl, C₁-C₂₂-Alkenyl, Aryl- oder Aralkyl und n1 oder 2bedeuten, und
(B) ein gegebenenfalls kationisches Retentionsmittel einsetzt.
(A) ein hydrophobes, gegebenenfalls anionisches Leimungsmittel der Formel worin A₁Ethylen, Propylen oder Isopropylen, X₁und X₂ je -O-, -NH- oder Y₁-S-Z₁, -S-R₄, -S-OC-R₄, -S-OC-NH-R₄, -O-OC-R₄, -NH₂ oder -NH-CO-R₄, Z₁ein Alkalimetall oder Wasserstoff, R₁,R₂ und R₃ je Alkyl oder Alkenyl mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei mindestens einer der Alkyl- oder Alkenylreste mindestens 16 Kohlenstoffatome aufweist, R₄unsubstituiertes C₁-C₂₂-Alkyl, C₁-C₂₂-Alkenyl, Aryl oder Aralkyl oder mit einer oder mehreren freien oder in Salzform vorliegenden Carboxyl- oder Sulfogruppe(n) substituiertes C₁-C₂₂-Alkyl, C₁-C₂₂-Alkenyl, Aryl- oder Aralkyl und n1 oder 2bedeuten, und
(B) ein gegebenenfalls kationisches Retentionsmittel einsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur
Massenleimung von Papier oder Karton die Komponenten (A) und (B) zu
wäßrigen, cellulosehaltigen, gegebenenfalls füllmittelhaltigen
Faserstoffsuspensionen in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig
gibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur
Oberflächenleimung das Papier mit einer wäßrigen Leimflotte, welche
die Komponenten (A) und (B) enthält, imprägniert und trocknet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Komponente (A) ein Leimungsmittel der Formel
einsetzt, worinX₄-O- oder -NH-,
Y₂-SH, -S-Na, -S-R₆, -S-OC-R₆, -S-OC-NH-R₆ oder -O-OC-R₆,
Y₃die für Y₂ angegebenen Bedeutungen, -NH₂ oder -NH-CO-R₆,
R₅geradkettiges Alkyl oder Alkenyl mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen
und
R₆gegebenenfalls durch -COOH oder -SO₃H endständig substituiertes
Alkyl oder Alkenyl mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen oder gegebenenfalls
durch -COOH oder -SO₃H in p-Stellung substituiertes
Benzyl oder Phenyl und
n1 oder 2 bedeuten.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als
Komponente (A) ein Leimungsmittel der Formel
einsetzt,
worinX₄-O- oder -NH, Y₄-SH, -S-Na, -S-R₈, -S-OC-R₈ oder -S-OC-NH-R₈, Y₅die für Y₄ angegebenen Bedeutungen oder -NH₂, R₇C₁₆-C₂₂-Alkyl und R₈unsubstituiertes oder durch -COOH endständig substituiertes C₁₆-C₂₂-Alkyl, Phenyl oder p-Benzoyl und n1 oder 2 bedeuten.
worinX₄-O- oder -NH, Y₄-SH, -S-Na, -S-R₈, -S-OC-R₈ oder -S-OC-NH-R₈, Y₅die für Y₄ angegebenen Bedeutungen oder -NH₂, R₇C₁₆-C₂₂-Alkyl und R₈unsubstituiertes oder durch -COOH endständig substituiertes C₁₆-C₂₂-Alkyl, Phenyl oder p-Benzoyl und n1 oder 2 bedeuten.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als
Komponente (A) ein Leimungsmittel der Formel
einsetzt, worin
X₄ -O- oder -NH-, R₇ C₁₆-C₂₂-Alkyl und n 1 oder 2 bedeuten.
X₄ -O- oder -NH-, R₇ C₁₆-C₂₂-Alkyl und n 1 oder 2 bedeuten.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als
Komponente (A) ein Leimungsmittel der Formel
einsetzt, worin R₇ C₁₆-C₂₂-Alkyl bedeutet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Komponente (B) ein kationisches Retentionsmittel
einsetzt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das eingesetzte Retentionsmittel (B) ein Molekulargewicht
von 1000 bis 2 000 000 aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Retentionsmittel (B) Polyalkylenimine; Epihalo
genhydrin-Addukte von Umsetzungsprodukten aus Polyalkylenpolyaminen
und aliphatischen Dicarbonsäuren oder von Umsetzungsprodukten aus
Polyalkylenpolyaminen, Dicyandiamid und unveresterten oder mit
Alkanolen veresterten, organischen Dicarbonsäuren; Umsetzungsprodukte
aus Dicyandiamid, Formaldehyd, Ammoniumsalzen starker anorganischer
Säuren und Alkylendiaminen oder Polyalkylenpolyaminen;
kationisch modifizierte Stärken oder Kohlenhydrate aus Johannisbrot-
oder Guarkernmehl; Copolymerisate auf Basis von Polyamid-Aminen; Um
setzungsprodukte aus Epihalogenhydrinen und polymerisierten Diallylaminen;
polymerisierte Monoallylaminsalze oder polymerisierte
Monoallylamine einsetzt.
11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,02
bis 3 Gewichtsprozent des Leimungsmittels (A) und 0,02 bis
3 Gewichtsprozent des Retentionsmittels (B), bezogen jeweils auf
Trockensubstanz an (A) und (B) und auf den Feststoffgehalt der
Faserstoffsuspension, einsetzt.
12. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Leimflotte so einsetzt, daß auf dem behandelten Papier ein Flächenauftrag
an Trockensubstanz der Komponenten (A) und (B) von 50 bis
200 mg/m² entsteht.
13. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als
fakultative Füllmittel polymerisierte Kondensationsprodukte aus
Formaldehyd und Harnstoff, Titandioxid, Talk, Kaolin, Montmorillonit
oder Kreide einsetzt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als
Füllmittel Talk, Kaolin oder Kreide einsetzt.
15. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Faserstoffsuspension einen pH-Wert von 3,5 bis 10 aufweist.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Faserstoffsuspension einen pH-Wert von 7 bis 9 aufweist.
17. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Faserstoffsuspension einen Schopper-Riegler-Mahlgrad von 10 bis 60°
und einen Feststoffgehalt von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent aufweist.
18. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Faserstoffsuspension Sulfit- und/oder Sulfatzellstoff aus Nadel-
und/oder Hartholz, gegebenenfalls Holzschliff und/oder alaunhaltiges
Altpapier enthält.
19. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das
Papier bei 60 bis 140°C trocknet.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man das
Papier bei 90 bis 110°C trocknet.
21. Wäßrige Zusammensetzung zur Durchführung des Verfahrens gemäß
Anspruch 2, wobei das Leimungsmittel (A) und das Retentionsmittel
(B) gleichzeitig zur Faserstoffsuspension gegeben werden,
dadurch gekennzeichnet, daß sie
(A) 2 bis 40 Gewichtsprozent Leimungsmittel und
(B) 0,1 bis 20 Gewichtsprozent Retentionsmittel,
bezogen jeweils auf Trockensubstanz an (A) und (B) und auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Zusammensetzung, und gegebenenfalls übliche Zusätze enthält.
(B) 0,1 bis 20 Gewichtsprozent Retentionsmittel,
bezogen jeweils auf Trockensubstanz an (A) und (B) und auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Zusammensetzung, und gegebenenfalls übliche Zusätze enthält.
22. Wäßrige Leimflotte als Zusammensetzung zur Durchführung des
Verfahrens gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie
(A) 0,02 bis 4 Gewichtsprozent Leimungsmittel und
(B) 0,01 bis 2 Gewichtsprozent Retentionsmittel,
bezogen jeweils auf Trockensubstanz an (A) und (B) und auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Zusammensetzung, und gegebenenfalls übliche Zusätze enthält.
(B) 0,01 bis 2 Gewichtsprozent Retentionsmittel,
bezogen jeweils auf Trockensubstanz an (A) und (B) und auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Zusammensetzung, und gegebenenfalls übliche Zusätze enthält.
23. Wäßrige Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet, daß sie als Zusätze Dispergatoren,
Emulgatoren, Tenside und/oder wasserlösliche, organische Lösungsmittel
enthält.
24. Nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 geleimtes
Papier oder geleimter Karton.
25. Verwendung der Komponente (A) gemäß Anspruch 1 zum Leimen von
Papier oder Karton.
26. Verbindungen der Formel
worinX₅-NH- oder
A₁Ethylen, Propylen oder Isopropylen,
X₁und X₂ je -O-, -NH- oder
Y₁-S-Z₁, -S-R₄, -S-OC-R₄, -S-CO-NH-R₄, -O-OC-R₄, -NH₂ oder
-NH-CO-R₄,
Z₁ein Alkalimetall oder Wasserstoff,
R₁,R₂ und R₃ je Alkyl oder Alkenyl mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen,
wobei mindestens einer der Alkyl- oder Alkenylreste mindestens
16 Kohlenstoffatome aufweist,
R₄unsubstituiertes C₁-C₂₂-Alkyl, C₁-C₂₂-Alkenyl, Aryl oder
Aralkyl oder mit einer oder mehreren freien oder in Salzform
vorliegenden Carboxyl- oder Sulfogruppe(n) substituiertes
C₁-C₂₂-Alkyl, C₁-C₂₂-Alkenyl, Aryl- oder Aralkyl und
n1 oder 2bedeuten.
27. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet, daß man
a) ein ungesättigtes Diamid der Formel R₁-X₅-OC-A₂-CO-X₅-R₂mit Schwefelwasserstoff oder dessen Alkalimetall- oder Ammoniumsalzen zum Produkt der Formel umsetzt und das erhaltene Umsetzungsprodukt gegebenenfalls mit einem Alkalimetallhydroxid, mit einem Halogenalkan der FormelHal-R₄,mit einer Halogencarbonsäure der FormelHal-CO-R₄oder mit einem Isocyanat der FormelO=C=N-R₄weiter umsetzt,
b) das ungesättigte Diamid der FormelR₁-X₅-OC-A₂-CO-X₅-R₂mit einer Mercaptoverbindung der FormelHS-R₄umsetzt;
c) ein Diamid der Formel mit einer Halogencarbonsäure der FormelHal-CO-R₄,umsetzt,
d) ein primäres oder sekundäres Amin der FormelR₁-X₅-Hund ein primäres oder sekundäres Amin der FormelR₂-X₅-Hmit einer Aminosäure der Formel zum Produkt der Formel umsetzt und das Umsetzungsprodukt gegebenenfalls mit einer Halogen carbonsäure der FormelHal-CO-R₄weiter umsetzt,
e) ein primäres oder sekundäres Amin der FormelR₁-X₅-Hmit der Mercaptoessigsäure zum Produkt der FormelR₁-X₅-OC-CH₂-SHumsetzt und das erhaltene Umsetzungsprodukt gegebenenfalls mit einem Alkalimetallhydroxid, mit einem Halogenalkan der FormelHal-R₄,mit einer Halogencarbonsäure der FormelHal-CO-R₄oder mit einem Isocyanat der FormelO=C=N-R₄weiter umsetzt,
f) ein primäres oder sekundäres Amin der FormelR₁-X₅-Hmit Glycolsäure zum Produkt der FormelR₁-X₅-OC-CH₂-OHumsetzt und das erhaltene Umsetzungsprodukt mit einer Halogencarbonsäure der FormelHal-CO-R₄weiter umsetzt oder
g) ein primäres Amin der FormelR₂-NH₂mit Glykokol zum Produkt der FormelR₁-X₅-OC-CH₂-NH₂umsetzt und das erhaltene Umsetzungsprodukt gegebenenfalls mit einer Halogencarbonsäure der FormelHal-CO-R₄weiter umsetzt,
worin A₂ C₂-C₃ Alkenylen und Hal Halogen bedeuten und A₁, X₅, R₁, R₂, R₃ und R₄ die in Anspruch 26 angegebenen Bedeutungen haben.
a) ein ungesättigtes Diamid der Formel R₁-X₅-OC-A₂-CO-X₅-R₂mit Schwefelwasserstoff oder dessen Alkalimetall- oder Ammoniumsalzen zum Produkt der Formel umsetzt und das erhaltene Umsetzungsprodukt gegebenenfalls mit einem Alkalimetallhydroxid, mit einem Halogenalkan der FormelHal-R₄,mit einer Halogencarbonsäure der FormelHal-CO-R₄oder mit einem Isocyanat der FormelO=C=N-R₄weiter umsetzt,
b) das ungesättigte Diamid der FormelR₁-X₅-OC-A₂-CO-X₅-R₂mit einer Mercaptoverbindung der FormelHS-R₄umsetzt;
c) ein Diamid der Formel mit einer Halogencarbonsäure der FormelHal-CO-R₄,umsetzt,
d) ein primäres oder sekundäres Amin der FormelR₁-X₅-Hund ein primäres oder sekundäres Amin der FormelR₂-X₅-Hmit einer Aminosäure der Formel zum Produkt der Formel umsetzt und das Umsetzungsprodukt gegebenenfalls mit einer Halogen carbonsäure der FormelHal-CO-R₄weiter umsetzt,
e) ein primäres oder sekundäres Amin der FormelR₁-X₅-Hmit der Mercaptoessigsäure zum Produkt der FormelR₁-X₅-OC-CH₂-SHumsetzt und das erhaltene Umsetzungsprodukt gegebenenfalls mit einem Alkalimetallhydroxid, mit einem Halogenalkan der FormelHal-R₄,mit einer Halogencarbonsäure der FormelHal-CO-R₄oder mit einem Isocyanat der FormelO=C=N-R₄weiter umsetzt,
f) ein primäres oder sekundäres Amin der FormelR₁-X₅-Hmit Glycolsäure zum Produkt der FormelR₁-X₅-OC-CH₂-OHumsetzt und das erhaltene Umsetzungsprodukt mit einer Halogencarbonsäure der FormelHal-CO-R₄weiter umsetzt oder
g) ein primäres Amin der FormelR₂-NH₂mit Glykokol zum Produkt der FormelR₁-X₅-OC-CH₂-NH₂umsetzt und das erhaltene Umsetzungsprodukt gegebenenfalls mit einer Halogencarbonsäure der FormelHal-CO-R₄weiter umsetzt,
worin A₂ C₂-C₃ Alkenylen und Hal Halogen bedeuten und A₁, X₅, R₁, R₂, R₃ und R₄ die in Anspruch 26 angegebenen Bedeutungen haben.
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DE19873742679 Withdrawn DE3742679A1 (de) | 1986-12-19 | 1987-12-16 | Verfahren zum leimen von papier mit gegenbenenfalls anionischen, hydrophoben leimungsmitteln und gegebenenfalls kationischen retentionsmitteln |
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1987
- 1987-12-16 DE DE19873742679 patent/DE3742679A1/de not_active Withdrawn
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