DE1289405B

DE1289405B - Verfahren zur Papierleimung

Info

Publication number: DE1289405B
Application number: DEN21973A
Authority: DE
Inventors: Wurzburg Otto Bernard; Mazzarella Emil Daniel
Original assignee: National Starch and Chemical Corp
Current assignee: Ingredion Inc
Priority date: 1961-09-08
Filing date: 1962-08-17
Publication date: 1969-02-13
Also published as: NL129371C; GB957136A; NL282997A; US3102064A

Description

einem substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrid der Formel

,Cs

R —R'

besteht, in der R ein Dimethylen- oder Trimethylenradikal und R' eine hydrophobe Alkyl-, Alkenyl-, Aralkyl- oder Aralkenylgruppe mit mehr als 5 Koh-

und Pappe« fallen blattförmige Massen und geformte 10 seiner endgültigen Umwandlung in die Papierbahn Erzeugnisse aus Zellulosematerial natürlicher oder ein Leimungsmittel innig eindispergiert, das aus synthetischer Herkunft sowie ähnlich gestaltete
Erzeugnisse aus Kombinationen von Zellulose- und
Nichtzellulose-Materialien aus Kunststoffen, wie
Polyamid-, Polyester- und Polyacrylharzfasern, und 15
mineralischen Fasern, wie Asbest und Glas.

Papier und Pappe werden oftmals mit allen möglichen Materialien geleimt, um ihre Festigkeit gegen
Wasser und wäßrige Lösungen sonstiger Art zu
erhöhen. Solche Materialien nennt man Leimungs- 20
mittel und führt sie während des eigentlichen Papierherstellungsvorganges ein, wobei man dieses Verfahren als innere oder Maschinenleimung bezeichnet.
Sie können aber andererseits auch auf die Oberfläche der fertigen Bahn oder des fertigen Blattes 25 lenstoffatomen bedeutet, wobei sich die ungesättigte aufgebracht werden, und ein solches Verfahren Kohlenstoffbindung beim größeren Anteil Alkenylheißt äußere oder Oberflächenleimung. oder Aralkenylgruppen zwischen dem zweiten und

Man hat schon alle möglichen wasserabstoßenden dritten Kohlenstoffatom fern von dem an R gebun-Materialien als Leimungsmittel verwendet. Hierzu denen Kohlenstoffatom befindet. Unter die Verbingehören Harz, Harz-Wachs-Gemische, Wachsemul- 30 dung dieser Struktur fallen die substituierten Bernsionen, Ketendimeremulsionen, Fluorkohlenstoffe, stein- und Glutarsäureanhydride. Im Falle des Fettsäurekomplexe von Chrom- oder Aluminium- substituierten Glutarsäureanhydrids kann der Subchloriden, langkettige thermoplastische Copolymere stituent R' an das Trimethylenradikal, entweder an sowie wärmehärtende Kondensationsharze. Obwohl das der CC-Gruppe direkt benachbarte oder an das all diese Materialien unter bestimmten Bedingungen 35 zentrale Kohlenstoffatom, gebunden sein, wirksam sind, unterliegen sie doch der einen oder Zu den erfindungsgemäß benutzten Leimungs-

anderen Beschränkung.

Zu diesen Beschränkungen gehört unter anderem, daß bei vielen bisher benutzten Leimungsmitteln die Wasserfestigkeit oder -beständigkeit für zahlreiche Verwendungsfälle nicht ausreicht. Außerdem vertragen sich erfahrungsgemäß viele von ihnen nicht mit den Pigmenten, Füllstoffen oder sonstigen Zusätzen, die man oftmals dem Papier zusetzt. Ein weiterer Nachteil der bekannten Leimungsmittel besteht fernerhin darin, daß sie zur Entwicklung höchster Leistung einer beträchtlichen Wärmeaushärtung bedürfen.

Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß sich
durch Zugabe gewisser Reagenzien zu dem bei der 5°
Papier- und Pappenherstellung verwendeten Papierstoff ein Papier erzielen läßt, das sich durch ungewöhnlich hochgradige Wasserfestigkeit und gleichzeitige Beständigkeit gegen saure und alkalische
Lösungen auszeichnet. Von besonderer Wichtigkeit 55 werden können, ist dabei die Tatsache, daß die Anwendung dieser Die Art der tatsächlichen Benutzung der erfin-

neuen Leimungsmittel nicht auf einen bestimmten dungsgemäß eingesetzten Leimungsmittel ist je nach pH-Wert-Bereich beschränkt ist, so daß man sie zur dem Wunsch des Praktikers weitgehend variabel. In Behandlung von neutralem sowie saurem oder alka- jedem Fall kommt es darauf an, eine gleichförmige lischem Papierstoff benutzen kann. Außerdem kön- 60 Dispergierung des Leimungsmittels innerhalb des nen die erfindungsgemäß eingesetzten Leimungs- Papierstoffs zu erzielen. Daher ist es ratsam, die mittel zusammen mit sowohl Alaun als auch allen Zugabe zum Papierstoff unter sorgfältiger und übrigen Pigmenten, Füllstoffen und sonstigen etwa heftiger Bewegung durchzuführen. Eine gleichmäßige verwendeten Papierzusätzen angewendet werden. Verteilung läßt sich fernerhin dadurch erzielen, daß Ein weiterer Vorteil von ihnen besteht darin, daß 65 _man das Leimungsmittel dem Papierstoff in voll sie auch zwecks Erzielung zusätzlicher Leimungs- dispergierter Form, also beispielsweise als Emulsion, effekte mit anderen Leimungsmitteln kombiniert unter gleichzeitiger Zugabe chemischer Dispergier- werden können. Außerdem beeinträchtigen sie vor- mittel zusetzt.

mitteln gehören beispielsweise

Iso-octadecenylbernsteinsäureanhydrid, n-Hexadecenylbernsteinsäureanhydrid, Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, Dodecylbernsteinsäureanhydrid, Decenylbernsteinsäureanhydrid, Octenylbernsteinsäureanhydrid, Nonenylbernsteinsäureanhydrid, Triisobutenylbernsteinsäureanhydrid, Capryloxybernsteinsäureanhydrid, Heptylglutarsäureanhydrid sowie Benzyloxybernsteinsäureanhydrid.

Von den Reagenzien dieser Art liefern Säureanhydride, in denen der Rest R' mehr als 12 Kohlenstoffatome enthält, die besten Ergebnisse. Es ist zu beachten, daß auch Mischungen dieser Reagenzien für das Verfahren gemäß der Erfindung benutzt

3 4

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäß einge- Emulgators wird zunächst er in Wasser dispergiert

setzte Leimungsmittel in Gemeinschaft mit einer und danach erst das Leimungsinittel unter heftigem

Substanz angewendet, die an sich kationischer Umrühren zugegeben. Falls letzteres normalerweise

Natur ist oder derart zu ionisieren oder zu dissozi- als festes Wachs vorliegt, muß es vor dem Emulgieren

ieren vermag, daß ein Kation oder mehrere davon 5 zunächst geschmolzen werden,

oder andere positiv geladene Einheiten geschaffen Eine weitere Verbesserung der Wasserfestigkeit

werden. Erfahrungsgemäß eignen sich diese kat- der erfindungsgemäß hergestellten Papiere läßt sich

ionischen Mittel, wie sie von nun an genannt werden, dadurch erzielen, daß man die fertigen Bahnen,

als Mittel, um die erfindungsgemäß eingesetzten Blätter oder Formerzeugnisse aushärtet, indem man

Leimungsmittel besser zurückzuhalten und an die i₀ das Papier 1 bis 60 Minuten lang auf 80 bis 150 C

Papierstoffasern dicht heranzubringen. Zu den beim erhitzt. Eine solche Nachhärtung empfiehlt sich vor

erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Sub- allem dann, wenn Leimungsmittel mit hydrophoben

stanzen gehören unter anderem Alaun, Aluminium- oder — gemäß früherer Formel — R'-Gruppen mit

chlorid, langkettige Fettamine, Natriumaluminat, 12 oder weniger Kohlenstoffatomen angewendet

Polyacrylamid, Chromisulfat, Tierleim, gewisse 15 werden. An und für sich ist aber eine solche Nach-

wärmehärtende Harze und Polyamidpolymere. Für härtung für die erfolgreiche Durchführung des

die Verwendung als kationische Mittel besonders erfindungsgemäßen Verfahrens nicht erforderlich,

interessant sind verschiedene kationische Stärke- Die erfindungsgemäß eingesetzten Leimungsmittel

derivate einschließlich primärer, sekundärer, tertiärer können zur Leimung von Papier aus Zellulosefasern

und quaternärer Aminstärkederivate sowie andere 20 jeglicher Art sowie aus Kombinationen von Zellu-

kationische N-substituierte Stärkederivate und kat- lose- und Nichtzellulosefasern benutzt werden,

ionische Sulfonium- und Phosphoniumstärkederivate. In das erfindungsgemäß geleimte Papier können

Diese Derivate können aus allen möglichen Stärke- Pigmente und Füllstoffe aller Art sowie auch andere

sorten einschließlich Mais-, Tapioca-, Kartoffel-, Zusätze einschließlich Alaun und sonstige Leimungs-

Wachsmais-, Weizen- und Reisstärke hergestellt 25 mittel eingebracht werden.

werden. Außerdem können sie entweder in ihrer Die erfindungsgemäß eingesetzten Leimungsmittel

ursprünglichen körnigen Form vorliegen oder in können in Mengen zwischen etwa 0,05 bis etwa 5%,

angelatinierte, kaltwasserlösliche Produkte umge- auf Papierstofftrockengewicht im Fertigerzeugnis

wandelt sein. bezogen, angewendet werden. Innerhalb dieses Be-

Jedes dieser vorerwähnten kationischen Mittel 30 reichs hängt die jeweils tatsächlich benutzte Menge kann dem Papierstoff, z. B. der Pulpe, vor, gleich- natürlich hauptsächlich von dem verwendeten Papierzeitig mit oder nach Zugabe des Leimungsmittels stoff, den speziellen Arbeitsbedingungen und dem beigemengt werden. Zwecks Erzielung bester Ver- besonderen Verwendungszweck ab, für den das teilung wird das kationische Mittel jedoch entweder Papier bestimmt ist. So benötigt beispielsweise ein im Anschluß an oder zusammen mit dem Leimungs- 35 Papier, das sich durch besonders gute Wasser- und mittel zugesetzt. Die tatsächliche Zugabe von kat- Tintenfestigkeit auszeichnen soll, die Anwendung ionischen und von Leimungsmitteln zum Papierstoff einer höheren Leimungsmittelkonzentration, als dies kann an jedem Punkt des Papierherstellungspro- bei einem Papier der Fall ist, für dessen Anwendung zesses vor der Umwandlung des neuen Papierstorfs keine übermäßige Leimung Voraussetzung ist. Die in eine trockene Bahn oder ein trockenes Blatt 40 gleichen Gesichtspunkte gelten auch in bezug auf erfolgen. Die erfindungsgemäß eingesetzten Lei- die Menge an kationischem Mittel, das etwa zumungsmittel können dem Papierstoff also in der sammen mit den erfindungsgemäß eingesetzten Bütte, im Holländer, im Hydropulper oder in der Leimungsmitteln verwendet wird. Unter normalen Stotfbütte zugesetzt werden. Bedingungen genügen aber für gewöhnlich 0,5 bis

Zwecks Erzielung einer guten Verleimung werden 45 2,0 Gewichtsteile des kationischen Mittels auf je

die erfindungsgemäß eingesetzten Leimungsmittel in 1 Teil Leimungsmittel. In den Fällen, in denen jene

möglichst kleiner Teilchengröße gleichmäßig im besonderen, erfindungsgemäß eingesetzten Leimungs-

Papierstoff dispergiert. Ein Weg hierzu besteht darin, mittel verwendet werden, die hydrophobe Gruppen

das Leimungsmittel vor seiner Zugabe zum Papier- mit 12 oder weniger Kohlenstoffatomen enthalten,

stoff mit Hilfe mechanischer Mittel, wie Schnell- 50 ist es ratsam, diese kationischen Mittel in Konzen-

rührern, mechanischer oder Ultraschall-Homogeni- trationen am oberen Grenzbereich anzuwenden,

satoren, oder durch Zugabe eines geeigneten Emul- In den nachstehenden Beispielen sind einige Aus-

gators in Wasser zu emulgieren. Wenn irgend mög- führungsformen der Erfindung näher erläutert. In

lieh, wird am allerbesten das früher erwähnte kat- ihnen enthaltene Teileangaben beziehen sich auf

ionische Mittel als Emulgator benutzt, wobei dieses 55 Gewicht, soweit nicht anders angegeben ist.

Verfahren dann besonders wirksam ist, wenn kat- . .

ionische Stärkederivate verwendet werden. Zu den Beispiel

nichtkationischen Emulgatoren, die sich zur Emul- Dieses Beispiel schildert die Verwendung der

gierung der Leimungsmittel eignen, gehören solche erfindungsgemäß eingesetzten Leimungsmittel in

Hydrokolloide wie normale Stärkesorten, nichtkat- 60 Form wäßriger Emulsionen, die mit Hilfe eines

ionische Stärkederivate, Dextrine, Carboxymethyl- Tertiäraminstärkederivats hergestellt waren, sowie

cellulose, Gummi arabicum, Gelatine und Poly- ihre kombinierte Anwendung mit Alaun. Die

vinylalkohol sowie verschiedene Netzmittel. Bei Wasserfestigkeit des entstandenen Papiers wird mit

Verwendung solcher nichtkationischen Emulgatoren der von solchem Papier verglichen, das nur mit

ist es oftmals erwünscht, dem Papierstoff nach Zu- 65 Mischungen aus verstärktem Harz und Alaun

gäbe des emulgierten Leimungsmittels noch getrennt geleimt war.

dazu ein kationisches Mittel zuzusetzen. Bei der Zunächst wurde eine wäßrige Emulsion von

Herstellung solcher Emulsionen mit Hilfe eines Isooctadecenylbernsteinsäureanhydrid, nachstehend

kurz IODBA bezeichnet, in der Weise hergestellt, daß man 7,5 Teile des p'-Diäthylaminoäthylchloridhydrochloridäthers von Maisstärke, dessen Herstellung im Beispiel I der amerikanischen Patentschrift 2 813 093 beschrieben ist, in 85 Teilen Wasser aufkocht. Nach 20 Minuten währendem Kochen wurde die Dispersion des kationischen Stärkederivats abgekühlt und in einen Schnellrührer übergeführt, wo ihr langsam 7,5 Teile IODBA zugesetzt wurden. Nach 5 Minuten langem Umrühren wurde die Emulsion durch Zugabe weiterer 900 Teile verdünnt. Dann wurde eine endgültige zehnfache Verdünnung bewirkt und diese einer wäßrigen Aufschlämmung von gebleichtem Sulfatzellstoff einer Konsistenz von 1,5% und eines pH-Wertes von etwa 8,5 zugesetzt. Aus diesem Stoff nach Tappi-Vorschrift wurden Blätter geformt, die — auf Trockenstoff bezogen — je 1% kationische Mittel und Leimungsmittel enthielten. Das Grundgewicht der Blätter betrug 89,5 g/m². Nach gleichem Verfahren wurden vergleichbare Blätter, die verschiedene Mengen IODBA enthielten, als auch solche Blätter hergestellt, die IODBA in Kombination mit unterschiedlichen Mengen Alaun enthielten. In allen Fällen, in denen Alaun angewendet wurde, lag der pH-Wert der wäßrigen Stoffaufschlämmung bei 5,0.

Die Wasserfestigkeit dieser Blätter wurde mit der von solchen Blättern verglichen, die aus vergleichbarem, aber mit einer Harz-Alaun-Mischung geleimtem Papierstoff hergestellt waren. Für den Vergleich der Wasserfestigkeit dieser Blätter wurden der Uraninfarbstoff- und der Tintentiefeintauchtest benutzt. Der erstgenannte Test wurde so ausgeführt.

daß man etwas Uraninfarbstoffpulver auf die Oberseite eines Papiermusters aufbrachte und dieses dann auf destilliertem Wasser schwimmen ließ. Sobald das Wasser in das Papier hineinabsorbiert ist, wird der Farbstoff befeuchtet und dadurch ultraviolettempfindlich. Die in Sekunden gemessene Zeit, die bis zum Auftreten dieser Ultraviolettempfindlichkeit vergeht, steht daher in direktem Verhältnis zur Wasserfestigkeit des Papiers, da natürlich ein stärker wasserfestes Papier die Befeuchtung des auf seine Oberfläche aufgebrachten Farbstoffs entsprechend länger verzögert.

Der Tintentiefeintauchtest gibt einen qualitativen Vergleich, bei dem ein Muster des zu prüfenden Papiers in eine 50 : 50-Mischung von Wasser und blauer Tinte eingetaucht wird. Nach dem Wiederherausnehmen wird das Muster mit Wasser gewaschen und die zurückbleibende Färbung kolorimetrisch ausgewertet. Somit zeigt ein stärker wasserfestes Muster eine schwächere Anfärbung als ein wenig wasserfestes Papier. Für diesen Test wurde eine willkürliche Farbskala von 1 bis 10 benutzt, bei der Nr. 1 die geringste Anfärbung oder beste Wasserfestigkeit und Nr. 10 die stärkste Anfärbung oder die geringste Wasserbeständigkeit anzeigte. Dieser Test gibt auch eine qualitative visuelle Anzeige für die Verteilung des Leimungsmittels im Papier.

Die nachstehende Tabelle gibt die Daten der verschiedenen verglichenen Papierblätter und die Ergebnisse beider Teste wieder (IODBA = Isooctadecenylbernsteinsäureanhydrid).

Blatt ■ Nr.	Zusätze	Keine	⁰ ₀. auf Stoff trockengewicht bezogen	Uraninfarbstofftest (Zeit in Sekunden)	Tintentiefeintauchtest (Farbwert)
1	Kationische Maisstärke IODBA		sofort	10
2	Kationische Maisstärke IODBA Alaun	1 1	105	3
3	Kationische Maisstärke IODBA	1 1 2	118	2
4	Kationische Maisstärke IODBA Alaun	OJ OJ	130	1
5	Kationische Maisstärke IODBA	3 3 2	132	1
6	Harz Alaun	5 5	138	1
7	i 2	78	5

Beispiel II

Dieses Beispiel erläutert die Verwendung von Octenylbernsteinsäureanhydrid allein und in Kombination mit Alaun sowie die Nachhärtung der mit diesem kurzkettigen Derivat geleimten Papierblätter.

Zunächst wurde eine Octenylbernsteinsäureanhy- drid-Emulsion nach dem im Beispiel I beschriebenen Verfahren hergestellt. Auch dasselbe kationische Stärkederivat diente als Emulgator, wurde jedoch vorher dadurch vorgelatiniert, d. h. in kaltwasserlösliche Form gebracht, daß man eine wäßrige Aufschlämmung des Derivats über erhitzte Metalltrommeln schickte. Infolge ihrer Verwendung in dieser vorgelatinierten Form brauchte sie natürlich nicht zwecks Dispergierung erst noch aufgekocht zu werden. Die fertige Octenylbernsteinsäureanhydrid-Emulsion wurde dann unter Umrühren einem gebleichten Sulfatzellstoff mit dem Mahlungsgrad

500 und der Konsistenz 1,5¹Vo zugesetzt, die Aufschlämmung auf 0,5% Konsistenz verdünnt und etwas Alaun zugesetzt, wodurch ein pH-Wert von 5.5 entstand. Die daraus entstehenden Papierblätter hatten ein Grundgewicht von 97,6 g/m- und enthielten — auf Trockenstoff bezogen — je 1% Octenylbernsteinsäureanhydrid und kationische Stärke sowie 2"/o Alaun. Sie wurden 1 Stunde lang bei 105⁰C gehärtet. Zu Vergleichszwecken wurden weitere Testblätter aus anderen Stoffsorten hergestellt, bei denen als Leimungsmittel einerseits eine wäßrige IODBA-Emulsion, die mit dem kationischen Stärkederivat gemäß Beispiel I hergestellt worden war, und andererseits eine Mischung aus verstärktem Harz und Alaun benutzt wurde. Diese Vergleichs- ,₅ papiere wurden nicht nachgehärtet. Der das IODBA enthaltende Papierstoff besaß einen pH-Wert von 8,0. Nachstehend sind die verschiedenen Testpapiere nach Zusammensetzung und Testergebnis aufgeführt.

Blatt Nr.	Zusätze	%, auf Stoff trockengewicht bezogen	Uranin- farbstofftest (Zeit in Sekunden)
1	Kationische Maisstärke	1.0	103 (1 Stunde bei 105 C gehärtet)
	Octenylbern steinsäure anhydrid	1,0
	Alaun	2.0
2	Kationische Maisstärke	1.0	152 (ohne Härtung)
	IODBA	1.0
3	Verstärktes Harz	1.0	94 (ohne Härtung)
	Alaun	2.0

Beispiel III

Dieses Beispiel erläutert die Verwendung normaler Maisstärke als Emulgator für IODBA.

Gemäß der im Beispiel I gegebenen Vorschrift wurde eine wäßrige Emulsion des IODBA hergestellt, dabei jedoch als Emulgator an Stelle des dort benutzten kationischen Stärkederivats normale Maisstärke verwendet. Diese Emulsion wurde dann unter Umrühren gebleichtem Sulfatzellstoff mit einem Mahlungsgrad von 5(X) und einer Konsistenz von 1. 5% zugemischt, und daran schloß sich die Zugabe von Alaun bis zu einem pH-Wert von 5,5. Die fertigen Blätter enthielten — auf Stofftrockengewicht bezogen — 1,0% IODBA und 1,0% Maisstärke und besaßen ein Grundgewicht von 97,6 g m-. Die nachstehende Tabelle gibt die Zusammensetzung und die Uraninfarbstofftest-Werte dieser Papiersorte im Vergleich zu einem entsprechend hergestellten Papier an, das jedoch mit verstärktem Harz und Alaun geleimt war.

IO

	Zusätze	",„auf Stoff	Uranin-
Blatt		trockengewicht	farbstofftest
Nr.	Maisstärke	bezogen	(Zeit
	IODBA	1,0	in Sekunden)
1	Alaun (um auf	1,0	105 ■
	den pH-Wert
	5,5 einzu
	stellen)
	Verstärktes
	Harz	1,0
2	Alaun		94
		2,0

30

35

40

45

Beispiel IV

Dieses Beispiel beschreibt die Verwendung von IODBA als Leimungsmittel für Papier, das eine ziemliche Menge neutrales Pigment enthält.

Eine nach der Vorschrift des Beispiels I hergestellte wäßrige IODBA-Emulsion wurde portionsweise unter Umrühren zu einer Serie von gebleichten Sulfitzellstoffaufschlämmungen mit einem Mahlungsgrad von 440 und einer Konsistenz von 1,5% hinzugegeben, die außerdem noch — auf Stofftrockengewicht bezogen 10% Titandioxyd bzw. 10% Calciumcarbonat bzw. 10% Ton enthielten. Die daraus gefertigten Papierblätter enthielten — wieder auf Stofftrockengewicht bezogen — je 0,5% kationisches Stärkederivat und besaßen ein Grundgewicht von 97,6 g/m-. Aus der anschließenden Tabelle sind die Zusammensetzungen und die Wasserfestigkeitswerte (gemäß Uraninfarbstofftest) dieser Papierblätter im Vergleich zu ebenfalls pigmenthaltigen Papieren ablesbar, die aber mit verstärktem Harz und Alaun geleimt worden waren.

55

60

	Zusätze	%, auf Stoff-	Uranin
Blatt		trockengewicht	farbstofftest
Nr.	Kationische	bezogen	(Zeit
	Maisstärke	0,5	in Sekunden)
1	IODBA		130
	Titandioxyd	0,5
	Kationische	10,0
	Maisstärke	0,5
2	IODBA		153
	Ton	0,5
	Kationische	10,0
	Maisstärke	0,5
3	IODBA		200
	Calciumcarbonat	0,5
	Verstärktes Harz	10.0
	Alaun	1.0
4	Titandioxyd	2,0	96
		10.0

Beispiel V

Dieses Beispiel schildert die Verwendung von IODBA in öliger, nichtemulgierter Form als Zusatz zum Papierstoff in Kombination mit einer kaiionischen Stärke.

909 507-1495

Getrennte Portionen des IODBA und des im Beispiel I beschriebenen kationischen Maisstärkederivats wurden unter Umrühren gleichzeitig zu einer Stoffbrühe aus 73% Holzschliff und 27% gebleichtem Sulfitzellstoff mit einem Mahlungsgrad von 350 und einer Konsistenz von 1,5% hinzugegeben. Die daraus hergestellten Papierblätter enthielten — auf Stofftrockengewicht bezogen —je 1% IODBA und kationische Stärke und besaßen ein Grundgewicht von 53,7 g/m². Aus der anschließenden Tabelle sind die Zusammensetzungen und die Wasserfestigkeitswerte (gemäß Uraninfarbstofftest) dieser Papierblätter im Vergleich zu Papieren ablesbar, die aber mit verstärktem Harz und Alaun geleimt worden waren.

15

	Zusätze	%, auf Stoff	Uranin
Blatt		trockengewicht	farbstofftest
Nr.	Kationische	bezogen	(Zeit
	Maisstärke	1,0	in Sekunden)
1	IODBA
	Verstärktes Harz	1,0
	Alaun	1,0	104
2		2,0
	80

Beispiel VI

In diesem Beispiel wird über die Verwendung von IODBA in Emulsionsform berichtet, wobei die einzelnen Emulsionen mit einem kationischen Aminderivat einer anderen Stärkesorte als Leimungsmittel hergestellt wurden. Außerdem wird der Einfluß der Nachhärtung auf die Wasserfestigkeit dargestellt.

Die verschiedenen benutzten Emulgatoren waren je ein Tertiäraminstärkederivat, nämlich ein /i-Diäthylaminoäthylchloridhydrochloridstärkeäther der im Beispiel I der amerikanischen Patentschrift 2 813 093 beschriebenen Entstehungsart, wobei jedoch an Stelle der 'dort benutzten Maisstärke eine andere Stärkesorte, nämlich eine Wachsmaisstärke, Tapiocastärke, eine Kartoffelstärke, eine durch Säurebehandlung auf sogenannte 85er Fluidität gebrachte Wachsmaisstärke sowie eine durch Säurebehandlung auf 75er Fluidität gebrachte Maisstärke, verwendet wurde.

Jede dieser einzelnen Tertiäraminstärkesorten wurde dann als Emulgator für die Herstellung der einzelnen wäßrigen IODBA-Emulsionen benutzt. Diese wurden dann einzeln für sich in der Bütte gebleichten Sulfatzellstoffansätzen mit einem Mahlungsgrad von 500 und einer Konsistenz von 0,5% zugegeben. Die aus den einzelnen Ansätzen gewonnenen Papierblätter enthielten — auf Stofftrockengewicht bezogen —je 1% IODBA und jeweilige Tertiäraminstärkesorte. Sie wurden nach dem im Beispiel I beschriebenen Uraninfarbstofftest auf Wasserfestigkeit hin geprüft. Das gleiche geschah mit weiteren Papierproben, die jedoch vor dem Uraninfarbstofftest noch einer lstündigen Nachhärtung bei 105 C unterworfen wurden. Zusammensetzung und Wasserfestigkeit der verschiedenen Papierproben sind aus der nachstehenden Tabelle ersichtlich.

Blatt Nr.	Zusätze	%, auf Stoff trockengewicht bezogen	Uraninfa (Zeit in S sofort	rbstofftest ekunden) gehärtet
1	Wachsmais-Tertiäramin IODBA	1,0 1,0	102	102
2	Tapioca-Tertiäramin IODBA	1,0 1,0	110	118
3	Kartoffel-Tertiäramin IODBA	1,0 1,0	112	118
4	Säurekonvert. Wachsmais-Tertiäramin IODBA	1,0 1,0	83	93
5	Säurekonvert. Maisstärke-Tertiäramin IODBA	1,0 1,0	95	109

Beispiel VII

Dieses Beispiel berichtet über die Verwendung mehrerer erfindungsgemäß eingesetzter Leimungsmittel, nämlich n-Hexadecenylbernsteinsäureanhydrid, Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, Dodecylbernsteinsäureanhydrid und einer Mischung von Isoalkenylbernsteinsäureanhydriden, deren Alkenylgruppen 18 bis 22 Kohlenstoffatome enthielten.

Von jedem dieser Leimungsmittel wurde nach dem im Beispiel I beschriebenen Verfahren und mit demselben dort beschriebenen kationischen Stärkederivat eine wäßrige Emulsion hergestellt. Von diesen Emulsionsansätzen wurden die mit den gemischten Isoalkenylbernsteinsäureanhydriden und die mit dem n-Hexadecenylbernsteinsäureanhydrid je in der Hydrobütte gebleichtem Sulfatzellstoff mit einer Konsistenz von 1,5% und einem Mahlungsgrad von 510 zugesetzt, während die beiden anderen Ansätze, mit Dodecenyl- bzw. Dodecylbernsteinsäureanhydrid je in der Stoffbütte gebleichtem Sulfitzellstoff mit der Konsistenz von 0,5% und dem Mahlungsgrad von 500 zugegeben wurden. Die daraus gewonnenen Papierblätter enthielten — auf Stofftrockengewicht bezogen — je 1 % des entsprechenden Leimungsmittels und 1% kationische Stärke. Aus der anschließenden Tabelle sind die Zusammensetzungen und die Wasserfestigkeitswerte (gemäß Uraninfarbstofftest) dieser Papierblätter im Vergleich zu Papieren ablesbar, die aber mit verstärktem Harz und Alaun geleimt worden waren.

