DE69834926T2

DE69834926T2 - Kolophoniumemulsion

Info

Publication number: DE69834926T2
Application number: DE69834926T
Authority: DE
Inventors: Old Hillend Farmhouse John C. Mottram Hyde ROBERTS; Martin Lancashire PR6 8SB PHILLIPSON
Original assignee: Ciba Spezialitaetenchemie Holding AG; Ciba SC Holding AG
Current assignee: BASF Schweiz AG
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1998-10-08
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2018-10-09
Also published as: US6369119B1; DE69834926D1; CA2305298C; EP1023494A1; CA2305298A1; WO1999018288A1; PT1023494E; AU9546798A; ATE330065T1; ES2265668T3; GB9721188D0; EP1023494B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Kolophoniumemulsionen zur Verwendung beim Leimen von Papier, Karton und ähnlichen Materialien.
Es ist gut eingeführte Praxis, das Papierleimen durch Anwendung einer Kolophoniumemulsion und eines löslichen Aluminiumsalzes, wie Aluminiumsulfat (beispielsweise in Form von Alaun für die Papierherstellung [Al₂(SO₄)₃ . 16–18 H₂O], Aluminiumchlorid, Polyaluminiumchlorid oder Aluminiumchlorhydrat, zu bewirken. (Obwohl der Begriff „Emulsion" herkömmlicher Weise angewendet wird, um das Kolophoniumprodukt zu beschreiben, sollte es geeigneter eine Dispersion genannt werden, da, obwohl als eine Emulsion hergestellt, die Teilchen in wirksamer Weise bei Umgebungstemperatur fest sind.) Die Kolophoniumemulsion und das Aluminiumsalz werden im Allgemeinen als getrennte Zusätze beim Papierherstellungsverfahren verwendet, obwohl es auch bekannt ist, so genannte „One-Shot"-Zusammensetzungen zu formulieren, die durch vorheriges Vermischen einer Kolophoniumemulsion und eines Aluminiumsalzes gebildet werden.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Kolophoniumemulsion erfolgt durch das gut bekannte Bewoid-Verfahren, wie in GB-A-335 902 offenbart. Bei diesem Verfahren werden Leime mit etwa 90 % freiem Kolophonium, unter Anwendung eines Schutzkolloids (Casein) als Stabilisator, und einer kleinen Menge an Kolophoniumseife, als dem Dispersionsmittel, hergestellt. In diesem Verfahren werden ungefähr 1–2 % Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid, auf das Gewicht Kolophonium, angewendet, um ein Kolophoniumseifendispersionsmittel, durch Zusetzen desselben zu dem geschmolzenen Kolophonium (gewöhnlich bei einer Temperatur von etwa 130°C), zu bilden, um teilweise das Kolophonium zu verseifen, gefolgt von dem Casein, das in ungefähr 10 % seines Gewichts Natriumhydroxid gelöst ist (obwohl gelegentlich stattdessen Kaliumhydroxid oder Borax verwendet werden). Schließlich wird Wasser bei Umgebungstemperatur zugegeben, um eine Dispersion bei einer viel niedrigeren Temperatur, gewöhnlich enthaltend zwischen 30 und 50 % Feststoffe, herzustellen. Während des Zurückkühlungsverfahrens findet dahingehend Emulsionsinversion statt, dass die anfänglich gebildete Emulsion von Wasser in Kolophonium invertiert, wenn mehr Wasser zugegeben wird, um eine Emulsion von Kolophonium in Wasser zu ergeben. Wie die Temperatur der Emulsion fällt, verfestigen sich die Kolophoniumemulsionströpfchen, um eine Dispersion von Kolophonium in einem wässrigen Medium zu ergeben (d.h. die so genannte Kolophoniumemulsion).
Die so gebildete Kolophoniumemulsion ist aufgrund des Vorliegens des anionischen Dispersionsmittels (Kolophoniumseife) und des Caseinstabilisators anionisch. Solche anionischen Dispersionen sind herkömmlich und werden umfangreich zum Leimen von Papier, Karton und ähnlichen Materialien verwendet.
Es gibt auch Offenbarungen, worin Casein durch anionische Tenside ersetzt wurde. Somit beschreibt US-A-4 199 369 die Verwendung eines speziellen Dispersionsmittels, das vom Typ Alkylethylenoxidsulfite ist, ohne die Verwendung eines zusätzlichen Stabilisators in einem Inversionsverfahren, was zu der Herstellung einer anionischen Emulsion führt.
Kationische Leimemulsionen sind auch bekannt und sind für verschiedene Anwendungen bevorzugt, indem festgestellt wurde, dass sie verbesserte Leimwirksamkeit, verglichen mit anionischen Dispersionen, bereitstellen. Im Allgemeinen werden kommerzielle kationische Kolophoniumemulsionen durch Homogenisierung von Kolophonium bei hoher Temperatur und hohem Druck (gewöhnlich ungefähr 160°C bzw. 15 bar), unter Anwendung eines Dispersionsmittels und eines polymeren kationischen Stabilisators, hergestellt. Anstelle des Senkens der Viskosität durch Erhöhen der Temperatur auf mehr als 160°C ist eine Alternative, das Kolophonium in einem Lösungsmittel zu lösen (beispielsweise Dichlormethan – siehe EP-A-0 719 892 und EP-A-0 719 893), um eine Lösung von niedriger Viskosität zu ergeben, die dann bei einer Temperatur unter 100°C homogenisiert werden kann. Der Stabilisator ist gewöhnlich ein synthetisches kationisches Polymer oder er kann eine kationische Stärke sein. In dieser Hinsicht sollte angemerkt werden, dass Versuche, um kationische Kolophoniumemulsionen mit einem „Bewoid-Typ"-Inversionsverfahren herzustellen, jedoch unter Anwendung eines kationischen Stabilisators, anstelle des anionischen Caseins, im Allgemeinen nicht erfolgreich waren, obwohl US-A-4 983 257 ein Inversionsverfahren zur Herstellung einer Kolophoniumemulsion durch ein Inversionsverfahren offenbart, worin ein Teil des Caseins durch eine kationische Stärke ersetzt wird.
Eine Entwicklung, die kationische Emulsionen betrifft, wird in WO-A-98/24972 (Roe Lee Paper Chemicals Co. Ltd.) offenbart, worin eine „One-Shot"-Leimungszusammensetzung aus einer Anmischung einer anionischen Kolophoniumemulsion, eines löslichen Aluminiumsalzes und eines kationischen Stärkederivats, das durch ein Verfahren hergestellt wurde, worin die Stärkestruktur vor dem kationisierenden Schritt aufgespaltet wurde (beispielsweise wie verfügbar unter der Handelsmarke RAIFIX), hergestellt wurde. Das Erfordernis für die anfängliche Herstellung einer anionischen Emulsion ist deutlich ein Nachteil dahingehend, dass es die Anzahl an Schritten, die zur Herstellung der kationischen Emulsion erforderlich sind, erhöht. Es gibt auch den Nachteil des Bedarfs zur Lagerung der anionischen Emulsion vor der Umwandlung zu dem kationischen Produkt. Weil Casein und ein kationischer Stabilisator verwendet werden, können die gesamten Rohmaterialkosten größer sein als das Herstellen einer kationischen Kolophoniumemulsion durch direkte Homogenisierung von Kolophonium, einem Dispersionsmittel und einem kationischen Stabilisator.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erwähnten Nachteile zu beseitigen oder abzuschwächen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine kationische Emulsion von Kolophonium in Wasser bereitgestellt, die gemäß Anspruch 1 hergestellt wurde.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer kationischen Emulsion von Kolophonium in Wasser gemäß Ansprüchen 19 und 28 bereitgestellt.
Die Erfindung basiert auf unserem Auffinden, dass kationische Polymere, die von abgebauter Stärke (wie in dem vorangehenden Absatz definiert) abgeleitet sind, zur direkten Herstellung von kationischen Kolophoniumleimemulsionen aus Kolophonium, ohne den Bedarf für die vorherige Isolierung einer anionischen Kolophoniumemulsion, unter Vermeiden der Nachteile des Standes der Technik, wie vorstehend erörtert, verwendet werden können.
