DE2522306B2 - Cyclische, substituierte dicarbonsaeureanhydride enthaltendes papierleimungsgemisch und dessen verwendung - Google Patents

Description

(A) O

R-R'

worin R eine Dimethylen- oder Trimethylengruppe bedeutet und R' eine hydrophobe Gruppe mit mehr als 5 Kohlenstoffatomen, die aus der Klasse Alkyl-, Alkenyl-, Aralkyl- und

Ardlkenylgruppen ausgewählt ist, darstellt, oder der Formel:

R_v

O H CH₂

(B) C-C-CH-CH=CH-R,

C-CH₂

worin R* eine Alkylgruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen und R, eine Alkylgruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen bedeuten und R₁ und R^ austauschbar sind,

(b) 3 bis 20 Gewichtsteile eines Poiyoxyalkylenafkyl- oder Polyoxyalkylenalkyl-aryläthers oder des entsprechenden Mono- oder Diesters aus der Gruppe:

1. C,H₂, _{+ 1}—C—0-[(CH₂J₁-CH₂-CH₂-OL₁-C-C_nH_{2n + 1}

Il

2. HO-C(CH₂J₁-CH₂-CH₂-OL-C-C_nH_{2n + 1}

3. HO-[ICH₂)-CH₂-CH₂-O]₁₁₁-R-C_nH_{2n + 1}

4. HO-C(CH₂J₁-CH₂-CH₂-OL-C_nH_{2n +}

worin A'und η ganze Zahlen im Bereich von 8 bis 20 sind, R für eine Arylgruppe steht, m eine ganze Zahl im Bereich von 5 bis 20 und / den Wert O oder 1 hat, und
(c) Wasser
enthält.

2. Verfahren zur Papierleimung unter Verwendung des Mittels nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel

a) in Abwesenheit von hohen Scherkräften und bei Normaldrücken emulgiert wird und

b) diese Emulsion in der Papiermasse vor dem Durchlauf durch die Trockenstufe des Papierher-Stellungsprozesses in einer Konzentration des substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrids von 0,01 bis 2,0%, bezogen auf das Trockenfasergewicht, innig dispergiert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion in situ in dem Papiermassensystem zu einem beliebigen Punkt während des Herstellungsprozesses unter gutem Durchbewegen

gebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion vor der Einführung in das Papiermassensystem gebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch vor der Zugabe zu dem Papiermassensystem in Wasser in einer solchen Menge, daß das substituierte cyclische Dicarbonsäureanhydrid in Konzentration von 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das gesamte emulgierte Leimungsgemisch, enthalten ist, emulgiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leimungsgemisch in Form einer wäßrigen Emulsion auf das gebildete Gewebe vor dem Trockenvorgang aufgesprüht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrigen Faseraufschlämmung mindestens 0,01 %, bezogen auf das Trockenfasergewicht, eines kationischen Retentionsmittels zugesetzt wird.

Die Erfindung betrifft ein cyclische, substituierte carbonsäureanhydride enthaltendes Papierleimungsmisch sowie ein Verfahren zur Papierleimung unter rwendung dieses Gemisches.

Die hierin verwendeten Bezeichnungen »Papier und Pappe« schließen biattartige Massen und geformte Produkte ein, welche aus faserartigen Cellulosematerialien hergestellt sind, die· sich sowohl von natürlichen als

_h synthetischen Quellen ableiten. Eingeschlossen «ind auch blattartige Massen und geformte Produkte, ,lie aus Kombinationen von celluloseartigen und η ehtcelluloseartigen Materialien hergestellt sind, welche sich von synthetischen Stoffen, wie z. B. Polyamid-, Polyester- oder Polyacrylharzfasern, sowie von Mineralfasern wie Asbest oder Glas, herleiten.

Papier und Pappe werden oftmals mit verschiedenen hydrophoben Materialien geleimt, welche z. B. KoIohonium Wachsemulsionen, Gemische von Kolophomm mit Wachsen, Ketendimere, lsocyanatderivate, Fettsäurekomplexe, Fluorkohlenwasserstoffe, bestimmte Styrolmaleinsäureanhydrid-Copolymere sowie die substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydride, die nachstehend genauer beschrieben werden, einschließen, niese Materialien werden als Leimungsmittel bezeichnet und sie können während des tatsächlichen Paoierherstellungsvorgangs eingeführt werden, wobei dieses Verfahren als inneres oder Maschinenleimen bekannt ist Sie können aber auch auf die Oberfläche des fertigen Gewebes oder Blattes aufgebracht werden, in welchem Falle das Verfahren als äußeres oder Oberflächenleimen bezeichnet wird.

Aus der US-PS 31 39 373 ist bereits ein Papierleimunesverfahren sowie ein hierzu verwendetes Mittel bekannt, das cyclische substituierte Dicarbonanhydnde

^Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Leimungsmittel zur Verfugung zu stellen, das durch seine verminderte Wasser- und Tinte- bzw. Druckfarbenabsorption sowie durch seine gesteigerte Beständigkeit gegenüber sauren und alkalischen wäßrigen

Lösungen gekennzeichnet ist.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. ' Gegenstand der Erfindung ist daher ein cyclische,

substituierte Dicarbonsäureanhydride enthaltendes Pa-

pierleimungsgemisch, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es

(a) 80 bis 97 Gewichtsteile eines substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydridsder Formel:

IO

15

20

35 (A)

/ \
O R-R'

I! ο

worin R eine Dimethylen- oder Trimethylengruppe bedeutet und R' eine hydrophobe Gruppe mit mehr als 5 Kohlenstoffatomen, die aus der Klasse Alkyl-, Alkenyl-, Aralkyl- und Aralkenylgruppen ausgewählt ist, darstellt, oder der Formel:

(B)

H CH₂

^ I I

C-C-CH-CH=CH-R,

C-CH₂

worin R_x eine Alkylgruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen und R_y eine Alkylgruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen bedeuten und R_x und Ry austauschbar sind,

(b) 3 bis 20 Gewichtsteile eines Polyoxyalkylenalkyl- oder Polyoxyalkylenalkylaryläthers oder des entsprechenden Mono- oder Diesters aus der Gruppe:

.C,H₂,₊₁-C-O-[(CH₂),-CH₂-CH₂-O]_m-C-C„H₂,_H

2. HO-[(CH₂),-CH₂-CH₂-O]_m-C-C„H_2n+1

3. HO-

4. HO-OCH₂),-CH₂-CH₂-O]_1n-C₁₁H_2n+1

und
(c) Wasser
enthält.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Papierleimung unter Verwendung des oben beschriebenen Mittels, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Mittel

a) in Abwesenheit von hohen Scherkräften und bei Normaldrücken emulgiert wird und

b) diese Emulsion in der Papiermasse vor dem Durchlauf durch die Trockenstufe des Papierherstellungsprozesses in einer Konzentration des substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrids von 0,01 bis 2,0%, bezogen auf das Trockenfasergewicht, innig dispergiert.

Spezielle Beispiele von Leimungsverbindungen, die unter die Struktur (A) fallen, sind Isooctadecenylbernsteinsäureanhydrid, n-Hexadecenylbernsteinsäureanhydrid, Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, Dodecylbernsteinsäureanhydrid, Decenylbernsteinsäureanhydrid, Octenylbernsteinsäureanhydrid und Triisobutenylbernsteinsäureanhydrid. Leimungsmittel, in denen R' mehr als 12 Kohlenstoff atome enthält, werden bevorzugt. Die Leimungsmittel mit der Struktur (A) werden genauer in der US-PS 31 02 064 beschrieben.

Spezielle Beispiele für Leimungsmittel, die unter die Struktur (B) fallen, sind i-Octyl-2-decenylbernsteinsäureanhydrid und i-Hexyl-2-octenylbernsteinsäureanhydrid. Die Leimungsverbindungen der Struktur (B) sind näher in der US-PS 38 21 069 beschrieben.

Nach dem Stand der Technik ist es zum Erhalt einer guten Verleimung mit den oben beschriebenen Leimungsmitteln zweckmäßig, daß diese gleichförmig in der Faseraufschlämmung mit so kleinen Teilchengrößen wie möglich dispergiert werden. Bei der üblichen Zugabepraxis dieser Leimungsverbindungen zu der Papiermasse vor der Gewebebildung wird daher die Leimungsverbindung in Form eine wäßrigen Lösung zugesetzt, die unter Zuhilfenahme von Emulgierungsmitteln hergestellt worden ist.

Diese bekannten Emulgierungstechniken, bei denen Emulgierungsmitte! verwendet werden, die als Schutzkolloide wirken, wie z. B. kationische oder gewöhnliche Stärken, Gummi arabikum, Gelatine, kationische Polymere oder Polyvinylalkohol, oder bei denen Netzmittel in Kombination mit den obengenannten Emulgierungsmitteln verwendet werden, haben jedoch mehrere Nachteile. Ein Hauptnachtei! liegt in der Notwendigkeit, relativ komplexe teuere und schwere Einrichtungen zu verwenden, die dazu imstande sind, hohe Homogenisierungsdrücke auszuüben, in Verbindung mit den starren Verfahrensmaßnahmen hinsichtlich der Emulgierungsproportionen und -temperaturen etc., um eine zufriedenstellende Emulsion des Leimungsmittels aus dem cyclischen Dicarbonsäureanhydrid herzustellen. Weiterhin haben sich Versuche, um Netzmittel alle^;n zu verwenden, d. h. ohne Emulgierungsmittel zu arbeiten, in der Technik als vollständig unzufriedenstellend erwiesen. Bei Verwendung eines Netzmittels ist es nach dem Stand der Technik nicht möglich gewesen, eine stabile Emulsion mit kleiner Teilchengröße herzustellen, und/oder die Emulsion ergab kein ausreichendes Leimungsverhalten. In manchen Fällen hat die resultierende Emulsion auch in nachteiliger Weise andere Eigenschaften des geleimten Papiers beeinträchtigt, z. B. als Verlust der Naßfestigkeit. Ein weiterer Nachteil, der bei verschiedenen Emulsionen festgestellt wird, die mit bestimmten Netzmitteln hergestellt worden sind, zeigt sich beim Altern des behandelten Papiers, weil sich beim Tinteneintauchtest viele kleine hydrophile Flecken bilden.

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß die Verwendung von vielen Netzmitteln beim Papierherstellungsprozeß schwerwiegende Betriebsprobleme mit sich bringt, z. B. ein starkes Schäumen der Masse. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird nun die Notwendigkeit der Verwendung einer schweren Einrichtung 7\\r Herstellung der Emulsion eliminiert und es wird eine bessere Flexibilität bei der Herstellung und Verwendung des Leimungsgemisches erhalten. Weiterhin wird bei der Herstellung der Emulsionen der Leimungsgemische gemäß der Erfindung leicht eine kleinere Teilchengröße erzielt, und die Stabilität der resultierenden Emulsionen ist im allgemeinen besser als beim Stand der Technik. Weiterhin führt die Verwendung der erfindungsgemä-Ben Leimungsgemische zu einem signifikant verbesserten Leimungsverhalten (d. h. bei einer gegebenen Konzentration des Leimungsmittels wird eine verbesserte Leimung erhalten), und die Erfindung führt auch zu einer verbesserten Betriebsfähigkeit, was sich durch einen verminderten Aufstau der Fasern und des Leimungsmittels auf den Preßwalzen der Papiermaschinen anzeigt.

Es wurde nun gefunden, daß Leimungsgemische aus einem substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrid und einem Polyoxyalkylenalkyl- oder Polyoxyalkylenalkylaryläther oder dem entsprechenden Mono- oder Diester in speziellen Verhältnismengen ohne weiteres verbesserte Leimungsemulsionen ergeben, wobei es nicht notwendig ist, eine schwere Homogenisierungseinrichtung zu verwenden. Es hat sich gezeigt, daß dieses Gemisch emulgiert wird, wenn man es lediglich

ίο rührt oder durch ein Mischventil oder einen Aspirator leitet. Die auf diese Weise hergestellte Emulsion ist für technische Zwecke angemessen stabil, und sie besitzt eine genügend kleine Teilchengröße, daß eine ausgezeichnete Leimung des resultierenden Gewebes erzielt wird.

Es ist auch ein Merkmal der Erfindung, daß bei einer Variierung des Verfahrens das Leimungsgemisch beim Verleimungsverfahren ohne eine vorhergehende Emulgierungsstufe verwendet werden kann. Bei dieser Variation wird das Gemisch zu dem Papiermassen-Herstellungssystem unter gutem Rühren bzw. Schlagen vor der Raffinierung der Masse gegeben. Das gewöhnliche Rühren bzw. Schlagen der Masse beim Durchlauf durch Raffinatoren hat sich als ausreichend erwiesen, um das Gemisch zu emulgieren, so daß in dem resultierenden geleimten Gewebe ausgezeichnete Verleimungseigenschaften erhalten werden.

Die hierin verwendeten Polyoxyalkylenalkyl oder Polyoxyalkylenalkylaryläther oder die entsprechenden Mono- oder Diester umfassen Polyoxyäthylen- oder Polyoxypropylenalkyl- und -alkylaryläther oder -ester mit 5 bis 20 Polyoxyäthylen- (oder Polyoxypropylen-)-Einheiten, wobei die Alkylgruppen 8 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten und die Arylgruppe vorzugsweise eine

Phenylgruppe ist. Die Herstellung dieser Äther und Ester ist bekannt.

Gemäß der Erfindung wird das Leimungsgemisch in der Weise gebildet, daß man 80 bis 97 Teile, vorzugsweise 90 bis 95 Teile, des obengenannten cyclischen Anhydrids mit 3 bis 20 Teilen, vorzugsweise 5 bis 10 Teilen, der ausgewählten Polyoxyalkylenalkyl- oder -alkylaryläther oder -ester vermischt. Es können Gemische mit verschiedenen Kombinationen von Leimungsverbindungen und/oder Polyoxyäthylenalkyl- oder -alkylaryläthern oder -estern dazu verwendet werden, um das jeweilige Leimungsgemisch herzustellen, solange sie in den Rahmen der Erfindung fallen. Um eine Emulsion herzustellen, wird das Leimungsgemisch im allgemeinen zu Wasser in einer genügenden Menge gegeben, daß eine Emulsion erhalten wird, welche das substituierte cyclische Dicarbonsäureanhydrid in einer Konzentration von etwa 0,5 bis 20 Gew.-% enthält. Das wäßrige Gemisch wird danach genügend emulgiert, indem es lediglich unter mäßigem oder schnellem Rühren verrührt wird oder indem es durch ein Mischventil, einen Aspirator oder eine öffnung geleitet wird, so daß die mittlere Teilchengröße der resultierenden Emulsion weniger als 3 μ beträgt. Bei der Herstellung der Emulsion ist es auch möglich, die Komponenten des Leimungsgemisches zu dem Wasser getrennt zu geben, und die Emulsion kann durch ein kontinuierliches oder ein absatzweise geführtes Verfahren hergestellt werden.

Bei der tatsächlichen Verwendung ist im allgemeinen

fi.s keine Verdünnung der Emulsion notwendig. Die auf diese Weise hergestellte Emulsion wird einfacherweise zu dem Naßende der Papierherstellungsmaschine oder zu dem Massenherstellunessvstem eeeeben. so daß eine

Konzentration des substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrids von etwa 0,01 bis 2,0% bezogen auf das Trockenfasergewicht, erhalten wird. Innerhalb des genannten Bereiches hängt die jeweilige genaue Menge des Leimungsmittels zum größten Teil von der Art der Papierfaseraufschlämmung, die verwendet wird, den speziellen Betriebsbedingungen und dem speziellen Endzweck des Papiers ab. So erfordert z. B. ein Papier, das eine gute Wasserbeständigkeit oder Tintenhinhaltung haben muß, die Verwendung von höheren Konzentrationen des Leimungsmittels als es bei einem Papier der Fall ist, das bei Anwendungszwecken eingesetzt wird, bei denen keine überschüssige Verleimung erforderlich ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann man anstelle der Zugabe der Verleimungsemulsion zu dem Massenherstellungssystem oder dem Naßende die Verleimungsemulsion auf die Oberfläche des gebildeten Gewebes an einem beliebigen Punkt vor der Trocknungsstufe aufbringen. Bei dieser Ausführungsform wird die Emulsion in den Konzentrationen verwendet, wie sie hergestellt wird, und sie wird auf das Gewebe so aufgesprüht, daß eine Konzentration des Leimungsmittels von etwa 0,01 bis 2,0%, bezogen auf das Trockenfasergewicht, erhalten wird.

Wenn das Leimungsgemisch zu dem Massenherstellungssystem vor der Raffinierung gegeben wird, dann ist es nicht erforderlich, eine getrennte Emulgierungsstufe durchzuführen. Die Menge des auf diese Weise zugesetzten Leimungsgemisches sollte so bemessen sein, daß eine Konzentration des substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrids von etwa 0,01 bis 2,0%, bezogen auf das Trockenfasergewicht, erhalten wird.

Ein wichtiger Faktor für die wirksame Verwendung der erfindungsgemäßen Leimungsgemische sieht ihre Verwendung in Verbindung mit einem Material vor, daß entweder kationisch ist oder das dazu imstande ist, in einer solchen Weise zu ionisieren oder zu dissoziieren, so daß ein oder mehrere Kationen oder andere positiv geladene Teile erzeugt werden. Diese kationischen Mittel, wie sie nachstehend genannt werden, haben sich als geeignete Mittel erwiesen, um die Retention der substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydride zu unterstützen und um letztere in enge Nähe zu den Papierfasern zu bringen. Beispiele für Materialien, die bei dem erfindungsgemaßen Verfahren als kationischc Mittel verwendet werden können, sind Alaun, Aluminiumchlorid, langkettigc Fettamine, aminhaltigc synthetische Polymere (primäre, sekundäre, tertiäre oder quaternärc Amine), Natriiimaluminat, Chromsulfm, substituierte Polyacrylamide, tierische Leime, kutionische wärmehärtende Harze und Polyamidpolymere. Von besonderer Eignung als kationischc Mittel sind verschiedene kationische Stärkederivate mit Ginschluß von primären, sekundären, tertiären oder quaternäron Aminstarkederivaten und anderen kationischen stickstoffsubstituierten Stärkederivaten sowie kationischen Sulfonium- und Phosphonlumsträkederlvatcn. Solche Derivate können aus allen Arten von Stärken hergestellt werden, mit Einschluß von solchen aus Mals, Manlol, Kartoffeln, wachsartigem Mais, Weizen und Reis. Sie können wolterhln In Ihrer ursprünglichen Kornform eingesetzt werden, oder sie können in vorgelatinierte, In kaltem Wasser lösliche Produkte umgewandelt werden.

Alle obengenannten kationischen Mittel können zu der Masse, d.h. zu der Papierfaseraufschlämmung, entweder vor. zusammen mit oder nach der Zugabc des Leimungsgemisches oder der Leimungsemulsion zugesetzt werden, und dies kann an jedem beliebigen Punkt des Papierherstellungsprozesses vor der letztlichen Umwandlung der nassen Aufschlämmung in ein trockenes Gewebe oder ein Blatt erfolgen.

Hinsichtlich der erforderlichen Menge des kationischen Mittels wird bei üblichen Bedingungen das kationische Mittel zu dem Massensystem in einer Menge von mindestens 0,01%, vorzugsweise von 0,025

ίο bis 3,0%, bezogen auf das Trockenfasergewicht, gegeben. Obgleich Mengen im Überschuß über 3% verwendet werden können, sind die Vorteile der Verwendung von erhöhten Mengen des kationischen Mittels für Leimungszwecke im allgemeinen nicht durch wirtschaftliche Umstände gerechtfertigt.

Nach der Zugabe der Leimungsemulsion des kationischen Mittels wird das Gewebe gebildet und in üblicher Weise auf der Papiermaschine getrocknet. Obgleich im allgemeinen eine volle Verleimung unmittelbar nach der Papiermaschine erhalten wird, kann eine weitere Verbesserung der Wasserbeständigkeit des mit den erfindungsgemaßen Leimungsgemischen hergestellten Papiers manchmal erhalten werden, wenn man die resultierenden Gewebe, Platten oder geformten Produkte härtet. Dieser Härtungsprozeß sieht im allgemeinen ein Erhitzen des Papiers auf Temperaturen im Bereich von 80 bis 150⁰C über einen Zeitraum von 1 bis 60 min vor. Es ist jedoch zu beachten, daß ein Nachhärten für eine erfolgreiche Durchführung der hierin beschriebenen verbesserten Verleimungsmethode nicht wesentlich ist.

Die erfindungsgemäßen Leimungsgemische können naturgemäß erfolgreich zur Verleimung von Papierverwendet werden, das aus allen Typen von sowohl celluloseartigen Fasern als auch von Kombinationen von celluloseartigen Fasern mit nichtcelluloseartigen Fasern hergestellt ist. Harzholz- oder Weichholz-Cellulosefasern, die verwendet werden können, schließen Fasern aus gebleichtem und ungebleichtem Sulfat-/ Kraftzellstoff, gebleichtem und ungebleichtem Sulfitzellstoff, gebleichtem und ungebleichtem Sodaprodukt, neutralem Sulfitzellstoff, gemahlenem Holz, halbchemischem gemahlenen Holz und jeder beliebigen Kombination daraus ein. Diese Bezeichnungen beziehen sich auf

is Papierfasern, die mittels einer Vielzahl von Prozessen hergestellt worden sind, welche in der Papierindustrie verwendet werden. Weilerhin können auch synthetische Cclluloscfasern des Viskoserayon- oder regenerierten Cellulosetyps verwendet werden sowie zurückgeführte

M> Abfallpapiere von verschiedenen Quellen.

Alle Arten von Pigmenten und Füllstoffen können ir üblicher Weise zu dem Papier gegeben werden, da; erfindungsgemtiß geleimt werden soll. Solche Materia iien sind z. B. Ton, Talk, Titandioxid, Calciumcarbonat

^ Calciumsulfat und Diatomocnerde. Es können aucl weitere Zusatzstoffe, wie z.B. Alaun, und ander«

Lcimungsverblndungen mit den hierin beschriebene! Leimungsgemischen verwendet werden. Die erfindungsgemäße Verwendung der Lelmungsgc

da mische ergibt, wie In den Beispielen erläutert wird, cli Papier mit verbesserten Leimungseigenschaften, ζ. Ε einer verbesserten Beständigkeit gegenüber Wasse oder sauren Tintenlösungen. Anders ausgedrückt kan ein spezifizierter Grad der Lclmungsolgcnschaften i

(-ι Wasser mit einer geringeren Menge des Lcimungsmii tcls erhalten werden, wenn das Leimiingsmiuel gemä der Erfindung anstelle den bekannten Methode verwendet wird.

'09 633/3

Weiterhin besteht der Vorteil, daß die Verwendung der erfindungsgemäßen Leimungsgemische nicht auf einen besonderen pH-Bereich begrenzt ist, wodurch die Verwendung zur Behandlung von neutralen und alkalischen Faseraufschlämmungen sowie von sauren Faseraufschlämmungen gestattet wird. Die Leimungsgeinische können somit in Kombination mit Alaun, der üblicherweise bei der Papierherstellung verwendet wird, als auch mit anderen sauren Materialien verwendet werden.

Umgekehrt können sie auch mit Calciumcarbonat oder anderen alkalischen Materialien in der Masse verwendet werden. Ein weiterer Vorteil dieser Leimungsgemische besteht darin, daß sie die Festigkeit des Papiers bei den in der Industrie normalerweise verwendeten Konzentrationen nicht signifikant verringern und daß sie bei der Verwendung mit bestimmten Zusatzstoffen tatsächlich die Festigkeit der fertigen Blätter erhöhen. Ein weiterer Vorteil der Verwendung dieser Leimungsgemische besteht darin, daß zur Entwicklung des vollen Leimungswertes nur ein Trocknen oder milde Härtungsbedingungen erforderlich sind.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Darin sind sämtliche Teile auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

Dieses Beispiel beschreibt die Verwendung eines Leimungsgemisches, das für die erfindungsgemäßen Leimungsgemische charakteristisch ist und das in Form einer wäßrigen Emulsion verwendet wird. Diese Emulsion wird anhand der Teilchengröße sowie der Wasserbeständigkeit des damit verleimten Papiers mit einer herkömmlichen Emulsion verglichen, in der ein substituiertes cyclisches Dicarbonsäureanhydrid mit kationischer Stärke emulgiert ist. Ein weiterer Vergleich wird mit einem Kolophonium/Alaun-Verleimungsverfahren durchgeführt, wie es üblicherweise in der Papierindustrie angewendet wird. Die erheblich leichtere Emulgierbarkeit der erfindungsgemäßen Leimungsgemische wird auch durch die Maßnahmen gezeigt, die bei der Herstellung der Leimungsemulsionen vor ihrer Zugabe zu dem Papiermassesystem angewendet werden. Schließlich wird die Fähigkeit noch gezeigt, Papier wirksam mit oder ohne Alaun in der Masse zu verleimen.

Das Leimungsgemisch wurde in der Weise hergestellt, daß (α) 10 Teile eines Polyoxyalkylenalkylaryläthers, in dem die Alkylgruppe 9 Kohlenstoffatome enthielt, die Arylgruppe eine Phenylgruppe war und der Polyoxyalkylentell mit 10 Mol Athylenoxid gebildet worden war, und (b) 90 Teile eines substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrlds, bei dem die Alke· nylgruppen der gemischten Anhydride 15 bis 20 Kohlenstoffatome enthielten (nachstehend als ASA bezeichnet), vermischt wurden.

Sodann wurde eine Emulsion gebildet, indem 2 Teile dieses Oemisches mit 98 Teilen Wasser unter Verwendung eines Propellermischers mit mäßiger Geschwindigkeit über einen Zeltraum von 10 s gerührt wurden (Emulsion Nr. 1). Eine ähnliche Emulsion wurde auch gebildet, indem dieses Leimungsgemisch durch einen einfachen Aspirator zusammen mit einem konstanten Strom von Wasser geleitet wurde, wodurch in einem Durchlauf eine l°/oige Konzentration des Leimungsgemisches erhalten wurde. Die Emulsion wurde auf diese Weise fast augenblicklich gebildet (Emulsion Nr. 2).

Zum Vergleich wurde eine herkömmliche wäßrige Emulsion von ASA hergestellt, indem zunächst 10 Teile des jS-Diäthylaminoäthylchloridhydrochloridäthers von Maisstärke, dessen Herstellung in Beispiel 1 der US-PS 28 13 093 beschrieben wird, in 90 Teilen Wasser, das in einem siedenden Wasserbad erhitzt wurde, gekocht wurden. Die Dispersion des kationischen Stärkederivats

ίο wurde nach 20minütigem Kochen auf Raumtemperatur abgekühlt und in einen Hochgeschwindigkeitsagitator überführt, worauf zu der gerührten Dispersion 5 Teile ASA langsam zugesetzt wurden. Es wurde etwa 3 min weitergeführt und die resultierende Emulsion wurde

is sodann durch Zugabe von Wasser bis zu einer Gesamtmenge von 1000 Teilen verdünnt. Der Feststoffgehalt betrug 0,5% (Emulsion Nr. 3).

Berechnete Mengen der wie oben hergestellten Emulsionen wurden sodann zu wäßrigen Aufschlämmungen einer gebleichten Sulfatpulpe mit einem Williams-Mahlgrad von 400 ml, einer Konsistenz von 0,5% und einem pH-Wert von etwa 7,6 gegeben, so daß die folgenden ASA-Konzentrationen, bezogen auf das Trockenfasergewicht, erhalten wurden: 0,10, 0,20 und 0,40%. Die kationische Stärke, die zur Herstellung der Emulsion Nr. 3 verwendet wurde, wurde zu der entsprechenden Pulpenaufschlämmung nach der Zugabe der Emulsionen Nr. 1 und Nr. 2 in einer Konzentration von 0,4%, bezogen auf das Trocken-

fasergewicht, gegeben, um diese Materialien in dem Blatt zu halten. Bei einer weiteren Variierung dieser Verfahrensweise wurden 4% Alaun, bezogen auf das Trockenfasergewicht, zu der Pulpenaufschlämmung vor der Zugabe der Leimungsemulsionen gegeben. Nach

den TAPPI-Standardverfahren wurden Blätter gebildet und getrocknet, sodann 1 h bei 105⁰C gehärtet und über Nacht bei 22,2⁰C und 50% relativer Feuchtigkeit konditioniert, bevor sie getestet wurden. Das Basisgewicht dieser Blätter betrug 24,9 kg/Ries

(60,96 cm χ 91.44 cm-500 Blätter).

Beim Vergleich der Wasserbeständigkeit dieser Blätter wurde ein Farbstofftest unter Verwendung von Kaliumpermanganatkristallen und ein Durchdringungstest mit saurer Tinte durchgeführt. Bei dem Farbstoff-

.15 test wurden mehrere Kristalle von Kaliumpermanganat auf die obere Oberfläche eines Musters des Testpapiers gegeben, das sodann in destilliertem Wasser von Raumtemperatur treibengelassen wurde. Beim Absorbieren des Wassers in dem Papier wurden die Kristalle

befeuchtet und verliehen dem Papier eine charakteristische tiefviolette Färbung. Die in s gemessene Zeit, die erforderlich war für einen Endpunkt, bei dem drei gefärbte Flecken zuerst auf der Papieroberfläche erschienen, wurde notiert und steht in direkter

Beziehung zu der Wasserbeständigkeit, da ein wasserbeständigeres Papier die Befeuchtung der Permanganatkristalle verzögert, die auf die obere Oberfläche gelegt worden sind. Der Durchdringungstest mit saurer Tinte ist ein

do Vergleichstest, bei dem ein Muster des Testpapiers au! einer Schale der sauren Tinte (pH 1,5) von 37,8⁰C schwimmt. Es wird der Zeitraum in s gemessen, der erforderlich Ist, daß die Tinte durch das Papier hindurchdringt, um einen Endpunkt zu erreichen, bei

fts dem etwa 50% des Papiers gefärbt sind.

In der folgenden Tubolle sind Werte für verschiedene Paperblutter zusammengestellt, die bei den beschriebenen Testverfahren eingesetzt wurden.

	11	I	I 25	—	22 306	Alaun	12	KMnO4
	Leimungsemulsion				zugabe
Tabelle						Durchdrin
Blatt		Mittlere	Gew.-o/o		gungszeit
Nr.		Teilchen	der trocke		der sauren	(Zeit in s)
		größe der	nen Pulpe	keine	Tinte	53
	Emulsion Nr. 1	Emulsion		keine	(Zeit in s)	72
	Emulsion Nr. 1	(μ)		keine	25	77
1.	Emulsion Nr. 1	<1	0,1	keine	275	53
2.	Emulsion Nr. 2	<1	0,2	keine	430	74
3.	Emulsion Nr. 2	<1	0,4	keine	' 70	87
4.	Emulsion Nr. 2	<1	0,1	keine	140	54
5.	Emulsion Nr. 3	<1	0,2		320
6.	(Kontrolle)	1	0,4	keine	12	67
7.	Emulsion Nr. 3	2-3	0,1
	(Kontrolle)			keine	40	75
8.	Emulsion Nr. 3	2-3	0,2
	(Kontrolle)			4%	65	58
9.	Emulsion Nr. 1	2-3	0,4	4%		70
	Emulsion Nr. 1			4%	100	87
10.	Emulsion Nr. 1	<1	0,1	4%	145	57
11.	Emulsion Nr. 2	<1	0,2	4%	190	68
12.	Emulsion Nr. 2	<1	0,4	4%	110	88
13.	Emulsion Nr. 2	<1	0,1	4%	150	65
14.	Emulsion Nr. 3	<1	0,2		205
15.	(Kontrolle)	<1	0,4	4%	90	73
16.	Emulsion Nr. 3	2-3	0,1
	(Kontrolle)			4%	130	84
17.	Emulsion Nr. 3	2-3	0,2	4%		67
	Kolophonium				170
18.	(Kontrolle)	2-3	0,4	keine	55	0
19.	keine	1,0
		0
20.	keine

Die obigen Werte zeigen die größere Leichtigkeit der Herstellung und die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Leimungsgemische, und zwar sowohl anhand der kleinen Teilchengröße der mit diesen Mitteln gebildeten Emulsionen als auch anhand der Wasserbeständigkeit, die dem verleimten Papier in einem Zugabebereich verliehen wird, wie er typischerweise in der Industrie angewendet wird. Es wird auch ersichtlich, daß diese Mittel sowohl in nahezu neutralen als auch in alaunhalligen (sauren) Massesystemen eine überlegene Verleimung zeigen.

Beispiel 2

Dieses Beispiel bc.chrcibt die Verwendung von Leimungsgemischen gemäß der Erfindung, in denen verschiedene substituierte cyclische Dicarbonsäureanhydride im Gemisch mit Polyoxyalkylenalkyl· und -alkylaryläthern verwendet werden.

In diesem Beispiel wurde als Polyoxyalkylenalkylaryläther das gleiche Material wie im Beispiel 1 verwendet. Es wurde In einem Verhältnis von 20 Teilen zu 80 Teilen des Anhydrids vermischt. Sodann wurden die substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydride, die den Gemischen dieses Beispiels zugesetzt wurden, wie folgt Variiert! Gemisch Nr. 1 - das ASA-Produkt des Beispiels 1; Gemisch Nr. 2 - Isooctadecenylbernstelnsäureanhydrldi Gemisch Nr. 3 - Hexapropylenbernstelnsäureanhydridi Gemisch Nr. 4 - (i-Octyl-2-decenyl)bernsteinsäureanhydrid, d. h. das Reaktionsprodukt aus Maleinsäureanhydrid und Octadecen-9. Emulsionen dieser Gemische wurden in der gleichen Welse hergestellt, wie die Emulsion Nr. 1 im Beispiel 1 hergestellt worden war.

Berechnete Mengen der Emulsionen wurden zu gesonderten wäßrigen Aufschlämmungen einer gebleichten Sulfatfaser mit einem Mahlgrad von 400 ml, einer Konsistenz von 0,5% und einem pH-Wert von etwa 7,6 gegeben. Die kationische Stärke des Beispiels 1 wurde ebenfalls zu den gesonderten Pulpenaufschlämmungen gegeben. Nach TAPPI-Standardverfahren wurden Blätter geformt und getrocknet. Sie wurden

.15 sodann wie im Beispiel 1 konditioniert und beschrieben. Das Basisgewicht dieser Blätter betrug 24,9 kg/Ries (60,96 cm χ 91,44 cm-500 Blätter). Alle Zugaben wurden bei einer Konzentration von 0,2% des substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrids und von 0,4% der kationischen Stärke, bezogen auf das Gewicht der trockenen Pulpe, durchgeführt. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Tabelle II

Leimungs	Mlttloro Teil	Durchdringung	KMnOt
gemisch Nr.	chengröße dor Emulsion	der Jtiuron
	(μιη)	Tinte
	<1	(Zeit, s)	(Zeit, s)
1	1-2	225	73
2	<t	100	40
3	<1	240	8t
4	600	86

Dieses Beispiel zeigt klar, daß verschiedene substituierte cycll-che Dlcarbonsttureanhydrlde dazu verwendet werden können, um Im Rahmen der Erfindung Leimungsgemische herzustellen.

Beispiel 3

Dieses Beispiel beschreibt die Verwendung von Leimungsgemischen gemäß der Erfindung, bei denen verschiedene Polyoxyalkylenalkyl- oder -alkylaryläther oder die entsprechenden Mono- oder Diesterverbindungen im Gemisch mit dem substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrid verwendet werden.

In diesem Beispiel war das substituierte cyclische Dicarbonsäureanhydrid das gleiche Material (ASA) wie im Beispiel 1, während die in den Leimungsgemischen verwendeten Polyoxyalkylenalkyl- und -alkylaryläther- oder -esterverbindungen variiert wurden. Die Leimungsgemische dieses Beispiels wurden wie folgt hergestellt: Gemisch Nr. 1 — 5 Teile des Polyoxyalkylenalkylaryläthers des Beispiels 1 wurden mit 95 Teilen ASA vermischt; Gemisch Nr. 2 - 15 Teile des Polyoxyalkylenalkylaryläthers des Beispiels 1 wurden mit 85 Teilen ASA vermischt; Gemisch Nr. 3 — 10 Teile eines Polyoxyalkylenalkylaryläthers, dessen Alkylgruppe 9 Kohlenstoffatome enthielt, dessen Arylgruppe Phenyl war und dessen Polyoxyalkylenteil mit 5 Mol Äthylenoxid gebildet worden war, wurden mit 90 Teilen ASA vermischt; Gemisch Nr. 4 — 10 Teile eines Polyoxyalkylenalkyläthers, bei dem die Alkylgruppe 12 Kohlenstoffatome enthielt und der Polyoxyalkylenteil mit 6 Mol Äthylenoxid gebildet worden war, wurden mit 90Teilen ASA gemischt; Gemisch Nr. 5 — 10 Teile eines Polyoxyalkylenalkylaryläthers, bei dem die Alkylgruppe 9 Kohlenstoffatome enthielt, die Arylgruppe Phenyl war und der Polyoxyalkylenteil mit 15 Mol Äthylenoxid gebildet worden war, wurden mit 90 Teilen ASA vermischt;Gemisch Nr.6 — lOTcileeines Polyoxyäthylenmonooleatesters, bei dem das Molekulargewicht des Polyoxyäthylenteils 400 betrug (PEG 400-Monooleat), wurden mit 90 Teilen ASA vermischt; und Gemisch Nr. 7 — 10 Teile eines Polyoxyäthylendilauratesters, bei dem das Molekulargewicht des Polyoxyäthylenteils 600 betrug (PEG 600-Dilaurat). wurden mit 90 Teilen ASA vermischt. Die einzelnen Gemische wurden sodann in Wasser gerührt, um Emulsionen zu ergeben, welche 2 Teile Leimungsgemisch und 98 Teile Wasser enthielten. Die Emulsionen wurden sodann zu einer Fascraufschlämmung mit einer Konsistenz von 0,5%, die zu einem Mahlgrad von 400 ml geschlagene gebleichte Sulfatpulpe enthielt und deren pH-Wert ungefähr 7,6 betrug, gegeben, um auf den trockenen Fasern 0,2% ASA, bezogen auf das Trockenfasergewicht, zu ergeben. Die kationische Stärke des Beispiels I wurde sodann zu der Fascraufschlämmung gegeben, um auf der trockenen Pulpe 0,4% kationische Starke, bezogen auf das Gewicht dor trockenen Fasern, zu ergeben. Hierauf wurden Handblätter geformt, konditioniert und gemäß Beispiel 1 im Farbstofftest untersucht. Bs ■ wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Tabelle III

Dieses Beispiel zeigt klar, daß verschiedene Polyoxyäthylenalkyl- und -alkylaryläther und die entsprechenden Mono- und Diester im Rahmen dieser Erfindung austauschbar in Leimungsgemischen mit substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydriden verwendet werden können, um ein ausgezeichnetes Verleimungsverhalten zu ergeben.

ίο Beispiel 4

Dieses Beispiel zeigt die Verwendung der neuen erfindungsgemäßen Leimungsmittel durch direkte Zugabe zu einem Papierherstellungsmassensystem in

nichtemulgierter Form.

Das Leimungsgemisch Nr. 1, hergestellt aus 90 Teilen ASA (beschrieben im Beispiel 1) und 10 Teilen Polyoxyalkylenalkylaryläther (beschrieben im Beispiel 1), wurde direkt zu einer Aufschlämmung von

gebleichten Sulfatfasern mit einer Konsistenz von 1,5% in einem Labor-Valley-Schlagwerk gegeben und sehr leicht über wenige Minuten lang geschlagen. Gleichermaßen wurden Leimungsgemische Nr. 2 und Nr. 3 aus 90 Teilen ASA und 10 Teilen PEG 400-Monooleat bzw. 10 Teilen PEG 600-Dilaurat hergestellt. Auch diese Gemische wurden direkt zu der Aufschlämmung gegeben. Die Faseraufschlämmung wurde sodann zu einer Konsistenz von 0,5% verdünnt, und es wurden 0,4 Gew.-%, bezogen auf die trockenen Fasern, der

ίο kationischen Stärke des Beispiels 1 getrennt zu der Aufschlämmung gegeben, um als Retentionshilfsmittel während der Blattbildung zu wirken. Sodann wurden Blätter gebildet, konditioniert und im Farbstofftest gemäß Beispiel 1 untersucht. Das Basisgewicht dieser

xs Bläiter betrug 24,9 kg/Ries (60,96 cm χ 91,44 cm - 500 Blätter). Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Tabelle IV

_AU Leimungsgemisch % ASA. bezogen auf das ΚΜηΟ-ι
N'¹· Gewicht der trockenen

Pulpe (Zeil in s)

keines

0,2
0,2
0,2
keine

75

40

39

Lelmunjisgemiüch
Nr.

Mittlere Teilchen·
große der Emulsion

(μπΊ)

1	<	-2	98
2	<		93
3	ca.		104
4	ca.		99
5	CU.		96
6	ca.		76
7		86

Die selbsiemulgicrendcn Eigenschaften dieser Leiy> mungsgcmische zeigen sich durch den ausgezeichneten Vcrlcimiingswcrt, der erhalten wird, wenn sie zu der Masse ohne vorherige Emulgierung in Wasser gegeben werden. Es zeigen sich daher die erhebliche Leichtigkeit und Vielseitigkeit der Verwendung der erfindungsgemä-Ben Leimungsgemische.

Beispiel S

(Zeit in s) to Dieses Beispiel zeigt die Fähigkeit der erfindungsge· maßen Leimungsgemlschc, ohne weiteres Papier zu verleimen, welches hohe Mengen von anorganischen Füllstoffen enthält. In diesem Beispiel wurde das Leimungsgemisch des Beispiels I verwendet. Vor der (15 Zugabe wurde das Leimungsgemisch In der gleichen Welse emulglert (Emulsion A)₁ wie es bei der Herstellung der Emulsion Nr. 2 Im Beispiel 1 beschrieben wurde. Zu Vergleichszwecken wurde eine

KMnO4

herkömmliche Leimungsemulsion (Emulsion B) gemäß der Methode hergestellt, welche im Beispie! 1 zur Herstellung der Emulsion Nr. 3 beschrieben worden war. Jede Emulsion wurde sodann zu 1) einer Faseraufschlämmung mit einer Konsistenz von 0,5%, die gebleichten Sulfatfasern mit 20% Kaolinton und 4% Alaun, bezogen auf das Trookenfasergewicht enthielt, und 2) zu einer Massenaufschlämmung mit einer Konsistenz von 0,5%, welche gebleichte Sulfatfasern mit 20% Calciumcarbonat, bezogen auf das Trockenfasergewicht, enthielt, gegeben. Der pH-Wert der Calciumcarbonat enthaltenden Massenaufschlämmung betrug ungefähr 8,5, während der pH-Wert der Ton enthaltenden Aufschlämmung ungefähr 5,5 war. Jede Emulsion wurde zu der Masse in einer Menge gegeben, daß 0,4% ASA, bezogen auf das Trockenfasergewicht, erhalten wurden. Zu Retentionszwecken wurden 0,8% der im Beispiel 1 beschriebenen kationischen Stärke zu der Faseraufschlämmung nach der Zugabe der Emulsion A gegeben. Es wurden sodann Blätter mit 24,9 kg/Ries (60,96 cm χ 91,44 cm—500 Blätter) gebildet und diese wurden wie im Beispiel 1 konditioniert und untersucht. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Tabelle V	Zugegebenes	Zugegebener	Durch	KmnO·)
Blatt	Verleimungs-	Füllstoff	dringung
Nr.	mittel		mit saurer
			Tinte
			(Zeit in s)	(Zeit in s)
	Emulsion A	20% Ton	115	75
1	Emulsion A	20% CaCOa	450	68
2	Emulsion B	20% Ton	100	70
3	(Kontrolle)
	Emulsion B	20% CaCOs	325	56
4	(Kontrolle)
	keines	20% Ton	0	0
5

Die Werte zeigen klar die verbesserte Verleimung, die mit den erfindungsgemäßen Leimungsgemischen in hochgefüllten Blättern sowohl bei sauren als auch alkalischen Massenbedingungen erhalten wurden.

Tabelle VI

Blatt Art der Pulpe
Nr.

KMnOi (Zeit in s)

1 gebleichtes Hartholzsulfat

2 gebleichtes Weichholzsuifit

3 ungebleichtes Weichholzsulfat

4 gemahlenes Holz

69 83 76 58

Die obigen Werte zeigen zusammen mit den Werten der anderen Beispiele klar, daß die erfindungsgemäßen Leimungsgemische wirksam verwendet werden können, um verschiedene Arten von Fasern zu verleimen, die üblicherweise in der Papierherstellung verwendet werden.

Beispiel 7

Dieses Beispiel zeigt die Verwendung von verschiedenen Arten von kationischen Mitteln in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Leimungsgemischen. In diesem Beispiel wurde das Leimungsgemisch des Beispiels 1 verwendet, und es wurde vor der Zugabe zu der FaseraufschLmmung in der gleichen Weise emulgiert, wie es bei der Herstellung der Emulsion Nr. 2 im Beispiel 1 beschrieben wurde. Die Emulsion wurde sodann zu Portionen einer Faseraufschlämmung mit einer Konsistenz von 0,5% gegeben, welche gebleichte Sulfatfasern enthielt, die zu einem Mahlgrad von 400 ml geschlagen worden war. Nach der Zugabe der Leimungsemulsion wurden verschiedene kationische Mittel zu getrennten Aufschlämmungen gegeben, um

die Leimungsemulsion in dem Gewebe während der Blattbildung beizubehalten. In jedem Falle wurde eine solche Menge der Leimungsemulsion zugefügt, daß 0,2% ASA, bezogen auf das Trockenfasergewicht, erhalten wurden, während die Menge des kationischen Mittels variiert wurde. Blätter mit 24,9 kg/Ries (60,96 cm χ 91,44 cm—500 Blätter) wurden sodann aus jeder Aufschlämmung gebildet, konditioniert und gemäß Beispiel 1 getestet. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Beispiel 6

Dieses Beispiel beschreibt die Verwendung von erfindungsgemäßen Leimungsgemischen zur Verleimung von Papier, das mit verschiedenen Fasertypen hergestellt worden ist.

In diesem Beispiel wurde das Leimungsgemisch des Beispiels 1 verwendet, und es wurde in der Weise emulgiert, wie es bei der Herstellung der Emulsion Nr. 2 im Beispiel 1 beschrieben wurde. Die Emulsion wurde sodann zu verschiedenen Faseraufschlämmungen, hergestellt mit einer Konsistenz von 0,5%, einem Mahlgrad von 400 ml und einem pH-Wert von ungefähr 7,6, in solchen Mengen gegeben, daß 0,2% ASA, bezogen auf das Trockenfasergewicht, erhalten wurden. In allen Fällen wurden 0,4% der kationischen Stärke des Beispiels 1, bezogen auf das Trockenfasergewicht, zu den Faseraufschlämmungen gesondert gegeben, um das Leimungsgemisch während der Blattbildung beizubehalten. Sodann wurden aus jeder Faseraufschlämmung Blätter mit 24,9 kg/Ries (60,96 cm χ 91,44 cm—500 Blätter) gebildet und im Farbstofftest gemäß Beispiel 1 getestet. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten.

45	Tabelle VIl	Kationisches Mittel	%, bezo	Durch	saurer	(Zeit	KMnOi
	Blatt		gen auf	dringung	wicht der Tinte	in s)
	Nr.			das Trok- mit	Fasern	135
			kenge-
cn				600
5°			0,4
				600	(Zeit
			0,2	85	in s)
		kationische Mais		30	72
55	1	stärke	0,2
		Polyaminoäthyl-	0,2	120	76
	2	acrylatharz	0,2
		Polyamidaminharz		65	85
	3	Polyäthyleniminharz	0,4	0	50
60	4	Polyacrylamidamin-			68
	5	harz	4,0
		kationische	—	70
	6	Kartoffelstärke
		Alaun	77
65	7	keines (Kontrolle)	0
	8

Die obigen Werte zeigen klar, daß verschiedene

kationische wirksam dazu verwendet werden können, um die erfindungsgemäßen Leimungsgemische in dem Gewebe während der Stufe der Blattbildung beizubehalten.

Beispiel 8

Dieses Beispiel beschreibt die verbesserte Betriebsfähigkeit dieser Leimungsgemische, wenn sie auf einer wirklichen Papiermaschine verwendet werden. Dieses Beispiel beschreibt nämlich die Eliminierung des Aufstaus und der Kratzneigungen, die durch Leimungsmittel auf den Naßpreßwalzen einer Papiermaschine erzeugt werden. Dieser Aufstau der Fasern auf den Naßpreßwalzen bewirkt ein Aufreißen der Blattoberflächen, wobei in schweren Fällen das Blatt wirklich reißt und bewirkt, daß das sich bewegende Band an diesem Punkt aufbricht. Die Verleimung wurde in diesem Beispiel mittels eines Cobb-Tesies gemessen, der auf der Oberseite des Blattes gemäß der TAPPI-Standardmethode T441 os-69 durchgeführt wurde. In diesem Test wird die durch die Blattoberfläche in einer angegebenen Zeitspanne (in diesem Falle 2 min) absorbierte Wassermenge gemessen, welche aus g/m² ausgedrückt wird. Somit zeigen niedrigere Werte eine größere Wasserbeständigkeit und eine bessere Verleimung an.

Tabelle VIII

Leimungsemulsionen wurden wie folgt hergestellt

Die Emulsion A (als Kontrollprobe) wurde hergestellt, indem die kationische Stärke des Beispiels 1 mit 5% Feststoffen 30 min bei 93,3⁰C gekocht wurde. Die gekochte Stärkelösung wurde sodann auf 54,4°C abgekühlt und mit dem substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrid des Beispiels 1 (ASA) vermischt und emulgiert, indem sie durch eine technische Homogenisierungseinrichtung bei 21,1 atü geleitet wurde. Die Emulsion B, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellt, wurde in der Weise hergestellt, daß in einem statischen Mischer kontinuierlich 90 Teile ASA mit 10 Teilen Polyoxyalkylenalkylaryläther (wie im Beispiel 1 beschrieben) vorgemischt wurden und daß sodann dieses Leimungsgemisch durch eine öffnung mit einem kontinuierlichen Wasserstrom geleitet wurde, daß eine Emulsion erhalten wurde, welche 2 Teile Leimungsgemisch in 98 Teilen Wasser enthielt. Zur Retention wurden nach der Zugabe der Emulsion B 0,35% kationische Stärke, bezogen auf das Gewicht der trockenen Fasern, zugegeben. 2,27 kg Alaun pro t Masse wurden zugesetzt, um den pH-Wert der Masse auf ungefähr 5,5 einzustellen, als die Emulsion A und die Emulsion B verwendet wurden. Zum weiteren Vergleich wurde auch bei diesen Tests Kolophonium als Leimungsmittel verwendet. Nachfolgend sind die erhaltenen Ergebnisse zusammengestellt:

Zugabe zu der Masse

Notierter Aufstau nach lSminütigem Betrieb
1. Presse

Verleimung
2. Presse Glättungspresse (g/m²)

1. Grundblatt — keine Additive

2. 1 % Kolophonium + 2% Alaun (Kontrolle)

3. 0,25% Emulsion A (Kontrolle)

4. 0,25% Emulsion B

Die Konzentrationen der oben angegebenen verschiedenen Bestandteile sind als Prozent aktiver Bestandteil, bezogen auf das Gewicht der trockenen Fasern, angegeben.

Die obigen Ergebnisse zeigen klar die verbesserte Maschinenbetriebsfähigkeit und die ausgezeichnete Wasseraushaltung, die im Vergleich zu den herkömmlichen, in der Industrie verwendeten Leimungsmethoden durch die erfindungsgemäßen Leimungsgemische verliehen werden.

Beispiel 9

Dieses Beispiel beschreibt die ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber sauren und alkalischen Lösungen, die durch ein Papier gezeigt wird, das mit den neuen Leimungsgemischen hergestellt worden ist.

Eine wäßrige Emulsion, hergestellt mit dem gleichen Leimungsgemisch und in der gleichen Weise wie bei der Herstellung der Emulsion Nr. 2 im Beispiel 1, wurde zu einer gebleichten Sulfatzellstoffaufschlämmung gegeben, welche einen Mahlgrad von 400 ml und eine Konsistenz von 0,5% hatte. Die kationische Stärke des Beispiels 1 wurde sodann zu der Masse als Retentionshilfsmittel für das Leimungsmittel zugesetzt. Es wurden Blätter gebildet, die 0,4% ASA und 0,8% kationische Stärke enthielten. Sie wurden wie im Beispiel 1 konditioniert. Die Blätter wurden mittels eines modifizierten Kaliumpermanganattests getestet, bei dem Lösungen von 10% Milchsäure in einem Fall und 10%

keiner	keiner	geringfügig	402
mäßig	mäßig	mäßig	34
schwer	mäßig	scher	32
keiner	keiner	geringfügig	29

Natriumhydroxid in einem anderen Fall als Testflüssigkeit zusammen mit destilliertem Wasser als Kontrolle verwendet wurden. Zum weiteren Vergleich wurden Blätter gebildet und in der gleichen Weise getestet, bei denen 1 % Kolophonium und 4% Alaun, bezogen auf das

Trockenfasergewicht, zu der Masse gegeben worden waren, um die Verleimung anstelle des erfindungsgemäßen Leimungsgemisches durchzuführen. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Tabelle	IX	KMnO4-Durchdringung	phonium/4% Alaun	s)	Milch	Natrium
Blatt	Zusatzstoff	(Zeit in	säure	hydroxid
Nr.		Destil
		liertes	95	65
		Wasser
		111	60	25
1	0,4% ASA-Ge-
	misch	70
2	1,0% Kolo

Dieses Beispiel zeigt klar die ausgezeichnete Beständigkeit, die durch diese Leimungsgemische gegenüber einer Durchdringung sowohl durch saure als auch alkalische Flüssigkeiten verliehen wird.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Cyclische, substituierte Dicarbonsäureanhydride enthaltendes Papierleimungsgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß es
(a) 80 bis 97 Gewichtsteile eines substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrids der Formel: