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Verfahren zur Herstellung von Harzseifen Zusatz zum Patent
577 887
Die Herstellung von Harzemulsionen oder Harzdispersionen nach
den bekannten Verfahren ist im allgemeinen- wenig befriedigend, insbesondere erfordert
sie eine kostspielige und in betrieblicher Hinsicht unhandliche Apparatur.
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Vorliegende Erfindung betrifft eine Abänderung des Verfahrens gemäß
dem Patent 577 887, und zwar in der Weise, daß anstatt einer schwachsauren Harzseife
in denkbar einfacher Weise solche Harzseifen erzielt werden, deren Freiharzgehalt
so hoch ist, daß das gewonnene Produkt einer Dispersion von reinem Harz in geringen
Mengen Seife gleichwertig ist.
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Versucht man, das Verfahren gemäß Patent 577 887 auf die Herstellung
hochsaurer Seifen anzuwenden, indem man sich darauf beschränkt, die dort angegebenen
Mengenverhältnisse passend zu ändern, so erhält man harte und gelbe pastenartige
Massen, die in kochendem Wasser unlöslich sind.
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Wird nach an sich bekannter Weise das Produkt mit einem beliebigen
Schutzkolloid innig verrührt, so wird es dadurch zwar etwas besser, indessen verbleibt
die Dispersion in grobem Zustande und führt zu einem unlöslichen, unbrauchbaren
Niederschlag.
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Das den 'Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren besteht im wesentlichen
darin, daß man. dem mit Natriumcarbonat, -bicarbonat und Ammoniak gemäß dem Hauptpatent
hergestellten Verseifungsprodukt tierisches Casein zugibt, wobei bis zur völligen
Auflösung kräftig gerührt wird. Das Casein wirkt nicht nur physikalisch als Schutzkolloid,
sIondern als Phosphorprotein vornehmlich auch dispergierend. Es bilden sich ammoniakalische
Phosphorproteinate auf Kostender unbeständigen ammoniakalischen Resinate, die im
Produkt auf Grund der mit Natriumcarbonaten und Ammoniak durchgeführten Verseifung
enthalten sind. Man erhält so eine äußerst feine, weiße, hochbeständige, in kaltem
Wasser sofort lösliche Dispersion, die völlig verschieden ist von bei Anwendung
anderer rein physikalisch wirkender Kolloide erreichbaren Dispersionen.
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An Hand folgenden Zahlenbeispiels sei das Verfahren näher erläutert:
Das Gewicht der zu behandelnden Harzmengen betrage 6oo kg, zur Behandlung diene
ein Kocher bekannter Bauart von etwa aooo 1 Rauminhalt mit eingebautem mechanischen
Rührwerk.
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Erste Behandlungsstufe In den Kocher werden 3oo l Wasser, dann a6kg
Natriumcarbönat und z3 kg Natriumbicarbonat eingebracht. Bei ruhendem Rührwerk läßt
man Dampf in kleinen Mengen einströmen und erhitzt so das Wasser nach
und
nach, bis es eine Temperatur von ¢o bis 5Ö° C erreicht. Das Verseifungsgemiscl (Carbönat
und Bicarbonat) geht in dieser Weise leichter vollständig ' in Lösung. Un= mittelbar
anschließend tverden 6oo kg Harz in die vorerwähnte Lösung eingetragen, daniej Dampf
in großen Mengen so lange ein'ge-4 leitet, bis das Harz völlig geschmolzen ist,"
was durch Probeentnahme festgestellt wird. Zweite Behandlungsstufe Die Dampfzufuhr
wird verringert, sobald die Gesamtmenge der Harzmasse gelöst ist. In den Kocher
wird dann eine wäßrige Ammoniaklösung von i 3 kg Ammoniak in der gleichen Gewichtsmenge
Wasser eingebracht, sodann wird während ungefähr io Minuten bei schwachem Sieden
gekocht und damit das Ende der zweiten Stufe erreicht.
