DE4306557C2 - Verwendung einer Zusammensetzung zur Oberflächenleimung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Zusammen­ setzung zur Oberflächenleimung von Papier und Karton.

Die Herstellung von Papier erfolgt im wesentlichen in vier Pro­ duktionsstufen. In der ersten Stufe werden Halbstoffe herge­ stellt und aufbereitet. Hierzu gehören der Holzschliff, der Zellstoff und die Hadern. In einem zweiten Schritt, der soge­ nannten Ganzzeugherstellung, wird durch Mahlen und Mischen der Faserstoffe unter Beifügen von Fülleim, Farbstoffen und Wasser der Ganzstoff hergestellt. In der dritten Stufe wird auf der Papiermaschine die Papierbahn durch Faserverfilzung, Entwässe­ rung und Trocknung gebildet und in der vierten Stufe wird das fertige Papier verarbeitet und gegebenenfalls veredelt.

Bis auf Lösch-, Filter- und Abzugspapiere, deren hohe Saugfähig­ keit beabsichtigt ist, werden die sonstigen Papiere geleimt. Diese Leimung, auch als Masseleimung bezeichnet, gehört zur zweiten Stufe der oben beschriebenen Papierherstellung. Für diese Leimung wird bevorzugt Kolophonium in Form von Harzseife oder Harzdispersion eingesetzt. Diese wird dem flüssigen Faser­ brei zugefügt. Durch die zusätzliche Gabe von Aluminiumverbin­ dungen wird das Harz ausgefällt. Dieses schlägt sich in feinver­ teilter Form auf den Fasern nieder. Auf diese Art und Weise wird die Saugfähigkeit des Papieres herabgesetzt und seine Bedruck­ barkeit gefördert.

Eine andere Art der Leimung ist die sogenannte Oberflächenlei­ mung. Hierbei handelt es sich um eine Veredlung des bereits bei der Masseleimung angeleimten oder auch nicht geleimten Papieres, welches bereits in der dritten Stufe einem Trocknungsprozeß unterzogen wurde. Bei diesem Veredlungsprozeß des Papiers wird durch die Oberflächenleimung eine Oberflächenverbesserung für die Anwendung als Schreib- und Druckpapier erreicht, die sich in verbesserter Tinten- und Radierfestigkeit, Erhöhung der Rupffestigkeit, verringerter Neigung zum Stauben sowie verbes­ sertem Glanz und verbesserter Glätte zeigt. Beispielsweise müssen Druckpapiere für den Format-Offset-Druck wegen der hohen Rupfbeanspruchung und Befeuchtung im Druckwerk eine Oberflächen­ leimung besitzen.

Zur Oberflächenleimung verwendet man natürliche und synthetische Kolloide, die einen Film auf der Papieroberfläche bilden, dane­ ben auch Leimungsmittel, die einen wasserabweisenden Effekt erzielen, wie Wachsemulsionen, dispergierte Polyethylene, Sili­ cone, Alkylketene und einen Chromstearatkomplex (Ullmann Ency­ clopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 17, Seite 586).

Aus dem neueren Stand der Technik sind als Oberflächenleimungs­ mittel vorwiegend synthetische Polymere bekannt.

So beschreibt die US 4,522,686 ein Leimungsmittel zur Masse- und Oberflächenleimung für Papier, welches eine Dispersion eines Ketendimers, eines verstärkten Harzes und wasserlöslicher, Stickstoff enthaltender, kationischer Dispersionsmittel enthält.

Die EP-A2 0 357 866 beschreibt ein kationisches Leimungsmittel für Papier, welches auch eine hervorragende Leimungswirksamkeit zur Oberflächenleimung besitzt. Das Leimungsmittel besteht aus einer stabilen, wäßrigen kolloiddispersen Lösung des Salzes eines Copolymeren bestehend aus N,N-Dimethylaminoalkylacrylat, Meth-/Acrylsäureester eines Fettalkohols sowie Konzentrationen an Methacrylat und Methacrylsäure.

