DE1085633B

DE1085633B - Harzleim

Info

Publication number: DE1085633B
Application number: DEC14908A
Authority: DE
Inventors: Peter Wieger
Original assignee: PETER WIEGER
Current assignee: PETER WIEGER
Priority date: 1957-05-28
Filing date: 1957-05-28
Publication date: 1960-07-21
Also published as: GB859787A; LU36101A1; FR1196409A; BE568005A

Description

DEUTSCHES

Papiere und auch Pappen werden heute vorzugsweise in der Masse geleimt. Dazu werden dem Stoff im Holländer entweder Harzseifen oder Freiharzdispersionen zugesetzt. Harzleime sind Salze des Kolophoniums, insbesondere Alkalisalze des Kolophoniums, auch Harzseifen genannt, die neben den Alkalisalzen des Kolophoniums meist mehr oder weniger freies Harz enthalten, oder Dispersionen des Kolophoniums, auch Freiharzleime genannt. Wenn nachstehend schlechthin von Harzen gesprochen wird, so sind darunter stets die für die Leimung von Papier üblicherweise verwendeten Harze, insbesondere Kolophonium, zu verstehen. Die Leimungswirkung von Harzseifen konnte schon dadurch verbessert werden, daß die Harze vor ihrer Verseifung mit Maleinsäure zu Maleinsäureharzaddukten umgesetzt wurden. Diese Maleinsäureharzaddukte lassen sich jedoch nicht zu Freiharzdispersionen verarbeiten.

Es wurde nun gefunden, daß sich ganz oder teilweise veresterte Harze sowie Esteraddukte und Adduktester und an sich bekannte Polyester für sich oder zusammen mit Harzen oder mit anderen an sich bekannten Freiharzleimen mit Vorteil als Freiharzleime verwenden lassen. Die Leimkraft solcher Ester oder von Ester enthaltenden Freiharzleimen ist wesentlich besser als die der bekannten Freiharzleime.

Unter Adduktestern sind Produkte zu verstehen, die durch Verestern von Addukten aus Harzen und dienophilen Mono- und Dicarbonsäuren oder deren Anhydriden, insbesondere Maleinsäure und Maleinsäureanhydrid, mit mehrwertigen Alkoholen oder Aminoalkoholen (Alkanolaminen), ζ. Β. Triäthanolamin, erhalten werden, während unter Esteraddukten solche Produkte zu verstehen sind, die aus einem Ester mit dienophilen Mono- und Dicarbonsäuren oder deren Anhydriden, insbesondere Maleinsäure und Maleinsäureanhydrid, erhalten werden.

Wenn nachstehend von Maleinsäureaddukten gesprochen wird, so sind darunter ganz allgemein stets die Addukte mit dienophilen Mono- und Dicarbonsäuren oder deren Anhydriden zu verstehen.

Für die Leimfähigkeit ist es gleichgültig, ob zuerst das Harz verestert und dann das Esteraddukt gebildet oder ob zunächst das Addukt gebildet und dieses zu einem Adduktester verestert wird oder ob zuerst Maleinsäureanhydrid verestert und dann aus dem erhaltenen Ester und Harz Addukte gebildet werden oder ob schließlich aus den verschiedenen Komponenten in an sich bekannter Weise ein Polyester gebildet wird. Die Eigenschaften der Adduktester bzw. Esteraddukte im Polyester lassen sich weiterhin dadurch variieren und verbessern, daß ihnen, gegebenenfalls während ihrer Herstellung, Fettsäuren, Fettsäureester oder Fettsäureadduktester in wechselnden Mengen zugesetzt werden. Auf diese Weise lassen sich der Schmelzpunkt, die Härte, die Zähigkeit und die Dispergierbarkeit des entstehenden Produktes beliebig Harzleim

Anmelder:
Peter Wieger, Düren, Viktoriastr. 14

Peter Wieger, Düren,
ist als Erfinder genannt worden

abstimmen. Werden Ester von Harzen und Fettsäuren oder Mischester aus Harz und Fettsäuren und zwei- und mehrwertigen Alkoholen erfindungsgemäß als Leime verwendet, so sind diese Leime den natürlichen Harzen an Leimkraft insbesondere dann überlegen, wenn die Ester noch freie Hydroxylgruppen oder freie Säuregruppen enthalten.

