DEP0022854DA

DEP0022854DA - Verfahren zur Herstellung eines Papierleimes

Info

Publication number: DEP0022854DA
Authority: DE
Inventors: Hanns Dr. Köln Arledter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1951-02-15

Description

Dr,-Ing» Hanne Arleäter

Kv©- e,I n.-~ -K- a. 1-k
Ey the tr as se;. 1©1 . ..

Patent anmeld-ian

,, pip.,Her stellung, eines, Papier leiinej*

In der Papierindustrie werden Barzleime hauptsaeehlieh nach #,rei Verfahren hergestellt;

1.) Vollverseifte Harzleime mit 0% Freiharz, 2.) Harzleime mit 1© - 4©^ Freiharz,

3.) Freiharzemulsionen mit einem G-eh&lt v©n 8o - 95% Freiharz.

Mit diesen¹. Leimrlhrn lassen sieh ije naeh den gegebenen .Be- : triebsverhaeltnissen in den Papierfabriken bessere, ©der sehl.e.shtere Leimergebnisse erzielen, wstei einmal, mit 0% Fre.ih&rz wni. im anderen · ,Falle mit 9©^ Freiharz ©ptimale hara^arenÄe Leimiangen- erzielbar sini* lieber tie Ursache dieser Erscheinung war man sieh tr©tz einer gr©:e®,~:: seren Anzahl von Theorien nicht im klaren. ^: ■"; ..^" '■■'·■,·■'.■

Es wurden nun die. G-esetzmaessigkeiten gefianeLen mit. denen ei.m©eg- . lieh ist, an Hani einiger analytisch zu ermittelnder Kennzalileii eLeüι . ■■ Leimerfolg mit nach den bekannten Verfahren·hergestellten Harzleimen vorauszusagen und zu erklaeren. Diese G-esetzmaessigkeiten zeigen weiterhin einen Weg, Papierleime naeh Wissenschaft liehen Q-rtindsaetzen ' .-.· mit optimaler Leimwirkung, herzustellen. ■ . , ■ . ' ^:

(3-egenstani. ©.er Erfindung ist somit ein. Verfahren, welches. Päpierleime herzustellen erlaubt, die wesentliche technische Fortsehritte bringen. ' . ■ ■ ■

Wenn man die versehlebenen Einflugsfaktoren der Papierleimung zusammenfasst, dann kann man nach i Feststellungen f©lgeni.e Punkte als in der Hauptsache masegeblieh fuer ten Leimung®effekt be fcrashteni

1.) die Harzausbeute,

2*) das Deckv.ermoege.n der .geflockten Leimteilehen im • , gebildeten Papierfilz,

3i) das Sinterverhalten der gefj:©©kten Leimteilchen im Papierblatt. '

Die Harzausbeute ist gegeben türen ta® Verhaeltnis;

g.,HarZ:_; im· Papier- ■' , .. _: .;..;..,;■.,, .· ,, .·., _x S dem Papierst©ff zugesetztes Harz

Sie ist neben einer Vielzahl v©n Ietriebsfakt©ren hauptsaechlieh abhaengig von der leilehengreesse der Leimst©ffe in Äer gefloekten Leimmileb.-. Je groesser die Leimst©ff-Fl©ekentellchen in -der. St©ffauflauf suspension auf Äem Papiermaßehinensieb ausfallen, tarns© .groesser wirä i.ie Harzausbeute. - .

Der Leimungseffekt iat andererseits dav©n abhaengig, wieviel Quadratmeter Flaeehe 1 g Harz in der vorliegenden Faellangsform einer ■ gegebenen feilehengroesse bei einem gegebenen.HyeLratatiohsjgrää, abzudecken ■imstande ist.

Ss gilt hierbei in grober Naeherung die'Beziehung:' ■ .

Hydrat at Longgrad - Fa e 1 !wog j> ga et ew er t.- Qt* ' ■ Teilchengroesse ■ . ■ .

■Je gr©es-ser der Za,hlenausi.ruek fuer Q- ausfaellt, ums© besser wird die Abdeckung im Papierblatt mit den gefloekten LeimteilGhen mni. ums© guenstiger liegt der Leimeffekt

Der Hyclratatieasgrai. gibt In ©biger Formel an, welchen Wassergehalt die Leimmllehflocken, bezogen auf 1 g Harz, bei einer vorgegebe nen Zentrifugierung zu halten imstande sind. Die„Faellun& eines Harz leimes mit 0% Freiharz mit Aluminiumsulfat besitzt z.B. einen H£ratationsgrad von 23, d.h., glass 1 g Harz in der vorliegenden Faelluni form 23 g Wasser als Hydratwasser festhaelt. Die gleishe Faelltme einer Harzemulsion mit Qo'fo Freiharz enthaelt demgegenueber nur 2,6 ε;; Wasser.

Bei der Herstellung eines Leimes, der eine optimale Harzaustoeute und einen.meeglichst grossen .Leimungsdeckwert geben a©ll, muss man, wie sich aus obiger Beziehung ergibt, einen Leim mit moegliehst gre>s-. a em Hyäratatio.nsgrat un4 kleinster Teilohengr©e@se der Flocken anstreben. ■

lei ten technisch bekannten Papierleimen zeigt sich z.l. in einem Leimungssystem mit unguenstigen Harzausbeuteverhaeltni ssen fuer w-re-Λ _ harzleime folgendes SiIeL:

TABELLE? 1

fre.iharz- gehalt %	% Harzaus- beiate	Hytrata- ti®nsgrad H	Sekunäaer- flockenteil- chengroesse	Leimungs4eek- wert L f.jjl & Harz in'm"· ¹L	Faellungs- guetewert '.Q-'
-0- 25 8©	82 - 9©^ 7© - 8©# 45 - 55%	. 22,5 15,© 2,6	12 l,o	2,7 3,78 4,o	1,87 2,5 2,6
66 66	65 - 15% 75 - Q&%	■ ' 7,5 9,®	2,5 . 2,2	J»? :o,l	*~l·⁵* 4,1

Man erkennt, dass die Harzseife mit Of₀ Freiharz zwar eine h©he ■Harzausbeute gewaehrt,- tr© t ζ dem aber nur einen kleinen Faellungs-'

guetewert zeigt. Der 8o$-ige Freiharzleim bringt eine kleine Harz-· ausbeute, hat d&fuer aber einen hoeheren Leimung s<äeckwe,rt.

Der gemaes's Erfindung hergestellte Harzleiru mit 66f_a Freiharz''hat demgegenueber, wie die zwei letzten gp&lten der Tabelle zeigen, eine hohe Harzausbeute, bei gleichzeitig^, ueber das Bekannte hinausgehend., gesteigerten LeimungsdeGkwerten uni Faellungsguetewerteh.

Neben der Harzausbeute und der Abteekfaehigkeit der gesinterten ■ Leimfaellung im Papier spielt das ginterverhalten äes gefleckten Leimstaffes im werdenden Papierblatt die wichtigste Rolle.

lach mejuiien Feststellungen ergibt sich, i,ass mit abnehmendem Frei harzgehalt <iie zu einer Sinterung ben©etigten Temperaturen, wie In fabeile 2 gezeigt wird, ansteigen.

Freiharzgehalt	festigkeit: ä.,	,: Si nt erk© erp er.._;	als-Maass ■■ ä* Siater»mg,:An &raio4
Ä. Leimfaellung % .		bei ^eC
	8β^Θ C
-0- 3© · 66 8©	5© 8e© 25©© ■
1©©^φ G	12©© c ' . :
33© 12©© 34o© 4oo©	5©^:© 2oe© 48©o 5©©©
Man erkennt, dass'zur gintermng eines Vüllverseiften Harzleiise© Temperaturen von vergleiehswelse 11© - 12o°G erforderlich sind, waehreni ein 8©^-iger Freiharzleim bereits bei 8β°σ eine ausreiehende Fritting zeigt. Da €.ie Papiermaschinen de.r fechnik zur Zeit mit s©l©hen Qe- sehwintigkeiten arbeiten, dass h©eeh»tens Papierbahntemperatmren -ven ^