Die EP-A1 0 257 412 beschreibt ebenfalls ein Leimungsmittel für Papier enthaltend eine Dispersion von Copolymerisaten aus Acryl­ nitril und Acrylsäureestern eines Alkohols. Diese Zusammenset­ zung kann als Oberflächenleimungsmittel für Papier verwendet werden.

Somit sind aus dem Stand der Technik vorwiegend Polymerisate zur Oberflächenleimung bekannt.

Die EP-A1 0 200 002 beschreibt ein Papierleimungsmittel sowie seine Verwendung. Dieses Papierleimungsmittel besteht aus einer Kolophonium-Dispersion und enthält zusätzlich Polyaluminiumhy­ droxychloride und gegebenenfalls Retentions- und/oder Fixie­ rungs- und/oder Naßfestmittel. Dieses Papierleimungsmittel wird jedoch zur Leimung von Papier, Pappe und Karton in der Stoff­ masse, also als Masseleimungsmittel verwendet.

Ein weiteres Mittel zur Masseleimung ist beschrieben in der EP- A1 0 056 876, welches eine kationische Stärke als Dispergier­ mittel beschreibt.

Die bisher bekannten Oberflächenleimungsmittel haben den Nach­ teil, daß es sich ausschließlich um synthetisch hergestellte. Copolymerisate handelt, deren Herstellung aufwendig und kosten­ intensiv ist. Weiterhin wurde beim Auftragen dieser Mittel eine Belagbildung auf den Zylindern der Papiermaschine beobachtet.

Die DD 211 819 beschreibt ein Verfahren zur Oberflächenleimung von Papier, bei welchem einer vorbereiteten Stärkelösung Harz­ leim zugesetzt wird, wobei das Gemisch nach der Harzleimzugabe keiner hohen Scherbeanspruchung ausgesetzt werden darf. Es erfolgt dann eine Absäuerung bis, zum pH-Wert 4,0 bis 4,2 mit einem Mittel wie Aluminiumsulfat und/oder Schwefelsäure, wobei die Dosierung der Mittel langsam erfolgen muß. Derartige mit Säure behandelte Papiere haben nur eine sehr verkürzte Lebens­ dauer. Es wird deshalb auch nur die Herstellung von endlos Formularpapier beschrieben als Ausdruckpapier für Computer, da diese Papiere nur kurze Zeit benötigt werden und ihr baldiger Zerfall nur von untergeordneter Bedeutung ist.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Zusammensetzung zur Oberflächenleimung zu finden, die die vorstehend geschilderten Nachteile vermeidet, weniger aufwendig herzustellen ist und beim Auftragen keine Belagbildung auf den Zylindern der Papiermaschine entstehen läßt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung einer Zusammen­ setzung gemäß Anspruch 1.

Das verwendete Kolophoniumharz kann Tallharz, Balsamharz oder Wurzelharz sein. Das Harz kann teilweise oder vollständig ver­ seift sein.

Das Kolophoniumharz kann in Form einer Kolophonium-Dispersion verwendet werden. Für diese Dispersion werden entweder herkömm­ lich unverstärkte Dispersionen aus Kolophoniumharz oder die herkömmlich verstärkten Harzleim-Dispersionen verwendet, die aus maleinsäureanhydrid- oder fumarsäure-modifiziertem Kolopho­ nium oder Kohlenwasserstoffharz allgemein unter Zusatz von Schutzkolloiden oder oberflächenaktiven Substanzen hergestellt werden. Die Kolophonium-Dispersionen besitzen üblicherweise einen Feststoffgehalt von 10 bis 50 Gew.-%.

Als Schutzkolloide werden Casein, Sojaprotein, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Carboxylmethylcellulose, Stärke, Collagen, Mannogalaktane und Alginate verwendet.

