DE2522306C3 - Cyclische, substituierte Dicarbonsäureanhydride enthaltendes Papierleimungsgemisch und dessen Verwendung - Google Patents
Cyclische, substituierte Dicarbonsäureanhydride enthaltendes Papierleimungsgemisch und dessen VerwendungInfo
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Description
Il
c
(A) O
R-R'
Il
ο
worin R sine Dimethylen- oder Trimethylengruppe bedeutet und R' eine hydrophobe
Gruppe mit mehr als 5 Kohlenstoffatomen, die aus der Klasse Alkyl-, Alkenyl-, Aralkyl- und
Aralkenylgrwppen ausgewählt ist, darstellt, oder
der Formel;
(B)
H CHi
ι ι '
C-C-CH-CH=CH-R1
C-CH,
worin R, eine Alkylgruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen und Ry eine Alkylgruppe mit
mindestens 4 Kohlenstoffatomen bedeuten und Rtund Rj. austauschbar sind,
(b) 3 bis 20 Gewichtsteile eines Polyoxyalkylcnalkyi-
oder Polyoxyalkylenalkyl-aryläthers oder des entsprechenden Mono- oder Diesters aus der
Gruppe:
1. CH2,,,-C-O-C(CH2J1-CH1-CH2-OL-C-CH2.,,
Il
2. HO- [(CH2),- CH2-CH2-OL-C-CH2. + ,
3. HO-C(CH2I1-CH2-CH2-OL-R-C11H2. + ,
4. HO-C(CH2J1-CH2-CH2-OL-Ch211 + ,
worin χ und π 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 0
oder I hat, und
(c) Wasser
enthält.
2. Verfahren zur Papierleimung unter Verwendung des Mittels nach Anspruch 1, dadurch gckennzcichnet, daß das Mittel
a) in Abwesenheit von hohen Scherkräften und bei Normaldrücken emulgicrt wird und
b) diese Emulsion in der Papiermassc vor dem
Durchlauf durch die Trockenstufe des Papierher- y> Stellungsprozesses in einer Konzentratton des
substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrids von 0,01 bis 2,0%, bezogen auf das
Trockenfasergewicht, innig dispergiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn- ss
zeichnet, 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 Dicarbonsäureanhydride enthaltendes Papierleimungsgemisch sowie ein Verfahren zur Papierleimung unter
Verwendung dieses Gemisches.
6s Die hierin verwendeten Bezeichnungen »Papier und
Pappe« schließen blattartige Massen und geformte Produkte ein, welche aus faserartigen Cellulosematerialien hergestellt sind, cie sich sowohl von natürlichen als
auch synthetischen Quellen ableiten, eingeschlossen sind auch blattartige Massen und geformte Produkte,
die aus Kombinationen von eelluloseartigen und
nicbtcelluloseartigen Materialien hergestellt sind, welche
sich von synthetischen Stoffen, wie z. B, Polyamid-, s
Polyester- oder Polyacrylharzfasern, sowie von Mineralfasern,
wie Asbest oder Glas, herleiten.
Papier und Pappe werden oftmals mit verschiedenen hydrophoben Material'en geleimt, welche z.B. Kolophonium,
Wachsemulsionen, Gemische von Kolophoni- ίο
um mit Wachsen, Ketendimere, (socyanatderivate,
Fettsäurekomplexe, Fluorkohlenwasserstoffe, bestimmte Styrolmaleinsäureanhydrid-Copolymere sowie die
substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydride, die nachstehend genauer beschrieben werden, einschließen.
Diese Materialien werden als Leimungsmittel bezeichnet, und sie können während des tatsächlichen
Papierherstellungsvorgangs eingeführt werden, wobei dieses Verfahren als inneres oder Maschinenleimen
bekannt isL 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 Papierleimungsverfahren sowie ein hierzu verwendetes Mittel
bekannt, das cyclische substituierte Dicarbonanhydride
enthält
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.
Gegenstand der Erfindung ist daher em cyclische, substituierte Dicarbonsäureanhydride enthaltendes Papierleimungsgemisch, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß es
(3) 80 bis 97 Gewiehtsteile eines substituierten
cyclischen Dicarbonsäureanhydride der Formel:
(A) O R-R'
C
O
worin Reine Dimethylen-odcrTrimethylengruppe
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:
O H CH2
Λ I i
(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 Rx und R, austauschbar sind,
(b) 3 bis 20 Gewiehtsteile eines Polyoxyalkylenalkyl-
oder Polyoxyalkylenalkylaryläthers oder des entsprechenden Mono- oder Diesters siis der Gruppe:
O O
Ii Ii
2. HO-L(CH2),-CH2- CH2 — ÖL,- C-CnH2n + ,
3. 110-[(CH2),-CH2-CH2-OL-R-CnH2n + 1
4. HO-rjCH^-CH2-CH2-O]1n-CnH2nH
worin χ und η ganze Zahlen im Bereich von 8 bis 20
sind, R tür eine Arylgruppe steht, m eine ganze Zahl
im Bereich von 5 bis 20 und /den Wert O oder I hat,
und
Wasser
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 Papierher
stellungsprozesses in einer Konzentration des substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydride
von 0,01 bis 2,0%, bezogen auf das Trockenfasergewicht, innig dispergiert wird.
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 Kohlenstoffatome enthält, werden bevorzugt. Die
Leimungsmittel mit der Struktur (A) werden genauer in der US-PS 31 02 064 beschrieben.
Speziell? Beispiele für Lejmungsmitte!, die unter die
Struktur (B) fallen, sind l-Octyl-2-deeenylbernstejnsäureanhydrid und i-Hexyl-2-oeienylbernsteinsäureanhydrid. 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 Faseraufotrhlämmung 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 Emulgiensngstechniken, bei denen
Emulgierungsmittel 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 jedodi mehrere
Nachteile. Ein Hauptnachteil 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 allein 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 Papierherstellungaprozeß 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 zur 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 de;
Leimungsmittels auf dr.n Preßwalzen der Papiermaschinen anzeigt.
Es wurde nun gefunden, daß Leimungsgemische aus, einem substituierten cyclischen DicarbonsSureanhydrid
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
is wird.
Es ist auch ein Merkmal der Erfindung, daß bei einer
Variierung des Verfahrens das Leimungsgemisch beim Verleimungsverfahren ohne eine vorhergehende EmulgierungsfUufe verwendet werden kann. Bei dieser
Variation wird das Gemisch zu den;- Papiermassen-Herstellungssystem unter gutem Rühren b.tw. 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
Gembch 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
so 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
vs Rühren verrührt wird oder indem ^s 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
r,o 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
f.s keine Verdünnung der Emulsion notwendig. Die auf
diese Weise hergestellte Emulsion wird einfacherweise zu dem Naßende der Papierherstellungsmaschinc oder
zu dem Massenhcrslcllungssystem gegeben, so daß eine
Konzentration des substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydride von etwa 0,01 bis 2,0% bezogen auf das
Trockenfasergewicht, erhalten wird. Innerhalb des genannten Bereiches hängt die jeweilige genaue Menge
des Leimungsmitteis 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 Verlcimung 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
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
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
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 erfindungsgemäßen Verfahren als kationische Mittel verwendet werden können, sind Alaun, Aluminiumchlorid, langkettige Fettamine, aminhaltige synthetische Polymere (primäre, sekundäre, tertiäre oder
quaternäre Amine), Natriumaluminat, Chromsulfat, substituierte Polyacryl? mide, tierische Leime, kationische wärmehärtende Harze und Polyamidpolymere.
Von besonderer Eignung als kationische Mittel sind verschiedene kationische Stärkederivate mit Einschluß
von primären, sekundären, tertiären oder quaternären Aminstärkederivaten und anderen kationischen stickstoffsubstituierten Stärkederivaten sowie kationischen
Sulfonium- und Phosphoniumslärkcderivatcn. Solche Derivate können aus allen Arten von Stärken
hergestellt werden, mit Einschluß von solchen aus Mais, Maniol, Kartoffeln, wachsartigem Mais, Weizen und
Reis. Sie können weiterhin 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 Zugabe des
tiutt.lL/ai 11ai.11 uci
αϊ Papiermaschine erhalten wird, kann eine weitere
Verbesserung der Wasserbeständigkeit des mit den erfindungsgemäßen Leimungsgemischen hergestellten
Papiers manchmal erhalten werden, wenn man die resultierenden Gewebe, Platten oder geformten Pro's dukte härtet. Dieser Härtungsprozeß sieht im allgemeinen ein Erhitzen des Papiers auf Temperaturen im
Bereich von 80 bis 150° C über einen Zeitraum von 1 bis
60 min vor. Es ist jedoch zu beachten, daß ein Nachhärten für eine erfolgreiche Durchführung der
ίο hierin beschriebenen verbesserten Verleimungsmethode nicht wesentlich ist.
Die erfindungsgemäßen Leimungsgemische können naturgemäß erfolgreich zur Verleimung von Papier»
verwendet werden, das aus allen Typen von sowohl
vs 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
4> Papierfasern, die mittels einer Vielzahl von Prozessen
hergestellt worden sind, welche in der Papierindustrie verwendet werden. Weiterhin können auch synthetische
Cellulosefasern des Viskoserayon- oder regenerierten Cellulosetyps verwendet werden sowie zurückgeführte
so Abfallpapiere von verschiedenen Quellen.
Alle Arten von Pigmenten und Füllstoffen können hi
üblicher Weise zu dem Papier gegeben werden, das erfindungsgemäß geleimt werden soll. Solche Materialien sind z. B. Ton, Talk, Titandioxid, Calciumcarbonat,
ss Calciumsulfat und Diatomeenerde. Es können auch
weitere Zusatzstoffe, wie z. B. Alaun, und andere
fto mische ergibt, wie in den Beispielen erläutert wird, ein
Papier mit verbesserten Leimungseigenschaften, z. B. einer verbesserten Beständigkeit gegenüber Wasser
oder sauren Tintenlösungen. Anders ausgedrückt kann ein spezifizierter Grad der Leimungseigenschaften in
fts Wasser mit einer geringeren Menge des Leimungsmittels erhalten werden, wenn das Leimungsmittel gemäß
der Erfindung anstelle den bekannten Methoden verwendet wird.
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 Paseraufschlämmungen sowie von sauren
Faseraufschlämmungen gestattet wird. Die Leimungsgemische können somit in Kombination mit Alaun, der
üblichtrweise 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, hin 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.
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 leichte re Ernulgierbarkeit 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 (a) 10 Teile eines Polyoxyalkylenalkylaryläthers, in dem die Alkylgruppe 9 Kohlenstoffatome
enthielt, die Arylgruppe eine Phenyjgruppe war und der
Polyoxyalkylenteil mit 10 Mol Athylenoxid gebildet worden war, und (b) 90 Teile eines substituierten
cyclischen Dicarbonsäureanhydrids, bei dem die Alkenylgruppen der gemischten Anhydride 15 bis 20
Kohlenstoffatome enthielten (nachstehend als ASA bezeichnet), vermischt wurden.
Sodann wurde eine Emulsion gebildet, indem 2 Teile
dieses Gemisches mit 98 Teilen Wasser unter Verwendung eines Propellermischers mit mäßiger Geschwindigkeit über einen Zeitraum 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 1 %ige 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 ß-Diälhylaminoäthylchloridhydrochloridäthers von
Maisstärke, dessen Herstellung in Beispiel I 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 Äuischiäm-
:o mungen 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
.15 den TAPPI-Standardverfahren wurden Blätter gebildet
und getrocknet, sodann 1 h bei 105° C gehärtet und über
Nacht bei 22,2° C 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-
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 gefcrbte Flecken zuerst auf der Papieroberfläche
erschienen, wurde notiert und steht in direkter
S5 Beziehung zu der Wasserbeständigkeit, da ein wasserbeständigeres Papier die Befeuchtung der Permanganatkristalle verzögert, die auf die obere Oberfläche
gelegt worden sind.
Vergleichstest, bei dem ein Muster des Testpapiers auf
einer Schale der sauren Tinte (pH 1,5) von 37,8° C schwimmt Es wird der Zeitraum in s gemessen, der
erforderlich ist, daß die Tinte durch das Papier hindurchdringt, um einen Endpunkt zu erreichen, bei
dem etwa 50% des Papiers gefärbt sind.
In der folgenden Tabelle sind Werte für verschiedene Paperblätter zusammengestellt, die bei den beschriebenen Testverfahren eirgesetzt wurden.
11 | I | 25 | 2-3 | < | 2-3 | _ | 22 306 | Alaun- | 12 | KMnOi | |
l.cimungsemulsion | < | /ugabc | |||||||||
Tabelle | 2-3 | < | 2-3 | Durchdrin | |||||||
Blau | Mittlere | < | Gew-% | gungszeit | |||||||
Nr. | Teilchen | 2-3 | < | 2-3 | der trocke | der sauren | (Zeit in s) | ||||
größe der | < | nen Pulpe | keine | Tinte | 53 | ||||||
Emulsion Nr. I | Emulsion | keine | (Zeit in s) | 72 | |||||||
EmJsion Nr. 1 | (μ) | keine | 25 | 77 | |||||||
I. | Emulsion Nr. I | < | 0.1 | keine | 275 | 53 | |||||
2. | Emulsion Nr. 2 | < | 0,2 | keine | 430 | 74 | |||||
3. | Emulsion Nr. 2 | < | 0,4 | keine | 70 | 87 | |||||
4. | Emulsion Nr. 2 | < | 0,1 | keine | 140 | 54 | |||||
5. | Emulsion Nr. 3 | < | 0.2 | 320 | |||||||
6. | (Kontrolle) | 0,4 | keine | 12 | 67 | ||||||
7. | Emulsion Nr. 3 | 0.1 | |||||||||
(Kontrolle) | keine | 40 | 75 | ||||||||
8. | Emulsion Nr. 3 | 0.2 | |||||||||
(Kontrolle) | 4% | 65 | 58 | ||||||||
9. | Emulsion Nr. 1 | 0.4 | 4% | 70 | |||||||
Emulsion Nr. 1 | 4% | 100 | 87 | ||||||||
10. | Emulsion Nr. 1 | 0,1 | 4% | 145 | 57 | ||||||
11. | Emulsion Nr. 2 | 0.2 | 4% | 190 | 68 | ||||||
12. | Emulsion Nr. 2 | 0.4 | 4% | 110 | 88 | ||||||
13. | Emulsion Nr. 2 | 0.1 | 4% | 150 | 65 | ||||||
14. | Emulsion Nr. 3 | 0.2 | 205 | ||||||||
15. | (Kontrolle) | 0.4 | 4% | 90 | 73 | ||||||
16. | Emulsion Nr. 3 | 0.1 | |||||||||
(Kontrolle) | 4% | 130 | 84 | ||||||||
17. | Emulsion Nr. 3 | 0.2 | 4% | 67 | |||||||
Kolophonium | 170 | ||||||||||
18. | (Kontrolle) | 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 alaunhaltigen (sauren) Massesystemen eine überlegene
Verleimung zeigen.
Dieses Beispiel beschreibt 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 — Isooctadecenylbernsteinsäureanhydrid;
Gemisch Nr. 3 — Hexapropylenbernstemsäureanhydrid; Gemisch Nr. 4 — (1-OctyI-2-decenyl)bemsteinsäureanhydrid,
d. h. das Reaktionsprodukt aus Maleinsäureanhydrid und Octadecen-9. Emulsionen
dieser Gemische wurden in der gleichen Weise 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 40OmI, einer Konsistenz von 03% 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 sodann wie im Beispiel 1 konditioniert und beschrieben.
Das Basisgewicht dieser Blätter betrug 243 kg/Ries (6036 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
so kationischen Stärke, bezogen auf das Gewicht der trockenen Pulpe, durchgeführt Es wurden folgende
Ergebnisse erhalten:
Tabelle II | Mittlere Teil | Durchdringung | KMnOt |
5^ Leimungs | chengröße der | der sauren | |
gemisch Nr. | Emulsion | Tinte | |
(μΐη) | (Zeit, s) | (Zeit, s) | |
<1 | 225 | 73 | |
6c 1 | 1—2 | 100 | 40 |
2 | <1 | 240 | 81 |
3 | <1 | 600 | 86 |
4 | |||
Dieses Beispiel zeigt klar, daß verschiedene substituierte
cyclische Dicarbonsäureanhydride dazu verwendet werden können, um im Rahmen der Erfindung
Leimungsgemische herzustellen.
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 Leimungsgeihische
dieses Beispiels wurden wie folgt hergestellt: Gemisch Nr. I — 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 Hä Teilen ASA vermischt; Gemisch Nr. 3 — iö Teile
eines Polynxyalkylenalkylaryläthers, 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 — lOTeile 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 — 10Teile eines 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 Faseraufschlämmung
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 1 wurde sodann zu der Faseraufschlämmung gegeben, um auf der trockenen
Pulpe 0,4% kationische Stärke, bezogen auf das Gewicht der trockenen Fasern, zu ergeben. Hierauf
wurden Handblätter geformt, konditioniert und gemäß Beispiel 1 im Farbstofftest untersucht Es wurden
folgende Ergebnisse erhalten:
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 ver'vendel werden
können, um ein ausgezeichnetes Verleimungsverhalten zu ergeben.
Dieses Beispiel zeigt die Verwendung der neuen erfindungsgemäßen Leimungsmittel durch direkte Zugabe
zu einem Papierherstellungsmasscnsystem in nichtemulgierter Form.
Das Leimungsgemisch Nr. t, hergestellt aus 90 Teilen ASA (beschrieben im Beispiel 1) und 10 Teilen
Polyoxyalkylenalkylaryläther (beschrieben im Beispiel i), würde: üireki 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
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 Blätter betrug 24,9 kg/Ries (60,96 cm χ 91,44 cm — 500
Blätter). Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:
,ο Leimungsgemisch
"* Nr.
"* Nr.
% ASA. bezogen auf das KMnO
Gewicht der trockenen
Pulpe (Zeit in s)
keines
0,2
0,2
0,2
keine
0,2
0,2
keine
75
40
39
Die selbstemulgierenden Eigenschaften dieser Leimungsgemische
zeigen sich durch den ausgezeichneten Verleimungswert, 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.
Leimungsgemisch
Nr.
Mittlere Teilchengröße der Emulsion
(μπ>)
KMnO<
(Zeit in s)
1-2 | 98 |
<1 | 93 |
<1 | 104 |
ca.1 | 99 |
ca.1 | 96 |
ca.1 | 76 |
ca.1 | 86 |
r«> Dieses Beispiel zeigt die Fähigkeit der erfindungsgemäßen
Leimungsgemische, ohne weiteres Papier zu verleimen, welches hohe Mengen von anorganischen
Füllstoffen enthält. In diesem Beispiel wurde das Leimungsgemisch des Beispiels 1 verwendet. Vor der
fts Zugabe wurde das Leimungsgemisch in der gleichen
Weise emulgiert (Emulsion A), wie es bei der Herstellung der Emulsion Nr. 2 im Beispiel 1
beschrieben wurde. Zu Vergleichszwecken wurde eine
herkömmliche Leimungsemulsion (Emulsion B) gemäß der Methode hergestellt, weiche im Beispiel 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 Trockenfasergewicht 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 03% 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
(6036 cm χ 91,44 cm—500 Blätter) gebildet und diese
wurden wie im Beispiel 1 konditioniert und untersteht.
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% CaCO3 | 450 | 68 |
2 | Emulsion B | 20% Ton | 100 | 70 |
3 | (Kontrolle) | |||
Emulsion B | 20% CaCO3 | 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.
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 I 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 03%. einem Mahlgrad
von 400 ml und einem pH-Wert von ungefähr 7,6, in solchen Mangen gegeben, daß 0,2% ASA, bezogen auf
das Troekenfasergewieht, 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 Blaubildung 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 F.rgebnisse erhalten.
Blatt Art der Pulpe
Nr.
(Zeit in s)
1 gebleichtes Hartholzsulfat 69
2 gebleichtes Weichholzsulfit 83
3 ungebleichtes Weichholzsulfat 76
4 gemahlenes Holz 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.
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 Faseraufschlämmung 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 243 kg/Ries (6036 cm χ 91,44 cm—500 Blätter) wurden sodann aus
jeder Aufschlämmung gebildet, konditioniert und gemäß Beispiel 1 getestet Es wurden folgende
Ergebnisse erhalten:
Blatt Kationisches Mittel | %, bezo- Durch- ' | (Zeit | KMnO |
Nr. |
gen auf dringung
das Trok- mit |
in s) | |
kenge- saurer | |||
wicht der Tinte | |||
Fasern | |||
(Zeit | |||
in s) |
kationische Mais- 0,4 135 72
stärke
acrylatharz
Polyäthyleniminhafz 0,2 85 50
harz
kationische 0,4 120 70
Alaun 4,0 65 77
keines (Kontrolle) - 0 0
809 615/415
kationische wirksam dazu verwendet werden können, um die erfindungsgemäßen Leimungsgemjscne m dem
Gewebe während der Stufe der Blattbildung beizubehalten.
Dieses Beispiel beschreibt die verbesserte Betriebsfä- ι ο
higkeit 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-Testes 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.
Die Emulsion A (als Kontrollprobe) wurde hergestellt, indem die kationische Stärke des Beispiels 1 mit
5% Feststoffen 30 min bei 93,3° C 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 ve j,-de,
daß eine Emulsion erhalten wurde, welche 2 Teile Leimungsgemisch in 98 Teilen Wasser enthielt. Zur
Retention wurden nach der Zugabe der Emulsion B 035% kationische Stärke, bezogen auf das Gewicht der
trockenen Fasern, zugegeben. 2£7 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:
Notierter Aufstau nach 15minütigem Betrieb
1. Presse
Verleimung 2. Presse Glättungsprcsse (g/m2)
1. | Grundblatt — keine Additive | keiner | keiner | geringfügig | 402 |
2. | 1% Kolophonium + 2% Alaun (Kontrolle) | mäßig | mäßig | mäßig | 34 |
3. | 0,25% Emulsion A (Kontrolle) | schwer | mäßig | scher | 32 |
4. | 0,25% Emulsion B | keiner | keiner | geringfügig | 29 |
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.
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 Sulfatzellstoffaufschiärnmung gegeben, welche einen Mahlgrad von 400 ml und eine
Konsistenz von 04% 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 I
konditioniert. Die Blätter wurden mittels eines modifizierten Kaliumpermanganattests getestet, bei dem
Lösungen von 10% Milchsäure in einem Fall und 10%
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 | KMnO< | -Durchdringung | Milch | Natrium | |
Blatt | Zusatzstoff | (Zeit in | s) | säure | hydroxid | |
Nr. | Destil | |||||
CC | liertes | 95 | 65 | |||
JJ | Wasser | |||||
111 | 60 | 25 | ||||
1 | 0,4% ASA-Ge- | |||||
misch | 70 | |||||
2 | 1,0% Kolo | |||||
phonium/4% Alaun | ||||||
fts 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)
1. Cyclische, substituierte Dicarbonsäureanhydride enthaltendesPapierleimungsgemisch, dadurch s
gekennzeichnet, daß es
(a) 80 bis 97 Gewichtstejle eines substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrids der Formel:
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