DE69109639T2 - METHOD FOR PRODUCING PAPER AND ADDITION TO IT. - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING PAPER AND ADDITION TO IT.

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DE69109639T2
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Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Papier, insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von Papier, bei dem sowohl ein kationisches Acrylamidpolymer, erhalten durch Hofmannsche Zersetzungsreaktion bei erhöhter Temperatur über einen kurzen Zeitraum, und eine anionische, anorganische Substanz oder ein durch Copolymerisation hergestelltes, kationisches Polyacrylamid, und ein Additiv zur Papierherstellung, das ein durch Hofmannsche Zersetzungsreaktion hergestelltes, kationisches Acrylamidpolymer und eine anionische, anorganische Substanz oder ein kationisches Polyacrylamid, hergestellt durch Copolymerisation, enthält oder daraus besteht, verwendet werden.The present invention relates to a process for producing paper, in particular to a process for producing paper using both a cationic acrylamide polymer obtained by Hofmann decomposition reaction at elevated temperature for a short period of time and an anionic inorganic substance or a cationic polyacrylamide prepared by copolymerization, and a papermaking additive containing or consisting of a cationic acrylamide polymer obtained by Hofmann decomposition reaction and an anionic inorganic substance or a cationic polyacrylamide prepared by copolymerization.

Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the state of the art

Da die Beschaffung von Rohstoffen für Papier seit kurzer Zeit schwierig geworden ist, hat der Anteil an Altpapier im Rohstoffbrei zugenommen. Als Folge werden Mittel zur Verbesserung der Papierfestigkeit benötigt. Andererseits werden in der praktischen Anwendung Chemikalien benötigt, die die Entwässerungsneigung verbessern, um die Entwässerungsgeschwindigkeit des Faserbreis zu erhöhen, sowie Chemikalien zur Verbesserung der Trocknungseigenschaft, um die Forderung nach Reduzierung des Dampfverbrauchs zu erfüllen.Since the procurement of raw materials for paper has recently become difficult, the proportion of waste paper in the raw material pulp has increased. As a result, agents for improving the strength of the paper are needed. On the other hand, in practical application, chemicals for improving the dewatering tendency are needed to increase the dewatering speed of the pulp, as well as chemicals for improving the drying property to meet the requirement for reducing steam consumption.

Ein durch Hofmannsche Zersetzungsreaktion erhaltenes Polyacrylamid (im folgenden Hofmannsches PAA genannt) ist ein kationisches Harz mit einer primären Aminogruppe, die unmittelbar an die Polyinerhauptkette gebunden ist, das üblicherweise als Entwässerungsverbesserer und Papierfestiger in einer Stufe der Papierherstellung verwendet wird.A polyacrylamide obtained by Hofmann decomposition reaction (hereinafter referred to as Hofmann PAA) is a cationic resin having a primary amino group directly bonded to the polymer main chain, which is commonly used as a drainage improver and paper strength agent in a stage of papermaking.

Ein Merkmal des Hofmannschen Polyacrylamids ist die hohe Aggregationskraft, und es verbessert nicht nur die Entwässerung, sondern durch die Wasserstoffbindung der primären Aminogruppe, die auch eine kationische Cruppe ist, auch die Festigkeit zwischen den Fasern.A characteristic of Hofmann's polyacrylamide is its high aggregation power, and it not only improves drainage, but also the strength between the fibers through the hydrogen bonding of the primary amino group, which is also a cationic group.

Wird das Hofmannsche PAA jedoch allein verwendet, kann manchmal je nach den Bedingungen der Papierherstellung keine wirkungsvolle Fixierung an den Fasern des Papierbreis erreicht werden, so daß das Merkmal des Hofmannschen Polyacrylamids nicht voll genutzt werden kann.However, when Hofmann's PAA is used alone, sometimes depending on the conditions of papermaking, effective fixation to the fibers of the pulp cannot be achieved, so that the feature of Hofmann's polyacrylamide cannot be fully utilized.

In diesem Fall kann das Entwässerungsproblem durch erhöhte Zugabe von Hofmannschem PAA gelöst werden, andererseits wird jedoch die Papierbildung beeinträchtigt. Im Hinblick auf Papierfestigkeit und Druckeigenschaften werden also nicht immer befriedigende Ergebnisse erzielt.In this case, the drainage problem can be solved by increasing the addition of Hofmann PAA, but on the other hand, paper formation is impaired. In terms of paper strength and printing properties, therefore, satisfactory results are not always achieved.

Aus JP-A-62-015391 und JP-A-60-065195 ist bekannt, wie die Ergiebigkeit von Füllstoffen bei der Papierherstellung durch Zusatz von Hofmannschem PAA in Verbindung mit Additiven zum Faserbrei erhöht wird.From JP-A-62-015391 and JP-A-60-065195 it is known how the yield of fillers in paper production is increased by adding Hofmann PAA in combination with additives to the pulp.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

In Anbetracht der vorgenannten Punkte haben die hier genannten Erfinder verschiedene Additive untersucht, die bei gleichzeitiger Verwendung mit Hofmannschem PAA die gewünschte Wirkung haben. Sie haben festgestellt, daß bei Mitverwendung einer anionischen, anorganischen Substanz oder eines kationischen Acrylamidpolymers, hergestellt durch Copolymerisation, die Entwässerung ohne Einschränkung der Papierfestigkeit reguliert werden kann. Das Ergebnis ist die vorliegende Erfindung.In view of the above points, the present inventors have studied various additives which have the desired effect when used together with Hofmann's PAA. They have found that by using an anionic inorganic substance or a cationic acrylamide polymer prepared by copolymerization, drainage can be controlled without restricting the paper strength. The present invention is the result.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich somit auf ein Verfahren zur Papierherstellung, bei dem einem Faserbrei folgende Substanzen zugesetzt werden:The present invention thus relates to a process for papermaking in which a pulp the following substances may be added:

ein kationisches Acrylamidpolymer, hergestellt durch Reaktion eines Acrylamidpolymers mit einem Hypohalogenit über kurze Zeit bei 50 - 110ºC unter alkalischen Bedingungen, und eine anionische, anorganische Substanz oder ein kationisches Polyacrylamid, hergestellt durch Copolymerisationa cationic acrylamide polymer prepared by reacting an acrylamide polymer with a hypohalite for a short time at 50 - 110ºC under alkaline conditions, and an anionic, inorganic substance or a cationic polyacrylamide prepared by copolymerization

(a) eines kationischen Monomers der allgemeinen Formel (a) a cationic monomer of the general formula

worin R&sub1; Wasserstoff oder Methyl, R&sub2; und R&sub3; Wasserstoff oder Alkyl mit 1 - 6 Kohlenstoffatomen, x gleich O oder NH, n eine ganze Zahl von 2 bis 4 und/oder organische oder anorganische Säuresalze davon oder quarternäre Ammoniumsalze, hergestellt durch Reaktion der Verbindung der Formel (I) mit einem Quarternierungsmittel, bedeuten,wherein R₁ is hydrogen or methyl, R₂ and R₃ are hydrogen or alkyl having 1 - 6 carbon atoms, x is O or NH, n is an integer from 2 to 4 and/or organic or inorganic acid salts thereof or quaternary ammonium salts prepared by reacting the compound of formula (I) with a quaternizing agent,

(b) einer α, β-ungesättigten Karbonsäure und/oder deren Salzen und(b) an α, β-unsaturated carboxylic acid and/or its salts and

(c) eines Acrylamidmonomers der allgemeinen Formel (II),(c) an acrylamide monomer of the general formula (II),

CH&sub2;=C(R&sub5;) - CONH&sub2; (II)CH2=C(R5)-CONH2 (II)

worin R&sub5; Wasserstoff oder Methyl bedeutet, undwhere R5 is hydrogen or methyl, and

ein Additiv zur Papierherstellung, das ein kationisches Acrylamidpolymer enthält oder daraus besteht, das durch Reaktion eines Acrylamidpolymers mit einem Hypohalogenit über kurze Zeit bei 50 - 110ºC im alkalischen Bereich hergestellt wurde, unda papermaking additive containing or consisting of a cationic acrylamide polymer obtained by reacting an acrylamide polymer with a hypohalite was produced over a short period of time at 50 - 110ºC in the alkaline range, and

eine anionische, anorganische Substanz oder ein kationisches Polyacrylamid, hergestellt durch Copolymerisationan anionic, inorganic substance or a cationic polyacrylamide, prepared by copolymerization

(a) eines kationischen Monomers der allgemeinen Formel (a) a cationic monomer of the general formula

worin R&sub1; Wasserstoff oder Methyl, R&sub2; und R&sub3; Wasserstoff oder Alkyl mit 1 - 6 Kohlenstoffatomen, X gleich O oder NH, n eine ganze Zahl von 2 bis 4 und/oder organische oder anorganische Säuresalze davon oder quarternäre Ammoniumsalze, hergestellt durch Reaktion der Verbindung der Formel (I) mit einem Quarternierungsmittel, bedeuten,wherein R₁ is hydrogen or methyl, R₂ and R₃ are hydrogen or alkyl having 1 - 6 carbon atoms, X is O or NH, n is an integer from 2 to 4 and/or organic or inorganic acid salts thereof or quaternary ammonium salts prepared by reacting the compound of formula (I) with a quaternizing agent,

(b) einer α, β-ungesättigten Karbonsäure und/oder deren Salzen(b) an α, β-unsaturated carboxylic acid and/or its salts

undand

(c) eines Acrylamidmonomers der allgemeinen Formel (II),(c) an acrylamide monomer of the general formula (II),

CH&sub2;=C(R&sub5;) - CONH&sub2; (II)CH2=C(R5)-CONH2 (II)

worin R&sub5; Wasserstoff oder Methyl bedeutet.wherein R�5 is hydrogen or methyl.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden näher erläutert.The present invention is explained in more detail below.

Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Acrylamidpolymere umfassen Homopolymere von Acrylamiden < oder Methacrylamiden), Copolymere von Acrylamiden (oder Methacrylamiden) und mindestens ein ungesättigtes, damit copolymerisierbares Monomer sowie ferner Pfropfcopolymere der Acrylamide (oder Methacrylamide) mit wasserlöslichen Polymeren, z. B. Stärke und ähnlichem.The acrylamide polymers used in the present invention include homopolymers of acrylamides < or methacrylamides), copolymers of acrylamides (or methacrylamides) and at least one unsaturated monomer copolymerizable therewith, and also graft copolymers of acrylamides (or methacrylamides) with water-soluble polymers, e.g. starch and the like.

Copolymerisierbare Monomere sind z. B. hydrophile Monomere, ionische Monomere, lipophile Monomere und ähnliche, von denen mindestens eins verwendet werden kann.Copolymerizable monomers include hydrophilic monomers, ionic monomers, lipophilic monomers and the like, of which at least one may be used.

Im einzelnen sind die hydrophilen Monomere z. B.In detail, the hydrophilic monomers are e.g.

Diacetonacrylamid,Diacetoneacrylamide,

N,N-dimethylacrylamid,N,N-dimethylacrylamide,

N,N-dimethylmethacrylamid,N,N-dimethylmethacrylamide,

N-ethylmethacrylamid,N-ethylmethacrylamide,

N-ethylacrylamid,N-ethylacrylamide,

N,N-diethylacrylamid,N,N-diethylacrylamide,

N-propylacrylamid,N-propylacrylamide,

N-acryloylpyrrolidin,N-acryloylpyrrolidine,

N-acryloylpiperidin,N-acryloylpiperidine,

N-acryloylmorpholin,N-acryloylmorpholine,

Hydroxyethylmethacrylat,Hydroxyethyl methacrylate,

Hydroxyethylacrylat,Hydroxyethyl acrylate,

Hydroxypropylmethacrylat,Hydroxypropyl methacrylate,

Hydroxypropylacrylat,Hydroxypropyl acrylate,

verschiedeneMethoxypolyethylenglykol(meth)acrylatevarious methoxypolyethylene glycol (meth)acrylates

N-vinyl-2-pyrrolidonN-vinyl-2-pyrrolidone

und ähnliche.and similar.

Ionische Monomere sind z. B.Ionic monomers are e.g.

Säuren wieAcids such as

Acrylsäure,Acrylic acid,

Methacrylsäure,Methacrylic acid,

Vinylsulfonsäure,Vinylsulfonic acid,

Allylsulfonsäure,Allylsulfonic acid,

Methallylsulfonsäure,Methallylsulfonic acid,

Styrolsulfonsäure,Styrenesulfonic acid,

2-Acrylamido-2-phenylpropansulfonsäure,2-Acrylamido-2-phenylpropanesulfonic acid,

2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure2-Acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid

und ähnliche sowie deren Salzeand similar and their salts

undand

Amine wieAmines like

N,N-dimethylaminoethylmethacrylat,N,N-dimethylaminoethyl methacrylate,

N,N-diethylaminoethylmethacrylat,N,N-diethylaminoethyl methacrylate,

N,N-dimethylaminoethylacrylat,N,N-dimethylaminoethyl acrylate,

N,N-dimethylaminopropylmethacrylamid,N,N-dimethylaminopropylmethacrylamide,

N,N-dimethylaminopropylacrylamidN,N-dimethylaminopropylacrylamide

und ähnliche sowie deren Salze.and similar and their salts.

Lipophile Monomere sind z. B.Lipophilic monomers are e.g.