Als oberflächenaktive Substanzen (Tenside) können Alkylbenzyl­ sulfonate, Alkylphenolpolyglykolether, Alkylphenolpolyglykolsul­ fonate, Phosphorsäureester, Alkylpolyglykolsulfosuccinate zur Dispergierung des Kolophoniumharzes verwendet werden.

Als anorganische Aluminiumverbindungen werden Polyaluminiumhy­ droxychlorid oder Gemische mit Aluminiumsulfat verwendet.

Als kationische Polymere werden Polyacrylamid, Polydiallyl­ dimethylammoniumchlorid, Polyethylenimine, Polyaminepichlorhy­ drinharz, Polyamidepichlorhydrinharz, Melaminformaldehydharz, Harnstofformaldehydharz, Polydicyandiamidformaldehydharz, und weiterhin kationische Copolymere aus Styrol, Methacrylsäuree­ ster, Acrylsäureester, Methacrylsäure, Acrylsäure, N,N-Dimethy­ laminoethylmethacrylat, N,N-Dimethylaminoethylacrylat verwendet. Bisher wurde ein Leimungsmittel auf Kolophoniumbasis nur für die Papier- oder Kartonerzeugung während der Leimung der Stoff­ masse zugegeben. Es wurde nun gefunden, daß die erfindungsgemäß verwendete Zusammensetzung mit Hilfe der in der Technik üblichen Einrichtungen wie z. B. Leimpresse, Speedsizer oder Streich­ aggregate auch zur Oberflächenleimung des Papiers oder Kartons geeignet ist und die damit angestrebte Leimung erzielt werden kann.

Die Herstellung der für die Oberflächenleimung verwendeten Dis­ persion erfolgt, indem man die einzelnen Komponenten in einen Rührbehälter einleitet. Die Reihenfolge der Zugabe der Komponen­ ten ist nicht kritisch. Vorzugsweise wird jedoch bei Zugabe von Aluminiumverbindungen die Kolophonium-Dispersion vorgelegt und dann die Lösung der Aluminiumverbindung zugegeben. Dabei ist jedoch darauf zu achten, daß die Dosiergeschwindigkeit und die Rührgeschwindigkeit so eingestellt werden, daß eine Agglomera­ tion vermieden wird. Die dritten und weiteren Komponenten werden nacheinander der Mischung unter weiterem Rühren zugegeben.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher erläutern.

Beispiel

0,5 bis 3 Gew.-% der erfindungsgemäß verwendeten Zusammensetzung (bezogen auf die Stärkelösung) wird einer 3 bis 6 Gew.-%igen Stärkelösung zugegeben. Mit dieser Lösung werden ungeleimte Papiere aus Zellstoff, Holzschliff oder Altpapier oder Mischun­ gen davon in einem Eintauchverfahren oder mittels eines Walzen­ auftrages behandelt. Diese behandelten Papiere werden anschlie­ ßend in einen Trockenofen oder mit einem Trockenzylinder bei höherer Temperatur (100 bis 130°C) getrocknet. Die Papiere werden anschließend in einem Klimaraum akklimatisiert und der Leimungsprüfung unterzogen. Dabei werden der Cobbtest, die Tintenschwimmdauer und der Tintenstrich-Test vollzogen. Es wurden hervorragende Ergebnisse erhalten.

Claims (3)

1. Verwendung einer Zusammensetzung enthaltend in einer wäßrigen Dispersion 1 bis 40 Gew.-% Kolophoniumharz, 1 bis 5 Gew.-% Schutzkolloid und/oder Tensid sowie 0,1 bis 50 Gew.-% Polyaluminiumhydroxychlorid oder Gemische desselben mit Aluminiumsulfat zur Oberflä­ chenleimung von Papier und Karton.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kolophoniumharz Tallharz, Balsamharz oder Wurzelharz enthalten ist.

3. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolophoniumharz teilweise verseift ist.