etwa 1ο©^φΟ erreicht werden» erklaert sieh zu einem Teil der Erfeig der "bisher eingeführten Freiharzenrnlsionen gegenfeuer ten verseiften Harzleimen. Heu ist hierbei, gemaess Erfindung tie Erkenntnis, slag® bereits Emulsionen. v©n 60. - 7©^ Freiharz annaehernd fiel eh guenstige Sinterungen bei niederen Temperaturen ergeben als Emwlsi©nen v©n 8© Freiharz, wie dies aus Tabelle 2 zu ersehen ist. . '

In Uebereinstimnmng mit ten gezeigten Ergebnissen ist ein v©ll- ©der weitgehend verseifter Harzleim in Fabrik*» mit h©hen Zy Untertemperaturen unä. langen Kentalrtzeiten bei mngwenstigen Fl©ek- und Abwasser- .,' verhaeltnissen ias Gegebene. Freiharzemwlsionen §int in Papiermasshinen mit niederen Zyliniertemper&tiären uni, geringen Kentaktzeiten and bei guten'Flockverhaeltnissen

Praktisch kann die Auswahl eines speziellen Leimverfahrenis fiaer

Jede Paplerqualitaet un4. faer jede Papierfabrik notwendig sein, ,wenn

man mit einem Minimum, an Harz ein Maximum an Leimwirkung erzielen will«

Gemaess Erfinfeng wir»d ntan ein Harzleim-.vergeschlagen, der aniverseil fuer alle Betriebsverhaeltniese in der Papierindustrie einsatz-^ faehig ist* Er vereinigt, die Vorteile äer Freiharzemialsi©n ani, der VQllverseiften Harzlsime. Bei ©ptimaler HarzaasbeMte v©n 7© - 85^, auch in idnguenstigen Faelleh, werden LeimiangsÄeekwerte mnd Faellmngiguete-werte erreieht, die L5 - 4©% Heber'den Werten der te©hnigSh bekannten Harzleime liegen. ■ .

Das neiae Verfahren gibt Emulsionen, mit einem Freiharzgehalt - v©n ' ' 6® - 7®% bei einer feilehengroesse des Freiharaes'in der Leimmileh v©n im Durchschnitt kleiner als "L/H und ©ptimaler Verteilung desselben im werdenden Papierblatt durch Erzielung einer gmenatigsten Fleekenteilehengroesse von 2- 5/2* bei einem Hydratat i©negr ad v@n β - 1©_?

Die guenstige Teilchengroesse in dervungeflockten Leimmilch ist durch das Herstellungsverfahren bedingt und wird erreieht tereh den Einsatz v©n 3© - 4©% Natrium- bzw. Ammonium-Hesinat und te^ Sinsatz von 2 - le$ Schutz- -und Flockk©ll©icten, wie z.B. Casein, Knechenleim, Proteinen, gtaerke, usw.. Der hohe Anteil an Matrium-Äesinat land den Schutz- und Flockkolloiden gibt Faellungen mit optimalem HyeLratatiensgrai. "bei gleichzeitig ©ptimaler Floskenteilchengroesse* . :

Das Verfahren stellt eine Kombination an sich bekannter technischer Massnahmen dar, durch die ein neuartiges Produkt erzielt wireL, welches'.. gegentieber den bisher bekannten Papierleimen technische F©rt§ehritte in i.er Anwendung bringt \an& eine teehniseh guenstige Papierle'immng bei Herabsetzung de® Harz- unci Fäellmittelverbrauches bedingt* , ■'.■:. . ■'■·.'

Die Dwrehfuehrung des Verfahrens soll an Hand eines Beispiels er-^: lae'utert. werden. ' ■ "■ -'

Man bringt 3,5 kg MaOH, geloest in 8 1 Wasser, in die Ml β ©hm äs ©hl- ■^: ne nach Zeichnung 1 und 2, setzt das Ruehrwerk 2 mit längs am em-dang ■■.■_. ' in Betrieb und laesst aus dein Schmelzkorb 0 4© kg geschmolzenes Harz in die Lauge einlaufen. Die Masse wiri anschllessend bei 9©®G;;3©: ten umgesetzt. Der Dampf wird dann abgestellt bis die temperatur Huehrung auf 84⁰G zurückgegangen ist. Man giesst nun die L©.ei:a,ng ven 2 - Io kg des gewaehlten Schutz- und Floekkolloids z.l. ^asein,·.In ll;,^ 3© 1 Wasser und 45© - l©oo g NaOH von 65^QG langsam in die

In diese Masse laesat man nun 6® .kg Harz, welches im Y©rs©hmelzkorb.C geschmolzen wird, langsam unter starker Rührung bei einer Temperatur von. 8o°0 eintropfen, Ansohliesseni. ruehrt man die Masse

3o Minuten kraeftig durch, bis die Temperatur auf etwa 6o°G abgesunken ist und laesst nun durch das Spritzrohr D innerhalb von 5© Minuten 13o 1 lasser von 4o°G, dem man Ioό g NaOH und. 2 leg eines Emul-¹ giermittele, a.l. ein Fettsaeureamin zugesetzt hat, zulaufen» Die !Temperatur·, der iftmlsion geht hierbei auf etwa-4o°G zurueck.. Die Q-esamti.auer der Emulsionsbereitung betraegt etwa 2. l/4{»tund.eii.

Die anfallende Kmulsion ist hellaenäerfertig unä kann nach Siebung direkt tem Papierbrei zugesetzt werden»

Claims

Dr.-Ing. Hanns. Arie dt er

"fiythstrasse; lol

Pat e..,n.ti ans ρ r_u.e ehe,'

■1.) Verfahren zur Herstellung eines Harzleimes'mit 55.- 75$- Freiharz und 25-~ ^5% Troekengehalt^ la&urch gekennzeichnet, ^ dass man in eine nach bekannten 'Verfahren hergestellte hochkonzentrierte, vollverseifte Harzseife "bei einer Temperatur, die zwischen Tropfpunkt und Erweichungspunkt des Harzes liegt, die auf Harz bezoge-ne z.B.' doppelte Menge .geschmolzenes Harz unter starker mechanischer Durcharbeitung langsam eintropfen laesst .und ansehliessend bei abfallenden Temperaturen. v©n z.B.'' βο - 4©°C äen Harzleim·durch langsamen Wasserzueatz -ver&uennt.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man der vollverseiften Harzseife vor Zusatz des■fluessigen Harzes

■ ' ' ■ ■ ■ ■· . ' t ■ ■ '■ ■ .: ■■ ^::· ■■■ ■■■ ;^:·:' ■

Schutz- und Flockkelloii.8, z.B., ^asein, in Mengen v©nm@hr als 3$, bezogen auf den Earz%ehalt, zusetzt.
3.) Verfahren nach Anspruch nach 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, dass

• . ■■■ ^; ■ '.... ■■,. &*L·

man bei der Smulsionsbereitung Brmlgatoren, z.B. Amine . hoeherejjFettsaeuren in Mengen, von z.B. 1 -. 3^.2-usatzt.
4.) Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhaeltnis Hy är at at ions sr a^.'. d#r...Leimmilchf aelliang ' ■■

• Sel-cundaerteilchengroeese der Faellung

groesser als 2,6 eingestellt wird.. -
5.) Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der ungeflockten Freiharzemulsion die Prlmaerteilchen-

groesse des Freiharzes kleiner als. I/^-hs*. und die Sekundaerteilchen^roesEe eier gefleckten Leimrnilch groesser als 2 Λι eingestellt wird.
6.) Verfahren nach Ansprucn 1-5, aaaureh gekennzeichnet, dass zur- Bereitung des Harzleimes ein Doppelkammruehrwerk, welches "bei Umdrehungszahlen von weniger als loo' arbeitet, eingesetzt