Die erfindungsgemäße Kolophoniumemulsion kann auf verschiedenen Wegen, die nachstehend genauer beschrieben werden, hergestellt werden. Kurz gesagt können die Emulsionen jedoch durch ein Inversionsverfahren hergestellt werden, worin eine Emulsion von Wasser in geschmolzenem Kolophonium in Gegenwart des kationischen Polymers, das von abgebauter Stärke abgeleitet ist, um eine Emulsion von Kolophonium in Wasser zu erzeugen, „invertiert" wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Kolophoniumemulsion durch Homogenisierung eines Kolophoniums und des kationischen Polymers hergestellt wird.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist die Anwendung eines kationischen Polymers, das von einer abgebauten Stärke abgeleitet ist, und einen Substitutionsgrad von mindestens 0,15 quaternären Stickstoffgruppen pro Glucoseeinheit aufweist. Solche Polymere können aus Stärke durch Abspalten der Stärkestruktur und dann Bewirken von Kationisierung unter Herstellen eines Polymers, das einen sehr hohen Anteil an Kationizität aufweist, hergestellt werden. Solche Stärkederivate können mit einem Bereich von relativen Molmassen und Kationisierungsgrad hergestellt werden.
Vorzugsweise hat das in der vorliegenden Erfindung verwendete kationische Polymer 0,15 bis 1,30 quaternäre Gruppen pro Glucoseeinheit. Bevorzugter ist der Substitutionsgrad 0,20 bis 1,10, auch bevorzugter 0,20 bis 0,80 und besonders bevorzugt 0,50 bis 0,80 quaternäre Gruppen pro Glucoseeinheit.
Der Substitutionsgrad (d.h. mindestens 0,15 quaternäre Gruppen pro Glucoseeinheit) in den in der vorliegenden Erfindung angewendeten kationischen Polymeren ist beträchtlich höher als jener, der in den kationischen Stärken gefunden wird, die in herkömmlicher Weise zur Herstellung von kationischen Emulsionen zur Verwendung beim Papierleimen verwendet wird. Somit haben die kationischen Polymere eine höhere Ladungsdichte als die herkömmlichen Stärken. Beispielsweise wurde bei herkömmlichen kationischen Stärken im Allgemeinen festgestellt, dass sie eine Ladungsdichte aufweisen, die, ausgedrückt in Milliäquivalenten pro Gramm (d.h. die Durchschnittszahl von Milliäquivalenten von quaternisiertem Stickstoff pro Gramm des Polymers) im Bereich von 0,1–0,3 liegt. Typischerweise haben die in der vorliegenden Erfindung angewendeten kationischen Polymere eine Ladungsdichte von 1,0 bis 3,5 Milliäquivalenten pro Gramm. Obwohl wir nicht durch Theorie gebunden sein wollen, nehmen wir an, dass der Erfolg der vorliegenden Erfindung aufgrund dieser hohen Ladungsdichte und niedrigeren relativen Molmasse vorliegt.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Stärkederivate können durch Behandeln von Stärke mit einem Mittel hergestellt werden, das die Polysaccharidkette (beispielsweise durch Anwendung eines Oxidationsmittels, wie Wasserstoffperoxid) teilweise „fragmentieren" wird und anschließend das „fragmentierte" Produkt in einer Reaktion, worin der Feststoffgehalt ein Minimum von 50 % (bevorzugter mindestens 55 %), auf das Gewicht, ist, quaternisieren wird. Das kationi sierende Mittel kann in einer Menge von 20 bis 160 %, besonders bevorzugt 80 bis 120 Gewichtsprozent, der Menge an Stärke angewendet werden, wodurch man den Kationisierungsgrad leicht steuern kann.
Die bevorzugte Kationisierungschemikalie ist 2,3-Epoxypropyltrimethylammoniumchlorid, obwohl andere Kationisierungsmittel verwendet werden können.
Bevorzugte Stärkederivate zur Verwendung in der Erfindung haben einen Stickstoffgehalt im Bereich von ungefähr 1–5 % (wobei die kationisierende Chemikalie 2,3-Epoxypropylentrimethylammoniumchlorid ist). Es ist besonders bevorzugt, dass die kationischen, oxidierten Stärkederivate zur Verwendung in der Erfindung einen Stickstoffgehalt von 3–5 %, bevorzugter 3–4 % und ideal etwa 3,5 % aufweisen (wobei die kationisierende Chemikalie 2,3-Epoxypropylentrimethylammoniumchlorid ist).
Die Beziehung zwischen dem Stickstoffgehalt des kationischen Polymers (quaternisiert unter Anwendung von 2,3-Epoxypropyltrimethylammoniumchlorid) und dem Substitutionsgrad pro Glucoseeinheit wird in 1 der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es kann der Kurve von 1 entnommen werden, dass die vorstehend erwähnten Polymere, die 3–4 % Stickstoff aufweisen, einen Substitutionsgrad im Bereich von etwa 0,53 bis etwa 0,8 aufweisen.
Es ist bevorzugt, dass das Stärkederivat zur Verwendung in der Erfindung ein Molekulargewicht im Bereich von 100 000 bis 500 000 Dalton, bevorzugter 150 000 bis 450 000, aufweisen.
Weitere Einzelheiten in der Art, worin die Stärkederivate hergestellt werden können, werden in WO-A-95/18157 und in den Finnischen Patenten Nummern 94135 und 94128 (alle im Namen von Raisio Chemicals) angegeben.
Besonders geeignete, quaternisierte, oxidierte Stärkederivate zur Verwendung beim Formulieren der erfindungsgemäßen Emulsionen sind unter der Handelsmarke RAIFIX erhältlich, welche einen Bereich von Produkten mit variierender Kationizität und variierendem Molekulargewicht bezeichnen. RAIFIX-Produkte sind unter den nachstehenden fünf Zahlenproduktcodes verfügbar:
In diesen Produktcodes sind die ersten drei Zahlen für das Molekulargewicht repräsentativ (je höher die Zahl, umso höher ist der Prozentsatz des Molekulargewichts) und die letzten zwei Zahlen sind ungefähr das Zehnfache des Stickstoffgehalts. Schätzungen der relativen Molmasse der RAIFIX-Produkte sind 100 000 Dalton für die 010xx Bezeichnungen und 500 000 Dalton für die 250xx Bezeichnungen. Bevorzugte RAIFIX-Produkte zur Verwendung in der Erfindung haben eine Molekulargewichtsbezeichnung von mindestens 070 und eine Stickstoffbezeichnung von mindestens 35. Besonders geeignete RAIFIX-Produkte zur Verwendung in der Erfindung sind unter der Bezeichnung 07035 und 15035 erhältlich.
Das in der erfindungsgemäßen Emulsion verwendete Kolophonium kann beispielsweise ein Holzkolophonium, Balsamkolophonium, Tallölkolophonium oder Gemische davon sein. Das Kolophonium kann maleiert, angereichert, nicht angereichert, hydriert oder disproportioniert sein. Das Kolophonium kann gegebenenfalls verestert sein. Wenn ein Tallölkolophonium verwendet wird, dann ist es bevorzugt, dass es mit Paraformaldehyd vorbehandelt wird.
Das bevorzugte Kolophonium zur Verwendung in der Erfindung ist ein maleiertes oder fumariertes Kolophonium.
Falls erwünscht, kann das Kolophonium mit Tallölfettsäuren, wie in GB-A-2 268 941 vorgeschlagen, angemischt wer den. Tallölfettsäuren sind beispielsweise unter der Bezeichnung CENTURY MO6 (von Union Camp Chemicals Limited) erhältlich. Beliebiges anderes Kolophoniumverdünnungsmittel (beispielsweise ein Kohlenwasserstoffharz) kann alternativ verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Kolophoniumemulsionen können beispielsweise typischerweise einen Feststoffgehalt von 60 Gewichtsprozent oder weniger, beispielsweise 55 Gewichtsprozent oder weniger, aufweisen. In bevorzugteren Ausführungsformen der Erfindung wird die Kolophoniumemulsion einen maximalen Feststoffgehalt von 50 Gewichtsprozent, bevorzugter ein Maximum von 40 Gewichtsprozent und auch bevorzugter ein Maximum von 30 Gewichtsprozent aufweisen. Das Kolophonium (zusammen mit den gesamten vorliegenden Tallölfettsäuren) kann 75 bis 95 Gewichtsprozent der Gesamtfeststoffe der Kolophoniumemulsion umfassen und das kationische Stärkederivat kann entsprechend 5 % bis 25 % der Gesamtfeststoffe umfassen. In einer besonders geeigneten Kolophoniumemulsion gemäß der Erfindung stellt das Kolophonium (einschließlich die gesamten Tallölfettsäuren) etwa 87 bis 93 Gewichtsprozent der Gesamtfeststoffe bereit.
Wie vorstehend kurz ausgewiesen, kann eine erfindungsgemäße Kolophoniumemulsion durch ein Inversionsverfahren hergestellt werden, worin in einer Weise, die ähnlich zu dem Bewoid-verfahren ist (jedoch unter Anwendung des kationischen Stärkederivats als Stabilisator anstelle von Casein), eine Emulsion von Wasser im geschmolzenen Kolophonium invertiert wird, um eine Emulsion von Kolophonium in Wasser herzustellen.
Ein besonders bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Emulsion durch ein Inversionsverfahren umfasst die Schritte:

1. Schmelzen des Kolophoniums und Rühren des geschmolzenen Materials (beispielsweise in einem Standard-Bewoid-Topf).
2. Entweder Verseifen von etwas von dem Kolophonium oder Behandeln des Kolophoniums mit einem Dispersionsmittel, beispielsweise Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensat oder Natriumlignosulfonat oder einem Dispersionsmittel, wie in US-A-4 199 369 offenbart.
3. Zurückkühlen des Kolophoniums mit Wasser, etwas erhitzt, falls erforderlich, bis die Temperatur gerade unter 100°C ist.
4. Zusetzen einer Lösung des kationischen Stärkederivats, vorzugsweise bei einer erhöhten Temperatur, zu dem gerührten, geschmolzenen Kolophonium.
5. Fortsetzen des Rührens des Gemisches von Kolophonium und kationischem Stärkederivat für mindestens einige Minuten, was zum sorgfältigen Mischen der Stärkelösung mit dem Kolophonium dient, und der Versuche, die ausgeführt waren, was bei der Steuerung der Teilchengröße der fertigen Emulsion unterstützt.
6. Zusetzen von Verdünnungswasser (manchmal ist es hilfreich, auf 80–95°C erhitztes Wasser anzuwenden), unter Rühren, bis ungefähr 50 % Feststoffe erreicht sind. Während dieses Verfahrens invertiert die Emulsion zu einer Emulsion von Kolophonium in Wasser.
7. Zusetzen weiterer Wassermengen, um eine Emulsion des erforderlichen Feststoffgehalts herzustellen.

