DE570798C

DE570798C - Papierleimungsmittel

Info

Publication number: DE570798C
Application number: DEA52144D
Authority: DE
Original assignee: ALOX CHEMICAL CORP
Current assignee: ALOX CHEMICAL CORP
Priority date: 1927-10-06
Filing date: 1927-10-08
Publication date: 1933-02-20
Also published as: GB309383A

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Papierleimungsmittel, welches sich insbesondere für die Leimung im Stoff eignet. Hierfür wurde bisher in größerem Maßstabe praktisch nur Harz oder Kolophonium verwendet, und zwar in Form von Harzseife, welche man durch Auflösen des Harzes in einer Ätzalkalilösung erhält. Diese wässerige sogenannte Leimmilch wird dem Faserbrei im Holländer zugemischt und das lösliche Natriumsalz der Harzsäure durch Zugabe eines löslichen Aluminiumsalzes in das unlösliche Aluminiumsalz übergeführt. Diese bekannte Harzleimung zeigt in mancher Hinsicht unerwünschte Eigenschäften, beispielsweise nur eine unvollkommene wasserabstoßende Wirkung. Ferner bereitet es große Schwierigkeiten, das Harz im Holländer in einer größeren Menge als etwa 8 °'_o, bezogen auf das fertig geleimte Papier, einzuverleiben. Der Grund hierfür ist in dem Umstand zu suchen, daß das un-

■ lösliche Salz der Harzsäure nicht hinreichend auf den Zellstoffasern fixiert werden kann.

Diese unerwünschten Erscheinungen können zum Teil die Ursache dafür sein, daß nur sehr beschränkte Mengen von Füllstoffen dem Papier einverleibt werden können, da man annimmt, daß die Füllstoffe nur durch die Wirkung des Leimungsmittels zurückgehalten werden.

Die Erfindung betrifft ein Leimungsmittel, welches die wünschenswerten Eigenschaften der Harzleimung ermöglicht und zugleich die obengenannten Nachteile vermeidet. Zu den erwünschten vorteilhaften Eigenschaften zählt eine ausgesprochene Fähigkeit zur Wasserabstoßung, eine nahezu vollkommene Fixierung des Leimungsmittels auf der Faser und die Möglichkeit, relativ größere Mengen von Füllstoffen im Papier zurückzuhalten.

Die Erfindung besteht in der Verwendung von alkalischen Emulsionen solcher Oxydationsprodukte flüssiger Petroleumkohlenwasserstoffe, deren Oxydation in Gegenwart von Oxydationsvermittlern und unter Anwendung ⁴S von erhöhtem Druck so weit getrieben ist, daß sich die gebildeten, hochmolekularen, organischen Säuren in der Kohlenwasserstoffmischung abscheiden, welche dann zusammen mit den unverseifbaren Oxydationsprodukten von den nicht oxydierten KohFenwasserstoffen abgetrennt und mit Dampf behandelt wurden, als Papierleimungsmittel.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, sogenanntes Oxyparaffm, d. h. Oxydationsprodukte voll Paraffin, als Zusatz zu gewöhn-

lichem Harzleim bei der Papierherstellung aus Zellstoff zu verwenden, welcher einen hohen Gehalt an Hydrocellulose aufweist. Das bekannte Papierleimungsmittel wird jedoch aus bei gewöhnlicher Temperatur festem Paraffin ohne Anwendung eines Oxydationsvermittlers und bei gewöhnlichem Druck durch eine kurze Verblasung der Luft im ge-schtnolzenen Zustand hergestellt. Unter die^l" sen Bedingungen entstehen höchstens Spuren von Säuren. Demgegenüber gelangen gemäß der Erfindung bei gewöhnlicher Temperatur flüssige Petroleumkohlenwasserstoffe zur Verarbeitung, die unter Anwendung von erliöhtem Druck in Gegenwart von OxydationsVermittlern und vor allem durch lang andauernde Oxydationsbehandlung zu völlig anderen Produkten, nämlich Säuren, führen, die nicht in Mischung mit den unveränderten Petroleumkohlenwasserstoffen benutzt, sondern abgetrennt und noch einer Nachbehandlung mit Dampf unterworfen werden. Das so erzielte Produkt ist im Gegensatz zu dem bekannten Oxyparaffin für sich allein, d. h. ohne Gegenwart von Harzleim, zur Papierherstellung geeignet.

