DE937089C

DE937089C - Verfahren zur Herstellung eines Papierleimungsmittels

Info

Publication number: DE937089C
Application number: DEW982D
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl-Ing Grasshof; Ernst Dr-Ing Schlumberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1939-02-20
Filing date: 1939-02-21
Publication date: 1955-12-29

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Papierleimungsmittels und bezweckt u. a. die höhere Ausnutzung des Leimungsvermögens des Bindemittels bzw. eine Verringerung der Zugabe des letzteren unter Erzielung des gleichen Leimungsgrades sowie die Verbesserung der Eigenschaften des Papierleimungsmittels hinsichtlich Lagerbeständigk'eit und Frostsicherheit.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß geschmolzene natürliche oder künstliche Harze bzw. Wachse, Paraffin u. dgl. mit pulverförmigem elektroosmotischem Kaolin innig verrührt werden und der Schmelze vorzugsweise nach Beimischung einer geringen Menge von Ätzkali ein in hinreichender Menge Wasser aufgelöstes Schutzkolloid bei Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des Harzes bis zur homogenen Verteilung beigemischt wird, worauf man die Dispersion abkühlt und gegebenenfalls hierbei mit Wasser verdünnt.

Ein bevorzugtes Mischungsverhältnis besteht aus etwa 30 Gewichtsteilen Kolophonium, 10 Gewichtsteilen elektroosmotisch behandeltem Kaolin, 2 Gewichtsteilen Kaseinalkali und 60 Gewichtsteilen Wasser.

Der Gehalt an osmotisch behandeltem Kaolin kann je nach seiner Teilchengröße nach oben oder unten schwanken, der Gehalt an Schutzkolloid kann je nach Art desselben sowie der Teilchengröße

des benutzten elektroosmotischen Kaolins ebenfalls in gewissen Grenzen (i bis 5%) schwanken; es können auch mehrere Schutzkolloide gemeinsam benutzt werden. An Stelle des Kolophoniums können andere für die Papierleimung geeignete, bei der Arbeitstemperatur schmelzende, natürliche oder künstliche Harze, vorzugsweise solche, die zu einem hohen Gehalt an Freiharz führen, aber auch Wachse, Paraffin u. dgl. verwendet werden. Als Schutzkolloide eignen sich alkalisierter tierischer Leim . (ζ. B. Hau'tleim, Knochenleim), aber auch andere als Schutzkolloide bekannte Mittel, wie Leime pflanzlichen Ursprungs. Das elektroosmotisch behandelte Kaolin zeichnet sich dadurch aus, daß es zum allergrößten Teil aus Kaolinteilchen besteht, deren Durchmesser weit unter ι μ beträgt.

Man kann ein derartiges Kaolin in bekannter

Weise dadurch gewinnen, daß man geschlämmtes Kaolin, vorzugsweise nach Zusatz von alkalischen

ao Mitteln, in wäßriger Suspension der Einwirkung ■eines Gleichstromes unterwirft, wobei sich auf der einen Elektrode ein. Niederschlag aus kolloidalen Kaolinteilchen bildet, der dann getrocknet wind.

Man erhält so eine pulverförmige trockene Masse, die beispielsweise mit Wasser eine äußerst feine Dispersion bildet.

Die erhaltene Dispersion zeichnet sich durch ■eine außer ordentliche Beständigkeit aus, d. h., sie neigt auch nach langer Zeit nicht zum Absitzen, ist frostsicher und kann genau so bei der Papierherstellung benutzt und gehandhabt werden wie -die bisher üblichen Harzleime. Unterläßt man den Wasserzusatz während des Abkühlens, dann erstarrt -die Dispersion zu 'einer festen Masse, wobei der Luftzutritt vermieden werden soll. Diese feste Masse kann später, z. B. nach längerem Lagern oder nach dem Versand, an dem Verwendungsort mit warmem Wasser in die gewünschte flüssige Dispersion übergeführt werden.

Die erhaltenen Papiere zeichnen sich durch eine vorzügliche Tintenfestigkeit und Reißfestigkeit aus UDid zeigen guten Griff und Klang. Das erfindungsgemäß hergestellte Papierleimungsxnittel ist besonders auch für einseitig glatte Papiere geeignet. Die Leimungswirkung ist, bezogen auf gleichen Harz- · gehalt, erheblich besser als bei den heute üblichen besten Freiharzleimen, so daß zur Erzielung der nämlichen Leimungswirkung mit erheblich verringertem Harzgehalt (z.B. um 33%) gearbeitet werden kann.

Durch den wesentlichen Gehalt an einem billigeren Leimbestandteil in Form des elektroosmotisch behandelten Kaolins wird auch eine- Ersparnis an teurem Harz erzielt.

Es ist bereits bekannt, Kolophonium in geschmolzenem Zustand mit Wasser unter Verwendung eines Scimtzkolloids zu den zur Papierleimung geeigneten Dispersionen zu verarbeiten. Der erhaltene Harzleim 'ergibt jedoch im Vergleich zu dem gemäß der Erfindung hergestellten 'eine geringere Leimfestigkeit bezogen auf gleichen Harzgehalt. Es ist ferner bekannt, Osmose-KaoKn bei der Herstellung von Kunstharz-Dispersionen aus Glyzerin-Phthalsätureharzen zu verwenden. Dieses bekannte Verfahren arbeitet aber nicht im Schmelzfluß, sondern setzt die vorherige Femstpulverisierung des Kunstharzes voraus, was 'einen erheblichen Arbeits- und Zeitaufwand erfordert. Umgekehrt sind die bekannten Glyzerin-Phthalsäureharze- wegen ihrer Umschmelzbarkeit für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ungeeignet. Da das Osmose-Kaolin beim bekannten Verfahren lediglich die Rolle eines Katalysators in einer wäßrigen, übersättigten Harzlösung ausüben soll, war es auch nicht naheliegend, diesen Hilfsstoff zu einem ganz anderen Zweck in einem völlig andersartigen System, nämlich in 'einer wasserfreien Schmelze, anzuwenden.

Man hat auch schon vorgeschlagen, einer aus geschmolzenem Kolophonium oder ähnlichen Stoffen in Gegenwart von Wasser unter Verwendung eines Schutzkolloids hergestellten Dispersion Füllstoffe zuzusetzen. Hieraus war weder 'die Art des erfindungsgemäß benutzten Kaolins feinster Teilchengröße noch das besondere Stadium, in welchem dieses bei der Herstellung des erfindungsgemäß hergestellten Freiharzleims zugesetzt werden soll, ersichtlich.

Auch bei Harzleimen, die durch Vermählen in einer Kolloidmühle hergestellt sind, hat man den Zusatz von Füllstoffen bereits vorgeschlagen, ohne jedoch die gemäß der Erfindung erzielten Vorteile einer gleichmäßigen, besonders haltbaren und beständigen Dispergierung zu erreichen.

Die Herstellung solcher Harzleime hat man auch auf kaltem Wege durch Vermählen von Harz mit Ton in Gegenwart von Wasser versucht, ohne hierbei eine lagerbeständige, frostsichere Emulsion zu erhalten.

Schließlich hat man zum nachträglichen Aufstreichen auf fertige Papiere zur Herstellung eines sogenannten Marmors sehr kompliziert zusammengesetzte Mischungen aus geschmolzenem Bienenwachs, Pfeifenton, verseiftem Palmöl, Tierleim usw. empfohlen, die jedoch weder zur Leimung der Papiermasse im Holländer bestimmt sind noch hierfür verwendet werden können.

Ausf ührungsb eis pi el

150 g Kolophonium werden in 'einem indirekt beheizharen Schmelzkessel mit Rührwerk, welches für zwei verschiedene Geschwindigkeiten eingerichtet ist, durch indirekte Erwärmung bei niedriger Umdrehungszahl (etwa 60 Umdr./Min.) geschmolzen. Sobald die Schmelze eine Temperatur von 140 bis 145° erreicht hat, fügt man unter fortwährendem langsamem Drehen des Rührwerkes 50 g osmotisches Kaolin allerfeinster Teilchengröße zu. Hiernach soll die Harz-Kaolin-Mischung eine Temperatur von etwa 13 5° haben. Nach vollständiger Durchmischung läßt -man das Rührwerk mit höherer Tourenzahl (240 bis 280 Umdr./Min.) laufen und gibt in die Harz-Kaolin-Mischung langsam 1,50/0 NaOH, bezogen auf Harz, in Lösung zu. Dies macht bei einer 3οθ/₀igen Natronlauge (300 g NaOH auf 1000 ecm H₂O) 7,5 ecm aus. Nach erfolgter Zugabe der Natronlauge soll die Harz-

Kaolin-Mischung eine Temperatur von etwa iio° haben. Inzwischen wurden 4 g vollständig alkalilosEch.es Kasein mit der erforderlichen Menge NaOH (ioo/o NaOH, bezogen auf das zu lösende Kasein) nach vorherigem Quellen in Wasser und entsprechender Erwärmimg in der Weise gelöst, daß insgesamt 100 ecm Wasser mit dem Kasein zugegeben werden. Die fertige Kaseinseife wird mit einer Temperatur von etwa 6o° in die Harz-Kaolin-ίο Mischung, welche zu Beginn der Zugabe der Schutzkolloid-Lösung wie oben etwa iio° hat, hineingegeben. Die hieraus nach vollständiger Zugabe der Schutzkolloid-Lösung resultierende Temperator soll etwa 85⁰ betragen. Hierbei werden bei noch immer schnell laufendem Rührwerk 100 ecm Wasser von 50⁰ langsam in die Dispersion hineingegeben und hiernach nochmals 100 ecm kaltes Wasser. Gegebenenfalls ist im Verlauf dieser Verdünnung das Rührwerk auf die niedrige Tourenzahl (6oUmdr./Min.) zurückzustellen, um ein Herausschlagen der Dispersion aus dem Rührwerk-Behälter zu verhindern. Die nach erfolgter Verdünnung gebrauchsfertige Dispersion hat einen Trockengehalt von etwa 40 o/_o und kann sofort zum Leimen verwendet werden.

Zur Herstellung des Papierleimungsmittels kann irgendeine der für die Harzleimherstellung üblichen Anlagen verwendet werden, welche ein Schmelzen des Harzes und eine innige Vermischung desselben mit den übrigen Bestandteilen gestattet. Diese Vermischung kann sowohl bei höherer Temperatur (bei vollständig geschmolzenem Harz) als auch im Erweichungsintervall zwischen Tropfpunkt und Erstarrungspunkt vorgenommen werden. Das erhaltene Papierleimungsmittel eignet sich sowohl zur Leimung im Stoff als auch auf der Maschine und erfordert keine von der üblichen Benutzumgsart abweichende Behandlung· und keine andersartigen Fällungsmittel.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung eines Papierleimungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß geschmolzene natürliche oder künstliche Harze bzw. Wachse, Paraffin u. dgl. mit osmotisch behandeltem Kaolin in Pulverform innig verrührt werden -und der Schmelze ein Dispergierungsmittel nebst einem Schutzkolloid bei Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes bis zur homogenen Verteilung beigemischt wird, worauf man abkühlt und gegebenenfalls mit Wasser verdünnt.

Angezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 571 299;

französische Patentschrift Nr. 685805;

badtische Patentschriften Nr. 216923, 254012;

USA.-Patentsehrift Nr. 1990457;

Der Papierfabrikant, 34.Jg., 1936, S. 459bis477; Der Papierfabrikant, 26. Jg., 1928, S. 485^5487;

Wieg er, Bruno, Bayreuth, »Das Bewoidverfahren«, im Selbstverlag des Verfassers, ohne Angabe des Erscheinungsjahres,

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