DE2905523A1

DE2905523A1 - Verfahren zur chemischen veredelung von papier oder pappe

Info

Publication number: DE2905523A1
Application number: DE19792905523
Authority: DE
Inventors: Gerhard Maerker; Samuel Serota; Leonard S Silbert
Original assignee: US Department of Agriculture USDA
Current assignee: US Department of Agriculture USDA
Priority date: 1978-02-15
Filing date: 1979-02-14
Publication date: 1979-08-16
Also published as: US4152198A; GB2015613A; FR2417587A1; FR2417587B3; JPS55112397A; NO790501L; SE7901306L; CA1124458A

Description

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Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Beyer Dipl,-Wirtsch.-Ing. B. Jochem

Frankfurt/Main Staufenstraße

In Sachen:

Vereinigte Staaten von Amerika,
vertreten durch den Sekretär des
US Department of Commerce
5825 Port Royal Road
Springfield, Virginia / USA

Verfahren zur chemischen Veredelung von Papier oder Pappe

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur chemischen Veredelung von Papier oder Pappe aus verfilzten Zellulosefasern.

Beim Behandeln oder Leimen von Papier zur Verbesserung seiner Eigenschaften ist es üblich und wohlbekannt, ein Verleimungsagenz wie Kollophonium, Wachs, Asphaltmaterial oder dergleichen dem Faserbrei beizufügen, bevor das Blatt gebildet wird. Andere Agenzien wie organische Ketendimer werden gleichfalls benutzt, zumeist in dem inneren Verleimungsprozeß. Verfahren dieser Art sind in großer Zahl bekannt (US-Patentschriften 2,865,743; 3,13o,118; 2,961,366; 2,986,488; 2,961,367; 3,o46,186; 3,o7o,452; 2,762,27ο; 2,785,ο67; 2,672,477; 3,212,961; 3,223,544; 3,oo6,8o6; Kanadische Patentschriften 611,247; 688,272; 567,352; 816,411; 846,762 und Britische Patentschriften 8o2,356; 8o2,357; und 985,o28). Eine gute Erläuterung dieser Verfahrenstechnik ist außerdem zu finden in Fiber Science Series, Volume 4, "Chemical Modification of Papermaking Fibers" von Kyle Ward, Jr., Institute of Paper Chemistry,

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veröffentlicht von Marcel Dekker, Inc.,.New York, 1973.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Behandeln oder Verleimen von Papier und Pappe aus Zellulosefasern z.u schaffen, durch welches die hergestellten Produkte mit einem sehr geringen Grad von Substitution oder Anlagerung wasserabstoßend werden, während sie gleichzeitig ein hohes Maß an Zerreißfestigkeit beibehalten. Insbesondere sollen die Papierprodukte widerstandsfähig gegen kochendem Wasser sein, sich ausgezeichnet bedrucken lassen und ihre Undurchsichtigkeit auch nach Wasseraussetzung behalten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Papier bzw. der Pappe eine wirksame Leimmenge eines Isopropenylesters beigegeben wird, in welchem eine katalyti sche Menge eines Säurekatalysators beigemischt ist, woraufhin das derart behandelte Papierprodukt durch Wärmeeinwirkung ausgehärtet wird. Das auf diese Weise erhaltene Papier bzw. die auf diese Weise erhaltene Pappe ist wasserabstoßend, hat einen sehr geringen Grad an angelagerten Fettanteilen, behält einen sehr hohen Grad seiner ursprünglichen Zerreißfestigkeit bei, bewahrt die Lichtundurchlässigkeit nach Wasseraussetzung und ist widerstandsfähig gegenüber der Einwirkung von kochendem Wasser.

Zusätzlich zu den gewünschten Eigenschaften der Wasserabstoßung, des geringem Maßes an Anlagerung und der Beibehaltung der Zerreißfestigkeit besitzt das erfindungsgemäß behandelte Papier auch die gewünschten Eigenschaften der Flexibilität und der Antischllüpfrigkeit. Demzufolge sind die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Papiere besonders brauchbar zum Einwickeln und Aufnehmen von Fleisch, Fisch, Geflügel, Gemüse, Baumaterialien wie Zement,, Kalk und dergleichen sowie Chemikalien und in der

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Herstellung von mit Natriumsilikat lameliierter Auskleidungspappe für Versandbehälter aus luftgetrockneten Fasern.

Die Wasserabstoßungskraft von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren veredeltem Papier wurde durch drei Standard-Methoden bestimmt:

1. Den Wassertropfen-Eindringtest: Ein Wassertropfen von etwa 65 mg Gewicht wird auf die eine Seite eines behandelten Papieres fallengelassen, das dann beobachtet wird, um den Betrag an Wasserabsorption zu bestimmen. Der gleiche Test wird auf der anderen Seite des Papiers angewandt. Bei unbehandeltem Papier wurde das Wasser augenblicklich aufgesaugt. Bei behandeltem Papier gemäß der Erfindung wurde der Wassertropfen nach seinem Auftreffen in eine Unzahl kugeliger Tropfen aufgeteilt, die von dem Papier nicht absorbiert wurden.

2. Der Erscheinungstest mit einem festhaftenden Tropfen: Angenähert 1/2o cm^ eines festhaftenden Tropfens aus destilliertem Wasser wird von einer Spritze in Berührung mit dem behandelten Papier gebracht. Von der Seite betrachtet erscheint ein nicht absorbierter Wassertropfen mehr kugelig als elliptisch nach drei Stunden in einem ausgeglichen abgedichteten Gefäß.

3. Der Eintauchtest: Proben werden in destilliertes Wasser in einem abgedichteten Gefäß während unterschiedlicher Zeitdauer eingetaucht, um das Wasserabstoßungsvermögen und andere Eigenschaften zu bestimmen.

Nach der Erfindung behandeltes Papier zeigte ein ausgezeichnetes WasserabstO-ßungsvermögen. Es entfaltete außerdem eine ungewöhnliche Beibehaltung der Lichtundurchlässigkeit,' auch nach Zerknittern, nachdem es drei Stunden eingetaucht war, und es bewahrte zusätzlich sein ursprüngliches Aussehen

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und seine ursprüngliche Flexibilität. Dies steht in scharfem Gegensatz zu Papieren, die mit herkömmlichen Materialien wie Harzen, Paraffinen und Stearinsäure stark geleimt sind, was regelmäßig einen beträchtlichen Verlust an Lichtundurchlässigkeit nach nur wenigen Minuten des Eintauchens mit sich bringt, besonders wenn sie gefaltet werden oder wenn Druck auf sie ausgeübt wird.

Die Reißfestigkeit wurde bestimmt durch ein modifiziertes ASTM-Prüfverfahren D-1682-64 (7o) auf einem Instrom-Tester Modell TT-B.

Der Enolester kann den Zellulosefasern in Losung oder rein zugegeben werden. Die Reinanwendung kann in Form einer flüssigen Schmelze erfolgen, die zumindest eine katalytische Menge an p-Toluolsulfonsäuremonohydrat (PTSA) oder einen anderen Katalysator enthält oder in Form eines Pulvers. Ein Pulver wird dadurch hergestellt, daß man die Schmelze aus dem Ester und dem Katalysator erstarren läßt, wonach die feste Masse zu Pulver zermalmt wird. Bei der Reinanwendung, d.h. der Anwendung von flüssiger Schmelze oder Pulver mit mindestens einer katalytischen Menge von PTSA oder einem anderen Katalysator kann die Menge an Ester weitgehend variieren, jedoch liefert das Verfahren durchweg ein verestertes Produkt mit einem geringen Grad an Substitution. Die Menge an Ester kann zwischen o,o1 Mol Isopropenylester bis o,1 Mol oder mehr per Mol Anhydroglykose betragen. Die Menge an PTSA kann auch variieren, jedoch beträgt das bevorz-ugte Molverhältnis von PTSA zu Isopropenyl-

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ester etwa 8,5 χ Io : 1.

Verwendbar ist jedes Lösungsmittel, das eine gute Lösungsfähigkeit sowohl für Isopropenylester als auch den Katalysator besitzt, das stabil gegenüber Azylierung durch den Isopropenylester und gegen den Verfall durch Säurekatalysatoren ist, das die geeignete Flüchtigkeit aufweist und

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das inert gegenüber dem zu behandelnden Papier ist.

Obwohl in den meisten Fällen ein geringes Maß an Substitution erwünscht ist/ können höhere Ausmaße an Substitution durch Beigabe des Enolester-Katalysatorreagenzes in Lösung erhalten werden.

Die Schnelligkeit der Reaktion und das sehr geringe Maß an Anlagerung, welches das übliche Wasserabstoßungsvermögen liefert, während im wesentlichen die gesamte ursprüngliche Zerreißfestigkeit des Papiermaterials aufrechterhalten bleibt, waren völlig unerwartet. Gleichfalls völlig unerwartet war die Tatsache, daß das dem Papier verliehene Wasserabstoßungsvermögen auch gegenüber kochendem Wasser bestehen blieb. Noch unerwarteter war die Anti-Schlüpfrigkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Papierprodukte. Tatsächlich würde ein Fachmann vorhersagen, daß der Gleitkoeffizient abnehmen würde wegen der Anlagerung von Fettanteilen.

Bei der praktischen Anwendung der Erfindung kann jeder langkettige fetthaltige Isopropenylester verwendet werden, bei welchem der Fettanteil von 8-22 Kohlenstoffatome beträgt und der ferner Octanoat, Palmitat, Oleat, Stearat einzeln oder in Kombination enthält. Um für das Verfahren brauchbar zu sein, muß der Säurekatalysator in der Lage sein, die Isopropenylesteraz.ylierung des Papierprodukts ohne nachteilige Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften desselben zu katalysieren. Der bevorzugte Kaltalysator für das erfindungsgemäße Verfahren ist PTSA. Andere Katalysatoren, die sich als brauchbar erwiesen haben, sind ß-Naphtalinsulfasäure und teilweise dehydrierte Phosphorsäure.

Das faserige Zellulose-Gewebematerial wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren unter gelinden Bedingungen mit einem sehr geringen Betrag an Anlagerungen azyliert, um das Gewebe

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wasserabstoßend zu machen. Das durch das Verfahren erhaltene Wasserabstoßungsvermögen ist dauerhaft und wird nicht durch Austrocknung oder andere Aussetzung gegenüber organischen Lösungsmitteln wie Perchlorethylen, Stoddard Solvent, technische Heptan/ Benzol oder andere neutrale Lösungsmittel beseitigt, auch wenn das Papier von diesen Lösungsmitteln vollständig durchfeuchtet wird*

Bei der praktischen Anwendung der Erfindung wird das Papierprodukt mit einer wirksamen Menge an Isopropenylester behandelt, welchem eine katalytische Menge von Säurekatalysator beigemischt ist. Das Papierprodukt wird mit einer Lösung oder einer unverdünnten flüssigen Schmelze oder einem Pulver aus Ester mit darin enthaltenen Katalysator überzogen, gefüttert, besprüht oder durch Eintauchen oder auf andere Weise imprägniert. Das Papierprodukt wird dann für die Zeitdauer von etwa 1/1 ο Sekunde bis zu etwa 15 Sekunden bei Temperaturen zwischen 13o Grad C und etwa 3oo Grad C erwärmt. Die Erwärmung kann mit einem Bügeleisen, Heizrollen, Mikrowellen, Infrarotlampen oder einem Ofen erfolgen. Ofenhärtung wird durch Festheften des feuchten Materials an einem Holzrahmen, Trocknen des Materials in Luft und dann Erwärmung in einem Ofen für eine vorgeschriebene Zeitdauer vorgenommen. Das behandelte Material kann dann, falls erwünscht, durch Entfernen von nicht ragierten Ester und Katalysator extrahiert werden.

In den folgenden Beispielen, in denen die Erfindung veranschaulicht ist, wurde für alle Versuche dieselbe Papiersorte verwendet, nämlich ein mittelfestes Filterpapier aus reiner

Alpha-Zellulose mit einem Ursprungsgewicht von 9o g/m . Dieses Papier ist bekannt als Whatman-Filterpapier Nr. 1. Das Papier wurde vor seiner Benutzung unter Luft abgeglichen.

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- 7 Beispiel 1

Unter Luft abgeglichenes Papier wie vorbeschrieben wurde auf eine Pyroceram-Platte gelegt, die auf Isolierpolstern ruhte. Pyroceram ist ein keramisches Material mit einem sehr geringen Ausdehnungskoeffizienten. Jedes ähnliche Material ist zu diesem Zwecke verwendbar. Dann wurden 1oo g (o,31 Mol) an geschmolzenem Isopropenylstearat 5o mg (O/Ooo25 Mol) an PTSA beigegeben und das Gemisch auf einer heißen Platte bei etwa 1oo Grad C durcheinandergewirbelt, bis eine einzige Phase gebildet war. Das Filterpapier wurde dann vollständig mit der aufgegossenen Schmelze bedeckt. Ein elektrisches Bügeleisen wurde benutzt, das Filterpapier bei 185 Grad C zu behandeln. Unreagiertes Material wurde von dem behandelten Papier in einem Soxhlet-Extraktor mit Dichlormethan extrahiert und die geleimten Papiere wurden anschließend im Hinblick auf ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften analysiert. Jedes andere gebäuchliche Lösungsmittel wie Diethylester ist zum Extrahieren des unreagierten Materials verwendbar.

Das Ausmaß an Substitution und der Stearoylanteil in der Anydroglykosestruktur des Papiers wurde durch eine neue einfache empfindliche und billige chemische Analyse bestimmt, mit welcher die Seifenlösung von dem verseiften Papier neutra lisiert wurde und die freigesetzten Fettsäuren unter Verwendung einer Infusorienerde-Säule isoliert wurden. Die Verseifung wurde wie folgt ausgeführt: Eine abgemessene Probe des behandelten (geleimten) Papiers wurde in IN n-Propanolkaliumhydroxyd für zwei Stunden bei 95 Grad C eingetaucht. Alternativ hierzu kann die Verseifung auch ausge führt werden in IN-Methanolkaliumhydroxyd in einem abgedichteten Destillierkolben bei 65 Grad C für fünf Stunden. Die Infusorienerde-Säule wurde wie folgt präpariert: Infusorienerde wurde mit o.IN Salzsäure, gefolgt von Wasser

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ΛΛ

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und dann Aceton ausgewaschen und endlich in einem Ofen getrocknet. Die Infusorienerde (Celit) wurde mit Phosphorsäure vermischt und in ein kurzes Glasrohr gegeben. Ein Bruchteil der Kaliumstearat enthaltenden Propanollösung aus dem partiellen Zellulosestearat wurde in das Rohr gegeben und mit Petroleumether eluiert, um Stearinsäure zu liefern. Ein Bruchteil wurde quantitativ durch Gasflüssig-Chromatographie unter Verwendung einer 8¹ χ 1/4"SS-Säule gemessen, die mit Ethylenglykoladipat und Phosphorsäure auf etwa 1oo Maschen Anachrom ABS bei 22o Grad C

gepackt war. Dabei kam eine Heliumströmung von 3o cm pro Minute zur Anwendung.

Das nach der Erfindung geleimte Papier zeigte auch eine sehr aufnahmefähige Oberfläche für Druckerschwärze. Eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Auslaufen des Farbstoffes wurde mit so wenig wie o,2 % Anlagerung erhalten, was einem Ausmaß an Substitution von 0,001 enstpricht. Dies bedeutet, daß im Durchschnitt ein in je 3ooo Hydroxylgruppen enthaltenes Wasserstoffatom durch einen Säureanteil wie das Stearat ersetzt wurde.

Das Wasserabsto-ßungsvermögen und die Zerreißfestigkeit ist im oben behandelten und für vier Stunden mit CH₂Clextrahierten Papiers sind in Tabelle 1 dargestellt:

Tabelle 1

Behandlungs-,₁ . zeit ^lu	Wasserab- ,.,, stoßungsvermogen	Zerreiß festigkeit
Sekunden		kg/cm
Kontrolle (2)	keines	88,94
4	ausgezeichnet	82,61
8	ausgezeichnet	87,53
12	au s ge ze ichne t	84,o2

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— ^y *_

(1) Durchschnitt von 9 Proben pro Muster, wobei alle alle Proben bei 185 Grad C Wärme behandelt waren.

(2) Jungfräuliches Papier, unbehandelt

(3) Festgestellt durch drei oben beschriebene Versuche.

Beispiel 2

Das Papier wurde wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme behandelt, daß die Aushärtezeit auf jeder Seite des Papiers 1o Sekunden bei 185 Grad C betrug und das Molverhältnis zwischen Isopropenylstearat und PTSA beim Muster A 1:o,oo1 betrug, während es beim Muster B 1:o,o1 war. Die behandelten Papiere wurden 16 Stunden in einem Soxhlet-Extraktor mit CH₂Cl₂ extrahiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt:

Tabelle 2

Muster Zerreißfestigkeit
kg/cm^

Wasserabstoßungsvermögen

(2) Wasserab- (3) stoßungsvermögen

Kon- (1)
trolle 81,56

augenblickl. absorbiert

61,17

43,94

zahllose unabsorbierte Kügelchen

nicht absorbiert, teilweise Wasserfilm auf der Oberfläche

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(1) Jungfräuliches Papier, unbehandelt

(2) Festgestellt durch Wassertropfen-Eindringtest

(3) Festgestellt durch Eintauchen für 3,5 Stunden.

Die in der Tabelle 2 gezeigten Ergebnisse veranschaulichen, daß wirksame Ergebnisse durch Verwendung von PTSA über einen großen Bereich von Konzentrationen erzielt werden können. Die niedrigste Konzentration, die mit der gewünschten Verleimung verträglich ist, ist vorzuziehen.

Beispiel 3

Papier wurde für 15 Minuten in 2oo ml Bezol mit einem Gehalt von 5o,o mg PTSA und 1o,o g Isopropenylstearat (Molverhältnis von o,oo81 : 1,oj in einem abgedichteten Standgefäß eingetaucht, und die Mischung wurde für eine Minute geschüttelt, woraufhin das behandelte Papier in einer Haube unter Luft getrockenet wurde. Das luftgetrocknete Papier wurde dann unter Wärme mit einem Bügeleisen bei 19o Grad C für 15 Sekunden gehärtet. Das Papier wurde schließlich in einem Soxhlet-Extraktor mit CH₂Cl₂ extrahiert, bis überschüssiges Reagenz entfernt war. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.

Tabelle 3

Muster Wasserabstoßungs- (2) Zerreißfestigkeit (3)

vermögen . kg/cm²

Kontrolle (1) keines _co __c

Behandeltes Papier ausgezeichnet 36 56

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(1) Jungfräuliches Papier, unbehandelt

(2) Durchschnittswert von 4 Proben unter drei oben beschriebenen Tests

(3) Durchschnittswert von 4 Probem

Beispiel 4

Zu 1o,o g (o,o31 MoIJ geschmolzenes Isopropenylstearat wurden o,o5o g (o,oo25 Mol) PTSA zugegeben, und die Mischung wurde geschüttelt, bis eine Losung entstanden war. Beim Abkühlen auf etwa Raumtemperatur (2o-24 Grad C) wurde die Lösung fest. Die Lösung wurde dann pulverisiert, und eine ausreichende Menge an Pulver wurde auf Papierstreifen aufgestreut, so daß nach Aufbügeln wie im Beispiel 1 bei 16o Grad C für 15 Sekunden das Papier vollständig mit der Pulverschmelze bedeckt war. Das behandelte Papier wurde dann mit CH₂C1_? während 4 Stunden extrahiert und bei 5o % RH und 23 Grad C abgeglichen. Das Wasserabstoßungsvermogen und die Zerreißfestigkeit sind in Tabelle 4 dargestellt.

	Tabelle 4	Zerreißfestigkeit kg/cm
Muster	Wasserabs toJßungs- vermögen	27,41 33,4o
Kontrolle Behandeltes Papier	keines ausgezeichnet

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Beispiel 5

Das Papier wurde behandelt mit einer Schmelze aus Isopropenylstearat und PTSA mit einem Gehalt von o,o5 Gewichts-% PTSA und gehärtet bei 18o Grad C für drei verschieden lange Zeitabschnitte. Das Durchschnittsergebnis von 9 Proben aus je drei Versuchsreihen (Muster) ist in Tabelle 5 dargestellt.

	Härte z.eit in see.	Tabelle 5	Wasserabstoßungs- vermögen (1)
Muster	O 4 8 12	Zerreiß festigkeit kg/cm^	keines ausgezeichnet au s ge ζ e ichne t ausgezeichnet
Kontrolle A B C	88,94 82,61 87,53 84,o2

(1) Für dieses Beispiel wurde der folgende Test angewandt: ein angenähert 5o mg-Wassertropfen wurde aus einer Höhe von 61 cm auf ein auf einer Glasplatte ruhendes Papier fallengelassen. Das Papier wurde dann von einer umgekehrten Exaporierungsschale bedeckt, deren Umfangskante an der Glasplatte mit Wachs abgedichtet war. Für mindestens 1.2oo Sekunden wurde an den geleimten Papieren keine Absorption von Wasserkügelchen bemerkt.

Beispiel 6

Fünf Schichtblätter wurden wie folgt präpariert: Fünf Papiere wurden mit einer flüssigen Schmelze aus Isopropenylstearat und PTSA (o,o5 Gewichts-% PTSA) behandelt, für

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8 Sekunden bei 19o Grad C ausgehärtet und mit CH₂Cl₂ für vier Stunden extrahiert. Zwei der so behandelten Papiere wurden in Natriumsilikat (41 Grad Baume bei 21-23 Grad C) eingetaucht. Die Aufnahme an Natiumsilikat betrug 55 %. Eine 5-Lagen-Schichtung wurde durch Ubereinanderpacken .-on zwei mit Natriumsilikat behandelten Papier zwischen nicht mit Natriumsilikat behandelten Papier und Zusammendrücken in einer Presse hergestellt. Die Schichtung wurde in einem Ofen bei 9o Grad C für die Dauer von 5o Minuten getrocknet und dann im Hinblick auf ihre Wasserwiderstandsfähigkeit durch Eintauchen in ein abgedichtetes Standgefäß mit Wasser bei 21 Grad C getestet. Die Schichtung absorbierte 8 % Wasser in 15 Minuten und 15 % Wasser in 45 Minuten. Das WasserabstoBungsvermögen der vorstehend präparierten Schichtung war größer als dasjenige beliebig verleimter bekannter Schichtungen. Eine 5-Lagen-Schichtung aus ungeleimter Pappe nahm in weniger als 45 Minuten vollständig Wasser auf und löste sich bei dem vorbeschriebenen Test vollständig auf. Bei diesen Versuchen wirkte das Natriumsilikat als Klebstoff, um die Schichten zu verbinden.

Beispiel 7

7-lagige Schichtungen wurden aus ungeleimtem Papier, aus geleimtem Papier nach Beispiel 6 und unter Verwendung desselben Natriumsilikats hergestellt. Die Schichtungen wurden über Wasser in abgedichteten Gefäßen aufgehängt und den Dämpfen für 72 Stunden bei 2o Grad C ausgesetzt. Die ungeleimte Schichtung absorbierte Wasser und entblätterte vollständig. Die geleimte Schichtung hielt zusammen und bewahrte ihre Festigkeit mit Ausnahme der beiden Außenlagen, die begannen abzublättern.

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Beispiel 8

Die Leimung von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Papier, d.h. der Behandlung mit einer flüssigen Schmelze aus Isopropenylstearat und PTSA (o,o5 Gewichts-% PTSA) und Wärmehärtung bei 18o Grad C für 8 Sekunden wurde durch Eintauchen einiger Papierstreifen in schwarzblaue Tinte für 15 Sekunden und andere Streifen für 1.2oo Sekunden getestet. Die Streifen wurden unter fließendem Wasser gespült und dann an der Luft getrocknet. Das Ausmaß der Verleimung wurde gegen die Farbe der Papierstreifen gemessen. Eine eventuelle Verteilung von lichtblauer Farbe zeigte eine ausgezeichnete Verleimung, eine dunkle Farbe gab schlechte Verleimung wieder. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 6 Zusammengestellt.

Tabelle 6

Eintauchzeit ^{Farbe nach} dem Eintauchen

in Tinte Kontrolle Geleimt

Sekunden

15 dunkelblau Spur von Blau

12oo sehr dunkelblau hellblau

Wenn das geleimte Papier nach seiner Prüfung durch dieses Beispiel der Dicke nach aufgespalten wurde, war das Papier innen weiß auf beiden Seiten. Das ungeleimte Papier war durch und durch eingefärbt.

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AS.

Das Leimen der Papiere aus dem Beispiel 8 wurde auch durch Beschreiben mit einem Federkiel unter Verwendung von schwarzblauer Tinte getestet. Auf dem geleimten Papier waren die Linien scharf und auslauffrei. Auf dem ungeleimten Papier zeigten die Linien ein markantes Auslaufen.

Beispiel 9

Der Koeffizient der Gleitreibung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geleimten Papiere (wie in Beispiel 8 beschrieben) wurde mit demjenigen ungeleimten Papier verglichen. Es wurde festgestellt, daß sowohl das geleimte Papier als auch das ungeleimte Papier einen Gleitreibungskoeffizienten von o,o9 besaßen. Dies zeigt₇ daß diese Eigenschaft unter der Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beibehalten bleibt. Dies ist das Gegenteil zu den mit Ketendimer geleimten Papier, das den Gleitreibungskoeffizienten des ungeleimten Papiers nicht beibehält.

Beispiel 1o

Die Einwirkung von kochendem Wasser auf nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geleimtes Papier, d.h. die Behandlung des Papiers mit einer Schmelze aus Isopropenylstearat und PTSA (o,o5 Gewichts-% PTSA) Wärmehärtung des Papiers für 8 Sekunden bei 18o Grad C und Extrahieren des gehärteten Papiers für 16 Stunden mit Ethylether wurde untersucht. Das so geleimte Papier wurde in kochendes Wasser für 1.2oo Sekunden eingetaucht, aber war nicht benetzt. Bei der Entnahme aus dem kochenden Wasser wurde das Papier von überflüssigem Wasser freigeschüttet,-und ein paar Sekunden später sah es aus und fühlte sich an wie jungfräuliches Papier. Im Hinblick auf die Tatsache, daß mit Ketendimer geleimtes Papier durch

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heiße Flüssigkeiten durchnäßt wird, war dieses Ergebnis sehr überraschend und vollständig unerwartet.

Für die Zwecke der Erfindung können die Härtetemperaturen O zwischen 13o Grad C bis 25o Grad C liegen. Der bevorzugte Bereich ist jedoch zwischen 17o Grad C und 21o Grad C, während Temperaturen zwischen etwa 18o Grad C und etwa 19o Grad C am meisten zu bevorzugen sind. Das bevorzugte Molverhältnis zwischen dem Katalysator und dem Enolester

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beträgt etwa 8,5 χ 1o : 1,o. Doch kann dieses Molverhältnis weitestgehend schwanken zwischen etwa 8,1 χ Io : 1 bis zu etwa 8,1 χ Io : 1.

Patentansprüche S 3573 / 12.o2.1979 θ O 9833/0829

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur chemischen Veredelung von Papier oder ^ Pappe aus verfilzten Zellulosefasern, dadurch gekennzeichnet , daß dem Papier bzw. der Pappe eine wirksame Leimmenge eines Isopropenylesters, in welcher eine katalytische Menge eines Säurekatalysators beigemischt ist, woraufhin das derart behandelte Papierprodukt durch Wärmeeinwirkung ausgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gkennzeichnet, daß der Isopropenylester einen Fettanteil mit von 8-22 Kohlenstoffatomen aufweist und das Aushärten des behandelnden Papierprodukts bei einer Härtetemperatur zwischen 13o Grad und 25o Grad C für eine Zeitdauer bis etwa 15 Sekunden erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet , daß die Härtetemperatur zwischen 17o Grad und 21 ο Grad C beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet , daß die Härtetemperatur zwischen etwa 18o Grad und etwa 19o Grad C beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isopropenylester Isopropenylstearat ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Säurekatalysator p-Toluolsulfonsäuremonohydrat (PTSA) ist.

* beigegeben wird

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Molverhältnis von PTSA zu Ester zwischen 8,1 χ Io : 1 und 8,1 χ Io : 1 liegt.

O 8. Verfahren nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet , daß das Molverhältnis von PTSA zu

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Ester etwa 8,1 χ Io : 1 beträgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennz-eichnet , daß das Ester-KaTtalysator-Gemisch zwischen etwa o,oo5 und etwa o,o5 Gewichts-% PTSA enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet , daß das Ester-Katalysator-Gemisch o,o5 Gewichts-% PTSA enthält und die Aushärtezeit 8 Sekunden beträgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß das Ester-PTSA-Gemisch unvermischt als flüssige Schmelze angewandt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1o, d a durch gekennzeichnet, daß das Ester-PTSA-Gemisch unvermischt als Pulver angewandt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis ^,dadurch gekennzeichnet, daß das Ester-PTSA-Gemisch als Lösung angewandt wird.

14. Verfahren zur Herstellung von geschichtetem Karton, gekennz-eichnet durch die Anwendung von Natriumcarbonat auf ein nach Anspruch 1 veredeltes

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Papier, die Aufeinanderschichtung des mit dem Natriumcarbonat behandelten Papiers zwischen nach Anspruch 1 veredelten Papierprodukfcen und das Zusammenpressen des Ganzen mit einer wirksamen Lamellierkraft.

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