Andererseits ist es auch bereits bekannt, Paraffin in Gegenwart von Sauerstoff Überträgern unter erhöhtem Druck mittels eines Sauerstoff enthaltenden Gases zu oxydieren, doch handelt es sich bei diesem bekannten Verfahren lediglich um die Herstellung von Fettsäuren, gemäß dem eine so tiefgreifende Oxydation, wie sie die nach dem Verfahren der Erfindung zur Verwendung gelangenden Stoffe erlitten haben, nicht vorgesehen ist.

Schließlich sei noch erwähnt, daß auch aus Mineralölen durch Oxydation gewonnene und alsdann verseifte Aldehydfettsäuren zum Leimen von Papier verwendet wurden. Diese Aldehydfettsäuren sind für die Papierleimung jedoch nachteilig, weil sie an der Luft langsam nachoxydieren und dadurch das Papier im Laufe der Zeit brüchig machen. +5 Die hervorragendste Eigenschaft des erfindungsgemäßen Leimungsmittels besteht in seiner Fähigkeit, nahezu vollkommen im Papiervlies, wie es auf dem Sieb der Papiermaschine gebildet wird, zurückgehalten zu werden, nachdem es in beliebigem Verhältnis in Form eines unlöslichen Salzes im Papierbrei durch Behandlung mit einem geeigneten Fällungsmittel niedergeschlagen wurde. So kann es z. B. dem Faserbrei in einer Menge zugefügt werden, die hinreichend ist, um ein fertiges Papier mit 50 Gewichtsprozent an unlöslichem Salz zu erzeugen. Im Gegensatz hierzu ist es bekanntlich nur mit Schwierigkeiten möglich, gewöhnlichen Harzleim auf der Zellstoffaser in Mengen über 8 °/₀ (bezogen auf das Gewicht des Fertigproduktes)

zurückzuhalten. Diese charakteristischeEigenschaft des neuen Leimungsmittels macht nun aber auch die Einverleibung von größeren Mengen an Füllstoffen möglich, als es bisher bei Verwendung von Harzjeim der Fall war.

Es wurde auch gefunden, daß diese neuen Leimungsmittel in gewissen Fällen im Vergleich zum Harzleim die wasserabstoßende Eigenschaft des Papiers verbessern und daß sie Papiere liefern, welche eine etwa drei- bis sechsmal so große Festigkeit aufweisen als Papiere, die aus demselben Stoff, aber unter Verwendung von Harzleim hergestellt wurden. Besonders wichtig ist 'die Tatsache, daß die Herstellungskosten der neuen Leimungsmittel niedriger sind als jene des Harzleimes.

Obgleich aus allen leichten und schweren Petroleumkohlenwasserstoffdestillaten im wesentlichen organische Säuren erzeugt werden können, wird als Ausgangsmaterial ein billiges Petroleumdestillat bevorzugt, wie es in dem 36 bis 40⁰ Be-Heizöldestillat vorliegt, das man aus paraffinhaltigem Rohpetroleum gewinnen kann, und welches folgenden Destillationsbereich aufweist:

Beginn des Siedens 260 ° C₁

50 % destillieren über bis.. 321⁰C,

Die in diesem besonderen Destillat enthaltenen Kohlenwasserstoffe gehören fast ausschließlich der gesättigten aliphatischen Reihe, also den Paraffinen an, und entsprechen im allgemeinen Stoffen, welche im Mittel nahezu zwanzig Atome pro Molekül aufweisen. Wenn ein derartiges Heizöldestillat einer nahezu vollkommenen OxA^dation unterworfen wird, wandelt es sich praktisch gänzlich in loo einen Korper um, der schwerer als Wasser und sowohl in Wasser als auch in dem Petroleumdestillat unlöslich, dagegen leicht löslich ist in einer wässerigen Lösung eines Ätzalkalis oder eines Alkalicarbonats, und zwar unter Bildung einer wasserlöslichen Seife.

