DE4202703A1 - Increasing vol. and porosity of paper - with alkoxylated unsatd. fatty acid ester(s) - Google Patents

Increasing vol. and porosity of paper - with alkoxylated unsatd. fatty acid ester(s)

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Abstract

The vol. and porosity of paper and paper-like materials are increased using alkoxylated unsatd. fatty acid esters (I). Also claimed are paper and paper-like materials contg. (I). (I) are prods. obtd. by reacting natural oils, esp. soya, sunflower, castor, rapeseed and/or tall oil, with 1-10C alkylene oxides. (I) are added to the pulp in the paper machine in an amt. of 0.005-1 wt.%. USE/ADVANTAGE - The process is applicable to tissue paper, office and packaging materials, and coating or printing papers. (I) are more effective than cationic porosifiers and should interfere less with the action of additives such as optical brighteners.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Porosierung und Volumenerhöhung von Papier und papier­ ähnlichen Materialien unter Verwendung von Alkoxy­ lierungsprodukten von ungesättigten Fettsäureestern und Papiere und papierähnliche Materialien, die solche Alkoxylierungsprodukte enthalten.The present invention relates to a method for Porosity and volume increase of paper and paper similar materials using alkoxy products of unsaturated fatty acid esters and Papers and paper-like materials, such Contain alkoxylation products.

Es ist bekannt, daß das Volumen und die Porosität von Papieren erhöht werden kann, wenn man dem Papierstoff kationische Fettsäureamide oder deren Salze zusetzt. Eine so erzielbare Volumenvergrößerung von Papieren ist für verschiedene Einsatzzwecke sehr erwünscht, weil dadurch die Herstellung spezifisch leichterer und/oder leichter verarbeitbarer Materialien möglich und Tissuematerialien mit weichem Griff zugänglich wurden.It is known that the volume and porosity of papers can be increased if you look at that Pulp cationic fatty acid amides or their salts adds. A volume increase of Paper is very useful for various purposes desirable because this makes the production specific lighter and / or easier to process materials possible and tissue materials with a soft feel became accessible.

Die Verwendung kationischer Produkte im Papierherstel­ lungsprozeß ist jedoch auch mit Nachteilen verbunden. So führen kationische Bestandteile zur Schwächung oder Aufhebung der Wirkung von üblichen optischen Aufhellern auf Flavonbasis. Der Einsatz von Elektrolyten in Papier kann zur Ausflockung von Stoff und Hilfsmitteln und zur Ausbildung von Inhomogenitäten führen.The use of cationic products in paper manufacture However, the development process also has disadvantages. Cationic components lead to weakening or  Cancellation of the effect of conventional optical brighteners based on flavon. The use of electrolytes in paper can be used for flocculation of material and aids Lead formation of inhomogeneities.

Es wurde nun ein Verfahren zur Volumenerhöhung und Porosierung von Papier und papierähnlichen Materialien gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Alkoxylierungsprodukte von ungesättigten Fettsäureestern als Mittel zur Volumenerhöhung und Porosierung ein­ setzt.There has now been a process for increasing volume and Porosity of paper and paper-like materials found, which is characterized in that one Alkoxylation products of unsaturated fatty acid esters as a means of increasing volume and porosity puts.

Unter papierähnlichen Materialien werden hier und im folgenden insbesondere Hygiene-Papiere (sog. Tissues), Pappen und Kartons verstanden.Among paper-like materials here and in following in particular hygiene papers (so-called tissues), Cardboards and boxes understood.