Es ist nicht notwendig, die Ester für sich allein zu verwenden, sondern es genügt meist schon ein Zusatz zu Naturharzen, um deren Leimfähigkeit zu verbessern. Das Verhältnis von Ester zu Naturharz läßt sich beliebig verändern und richtet sich unter anderem nach den gewünschten Eigenschaften und wird sich auch nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten richten, da die Naturharze naturgemäß billiger sind als die daraus hergestellten Esterprodukte.

Ein großer Teil der erfindungsgemäß zu verwendenden Ester, insbesondere der Polyester, ist an sich bekannt, beispielsweise werden solche Polyester in der Kunststoffindustrie und vornehmlich für Lacke verwendet. Für diese Verwendungszwecke werden im allgemeinen neutrale Ester bevorzugt, d. h. Ester mit Säure- und Hydroxylzahlen, die möglichst um Null herum liegen.

Die erfindungsgemäß für die Papierleimung verwendeten Ester sind dagegen besonders gut geeignet, wenn sie hohe Säurezahlen und/oder auch freie Hydroxylgruppen enthalten.

Für die Herstellung der Ester werden als Säurekomponente Harze und Fettsäuren, auch Hydroxysäuren, wie Rizinusöl, und/oder dienophile Mono- und Dicarbonsäuren, als Alkoholkomponente mehrwertige Alkohole, auch höhere Fettalkohole, sowie Aminoalkohole verwendet.

In den folgenden Beispielen ist die Erfindung näher erläutert, und zum Vergleich ist in den Abb. I und II der Leimungsgrad nach Cobb der erfindungsgemäßen Leime mit dem von zwei handelsüblichen Harzleimen, nämlich einer normalen Harzseife und einer Freiharzdispersion, verglichen.

009 567/314

Die Versuche wurden mit gebleichtem Sulfitzellstoff von 40 Mahlgraden Schopper-Riegler gemacht bei gleichbleibendem Alaunzusatz. Die Blätter wurden bei 110° C getrocknet und nach 12stündigem Verweilen im Klimaraum bei 20° C und 65% Luftfeuchtigkeit nach der Methode von Cobb auf Leimung geprüft.

Die Kurven zeigen die Wasserabsorption von 100-cm²-Papier in einer Minute in Abhängigkeit vom Leimgehalt (gerechnet als Gesamttrockengehalt des Leimes in %, bezogen auf Zellstoff). 10 mg Wasseraufnahme ent- ίο sprechen 1 Grad Cobb.

Beispiel 1

85 Teile Glyzerintriresinat werden mit 12 Teilen Maleinsäureanhydrid bis zur Adduktbildung umgesetzt, dann bei etwa 120 bis 150⁰C mit 5 Teilen Rizinusöl gemischt und ¹Z₂ Stunde bei dieser Temperatur gehalten. Das erhaltene Produkt wird dann in an sich bekannter Weise mit Natriumresinat und Kasein dispergiert und zur Leimung eine etwa 40%ige Dispersion verwendet. Das Ergebnis wird durch Kurve 1 der Abb. I veranschaulicht.

Beispiel 2

480 Teile eines Adduktes aus Harz und Maleinsäureanhydrid werden mit 62 Teilen Äthylenglykol und 25 Teilen Diäthylenglykol in ¹Z₂ Stunde bei etwa 130 bis 150° C umgesetzt. Der erhaltene Monoester wird mit 160 Teilen Harz gemischt und gemäß Beispiel 1 dispergiert. Der Leimungsgrad ist ersichtlich aus Kurve 2 der Abb. I.

giert. Der Leimungsgrad ist aus Kurve 1 der Abb. II zu entnehmen.

Beispiel 8

Die Kurven 2,3 und 4 der Abb. II zeigen den Leimungsverlauf mit bekannten Freiharzleimen, in denen 40°/₀ des Naturharzes jeweils durch Pentaerythritdistearat bzw. Äthylenglykohnonoresinat bzw. Propylenglykolmonoresinat ersetzt worden sind.

Beispiel 9

134 Teile Pentaerythrit werden in an sich bekannter Weise mit 305 Teilen Harz und 285 Teilen einer C₁₈-Fettsäure verestert. 40 Teile dieses Esters werden mit 50 Teilen Harz gemischt, und das Gemisch wird dann mit 10 Teilen Natriumresinat dispergiert. Der Leimungsgrad ist der Kurve 5 der Abb. II zu entnehmen.

Beispiel 10

Bei der Herstellung einer Harzseife mit einem Gehalt von 52°/₀ Harz-Maleinsäureanhydrid-Addukt (mit 13°/₀ Maleinsäureanhydrid) werden gegen Ende der Verseifung 12⁰/₀ Triäthanolaminresinat zugesetzt. Das Leimungsergebnis ist aus Kurve 6 der Abb. II zu entnehmen.

Wie aus den Kurven ersichtlich ist, werden bei Verwendung normaler Leimmengen von 1 bis 2°/₀ mit den erfindungsgemäßen Leimen ausnahmslos bessere Leimungen als mit den üblichen Naturharzleimen erzielt.

30 Beispiel 3

860 Teile eines Harz-Maleinsäureanhydrid-Adduktes werden mit 360 Teilen Glyzerinmonostearat (oder 400 Teilen Trimethylolmonostearat) verestert, zum Ester 200 Teile Harz gegeben, und dann wird mit 100 Teilen Natriumresinat und Kasein dispergiert und auf 40% verdünnt. Der Leimungsgrad ist aus Kurve 3 der Abb. I zu entnehmen.

Beispiel 4

Ein in bekannter Weise hergestellter Polyester aus Harz, Maleinsäureanhydrid, Rizinusöl und Butan-l,4-diol mit einer Säurezahl von 80 bis 90 wird mit 10% Natriumresinat und 1 % Triäthanolamin dispergiert. Der Leimungsgrad ist aus Kurve 4 der Abb. I zu ersehen.

Beispiel 5

Das gleiche Ergebnis (s. Kurve 5 der Abb. I) wird mit einem Polyester aus Harz, Maleinsäureanhydrid, Glyzerinmonostearat und Hexamethylenglykol mit einer Säurezahl von 50 bis 60 erzielt.

Beispiel 6

Aus Harzpech, das etwa 30 bis 35 % verschiedene Fettsäuren enthält, Harz, Maleinsäureanhydrid und Pentaerythrit wird ein Esterharz mit einer Säurezahl von 60 bis 65 hergestellt, das in üblicher Weise dispergiert wird. Der Leimungsgrad ist aus Kurve 6 der Abb. I zu entnehmen.

Beispiel 7

40 Teile Glyzerinmonostearat werden mit 50 Teilen Harz gemischt und mit 10 Teilen Natriumresinat disper-

Claims

PaTENTANSPBOCHE:

1. Verwendung bzw. Mitverwendung von Estern von Harzen und/oder von aus Harzen nach Diels— Aider hergestellten Addukten und/oder von Addukten aus Harzsäure- und/oder Fettsäureestern mit dienophilen Mono- und Dicarbonsäuren und/oder von an sich bekannten Polyestern als Bestandteil von Harzleimen, insbesondere Freiharzleimen.

2. Verwendung bzw. Mitverwendung von Estern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkoholkomponente der Ester aus aüphatischen ein- oder mehrwertigen Alkoholen und/oder Aminoalkoholen mit vorzugsweise 2 bis 24 C-Atomen besteht.

3. Verwendung bzw. Mitverwendung von Estern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurekomponente der Ester aus aliphatischen ein- oder mehrbasischen Carbonsäuren und/oder gegebenenfalls auch Oxycarbonsäuren besteht.

4. Verwendung bzw. Mitverwendung von Polyestern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine hohe Säurezahl und gegebenenfalls auch noch OH-Gruppen enthalten.

5. Verwendung bzw. Mitverwendung von Estern nach Anspruch 1 bis 4 in Leimen, die außerdem Aminoalkohole enthalten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 283 111, 571 299;
französische Patentschrift Nr. 665 425.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen