EP0000706A1 - Use of polyimide amine salts as cationic paper surface sizing agents - Google Patents

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EP0000706A1
EP0000706A1 EP7878100381A EP78100381A EP0000706A1 EP 0000706 A1 EP0000706 A1 EP 0000706A1 EP 7878100381 A EP7878100381 A EP 7878100381A EP 78100381 A EP78100381 A EP 78100381A EP 0000706 A1 EP0000706 A1 EP 0000706A1
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EP
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paper
sizing agents
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acid
copolymers
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Friedhelm Dr. Müller
Joachim Dr. Probst
Günter Dr. Sackmann
Wulf Dr. Von Bonin
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Bayer AG
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    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
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    • D21H17/41Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/44Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups cationic
    • D21H17/45Nitrogen-containing groups
    • D21H17/455Nitrogen-containing groups comprising tertiary amine or being at least partially quaternised
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/30Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups
    • C08F8/32Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups by reaction with amines

Definitions

  • the present invention relates to the use of salts of polyimidamines with organic or inorganic acids for the surface sizing of paper.
  • the corresponding polyimidamines are derived from copolymers of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1.
  • polyimidamines To produce paper sizing agents, such polyimidamines must either be mixed with non-cationic polymers in accordance with German Patent 1,621,688, or converted into graft polymers with special, olefinically unsaturated graft monomers in accordance with German Patent 1,621,689. As can be seen from the comparative tests of German patent 1,621,688, the polyimidamines alone have a significantly lower, inadequate sizing effect.
  • polyimidamines of the type mentioned which are derived from copolymers of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 by reaction with a mixture of a diamine having tertiary and primary amino groups and a primary monoamine, directly in the form of a aqueous solution of their salts with organic or inorganic acids can be used as an excellent surface sizing agent for paper.
  • the invention thus relates to the use of salts of organic or inorganic acids with polyimidamines, which differ from copolymers of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 by reaction with a mixture of a diamine with tertiary and primary amino group and ammonia or derived from primary monoamine as a surface sizing agent for paper and paper-like materials.
  • the copolymers of maleic anhydride with 2,4,4-trimethylpentene-1 are preferably of equimolar and alternating structure.
  • the average molecular weights are between 8,000 and 500,000, preferably between 10,000 and 60,000, determined by membrane osmometry.
  • the preferred copolymers have intrinsic viscosities of 0.08 to 0.3 dl / g, measured in N, N-dimethylformamide at 25 ° C.
  • Copolymers with intrinsic viscosities below 0.08 dl / g lead to considerably less effective sizing agents for paper. Products that are too high in molecular weight result in viscosities of the sizing agent that are too high and thus poorer processability.
  • the copolymers of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 are mixed with a mixture in an anhydrous organic medium A) a diamine with primary and tertiary amino group and B) ammonia or a primary monoamine implemented at temperatures from 0 ° to 250 ° C and thereby converting at least 80%, preferably more than 85%, of the anhydride groups of the copolymers into the corresponding imide groups.
  • the molar ratio of diamine (A) to monoamine (B) is 1: 0.3 to 1: 2.0.
  • Diamines are those of the general formula and as monoamines those of the general formula used.
  • R denotes a linear or branched aliphatic chain containing 2 to 12, preferably 2 to 6 carbon atoms, which may optionally also contain oxygen or sulfur atoms.
  • the substituents R 1 and R 2 of the tertiary amino group can be the same or different and represent aromatic radicals, such as phenyl, toluyl, xylyl, chlorophenyl, nitrophenyl, 4-dimethylaminophenyl, preferably phenyl, toluyl, xylyl, araliphatic radicals, such as benzyl, 2- Phenylethyl, preferably benzyl; Alkyl radicals with 1 to 12, preferably 1 to 6 carbon atoms, or the two substituents together represent a 5- or 6-membered cyclic ring which may contain an oxygen or sulfur atom.
  • diamines whose primary and tertiary amino groups are separated from one another by a linear alkylene chain from 2 to 6 methylene groups and whose tertiary amino group is substituted by linear C 1 -C 4 -alkyl radicals.
  • 1-Amino-3-dimethylaminopropane is particularly preferred.
  • the substituent R 3 represents an aliphatic or cycloaliphatic, saturated or unsaturated, optionally substituted hydrocarbon radical.
  • Preferred monoamines are ammonia and / or aliphatic primary monoamines with 1 to 18 carbon atoms or cycloaliphatic monoamines with 5 to 8 carbon atoms.
  • Particularly preferred monoamines are, for example, methylamine, ethylamine, n-propylamine, n-butylamine, sec. Butylamine, iso-butylamine, tert. Butylamine, n-hexylamine, 2-ethylhexylamine, cyclohexylamine and dehydroabietylamine.
  • 1-Amino-3-dimethylaminopropane and ethylamine in a molar ratio of 1: 1 to 1: 1.6 are particularly preferably used as the amine mixture.
  • the mixture of the diamines (A) and the monoamines (B) is used in an approximately equimolar amount, but preferably in a slight excess, based on the anhydride groups of the starting polymer; the amine mixture used should preferably contain 1.0-1.5 mol of primary amino groups, based on one mol of anhydride groups of the polymer.
  • the excess of amine is therefore added in order to achieve the most complete possible imidization, which should be at least 80%, preferably more than 85%. Lower imidized reaction products are poorly water-soluble and show insufficient sizing effects on paper.
  • the molar ratio of diamine to monoamine should be between 1: 0.3 and 1: 2.0.
  • Suitable solvents include organic, alkyl and halogen-substituted aromatic solvents such as benzene, toluene, m-, o- or p-xylene or mixtures thereof. They are able to solve both maleic anhydride-2,4,4-trimethylpentene-1 copolymers and their reaction products, the polyimidamines.
  • Inorganic and organic acids are suitable for this, of which 100 to 500 mol percent, based on the tertiary amino groups contained in the chemically bound amine mixture, are added. Particularly suitable acids are formic acid, acetic acid, propionic acid, lactic acid, hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid, preferably formic acid and acetic acid. Water is generally used as the solvent.
  • the polyimidamine salts are present in a 5 to 30% solution. No gelling of the products is observed, as is described in the Belgian patent specification 654 889 in the higher molecular weight range above 5000.
  • the copolymer of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 is advantageously imidized in two stages.
  • the copolymer is suspended or dissolved in the organic solvent at temperatures between 0 ° C. and 50 ° C. and the amine mixture is added dropwise at these temperatures with stirring. Monoamide is predominantly formed in this reaction stage.
  • the reaction mixture is brought to a temperature of 130 ° C. to 200 ° C. with stirring.
  • this step carried out thermally, optionally with the aid of Katalysaroren, such as p-toluenesulfonic acid, pyridine, etc. elimination of water the imidization of at least 80%, preferably more than 85% of the original A nhy- dridement.
  • the organic polymer solution can be converted into an aqueous solution, for example, in such a way that the organic solution is distilled off at the same time of the organic solvent continuously in a heated template with dilute aqueous acid.
  • the copolymers of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 converted to polyimidamine salts are used as surface sizing agents for paper, which have excellent sizing effects directly in aqueous solution without any additives.
  • sizing agents are products that ensure that paper is labeled with ink but prevent it from bleeding.
  • water repellents are water-repellent and water-insoluble
  • the sizing agents according to the invention are water-soluble.
  • German patent 1 621 688 in which cationic sizing agents are used in the form of dispersions, is the use according to the invention of the sizing agents in homogeneous aqueous solution. They are easy to process, guarantee, in contrast to heterogeneous sizing systems, absolute homogeneity of the sized paper and show an excellent sizing effect on all papers, with particular emphasis being placed on the chalk-containing paper.
  • the used according to the invention Sizing agents are clearly superior to all conventional sizing agents.
  • a laboratory size press from Werner Mathis, Zurich, type HF was used for the sizing.
  • the size liquor had a temperature of approx. 20 ° C in the size press.
  • the paper was fed at a speed of 4 m / min. pulled through.
  • the surface-sized papers were dried on a drying cylinder within 45 seconds at approx. 100 ° C. Before the sizing. testing, the papers were conditioned for 2 hours at room temperature. Sections of the paper were then pre-weighed, immersed in water at 20 ° C. for 1 minute, pressed once between filter paper using a 10 kg rolling weight and weighed back. The value for the water absorption on both sides in g / m 2 was calculated from the weight difference. The lower the water absorption, the better the effect of the tested sizing agent. Sizing is good when water absorption of approx. 40 g / m 2 and below is achieved.
  • This example is intended to show that good sizing effects can be achieved with the described sizing agents on unsized papers from bleached cellulose.
  • the base paper used was made from bleached sulfite pulp with the addition of 3% china clay (calculated as ash) at pH 6.8 and had a weight per unit area of 70 g / m 2 .
  • This example shows the good effectiveness of the sizing agents described on wood pulp-containing papers.
  • the base paper used was made from 50% bleached wood pulp and 50% bleached sulfite pulp with the addition of 11% china clay (calculated as ash) at pH 5 and had a weight per unit area of 70 g / m 2 .
  • the base paper used was (expressed as ash) of 50% of bleached spruce and 50% bleached sulphate pulp book with the addition of 14% precipitated calcium carbonate at pH 6.8 prepared and had a basis weight of 70 g / m 2.
  • sizing agent J one of the products described, sizing agent J, is compared with a cationic "sizing agent M", which represents the prior art and corresponds in its composition to the products described in DT-OS 1 621 688.
  • the degree of sizing against ink was determined using the Hercules Sizing Tester, in accordance with the operating instructions of the manufacturer Hercules Inc., Wilmington, Delaware, USA. The time is measured in seconds until the remission drops to 75% of the remission value of paper when the test ink is applied to the paper and penetrates through the paper. The longer the measured time, the better the degree of sizing.
  • This example shows the usability of the sizing agents described in the pulp.
  • paper sheets were formed on a laboratory sheet former, which were dried at 100 ° C. and had a weight per unit area of about 100 g / m 2 .
  • the sizing effect was determined by the "ink float sample” common in the paper industry, i.e. by placing the papers on test ink (Pelikan 4001).

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Abstract

1. The use of salts of organic or inorganic acids with polyimide amines obtained from copolymers of maleic anhydride with hydrocarbon monomers and a mixture of A) a dimine having a tertiary and a primary amino group, and B) ammonia or a primary monoamine as surface sizing agents for paper, characterised in that they are derived from copolymers of maleic anhydride and 2,4,4-trimethyl-1-pentene having average molecular weights of 8,000 to 500,000 and are prepared from these copolymers by reaction with the amine mixture in an anhydrous organic medium at temperatures of 0 degree C to 200 degrees C, the molar ratio of diamine A) to ammonia or monoamine B) being 1:0.3 to 1:2.0 and at least 80% of the anhydride groups having been converted into the corresponding imide groups.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Salzen von Pölyimidaminen mit organischen oder anorganischen Säuren zur Oberflächenleimung von Papier. Die entsprechenden Polyimidamine leiten sich von Copolymerisaten aus Maleinsäureanhydrid und 2,4,4-Trimethylpenten-1 ab.The present invention relates to the use of salts of polyimidamines with organic or inorganic acids for the surface sizing of paper. The corresponding polyimidamines are derived from copolymers of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1.

Aus der DOS 1 570 914 (=belgische Patentschrift 654 889) ist es bekannt, Maleinsäureanhydridcopolymere mit ungesättigten Monomeren, wie z.B. Styrol, Vinyl- und Allyl- äthern etc. sowie mit unverzweigten α-Olefinen als Comonomeren, mit einem Diamin und gegebenenfalls einem Monoamin umzusetzen. Das betreffende Diamin trägt sowohl eine primäre als auch tertiäre Aminogruppe. Die Umsetzung geschieht in inerten organischen Lösungsmitteln. Die erhaltenen Polyimidamine werden mit Epihalogenhydrinen, z.B. Epichlorhydrin, quaterniert. Diese quaternierten Produkte werden in wäßriger Lösung als Oberflächenleimungsmittel für Papier verwendet. Die Molekulargewichte der Polymeren liegen zwischen 2000 und 5000. Bei höheren Molekulargewichten wird Gelbbildung beobachtet, bei sehr niedermolekularen Produkten (MG<2000) ist die Leimungswirkung ungenügend.From DOS 1 570 914 (= Belgian patent specification 654 889) it is known to use maleic anhydride copolymers with unsaturated monomers, such as e.g. React styrene, vinyl and allyl ethers etc. and with unbranched α-olefins as comonomers, with a diamine and optionally a monoamine. The diamine in question carries both a primary and a tertiary amino group. The reaction takes place in inert organic solvents. The polyimidamines obtained are treated with epihalohydrins, e.g. Epichlorohydrin, quaternized. These quaternized products are used in aqueous solution as surface sizing agents for paper. The molecular weights of the polymers are between 2000 and 5000. Yellowing is observed at higher molecular weights, and the sizing effect is inadequate for very low molecular weight products (MW <2000).

Aus der deutschen Patentschrift 1 595 704 ist es bekannt, Maleinsäureanhydridhomo- oder -copolymerisate mit einem Gemisch aus Diaminen mit einer primären und einer.ter- biänrn Aminogruppe und primären Monoaminen umzusetzen. Hierbei ntfällt auf eine Anhydridgruppe etwa eine primäre Aminogruppe. die Umsetzung wird in wäßrigen oder alkoholisch-wäßrigen Säuren bei erhöhten Temperaturen durchgeführt. Hierbei werden, bezogen auf tertiäre Aminogruppen im Amingemisch, 25. bis 350 Molprozent an Säureäquivalenten verwendet. Die so dargestellten Polyimidamine eignen sich in neutraler Form als Emulgier- und Dispergiermittel zur Herstellung von Beschichtungen und Schutzüberzügen. Weiterhin eignen sie sich als Hydrophobierungsmittel und Zwischenprodukte für Pflanzenschutzmittel und Pharmazeutika.From German Patent 1,595,704 it is known to react maleic anhydride homo- or copolymers with a mixture of diamines with a primary and a tertiary amino group and primary monoamines. Here, an anhydride group has approximately one primary amino group. the reaction is carried out in aqueous or alcoholic-aqueous acids at elevated temperatures. Here, based on tertiary amino groups in the amine mixture, 25 to 350 mol percent of acid equivalents are used. The polyimidamines represented in this way are suitable in neutral form as emulsifiers and dispersants for the production of coatings and protective coatings. They are also suitable as water repellents and intermediates for crop protection agents and pharmaceuticals.

Zur Herstellung von Papierleimungsmitteln müssen derartige Polyimidamine entweder gemäß deutschem Patent 1 621 688 mit nichtkationischen Polymeren abgemischt werden oder gemäß deutschem Patent 1 621 689 mit speziellen, olefinisch ungesättigten Pfropfmonomeren in Pfropfpolymerisate umgewandelt werden. Wie aus den Vergleichsversuchen, des deutschen Patents 1.621 688 hervorgeht, besitzen die Polyimidamine allein eine deutlich geringere, unzureichende Leimungswirkung.To produce paper sizing agents, such polyimidamines must either be mixed with non-cationic polymers in accordance with German Patent 1,621,688, or converted into graft polymers with special, olefinically unsaturated graft monomers in accordance with German Patent 1,621,689. As can be seen from the comparative tests of German patent 1,621,688, the polyimidamines alone have a significantly lower, inadequate sizing effect.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Polyimidamine der genannten Art, die sich von Copolymerisaten aus Maleinsäureanhydrid und 2,4,4-Trimethylpenten-1 durch Umsetzung mit einem Gemisch aus einem Diamin mit tertiärer und primärer Aminogruppe und einem primären Monoamin ableiten, direkt in Form einer wäßrigen Lösung ihrer Salze mit organischen oder anorganischen Säuren als ausgezeichnet wirksame Oberflächenleimungsmittel für Papier eingesetzt werden können.Surprisingly, it has now been found that polyimidamines of the type mentioned, which are derived from copolymers of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 by reaction with a mixture of a diamine having tertiary and primary amino groups and a primary monoamine, directly in the form of a aqueous solution of their salts with organic or inorganic acids can be used as an excellent surface sizing agent for paper.

Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwendung von Salzen von organischen oder anorganischen Säuren mit Polyimidaminen, die sich von Copolymerisaten aus Maleinsäureanhydrid und 2,4,4-Trimethylpenten-1 durch Umsetzung mit einem Gemisch aus einem Diamin mit tertiärer und primärer Aminogruppe und Ammoniak oder einem primären Monoamin ableiten, als Oberflächenleimungsmittel für Papier und papierähnliche Materialien.'The invention thus relates to the use of salts of organic or inorganic acids with polyimidamines, which differ from copolymers of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 by reaction with a mixture of a diamine with tertiary and primary amino group and ammonia or derived from primary monoamine as a surface sizing agent for paper and paper-like materials. '

Die Copolymeren des Maleinsäureanhydrids mit 2,4,4-Trimethylpenten-1 sind bevorzugt äquimolar und alternierend aufgebaut. Die mittleren Molekulargewichte liegen zwischen 8000 und 500 000, vorzugsweise zwischen.10.000 und 60 000, bestimmt durch Membranosmometrie. Die bevorzugten Copolymeren besitzen Grenzviskositäten von 0,08 bis 0,3 dl/g, gemessen in N,N-Dimethylformamid bei 25°C.The copolymers of maleic anhydride with 2,4,4-trimethylpentene-1 are preferably of equimolar and alternating structure. The average molecular weights are between 8,000 and 500,000, preferably between 10,000 and 60,000, determined by membrane osmometry. The preferred copolymers have intrinsic viscosities of 0.08 to 0.3 dl / g, measured in N, N-dimethylformamide at 25 ° C.

Copolymere mit Grenzviskositäten unter 0,08 dl/g führen zu wesentlich weniger wirksamen Leimungsmitteln für Papier. Zu hochmolekulare Produkte ergeben zu hohe Viskositäten des Leimungsmittels und damit eine schlechtere Verarbeitbarkeit.Copolymers with intrinsic viscosities below 0.08 dl / g lead to considerably less effective sizing agents for paper. Products that are too high in molecular weight result in viscosities of the sizing agent that are too high and thus poorer processability.

Zur Darstellung der Polyimidamine werden die Copolymeren aus Maleinsäureanhydrid und 2,4,4-Trimethylpenten-1 in wasserfreiem organischem Medium mit einem Gemisch aus
A) einem Diamin mit primärer und tertiärer Aminogruppe und B) Ammoniak oder einem primären Monoamin
bei Temperaturen von 0° bis 250°C umgesetzt und dabei die Anhydridgruppen der Copolymeren mindestens zu 80 %, bevorzugt zu mehr als 85 %, in die entsprechenden Imidgruppen überführt.
To prepare the polyimidamines, the copolymers of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 are mixed with a mixture in an anhydrous organic medium
A) a diamine with primary and tertiary amino group and B) ammonia or a primary monoamine
implemented at temperatures from 0 ° to 250 ° C and thereby converting at least 80%, preferably more than 85%, of the anhydride groups of the copolymers into the corresponding imide groups.

Das Molverhältnis von Diamin (A) zu Monoamin (B) beträgt dabei 1:0,3 bis 1:2,0.The molar ratio of diamine (A) to monoamine (B) is 1: 0.3 to 1: 2.0.

Als Diamine werden solche der allgemeinen Formel

Figure imgb0001
und als Monoamine solche der allgemeinen Formel
Figure imgb0002
eingesetzt.Diamines are those of the general formula
Figure imgb0001
and as monoamines those of the general formula
Figure imgb0002
used.

In den obigen Formeln bedeutet R eine 2 bis 12, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatome, enthaltende lineare oder verzweigte aliphatische Kette, die gegebenenfalls noch Sauerstoff- oder Schwefelatome enthalten kann. Die Substituenten R1 und R2 der tertiären Aminogruppe können gleich oder verschieden sein und stellen aromatische Reste, wie Phenyl, Toluyl, Xylyl, Chlorphenyl, Nitrophenyl, 4-Dimethylaminophenyl, vorzugsweise Phenyl, Toluyl, Xylyl, araliphatische Reste, wie Benzyl, 2-Phenyläthyl, vorzugsweise Benzyl; Alkylreste mit 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, bzw. die beiden Substituenten zusammen einen 5- oder 6-gliedrigen, gegebenenfalls ein Sauerstoff-oder Schwefelatom enthaltenden cyclischen Ring dar.In the above formulas, R denotes a linear or branched aliphatic chain containing 2 to 12, preferably 2 to 6 carbon atoms, which may optionally also contain oxygen or sulfur atoms. The substituents R 1 and R 2 of the tertiary amino group can be the same or different and represent aromatic radicals, such as phenyl, toluyl, xylyl, chlorophenyl, nitrophenyl, 4-dimethylaminophenyl, preferably phenyl, toluyl, xylyl, araliphatic radicals, such as benzyl, 2- Phenylethyl, preferably benzyl; Alkyl radicals with 1 to 12, preferably 1 to 6 carbon atoms, or the two substituents together represent a 5- or 6-membered cyclic ring which may contain an oxygen or sulfur atom.

Bevorzugt sind Diamine, deren primäre und tertiäre Aminogruppe durch eine lineare Alkylenkette aus 2 bis 6 Methylengruppen voneinander getrennt sind und deren tertiäre Aminogruppe durch lineare C1-C4-Alkylreste substituiert ist. Besonders bevorzugt ist 1-Amino-3-dimethylaminopropan.Preference is given to diamines whose primary and tertiary amino groups are separated from one another by a linear alkylene chain from 2 to 6 methylene groups and whose tertiary amino group is substituted by linear C 1 -C 4 -alkyl radicals. 1-Amino-3-dimethylaminopropane is particularly preferred.

Der Substituent R3 stellt'einen aliphatischen oder cycloaliphatischen, gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest dar.The substituent R 3 represents an aliphatic or cycloaliphatic, saturated or unsaturated, optionally substituted hydrocarbon radical.

Bevorzugte Monoamine sind Ammoniak und/oder aliphatische primäre Monoamine mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder cycloaliphatische Monoamine mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugte Monoamine sind beispielsweise Methylamin, Äthylamin, n-Propylamin, n-Butylamin, sek. Butylamin, iso-Butylamin, tert. Butylamin, n-Hexylamin, 2-Äthylhexylamin, Cyclohexylamin und Dehydroabietylamin.Preferred monoamines are ammonia and / or aliphatic primary monoamines with 1 to 18 carbon atoms or cycloaliphatic monoamines with 5 to 8 carbon atoms. Particularly preferred monoamines are, for example, methylamine, ethylamine, n-propylamine, n-butylamine, sec. Butylamine, iso-butylamine, tert. Butylamine, n-hexylamine, 2-ethylhexylamine, cyclohexylamine and dehydroabietylamine.

Als Amingemisch wird besonders bevorzugt 1-Amino-3-dimethylaminopropan und Äthylamin im Molverhältnis 1:1 bis 1:1,6 eingesetzt.1-Amino-3-dimethylaminopropane and ethylamine in a molar ratio of 1: 1 to 1: 1.6 are particularly preferably used as the amine mixture.

Das Gemisch aus den Diaminen (A) und den Monoaminen (B) wird in annähernd äquimolarer Menge, bevorzugt jedoch in geringem Überschuß, bezogen auf die Anhydridgruppen des Ausgangspolymeren eingesetzt; bevorzugt soll das zum Einsatz gelangende Amingemisch 1,0-1,5 Mol primäre Aminogruppen, bezogen auf ein Mol Anhydridgruppen des Polymeren, enthalten. Der Aminüberschuß wird deshalb zugegeben, um eine möglichst vollständige Imidisierung zu erreichen, die mindestens 80 %, bevorzugt mehr als 85 %,betragen soll. Niedriger imidisierte Umsetzungsprodukte sind schlecht wasserlöslich und zeigen ungenügende Leimungswirkung auf Papier. In dem Gemisch von Diamin (A) und primärem Amin (B) soll das Molverhältnis von Diamin zu Monoamin zwischen 1:0,3 und 1:2,0 liegen. Die beiden Aminkomponenten können als Gemisch oder nacheinander zur Reaktion gebracht werden. Als Lösungsmittel eignen sich u.a. organische, alkyl- und halogensubstituierte aromatische Lösungsmittel wie Benzol, Toluol, m-, o- oder p-Xylol oder deren Gemische. Sie vermögen sowohl die Maleinsäureanhydrid-2,4,4-Trimethylpenten-1-copolymeren als auch deren Umsetzungsprodukte, die Polyimidamine, zu lösen.The mixture of the diamines (A) and the monoamines (B) is used in an approximately equimolar amount, but preferably in a slight excess, based on the anhydride groups of the starting polymer; the amine mixture used should preferably contain 1.0-1.5 mol of primary amino groups, based on one mol of anhydride groups of the polymer. The excess of amine is therefore added in order to achieve the most complete possible imidization, which should be at least 80%, preferably more than 85%. Lower imidized reaction products are poorly water-soluble and show insufficient sizing effects on paper. In the mixture of diamine (A) and primary amine (B) the molar ratio of diamine to monoamine should be between 1: 0.3 and 1: 2.0. The two amine components can be reacted as a mixture or in succession. Suitable solvents include organic, alkyl and halogen-substituted aromatic solvents such as benzene, toluene, m-, o- or p-xylene or mixtures thereof. They are able to solve both maleic anhydride-2,4,4-trimethylpentene-1 copolymers and their reaction products, the polyimidamines.

Zur Herstellung der Leimungsmittel und.um die Polyimidamine in wäßrigen Systemen zu lösen, müssen diese in Salzform überführt werden. Hierzu eignen sich anorganische und organische Säuren, von denen 100 bis 500 Molprozent, bezogen auf die im chemisch gebundenen Amingemisch enthaltenden tertiären Aminogruppen, zugegeben werden. Als Säuren eignen sich insbesondere Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Milchsäure, Salzsäure, Salpetersäure und Schwefelsäure, vorzugsweise Ameisensäure und Essigsäure. Als Lösungsmittel dient im allgemeinen Wasser. Nach beendeter Reaktion liegen die Polyimidaminsalze in 5 bis 30 %iger Lösung vor. Man beobachtet dabei keine Vergelung der Produkte, wie sie in der belgischen Patentschrift 654 889 im höheren Molekulargewichtsbereich über 5000 beschrieben wird.To produce the sizing agents and to dissolve the polyimidamines in aqueous systems, they must be converted into salt form. Inorganic and organic acids are suitable for this, of which 100 to 500 mol percent, based on the tertiary amino groups contained in the chemically bound amine mixture, are added. Particularly suitable acids are formic acid, acetic acid, propionic acid, lactic acid, hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid, preferably formic acid and acetic acid. Water is generally used as the solvent. After the reaction has ended, the polyimidamine salts are present in a 5 to 30% solution. No gelling of the products is observed, as is described in the Belgian patent specification 654 889 in the higher molecular weight range above 5000.

Die Imidisierung des Copolymeren aus Maleinsäureanhydrid und 2,4,4-Trimethylpenten-1 erfolgt zweckmäßigerweise in 2 Stufen. In der ersten Stufe wird das Copolymere im organischen Lösungsmittel bei Temperaturen zwischen 0°C und 50°C suspendiert bzw. gelöst und das Amingemisch unter Rühren bei diesen Temperaturen zugetropft. In dieser Reaktionsstufe erfolgt überwiegend die Bildung von Monoamid. In der zweiten Reaktionsstufe wird das Reaktionsgemisch,unter Rühren auf eine Temperatur von 130°C bis 200°C gebracht. In dieser Stufe erfolgt thermisch, gegebenenfalls mit Hilfe von Katalysaroren, wie z.B. p-Toluolsulfonsäure, Pyridin etc., unter Wasserabspaltung die Imidbildung aus mindestens 80 %, vorzugsweise mehr als 85 % der ursprünglichen Anhy- dridgruppe.The copolymer of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 is advantageously imidized in two stages. In the first stage, the copolymer is suspended or dissolved in the organic solvent at temperatures between 0 ° C. and 50 ° C. and the amine mixture is added dropwise at these temperatures with stirring. Monoamide is predominantly formed in this reaction stage. In the second reaction stage, the reaction mixture is brought to a temperature of 130 ° C. to 200 ° C. with stirring. In this step, carried out thermally, optionally with the aid of Katalysaroren, such as p-toluenesulfonic acid, pyridine, etc. elimination of water the imidization of at least 80%, preferably more than 85% of the original A nhy- dridgruppe.

Die Überführung der organischen Polymerisatlösung in eine wäßrige Lösung kann beispielsweise so erfolgen, daß man die organische Lösung unter gleichzeitigem Abdestillieren des organischen Lösungsmittels kontinuierlich in eine geheizte Vorlage mit verdünnter wäßriger Säure gibt.The organic polymer solution can be converted into an aqueous solution, for example, in such a way that the organic solution is distilled off at the same time of the organic solvent continuously in a heated template with dilute aqueous acid.

Im Unterschied zur deutschen Patentschrift 1 595 704 verwendet man die zu Polyimidaminsalzen umgesetzten Copolymeren aus Maleinsäureanhydrid und 2,4,4-Trimethylpenten-1 als Oberflächenleimungsmittel für Papier, die direkt in wäßriger Lösung ohne jegliche Zusätze ausgezeichnete Leimungswirkung besitzen. Dabei sind Leimungsmittel im Gegensatz zu Hydrophobierungsmitteln, die wasserabstoßend wirken, solche Produkte, die die Beschriftung von Papier mit Tinte gewährleisten, jedoch deren Verlaufen verhindern. Während also Hydrophobierungsmittel wasserabweisend und wasserunlöslich sind, sind die erfindungsgemäßen Leimungsmittel wasserlöslich.In contrast to German Patent 1,595,704, the copolymers of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 converted to polyimidamine salts are used as surface sizing agents for paper, which have excellent sizing effects directly in aqueous solution without any additives. In contrast to water repellents that have a water-repellent effect, sizing agents are products that ensure that paper is labeled with ink but prevent it from bleeding. Thus, while water repellents are water-repellent and water-insoluble, the sizing agents according to the invention are water-soluble.

Außerdem wurde gefunden, daß das in den deutschen Patentschriften 1 595 704 und 1 621 688 beschriebene Herstellungsverfahren für Polymimidamine für die erfindungsgemäß zu verwendenden Leimungsmittel nicht geeignet ist, da nach diesem Verfahren Produkte erhalten werden, die bei weitem nicht den gewünschten hohen Imidisierungsgrad von mindestens 80 % erreichen. Demgemäß können Salze dieser Produkte mit Säuren auch nicht als Oberflächenleimungsmittel für Papier eingesetzt werden.In addition, it was found that the manufacturing process for polymimidamines described in German Patents 1,595,704 and 1,621,688 is not suitable for the sizing agents to be used according to the invention, since this process gives products which by far do not have the desired high degree of imidization of at least 80 % to reach. Accordingly, salts of these products with acids cannot be used as surface sizing agents for paper.

Ein Fortschritt gegenüber der deutschen-Patentschrift 1 621 688, in der kationische Leimungsmittel in Form von Dispersionen angewendet werden, ist die erfindungsgemäße Verwendung der Leimungsmittel in homogener wäßriger Lösung. Sie sind problemlos zu verarbeiten, garantieren im Gegensatz zu heterogenen Leimungssystemen absolute Homogenität des geleimten Papiers und zeigen auf alle Papieren hervorragende Leimungswirkung, wobei besonders die Leimung kreidehaltigen Papiers hervorzuheben ist. Die erfindungsgemäß verwendeten Leimungsmittel sind hierbei allen herkömmlichen Leimungsmitteln eindeutig überlegen.An improvement over the German patent 1 621 688, in which cationic sizing agents are used in the form of dispersions, is the use according to the invention of the sizing agents in homogeneous aqueous solution. They are easy to process, guarantee, in contrast to heterogeneous sizing systems, absolute homogeneity of the sized paper and show an excellent sizing effect on all papers, with particular emphasis being placed on the chalk-containing paper. The used according to the invention Sizing agents are clearly superior to all conventional sizing agents.

In den.folgenden Beispielen sind die angegebenen Teile Gewichtsteile, sofern nicht anders vermerkt.In the following examples, the parts given are parts by weight, unless stated otherwise.

Beispiel AExample A

In einem Dreihalskolben mit Wasserabscheider werden 105 Teile alternierendes Copolymerisat aus Maleinsäureanhydrid und 2,4,4-Trimethylpenten-1 (mittleres Molekulargewicht MGPC 1): 47 000) in 260 Teilen Xylol.eingetragen. Es wird unter Rühren bei 120°C gelöst und nacheinander 26 Teile Dehydroabietylamin, in 174 Teilen Xylol gelöst, und 63 Teile 1-Amino-3-dimethylaminopropan zugetropft. Danach läßt man 10 Stunden lang am Wasserabscheider bei 150-160°C reagieren. Die bei der azeotropen Destillation mit Xylol abgeschiedene Wassermenge wird als ungefähres Umsatzmaß betrachtet (8,5 ml = 94% Umsatz). Nach Beendigung der Polyimidbildung werden 50 Teile Ameisensäure zugetropft. Von dem ausfallenden Polyimidamiasalz wird der größte Teil des Xylols abdekantiert und das restliche Lösungsmittel mit Wasserdampf azeotrop abdestilliert. Gleichzeitig erhält man eine wäßrige Lösung mit einem Festgehalt von 9,1 Gewichtsprozent.105 parts of alternating copolymer of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 (average molecular weight M GPC 1) : 47,000) in 260 parts of xylene are introduced into a three-necked flask with a water separator. It is dissolved with stirring at 120 ° C. and 26 parts of dehydroabietylamine, dissolved in 174 parts of xylene, and 63 parts of 1-amino-3-dimethylaminopropane are added dropwise. Then allowed to react for 10 hours on a water separator at 150-160 ° C. The amount of water separated in the azeotropic distillation with xylene is regarded as an approximate conversion measure (8.5 ml = 94% conversion). After the polyimide formation has ended, 50 parts of formic acid are added dropwise. The majority of the xylene is decanted from the precipitated polyimidamia salt and the remaining solvent is distilled off azeotropically with water vapor. At the same time, an aqueous solution with a solids content of 9.1 percent by weight is obtained.

Beispiel BExample B

105 Teile Copolymerisat aus Maleinsäureanhydrid und 2,4,4-Trimethylpenten-1 (MGPC =47000) werden bei 120°C in 260 Teilen Xylol gelöst. Eine Mischung von 45 Teilen Stearylamin und 34 Teilen 1-Amino-3-dimethylaminopropan, in 174 Teilen Xylol gelöst, werden zu der Polymerlösung unter Rühren zugetropft. Bei der stark exothermen Reaktion erhält man zunächst ein xylolunlösliches Produkt, wahrscheinlich das Monoamid, das bei 10-stündigem Rühren am Wasserabscheider bei 150-160°C unter Wasserabspaltung in das lösliche Polyimidamin übergeht. Die ist sehr leicht zu erkennen an der für cyclische Fünfring-Imide charakteristischen IR-Doppelbande bei den Wellenzahlen 1690 cm-1 und 1770 cm-1, während die für cyclische Fünfring-Anhydride charakteristische Teilbande bei 1840 cm-1 105 parts of a copolymer of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 (M GPC = 47000) are dissolved in 260 parts of xylene at 120 ° C. A mixture of 45 parts of stearylamine and 34 parts of 1-amino-3-dimethylaminopropane, dissolved in 174 parts of xylene, are added dropwise to the polymer solution with stirring. The highly exothermic reaction initially gives a product which is insoluble in xylene, probably the monoamide, which, with stirring for 10 hours on a water separator at 150-160 ° C. , releases the soluble polyimidamine with elimination of water. This can be recognized very easily by the IR double band characteristic of cyclic five-ring imides at the wave numbers 1 690 cm -1 and 1770 cm -1 , while the partial band characteristic of cyclic five-ring anhydrides at 184 0 cm -1

1) MGPC = Molgewicht durch Gelpermeationschromatographie bestimmt 1 ) M GPC = molecular weight determined by gel permeation chromatography

verschwindet. 34,5 Teile Ameisensäure werden zugetropft. Mit Wasserdampf von 100°C wird das organische Lösungsmittel abdestilliert. Die wäßrige Lösung hat einen Festgehalt von 14,9 Gew.-%.disappears. 34.5 parts of formic acid are added dropwise. The organic solvent is distilled off with steam at 100.degree. The aqueous solution has a solids content of 14.9% by weight.

Beispiel CExample C

Wie Beispiel B, nur wird an Stelle des dortigen Amingemischs ein Gemisch aus 46 Teilen Dodecylamin und 26 Teilen 1-Amino-3-dimethylaminopropan, in 174 Teilen Xylol gelöst, eingetropft. Die wäßrige Lösung hat einen Festgehalt von 10,5 Gew.%.As example B, except that instead of the amine mixture there, a mixture of 46 parts of dodecylamine and 26 parts of 1-amino-3-dimethylaminopropane, dissolved in 174 parts of xylene, is added dropwise. The aqueous solution has a solids content of 10.5% by weight.

Beispiel DExample D

Wie Beispiel B, nur wird an Stelle des dortigen Amingemischs ein Gemisch aus 15 Teilen Hexylamin und 39 Teilen 1-Amino-3-dimethglaminopropan ohne Lösungsmittel zugetropft. Die wäßrige Lösung hat einen Festgehalt von 13,5 Gew.%.As example B, except that a mixture of 15 parts of hexylamine and 39 parts of 1-amino-3-dimethglaminopropane without solvent is added dropwise instead of the amine mixture there. The aqueous solution has a solids content of 13.5% by weight.

Beispiel EExample E

105 Teile Copolymerisat aus Maleinsäureanhydrid und 2,4,4-Trimethylpenten-1 werden bei 120°C in 435 Teilen Xylol gelöst und ein Gemisch von 22 Teilen Cyclohexylamin und 28 Teilen 1-Amino-3-dimethylaminopropan zugetropft. Am Wasserabscheider werden 8,3 Teile Wasser abgeschieden (= Umsatz von 92%), Danach werden 35 Teile Ameisensäure zugegeben und eine Wasserdampfdestillation bei 100°C durchgeführt. Die wäßrige Lösung hat einen Festgehalt von 7,9%.105 parts of copolymer of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 are dissolved in 435 parts of xylene at 120 ° C. and a mixture of 22 parts of cyclohexylamine and 28 parts of 1-amino-3-dimethylaminopropane is added dropwise. 8.3 parts of water are separated off on the water separator (= conversion of 92%), then 35 parts of formic acid are added and steam distillation is carried out at 100 ° C. The aqueous solution has a solids content of 7.9%.

Beispiel FExample F

525 Teile Copolymerisat wie in Beispiel A, 200 Teile Xylol, 91 Teile n-Butylamin und 128 Teile 1-Amino-3-dimethylaminopropan werden in einem Rührautoklaven aus Edelstahl eingetragen. Unter Rühren wird auf 50°C geheizt, 2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten und 3 Stunden bei 130°C gerührt. Am Wasserabscheider erhält man 42,5 Teile Wasser (= 94 % Umsatz). Zur Lösung werden 250 Teile Ameisensäure zugetropft und mit Wasserdampf das Xylol azeotrop abdestilliert. Die wäßrige Lösung hat einen Festgehalt von 11,4 %.525 parts of copolymer as in Example A, 200 parts of xylene, 91 parts of n-butylamine and 128 parts of 1-amino-3-dimethylaminopropane are introduced into a stainless steel stirred autoclave. With stirring, is heated to 50 ° C, held for 2 hours at this temperature and 3 hours at 13 C 0 ° ge stirs. 42.5 parts of water (= 94% conversion) are obtained on the water separator. 250 parts of formic acid are added dropwise to the solution and the xylene is distilled off azeotropically with water vapor. The aqueous solution has a solids content of 11.4%.

Beispiel GExample G

525 Teile Copolymerisat wie in Beispiel A, in 525 Teilen Toluol gelöst, werden zusammen mit 1650 Teilen Xylol und 85 Teilen 1-Amino-3-dimethylaminopropan und 98 Teilen n-Propylamin im Rührautoklaven vorgelegt. 3 Stunden wird bei 50°C und 7 Stunden lang bei 130°C gerührt. Am Wasserabscheider werden 40 Teile Wasser abgeschieden (= 89 % Umsatz). 173 Teile Ameisensäure Werden zu der Lösung des Polyimidamins zugetropft und anschließend wieder eine Wasserdampfdestillation durchgeführt. Der Festgehalt der wäßrigen Lösung ist 6,5 %.525 parts of copolymer as in Example A, dissolved in 525 parts of toluene, are placed in a stirred autoclave together with 1650 parts of xylene and 85 parts of 1-amino-3-dimethylaminopropane and 98 parts of n-propylamine. The mixture is stirred at 50 ° C. for 3 hours and at 130 ° C. for 7 hours. 40 parts of water are separated off on the water separator (= 89% conversion). 173 parts of formic acid are added dropwise to the solution of the polyimidamine and then steam distillation is carried out again. The solids content of the aqueous solution is 6.5%.

Beispiel HExample H

Wie Beispiel 6, jedoch statt n-Propylamin und 1-Amino-3-dimethylaminopropan ein Gemisch aus 126 Teilen Äthylamin und 112 Teilen 1-Amino-3-dimethylaminopropan. Der Festgehalt der wäßrigen Lösung beträgt 9,6 %.Like example 6, but instead of n-propylamine and 1-amino-3-dimethylaminopropane, a mixture of 126 parts of ethylamine and 112 parts of 1-amino-3-dimethylaminopropane. The solids content of the aqueous solution is 9.6%.

Beispiel IExample I

814 Teile Copolymerisat wie in Beispiel A werden zusammen mit 3100 Teilen Xylol, 181 Teilen 1-Amino-dimethylaminopropan und 112 Teilen Äthylamin im Rührautoklaven vorgelegt. Dann wird 3 Stunden bei 50°C und 7 Stunden bei 130°C gerührt. Am Wasserabscheider werden 65 Teile Wasser abgeschieden (= 93 % Umsatz).814 parts copolymer as in Example A are introduced, together with 3100 parts xylene, 181 parts of 1-amino-dimethylaminopropane and 112 parts Äth y lamin in a stirred autoclave. The mixture is then stirred at 50 ° C. for 3 hours and at 130 ° C. for 7 hours. 65 parts of water are separated off on the water separator (= 93% conversion).

380 Teile Ameisensäure werden zu der Lösung des Polyimidamins zugetropft. Daran anschließend folgt eine Wasserdampfdestillation. Der Festgehalt der wäßrigen Lösung ist 10,8 %. Die Viskosität der Lösung bei 25°C ist ca. 30 cP, gemessen in einem Haake-Viscotester.380 parts of formic acid are added dropwise to the solution of the polyimidamine. This is followed by steam distillation. The solids content of the aqueous solution is 10.8%. The viscosity of the solution at 25 ° C is approx. 30 cP, measured in a Haake-Viscotester.

Im folgenden ist die Verwendung der Leimungsmittel A - H beispielhaft beschrieben:The use of sizing agents A - H is described by way of example below:

Als Leimungsflotte für die Oberflächenleimung wurde eine Lösung von 5 Gew.-% Stärke (Perfectamyl® A 4692 der Firma AVEBE) und 0,25 bzw. in einigen Fällen 0,5 Gew.-% des zu prüfenden Leimungsmittels (berechnet als Wirksubstanz) in 94,75 bzw. 94,5 Gew.-% Wasser verwendet.A solution of 5% by weight starch (Perfectamyl® A 4692 from AVEBE) and 0.25 or in some cases 0.5% by weight of the sizing agent to be tested (calculated as active substance) was used as the sizing liquor for the surface sizing 94.75 and 94.5 wt .-% water used.

Für die Leimung wurde eine Laborleimpresse der Firma Werner Mathis, Zürich, Type HF eingesetzt. Die Leimungsflotte hatte in der Leimpresse eine Temperatur von ca. 20°C. Das Papier wurde mit einer Geschwindigkeit von 4 m/Min. durchgezogen.A laboratory size press from Werner Mathis, Zurich, type HF was used for the sizing. The size liquor had a temperature of approx. 20 ° C in the size press. The paper was fed at a speed of 4 m / min. pulled through.

Die Trocknung der oberflächengeleimten Papiere erfolgte auf einem Trockenzylinder innerhalb 45 sec. bei ca. 100°C. Vor der Leimungs. prüfung wurden die Papiere 2 Stunden bei Raumtemperatur klimatisiert. Abschnitte der Papiere wurden dann vorgewogen, 1 Min. in Wasser von 20°C getaucht, zwischen Filterpapier mittels eines 10 kg Rollgewichtes einmal abgepresst und zurückgewogen. Aus der Gewichtsdifferenz wurde der Wert für die beidseitige Wasseraufnahme in g/m2 errechnet. Je geringer die Wasseraufnahme, desto besser ist die Wirkung des geprüften Leimungsmittels. Eine gute Leimung liegt vor, wenn eine Wasseraufnahme von ca. 40 g/m2 und niedriger erreicht wird.The surface-sized papers were dried on a drying cylinder within 45 seconds at approx. 100 ° C. Before the sizing. testing, the papers were conditioned for 2 hours at room temperature. Sections of the paper were then pre-weighed, immersed in water at 20 ° C. for 1 minute, pressed once between filter paper using a 10 kg rolling weight and weighed back. The value for the water absorption on both sides in g / m 2 was calculated from the weight difference. The lower the water absorption, the better the effect of the tested sizing agent. Sizing is good when water absorption of approx. 40 g / m 2 and below is achieved.

Beispiel 1:Example 1:

Dieses Beispiel soll zeigen, daß mit den beschriebenen Leimungsmitteln auf ungeleimten Papieren aus gebleichten Zellstoffen gute Leimungseffekte zu erzielen sind. Das verwendete Rohpapier war aus gebleichtem Sulfitzellstoff unter Zusatz von 3 % China Clay (gerechnet als Asche) bei pH 6,8 hergestellt worden und hatte ein Flächengewicht von 70 g/m2.

Figure imgb0003
This example is intended to show that good sizing effects can be achieved with the described sizing agents on unsized papers from bleached cellulose. The base paper used was made from bleached sulfite pulp with the addition of 3% china clay (calculated as ash) at pH 6.8 and had a weight per unit area of 70 g / m 2 .
Figure imgb0003

Beispiel 2:Example 2:

Dieses Beispiel zeigt die gute Wirksamkeit der beschriebenen Leimungsmittel auf Holzschliff-haltigen Papieren. Das verwendete Rohpapier war aus 50 % gebleichtem Holzschliff und 50 % gebleichtem Sulfitzellstoff unter Zusatz von 11 % China Clay (gerechnet als Asche) bei pH 5 hergestellt worden und hatte ein Flächengewicht von 70 g/m2.

Figure imgb0004
This example shows the good effectiveness of the sizing agents described on wood pulp-containing papers. The base paper used was made from 50% bleached wood pulp and 50% bleached sulfite pulp with the addition of 11% china clay (calculated as ash) at pH 5 and had a weight per unit area of 70 g / m 2 .
Figure imgb0004

Beispiel 3:Example 3:

Dieses Beispiel demonstriert den guten Effekt der beschriebenen Leimungsmittel auf Calciumcarbonat-haltigen Papieren.This example demonstrates the good effect of the sizing agents described on papers containing calcium carbonate.

Das verwendete Rohpapier war aus 50 % gebleichtem Fichtensulfit und 50 % gebleichtem Buchensulfat-Zellstoff unter Zusatz von 14 % gefälltem Calciumcarbonat (gerechnet als Asche) bei pH 6,8 hergestellt und hatte ein Flächengewicht von 70 g/m2.

Figure imgb0005
The base paper used was (expressed as ash) of 50% of bleached spruce and 50% bleached sulphate pulp book with the addition of 14% precipitated calcium carbonate at pH 6.8 prepared and had a basis weight of 70 g / m 2.
Figure imgb0005

Beispiel 4Example 4

In diesem Beispiel wird eines der beschriebenen Produkte Leimungsmittel J, mit einem kationischen "Leimungsmittel M" verglichen, welches den bisherigen Stand der Technik darstellt und in seiner Zusammensetzung den in der DT-OS 1 621 688 beschriebenen Produkten entspricht.In this example, one of the products described, sizing agent J, is compared with a cationic "sizing agent M", which represents the prior art and corresponds in its composition to the products described in DT-OS 1 621 688.

Folgende Rohpapiere wurden verwendet:

  • Rohpapier I: Wie in Beispiel 1 beschrieben
  • " II: Wie in Beisoiel 3 beschrieben
  • III: Gebleichter Zellstoff, ca. 12 % Talkum-Asche, 1 % Aluminiumsulfat, ungeleimt; ca. 80 g/m2.
  • " IV: Gebleichter Zellstoff, ca. 7 % China Clay-Asche, vorgieimt mit 0,1 % Harzleim und 0,5 % Aluminiumsulfat; ca. 75 g/m 2.
The following base papers were used:
  • Base paper I: As described in Example 1
  • "II: As described in example 3
  • III: bleached cellulose, approx. 12% talc ash, 1% aluminum sulfate, unsized; approx. 80 g / m 2 .
  • "IV: bleached pulp, approx. 7% china clay ash, pre-glued with 0.1% resin glue and 0.5% aluminum sulfate; approx. 75 g / m 2 .

Der Leimungsgrad gegen Tinte wurde mit dem Hercules Sizing Tester bestimmt, entsprechend der Bedienungsanleitung der Herstellerfirma Hercules Inc., Wilmington, Delaware, USA. Gemessen wird die Zeit in Sekunden, die bis zum Remissionsabfall auf 75 % des Remissionswertes von Papier vergeht, wenn die Prüftinte auf das Papier aufgebracht wird und durch das Papier durchschlägt. Je länger die gemessene Zeit, umso besser ist der Leimungsgrad.

Figure imgb0006
The degree of sizing against ink was determined using the Hercules Sizing Tester, in accordance with the operating instructions of the manufacturer Hercules Inc., Wilmington, Delaware, USA. The time is measured in seconds until the remission drops to 75% of the remission value of paper when the test ink is applied to the paper and penetrates through the paper. The longer the measured time, the better the degree of sizing.
Figure imgb0006

Es zeigt sich hierbei ganz deutlich, daß bei allen geprüften ungeleimten und vorgeleimten Papiersorten der Leimungseffekt des Leimungsmittels J den des handelsüblichen Leimungsmittels M bei den drei gewählten praxisnahen Konzentrationen erheblich übertrifft.It can be clearly seen here that the size effect of size J for all the unsized and pre-size papers tested considerably exceeds that of the commercially available size M at the three practical concentrations chosen.

Beispiel 5Example 5

Dieses Beispiel zeigt die Verwendbarkeit der beschriebenen Leimungsmittel in der Papiermasse.This example shows the usability of the sizing agents described in the pulp.

In einem Papierstoff aus 50 % Birkensulfat-, 30 % Kiefersulfat- und 20 % Fichtensulfit-Zellstoff wurden bei einer Stoffdichte von 0,5 % und einem pH-Wert von 6,9 unter Rühren 1 % bzw. 2 % Leimungsmittel (Wirksubstanz, bezogen auf trockenen Zellstoff) zugesetzt.In a paper stock made of 50% birch sulfate, 30% pine sulfate and 20% spruce sulfite pulp, 1% and 2% sizing agent (active substance, respectively) were obtained with a consistency of 0.5% and a pH of 6.9 with stirring on dry pulp) added.

Sofort anschließend wurden auf einem Laborblattbildner Papierblätter gebildet, die bei 100°C getrocknet wurden und ein Flächengewicht von ca. 100 g/m2 hatten.Immediately afterwards, paper sheets were formed on a laboratory sheet former, which were dried at 100 ° C. and had a weight per unit area of about 100 g / m 2 .

Die Leimungswirkung wurde durch die in der Papierindustrie übliche "Tintenschwimmprobe" bestimmt, d.h. durch Auflegen der Papiere auf Prüftinte (Pelikan 4001).The sizing effect was determined by the "ink float sample" common in the paper industry, i.e. by placing the papers on test ink (Pelikan 4001).

Zum Vergleich wurde wiederum ein kationisches "Leimungsmittel M" herangezogen, welches den in der DT-PS 1 621 688 beschriebenen Produkten entspricht.

Figure imgb0007
For comparison, a cationic "size M" was again used, which corresponds to the products described in DT-PS 1 621 688.
Figure imgb0007

Claims (6)

1. Verwendung von Salzen von organischen oder anorganischen Säuren mit Polyimidaminen, die sich von Copolymerisaten aus Maleinsäureanhydrid und 2,4,4-Trimethylpenten-1 mit mittleren Molgewichten von 8000 bis 500 000 ableiten und aus diesen durch Umsetzung in wasserfreiem organischem Medium bei Temperaturen von 0°C bis 200°C mit einem Gemisch aus A) einem Diamin.mit tertiärer und primärer Aminogruppe und B) Ammoniak oder einem primären Monoamin erhalten werden, wobei das Molverhältnis von A) zu B) 1:0,3 bis 1:2,0 beträgt und mindestens 80 % der Anhydridgruppen in die entsprechenden Imidgruppen überführt worden sind, als Oberflächenleimungsmittel für Papier. 1. Use of salts of organic or inorganic acids with polyimidamines which are derived from copolymers of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 with average molecular weights of 8000 to 500,000 and from these by reaction in an anhydrous organic medium at temperatures of 0 ° C to 200 ° C with a mixture of A) a diamine with tertiary and primary amino group and B) ammonia or a primary monoamine are obtained, the molar ratio of A) to B) being 1: 0.3 to 1: 2.0 and at least 80% of the anhydride groups having been converted into the corresponding imide groups, as surface sizing agents for paper. 2. Verwendung von Papierleimungsmitteln gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie sich von äquimolar und alternierend aufgebauten Copolymerisaten aus Maleinsäureanhydrid und 2,4,4-Trimethylpenten-1- mit mittleren Molgewichten von 10 000 bis 60 000 ableiten, deren Grenzviskositäten 0,08 bis 0,3 dl/g betragen (gemessen in Dimethylformamid bei 25°C).2. Use of paper sizes according to claim 1, characterized in that they are derived from equimolar and alternating copolymers of maleic anhydride and 2,4,4-trimethylpentene-1 with average molecular weights of 10,000 to 60,000, the intrinsic viscosities of 0.08 up to 0.3 dl / g (measured in dimethylformamide at 25 ° C). 3. Verwendung von Papierleimungsmitteln gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyimidamine durch Umsetzung mit einem Amingemisch aus Ä) einem Diamin der Formel
Figure imgb0008
NH2, wobei R eine lineare Alkylenkette aus 2 bis 6 Methylengruppen und R1 und R2 lineare C1-C4-Alkylreste darstellen und
B) einem primären Monoamin aus der Gruppe Methylamin, Äthylamin, n-Propylamin, n-Butylamin, n-Hexylamin, Cyclohexyamin, 2-Äthylhexylamin und Dehydroabietylamin erhalten worden sind.
3. Use of paper sizing agents according to claim 1, characterized in that the polyimidamines by reaction with an amine mixture Ä) a diamine of the formula
Figure imgb0008
NH 2 , where R is a linear alkylene chain of 2 to 6 methylene groups and R 1 and R 2 are linear C 1 -C 4 alkyl radicals and
B) a primary monoamine from the group methylamine, ethylamine, n-propylamine, n-butylamine, n-hexylamine, cyclohexyamine, 2-ethylhexylamine and dehydroabietylamine have been obtained.
4. Verwendung von Papierleimungsmitteln gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Amingemisch aus 1-Amino-3-dimethylaminopropan und Äthylamin im Molverhältnis 1:1 bis 1:1,6 eingesetzt worden ist.4. Use of paper sizing agents according to claim 3, characterized in that an amine mixture of 1-amino-3-dimethylaminopropane and ethylamine in a molar ratio of 1: 1 to 1: 1.6 has been used. 5. Verwendung von Papierleimungsmitteln gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu mehr als 85 % imidisiert sind.5. Use of paper sizes according to claim 1, characterized in that they are imidized to more than 85%. 6. Verwendung von Papierleimungsmitteln gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Salze der Polyimidamine mit Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Milchsäure, Salzsäure, Salpetersäure oder Schwefelsäure eingesetzt werden.6. Use of paper sizing agents according to claim 1, characterized in that salts of the polyimidamines with formic acid, acetic acid, propionic acid, lactic acid, hydrochloric acid, nitric acid or sulfuric acid are used.
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