Die Wirksamkeit von Alkoxylierungsprodukten ungesättig­ ter Fettsäureester ist nicht nur im Hinblick auf die geringen erforderlichen Einsatzmengen überraschend. Es war auch davon auszugehen, daß zwischen der erzielbaren Volumenvergrößerung und dem kationischen Charakter der bisher verwendeten Porosierungsmittel ein Zusammenhang besteht. Von den erfindungsgemäßen, im wesentlichen nicht-kationischen Porosierungs- und Volumenver­ größerungsmitteln waren deshalb keine besonderen Wirksamkeiten zu erwarten.The effectiveness of alkoxylation products unsaturated The fatty acid ester is not only in terms of surprisingly small amounts required. It was also to be assumed that between the achievable Volume increase and the cationic character of the Porosity used so far a connection consists. Of the invention, essentially non-cationic porosity and volume ver Enlargement agents were therefore not special Expected effects.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Alkoxylierungspro­ dukte sind als solche bekannt oder analog zu bekannten Alkoxylierungsprodukten. Bevorzugt sind Alkoxylierungs­ produkte von natürlichen, pflanzlichen und tierischen Ölen. Bei diesen Ölen handelt es sich z. B. um Ester mehr oder weniger ungesättigter Fettsäuren mit Glycerin und/oder langkettigen Fettalkoholen, die Kristalli­ sationspunkte von weniger als +30°C aufweisen. Die Fett­ säuren können z. B. Ölsäure, Erucasäure, Rizinolsäure. Linolsäure u.ä. sein.The alkoxylation pro to be used according to the invention Products are known as such or analogous to known ones Alkoxylation products. Alkoxylation are preferred products of natural, vegetable and animal Oil. These oils are e.g. B. more esters or less unsaturated fatty acids with glycerin and / or long-chain fatty alcohols, the crystalli  point of less than + 30 ° C. The fat acids can e.g. As oleic acid, erucic acid, ricinoleic acid. Linoleic acid and the like be.

Erfindungsgemäß einzusetzende Alkoxylierungsprodukte können sich z. B. von Estern ableiten, deren Säurekom­ ponente beispielsweise zu mindestens 50 Gew.-%, vor­ zugsweise zu mindestens 70 Gew.-%, insbesondere zu 80 bis 100 Gew.-% aus ungesättigten Fettsäuren bestehen. Beispiele für Öle, deren Alkoxylierungsprodukte erfin­ dungsgemäß einsetzbar sind, sind Sojaöl, Rizinusöl,. Sonnenblumenöl, Tallöl, Rapsöl, Traubenkernöl, Avocado­ öl, Getreidekeimöle, Leinöl, Rüböl, Kokosöl, Spermöl, Jojobaöl, Wurzelöle, Färberdistelöl, Holzöle, Erdnußöl und Schieferöl. Bevorzugt sind Sojaöl, Sonnenblumen­ kernöl, Rizinusöl, Rapsöl und Tallöl.Alkoxylation products to be used according to the invention can z. B. derived from esters whose acidity component, for example at least 50% by weight preferably at least 70% by weight, especially at 80 to 100 wt .-% consist of unsaturated fatty acids. Examples of oils whose alkoxylation products are invented usable according to the invention are soybean oil, castor oil ,. Sunflower oil, tall oil, rapeseed oil, grape seed oil, avocado oil, corn oil, linseed oil, rape oil, coconut oil, sperm oil, Jojoba oil, root oils, safflower oil, wood oils, peanut oil and shale oil. Soybean oil and sunflowers are preferred kernel oil, castor oil, rapeseed oil and tall oil.

Erfindungsgemäß zu verwendende Alkoxylierungsprodukte können aus den jeweiligen Ölen und Fettsäureestern bei­ spielsweise durch Umsetzung mit Alkylenoxiden erhalten werden. Vorzugsweise handelt es sich bei den Alkylen­ oxiden um C1-C10-Alkylenoxide, die gegebenenfalls Halo­ genatome enthalten. Insbesondere kommen Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid und Epichlorhydrin in Frage. Besonders bevorzugt ist Ethylenoxid und Ethylenoxid in Kombination mit Propylenoxid, Butylenoxid und/oder Epichlorhydrin. Werden zwei oder mehr Alkylenoxide eingesetzt, so kann deren Anlagerung mit statistischer Verteilung (gleichzeitige Anlagerung verschiedener Alkylenoxide) und/oder blockweise (nacheinander er­ folgende Anlagerung verschiedener Alkylenoxide) er­ folgen. Alkoxylation products to be used according to the invention can be obtained from the respective oils and fatty acid esters, for example by reaction with alkylene oxides. The alkylene oxides are preferably C 1 -C 10 -alkylene oxides which may contain halogen atoms. Ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide and epichlorohydrin are particularly suitable. Ethylene oxide and ethylene oxide in combination with propylene oxide, butylene oxide and / or epichlorohydrin are particularly preferred. If two or more alkylene oxides are used, they can be added with statistical distribution (simultaneous addition of different alkylene oxides) and / or in blocks (successive addition of different alkylene oxides).

Pro Äquivalent Doppelbindungen im Öl bzw. ungesättigten Fettsäureester kann man zur Alkoxylierung beispielsweise 1 bis 200 Mol Alkylenoxid einsetzen. Vorzugsweise be­ trägt diese Menge 3 bis 50 Mol, insbesondere 10 bis 30 Mol. Die Alkoxylierung kann gemäß dem Stand der Technik erfolgen, vorzugsweise unter Alkalikatalyse, insbesondere in Gegenwart von Kaliumhydroxid.Per equivalent of double bonds in oil or unsaturated Fatty acid esters can be used, for example, for alkoxylation Use 1 to 200 moles of alkylene oxide. Preferably be this amount carries 3 to 50 moles, in particular 10 to 30 mol. The alkoxylation can be carried out according to the prior art Technique, preferably with alkali analysis, especially in the presence of potassium hydroxide.

Derartige Alkoxylierungsprodukte werden bisher als Emul­ gatoren, Entschäumer und Textilhilfsmittel eingesetzt.Such alkoxylation products have hitherto been known as emulsions gators, defoamers and textile auxiliaries.

Die erfindungsgemäßen Volumenvergrößerungs- und Poro­ sierungsmittel haben den Vorteil, keinen basischen oder kationischen Charakter zu besitzen. Weiterhin sind sie hochwirksam und basieren im allgemeinen auf biologisch abbaubaren Ölen, was sie für Papiere und papierähnliche Materialien zur Nahrungsmittelverpackung und auf dem Tissue-Gebiet besonders geeignet macht.The volume enlargement and poro according to the invention sizing agents have the advantage of not being basic or to have a cationic character. They are still highly effective and generally based on organic degradable oils, what papers and paper-like Food packaging and packaging materials Tissue area particularly suitable.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann so durchgeführt werden, daß man die Alkoxylierungsprodukte ungesättigter Fettsäureester bei der Papierherstellung dem Papierstoff zusetzt. Vorzugsweise werden die Alkoxylierungsprodukte dem Papierstoff vor dem Stoffauflauf in die Papierma­ schine zugesetzt. Gegebenenfalls kann der Zusatz auch danach erfolgen, beispielsweise durch Aufsprühen einer wäßrigen Zubereitung.The method according to the invention can be carried out in this way be that the alkoxylation products unsaturated Fatty acid esters in paper production adds. The alkoxylation products are preferred the paper stock before the headbox in the paper size apparently clogged. If necessary, the addition can also afterwards, for example by spraying on a aqueous preparation.

Die Alkoxylierungsprodukte können z. B. in Mengen zwischen 0,005 und 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 0.5 Gew.-%, bezogen auf den Papierstoff, zum Einsatz ge­ langen. Gegebenenfalls können die erfindungsgemäß ein­ zusetzenden Alkoxylierungsprodukte in Kombination mit bekannten Volumenvergrößerungs- und Porosierungsmitteln und anderen Hilfsstoffen eingesetzt werden.The alkoxylation products can e.g. B. in quantities between 0.005 and 1% by weight, preferably 0.1 to 0.5 % By weight, based on the paper stock, for use long. If necessary, the invention  alkoxylation products to be added in combination with known volume enlargement and porosity agents and other auxiliaries are used.

Wäßrige Zubereitungen erfindungsgemäß zu verwendender Alkoxylierungsprodukte haben eine gute emulgierende Wirkung für Öle. Man kann deshalb erfindungsgemäß zu verwendende Alkoxylierungsprodukte auch in Kombination mit Ölen, insbesondere den Ölen, aus denen diese Alkoxylierungsprodukte hergestellt wurden, z. B. in Form von 3 bis 30 Gew.-%igen Emulsionen, zum Einsatz bringen.Aqueous preparations to be used according to the invention Alkoxylation products have a good emulsifying effect Effect for oils. One can therefore according to the invention alkoxylation products also used in combination with oils, especially the oils that make them up Alkoxylation products have been prepared, e.g. B. in the form from 3 to 30% by weight emulsions bring.

Vorzugsweise gelangen erfindungsgemäß als Volumenver­ größerungs- und als Porosierungsmittel solche zum Einsatz, die mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 100 Gew.-% Alkoxylierungsprodukte ungesättigter Fett­ säureester enthalten.Preferably, according to the invention, as volume ver enlargement and as a porosity such Use that at least 50 wt .-%, preferably 70 to 100% by weight alkoxylation products of unsaturated fat contain acid esters.

Die erfindungsgemäß einzusetzenden Volumenvergrößerungs- und Porosierungsmittel können unverdünnt oder in ver­ dünnter Form zum Einsatz gebracht werden. Neben or­ ganischen Verdünnungsmitteln, etwa Alkoholen oder Ketonen, sind Wasser und wasserenthaltende Verdün­ nungsmittel bevorzugt. In wäßrigem Medium können die Alkoxylierungsprodukte als Lösung oder in Form einer Emulsion oder Dispersion vorliegen.The volume enlargement to be used according to the invention and porosity can be undiluted or in ver thin form can be used. In addition to or ganic diluents, such as alcohols or Ketones are water and water-containing thinners preferred. In an aqueous medium, the Alkoxylation products as a solution or in the form of a Emulsion or dispersion are present.

Außer dem Zusatz erfindungsgemäßer Volumenvergrößerung- und Porosierungsmittel kann der Papierherstellungsprozeß sonst in üblicher Form verlaufen. In addition to adding volume enlargement according to the invention, and porosity can be used in the papermaking process otherwise run in the usual form.  

Die vorliegende Erfindung betrifft auch Papiere und papierähnliche Materialien, insbesondere Hygiene- Papiere, Pappen und Kartons, die die zuvor beschriebenen Alkoxylierungsprodukte ungesättigter Fettsäureester enthalten. Derartige gebrauchsfertige Papiere und papierähnliche Materialien können beispielsweise 0,005 bis 1,0 Gew.-% Alkoxylierungsprodukte ungesättigter Fettsäureester enthalten.The present invention also relates to papers and paper-like materials, especially hygiene Papers, cardboards, and boxes that match those previously described Alkoxylation products of unsaturated fatty acid esters contain. Such ready-to-use papers and paper-like materials can be, for example, 0.005 up to 1.0% by weight of unsaturated alkoxylation products Contain fatty acid esters.

Erfindungsgemäße Papiere und papierähnliche Materialien können z. B. im Tissue-Bereich, zur Herstellung von Büro- und Verpackungsmaterial, als Trägermaterial für Be­ schichtungen und für Bedruckungen verwendet werden.Papers according to the invention and paper-like materials can e.g. B. in the tissue area, for the production of office and packaging material, as a carrier material for Be layers and used for printing.

In den folgenden Beispielen beziehen sich Teile und Prozente auf das Gewicht, soweit nichts anderes vermerkt ist.In the following examples, parts and Percentages by weight unless otherwise noted is.

BeispieleExamples AllgemeinesGeneral

In den Beispielen wurden folgende Alkoxylierungsprodukte verwendet:The following alkoxylation products were used in the examples used:

A:A:

Anlagerungsprodukt von 4 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Soja­ öl. Das Material war in Wasser unter Emulsionsbildung verteilbar.Addition product of 4 moles of ethylene oxide with 1 mole of soy oil. The material was in water with emulsion formation distributable.

B:B:

Anlagerungsprodukt von 9 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Sojaöl. Das Material war in Wasser gut emulgierbar.Addition product of 9 moles of ethylene oxide with 1 mole of soybean oil. The material was well emulsifiable in water.

C:C:

Anlagerungsprodukt von 10 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Rizinusöl. Das Material bildete mit Wasser eine Emul­ sion.Addition product of 10 moles of ethylene oxide with 1 mole Castor oil. The material formed an emul with water sion.

D:D:

Anlagerungsprodukt von 30 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Rizinusöl. Das Produkt was wasserlöslich.Addition product of 30 moles of ethylene oxide with 1 mole Castor oil. The product was water soluble.

Aus Papierstoff ausgehend von gemischtem Altpapier (sogenanntem 50 : 50 Schrenz auf Basis recyclisierter Tageszeitungen) wurden unter gleichen Bedingungen und Einsatzverhältnissen Papiere hergestellt. Der Volumen­ vergrößerungs- und Porosierungsmittel enthaltende Papierstoff wurde dabei einem Blattbildner des Typs Rapid-Köthen zugeführt und das erhaltene Papierblatt anschließend 15 Minuten bei 90°C im Trockner ge­ trocknet. Made of paper based on mixed waste paper (so-called 50:50 limit based on recycled Daily newspapers) were made under the same conditions and Operating conditions made of papers. The volume containing enlarging and porosity agents Paper stock became a sheet former of the type Rapid-Koethen fed and the paper sheet obtained then ge for 15 minutes at 90 ° C in the dryer dries.  

Zum Vergleich wurden auch Papiere ohne Zusatz von Porosierungsmitteln und mit dem Zusatz eines handels­ üblichen kationischen Porosierungsmittels auf der Basis von Ölsäureamiden eines Polyethylenpolyamin-Gemisches hergestellt.For comparison, papers without the addition of Porosity agents and with the addition of a trade usual cationic porosity based of oleic acid amides of a polyethylene polyamine mixture produced.

Nach dem Trocknen wurde das Flächengewicht und das Volumen der hergestellten Papiere ermittelt und daraus im Vergleich zur Nullprobe die prozentuale Volumenver­ größerung berechnet. Die Ergebnisse sind in folgenden Tabellen zusammengestellt. After drying, the weight per unit area and the volume of the papers produced were determined, and the percentage increase in volume compared to the blank sample was calculated therefrom. The results are summarized in the following tables.

Aus den Tabellen ist ersichtlich, daß die erfindungs­ gemäßen Volumenvergrößerungs- und Porosierungsmittel im Vergleich zur Nullprobe und zu einem handelsüblichen Porosierungsmittel bei gleicher Einsatzmenge deutlich verbesserte Volumenzunahmen ergeben.From the tables it can be seen that the Invention according to volume enlargement and porosity in Comparison to the blank sample and to a commercial one Porosity agent with the same amount used clearly improved volume increases result.

Die angewandten Bestimmungsmethoden stellen die relative Vergleichbarkeit der ermittelten Werte auf der Basis der Nullprobe sicher.The determination methods used represent the relative Comparability of the determined values on the basis of the Zero check for sure.

Claims (8)

1. Verfahren zur Volumenerhöhung und Porosierung von Papier und papierähnlichen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkoxylierungsprodukte von ungesättigten Fettsäureestern als Mittel zur Volumenerhöhung und Porosierung einsetzt.1. A method for increasing the volume and porosity of paper and paper-like materials, characterized in that alkoxylation products of unsaturated fatty acid esters are used as agents for increasing the volume and porosity. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß man Alkoxylierungsprodukte von natürlichen Ölen. insbesondere von Sojaöl, Sonnenblumenkernöl, Rizinusöl, Rapsöl und/oder Tallöl einsetzt.2. The method according to claim 1, characterized. that alkoxylation products of natural Oil. especially soybean oil, sunflower seed oil, Castor oil, rapeseed oil and / or tall oil. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man Alkoxylierungsprodukte einsetzt, die durch Alkylierung ungesättigter Fettsäureester mit C1-C10-Alkylenoxiden erhalten wurden.3. Process according to Claims 1 and 2, characterized in that alkoxylation products are used which have been obtained by alkylating unsaturated fatty acid esters with C 1 -C 10 alkylene oxides. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man 0,005 bis 1 Gew.-% Alkoxylie­ rungsprodukte ungesättiger Fettsäureester. bezogen auf Papierstoff, einsetzt.4. The method according to claims 1 to 3, characterized records that 0.005 to 1 wt .-% alkoxylie products of unsaturated fatty acid esters. based on paper stock. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die Alkoxylierungsprodukte unge­ sättigter Fettsäureester dem Papierstoff vor dem Stoffauflauf in die Papiermaschine zusetzt.5. The method according to claims 1 to 4. characterized records that the alkoxylation products saturated fatty acid ester the pulp before Adds headbox to the paper machine. 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man Alkoxylierungsprodukte unge­ sättigter Fettsäureester unverdünnt oder verdünnt mit einem wasserenthaltenden Verdünnungsmittel einsetzt. 6. The method according to claims 1 to 5, characterized records that one alkoxylation products saturated fatty acid ester undiluted or diluted with a water-containing diluent starts.   7. Papiere und papierähnliche Materialien, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie Alkoxylierungsprodukte unge­ sättigter Fettsäureester enthalten.7. Papers and paper-like materials, thereby ge indicates that they are alkoxylation products contain saturated fatty acid esters. 8. Papiere und papierähnliche Materialien nach An­ spruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,005 bis 1,0 Gew.-% der Alkoxylierungsprodukte enthalten.8. Papers and paper-like materials according to An Proverb 7, characterized in that it is 0.005 to Contain 1.0% by weight of the alkoxylation products.
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