N-alkyl(meth)acrylamidDerivatewieN-alkyl(meth)acrylamide derivatives such as

N,N-di-n-propylacrylamid,N,N-di-n-propylacrylamide,

N-n-butylacrylamid,N-n-butylacrylamide,

N-n-hexylacrylamid,N-n-hexylacrylamide,

N-n-hexylmethacrylamid,N-n-hexylmethacrylamide,

N-n-octylacrylamid,N-n-octylacrylamide,

N-n-octylmethacrylamid,N-n-octylmethacrylamide,

N-tert-octylacrylamid,N-tert-octylacrylamide,

N-dodecylacrylamidN-dodecylacrylamide

N-n-dodecylmethacrylamidN-n-dodecylmethacrylamide

und ähnliche,and similar,

N-(&omega;-glycidoxyalkyl)(meth)acrylamidDerivatewie pN,N-diglycidylacrylamid,N-(ω-glycidoxyalkyl)(meth)acrylamide derivatives such as pN,N-diglycidylacrylamide,

N,N-diglycidylmethacrylamid,N,N-diglycidylmethacrylamide,

N-(4-glycidoxybutyl)acrylamid,N-(4-glycidoxybutyl)acrylamide,

N-(4-glycidoxybutyl)methacrylamid,N-(4-glycidoxybutyl)methacrylamide,

N-(5-glycidoxypentyl)acrylamid,N-(5-glycidoxypentyl)acrylamide,

N-(6-glycidoxyhexyl)acrylamid,N-(6-glycidoxyhexyl)acrylamide,

und ähnliche,and similar,

(Meth)acrylat Derivate wie(Meth)acrylate derivatives such as

Methyl(meth)acrylat,Methyl(meth)acrylate,

Ethyl(meth)acrylat,Ethyl (meth)acrylate,

Butyl(meth)acrylat,Butyl (meth)acrylate,

Lauryl(meth)acrylat,Lauryl(meth)acrylate,

2-Ethylhexyl(meth)acrylat,2-Ethylhexyl (meth)acrylate,

Glycidyl(meth)acrylatGlycidyl (meth)acrylate

und ähnliche,and similar,

Acrylnitril,Acrylonitrile,

Methacrylnitril,Methacrylonitrile,

Vinylacetat,Vinyl acetate,

Vinylidenchlorid,Vinylidene chloride,

Olefine wie Ethylen, Propylen, Buten und ähnliche,Olefins such as ethylene, propylene, butene and similar,

Styrol,Styrene,

Divinylbenzol,Divinylbenzene,

&alpha;-Methylstyrol,α-methylstyrene,

Butadien,Butadiene,

IsoprenIsoprene

und ähnliche.and similar.

Die für die Copolymerisation verwendete Menge ungesättigtes Monomer ist abhängig von der Art und Kombination der ungesättigten Monomere, beträgt aber normalerweise 0 - 50 Gew-%.The amount of unsaturated monomer used for copolymerization depends on the type and combination of unsaturated monomers, but is usually 0 - 50 wt%.

Die für die Pfropfcopolymerisation mit den obengenannten Monomeren zu verwendenden, wasserlöslichen Polymere können natürliche oder synthetische sein.The water-soluble polymers to be used for graft copolymerization with the above-mentioned monomers can be natural or synthetic.

Geeignete natürliche, wasserlösliche Polymere sind z. B. Stärken verschiedenen Ursprungs und modifizierte Stärken wie oxidierte Stärke, karboxylierte Stärke, Dialdehydstärke, kationmodifizierte Stärke und ähnliche, Cellulosederivate wie Methylcellulose, Ethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose und ähnliche, Alginsäure, Agar, Pektin, Carrageen, Dextran, Puran, Aronwurzel, Arabisches Gummi (Gummi arabicum), Kasein und Gelatine.Suitable natural, water-soluble polymers include, for example, starches of various origins and modified starches such as oxidized starch, carboxylated starch, dialdehyde starch, cation-modified starch and the like, cellulose derivatives such as methylcellulose, ethylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose and the like, alginic acid, agar, pectin, carrageenan, dextran, puran, aronia root, gum arabic (gum arabic), casein and gelatin.

Synthetische, wasserlösliche Polymere sind z. B. Polyvinylalkohol, Polyvinylether, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenimin, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Polymaleinsäurecopolymer, Polyacrylsäure, Polyacrylamide und ähnliche.Synthetic, water-soluble polymers include polyvinyl alcohol, polyvinyl ether, polyvinylpyrrolidone, polyethyleneimine, polyethylene glycol, polypropylene glycol, Polymaleic acid copolymer, polyacrylic acid, polyacrylamides and the like.

Dieses Monorner wird dem obengenannten, wasserlöslichen Polymer in der 0,1- bis 10-fachen Menge des Gewichts des wasserlöslichen Polymers zugesetzt.This monomer is added to the above-mentioned water-soluble polymer in an amount of 0.1 to 10 times the weight of the water-soluble polymer.

Die obengenannten Monomere werden dann zur Herstellung von Polyacrylamid polymerisiert. Das bevorzugte Polymerisationsverfahren ist die Radikalpolymerisation. Als Lösemittel für die Polymerisation können polare Lösemittel, z. B. wasser, Alkohole, Dimethylformamid und ähnliche verwendet werden. Da die Hofmannsche Zersetzungsreaktion jedoch in wäßriger Lösung erfolgt, wird die Polymerisation bevorzugt in wäßriger Lösung durchgeführt.The above-mentioned monomers are then polymerized to produce polyacrylamide. The preferred polymerization process is radical polymerization. Polar solvents, e.g. water, alcohols, dimethylformamide and the like, can be used as solvents for the polymerization. However, since the Hofmann decomposition reaction takes place in aqueous solution, the polymerization is preferably carried out in aqueous solution.

In einem Fall wie dem obengenannten beträgt die Monomerkonzentration 2 - 30 Gew-%, bevorzugt 5 - 30 Gew-%.In a case such as the above, the monomer concentration is 2 - 30 wt%, preferably 5 - 30 wt%.

Für die Polymerisation ist jeder Initiator geeignet, vorausgesetzt er ist wasserlöslich. Normalerweise wird er vor der Verwendung in einer wäßrigen Lösung von Monomeren gelöst.Any initiator is suitable for polymerization, provided it is water-soluble. Normally it is dissolved in an aqueous solution of monomers before use.

Im einzelnen können z. B. als Peroxidinitiator Ammoniumpersulfat, Kaliumpersulfat, Wasserstoffperoxid, tert-Butylperoxid und ähnliche verwendet werden.Specifically, ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, tert-butyl peroxide and the like can be used as peroxide initiators.

In diesem Fall kann das Peroxid allein verwendet werden oder auch als Redox Polymerisationsmittel durch Kombination mit einem Reduktionsmittel.In this case, the peroxide can be used alone or as a redox polymerization agent by combining it with a reducing agent.

Als Reduktionsmittel können z. B. Sulfite, Bisulfite, Salze schwachionisierter Metalle wie Eisen, Kupfer, Kobalt und ähnliche, organische Amine wie N,N,N',N'- tetramethylethylendiamin und ähnliche verwendet werden, als reduzierende Zucker z. B. Aldose, Ketose und ähnliche.Reducing agents that can be used include sulphites, bisulfites, salts of weakly ionised metals such as iron, copper, cobalt and similar, organic amines such as N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine and similar. as reducing sugars e.g. aldose, ketose and similar.

Als Azoverbindungen können 2,2'-Azobis-2-amidinopropanhydrochlorid, 2,2'-Azo-bis-2,4-dimethylvaleronitril, 4,4'-Azobis-4-zyanovaleriansäure, deren Salze und ähnliche verwendet werden.As azo compounds, 2,2'-azobis-2-amidinopropane hydrochloride, 2,2'-azo-bis-2,4-dimethylvaleronitrile, 4,4'-azobis-4-cyanovaleric acid, their salts and the like can be used.

Außerdem können zwei oder mehrere der obengenannten Polymerisationsinitiatoren zusammen verwendet werden.In addition, two or more of the above polymerization initiators can be used together.

Wird an einem wasserlöslichen Polymer, das sich von dem obengenannten Polymerisationsinitiator unterscheidet, eine Pfropfpolymerisation durchgeführt, können auch Übergangsmetallionen, z. B. Zer(IV)ion, Eisen(III)ion und ähnliche, verwendet werden, und außerdem sind diese Ionen in Kombination mit den obengenannten Polymerisationsinitiatoren verwendbar.When graft polymerization is carried out on a water-soluble polymer other than the above-mentioned polymerization initiator, transition metal ions such as cerium (IV) ion, ferric ion, and the like can also be used, and furthermore, these ions are usable in combination with the above-mentioned polymerization initiators.

Es können 0,01 bis 10 Gew-% Initiator, bezogen auf das Gewicht der Monomere, zugegeben werden, vorzugsweise 0,02 bis 8 Gew-%. Bei Verwendung eines Redox Initiators kann das Reduktionsmittel in Mengen von 0,1 - 100 %, bevorzugt 0,2 - 80 %, bezogen auf Molanteile Initiator, zugegeben werden.0.01 to 10% by weight of initiator, based on the weight of the monomers, can be added, preferably 0.02 to 8% by weight. When using a redox initiator, the reducing agent can be added in amounts of 0.1 - 100%, preferably 0.2 - 80%, based on molar proportions of initiator.

Die Polymerisationstemperatur bei Verwendung eines einzigen Polymerisationsinitiators liegt bei nur 30 - 90ºC und ist bei Verwendung eines Redox Polymerisationsinitiators noch niedriger, und zwar ca. -5 bis 50 ºC.The polymerization temperature when using a single polymerization initiator is only 30 - 90ºC and is even lower when using a redox polymerization initiator, namely approximately -5 to 50 ºC.

Außerdem muß die Temperatur nicht konstant gehalten werden. Sie kann vielmehr dem Verlauf der Polymerisation angepaßt werden. Im allgemeinen steigt die Temperatur im Verlauf der Polymerisation aufgrund der freigesetzten Polymerisationswärme.In addition, the temperature does not have to be kept constant. Rather, it can be adapted to the course of the polymerization. In general, the temperature rises during the polymerization due to the heat of polymerization released.

Im Polymerisationsbehälter ist zu diesem Zeitpunkt jede Atmosphäre geeignet, aber zur Beschleunigung der Polymerisation ist es besser, die Atmosphäre gegen ein Inertgas, z. B. Stickstoff, auszutauschen. Für die Polymerisation ist keine Zeit vorgeschrieben. Sie dauert in der Regel 1 bis 20 Stunden.Any atmosphere is suitable in the polymerization vessel at this time, but to accelerate polymerization it is better to replace the atmosphere with an inert gas, such as nitrogen. There is no time specified for polymerization. It usually takes 1 to 20 hours.

Das nach dem obengenannten Verfahren hergestellte Polyacrylamid wird dann der Hofmannschen Zersetzungsreaktion unterworfen.The polyacrylamide prepared by the above-mentioned process is then subjected to the Hofmann decomposition reaction.

Wird das Polyacrylamid als Einsatzmaterial in wäßriger Lösung hergestellt, kann es direkt verwendet werden, oder es wird gegebenenfalls verdünnt und dann für die Reaktion verwendet.If the polyacrylamide feedstock is prepared in aqueous solution, it can be used directly, or it can be diluted if necessary and then used for the reaction.

Im Falle einer Pfropfcopolymerisation fällt als Nebenprodukt ein ungepfropftes Polyacrylamid an, das Produkt wird jedoch direkt für die Reaktion verwendet, ohne das ungepfropfte Produkt zu entfernen.In the case of graft copolymerization, an ungrafted polyacrylamide is produced as a by-product, but the product is used directly for the reaction without removing the ungrafted product.

Die Hofmannsche Zersetzungsreaktion wird durchgeführt, indem man das Hypohalogenit in Gegenwart einer alkalischen Substanz auf die Amidogruppe des Polyacrylamids wirken läßt.The Hofmann decomposition reaction is carried out by allowing the hypohalite to act on the amido group of the polyacrylamide in the presence of an alkaline substance.

Hypohalogenige Säuren sind z. B. Hypochlorsäure, Hypobromsäure und Hypoiodsäure.Examples of hypohalous acids are hypochlorous acid, hypobromic acid and hypoiodic acid.

Hypohalogenite sind z. B. Metall- oder Erd-alkalimetallsalze. Im einzelnen können Natriumhypochlorit, Kaliumhydrochlorit, Lithiumhypochlorit, Kalziumhypochlorit, Magnesiumhypochlorit, Bariumhypochlorit und ähnliche verwendet werden. Entsprechend können auch Alkalimetalloder Erdalkalimetallhypobromit und -hypoiodit im Falle von Hypobromit und Hypoiodit verwendet werden.Hypohalites are, for example, metal or alkaline earth metal salts. Specifically, sodium hypochlorite, potassium hydrochlorite, lithium hypochlorite, calcium hypochlorite, magnesium hypochlorite, barium hypochlorite and the like can be used. Similarly, alkali metal or alkaline earth metal hypobromite and hypoiodite can also be used in the case of hypobromite and hypoiodite.

Hypohalogenit kann auch gebildet werden, indem ein Halogengas in eine alkalische Lösung geperlt wird.Hypohalite can also be formed by bubbling a halogen gas into an alkaline solution.

Als alkalische Substanzen können z. B. Alkalimetallhydroxid, Erdalkalimetallhydroxid, Alkalimetallkarbonat und ähnliche verwendet werden.Alkaline substances that can be used include, for example, alkali metal hydroxide, alkaline earth metal hydroxide, alkali metal carbonate and similar.

Bevorzugt werden Alkalimetallhydroxide, z. B. Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid und ähnliche.Preferred are alkali metal hydroxides, e.g. sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide and the like.

Bei Verwendung einer hypohalogenigen Säure werden den Polyacrylamiden pro Amidogruppe 0,05 bis 2,0 Mol, vorzugsweise 0,1 bis 1,5 Mol der obengenannten Substanz zugegeben. Bei alkalischen Substanzen werden 0,05 bis 4,0 Mol, vorzugsweise 0,1 bis 3,0 Mol pro Amidogruppe zugegeben. Der pH Wert liegt in diesem Fall üblicherweise bei 11-14.When using a hypohalous acid, 0.05 to 2.0 moles, preferably 0.1 to 1.5 moles of the above-mentioned substance are added to the polyacrylamides per amido group. When using alkaline substances, 0.05 to 4.0 moles, preferably 0.1 to 3.0 moles, are added per amido group. The pH value in this case is usually 11-14.

Die Polyacrylamidkonzentration liegt in solchen Fällen üblicherweise bei 0,1-17,5 Gew-%, vorzugsweise bei 0,1 bis 10 Gew-%, da durch eine hohe Konzentration während der Reaktion das Rühren schwieriger wird oder das Produkt geliert.The polyacrylamide concentration in such cases is usually 0.1-17.5 wt%, preferably 0.1 to 10 wt%, since a high concentration during the reaction makes stirring more difficult or the product gels.

Liegt die Konzentration während der Reaktion unter 1%, wird die Reaktion langsam, so daß eine Konzentration von 1 bis 10 Gew-% bevorzugt wird. Die Reaktionstemperatur kann bei 50 bis 110ºC, bevorzugt 60 bis 100ºC, liegen. Die Hofmannsche Zersetzungsreaktion wird über kurze Zeit in dem obengenannten Temperaturbereich durchgeführt. Die Reaktionszeit kann in Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur und der Polymerkonzentration der Reaktionslösung variieren. Die Reaktionszeit kann daher nicht genau angegeben werden. Liegt die Polymerkonzentration aber z. B. bei 1 Gew-%, beträgt die Reaktionszeit bei 50ºC 10 Minuten oder weniger, bei 65ºC einige Minuten und bei 80ºC einige Zehntelsekunden. Ist die Polymerkonzentratration hoch, kann die Reaktionszeit kürzer sein.If the concentration during the reaction is less than 1%, the reaction becomes slow, so that a concentration of 1 to 10% by weight is preferred. The reaction temperature may be 50 to 110°C, preferably 60 to 100°C. The Hofmann decomposition reaction is carried out for a short time in the above-mentioned temperature range. The reaction time may vary depending on the reaction temperature and the polymer concentration of the reaction solution. The reaction time cannot therefore be specified exactly. However, if the polymer concentration is, for example, 1% by weight, the reaction time is 10 minutes or less at 50°C, several minutes at 65°C and several tenths of a second at 80°C. If the polymer concentration is high, the reaction time may be shorter.

Das Verhältnis von Reaktionszeit und Reaktionstemperatur kann allgemein durch die folgenden zwei Gleichungen ausgedrückt werden. Erfolgt die Reaktion innerhalb dieser Grenzen, kann ein gutes Ergebnis erhalten werden. The relationship between reaction time and reaction temperature can be generally expressed by the following two equations. If the reaction takes place within these limits, a good result can be obtained.

T: Reaktionstemperatur (ºC)T: reaction temperature (ºC)

50&le;T&le;11050&le;T&le;110

Die Anzahl der Kationenäquivalente der unter den obengenannten Bedingungen hergestellten, kationischen Polyacrylamide liegt bei ca. 0-10,0 meq/g (bestimmt durch Kolloidtitration bei einem pH Wert von 2). Durch kontrollierte Zugabe der Hypohalogenitmenge kann die Anzahl der Kationenäquivalente reguliert werden.The number of cation equivalents of the cationic polyacrylamides produced under the above conditions is approximately 0-10.0 meq/g (determined by colloid titration at a pH of 2). The number of cation equivalents can be regulated by controlled addition of the amount of hypohalite.

Da die Reaktion im alkalischen Bereich erfolgt, wird die Aminogruppe hydrolysiert, wodurch als Nebenprodukt eine Carboxylgruppe erhalten wird. Es fallen ca. 0 bis 10,0 meq/g Nebenprodukt als Anionenäquivalent an (bestimmt durch Kolloidtitration bei einem pH Wert von 10). Die Nebenproduktmenge kann durch Anpassung der beigemischten Menge alkalischer Substanz reguliert werden.Since the reaction takes place in the alkaline range, the amino group is hydrolyzed, resulting in a carboxyl group as a byproduct. Approximately 0 to 10.0 meq/g of byproduct are obtained as anion equivalent (determined by colloid titration at a pH of 10). The amount of byproduct can be regulated by adjusting the amount of alkaline substance added.

Nach Durchführung der Reaktion unter den obengenannten Bedingungen wird die Reaktion vorzugsweise abgebrochen, um Nebenreaktionen zu unterdrücken. Wird das Produkt jedoch unmittelbar nach der Reaktion verwendet, braucht die Reaktion in manchen Fällen nicht abgebrochen zu werden.After carrying out the reaction under the above conditions, it is preferable to stop the reaction to suppress side reactions. However, if the product is used immediately after the reaction, the reaction may not need to be stopped in some cases.

Die Reaktion kann abgebrochen werden durchThe reaction can be stopped by

(1) Zugabe eines Reduktionsmittels(1) Addition of a reducing agent

(2) Kühlung oder(2) Cooling or

(3) Senkung des pH Werts der Lösung durch Zugabe einer Säure oder etwas ähnlichem.(3) Lowering the pH of the solution by adding an acid or something similar.

Diese Methoden können einzeln oder kombiniert angewendet werden. Bei der Methode (1) wird das verbleibende Hypohalogenit und ähnliches durch Reaktion mit dem Reduktionsmittel deaktiviert.These methods can be used individually or in combination. In method (1), the remaining hypohalite and the like are deactivated by reaction with the reducing agent.

Im allgemeinen bleiben nach Beendigung der Hofmannschen Zersetzungsreaktion Verbindungen mit aktivem Chlor, z. B. nicht umgesetzte Hypohalogenite und ähnliche, als Rest übrig. Wird solch eine Reaktionslösung als Papierverstärkungsmittel verwendet, führt dies zu Rost auf den Papiermaschinen, so daß aktives Chlor normalerweise durch ein Reduktionsmittel deaktiviert wird.In general, after completion of the Hofmann decomposition reaction, compounds containing active chlorine, e.g. unreacted hypohalites and the like, remain as residue. If such a reaction solution is used as a paper strengthening agent, this leads to rust on the paper machines, so active chlorine is normally deactivated by a reducing agent.

Wird jedoch ein Hypohalogenit mit der gleichen Menge Moläquivalente oder weniger, bezogen auf die Acrylamideinheit des Polymers, und bei hoher Temperatur reagiert, bleibt nach Beendigung der Reaktion praktisch kein nicht umgesetztes Hypohalogenit übrig.However, if a hypohalite is reacted with the same amount molar equivalents or less, based on the acrylamide unit of the polymer, and at high temperature, practically no unreacted hypohalite remains after completion of the reaction.

Das Produkt kann daher ohne Deaktivierung von aktivem Chlor durch ein Reduktionsmittel als Papierverstärkungsmittel verwendet werden.The product can therefore be used as a paper strengthening agent without deactivation of active chlorine by a reducing agent.

Mit der Methode (2) wird die Fortsetzung der Reaktion unterdrückt, z.B. durch Kühlung mit einem Wärmetauscher, Verdünnung mit kaltem Wasser und ähnlichen Verfahren.With method (2) the continuation of the reaction is suppressed, e.g. by cooling with a heat exchanger, dilution with cold water and similar methods.

Die Temperatur liegt normalerweise bei 50ºC oder darunter, vorzugsweise bei 45ºC oder weniger, besonders bevorzugt bei 40ºC oder weniger.The temperature is normally 50ºC or below, preferably 45ºC or less, more preferably 40ºC or less.

Bei der Methode (3) wird die Hofmannsche Zersetzungsreaktion durch Senkung des pH Werts der Lösung, die normalerweise alkalisch ist (pH12-13), nach Beendigung der Reaktion durch eine Säure abgebrochen. Gleichzeitig wird die Hydrolysereaktion unterdrückt.In method (3), the Hofmann decomposition reaction is stopped by lowering the pH value of the solution, which is normally alkaline (pH12-13), after the reaction has been terminated by an acid. At the same time, the hydrolysis reaction is suppressed.

An diesem Punkt braucht der pH Wert nur neutral oder unter neutral zu sein, bevorzugt 4-6.At this point the pH only needs to be neutral or below neutral, preferably 4-6.

In Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen kann jede der Methoden (1) bis (3) gewählt werden, um die Reaktion abzubrechen. Die Methoden können auch kombiniert angewendet werden.Depending on the reaction conditions, any of the methods (1) to (3) can be chosen to terminate the reaction. The methods can also be used in combination.

Anionische, anorganische Substanzen, die zusammen mit dem nach dem obenbeschriebenen Verfahren hergestellten Hofmannschen Zersetzungspolyacrylamid verwendet werden können, sind Natriumsilikat, anionische, anorganische Substanzen in Partikelform und deren Gemische.Anionic, inorganic substances that can be used together with Hofmann decomposition polyacrylamide prepared by the process described above are sodium silicate, anionic, inorganic substances in particle form and mixtures thereof.

Natriumsilikat kann durch Schmelzen von Siliziumdioxid mit Natriumkarbonat oder Natriumhydroxid bei erhöhter Temperatur hergestellt werden. Auch im Handel erhältliche Natriumsilikatlösung kann verwendet werden. Die folgende allgemeine Formel zeigt die Struktur:Sodium silicate can be prepared by melting silicon dioxide with sodium carbonate or sodium hydroxide at elevated temperature. Commercially available sodium silicate solution can also be used. The following general formula shows the structure:

NaO nSiO&sub2; xH&sub2;ONaO nSiO₂ xH₂O

worin n1-4 ist. Als Beispiele seien genannt Natriummetasilikat, Natriumorthosilikat, Wasserglas Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 und ähnliche.where n is 1-4. Examples include sodium metasilicate, sodium orthosilicate, water glass No. 1, No. 2 and No. 3 and the like.

Sie können in Form von Flocken oder Pulver oder ähnlichem, gelöst in Wasser, oder als wäßrige Lösungen, wie sie im Handel erhältlich sind, verwendet werden.They can be used in the form of flakes or powder or similar, dissolved in water, or as aqueous solutions, as are commercially available.

Bei anionischen, anorganischen Substanzen in Partikelform ist wichtig, daß sie in Wasser unlöslich sind und in Wasser anionisch geladen werden. Es können verschiedene Materialien verwendet werden.For anionic, inorganic substances in particle form, it is important that they are insoluble in water and be anionically charged in water. Various materials can be used.

Im einzelnen können z. B. Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Antimonoxid, Titanoxid und Oxide wie Tonmineralien, z. B. Aluminiumsilikate wie Montmorillonit, Bentonit, Kaolin, Aktivton, Quarzsand, Diatomeenerde und ähnliche, Magnesiasilikate wie Talkum, aber auch Karbonate wie Kalziumkarbonat und ähnliche verwendet werden.In detail, for example, silicon dioxide, aluminum oxide, antimony oxide, titanium oxide and oxides such as clay minerals, e.g. aluminum silicates such as montmorillonite, bentonite, kaolin, activated clay, quartz sand, diatomaceous earth and similar, magnesia silicates such as talc, but also carbonates such as calcium carbonate and similar can be used.

Sind die obengenannten Partikel zu groß, verringert sich der Verbundeffekt. Die Partikel haben üblicherweise eine Größe von 100 um oder weniger, vorzugsweise 50 um oder weniger, besonders bevorzugt 10 um oder weniger.If the above particles are too large, the bonding effect is reduced. The particles usually have a size of 100 µm or less, preferably 50 µm or less, particularly preferably 10 µm or less.

Das Verhältnis von anionischer, anorganischer Substanz zu Hofmannschem Zersetzungspolyacrylamid, wenn beide zugegeben werden, kann bei 1 bis 500 Gew-%, bevorzugt 2 bis 400 Gew-%, besonders bevorzugt 3 bis 300 Gew-% anionische, anorganische Substanz, bezogen auf Hofmannsches Zersetzungspolyacrylamid, liegen. Ist das Verhältnis zu klein, wird die durch den kombinierten Einsatz erzielbare Wirkung nicht erreicht, während bei einem zu großen Verhältnis die Funktion des Hofmannschen Zersetzungspolyacrylamids beeinträchtigt wird.The ratio of anionic, inorganic substance to Hofmann's decomposition polyacrylamide, when both are added, can be 1 to 500 wt. %, preferably 2 to 400 wt. %, particularly preferably 3 to 300 wt. % of anionic, inorganic substance, based on Hofmann's decomposition polyacrylamide. If the ratio is too small, the effect achievable by the combined use is not achieved, while if the ratio is too large, the function of Hofmann's decomposition polyacrylamide is impaired.

Die Hofmannsche Zersetzungsquote ist nicht festgelegt. Sie liegt normalerweise bei 5 bis 60 Mol %, bevorzugt 10 bis 50 Mol %.The Hofmann decomposition rate is not fixed. It is normally between 5 and 60 mol %, preferably 10 to 50 mol %.

In der Praxis können die mit Hofmannschem Zersetzungspolacrylamid kombinierten, anionischen, anorganischen Substanzen so zugegeben werden, daß das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Hofmannsche Zersetzungspolyacrylamid durch Reaktion über kurze Zeit bei hoher Temperatur hergestellt wird und direkt verwendet werden kann, und aufgrund der hohen Alkalität der erhaltenen Reaktionsflüssigkeit die gemeinsame Zugabe nach einem der folgenden Verfahren erfolgen kann.In practice, the anionic inorganic substances combined with Hofmann's decomposition polyacrylamide can be added so that the Hofmann's decomposition polyacrylamide used according to the present invention is prepared by reaction for a short time at high temperature and can be used directly, and due to the high alkalinity of the obtained Reaction liquid the joint addition can be carried out by one of the following methods.

Konkret kann der Ablauf wie folgt gewählt werden:Specifically, the procedure can be selected as follows:

(i) Bei der Hofmannschen Zersetzungsreaktion wird die anionische, anorganische Substanz vorab Natriumhydroxid, Natriumhypochlorit oder Lösungsgemischen davon zugesetzt und darin gelöst, und das Gemisch wird für die Hofmannsche Zersetzungsreaktion verwendet.(i) In the Hofmann decomposition reaction, the anionic inorganic substance is previously added to and dissolved in sodium hydroxide, sodium hypochlorite or mixed solutions thereof, and the mixture is used for the Hofmann decomposition reaction.

(ii) Die anionische, anorganische Substanz wird der Reaktionsflüssigkeit nach der Hofmannschen Zersetzungsreaktion zugegeben.(ii) The anionic inorganic substance is added to the reaction liquid after the Hofmann decomposition reaction.

(iii) Beide werden getrennt zugegeben.(iii) Both are added separately.

Normalerweise werden dem Faserbrei das Hofmannsche Zersetzungspolyacrylamid und die anionische, anorganische Substanz in einer Menge von 0,005 bis 5,0%, bevorzugt 0,01 bis 2,0%, bezogen auf das Trockengewicht des Faserbreis, zugegeben.Normally, the Hofmann decomposition polyacrylamide and the anionic inorganic substance are added to the pulp in an amount of 0.005 to 5.0%, preferably 0.01 to 2.0%, based on the dry weight of the pulp.

In diesem Fall richtet sich das Verhältnis von Hofmannschem Zersetzungspolyacrylamid zu anionischer, anorganischer Substanz nach den Bedingungen der Papierherstellung. Soll die Entwässerungsneigung z.B. erhöht werden, um die Papierherstellung zu beschleunigen, wird der Anteil an anionischer, anorganischer Substanz gering gehalten. Soll jedoch die Papierbildung reguliert und ein gleichmäßiges Papier hergestellt werden, wird der Anteil an anionischer, anorganischer Substanz erhöht.In this case, the ratio of Hofmann decomposition polyacrylamide to anionic, inorganic substance depends on the conditions of paper production. If, for example, the tendency to dewater is to be increased in order to speed up paper production, the proportion of anionic, inorganic substance is kept low. However, if paper formation is to be regulated and a uniform paper is to be produced, the proportion of anionic, inorganic substance is increased.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Wirkung manchmal weiter erhöht, wenn Aluminiumsulfat oder wasserlösliche, anionische Harze kombiniert verwendet werden.According to the process of the invention, the effect is sometimes further increased when aluminum sulfate or water-soluble anionic resins are used in combination.

Die hier verwendeten, wasserlöslichen, anionischen Harze können wasserlösliche Harze mit einem anionischen Substituenten sein, z.B. einer Carboxyl-, Sulfonsäure-, Phosphorsäure- und ähnlicher Gruppe oder deren Salzen.The water-soluble anionic resins used here may be water-soluble resins having an anionic substituent, e.g. a carboxyl, sulfonic acid, phosphoric acid and similar group or their salts.

Beispiele für solche Harze sind:Examples of such resins are:

anionische Acrylamidharze,anionic acrylamide resins,

anionische Polyvinylalkoholharze,anionic polyvinyl alcohol resins,

Carboxymethylcellulose,carboxymethyl cellulose,

carboxymethylierte Stärke,carboxymethylated starch,

NatriumalginatSodium alginate

und ähnliche.and similar.

Der Zeitpunkt der Zugabe ist nicht speziell vorgeschrieben. Die Zugabe kann vor, nach oder gleichzeitig mit der Zugabe von Hofmannschem Zersetzungspolyacrylamid und Natriumsilikat zum Faserbrei erfolgen. Sie kann ferner jeweils zum Hofmannschen Zersetzungspolyacrylamid und Natriumsilikat oder einem Lösungsgemisch davon erfolgen.The time of addition is not specifically prescribed. The addition can be made before, after or at the same time as the addition of Hofmann decomposition polyacrylamide and sodium silicate to the pulp. It can also be made to the Hofmann decomposition polyacrylamide and sodium silicate or a solution mixture thereof.

Die Zugabe kann an beliebiger Stelle erfolgen, jedoch vor Bildung der nassen Bahn.The addition can be made at any point, but before the wet web is formed.

Bevorzugt wird eine Stelle, an der die Chemikalien gut mit dem Faserbrei gemischt und verdünnt werden können und die in der Nähe der Siebpartie der Papiermaschine liegt, z. B. Maschinenbütte, Mischkasten, Knotenfänger, Siebwassergrube, Siebablauf und ähnliche.A location is preferred where the chemicals can be well mixed and diluted with the pulp and which is close to the wire section of the paper machine, e.g. machine chest, mixing box, knot catcher, white water pit, wire drain and similar.

Als Papiermaschine kann entweder eine Langsiebmaschine oder eine Rundsiebmaschine verwendet werden.Either a fourdrinier machine or a cylinder machine can be used as a paper machine.

Nach Zugabe des erfindungsgemäßen Additivs für die Papierherstellung zum Faserbrei (Konzentration 0,5 bis 5,0%, pH Wert 4,0 bis 9,0 bei einer Temperatur von 20 bis 70ºC) wird in der Siebpartie eine nasse Bahn gebildet und das Wasser in der Pressenpartie abgepreßt. Der Walzenspaltdruck in der Pressenpartie reicht von 20 bis 400 kg/cm. Nach Durchlaufen der Pressenpartie wird die nasse Bahn zur Trockenpartie transportiert und mit Dampf getrocknet.After adding the additive for paper production according to the invention to the pulp (concentration 0.5 to 5.0%, pH value 4.0 to 9.0 at a temperature of 20 to 70ºC), a wet web is formed in the wire section and the water is pressed out in the press section. The nip pressure in the press section ranges from 20 to 400 kg/cm. After passing through the press section, the wet web is transported to the drying section and dried with steam.

Der Dampfdruck liegt bei 2-15 kg/cm², und die Trocknung wird bei 80-200ºC in einer Walze durchgeführt. Im Anschluß daran können chemische Behandlungen in der Leimpresse oder im Glättwerk durchgeführt werden, um die Druckeigenschaften, Oberflächenfestigkeit, Wasserbeständigkeit und wasserabweisenden Eigenschaften zu verbessern.The steam pressure is 2-15 kg/cm² and drying is carried out at 80-200ºC in a roller. Subsequently, chemical treatments can be carried out in the size press or in the polishing machine to improve the printing properties, surface strength, water resistance and water-repellent properties.

Das erfindungsgemäße Additiv für die Papierherstellung weist als Wirkstoffe ein Hofmannsches Zersetzungspolyacrylamid und eine anionische, anorganische Substanz auf. Die Konzentration dieser Wirkstoffe liegt bei 0,001 bis 50%.The additive according to the invention for paper production has a Hofmann decomposition polyacrylamide and an anionic, inorganic substance as active ingredients. The concentration of these active ingredients is 0.001 to 50%.

Das Mengenverhältnis von anionischer, anorganischer Substanz zu Hofmannschem Zersetzungspolyacrylamid liegt bei 1-500 Gew-%, bevorzugt 2-400%, besonders bevorzugt 3-300%. Ist das Mischungsverhältnis zu niedrig, wird die Wirkung nicht erreicht. Ist das Verhältnis zu hoch, verschlechtert sich die Eigenschaft des Hofmannschen Zersetzungspolyacrylamids. Die Zersetzungsquote ist nicht festgelegt. Sie beträgt aber normalerweise 5 bis 60 Mol %, bevorzugt 10 bis 50 Mol %.The ratio of anionic, inorganic substance to Hofmann decomposition polyacrylamide is 1-500% by weight, preferably 2-400%, particularly preferably 3-300%. If the mixing ratio is too low, the effect is not achieved. If the ratio is too high, the properties of the Hofmann decomposition polyacrylamide deteriorate. The decomposition rate is not specified. However, it is normally 5 to 60 mol%, preferably 10 to 50 mol%.

Das Hofmannsche Zersetzungspolyacrylamid kann folgendermaßen mit einer anionischen, anorganischen Substanz gemischt werden:Hofmann decomposition polyacrylamide can be mixed with an anionic, inorganic substance as follows:

(i) Bei der Hofmannschen Zersetzungsreaktion können sie vorab Natriumhydroxid, Natriumhypochlorit oder einem Lösungsgemisch davon zugesetzt oder darin gelöst werden. Das Gemisch wird dann für die Hofmannsche Zersetzungsreaktion verwendet.(i) In the Hofmann decomposition reaction, they can be preliminarily added to or dissolved in sodium hydroxide, sodium hypochlorite or a mixture of solutions thereof. The mixture is then used for the Hofmann decomposition reaction.

(ii) Sie können nach der Hofmannschen Zersetzungsreaktion mit der Reaktionsflüssigkeit gemischt werden.(ii) They can be mixed with the reaction liquid after the Hofmann decomposition reaction.

Die nach der Hofmannschen Zersetzungsreaktion erhaltene Lösung hat normalerweise einen pH Wert von 12-13, der jedoch vor dem Mischen mit einer anionischen, anorganischen Substanz durch eine anorganische oder organische Säure gesenkt werden kann. Der pH Wert kann außerdem nach dem Mischen mit einer anionischen, anorganischen Substanz gesenkt werden. Das erfindungsgemäße Additiv für die Papierherstellung kann einen pH Wert von 2-14 haben.The solution obtained after the Hofmann decomposition reaction normally has a pH of 12-13, which, however, can be lowered by an inorganic or organic acid before mixing with an anionic, inorganic substance. The pH can also be lowered after mixing with an anionic, inorganic substance. The papermaking additive according to the invention can have a pH of 2-14.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können die kationischen Monomere der obengenannten allgemeinen Formel (I) z.B. (Meth) acrylsäureesterderivate wie Dimethylaminoethyl(meth) acrylat und Diethylaminoethyl (meth) acrylat und (Meth) acrylamidderivate wie Dimethylaminopropyl(meth) acrylamid und Diethylaminopropyl (meth) acrylamid sein.According to the present invention, the cationic monomers of the above-mentioned general formula (I) may be, for example, (meth)acrylic acid ester derivatives such as dimethylaminoethyl (meth)acrylate and diethylaminoethyl (meth)acrylate and (meth)acrylamide derivatives such as dimethylaminopropyl (meth)acrylamide and diethylaminopropyl (meth)acrylamide.

Die organischen oder anorganischen Säuresalze können Salze anorganischer Säuren sein, z.B. Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure und ähnliche, oder Salze organischer Säuren, z.B. Essigsäure, Ameisensäure und ähnliche.The organic or inorganic acid salts can be salts of inorganic acids, e.g. sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid and the like, or salts of organic acids, e.g. acetic acid, formic acid and the like.

Die durch Reaktion der Verbindung gemäß der obengenannten allgemeinen Formel (I) mit einem Quarternierungsmittel erhaltenen, quarternären Ammoniumsalze sind z.B. Vinylmonomere mit einem quarternären Ammoniumsalz, hergestellt durch Reaktion eines Vinylmonomers mit einer tertiären Aminogruppe mit einem Quarternierungsmittel wie Methylchlorid, Methylbromid, Methyliodid, Dimethylschwefelsäure, Epichlorhydrin, Benzylchlorid und ähnlichen.The quaternary ammonium salts obtained by reacting the compound according to the above general formula (I) with a quaternizing agent are, for example, vinyl monomers having a quaternary ammonium salt prepared by reacting a vinyl monomer having a tertiary amino group with a quaternizing agent such as methyl chloride, methyl bromide, methyl iodide, dimethylsulfuric acid, epichlorohydrin, benzyl chloride and the like.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Vinylmonomer mit einer tertiären Aminogruppe oder können dessen organische oder anorganische Salze in Kombination mit einem durch Reaktion mit einem Quarternierungsmittel erhaltenen, quarternären Ammoniumsalz verwendet werden. Das Mischungsverhältnis ist nicht festgelegt.According to the present invention, a vinyl monomer having a tertiary amino group or its organic or inorganic salts in combination with a quaternary ammonium salt obtained by reaction with a quaternizing agent. The mixing ratio is not specified.

Der Anteil an kationischem Monomer liegt normalerweise bei 0,5-70 Mol %, bevorzugt bei 2-50 Mol %.The proportion of cationic monomer is normally 0.5-70 mol%, preferably 2-50 mol%.

Die &alpha;, &beta;-ungesättigten Karbonsäuren oder deren Salze, z. B. Alkalimetallsalze oder Ammoniumsalze, sind anionische Vinylmonomere wie ungesättigte Karbonsäuren, z. B.The α, β-unsaturated carboxylic acids or their salts, e.g. alkali metal salts or ammonium salts, are anionic vinyl monomers such as unsaturated carboxylic acids, e.g.

Maleinsäure,Maleic acid,

Fumarsäure,Fumaric acid,

Itakonsäure,Itaconic acid,

(Meth)acrylsäure,(Meth)acrylic acid,

Crotonsäure,Crotonic acid,

Citraconsäure,Citraconic acid,

und ähnliche,and similar,

und deren Alkalimetallsalze, z.B. Natriumsalze,and their alkali metal salts, e.g. sodium salts,

Kaliumsalze und ähnliche, und deren Ammoniumsalze.Potassium salts and similar, and their ammonium salts.

Die Monomermenge kann 0,5 bis 20 Mol %, bevorzugt 2 bis 20 Mol %, betragen.The amount of monomer can be 0.5 to 20 mol %, preferably 2 to 20 mol %.

Das durch die allgemeine Formel (II) der vorliegenden Erfindung dargestellte Monomer kann Acrylamid und Methacrylamid sein sowie eins der im Handel erhältlichen Monomere in Form von Pulver oder wäßriger Lösung. Das Monomer kann in Mengen von 10 bis 90 Mol % verwendet werden.The monomer represented by the general formula (II) of the present invention may be acrylamide and methacrylamide, and any of the commercially available monomers in the form of powder or aqueous solution. The monomer may be used in amounts of 10 to 90 mol%.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann als vierte Komponente außer (a) bis (c) ein Vernetzungsmonomer (d) verwendet werden.According to the present invention, a crosslinking monomer (d) can be used as the fourth component other than (a) to (c).

Das Vernetzungsmonomer kann ein Monomer mit mindestens zwei Doppelbindungen im Molekül und ein N-alkoxymethyl(meth) acrylamidderivat sein.The crosslinking monomer can be a monomer with at least two double bonds in the molecule and an N-alkoxymethyl(meth)acrylamide derivative.