	Zusätze	%> auf Stoff	Uranin-
Blatt		trackengewicht	farbstofftest
Nr.	Mischung aus Iso-	bezogen	(Zeit
	alkenylbernstein-	1,0	in Sekunden)
1	säureanhydriden		120
	Kationische
	Maisstärke	1,0
	n-Hexadecenyl-
	bernsteinsäure-	1,0
2	anhydrid		118
	Kationische
	Maisstärke	1,0
	Dodecenylbern-
	steinsäure-	1,0
3	anhydrid		110
	Kationische
	Maisstärke	1,0
	Dodecy 1 bernstein-
	säureanhydrid	1,0
4	Kationische		105
	Maisstärke	1,0
	Verstärktes Harz
	Alaun	1,0
5		2,0	98

Beispiel VIII

Dieses Beispiel zeigt die ausgezeichnete Beständigkeit eines erfindungsgemäß geleimten Papiers gegen saure und alkalische Lösungen im Vergleich zu Papieren, die mit Mischungen aus verstärktem Harz und Alaun geleimt wurden.

Nach dem Verfahren gemäß Beispiel I und unter Verwendung des dort benutzten Emulgators aus

ίο kationischer Tertiäraminstärke wurde eine wäßrige Emulsion von IODBA hergestellt und unter Umrühren einem gebleichten Sulfatzellstoff mit dem Mahlungsgrad 500 und der Konsistenz von 0,5% zugesetzt. Die daraus hergestellten Papierblätter enthielten je 0,5"/o an IODBA und kationischer Stärke und ein Grundgewicht von 89,5 g/m².

Diese Papierblätter wurden nach dem Uraninfarbstofftest auf Flüssigkeitsfestigkeit geprüft, der Test dabei aber in der Weise abgeändert, daß das zu prüfende, mit Farbstoffpulver bedeckte Papiermuster in dem einen Fall auf eine lOgewichtsprozentige, wäßrige Milchsäurelösung und in dem anderen Fall auf eine lOgewichtsprozentige, wäßrige Natronlauge aufgelegt wurde. In gleicher Weise wurden Papiermuster geprüft, die mit einer Mischung aus verstärktem Harz und Alaun geleimt waren. Die Zusammensetzungen der einzelnen Papiermuster und ihre Festigkeiten gegen saure oder alkalische Lösungen sind nachstehend angegeben.

Blatt

Zusätze

"y„ auf Stofftrockengewicht bezogen Uraninfarbstofftest
(Zeit in Sekunden)

Milchsäure

Natronlauge

Kationische Maisstärke
IODBA

Verstärktes Harz
Alaun

0,5
0,5

1,0
2,0

106

>200

25

Es wurde schon an früherer Stelle der Beschreibung darauf hingewiesen, daß sich alle möglichen Netzmittel als Emulgatoren für die erfindungsgemäß eingesetzten Leimungsmittel eignen. Hierzu gehören unter anderem

Polyoxyäthylensorbitantrioleat,
Polyoxyäthylensorbitolhexaoleat,

Polyoxyäthylensorbitollaurat und
Polyoxyäthylensorbitololeatlaurat.

Zusammenfassend ist also festzustellen, daß die Erfindung dem Praktiker neue Leimungsmittel zur Verfugung stellt, die unter allen möglichen Bedingungen wirksam sind und Papierprodukte liefern, die sich durch außergewöhnlich hohe Wasserfestigkeit auszeichnen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Papierleimung, dadurch gekennzeichnet, daß man in den nassen Papierstoff vor seiner endgültigen Umwandlung in die trockene Papierbahn ein Leimungsmittel innig eindispergiert, das aus einem substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrid der Formel

60

O R-R'

V/

Il
ο

besteht, in der R ein Dimethylen- oder Trimethylenradikal und R' eine hydrophobe Alkyl-, Alkenyl-, Aralkyl- oder Aralkenylgruppe mit mehr als 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, wobei sich die ungesättigte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung beim größeren Anteil der Alkenyl- oder Aralkenylgruppen zwischen dem zweiten und dritten Kohlenstoffatom fern von dem an R gebundenen Kohlenstoffatom befindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in den nassen Papierstoff vor seiner endgültigen Umwandlung in die trockene Papierbahn auch noch ein kationisches Mittel innig eindispergiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Leimungsmittel in Form einer Emulsion anwendet.