In Schritt 4 des vorstehenden Verfahrens wird die Lösung des kationischen Stärkederivats vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens 85°C und bevorzugter auf eine Temperatur nahe jener von dem zurück gekühlten Kolophonium vor der Zugabe des geschmolzenen Kolophoniums erhitzt. In Schritt 5 wird das Wasser vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, auf eine Temperatur von mindestens 80°C, bevorzugter mindestens 90°C, vor der Zugabe zu dem geschmolzenen Kolophonium, erhitzt. Ohne Anwenden von Zugaben bei erhöhter Temperatur in Schritt 4 und 5 kann gefunden werden, dass diese Zugaben schnell unerwünschtes Verdicken von dem Kolophonium verursachen können (und möglicherweise Verfestigen).
Weiterhin kann gefunden werden, dass (mindestens für bestimmtes Kolophonium) die Viskosität der Emulsion bei allen Stufen höher als während der Herstellung von anionischen Standardemulsionen ist. Dies kann unwirksames Vermischen und Zermahlen verursachen, das sich auf einer schlechten Teilchengröße ergibt. Das Problem kann jedoch leicht durch Austauschen von bis zu 20 Gewichtsprozenten, ideal etwa 5 bis 10 Gewichtsprozent, des Kolophoniums mit Tallölfettsäuren überwunden werden (beispielsweise wie unter der Bezeichnung CENTURY MO6 erhältlich). Alternativ oder zusätzlich kann die Mischgeschwindigkeit, verglichen mit der Herstellung einer herkömmlichen anionischen Kolophoniumemulsion, erhöht werden.
Ein alternatives Verfahren zur Herstellung der Emulsion ist, geschmolzenes Kolophonium unter heftigem Rühren zu erhitztem Wasser (beispielsweise 85–95°C), das ein Verseifungsmittel (beispielsweise NaOH) oder ein Dispersionsmittel für das Kolophonium enthält, zuzusetzen. Anschließend wird das Stärkederivat zugegeben, gefolgt von Verdünnungswasser. Vorausgesetzt, dass das Volumenverhältnis von Kolophonium zu gesamter wässriger Phase (vor der Zugabe von Verdünnungswasser) größer als etwa 60 : 40 ist und dass durch Zusatz von Verdünnungswasser dieses Verhältnis auf unter 40 : 60 vermindert wird, beinhaltet dann ein solches Herstellungsverfahren gewöhnlich Umwandlung von einer Emulsion von Wasser in Kolophonium zu einer Emulsion von Kolophonium in Wasser.
Ein weiteres alternatives Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Emulsionen erfolgt durch Homogenisierung von geschmolzenem Kolophonium und einer Lösung des kationischen Stärkederivats unter Anwendung von herkömmlicher Homogenisierungsausrüstung. Wenn es erwünscht ist, Homogenisierung bei einer Temperatur von weniger als 100°C zu bewirken, dann ist es bevorzugt, dass bis zu 20 Gewichtsprozent, ideal etwa 5 bis 10 Gewichtsprozent, des Kolophonium, durch Tallölfettsäuren ausgetauscht sind. Ein industrielleres Verfahren würde die Tallölfettsäuren von der Formulierung weglassen, und höhere Temperaturen wählen, wenn die Viskosität des Kolophonium niedrig genug ist, um direkte Homogenisierung des Kolophoniums zu erlauben. Dieser Ansatz würde Temperaturen in der Größenordnung von 160°C, und Drücke, größer als der Dampfdruck des Wassers bei dieser Temperatur, vorschlagen.
Die erfindungsgemäßen Kolophoniumemulsionen können für das innere Leimen oder Oberflächenleimen von Papier, Papierkarton und ähnliche Materialien unter Anwendung von gut eingeführten Techniken verwendet werden. Somit kann beispielsweise Leimen durch Anwendung der Kolophoniumemulsion und einem löslichen Aluminiumsalz, wie Aluminiumsulfat, beispielsweise in Form von Alaun für die Papierherstellung, [Al₂(SO₄)₃ . 16–18 H₂O], Aluminiumchlorid, Polyaluminiumchlorid oder Aluminiumchlorhydrat, bewirkt werden. Die Menge der angewendeten Kolophoniumemulsion wird typischerweise derart sein, dass die Kolophoniummenge 0,2–3 Gewichtsprozent Trockenbasis, auf das Gewicht der Fasern, ist.
Die Kolophoniumemulsion und das Aluminiumsalz können als getrennte Zugaben zu der Nasspartie des Papierherstellungsverfahrens gegeben werden. Die Kolophoniumemulsion und das Aluminiumsalz können beispielsweise unter Anwendung der Techniken, die in WO-A-91/02119 offenbart werden, zugegeben werden. Es ist jedoch auch möglich, eine „One-Shot"-Zusammensetzung; d.h. eine Formulierung, in der die Kolophoniumemulsion und das Aluminiumsalz miteinander vor dem Zuführen in einen Einzelbehälter vermischt werden, zu formulieren. „One-Shot"-Produkte, die aus herkömmlichen anionischen Bewoid-Emulsionen hergestellt wurden, erfordern, dass Bewegen fortgesetzt wird, bis die Formulierung von einem anfänglichen Ausfallen sich zum Letzteren in eine Emulsion umwandelt (siehe beispielsweise GB-A-2 050 453), was die Herstellung von „One-Shot"-Emulsionen aus einer anionischen Bewoid-Kolophoniumemulsion und einem Aluminiumsalz offenbart.
Die Erfindung wird weiterhin in den nachstehenden nicht begrenzenden Beispielen beschrieben.
Beispiele
Beispiel 1
Eine Emulsion wurde unter Anwendung der Apparatur und des nachstehend beschriebenen Verfahrens aus den nachstehenden Komponenten hergestellt:

Maleiertes Balsamkolophonium 504 g

Century MO6 56 g

Raifix 07035 mit 20 % Feststoffen 230 g

NaOH (47 %) 8,5 g

Wasser, um die Feststoffe auf 30 % einzustellen.

Das maleierte Kolophonium entsprach 7 % Behandlung mit Maleinsäureanhydrid. Die Menge an Century MO6 (Tallölfettsäuren) entsprach 10 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts an Kolophonium und Century MO6.
Unter Anwendung des nachstehend beschriebenen Verfahrens wurde das Kolophonium in einer Apparatur hergestellt, die im Wesentlichen eine verkleinerte Version im Labormaßstab von der in dem ursprünglichen Bewoid-Patent beschriebenen ist. Die kleinere Version hat ein Fassungsvermögen von 1,4 dm³. Das untere Rührerblatt hatte einen Durchmesser von 7,3 cm und das obere Blatt (das von dem unteren Blatt um 4,0 cm beabstandet war) hatte einen Durchmesser von 8,5 cm und war mit rechten Winkeln zu dem oberen Blatt. Die Geschwindigkeit der Rührerblätter wurde mit Hilfe einer Zahnradrührermotorsteuerung gesteuert. Der Topf wurde durch ein Elektroelement, das mit einer Temperatursteuerung und einem Thermoelementsensor verbunden war, erhitzt.
Um die Emulsion herzustellen, wurde das erhitzte (maleierte) Balsamkolophonium in den Topf gegossen und unter Rühren bei einer Temperatur von etwa 130°C gehalten. Die Wärme wurde dann abgestellt und die NaOH (47 %ige Lösung) wurde langsam zugegeben, gefolgt von einer kleinen Wassermenge, bis die Temperatur der Masse etwa 85–95°C war. Die RAIFIX-Lösung wurde auf 95°C erhitzt und dann langsam auf das Kolophonium gegossen. Das Rühren der erhaltenen Emulsion von Wasser in Kolophonium wurde 7 Minuten fortgesetzt. Das Verdünnungswasser wurde dann zugegeben (manchmal ist es hilfreich, erhitztes Wasser bei 80–95° anzuwenden), unter Rühren, bis ungefähr 50 % Feststoffe erreicht wurden. Während dieses Verfahrens invertierte die Emulsion, um eine Emulsion von Kolophonium in Wasser zu ergeben. Schließlich wurde weiteres Wasser zum Vermindern des Gesamtfeststoffgehalts auf etwa 30 % zugegeben. Die Kolophoniumemulsionströpfchen verfestigten, wenn sich die Temperatur weiter verminderte.
Die erhaltene Kolophoniumemulsion hatte eine Viskosität von 59 mPa.s und eine mittlere Volumenprozent Teilchengröße von 0,45 μm.
Die Stabilität der Dispersion gegen Sedimentation wurde durch Ersetzen einer Probe von 10 ml der Emulsion in einem 10 ml Zentrifugenröhrchen (TPX, transparent, kegelförmig, eingeteilt in 0,1 ml Unterteilungen) und rotierendes Röhrchen in einer MSE Mistral 1000 Zentrifuge, die vorprogrammiert wurde, um 15 min bei 3 000 U/min zu drehen, getestet. Wenn die Zentrifuge ihren Drehzeitraum beendet hatte und bis zur Ruhelage verlangsamt wurde, wurde das die Kolophoniumemulsionsprobe enthaltende Zentrifugenröhrchen entfernt und die freie Emulsion auf dem Oberen von dem Sediment wurde von dem Röhrchen abdekantiert, um das Sediment am Hoden des Röhrchens zu hinterlassen. Das Sedimentationsröhrchen wurde dann vorsichtig gespült, um das Sediment nicht zu stören, wobei dessen Anteil dann an der Eichskala abgelesen wurde. Das Volumen des Sediments wurde notiert und als ein Prozentsatz des ursprünglichen Volumens der Kolophoniumemulsion ausgedrückt, um einen Wert von „% beschleunigte Sedimentation", wie durch die Gleichung bestimmt, bereitzustellen:
Dieser Wert ermöglichte eine Schätzung, wie sich die Emulsion über einen Zeitraum von 90 Tagen verhalten wird.
Der beschleunigte Sedimentationswert der Emulsion wurde mit 0,6 bestimmt.
Beispiel 2
Unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Apparatur und Verfahren wurde eine Kolophoniumemulsion aus den nachstehenden Komponenten hergestellt:

Maleiertes Balsamkolophonium 504 g

Century MO6 56 g

Raifix 15035 mit 20 % Feststoffen 180 g

NaOH (47 %) 8,5 g

Wasser, um die Feststoffe auf 30 % einzustellen.

Das maleierte Kolophonium entsprach 7 % Behandlung mit Maleinsäureanhydrid.
Die Eigenschaften der erhaltenen Emulsion waren wie nachstehend:

Beschleunigte Sedimentation 1,0 %

Mittlere Volumen-% Teilchengröße 0,86 μm
Beispiel 3
Unter Anwendung des in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens und der Apparatur wurde eine Kolophoniumemulsion aus den nachstehenden Komponenten hergestellt:

Maleiertes Balsamkolophonium 532 g

Century MO6 28 g

Raifix 15035 mit 20 % Feststoffen 180 g

NaOH 47 % 8,5 g

Wasser, um die Feststoffe auf 30 % einzustellen.

Das maleierte Kolophonium entsprach 7 % Behandlung mit Maleinsäureanhydrid. Die Menge an Century MO6 (Tallölfettsäuren) entsprach 5 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts an Kolophonium und Century MO6.
Die Eigenschaften der erhaltenen Emulsion waren wie nachstehend:

Beschleunigte Sedimentation 1,2 %

Mittlere Volumen-% Teilchengröße 1,03 μm
Beispiel 4
Ein Bewoid-Topf (2,2 Tonnen Fassungsvermögen) in vollständiger Größe wurde in Verbindung mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren verwendet, um eine Kolophoniumemulsion aus den nachstehenden Komponenten herzustellen:

Maleiertes Balsamkolophonium 532 kg

Century MO6 28 kg

Raifix 07035 (133 kg mit 30 % Feststoffen, vorgemischt mit 167 kg H₂O) 300 kg

NaOH 47 % 8,5 kg

Wasser, um die Feststoffe auf 30 % einzustellen.

Das maleierte Kolophonium entsprach 7 % Behandlung mit Maleinsäureanhydrid in allen Beispielen. Die Menge an Century MO6 gab 5 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts von maleiertem Balsamkolophonium und Century MO6 wieder.
Die erhaltene Emulsion hatte die nachstehenden Eigenschaften:

Beschleunigtes Sediment 4,0 %

Mittlere Volumen-% Teilchengröße 1,65 μm
Beispiel 5
Ein „One-Shot"-Produkt wurde durch Vermischen gleicher Volumen, die in Beispiel 1 erhalten wurden, und Alaun für die Papierherstellung (eine 47 %ige Lösung von Al₂(SO₄)₃. 16–18 H₂O in Wasser) hergestellt.
Beispiel 6
Die Emulsion von Beispiel 3 wurde auf die Leimungswirksamkeit mit einer herkömmlichen anionischen Bewoid- Emulsion (RE-3), hergestellt in der Weise mit Casein, wie in dem ursprünglichen Bewoid-Patent beschrieben, jedoch mit dem Kolophonium, das 5 % Substitution mit Century MO6 enthält, verglichen.
Der Vergleich der Leimungswirksamkeit basierte auf Laborblattherstellung. Die verwendete Maschine war ein Formex Blattformer mit 20 cm × 20 cm (8'' × 8'') im Quadrat, ausgestattet mit einer Vorrichtung zum Zurückführen von Zurückführwasser und einem Mittel zum Erhitzen des Stoffeintrags. Laborblätter wurden in einer Folge von 10 Bögen unter Anwendung von zurückgeführtem Siebwasser von dem vorangehenden Bogen hergestellt. Die feuchten Laborblätter wurden in einer Rotationspresse verpresst und im Rotationstrockner getrocknet. Es wurde vorher bestätigt, dass Bögen 8, 9 und 10 Ergebnisse ergeben, die nahe jenen sind, die mit einer Papiermaschine im vollständigen Maßstab mit einem ähnlichen Stoffeintrag erhalten wurden.
Der in diesem Beispiel verwendete Stoffeintrag war ein gesamter Abfallstoffeintrag, der in einer kommerziellen Mühle für die Herstellung von gedecktem Karton und enthaltend 250 g/Tonne^–1 von einer Retentionshilfe (Percol 63), erzeugt wurde. Der Stoffeintrag wurde als jener ausgewählt, der schwierig zu leimen ist.
In den Leimungstests wurden die Kolophoniumemulsionen in einer Menge von 0,3 % dsf Kolophonium-Äquivalentgewicht verwendet. Die Abkürzung „dsf" steht für „trockene Feststoffe aus der Faser". Dies ist eine Art, in der die Papierherstellungsindustrie den Zusatz ausdrückt, der von Dispersionen, Emulsionen oder Lösungen variierender Konzentration stammen kann. Somit bedeutet „% dsf" die Gewichtsprozent des Trockenmaterials, die auf das Gewicht der Trockenfaser ausgewiesen sind. Der Begriff „Kolophonium-Äquivalentgewicht" bedeutet das kombinierte Gewicht von maleiertem Balsamkolophonium und Century MO6.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Es kann aus dem ersten Abschnitt von Tabelle 1 ersichtlich werden, dass RE-3 nur einen mittleren Leimungsgrad bei 1 % dsf Zugabe ergab, wobei die Gleichgewichts-Cobb-Test-Werte in der Mitte von 30 s.g.m^–2 lagen. Bei der gleichen Zugabegeschwindigkeit übertraf die Emulsion von Beispiel 3 deutlich RE3, was einen Gleichgewichts-Cobb-Test-Wert einige 10 Punkte niedriger ergab. Beide Emulsionen enthalten die gleiche Menge an Century MO6 und deshalb muss dieses Ergebnis auf die kationische Formulierung selbst zurückzuführen sein.
Wenn die Zugabegeschwindigkeit der Emulsion von Beispiel 3 auf 0,9 % dsf gesenkt wurde, gab es eine engere Korrelation mit den unter Anwendung von RE-3 bei 1 % dsf erhaltenen Ergebnissen. Dies weist aus, dass es eine Verbesserung in der Leistung in diesen Versuchen gab, die sich 10 % für die Emulsion von Beispiel 3 annäherten (verglichen mit RE-3).
Beispiel 7
Unter Anwendung des in Beispiel 6 beschriebenen Laborblattverfahren wurde die Leimungswirksamkeit der in Beispiel 2 erhaltenen Emulsion (10 % Century MO6 Austausch gegen Kolophonium) mit jener von RE-3 (5 % Century MO6 Austausch) verglichen.
Der verwendete Stoffeintrag umfasste 70 % Laubholz und 30 % Nadelholz und enthielt als Retentionshilfe (Percol 63) in einer Menge von 300 g Tonne^–1.
Die Emulsion von Beispiel 2 und RE-3 wurden beide als 0,3 % dsf Äquivalentgewicht von Kolophonium verwendet.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Tabelle 2 erläutert vergleichbare Leistung zwischen RE-3 und der Emulsion von Beispiel 2. Somit scheint die enge Kompatibilität in der Leistung eine verbesserte Leistung für ein kationisches Kolophonium, das mit Raifix hergestellt wurde, verglichen mit einem anionischen, das mit Casein hergestellt wurde, anzuzeigen, da Emulsion 2 10 % Century MO6 Austausch gegen Kolophonium enthielt, was 5 % mehr ist als jene in RE-3. Es ist aus einer anderen Arbeit bekannt, dass Tallölfettsäuren die Leistung von Kolophoniumemulsionen etwas herunterdrücken.
Beispiel 8
Unter Anwendung des in Beispiel 6 beschriebenen Laborblattverfahren wurde die Leimungswirksamkeit von dem „One-Shot"-Produkt, das in Beispiel 5 hergestellt wurde, mit RE-3-Emulsion und Alaun für die Papierherstellung, das in der herkömmlichen Weise mit einem Gewichtsverhältnis von (trockenem Alaun) : (trockenem Kolophoniumäquivalent) von ungefähr 3 : 1 verwendet wurde, verglichen. Der Vergleich wurde unter Anwen dung von einem Stoffeintrag, umfassend 70 % Laubholz und 30 Nadelholz, bewirkt, wobei der Stoffeintrag auch Percol 63 als eine Retentionshilfe in einer Menge von 300 g.Tonne^–1 enthielt.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass die Leistung der „One-Shot"-Emulsion nahe jener von RE-3 ist, passt jedoch nicht genau, in geeigneter Weise aufgrund der niederen Menge des Alauns für die Papierherstellung und 5 % weiterem Century MO6 Austausch in der „One-Shot"-Formulierung.
Beispiel 9
Unter Anwendung des in Beispiel 6 beschriebenen Laborblattverfahrens wurde die Leimungswirksamkeit der in Beispiel 4 erhaltenen Emulsion mit jener von RE-3, sowohl mit als auch ohne Retentionshilfe, erhalten.
In allen Fällen umfasste der Stoffeintrag 100 % Nadelholzkraft und Leimen wurde unter Anwendung der Kolophoniumemulsion (RE-3 oder Produkt von Beispiel 4) in einer Menge von 0,45 % dsf Äquivalentgewicht von Kolophonium und Alaun für die Papierherstellung in einer Menge von 2 % dsf bewirkt. Das Leimen wurde bei einer Temperatur von 65°C bewirkt. Für jene Versuche, wo es verwendet wurde, war die Retentionshilfe Percol 63, die in einer Menge von 100 g.Tonne^–1 angewendet wurde.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 (keine Retentionshilfezugabe) und Tabelle 5 (Retentionshilfezugabe) gezeigt.
Tabelle 4
Tabelle 5
Es kann aus den Ergebnissen in Tabelle 4 ersichtlich werden, dass das Produkt von Beispiel 4 die anionische Emulsion RE-3, ohne dass Retentionshilfe vorlag, sehr leicht übertraf. Mit der Anwendung einer Retentionshilfe (Tabelle 5) hatte die kationische Emulsion von Beispiel 4 noch überlegene Leistung, obwohl der Unterschied nicht so sehr deutlich war.
Beispiel 10
100 g Wasser und 15 g NaOH wurden in ein erhitztes Becherglas gegeben, das mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer und einem Thermometer ausgestattet war. Der Inhalt des Becherglases wurde auf 90°C erhitzt. Ein Kolophoniumgemisch (500 g), hergestellt aus 20 % Tallölkolophonium und 73 % Balsamkolophonium, angereichert mit 7 % Maleinsäure, wurde auf 150°C erhitzt und in die NaOH-Lösung in dem Becherglas mit starker Bewegung, die zum Erzeugen einer Emulsion in der Lage ist, gegossen.
Dann wurden 156 g Raifix 07535, vorerhitzt auf 90°C auf einem Wasserbad, zugegeben und das Rühren beibehalten. Das Gemisch wurde 15 Minuten emulgiert und jeglicher Wasserverlust während dieses Verfahrens wurde in Intervallen ersetzt. Die erhaltene Emulsion wurde langsam auf den erforderlichen Feststoffgehalt (45 %) verdünnt.
Die Emulsion hatte einen Teilchengrößenbereich von 0,5–1,5 μm, mit gelegentlichen Teilchen von 2–4 μm. Der pH-Wert der Emulsion war ungefähr 6,2 und es gab keine Sedimentation während eines Zeitraums von 4 Wochen.
Es wird angenommen, dass die Emulsion durch ein Phaseninversionsverfahren aus den nachstehenden Gründen gebildet wurde. Kolophonium hat eine Dichte von ungefähr 1,1 g.cm^–3, und ist somit schwer genug, um zu sedimentieren, jedoch nicht sehr verschieden bezüglich des spezifischen Volumens von jenem von Wasser. Es ist bekannt, dass das Inversionsverfahren normalerweise stattfindet, wenn das Volumenverhältnis der zwei Phasen in dem Bereich 60 : 40 bis 40 : 60 liegt. Anfänglich ist das Volumenverhältnis von Kolophonium : Wasserphase sehr hoch, mehr als (500 : 1,1) : 100, unter Ignorieren von beliebig verdampftem Wasser. Somit wird als die Raifix-Lösung die Kolophoniumphase zugegeben, welche anfänglich in großem Überschuss vorliegt und wird eine Emulsion von Wasser in Kolophonium bilden. Nachdem die Raifix-Lösung zugegeben war, wird das Verhältnis von Kolophonium zu Wasser ungefähr (500 1,1) : 156 oder 75 : 25 sein, was eine Emulsion von Wasser in Kolophonium noch möglich macht, und bedeutet, dass die Inversion noch während der Verdünnung mit „warmem" Wasser, zurück zu einer Endemulsionskonzentration von 45 % oder weniger, stattfinden wird.
Beispiel 11
Die in Beispiel 10 hergestellte Kolophoniumemulsion wurde verwendet, um zwei „One-Shot"-Produkte herzustellen.
Ein Polyaluminiumchlorid (12–13 % Al₂O₃) wurde mit einem gleichen Volumen der vorstehenden Emulsion, die auf 30 verdünnt wurde, vermischt. Es gab keine Sedimentation während einer Lagerungszeit von 4 Wochen.
Alaun für die Papierherstellung (8,5 % Al₂O₃) wurde mit einem gleichen Volumen der vorstehenden Emulsion, die auf 30 % verdünnt wurde, vermischt. Es gab keine Sedimentation während einer Lagerungszeit von 4 Wochen.
Beispiel 12

Eine Kolophoniumemulsion wurde aus den nachstehenden Komponenten hergestellt.

Rohmaterial	Menge (kg)
Behandeltes Kolophonium	400
Basische Sodalösung (47 %)	7
Raifix 07535 (30 %)	115
Alaun für die Papierherstellung	850
Wasser ungefähr	185
Auf Gesamtgewicht	1555

Die Emulsion wurde in einem Bewoid-Topf hergestellt.
Der überhitzte Strom wurde anfänglich zu dem Emulsi onstopfmantel gespeist und der Rührer gestartet.
Das Kolophonium wurde zu dem Topf gegeben und anschließend wurden 400 kg gegeben, wobei die Stromzuführung zu dem Mantel abgestellt wurde.
Die basische Sodalösung wurde dann langsam zugegeben, wobei man Vorsicht walten ließ, um das Schäumen zu minimieren. Wasser wurde zum Kühlen der Charge zugegeben und die Zugabe fortgesetzt, bis kein Dampf mehr erzeugt wurde. Sofort wurde die Raifix-Lösung (vorerhitzt auf 90°C) unter Vermischen zugegeben. Nach 7 Minuten Vermischen wurde Verdünnungswasser unter schrittweisem Erhöhen der Wasserzugabegeschwindigkeit, wenn die Emulsion verdünnt wurde, zugegeben. Die Menge an zugegebenem Verdünnungswasser war derart, um eine Emulsion herzustellen, die etwa 26 Gewichtsprozent Kolophoni um enthielt und mit einem Gesamtfeststoffgehalt von etwa 54 Gewichtsprozent.
Das Alaun für die Papierherstellung wurde zu einem Gesamtchargengewicht von 1200 kg gegeben und das Gemisch bei maximaler Geschwindigkeit für 10 Minuten bewegt. Anschließend wurde der Rest des Alauns zugegeben.
Die wie vorstehend beschrieben hergestellte „One-Shot"-Emulsion wurde für einen Versuch auf einer kleinen MG-Papiermaschine unter Herstellung von ungefähr 1 Tonne.h^–1 und Erzeugen von sowohl braunen als auch weißen Papierqualitäten verwendet. Das „One-Shot" wurde zu dem dicken Ganzstoffstoffauflauf gegeben.
Die Ergebnisse für die braune Verpackungsqualität werden in Tabelle 1, zusammen mit jenen für den Vorgang des anionischen Standard-Casein-stabilisierten Bewoid-Leimens, unmittelbar vor der Umstellung, die vorher bei der „One-Shot"-Zusammensetzung verwendet wurde, gezeigt.
Tabelle 2 gibt ähnliche Ergebnisse für eine weiße Qualität unter Anwendung eines gemischten Nadelholz/Laubholz Primärstoffeintrags an. Die Ergebnisse von „One-Shot"- und der Standardemulsion sind vergleichbar, da sie fast die gleiche Menge an Kolophonium enthalten.
TABELLE 1
TABELLE 2

¹ MG = Maschinenglanzseite
² WS = Drahtseite

Claims

Kationische Emulsion von Kolophonium in Wasser, die durch ein Inversionsverfahren, ohne vorherige Bildung einer anionischen Emulsion von Kolophonium in Wasser hergestellt wurde, und worin die dispergierte Kolophoniumphase durch ein kationisches Polymer, das von einer abgebauten Stärke abgeleitet ist, stabilisiert wird, wobei das Polymer einen Substitutionsgrad von mindestens 0,15 quaternären Gruppen pro Glucoseeinheit aufweist, wobei die kationische Emulsion von Kolophonium in Wasser kein Casein oder keinen kationischen Stabilisator, der von dem kationischen Polymer verschieden ist, enthält.
Emulsion nach Anspruch 1, wobei das Polymer einen Substitutionsgrad von 0,15 bis 1,30 quaternären Gruppen pro Glucoseeinheit aufweist.
Emulsion nach Anspruch 2, wobei das Polymer einen Substitutionsgrad von 0,20 bis 1,10 quaternären Gruppen pro Glucoseeinheit aufweist.
Emulsion nach Anspruch 3, wobei das Polymer einen Substitutionsgrad von 0,20 bis 0,80 quaternären Gruppen pro Glucoseeinheit aufweist.
Emulsion nach Anspruch 4, wobei das Polymer einen Substitutionsgrad von 0,50 bis 0,80 quaternären Gruppen pro Glucoseeinheit aufweist.
Emulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das kationische Polymer mit 2,3-Epoxypropyltrimethylammoniumchlorid quaternisiert wurde.
Emulsion nach Anspruch 6, wobei das kationische Polymer einen Stickstoffgehalt von 1 bis 5 Gewichtsprozent aufweist.
Emulsion nach Anspruch 7, wobei das kationische Polymer einen Stickstoffgehalt von 3 bis 4 Gewichtsprozent aufweist.
Emulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Kolophonium ein Holzkolophonium, Balsamkolophonium, Tallölkolophonium oder Gemisch davon ist.
Kolophoniumemulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Kolophonium verstärkt, nicht verstärkt, hydriert, disproportioniert und/oder verestert ist.
Kolophoniumemulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Kolophonium ein maleiertes oder fumariertes Kolophonium ist.
Kolophoniumemulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Kolophonium mit Tallölfettsäuren angemischt ist.
Kolophoniumemulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 12 mit einem Feststoffgehalt von 60 Gewichtsprozent oder weniger.
Kolophoniumemulsion nach Anspruch 13 mit einem Feststoffgehalt von 50 Gewichtsprozent oder weniger.
Kolophoniumemulsion nach Anspruch 14 mit einem Feststoffgehalt von 40 Gewichtsprozent oder weniger.
Kolophoniumemulsion nach Anspruch 15 mit einem Feststoffgehalt von 30 Gewichtsprozent oder weniger.
Kolophoniumemulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Kolophonium (zusammen mit beliebigen Tallölfettsäuren oder anderem vorliegendem Kolophoniumverdünnungsmittel) 75 % bis 95 Gewichtsprozent der Gesamtfeststoffe der Kolophoniumemulsion umfasst und das kationische Stärkederivat entsprechend 5 % bis 25 % der Gesamtfeststoffe umfasst.
Kolophoniumemulsion nach Anspruch 17, wobei das Kolophonium (einschließlich beliebiger Tallölfettsäuren oder anderen vorliegenden Kolophoniumverdünnungsmittels) etwa 87 bis 93 Gewichtsprozent der Gesamtfeststoffe bereitstellt.
Verfahren zum Herstellen einer kationischen Emulsion von Kolophonium in Wasser, umfassend Bewirken von Inversion einer Emulsion von Wasser in Kolophonium zu einer Emulsion von Kolophonium in Wasser in Gegenwart eines kationischen Polymers, das von einer abgebauten Stärke abgeleitet ist, und in Abwesenheit von Casein, wobei das Polymer einen Substitutionsgrad von mindestens 0,15 quaternären Gruppen pro Glucoseeinheit aufweist.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Kolophonium teilweise verseift ist, um eine Kolophoniumseife zu erzeugen, die als ein Dispersionsmittel wirkt.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Kolophonium mit einem Dispersionsmittel behandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Dispersionsmittel Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensat oder Natriumlignosulfonat darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei das kationische Polymer vor der Zugabe zu dem geschmolzenen Kolophonium erhitzt wird.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das kationische Polymer auf eine Temperatur von mindestens 85°C vor der Zugabe zu dem geschmolzenen Kolophonium erhitzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei erhitztes Wasser zu dem geschmolzenen Kolophonium gegeben wird, bevor Emulsionsinversion stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das erhitzte Wasser bei einer Temperatur von mindestens 90°C ist.
Verfahren nach Anspruch 19, umfassend (i) Herstellen von geschmolzenem Kolophonium; (ii) entweder Verseifen von etwas des geschmolzenen Kolophoniums oder Behandeln des geschmolzenen Kolophoniums mit einem Dispersionsmittel; (iii) Zurückkühlen des Kolophoniums mit Wasser, bis die Temperatur gerade unter 100°C ist; (iv) Herstellen einer Emulsion von Wasser in Kolophonium durch Zusetzen einer Lösung von dem kationischen Polymer zu dem geschmolzenen Kolophonium; und (v) Bewirken von Inversion der Emulsion von Wasser in Kolophonium, um die Emulsion von Kolophonium in Wasser zu bilden.
Verfahren zur Herstellung einer kationischen Emulsion von Kolophonium in Wasser, umfassend Bewirken von Homogenisie rung des geschmolzenen Kolophoniums, in Gegenwart eines kationischen Polymers, das von einer abgebauten Stärke abgeleitet ist, wobei das Polymer einen Substitutionsgrad von mindestens 0,15 quaternären Gruppen pro Glucoseeinheit aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 28, wobei das Polymer einen Substitutionsgrad von 0,15 bis 1,30 quaternären Gruppen pro Glucoseeinheit aufweist.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Polymer einen Substitutionsgrad von 0,20 bis 1,10 quaternären Gruppen pro Glucoseeinheit aufweist.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei das Polymer einen Substitutionsgrad von 0,20 bis 0,80 quaternären Gruppen pro Glucoseeinheit aufweist.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Polymer einen Substitutionsgrad von 0,50 bis 0,80 quaternären Gruppen pro Glucoseeinheit aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 32, wobei das kationische Polymer mit 2,3-Epoxypropyltrimethylammoniumchlorid quaternisiert wurde.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei das kationische Polymer einen Stickstoffgehalt von 1 bis 5 Gewichtsprozent aufweist.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das kationische Polymer einen Stickstoffgehalt von 3 bis 4 Gewichtsprozent aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 35, wobei das Kolophonium ein Holzkolophonium, Balsamkolophonium, Tallölkolophonium oder Gemisch davon ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 36, wobei das Kolophonium verstärkt, nicht verstärkt, hydriert, disproportioniert und/oder verestert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 37, wobei das Kolophonium ein maleiertes oder fumariertes Kolophonium ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 38, wobei das Kolophonium mit Tallölfettsäuren angemischt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 39, wobei die Emulsion einen Feststoffgehalt von 60 Gewichtsprozent oder weniger aufweist.
Verfahren nach Anspruch 40, wobei die Emulsion einen Feststoffgehalt von 50 Gewichtsprozent oder weniger aufweist.
Verfahren nach Anspruch 41, wobei die Emulsion einen Feststoffgehalt von 40 Gewichtsprozent oder weniger aufweist.
Verfahren nach Anspruch 42, wobei die Emulsion einen Feststoffgehalt von 30 Gewichtsprozent oder weniger aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 43, wobei das Kolophonium (zusammen mit beliebigen Tallölfettsäuren oder anderem vorliegendem Kolophoniumverdünnungsmittel) 75 bis 95 Gewichtsprozent der Gesamtfeststoffe der Kolophoniumemulsion umfasst und das kationische Stärkederivat entsprechend 5 % bis 25 % der Gesamtfeststoffe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 44, wobei das Kolophonium (einschließlich beliebiger Tallölfettsäuren oder anderen Kolophoniumverdünnungsmittels) etwa 87 bis 93 Gewichtsprozent der Gesamtfeststoffe bereitstellt.