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Dritte Behandlungsstufe Nach Abstellen des Dampfes wird zum Zwecke
kräftiger und ständiger Durchrührung der in Lösung gebrachten Masse das Rührwerk
in Tätigkeit gesetzt. Währenddessen werden 5o kg Casein zugesetzt. Das Casein wird
in natürlichem Zustande der Masse einverleibt, d. h. ohne zuvor irgendeiner besonderen
Behandlung, wie Mischen, Auflösen o. dgl., unterzogen zu sein: Nach dem Eintragen
des Caseins läßt man das Rührwerk so lange weiterarbeiten, bis das Casein restlos
aufgelöst ist. Nach erfolgter Auflösung wird das Rührwerk stillgesetzt und Wasser
bis zu einer im voraus bestimmten, einem Rauminhalt von i 6oo 1 entsprechenden Höhe
zugegeben.
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Die erste Stufe bezweckt die Auflösung des Harzes unter der Einwirkung
des Carbonat- und Bicarbonatgemisches. Die dabei entstehende Lösung führt einerseits
zur Bildung eines beständigen und löslichen Resinats und andererseits zu einer Quellüng
der neben dem verseiften 'Harz vorhandenen beträchtlichen Menge urverseiften Harzes.
Das in der ersten Stufe erhaltene Produkt hat eine hellgelbe Farbe, ist mangelhaft
gebunden, d. h. inhomogen, in Wasser unlöslich und kristallinisch, wenn man es erkälten
läßt.
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Die zweite Stufe bezweckt: i. Ein weiteres Lösen und Verseifen des
noch vorhandenen ünverseiften Harzes sowie der Emulgierung durch Umhüllung des Freiharzes
durch die Resinate und als Folge dieser physikalisch-cheinischen Einwirkung eine
größere Löslichkeit des Gemisches in Wasser.
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2. Die Nutzbarmachung der aus der Unbeständigkeit der Ammoniakresinate
in verdünnter Lösung sich ergebenden Eigenschaften, dahingehend, daß eine Dissoziierung
der entstandenen unbeständigen'- Resinate bewirkt und zufolge der unbeständigen
Bindung des marzes durch das Ammoniak der Lösung ein
zur Bildung des Ammoniakcaseinats im Entstehungszustande.
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Das in der zweiten Stufe gewonnene Produkt ist weißlicher als das
der ersten Stufe, löslicher und homogener, außerdem weniger hart und nicht kristallinisch,
wenn man es erkalten läßt.
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Die dritte und letzte Stufe bezweckt, der Dispersion höchste Feinheit
zu verleihen und das Produkt beständig zu machen. Dabei übt das Casein nicht nur
eine rein physikalische Wirkung als Schutzkolloid aus (was völlig unzureichend wäre),
sondern kommt auch durch seine chemischen Eigenschaften zur Wirkung. Es bilden sich
ammoniakalische Phosphorproteinate in statu nascendi, und zwar auf Kosten der unbeständigen
Ammoniakresinäte, wodurch eine äußerst feine Zerteilung der Harzteilchen oder Harzseife
herbeigeführt wird.
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Die Menge des verseiften Anteils ist so zu `bemessen, daß das Endprodukt
die Vorteile der Harzseifen aufweist, ohne deren Nachteile zu besitzen. Die besten
Resultate erhält man mit einem Endprodukt enthaltend 6o bis 7o% Freiharz und 3o
und q.ooio beständiger und unbeständiger Resinate.
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Die durch das abgeänderte Verfahren erhältliche Emulsion hat gegenüber
der nach dem Verfahren nach dem Hauptpatent herstellbaren Harzseife insbesondere
die Vorteile; daß sie weißere Papiere ergibt und den Klang der Papiere erhöht. Handelt
es sich um farbige Papiere, so erhalten diese, abgesehen von der Farbstoffersparnis,
frischere Töne und mehr Glanz.