Die wasserlösliche Alkaliseife kann dem Stoff in der Bütte oder im Holländer in genau derselben Weise wie gewöhnlicher Harzleim zugesetzt werden. Nach Zufügung der erforderlichen Menge eines geeigneten Fällungsmittels, wie z. B. Aluminiumsulfat, erfolgt eine Fixierung des Leimes auf den Cellulosefasern in nahezu jedem Verhältnis. Es wird vorzugsweise ein Überschuß an Aluminium- ?alz verwendet.

Die neuen Leimmittel sind ziemlich dunkel gefärbt, während die gefällten Aluminiumsalze vergleichsweise hell sind. Die Leimungsmittel können gcwünschtenfalls gebleicht wer- ;len, und zwar durch nachstehendes Vorfahren.

Claims

Ein Überschuß an Alkalilösung wird der gereinigten Säure zugegeben und so lange Chlorgas eingeleitet, bis die gewünschte Färbung erzielt ist. Diese Operation kann so-'5 wohl mit als auch ohne Erwärmen ausgeführt werden. Eine etwa überschüssige Alkalinität in dem gebleichten Leim kann durch Zufügung der erforderlichen Menge eines geeigneten Neutralisierungsmittels (z. B. einer Mineral-

>° säure) beseitigt werden.

Eine andere Aus füll rungs form der Erfindung ist jene, bei welcher durch geeignete Wahl des Petroleumdestillats gemäß dem obigen Verfahren Papierleimungsmittel er-

'5 zeugt werden können, weiche verschiedene charakteristische Eigenschaften aufweisen. So wurde z. B. gefunden, daß jene Leimungsmittel, welche aus Destillaten hergestellt wurden, die wenig oder gar keine kristallinen Körper (Paraffin) enthalten, die festesten Papiere liefern unter geringem Opfer au wasserabstoßenden Eigenschaften und daß jene Leimungsmittel, welche aus Destillaten hergestellt wurden, die mehr Paraffin euthalten und beträchtliche Mengen λόιι unverseifbaren Stoffen, die Festigkeit des Papiers nicht wesentlich verbessern, diesem jedoch eine verhältnismäßig große wasserabstoßende Eigenschaft verleihen.

Ausführungsbeispiel

Ein Paraffinkohlenwasserstoff der obengenannten Zusammensetzung wurde in einem turmartigen Oxydationsbehälter nach Zusatz von etwa 0,1 Gewichtsprozent Manganoleat bei etwa 135 bis 140⁰ C erhitzt und bei einem ■ Druck von etwa 17,5 bis 22,5 Atm. mit Luft so lange behandelt, bis eine Probe der Beschickung zeigte, daß etwa 10 bis 20 °/o ^m einer wässerigen Ätznatronlösung löslich waren. Die so teilweise oxydierte Masse wurde nach Abtrennen von den nichtoxydierten Kohlenwasserstoffen und folgender Dampfbehandlung mit einer wässerigen Ätznatronlösung behandelt und durch geeigneteRührung in Emulsion gebracht. Von dieser Emulsion wurden geeignete Mengen dem Papierbrei im Holländer zugesetzt, in gleicher Weise, wie es bei der Harzleimung üblich ist, worauf geeignete Mengen eines Fällungsmittels, z. B. Alaun, zugefügt wurden. Der so in der Masse geleimte Stoff wurde der Papiermaschine weitergeleitet. Es ergab sich, daß durch dieses Verfahren ein unverseifbarer wasserunlöslicher Leim auf den Zellstoffasern in zufriedenstellender Weise fixiert werden kann, und zwar in Mengenverhältnissen, die von wenigen Prozenten bis zu 50 % des Gewichts an Fertigpapier schwanken können.

P.\ τ ε ν TANSI- κ υ c 11 :

W'rwendung von alkalischen Emulsionen solcher Oxydationsprodukte flüssiger Petroleumkohlenwasserstoffe, deren Oxyelation in Gegenwart von Oxydationsvermittlern und unter Anwendung von erhöhtem Druck so weit getrieben ist, daß sich die gebildeten hochmolekularen, organischen Säuren in der Kohlenwasser-Stoffmischung abscheiden, welche dann zusammen mit den unverseifbaren Oxydationsprodukten von den nicht oxydierten Kohlenwasserstoffen abgetrennt und mit Dampf behandelt wurden, als Papierleimungsmittel.