DE962660C - Verfahren zur Herstellung von geleimtem Papier - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von geleimtem PapierInfo
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Description
AUSGEGEBEN AM 25. APRIL 1957
A 1552ί IVa j 55 c
Die Erfindung betrifft die Erzeugung von geleimtem Papier und die Verwendung von Leimstoffen für Papier
sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von alkalischen Füllstoffen.
Die Erzeugung von geleimtem, alkalischem Papier bildete bisher ein besonderes Problem. Übliche Leimstoffe,
wie Harzleim, der auf den Papierfasern durch Alaun ausgefällt wird, können in Gegenwart von
Alkalien nicht angewandt werden. In ähnlicher Weise können alkalische Füllstoffe, beispielsweise solche von
der Art des Calciumcarbonats nicht mit Erfolg den wäßrigen Suspensionen des Papierstoffes einverleibt
werden, zu welcher Harzleim und Alaun bereits zugegeben wurden. Bei einem derartigen Versuch geht
das Bindevermögen des Harzleims verloren. Die Hauptschwierigkeit erwächst aus der Tatsache, daß
solche alkalischen Füllstoffe den Papierstoffsuspensionen einen verhältnismäßig hohen pH-Wert in der
Größenordnung von 9 verleihen, während die Harzleimung bei pH-Werten zwischen 5 und 6 durchgeführt
wird. Ähnliche Schwierigkeiten treten auf, wenn Papierstoffe alkalisch gemacht werden, welche gewöhnliche
Wachsleime enthalten, die im Stoff durch Verwendung von Alaun ausgefällt wurden. Ein
schwieriges Problem beim Leimen von Papier, das Carbonatfüllstoffe enthält, besteht in der Bildung von
Schaum und Blasen, wenn der Stoff zur Entwicklung der leimenden Eigenschaften mit Alaun behandelt
wird. Es ist bereits bekannt, Papier durch Behandeln mit Kondensationsprodukten aus Polyalkylenpolyaminen
und mehrere Halogenatome enthaltende höhermolekularen aliphatischen Halogenkohlenwasserstoffen
zu veredeln.
Das Verfahren der Erfindung zur Herstellung von geleimtem Papier aus Papierstoff mit einem pH-Wert
ίο über 7 ist dadurch gekennzeichnet, daß als Leimungsmittel
eine kleine Menge eines Kondensationsproduktes aus ι bis 2 Mol Epichlorhydrin und 1 Mol eines oder
mehrerer aliphatischer Amine mit mindestens 16 Kohlenstoffatomen
verwendet wird. Gewünschtenfalls können nach Zugabe des Kondensationsproduktes alkalische Füllstoffe, wie z. B. Calciumcarbonat, in
feinverteilter Form zugesetzt werden. Die erfindungsgemäß verwendeten Kondensationsprodukte enthalten
einen aliphatischen Rest mit solcher Kettenlänge, daß den damit geleimten Papierfasern die geforderte
Wasser- und Tintenfestigkeit verliehen wird. Diese Kondensationsprodukte sind wasserlöslich oder in
Wasser dispergierbar und werden in substantiver Weise von den Fasern adsorbiert.
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung wird ein wasserlösliches oder in Wasser dispergierbares
Kondensationsprodukt aus einem höheren, aliphatischen Amin und Epichlorhydrin der beschriebenen
Art zu einer verdünnten wäßrigen Suspension von papierbildenden Cellulosefasern in Mengen von etwa
0,1 bis 3 bis 5 Gewichtsprozent unter neutralem oder vorzugsweise sauren Bedingungen zugegeben. Nachdem
das Kondensationsprodukt von den Cellulosefasern absorbiert wurde, wird die Suspension alkalisch
gemacht, z. B. durch Zugabe eines alkalischen Füllstoffes, wie feinverteütes Calciumcarbonat, wäßriges
Natriumsilikat u. dgl. Die Masse wird dann durch irgendein geeignetes Verfahren, z. B. auf einer Langsieb-
oder in einer Rundsiebmaschine zu Papier verarbeitet, und das Papier wird in üblicher Weise zur
Entfernung von überschüssiger Feuchtigkeit erhitzt. Während dieses Erhitzens, das üblicherweise durch
Durchlaufen des Papiers über oder zwischen dampferhitzten Trockenwalzen mit einer Temperatur zwisehen
93 und 150° während etwa 0,5 bis 3 Minuten geleitet wird, werden die leimenden Eigenschaften des
Kondensationsproduktes auf den Fasern entwickelt, und man erhält ein gutgeleimtes Papier.
Die Erfindung bietet eine Reihe von wichtigen Vorteilen sowohl bei geleimten ungefüllten als auch bei der
Erzeugung von geleimten Papieren, welche alkalische Füllstoffe enthalten. Geleimte Papiere von neutralem
oder alkalischem Charakter an Stelle von saurem besitzen eine Anzahl wichtiger Anwendungsgebiete; so
entwickelt z. B. Packpapier aus Kraftfasern seine größte mechanische Festigkeit unter alkalischen Bedingungen.
Dies ist besonders wichtig bei der Erzeugung von mehrwandigen Papiersäcken. Sulfitzellstoff
und andere Papierstoffe werden häufig mit alkalischen Bleichmitteln gebleicht, und ein Papier, das seine
Wasser-und Tintenfestigkeit und andere Eigenschaften eines geleimten Papiers nach dem Bleichen mit alkalischen
Bleichmitteln beizubehalten vermag, ist von beträchtlichem Wert. Die Leimstoffe der vorliegenden
Erfindung sind besonders für die Verwendung bei Verfahren geeignet, bei denen das Papier auf der Papiermaschine
oder unmittelbar danach und vor dem vollständigen Trocknen desselben gebleicht wird. Die
erfindungsgemäß geleimten Papiere sind auch sehr gut zur Imprägnierung mit handelsüblichen Natrium-Silikatlösungen
geeignet, wie z. B. durch Kalandern zur Schaffung besserer Festigkeit, Druckfähigkeit und
Fett- oder Ölbeständigkeit. Natriumsilikat wird auch als Klebemittel bei der Herstellung von Schachtelpappe
verwendet.
Unter den alkalischen Papierfüllstoffen ist feinverteütes Calciumcarbonat der praktisch am meisten verwendete.
Es können jedoch auch andere Füllstoffe, wie Gemische aus Calciumcarbonat und Magnesiumhydroxyd,
Calciumsulfit usw., dem wäßrigen Papierstoff unter alkalischen Bedingungen zugegeben werden,
und diese bieten dasselbe Problem. Diese Füllstoffe werden gewöhnlich in Mengen von 5 bis 50 °/0 und bis
zu 100 °/0 oder mehr des Trockengewichts der Papierfasern
angewandt, so daß man ein Papier erhält, das 2 bis 30 Gewichtsprozent Füllstoff enthält. Es ist ein
weiterer wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß die Kondensationsprodukte aus aliphatischem
Amin und Epichlorhydrin die Zurückhaltung der feinverteilten alkalischen Füllstoffe durch den
Papierstoff erhöhen, während andererseits die Wasser- und Tintenfestigkeit, welche den Fasern durch das
Kondensationsprodukt verliehen wird, durch den Füllstoffgehalt nicht wesentlich verringert werden.
Papierbildende Fasern, welche mit 0,1 bis 1,5 °/„ oder
mehr an Kondensationsprodukt aus höheren aliphatischen Aminen und Epichlorhydrin imprägniert oder
überzogen sind, können dann noch weiter mit Wachs-, Stärke oder anderen stärkeähnlichen Leimstoffen oder
mit Proteinen oder gummiartigen Substanzen in Mengen von 0,1 bis 3°/0 oder mehr vor der Papierbildung
geleimt-werden. Es sei jedoch erwähnt, daß Harzleimstoffe oder andere Formen der Abietinsäure
zusammen mit den Kondensationsprodukten nicht verwendet werden sollen, da sie das Bindevermögen zu
zerstören scheinen. Aus diesem Grunde sollen Wachsleime, welche Harzseifen als Emulgiermittel enthalten,
nicht verwendet werden, obwohl andere mit Seifen hergestellte Wachsemulsionen geeignet sind.