Im einzelnen können dies z.B. sein:In detail, these can be, for example:

MethylenbisacrylamidMethylenebisacrylamide

Diallylacrylamid,Diallylacrylamide,

Triacrylformal,Triacrylformal,

Diacryloylimid,Diacryloylimide,

Ethylenglykolacrylat,Ethylene glycol acrylate,

Ethylenglykoldimethacrylat,Ethylene glycol dimethacrylate,

Propylenglykoldiacrylat,Propylene glycol diacrylate,

1,3-Butylenglykoldimethacrylat,1,3-Butylene glycol dimethacrylate,

1,4-Butylenglykolmethacrylat,1,4-Butylene glycol methacrylate,

Glyzerindimethacrylat,Glyceryl dimethacrylate,

Neopentylglyzerindimethacrylat,Neopentylglycerin dimethacrylate,

Trimethylolpropantriacrylat,Trimethylolpropane triacrylate,

Divinylbenzol,Divinylbenzene,

DiallylphthalatDiallyl phthalate

und ähnliche.and similar.

N-alkoxymethyl(meth)acrylamidderivate schließen N- hydroxymethyl(meth)acrylamid ein, z.B.N-alkoxymethyl(meth)acrylamide derivatives include N-hydroxymethyl(meth)acrylamide, e.g.

N-methylol(meth)acrylamid,N-methylol(meth)acrylamide,

N-methoxymethyl(meth)acrylamid,N-methoxymethyl(meth)acrylamide,

N-ethoxymethyl(meth)acrylamid,N-ethoxymethyl(meth)acrylamide,

N-n-butoxymethyl(meth)acrylamid,N-n-butoxymethyl(meth)acrylamide,

N-tert-butoxymethyl(meth)acrylamidN-tert-butoxymethyl(meth)acrylamide

und ähnliche.and similar.

Die Menge an Vernetzungsmittel ist abhängig von der Art des Vernetzungsmonomers, liegt aber normalerweise bei 0,0001-20 Mol %, bevorzugt bei 0,001-10 Mol %.The amount of crosslinking agent depends on the type of crosslinking monomer, but is normally 0.0001-20 mol%, preferably 0.001-10 mol%.

Liegt sie unter 0,0001 Mol %, kommt die papierfestigende Wirkung nicht voll zur Geltung. Übersteigt sie andererseits 20 Mol %, kommt es wahrscheinlich zur Gelierung.If it is less than 0.0001 mol %, the paper-strengthening effect is not fully achieved. On the other hand, if it exceeds 20 mol %, gelling is likely to occur.

Das erfindungsgemäße, kationische Polyacrylamid (B) kann nach herkömmlichen Verfahren zur Polymerisation solcher wasserlöslicher Vinylmonomere hergestellt werden.The cationic polyacrylamide (B) according to the invention can be prepared by conventional methods for polymerizing such water-soluble vinyl monomers.

Bevorzugt wird z.B. die Radikalpolymerisation.Radical polymerization, for example, is preferred.

Die Monomerkonzentration kann 2-30 Gew-%, bevorzugt 5 bis 30 Gew-% betragen.The monomer concentration can be 2-30 wt%, preferably 5 to 30 wt%.

An den Polymerisationsinhibitor werden keine besonderen Anforderungen gestellt, außer daß er wasserlöslich sein muß. Er wird üblicherweise gelöst in einer wäßrigen Lösung des Monomers verwendet.There are no special requirements for the polymerization inhibitor, except that it must be water-soluble. It is usually used dissolved in an aqueous solution of the monomer.

Polymerisationsinitiatoren sind z. B.Polymerization initiators include:

Peroxide wie Wasserstoffperoxid, Benzoylperoxid und ähnliche;Peroxides such as hydrogen peroxide, benzoyl peroxide and similar;

Persulfate wie Natriumpersulfat, Kaliumpersulfat, Ammo niumpersulfat und ähnliche;Persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate and similar;

Bromate wie Natriumbromat, Kaliumbromat und ähnliche;Bromates such as sodium bromate, potassium bromate and similar;

Perborate wie Natriumperborat, Kaliumperborat, Ammoniumperborat und ähnliche;Perborates such as sodium perborate, potassium perborate, ammonium perborate and similar;

Perkarbonate wie Natriumperkarbonat, Kaliumperkarbonat, Ammoniumperkarbonat und ähnliche;Percarbonates such as sodium percarbonate, potassium percarbonate, ammonium percarbonate and similar;

Perphosphate wie Natriumperphosphat, Kaliumperphosphat, Ammoniumperphosphat und ähnliche;Perphosphates such as sodium perphosphate, potassium perphosphate, ammonium perphosphate and similar;

tert-Butylperoxid und ähnliche.tert-butyl peroxide and similar.

Die obengenannten Initiatoren können allein oder in Kombination mit einem Reduktionsmittel als Redox - Polymerisationsmittel verwendet werden.The above-mentioned initiators can be used alone or in combination with a reducing agent as redox polymerization agents.

Reduktionsmittel können z.B. sein: Sulfite, Bisulfite, Salze von Eisen, Kupfer, Kobalt und ähnlichen, schwachionisierten Metallen, organische Amine wie N,N,N',N'- tetramethylethylendiamin und ähnliche und reduzierende Zucker wie Aldose und Ketose.Reducing agents can be, for example: sulfites, bisulfites, salts of iron, copper, cobalt and similar, weakly ionized metals, organic amines such as N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine and similar and reducing sugars such as aldose and ketose.

Als Azoverbindungen können 2,2'-Azobis-4-amidinopropanhydrochlorid, 2,2'-Azo-bis-2,4-dimethylvaleronitril, 4,4'-Azobis-4-zyanovaleriansäure, deren Salze und ähnliche verwendet werden.As azo compounds, 2,2'-azobis-4-amidinopropane hydrochloride, 2,2'-azo-bis-2,4-dimethylvaleronitrile, 4,4'-azobis-4-cyanovaleric acid, their salts and the like can be used.

Außerdem können zwei oder mehrere der obengenannten Polymerisationsinitiatoren kombiniert verwendet werden.In addition, two or more of the above polymerization initiators can be used in combination.

Im Falle eines einzigen Polymerisationsinitiators liegt die Polymerisationstemperatur bei nur 30 bis 90ºC und beträgt bei Verwendung eines Redox - Polymerisationsinitiators sogar nur 5 bis 50ºC.In the case of a single polymerization initiator, the polymerization temperature is only 30 to 90ºC and when using a redox polymerization initiator it is even only 5 to 50ºC.

Außerdem braucht die Temperatur nicht konstant gehalten zu werden. Sie kann dem Polymerisationsverlauf angepaßt werden. Im allgemeinen steigt die Temperatur im Verlauf der Polymerisation durch die gebildete Polymerisationswärme.In addition, the temperature does not need to be kept constant. It can be adjusted to the polymerization process. In general, the temperature rises during the polymerization process due to the heat of polymerization generated.

An die Atmosphäre im Polymerisationsbehälter werden zu diesem Zeitpunkt keine besonderen Anforderungen gestellt, aber zur Beschleunigung der Polymerisation ist es besser, die Atmosphäre gegen ein Inertgas, z.B. Stickstoff, auszutauschen. Für die Polymerisation ist keine Zeit vorgeschrieben. Sie dauert in der Regel 1 bis 20 Stunden.There are no special requirements for the atmosphere in the polymerization vessel at this stage, but to accelerate polymerization it is better to replace the atmosphere with an inert gas, e.g. nitrogen. There is no time specified for polymerization. It usually lasts from 1 to 20 hours.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird zur Herstellung von Papier aus Faserbrei verwendet. Es erlaubt in wirkungsvoller Weise, die Entwässerung bei der Papierherstellung deutlich zu verbessern und die Festigkeit und mechanische Festigkeit des Papiers zu erhöhen.The process according to the invention is used to produce paper from pulp. It effectively allows the drainage during paper production to be significantly improved and the strength and mechanical strength of the paper to be increased.

Das Verhältnis von Hofmannschem Zersetzungspolyacrylamid zu kationischem Polyacrylamid (B) richtet sich nach dem Rohstoff für den Faserbrei und dem Siebwasser. Im Hinblick auf den Mischungseffekt kann es zwischen 95:5 und 5:95, bevorzugt 80:20 und 20:80, liegen.The ratio of Hofmann decomposition polyacrylamide to cationic polyacrylamide (B) depends on the raw material for the pulp and the white water. With regard to the mixing effect, it can be between 95:5 and 5:95, preferably 80:20 and 20:80.

Das kationische Polyacrylamid kann dem Faserbrei so zugegeben werden, daß man das Hofmannsche Zersetzungspolyacrylamid und das kationische Polyacrylamid (B) dem Faserbrei getrennt zugibt oder das Hofmannsche Zersetzungspolyacrylamid und das kationische Polyacrylamid (B) zuerst mischt und dann dem Faserbrei zugibt. Beide Methoden sind möglich.The cationic polyacrylamide can be added to the pulp in such a way that the Hofmann decomposition polyacrylamide and the cationic polyacrylamide (B) are added to the pulp separately or the Hofmann decomposition polyacrylamide and the cationic polyacrylamide (B) are first mixed and then added to the pulp. Both methods are possible.

Die Wirkung der Kombination von Hofmannschem Zersetzungspolyacrylamid und kationischem Polyacrylamid (B) wird manchmal weiter erhöht, wenn Aluminiumsulfat oder wasserlösliche, anionische Harze mitverwendet werden.The effect of the combination of Hofmann decomposition polyacrylamide and cationic polyacrylamide (B) is sometimes further increased when aluminum sulfate or water-soluble anionic resins are used.

Die hier verwendeten, wasserlöslichen, anionischen Harze können wasserlösliche Harze mit einem anionischen Substituenten sein, z.B. einer Carboxyl-, Sulfonsäure-, Phosphorsäure- und ähnlicher Gruppe oder deren Salzen.The water-soluble anionic resins used here may be water-soluble resins having an anionic substituent, e.g. a carboxyl, sulfonic acid, phosphoric acid and similar group or their salts.

Beispiele für solche Harze sind:Examples of such resins are:

anionische Acrylamidharze,anionic acrylamide resins,

anionische Polyvinylalkoholharze,anionic polyvinyl alcohol resins,

Carboxymethylcellulose,carboxymethyl cellulose,

carboxymethylierte Stärke,carboxymethylated starch,

NatriumalginatSodium alginate

und ähnliche.and similar.

Der Zeitpunkt der Zugabe ist nicht speziell vorgeschrieben. Die Zugabe kann vor, nach oder gleichzeitig mit der Zugabe des Hofmannschen Zersetzungspolyacrylamids und kationischen Polyacrylamids (B) zum Faserbrei erfolgen. Außerdem können die Mittel getrennt jeweils mit dem Hofmannschen Zersetzungspolyacrylamid und dem kationischen Polyacrylamid (B) oder einem Lösungsgemisch aus Hofmannschem Zersetzungspolyacrylamid und kationischem Polyacrylamid (B) gemischt werden.The time of addition is not specifically prescribed. The addition can be made before, after or at the same time as the addition of the Hofmann decomposition polyacrylamide and the cationic polyacrylamide (B) to the pulp. In addition, the agents can be mixed separately with the Hofmann decomposition polyacrylamide and the cationic polyacrylamide (B) or a solution mixture of the Hofmann decomposition polyacrylamide and the cationic polyacrylamide (B).

Die Zugabe kann an beliebiger Stelle erfolgen, jedoch vor Bildung der nassen Bahn.The addition can be made at any point, but before the wet web is formed.

Bevorzugt wird eine Stelle, an der die Chemikalien gut mit dem Faserbrei gemischt und verdünnt werden können und die in der Nähe der Siebpartie der Papiermaschine liegt, z.B. Maschinenbütte, Mischkasten, Knotenfänger, Siebwassergrube, Siebablauf und ähnliche.A location is preferred where the chemicals can be well mixed and diluted with the pulp and which is close to the wire section of the paper machine, e.g. machine chest, mixing box, knot catcher, white water pit, wire drain and similar.

Als Papiermaschine kann entweder eine Langsiebmaschine oder eine Rundsiebmaschine verwendet werden.Either a fourdrinier machine or a cylinder machine can be used as a paper machine.

Nach Zugabe des erfindungsgemäßen Additivs für die Papierherstellung zum Faserbrei (Konzentration 0,5 bis 5,0%, pH Wert 4,0 bis 9,0 bei einer Temperatur von 20 bis 70ºC) wird in der Siebpartie eine nasse Bahn gebildet und das Wasser in der Pressenpartie abgepreßt. Der Walzenspaltdruck in der Pressenpartie reicht von 20 bis 400 kg/cm. Nach Durchlaufen der Pressenpartie wird die nasse Bahn zur Trockenpartie transportiert und mit Dampf getrocknet.After adding the additive according to the invention for paper production to the pulp (concentration 0.5 to 5.0%, pH value 4.0 to 9.0 at a temperature of 20 to 70°C), a wet web is formed in the wire section and the water is pressed out in the press section. The roller nip pressure in the press section ranges from 20 to 400 kg/cm. After passing through the press section, the wet web is transported to the drying section and dried with steam.

Der Dampfdruck liegt bei 2-15 kg/cm², und die Trocknung wird bei 80-200ºC in einer Walze durchgeführt.The steam pressure is 2-15 kg/cm² and the drying is carried out at 80-200ºC in a roller.

Im Anschluß daran können chemische Behandlungen in der Leimpresse oder im Glättwerk durchgeführt werden, um die Druckeigenschaften, Oberflächenfestigkeit, Wasserbeständigkeit und wasserabweisenden Eigenschaften zu verbessern.Subsequently, chemical treatments can be carried out in the size press or in the polishing machine to improve the printing properties, surface strength, water resistance and water-repellent properties.

Das erfindungsgemäße Additiv für die Papierherstellung kann ein wasserlösliches, flüssiges Gemisch sein, das als Wirkstoffe ein Hofmannsches Zersetzungspolyacrylamid und ein kationisches Polyacrylamid (B) aufweist. Die Konzentration der Wirkstoffe liegt bei 0,001-50%.The additive for papermaking according to the invention can be a water-soluble, liquid mixture containing as active ingredients a Hofmann decomposition polyacrylamide and a cationic polyacrylamide (B). The concentration of the active ingredients is 0.001-50%.

Das Mengenverhältnis von Hofmannschem Zersetzungspolyacrylamid zu kationischem Polyacrylamid (B) liegt bei 95 5 bis 5:95, bevorzugt 80:20 bis 20:80%, bezogen auf das Gewicht.The ratio of Hofmann decomposition polyacrylamide to cationic polyacrylamide (B) is 95% to 5:95, preferably 80:20 to 20:80%, based on weight.

Ist das Mischungsverhältnis zu niedrig, wird die durch die Kombination angestrebte Wirkung nicht erreicht. Ist das Verhältnis zu hoch, verschlechtert sich die Funktion des Hofmannschen Zersetzungspolyacrylamids. Die Zersetzungsquote ist nicht festgelegt, beträgt aber normalerweise 5-60 Mol %, bevorzugt 10-50 Mol %.If the mixing ratio is too low, the desired effect of the combination will not be achieved. If the ratio is too high, the function of the Hofmann decomposition polyacrylamide deteriorates. The decomposition rate is not specified, but is normally 5-60 mol%, preferably 10-50 mol%.

Das Hofmannsche Zersetzungspolyacrylamid kann wie unten beschrieben mit einem kationischen Polyacrylamid (B) gemischt werden. Die nach der Hofmannschen Zersetzungsreaktion erhaltene Lösung hat normalerweise einen pH Wert von 12-13, der jedoch vor oder nach dem Mischen mit kationischem Polyacrylamid (B) durch eine anorganische oder organische Säure gesenkt werden kann.The Hofmann decomposition polyacrylamide can be mixed with a cationic polyacrylamide (B) as described below. The solution obtained after the Hofmann decomposition reaction normally has a pH of 12-13, but this can be lowered by an inorganic or organic acid before or after mixing with cationic polyacrylamide (B).

Die erfindungsgemäßen Additive für die Papierherstellung können einen pH Wert von 2-14 haben.The additives for paper production according to the invention can have a pH value of 2-14.

Wird Papier nach dem obenbeschriebenen Verfahren hergestellt, kann die Entwässerung ohne Beeinträchtigung der Papierfestigkeit, z.B. Reißfestigkeit, innere Bindung, Preßfestigkeit usw., verbessert werden.When paper is manufactured using the process described above, drainage can be improved without affecting the paper’s strength, e.g. tear resistance, internal bonding, press strength, etc.

Wird also das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Papiererzeugnissen verwendet, bei denen die Einsatzstoffe zu einem großen Teil aus Altpapier bestehen, zum Beispiel Wellpappe, Zeitungen usw., werden sehr gute Ergebnisse erhalten, und es kann Papier von hoher Festigkeit hergestellt werden.If the process according to the invention is used to produce paper products in which the raw materials consist largely of waste paper, for example corrugated cardboard, newspapers, etc., very good results are obtained and paper of high strength can be produced.

Außer mit Wellpappe und Zeitungen kann bei guter Produktivität Papier von hoher Festigkeit hergestellt oder in einer Produktionsstufe eine ausgezeichnete Entwässerung erzielt werden, wenn das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird.In addition to corrugated cardboard and newspapers, high-strength paper can be produced with good productivity or excellent dewatering can be achieved in one production stage when the process according to the invention is applied.

Beste Durchführung der ErfindungBest mode for carrying out the invention

Die vorliegende Erfindung wird anhand folgender Beispiele erläutert, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wenn nicht anders angegeben, bedeuten die Angaben in % im folgenden Gew-%.The present invention is explained using the following examples, but is not limited thereto. Unless otherwise stated, the percentages hereinafter mean % by weight.

Herstellungsbeispiel 1Manufacturing example 1

In ein 500-ml Becherglas wurden 24,0 g einer 10 %igen, wäßrigen Polyacrylamidlösung gegeben (Brookfield Viskosität bei 25ºC: 3.400 cps), mit 36,0 g destilliertem Wasser verdünnt und unter Rühren auf 80ºC erwärmt. Zu der erhaltenen Lösung wurden 14,8 g eines Lösungsgemischs aus Natriumhypochlorit und NaOH (Natriumhypochloritkonzentration: 1,0 mol/kg; NaOH Konzentration: 2,0 mol/kg) gegeben. Die Reaktion wurde 15 Sekunden nach Zugabe des Lösungsgemischs abgebrochen. Es wurde 1 Gew-% Acrylamidpolymer (Hofmannsches PAA (A)) erhalten.In a 500-ml beaker, 24.0 g of a 10% aqueous polyacrylamide solution (Brookfield viscosity at 25°C: 3,400 cps) was added, diluted with 36.0 g of distilled water and heated to 80°C with stirring. To the resulting solution was added 14.8 g of a mixed solution of sodium hypochlorite and NaOH (sodium hypochlorite concentration: 1.0 mol/kg; NaOH concentration: 2.0 mol/kg). The reaction was stopped 15 seconds after the addition of the mixed solution. 1 wt% acrylamide polymer (Hofmann PAA (A)) was obtained.

Ein Teil des Reaktionsprodukts wurde zu einer wäßrigen Lösung mit einem pH Wert von 2 gegeben. Mit 1/400 N wäßriger Kaliumpolyvinylsulfonatlösung und Toluidinblau als Indikator wurde eine Kolloidtitration durchgeführt. Die so erhaltene Kationenkonzentration betrug 4,4 meq/g.A portion of the reaction product was added to an aqueous solution with a pH of 2. A colloid titration was carried out using 1/400 N aqueous potassium polyvinylsulfonate solution and toluidine blue as an indicator. The cation concentration thus obtained was 4.4 meq/g.

In den folgenden Versuchen wurde das Hofmannsche Polyacrylamid (A) unmittelbar nach der Herstellung verwendet.In the following experiments, Hofmann’s polyacrylamide (A) was used immediately after preparation.

Herstellungsbeispiel 2Manufacturing example 2

In ein 500-ml Becherglas wurden 24,0 g einer 12,5 %igen, wäßrigen Polyacrylamidlösung gegeben (Brookfield Viskosität bei 25ºC: 12.400 cp) und mit 36,0 g destilliertem Wasser verdünnt. Zu der erhaltenen Lösung wurden bei 20ºC unter Rühren 14,8 g eines Lösungsgemischs aus Natriumhypochlorit und NaOH (Natriumhypochloritkonzentration: 1,0 mol/kg; NaOH Konzentration: 2,0 mol/kg) gegeben. Zwei Stunden später wurden 225,2 g einer 0,001 %igen, wäßrigen Natriumsulfitlösung zugegeben, um die Reaktion abzubrechen. Es wurde 1 Gew. % Acrylamidpolymer (im folgenden Hofmannsches PAA (13) genannt) erhalten.24.0 g of a 12.5% aqueous polyacrylamide solution (Brookfield viscosity at 25ºC: 12,400 cp) was added to a 500 ml beaker and diluted with 36.0 g of distilled water. 14.8 g of a mixed solution of sodium hypochlorite and NaOH (sodium hypochlorite concentration: 1.0 mol/kg; NaOH concentration: 2.0 mol/kg) was added to the resulting solution at 20ºC while stirring. Two hours later, 225.2 g of a 0.001% aqueous sodium sulfite solution was added to terminate the reaction. 1 wt.% of acrylamide polymer (hereinafter referred to as Hofmann's PAA (13)) was obtained.

Ein Teil des Reaktionsprodukts wurde zu einer wäßrigen Lösung mit einem pH Wert von 2 gegeben. Mit 1/400 N wäßriger Kaliumpolyvinylsulfonatlösung und Toluidinblau als Indikator wurde eine Kolloidtitration durchgeführt. Die so erhaltene Kationenkonzentration betrug 4,4 meq/g.A portion of the reaction product was added to an aqueous solution with a pH of 2. A colloid titration was carried out using 1/400 N aqueous potassium polyvinylsulfonate solution and toluidine blue as an indicator. The cation concentration thus obtained was 4.4 meq/g.

Beispiel 1example 1

Einem Faserbrei mit einer Canadian Standard Freeness (nachfolgend CSF abgekürzt) von 450 ml und einer Konzentration von 1,0 % Altpapier, hergestellt aus Wellpappe, wurde 0,15 % einer handelsüblichen Schlichte aus Kolophoniumemulsion, bezogen auf Faserbrei-Trockengewicht, zugegeben und zwei Minuten gerührt.To a pulp with a Canadian Standard Freeness (hereinafter abbreviated to CSF) of 450 ml and a concentration of 1.0% waste paper made from corrugated cardboard, 0.15% of a commercially available rosin emulsion size, based on pulp dry weight, was added and stirred for two minutes.

Anschließend wurde 1,0 % Aluminiumsulfat, bezogen auf Trockengewicht, zugegeben und 1 Minute gerührt. Der erhaltene Faserbrei hatte einen pH Wert von 5,1.Then 1.0% aluminum sulfate, based on dry weight, was added and stirred for 1 minute. The resulting pulp had a pH value of 5.1.

Danach wurde 0,30 % Wasserglas Nr. 3, bezogen auf Faserbrei-Trockengewicht, zugegeben und 1 Minute gerührt. Im Anschluß daran wurde 0,60 % des nach Herstellungsbeispiel 1 erhaltenen Hofmannschen Polyacrylamids (A), bezogen auf Faserbrei-Trockengewicht, zugegeben und wieder 1 Minute gerührt.Then 0.30% of water glass No. 3, based on the dry weight of the pulp, was added and the mixture was stirred for 1 minute. Thereafter, 0.60% of the Hofmann polyacrylamide (A) obtained according to Preparation Example 1, based on the dry weight of the pulp, was added and the mixture was stirred again for 1 minute.

Ein Teil des erhaltenen Faserbreis wurde für die Bestimmung des CSF gemäß JIS-P-8121 verwendet. Von dem Rest wurde in einer TAPPI Maschine quadratisches Papier hergestellt. Das Papier wurde in einem Heißlufttrockner bei 110ºC zwei Stunden getrocknet. Es wurde ein handgeschöpftes Papier mit einem Flächengewicht von 150 ± 3 g/m² erhalten.A part of the pulp obtained was used for the determination of CSF according to JIS-P-8121. From the rest, square paper was made in a TAPPI machine. The paper was dried in a hot air dryer at 110ºC for two hours. A handmade paper with a basis weight of 150 ± 3 g/m² was obtained.

Zur Beurteilung des handgeschöpften Papiers wurde die spezifische Preßfestigkeit nach JIS-P-8126, die spezifische Reißfestigkeit nach JIS-P-8112 und die innere Bindung mit einem 'Kumagaya Riki Internal Bond Tester' gemessen. Das Ergebnis ist in Tabelle I aufgeführt.To evaluate the handmade paper, the specific press strength was measured according to JIS-P-8126, the specific tear strength according to JIS-P-8112 and the internal bond was measured using a 'Kumagaya Riki Internal Bond Tester'. The result is shown in Table I.

Beispiel 2Example 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde 0,60 % Wasserglas Nr. 3, bezogen auf Trockengewicht, zugegeben. Das Ergebnis ist in Tabelle I aufgeführt.Example 1 was repeated, but 0.60% of water glass No. 3 was added, based on dry weight. The result is shown in Table I.

Beispiel 3Example 3

Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde 0,90 % Wasserglas Nr. 3, bezogen auf Trockengewicht, zugegeben. Das Ergebnis ist in Tabelle I aufgeführt.Example 1 was repeated, but 0.90% of water glass No. 3, based on dry weight, was added. The result is shown in Table I.

Beispiel 4Example 4

Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde 1,50 % Wasserglas Nr. 3, bezogen auf Trockengewicht, zugegeben. Das Ergebnis ist in Tabelle I aufgeführt.Example 1 was repeated, but 1.50% of water glass No. 3 was added, based on dry weight. The result is shown in Table I.

Vergleichsbeispiel 1Comparison example 1

Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde 0,003 % Wasserglas Nr. 3, bezogen auf Trockengewicht, zugegeben.Example 1 was repeated, but 0.003% Waterglass No. 3, based on dry weight, was added.

Vergleichsbeispiel 2Comparison example 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde 5,00 % Wasserglas Nr. 3, bezogen auf Trockengewicht, zugegeben.Example 1 was repeated, but 5.00% Waterglass No. 3, based on dry weight, was added.

Vergleichsbeispiele 3 und 4Comparative examples 3 and 4

Die Beispiele 2 und 4 wurden wiederholt, jedoch wurde anstelle des in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 verwendeten Hofmannschen Polyacrylamids (A) das Hofmannsche Polyacrylamid (B) verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt.Examples 2 and 4 were repeated, but instead of the compound used in Comparative Examples 1 and 2, Hofmann's polyacrylamide (A) and Hofmann's polyacrylamide (B) were used. The results are shown in Table I.

Beispiel 5Example 5

Einem Faserbrei mit einer Canadian Standard Freeness (nachfolgend CSF abgekürzt) von 543 ml und einer Konzentration von 1,0 % Altpapier, hergestellt aus Wellpappe, wurde 0,5 % Aluminiumsulfat, bezogen auf Faserbrei- Trockengewicht, zugegeben und 1 Minute gerührt. Der Faserbrei hatte einen pH Wert von 5,8.To a pulp with a Canadian Standard Freeness (hereinafter abbreviated to CSF) of 543 ml and a concentration of 1.0% waste paper made from corrugated cardboard, 0.5% aluminum sulfate, based on pulp dry weight, was added and stirred for 1 minute. The pulp had a pH of 5.8.

Danach wurde 0,25 % kolloidale Kieselerde (Snowtex 40, Partikelgröße 10-20 nm, Hersteller: Nissan Kagaku K.K.), bezogen auf Faserbrei-Trockengewicht, zugegeben und 30 Sekunden gerührt. Dann wurde 1,50 % des nach Herstellungsbeispiel 1 erhaltenen Hofmannschen Polyacrylamids (A), bezogen auf Faserbrei-Trockengewicht, zugegeben und weitere 30 Sekunden gerührt.Then 0.25% colloidal silica (Snowtex 40, particle size 10-20 nm, manufacturer: Nissan Kagaku K.K.) based on pulp dry weight was added and stirred for 30 seconds. Then 1.50% of Hofmann's polyacrylamide (A) obtained according to Preparation Example 1 based on pulp dry weight was added and stirred for a further 30 seconds.

Ein Teil des erhaltenen Faserbreis wurde für die Bestimmung des CSF gemäß JTS-P-8121 verwendet. Von dem Rest wurde in einer TAPPI Maschine quadratisches Papier hergestellt. Das Papier wurde in einem Heißlufttrockner bei 110ºC zwei Stunden getrocknet. Es wurde ein handgeschöpftes Papier mit einem Flächengewicht von 150 ± 3 g/m² erhalten.A part of the pulp obtained was used for the determination of CSF according to JTS-P-8121. From the rest square paper was produced in a TAPPI machine. The paper was dried in a hot air dryer at 110ºC for two hours. A handmade paper with a basis weight of 150 ± 3 g/m² was obtained.

Zur Beurteilung des handgeschöpften Papiers wurde die spezifische Preßfestigkeit nach JIS-P-8126, die spezifische Reißfestigkeit nach JIS-P-8112 und die innere Bindung mit einem 'Kumagaya Riki Internal Bond Tester' gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle II aufgeführt.To evaluate the handmade paper, the specific press strength was measured according to JIS-P-8126, the specific tear strength according to JIS-P-8112 and the internal bond was measured using a 'Kumagaya Riki Internal Bond Tester'. The results are shown in Table II.

Beispiel 6Example 6

Beispiel 5 wurde wiederholt, jedoch wurde 0,50 % kolloidale Kieselerde, bezogen auf Trockengewicht, zugegeben. Das Ergebnis ist in Tabelle II aufgeführt.Example 5 was repeated, but 0.50% colloidal silica, based on dry weight, was added. The result is shown in Table II.

Beispiel 7Example 7

Beispiel 5 wurde wiederholt, jedoch wurde 1,00 % kolloidale Kieselerde, bezogen auf Trockengewicht, zugegeben. Das Ergebnis ist in Tabelle II aufgeführt.Example 5 was repeated, but 1.00% colloidal silica on a dry weight basis was added. The result is shown in Table II.

Vergleichsbeispiel 5Comparison example 5

Beispiel 5 wurde wiederholt, jedoch wurde 0,001 % kolloidale Kieselerde, bezogen auf Trockengewicht, zugegeben. Das Ergebnis ist in Tabelle II aufgeführt.Example 5 was repeated, but 0.001% colloidal silica, based on dry weight, was added. The result is shown in Table II.

Vergleichsbeispiel 6Comparison example 6

Beispiel 5 wurde wiederholt, jedoch wurde 10,0 % kolloidale Kieselerde, bezogen auf Trockengewicht, zugegeben. Das Ergebnis ist in Tabelle II aufgeführt.Example 5 was repeated, but 10.0% colloidal silica, based on dry weight, was added. The result is shown in Table II.

Herstellungsbeispiel 3Manufacturing example 3

In einen Vierhalskolben mit Rührer, Rückflußkühler, Thermometer und Einlaßrohr für Stickstoff wurden 675 g (94 Mol %) eines 40 %igen Acrylamids, 23,1 % (4 Mol %) Dimethylaminoethylmethacrylat, 5,8 g (2 Mol %) Acrylsäure, 62,3 mg (0,01 Mol %) Bismethylenacrylamid und 1,004 g Wasser vorgelegt. Der pH Wert der Mischung wurde mit 10 %iger, wäßriger Schwefelsäurelösung auf 4,5 eingestellt. Die Temperatur im Kolben wurde auf 40ºC erhöht. Gleichzeitig wurde Stickstoffgas eingeleitet. Dann wurde zu diesem Gemisch unter Rühren eine 10 %ige, wäßrige Ammoniumpersulfatlösung und eine 10 %ige, wäßrige Natriumhydrogensulfitlösung gegeben und die Polymerisation ausgelöst.675 g (94 mol%) of 40% acrylamide, 23.1% (4 mol%) of dimethylaminoethyl methacrylate, 5.8 g (2 mol%) of acrylic acid, 62.3 mg (0.01 mol%) of bismethylene acrylamide and 1.004 g of water were placed in a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer and inlet tube for nitrogen. The pH of the mixture was adjusted to 4.5 with 10% aqueous sulfuric acid solution. The temperature in the flask was increased to 40°C. At the same time, nitrogen gas was introduced. Then, a 10% aqueous ammonium persulfate solution and a 10% aqueous sodium hydrogen sulfite solution were added to this mixture while stirring and the polymerization was initiated.

Das Reaktionsgemisch wurde auf 85ºC gehalten, und 3 Stunden nach Beginn der Polymerisation wurde diese durch Zugabe von Wasser abgebrochen. Es wurde eine stabile, wäßrige Acrylamidpolymerlösung mit einem Feststoffgehalt von 15,3 %, einer Brookfield Viskosität von 6.800 cps bei 25ºC und einem pH Wert von 4,3 erhalten.The reaction mixture was kept at 85°C and 3 hours after the start of the polymerization, it was terminated by adding water. A stable aqueous acrylamide polymer solution with a solids content of of 15.3%, a Brookfield viscosity of 6,800 cps at 25ºC and a pH of 4.3.

Herstellungsbeispiel 4Manufacturing example 4

In ein 500-ml Becherglas wurden 30,0 g einer 10 %igen, wäßrigen Polyacrylamidlösung gegeben (Brookfield Viskosität bei 25ºC: 3.400 cp), mit destilliertem Wasser verdünnt und unter Rühren auf 80ºC erwärmt. Zu der erhaltenen Lösung wurden 14,3 g eines Lösungsgemischs aus Natriumhypochlorit und NaOH (Natriumhypochloritkonzentration: 1,0 mol/kg; NaOH Konzentration: 2,0 mol/kg) gegeben. Nach 15 Sekunden wurde die Reaktion durch Zugabe von 225,7 g kaltem Wasser (5ºC) abgebrochen. Es wurde 1 Gew-% Acrylamidpolymer (Hofmannsches PAA (C)) erhalten.30.0 g of a 10% aqueous polyacrylamide solution (Brookfield viscosity at 25°C: 3,400 cp) was placed in a 500 ml beaker, diluted with distilled water and heated to 80°C with stirring. 14.3 g of a mixed solution of sodium hypochlorite and NaOH (sodium hypochlorite concentration: 1.0 mol/kg; NaOH concentration: 2.0 mol/kg) was added to the resulting solution. After 15 seconds, the reaction was stopped by adding 225.7 g of cold water (5°C). 1 wt% acrylamide polymer (Hofmann PAA (C)) was obtained.

Ein Teil des Reaktionsprodukts wurde zu einer wäßrigen Lösung mit einem pH Wert von 2 gegeben. Mit 1/400 N wäßriger Kaliumpolyvinylsulfonatlösung und Toluidinblau als Indikator wurde eine Kolloidtitration durchgeführt. Die so erhaltene Kationenkonzentration betrug 3,8 meq/g.A portion of the reaction product was added to an aqueous solution with a pH of 2. A colloid titration was carried out using 1/400 N aqueous potassium polyvinylsulfonate solution and toluidine blue as an indicator. The cation concentration thus obtained was 3.8 meq/g.

In den folgenden Versuchen wurde das Hofmannsche Polyacrylamid (C) unmittelbar nach der Herstellung verwendet.In the following experiments, Hofmann’s polyacrylamide (C) was used immediately after preparation.

Beispiel 8Example 8

Einem Faserbrei mit einer Canadian Standard Freeness (nachfolgend CSF abgekürzt) von 400 ml und einer Konzentration von 1,0 % Altpapier, hergestellt aus Wellpappe, wurde 0,15 % einer handelsüblichen Schlichte aus Kolophoniumemulsion, bezogen auf Faserbrei-Trockengewicht, zugegeben und zwei Minuten gerührt.To a pulp with a Canadian Standard Freeness (hereinafter abbreviated to CSF) of 400 ml and a concentration of 1.0% waste paper made from corrugated cardboard, 0.15% of a commercially available rosin emulsion size, based on pulp dry weight, was added and stirred for two minutes.

Anschließend wurde 1,0 % Aluminiumsulfat, bezogen auf Faserbrei-Trockengewicht, zugegeben und 1 Minute weitergerührt. Der erhaltene Faserbrei hatte Zu diesem Zeitpunkt einen pH Wert von 5,1.Then 1.0% aluminum sulfate, based on the dry weight of the pulp, was added and stirring continued for 1 minute. The resulting pulp had a pH value of 5.1 at this point.

Dem Gemisch wurde dann 0,30 % des nach Herstellungsbeispiel 3 erhaltenen Aluminiumsulfats, bezogen auf Faserbrei-Trockengewicht, zugegeben, und es wurde 1 Minute gerührt. Anschließend wurde 0,10 % des nach Herstellungsbeispiel 4 erhaltenen Hofmannschen Zersetzungspolyacrylamids (C), bezogen auf Faserbrei-Trockengewicht, zugegeben.To the mixture was then added 0.30% of the aluminum sulfate obtained in Preparation Example 3, based on pulp dry weight, and stirred for 1 minute. Then, 0.10% of the Hofmann decomposition polyacrylamide (C) obtained in Preparation Example 4, based on pulp dry weight, was added.

Es wurde noch 1 Minute weitergerührt. Ein Teil des erhaltenen Faserbreis wurde dann für die Bestimmung des CSF gemäß JIS-P-8121 verwendet. Von dem Rest wurde in einer TAPPI Maschine quadratisches Papier hergestellt. Das Papier wurde in einem Heißlufttrockner bei 110ºC zwei Stunden getrocknet. Es wurde ein handgeschöpftes Papier mit einem Flächengewicht von 125 ± 3 g/m² erhalten.Stirring was continued for 1 minute. A portion of the pulp obtained was then used for the determination of CSF according to JIS-P-8121. Square paper was made from the remainder in a TAPPI machine. The paper was dried in a hot air dryer at 110ºC for two hours. A handmade paper with a basis weight of 125 ± 3 g/m² was obtained.

Zur Beurteilung des handgeschöpften Papiers wurde die spezifische Preßfestigkeit nach JIS-P-8126, die spezifische Reißfestigkeit nach JIS-P-8112 und die innere Bindung mit einem 'Kumagaya Riki Internal Bond Tester' gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle III aufgeführt.To evaluate the handmade paper, the specific press strength was measured according to JIS-P-8126, the specific tear strength according to JIS-P-8112 and the internal bond was measured using a 'Kumagaya Riki Internal Bond Tester'. The results are shown in Table III.

Beispiel 9Example 9

Beispiel 8 wurde wiederholt, jedoch wurde 0,20 % des Polyacrylamidpolymers aus Herstellungsbeispiel 3 und 0,20 % des Hofmannschen Polyacrylamids (C) aus Herstellungsbeispiel 4, jeweils bezogen auf Trockengewicht, zugegeben. Das Ergebnis ist in Tabelle III aufgeführt.Example 8 was repeated, but 0.20% of the polyacrylamide polymer from Preparation Example 3 and 0.20% of the Hofmann polyacrylamide (C) from Preparation Example 4, each based on dry weight, were added. The result is shown in Table III.

Beispiel 10Example 10

Beispiel 8 wurde wiederholt, jedoch wurde 0,10 % des Polyacrylamidpolymers aus Herstellungsbeispiel 3 und 0,30 % des Hofmannschen Polyacrylamids (C) aus Herstellungsbeispiel 4, jeweils bezogen auf Trockengewicht, zugegeben. Das Ergebnis ist in Tabelle III aufgeführt.Example 8 was repeated, but 0.10% of the polyacrylamide polymer from Preparation Example 3 and 0.30% of Hofmann's polyacrylamide (C) from Preparation Example 4, each based on dry weight, The result is shown in Table III.

Vergleichsbeispiel 7Comparison example 7

Beispiel 8 wurde wiederholt, jedoch wurde 0,40 % des Polyacrylamidpolymers aus Herstellungsbeispiel 3, bezogen auf Trockengewicht, zugegeben. Hofmannsches Polyacrylamid (C) aus Herstellungsbeispiel 4 wurde nicht zugegeben. Das Ergebnis ist in Tabelle III aufgeführt.Example 8 was repeated, but 0.40% of the polyacrylamide polymer from Preparation Example 3, based on dry weight, was added. Hofmann’s polyacrylamide (C) from Preparation Example 4 was not added. The result is shown in Table III.

Vergleichsbeispiel 8Comparison example 8

Beispiel 8 wurde wiederholt, jedoch wurde 0,40 % des Hofmannschen Polyacrylamids (C) aus Herstellungsbeispiel 4, bezogen auf Trockengewicht, zugegeben. Das Acrylamidpolymer aus Herstellungsbeispiel 3 wurde nicht zugegeben. Das Ergebnis ist in Tabelle III aufgeführt.Example 8 was repeated, but 0.40% of the Hofmann polyacrylamide (C) from Preparation Example 4 was added, based on dry weight. The acrylamide polymer from Preparation Example 3 was not added. The result is shown in Table III.

Aus den Tabellen I - II geht hervor, daß unter den Bedingungen der vorliegenden Erfindung hergestelltes Papier durch Zugabe von anionischen, anorganischen Substanzen eine verbesserte Festigkeit aufweist, obwohl durch Zugabe von anionischen, anorganischen Substanzen die Entwässerungsneigung normalerweise verändert wird.It can be seen from Tables I - II that paper produced under the conditions of the present invention has improved strength by adding anionic, inorganic substances, although the drainage tendency is normally changed by adding anionic, inorganic substances.

Es scheint, daß bei Anwesenheit der richtigen Menge anionischer, anorganischer Substanz die Aggregationskräfte des Hofmannschen Polyacrylamids entsprechend herabgesetzt werden, so daß eine kontrollierte Papierbildung erfolgen kann und die Papiereigenschaften wie spezifische Reißfestigkeit, spezifische Preßfestigkeit, innere Bindung usw. ausgezeichnet werden.It appears that in the presence of the correct amount of anionic, inorganic substance, the aggregation forces of Hofmann's polyacrylamide are reduced accordingly, so that controlled paper formation can take place and the paper properties such as specific tear strength, specific press strength, internal bonding, etc. are excellent.

Die Wirkung ist beachtlich, wenn die Hofmannsche Zersetzungsreaktion über kurze Zeit in einem Temperaturbereich von 50-110ºC durchgeführt wird. Der Mechanismus ist noch nicht geklärt, aber fest steht, daß die papierfestigende Wirkung von Polyacrylamid, das durch Hofmannsche Zersetzungsreaktion über kurze Zeit bei hoher Temperatur erhalten wird, durch Verwendung einer anionischen, anorganischen Substanz erhöht werden kann.The effect is remarkable when the Hofmann decomposition reaction is carried out over a short period of time in a temperature range of 50-110ºC. The mechanism is not yet clear, but it is certain that the The paper-strengthening effect of polyacrylamide, which is obtained by Hofmann decomposition reaction over a short time at high temperature, can be increased by using an anionic, inorganic substance.

Wenn man also eine kontrollierte Papierbildung und Papier mit ausgezeichneter Festigkeit haben will, selbst wenn die Entwässerung etwas darunter leidet, bietet die vorliegende Erfindung gute Möglichkeiten.Therefore, if one wants to have controlled paper formation and paper with excellent strength, even if drainage suffers somewhat, the present invention offers good possibilities.

Wie Tabelle III zeigt hat das unter den Bedingungen der vorliegenden Erfindung hergestellte Papier ausgezeichnete Eigenschaften wie spezifische Reißfestigkeit, spezifische Preßfestigkeit, innere Bindung usw., verglichen mit Fällen, in denen das nach Herstellungsbeispiel 3 oder 4 erhaltene Acrylamidpolymer allein verwendet wird, während das nach der vorliegenden Erfindung hergestellte Papier den gleichen Entwässerungsgrad aufweist wie bei alleiniger Verwendung des nach Herstellungsbeispiel 4 erhaltenen Acrylamidpolymers. Tabelle I Hofmannsche Zersetzuungsbedingungen Zugabe (%/Leitung) Entwässerung (ml) Spezifische Reißfestigkeit Spezifische Preßfestigkeit Innere Bindung (kg/cm) Temperatur ( C) Zeit Hof PAA Wasserglas Beispiel Vergleichsbeispiel Stunden Legende: Hof PAA= Hofmannsches Polyacrylamid Tabelle II Zugabe (%/Leitung) Entwässerung (ml) Spezifische Reißfestigkeit Spezifische Preßfestigkeit Innere Bindung (kg/cm) Hof PAA Kolloidale Kieselerde Beispiel Vergleichbeispiel Legende: Hof PAA= Hofmansches Polyacrylamid Tabelle III Zugabe (%/Leitung) Entwässerung (ml) Spezifische Reißfestigkeit Spezifische Preßfestigkeit Innere bindung (kg/cm) Copolym. PAA Hof PAA (C) Beispiel Vergleichbeispiel Legende: Copolym. PAA= Copolymerisations-Polyacrymalid Hof PAA= Hofmannsches PolyacrylamidAs shown in Table III, the paper produced under the conditions of the present invention has excellent properties such as specific tear strength, specific press strength, internal bonding, etc., as compared with cases where the acrylamide polymer obtained in Preparation Example 3 or 4 is used alone, while the paper produced according to the present invention has the same degree of dewatering as when the acrylamide polymer obtained in Preparation Example 4 is used alone. Table I Hofmann decomposition conditions Addition (%/pipe) Dewatering (ml) Specific tensile strength Specific compressive strength Internal bond (kg/cm) Temperature ( C) Time Hof PAA Water glass Example Comparative example Hours Legend: Hof PAA= Hofmann polyacrylamide Table II Addition (%/line) Dewatering (ml) Specific tensile strength Specific compressive strength Internal bond (kg/cm) Hof PAA Colloidal Silica Example Comparison example Legend: Hof PAA= Hofman polyacrylamide Table III Addition (%/line) Dewatering (ml) Specific tensile strength Specific compressive strength Internal bond (kg/cm) Copolymer PAA Hof PAA (C) Example Comparison example Legend: Copolymer PAA= Copolymerization polyacrylamide Hof PAA= Hofmann polyacrylamide

Industrielle VerwendbarkeitIndustrial applicability

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Papier hat eine ausgezeichnete spezifische Reißfestigkeit, spezifische Preßfestigkeit, innere Bindung usw.The paper produced by the process of the invention has excellent specific tear strength, specific press strength, internal bonding, etc.

Durch Zugabe der anionischen, anorganischen Substanz kann die Papierbildung kontrolliert und Papier mit hoher Festigkeit hergestellt werden, selbst wenn die Entwässerungsneigung etwas beeinträchtigt wird. Bei Zugabe des kationischen Polacrylamids kann der durch alleinigen Zusatz eines Acrylamidpolymers erreichte Entwässerungsgrad beibehalten werden, die Papierbildung wird trotz guter Entwässerungsneigung, die normalerweise eine Verschlechterung herbeiführt, nicht beeinträchtigt, und die Papierfestigkeit ist im Vergleich zur alleinigen Verwendung des Acrylamidpolymers ausgezeichnet.By adding the anionic inorganic substance, paper formation can be controlled and high-strength paper can be produced even if the drainage tendency is slightly impaired. By adding the cationic polyacrylamide, the drainage degree achieved by adding an acrylamide polymer alone can be maintained, paper formation is not impaired despite good drainage tendency which normally causes deterioration, and paper strength is excellent compared with using the acrylamide polymer alone.

Claims (8)

1. Verfahren zur Papierherstellung, bei dem einem Faserbrei sowohl eine anionische, anorganische Substanz als auch ein kationisches Acrylamidpolymer zugegeben wird, das durch Reaktion eines Acrylamidpolymers mit einem Hypohalogenit über kurze Zeit bei 50-110ºC unter alkalischen Bedingungen hergestellt wird, und dann eine nasse Bahn aus Faserbrei gebildet wird, die anschließend in einer Presse entwässert und mit einem Trockner getrocknet wird.1. A process for making paper which comprises adding both an anionic inorganic substance and a cationic acrylamide polymer to a pulp prepared by reacting an acrylamide polymer with a hypohalite for a short time at 50-110°C under alkaline conditions, and then forming a wet web of pulp which is subsequently dewatered in a press and dried with a dryer. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das kationische Acrylamidpolymer durch Reaktion des Acrylamidpolymers mit dem Hypohalogenit unter alkalischen Bedingungen (pH Wert mindestens ca. 11) bei einer Reaktionstemperatur T (ºC) von 50ºC &le; T &le; 110ºC für eine Reaktionszeit t (Sek) nach folgenden Formeln hergestellt wird: 2. Process according to claim 1, wherein the cationic acrylamide polymer is prepared by reacting the acrylamide polymer with the hypohalite under alkaline conditions (pH value at least about 11) at a reaction temperature T (ºC) of 50ºC ≤ T ≤ 110ºC for a reaction time t (sec) according to the following formulas: 3. Additiv für die Papierherstellung, bestehend oder enthaltend eine anionische, anorganische Substanz und ein kationisches Acrylamidpolymer, das durch Reaktion eines Acrylamidpolymers mit einem Hypohalogenit über kurze Zeit bei 50-110ºC unter alkalischen Bedingungen erhalten werden kann.3. Additive for papermaking consisting of or containing an anionic, inorganic substance and a cationic acrylamide polymer obtainable by reacting an acrylamide polymer with a hypohalite for a short time at 50-110ºC under alkaline conditions. 4. Additiv gemäß Anspruch 3, bei dem das kationische Acrylamidpolymer durch Reaktion des Acrylamidpolymers mit dem Hypohalogenit unter alkalischen Bedingungen (pH Wert mindestens ca. 11) bei einer Reaktionstemperatur T (ºC) von 50ºC &le; T &le; 110ºC für eine Reaktionszeit t (Sek) nach folgenden Formeln hergestellt wird: 4. Additive according to claim 3, wherein the cationic acrylamide polymer is prepared by reacting the acrylamide polymer with the hypohalite under alkaline conditions (pH at least about 11) at a reaction temperature T (ºC) of 50ºC &le; T &le; 110ºC for a reaction time t (sec) according to the following formulas: 5. Verfahren zur Papierherstellung, bei dem einem Faserbrei sowohl ein kationisches Acrylamidpolymer (A), hergestellt durch Reaktion eines Acrylamidpolymers mit einem Hypohalogenit über kurze Zeit bei 50-110ºC unter alkalischen Bedingungen,5. A process for the manufacture of paper, in which a fibre pulp is added both a cationic acrylamide polymer (A) prepared by reacting an acrylamide polymer with a hypohalite for a short time at 50-110ºC under alkaline conditions, undand ein kationisches Polyacrylamid (B), hergestellt durch Copolymerisationa cationic polyacrylamide (B) prepared by copolymerization (a) eines kationischen Monomers der allgemeinen Formel (I) (a) a cationic monomer of the general formula (I) worin R&sub1; Wasserstoff oder Methyl, R&sub2; und R&sub3; Wasserstoff oder Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen, X gleich O oder NH, n eine ganze Zahl von 2-4 und/oder organische oder anorganische Säuresalze davon, oder quarternäre Ammoniumsalze, hergestellt durch Reaktion der Verbindung der allgemeinen Formel (I) mit einem Quarternierungsmittel, bedeuten,wherein R₁ is hydrogen or methyl, R₂ and R₃ are hydrogen or alkyl having 1-6 carbon atoms, X is O or NH, n is an integer from 2-4 and/or organic or inorganic acid salts thereof, or quaternary ammonium salts, prepared by reacting the compound of the general formula (I) with a quaternizing agent, (b) einer &alpha;, &beta;-ungesättigten Karbonsäure und/oder deren Salzen(b) an α, β-unsaturated carboxylic acid and/or their salts undand (c) eines Acrylamidmonomers der allgemeinen Formel (II)(c) an acrylamide monomer of the general formula (II) CH&sub2;=C(R&sub5;)-CONH&sub2; (II)CH₂=C(R₅)-CONH₂ (II) worin R&sub5; Wasserstoff oder Methyl bedeutet,wherein R�5 is hydrogen or methyl, zugegeben wird, und dann eine nasse Bahn aus Faserbrei gebildet wird, die anschließend in einer Presse entwässert und mit einem Trockner getrocknet wird.is added and then a wet web of pulp is formed, which is subsequently dewatered in a press and dried with a dryer. 6. Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem das kationische Acrylamidpolymer (A) durch Reaktion des Acrylamidpolymers mit dem Hypohalogenit unter alkalischen Bedingungen (pH Wert mindestens ca. 11) bei einer Reaktionstemperatur T (ºC) von 50ºC &le; T &le; 110ºC für eine Reaktionszeit t (Sek) nach folgenden Formeln hergestellt wird: 6. Process according to claim 5, wherein the cationic acrylamide polymer (A) is prepared by reacting the acrylamide polymer with the hypohalite under alkaline conditions (pH value at least about 11) at a reaction temperature T (ºC) of 50ºC ≤ T ≤ 110ºC for a reaction time t (sec) according to the following formulas: 7. Additiv für die Papierherstellung bestehend aus oder enthaltend ein kationisches Acrylamidpolymer (A), herstellbar durch Reaktion eines Acrylamidpolymers mit einem Hypohalogenit über kurze Zeit bei 50 bis 110ºC unter alkalischen Bedingungen,7. Additive for papermaking consisting of or containing a cationic acrylamide polymer (A), preparable by reacting an acrylamide polymer with a hypohalite for a short time at 50 to 110ºC under alkaline conditions, undand ein kationisches Polyacrylamid (B), hergestellt durch Copolymerisationa cationic polyacrylamide (B) prepared by copolymerization (a) eines kationischen Monomers der allgemeinen Formel (I) (a) a cationic monomer of the general formula (I) worin R&sub1; Wasserstoff oder Methyl, R&sub2; und R&sub3; Wasserstoff oder Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen, X gleich O oder NH, n eine ganze Zahl von 2-4 und/oder organische oder anorganische Säuresalze davon, oder quarternäre Ammoniumsalze, hergestellt durch Reaktion der Verbindung der Formel (I) mit einem Quarternierungsmittel, bedeutenwherein R₁ is hydrogen or methyl, R₂ and R₃ are hydrogen or alkyl having 1-6 carbon atoms, X is O or NH, n is an integer from 2-4 and/or organic or inorganic acid salts thereof, or quaternary ammonium salts prepared by reacting the compound of formula (I) with a quaternizing agent. (b) einer &alpha;, &beta;-ungesättigten Karbonsäure und/oder deren Salzen(b) an α, β-unsaturated carboxylic acid and/or their salts undand (c) eines Acrylamidmonomers der allgemeinen Formel (II)(c) an acrylamide monomer of the general formula (II) CH&sub2;=C (R&sub5;)-CONH&sub2; (II)CH₂=C (R₅)-CONH₂ (II) worin R&sub5; Wasserstoff oder Methyl bedeutet.wherein R�5 is hydrogen or methyl. 8. Additiv gemäß Anspruch 7, bei dem das kationische Acrylamidpolymer (A) durch Reaktion eines Acrylamidpolymers mit dem Hypohalogenit unter alkalischen Bedingungen (pH Wert mindestens ca. 11) bei einer Reaktionstemperatur T (ºC) von 50ºC &le; T &le; 110ºC für eine Reaktionszeit t (Sek) nach folgenden Formeln herstellbar ist: 8. Additive according to claim 7, wherein the cationic acrylamide polymer (A) can be prepared by reacting an acrylamide polymer with the hypohalite under alkaline conditions (pH value at least about 11) at a reaction temperature T (ºC) of 50ºC ≤ T ≤ 110ºC for a reaction time t (sec) according to the following formulas:
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