Die bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendeten Kondensationsprodukte aus höheren aliphatischen
Aminen und Epichlorhydrin werden erhalten, indem man entweder ein aliphatisches Amin
oder ein Salz desselben mit einer hinreichenden Menge Epichlorhydrin erhitzt, so daß ein Kondensationsprodukt
gebildet wird, das je Mol aliphatisches Amin ι bis 2 Mol gebundenes Epichlorhydrin enthält. Wenn
Epichlorhydrin und ein freies höheres aliphatisches Amin verwendet werden, so beträgt die geeignete
Menge an zu vermischenden Reaktionskomponenten iao von äquimolekularen Mengen bis zu etwas mehr als
Mol Epichlorhydrin für jedes Mol Amin.. Wenn Aminsalze verwendet werden, so kann das molare Verhältnis
von Epichlorhydrin beträchtlich höher liegen, bis zu etwa 3 :1. Dieser Unterschied scheint aus der las
Tatsache zu resultieren, daß die Aminsalze mit dem
Epichlorhydrin nicht so schnell oder nicht so vollständig reagieren wie die freien Amine selbst; deshalb
kann eine größere Menge Epichlorhydrin verwendet werden. Es scheint Tatsache zu sein, daß nicht mehr
als 2 Mol Epichlorhydrin mit ι Mol eines höheren aliphatischen Monoamins, wie z. B. Octadecylamin,
umgesetzt werden können, auch bei einem Überschuß an Epichlorhydrin in der Reaktionsmischung. Das
nicht umgesetzte Epichlorhydrin scheint Glycerindichlorhydrin zu bilden, das nicht als Leimstoff wirkt.
Die für die Verwendung bei der praktischen Durchführung der Erfindung geeigneten Kondensationsprodukte enthalten deshalb im allgemeinen ι bis 2 Mol
Epichlorhydrin, kondensiert mit 1 Mol eines höheren aliphatischen Amins oder einer Aminmischung mit
einem mittleren Molekulargewicht, das einer Kohlenstoffkettenlänge von 16 bis 22 Kohlenstoffatomen entspricht.
Die bevorzugt verwendeten aliphatischen Monoamine sind diejenigen mit etwa 16 bis 18 Kohlenstoffatomen,
da sie in wirtschaftlicher Weise und hinreichend billig erhältlich sind. Es sei erwähnt, daß
sowohl Alkylamine, d. h. Amine von gesättigtem Charakter, als auch Alkenylamine, d. h. ungesättigte
Amine, verwendet werden können. Es wird jedoch vorgezogen, daß wenigstens 50% des Aminkohlenwasserstoffes
völlig gesättigt sind.
Bei der Herstellung der Kondensationsprodukte wird das Amin vorzugsweise in einem Lösungsmittel,
wie Äthanol, Propanol, Butanol od. dgl., gelöst und das Epichlorhydrin langsam bei Temperaturen unter
etwa 90° zugegeben. Wenn alles Epichlorhydrin zugegeben ist, wird die Lösung erhitzt, bis ein wasserlösliches
oder in Wasser dispergierbares Kondensationsprodukt gebildet ist. Das Lösungsmittel kann
dann durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt und der Leimstoff als wachsartiges Material
erhalten werden. Bei der Durchführung der Kondensation soll dafür gesorgt werden, daß verhältnismäßig
milde Reaktionsbedingungen, wie Temperaturen, welche nicht wesentlich höher als 100° sind, angewandt
werden und daß die Reaktion abgebrochen wird, wenn ein anfängliches Kondensationsprodukt gebildet wurde.
Wenn die Umsetzung zu lange stattfindet oder wenn außergewöhnlich hohe Temperaturen angewandt werden,
besteht die Gefahr der Bildung eines polymerisierten Kondensationsproduktes, das als Leimstoff viel
weniger wirksam ist und das sich in Wasser nur schwer dispergiert.
Für die Herstellung der Kondensationsprodukte selbst wird im Rahmen der Erfindung kein Schutz
begehrt.
Die Menge des verwendeten Kondensationsproduktes hängt von der Art des verwendeten Papierstoffes, der
gewünschten Wasser- und Tintenfestigkeit und der beim Trocknen- des Papiers zu verwendenden Erhitzungsdauer
und Temperatur ab. Es wurde gefunden, daß eine kleine Menge, wie 0,2 bis 1 0J0, bezogen auf das
Trockengewicht des Papierstoffes, verwendet werden kann, wenn das Papier durch einen 1 Minute dauernden
Kontakt mit auf 130 bis 1500 erhitzten Trockenwalzen
oder durch einen 2 Minuten langen Kontakt mit auf 115 bis 130° erhitzten Trockenwalzen getrocknet wird.
Mit größeren Leimstoffmengen im Bereich von ι bis 2 0I0, bezogen auf das Trockengewicht des Papierstoffes,
erhält man gute Ergebnisse, wenn Erhitzungszeiten von 0,5 bis 1,5 Minuten und Temperaturen von
115 bis 1300 verwendet werden. Es können auch
größere Mengen an Leimstoffen, bis zu 3% und in extremen Fällen bis zu 5 %, verwendet werden. Jedoch
sind Mengen von mehr als 3% nur selten ratsam. Wenn Wachsleimstoffe, Stärken, Gummiharze oder
andere Materialien verwendet werden, so werden sie gewöhnlich in Mengen von 0,1 bis 0,5 bis zu etwa 1 °/0,
bezogen auf das Trockengewicht des Papiers/ angewandt. Gewöhnlich betragen die optimalen Mengen
solcher Mischleimstoffe etwa 0,5 bis 1% Kondensationsprodukt zusammen mit 0,1 bis 0,5% Wachsleim
oder anderen Hilfsleimen, bezogen auf das Gewicht des Papiers.
Daraus wird ersichtlich, daß die Erfindung die Erzeugung von Papier betrifft, das die neue Eigenschaft
besitzt, daß es seine Wasserfestigkeit, Tintenfestigkeit und andere Eigenschaften eines geleimten
Blattes unter alkalischen Bedingungen beibehält. Dies wird dadurch erreicht, indem man die in verdünnter
wäßriger Suspension befindlichen Papierfasern mit einer kleinen Menge eines Kondensationsproduktes aus
ι bis 2 Mol Epichlorhydrin und 1 Mol eines aliphatischen
Amins mit wenigstens 16 Kohlenstoffatomen imprägniert, die behandelten Fasern in Papier oder ein
ähnliches Produkt umwandelt und das Papier bei einem pH von 7 oder höher, vorzugsweise 7,5 bis 10,
bei Temperaturen von 100 bis 1500 oder höher genügend
lang erhitzt, um das Papier zu trocknen und die leimende Wirkung des Kondensationsproduktes
auf dem Papier zu entwickeln. Das Papier kann auch mit einem alkalischen Füllstoff, wie z. B. Calciumcarbonat,
vor der Formgebung imprägniert werden, ohne daß dadurch die leimenden Eigenschaften des
Kondensationsproduktes beeinträchtigt werden. Starken,
Gummiharze und Kohlenwasserstoffwachse können auch zugegeben werden.
Die Erfindung soll nun an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert werden.
Eine Lösung von 103,7 S (°>37τ Mol) »Armeen D«,
einem handelsüblichen Octadecylamin mit einem Molekulargewicht von 279,5 ,in 150 ecm Äthanol wurde
durch Zugabe von 13,7 g (0,371 Mol) konzentrierter Salzsäure in das Hydrochlorid umgewandelt. Die
Lösung wurde auf 700 erhitzt, und 68,6 g (0,742 Mol) Epichlorhydrin wurden unter Kühlen mit einer Geschwindigkeit
von etwa 5 bis 8 ecm pro Minute zugegeben, wobei die Temperatur unter 700 gehalten wurde.
Die Mischung wurde dann 4 Stunden auf einem Rückflußkühler erhitzt, das Lösungsmittel durch Destillation
entfernt und das Produkt unter teilweisem Vakuum abgezogen. Der Rückstand war ein undurchsichtiges
dunkelbraunes, weiches Wachs, das 1,3 Mol gebundenes Epichlorhydrin je Mol Amin enthielt.
Dieses Produkt wurde als Leimstoff für ein mit Calciumcarbonat gefülltes Papier durch folgendes Verfahren
geprüft: Ein aufgeschlagener Stoff aus 40% Sulfit- und 60 % Natronzellstoff wurde mit entsalztem
Wasser auf 0,6 % Stoffdichte verdünnt und in mehrere
Teile geteilt. Dazu wurde das Kondensationsprodukt aus höherem aliphatischen! Amin und Epichlorhydrin
gegeben. Zu einigen dieser Portionen wurde auch Maisstärke und Wachsleimstoff zugegeben. In der
untenstehenden Tabelle sind die Prozente dieser Leimstorfe, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern,
wiedergegeben.
Es wurde dann eine dem Trockengewicht der Papierfasern gleiche Menge feinverteiltes Calciumcarbonat
zugegeben und der Ansatz, der ein pH von 9 besaß, auf einer Nash-Läboratoriumsmaschine zu Papierblättern
verarbeitet. Die Papierblätter wurden auf Fließpapier gegautscht und bei der in der untenstehenden Tabelle
angegebenen Temperatur während der in der Tabelle angegebenen Zeit getrocknet. Die getrockneten Papierblätter
wurden auf den Calciumcarbonatgehalt analysiert und auf Wasserfestigkeit im Currier-Leimungsprüfer
(slack scale) und auf Tintenfestigkeit im BKY-Prüfer (Testgerät nach Bars, Knob el und
Young, beschrieben in Paper Trade Journal vom 23.12.1937, Technical Association Section, S. 35)
geprüft. Die Prüfungsergebnisse, ausgedrückt in Sekunden, sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben
:
| Kondensatibns- | Andere Leimstofie | keine | CaCO3 | ι Minute | getrocknet | 2 Minuten getrocknei | I3°° |
| produkt | 1% Maisstärke | im Blatt | bei | 130° | bei | BKY | |
| in Vo | To/ 1 /0 |
in % | Currier | BKY | Currier | 300 | |
| 1,0 | T°/ 1 Io |
15,8 | 8 | 23 | !θ | 300 | |
| 1,0 | keine | 14.7 | 54 | >3oo | SI | 300 | |
| 0,9 | i°/0 Wachsleimstoff | 14,0 | 33 | >3oo | 35 | 300 | |
| 0,8 | ι °/0 mit Borax löslich gemachtes | 14,3 | 13 | 35 | 28 | — | |
| 0,8 | Mannogalactangummi | 13,4 | II | 12 | — | 360 | |
| 1,0 | keine | 15,5 | 30 | >3oo | 43 | 300 | |
| 1,0 | - | 26,2 | 15 | >3oo | 29 | ||
| Trocknungstemperatur 150°, 1 Minute | — | ||||||
| 2,5 | keine | 20,7 | 32 | >3°o | — | — | |
| 1,5 | -- | 16,4 | 23 | >3oo | — | ||
| - | |||||||
| 0,65 | 13,6 | 34 | >3oo | ||||
| 0,85 | 15,7 | 28 | >3oo | ||||
| 1,0 | 16,4 | 30 | >3°o | ||||
Eine Lösung von 496 g (1,84 Mol) Octadecylamin in 700 ecm Äthanol wurde durch Zugabe von 155 ecm
(1,84 Mol) konzentrierter Salzsäure neutralisiert. Dann wurde auf 650 erhitzt und 511 g (5,52 Mol) Epichlorhydrin
im Verlaufe von 50 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 8 ecm pro Minute zugegeben.
Während der Zugabe wurde die Reaktionsmischung auf eine maximale Temperatur von 74° gekühlt.
15 Minuten nach Beendigung der Zugabe wurde die
Lösung zum Sieden erhitzt und 4 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach Entfernung der flüchtigen Anteile
wurde das Kondensationsprodukt als hellbrauner, klarer Sirup erhalten, welcher beim Abkühlen in eine
weiche, gelbbraune Paste überging.
Dieses Produkt wurde zu Proben eines wäßrigen Papierstoffes gegeben, welche dann unter Zugabe von
100 °/0 Calciumcarbonat geleimt und zu Papierblättern
verarbeitet wurde. Diese Papierbahnen wurden getrocknet und in der üblichen Weise geprüft mit
folgenden Ergebnissen:
Leimstoff
in Vo
in Vo
ι Minute getrocknet
bei 1300
bei 1300
Currier I BKY
2 Minuten getrocknet
bei 130° Currier BKY
A. Es wurde ein Kondensationsprodukt aus Octadecylamin und Epichlorhydrin im molaren Verhältnis
ι: 1,2 hergestellt. Man löste 146 g (0,5 Mol) handelsübliches
Octadecylamin in 125 ecm Alkohol, erhitzte auf 65° und gab 55,5 g (0,6 Mol) Epichlorhydrin im
Verlaufe von 10 Minuten zu. Anschließend wurde die Mischung 4 Stunden am Rückflußkühler erhitzt.
Das Lösungsmittel wurde abdestilliert und der Rück
64
>3oo
>3oo
40
44
44
>3oo >3oo
stand durch Erhitzen bei vermindertem Druck von flüchtigen Anteilen befreit, wonach das feste Kondensationsprodukt
als hellgelbbraun gefärbtes Wachs erhalten wurde.
B. Es wurde ein ähnliches Kondensationsprodukt hergestellt, indem man Epichlorhydrin zu der Octadecylaminlösung
im molaren Verhältnis von 1,4:1 zugab. Es wurde eine Lösung von 146 g Octadecylamin
in 125 ecm Alkohol verwendet und 64,8 g
(0,7 Mol) Epichlorhydrin in 15 Minuten zugegeben.
Die Mischung wurde dann 4 Stunden unter Rückfluß erhitzt und in der üblichen Weise von Lösungsmitteln
befreit.
C. In der gleichen Weise wurden 146 g (0,5 Mol) handelsübliches Octadecylamin mit 83,2 g (0,9 Mol)
Epichlorhydrin zur Bildung eines Kondensationsproduktes umgesetzt.
D. Es wurde eine Lösung hergestellt, welche 146 g (0,5 Mol) handelsübliches Octadecylamin in 150 ecm
Äthanol enthielt und auf 650 erhitzt. Zu dieser Lösung wurden 92,5 g (1 Mol) Epichlorhydrin gleichmäßig
während 12 Minuten zugegeben, wobei die Temperatur unter 75° gehalten wurde. Die entstandene
Mischung wurde 4 Stunden am Rückflußkühler erhitzt, die Lösungsmittel durch Destillation
unter vermindertem Druck entfernt und der Rückstand in der üblichen Weise von flüchtigen Bestandteilen
befreit. Es wurden 223,2 g Octadecylamin-Epichlorhydrin - Kondensationsprodukt als helles,
sprödes, gelbbraungefärbtes Wachs erhalten.
E. Eine Lösung von 292 g (1 Mol) handelsübliches Octadecylamin in 300 ecm Äthanol wurde hergestellt,
und 232 g (2,5 Mol) Epichlorhydrin wurden innerhalb von 48 Minuten zugegeben. Die Mischung wurde
4 Stunden am Rückflußkühler erhitzt und in der üblichen Weise von Lösungsmitteln und flüchtigen
Anteilen befreit.
Diese Kondensationsprodukte wurden im Wasser gelöst und zu wäßrigen Papierstoffsuspensionen in
Mengen von 1%, bezogen auf das Trockengewicht der Faser, zugegeben. Dann wurde eine dem Trockengewicht
der Faser gleiche Menge Calciumcarbonatfüllstoff zugegeben und Papierblätter hergestellt und
diese geprüft, wobei man die im Beispiel 1 beschriebene Methode anwandte. Die Prüfungsergebnisse waren
die folgenden:
| Zusammen setzung |
Epichlorhydrin zu Amin |
-CaCO3 im Blatt m% |
ι Minute bei Currier |
getrocknet 130° BKY |
2 Minuten bei Currier |
getrocknet 1300 BKY |
| A | 1,4: ι 1,8: ι 2,0: ι |
10,9 14,8 |
18 26 17 7 |
28 72 23 12 |
Co 00 Φ Φ O 0000 K) |
0000 0000 co co co co ΛΛΛΛ |
| B | ||||||
| C | ||||||
| D | ||||||
Diese Ergebnisse zeigen, daß die Kondensationsprodukte mit ι bis 2 Mol Epichlorhydrin und 1 Mol
eines höheren aliphatischen Amins gute Leimstoffe für Papier darstellen. Aus Beispiel 2 sei bemerkt,
daß man auch gute Leimstoffe herstellen kann, wenn man höhere molekulare Mengenverhältnisse von aliphatischen
Aminsalzen verwendet.
Eine Lösung von 110 g (0,39 Mol) handelsüblichem
Octadecylamin in 150 ecm Äthanol wurde durch Zugabe
von 33 ecm (0,39 Mol) konzentrierter Salzsäure in das Hydrochlorid umgewandelt. Die Lösung wurde
dann bei 70 bis 78° gerührt, wobei innerhalb von 15 Minuten 109 g (1,18 Mol) Epichlorhydrin zugegeben
wurden. Die Lösung wurde dann 4 Stunden am Rückflußkühler erhitzt und das Kondensationsprodukt
wie im Beispiel 1 gewonnen.
Ein Ansatz, der aus 60% gebleichtem Sulfitstoff und 40 °/o gebleichtem Natronzellstoff bestand, wurde
in Wasser suspendiert bis zu einem Mahlungsgrad nach Green (»Canadian Standard Freeness«·, beschrieben
in Pulp and Paper Manufacture, Bd. 2, I.Auflage, vonStephenson, McGraw, Hill, N.Y.,
1951, S. 238) von 475 geschlagen und in Portionen geteilt. Zu diesen wurde 1,5 % des oben beschriebenen
Kondensationsproduktes zugegeben. Der pH-Wert wurde dann durch Zugabe von wäßrigem Natriumhydroxyd
auf 7 oder 9 eingestellt, wonach die Stoffdichte durch Zugabe von gepuffertem entsalztem
Wasser auf 0,6% eingestellt wurde. Der so hergestellte Ansatz wurde dann auf einer Nash-Laboratoriumspapiermaschine
zu Päpierblättern verarbeitet und die Blätter 1 Minute bei 1300 auf einem Labora-
| Ph | Currier (slak) |
BKY |
| 7 9 |
4 32 |
IO 70 |
toriumstrommeltrockner getrocknet. Dann wurde auf Wasser- und Tintenfestigkeit geprüft. Die Ergebnisse
waren folgende:
Die Leimwirkung in Abwesenheit von Calciumcarbonat oder anderen alkalischen Füllstoffen ist
offensichtlich. Es ist jedoch klar, daß diese Leimwirkung am besten zur Geltung kommt, wenn der
Ansatz nach Zugabe der Leimstoffe alkalisch gemacht wird.
Ein ioo°/0iger ungebleichter aufgeschlagener Kraftpapierstoff
wurde mit Wasser auf 0,6% Stoffdichte verdünnt und Teile davon mit dem Kondensationsprodukt des Beispiels 3, B in wechselnden Mengen
von 0,25 bis 1,5%, bezogen auf das Trockengewicht der Faser, behandelt, während andere Portionen unbehandelt
blieben. In allen Fällen wurde dann eine hinreichende Menge Natriumhydroxydlösung zur Erzielung
eines pH-Wertes von 9 zugegeben, nachdem zuerst das Octadecylamin-Epichlorhydrin-Kondensationsprodukt
zugegeben worden war.
Die behandelten und unbehandelten Papierstoffe wurden auf einer Nash-Laboratoriumspapiermaschine
zu Blättern verarbeitet. Die Blätter wurden auf Fließpapier gegautscht, in einer Laboratoriumsrotationspresse
zwischen Wollfilzen gepreßt und auf einer Trockentrommel 1 Minute bei 1150 getrocknet. Die
Papierblätter wurden im Currier-Leimprüfer (hard
scale) auf Wasserfestigkeit und im BKY-Prüfer auf
Tintenfestigkeit geprüft. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angeführt, worin die Zahlen die
Zeit in Sekunden bedeuten, welche zur Durchdringung des Papiers erforderlich ist, wenn nichts anderes angegeben
ist.
| Leimstoff in 7o |
Wasserfestigkeit | Tintenfestigkeit |
| keiner | <2 | <5 |
| 0,25 | 2 | 5 |
| o,5 | 5 | 150 |
| o,75 | 12 | 270 |
| 1,0 | 27 | über 5 Minuten |
| 1.5 | 30 | - 5 |
Aus diesen Ergebnissen wird ersichtlich, daß man einen beträchtlichen Leimungsgrad erhält, wenn so
wenig wie 0,25% an Kondensationsprodukt aus höheren aliphatischen Aminen und Epichlorhydrin
verwendet wird, und daß Mengen von 0,5 bis 1,5 °/0
wirtschaftlich angewandt werden können.
Aus ioo°/0igem ungebleichtem aufgeschlagenem
Sulfitstoff, welcher bei einer Stoffdichte von 0,6% mit 1,5 0I0, bezogen auf das Trockengewicht der Faser,
des Kondensationsproduktes des Beispiels 3, B behandelt und durch Zugabe von NaOH-Lösung auf
ein pH von 9 alkalisch gemacht wurde, wurden in der üblichen Weise Papierblätter erzeugt. Diese
wurden 4 Minuten bei 1150 auf einer erhitzten
Trommel getrocknet.
Teile dieser Papierblätter wurden einer Peroxydbleichung unterworfen, indem sie mit einer alkalischen,
wäßrigen Peroxydbleichlösung behandelt wurden, die o,5% Wasserstoffperoxyd und 0,75% Trinatriumphosphat
enthielt. Man erzielte eine 6°/0ige Aufnahme von Bleichlösung. Die imprägnierten Blätter wurden
2 Minuten auf einer erhitzten Trommel bei 105° getrocknet. Der Glanz (% Reflexion bei 454 Millimikron)
und Wasserfestigkeit wurden für die gebleichten und ungebleichten Blätter bestimmt. Zur
Prüfung der Wasserfestigkeit wurde der Currier-Leimprüfer (hard scale) verwendet. Die Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle angegeben:
| Behandlung | Glanz | Currier- Leimprüfung Sekunden |
| mit Peroxyd gebleicht ungebleicht |
57,7 53,2 |
69 87 |
Unter ähnlichen Bedingungen würde ein mit Harz geleimtes Papier praktisch seine ganze Wasserfestigkeit
verlieren, wenn es der Einwirkung einer alkalischen Bleichlösung unterworfen würde.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von geleimtem Papier aus Papierstoff mit einem pH-Wert über 7,
dadurch gekennzeichnet, daß als Leimungsmittel eine kleine Menge eines Kondensationsproduktes
aus ι bis 2 Mol Epichlorhydrin und 1 Mol eines oder mehrerer aliphatischer Amine mit mindestens
16 C-Atomen verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man nach der Zugabe des Kondensationsproduktes einen alkalischen Füllstoff, wie
z. B. Calciumcarbonat, in feinverteilter Form mit der Suspension vermischt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine solche Menge Füllstoff
zugibt, daß das Papier 2 bis 30 Gewichtsprozent Füllstoff enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kondensationsprodukt
in Mengen von 0,1 bis 5°/0 und vorzugsweise 0,1 bis 3 0I0, bezogen auf das Trockengewicht
der Fasern, der Suspension zusetzt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Zugabe
des Kondensationsproduktes zum Stoff eine wäßrige Dispersion von Stärke, Gummiharzen oder Kohlenwasserstoffwachsen
zugibt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der wäßrigen Dispersion
hinreichend ist, um auf den Fasern 0,1 bis 3°/0,
bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, an Stärke, Gummi oder Wachs abzulagern.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als aliphatisches
Amin für das Kondensationsprodukt ein gesättigtes oder ungesättigtes aliphatisches primäres Amin
verwendet.
8. Abänderung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
ein durch Reaktion von 1 bis 3 Mol Epichlorhydrin mit ι Mol eines oder mehrerer aliphatischer Aminsalze
erhaltenes Kondensationsprodukt verwendet wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
österreichische Patentschriften Nr. 131 in, 138 569;
Auszüge deutscher Patentanmeldungen, Vol. 18, S. 147 (Anmeldung J 71921 IVc/55 f).
© 609 660/267 10.56 (609 865 4:57)
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