DE2357165B2

DE2357165B2 - Oberflächenleim- und -streichmasse für Papier

Info

Publication number: DE2357165B2
Application number: DE2357165A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Kyoto Shibahara; Yoichi Uji Kyoto Tominaga
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1972-11-15
Filing date: 1973-11-15
Publication date: 1976-01-08
Also published as: CA989529A; DE2357165A1; GB1433190A; FR2206406B1; FI56228B; JPS5325049B2; FR2206406A1; JPS4971205A; FI56228C; IT996966B; US3925328A; SE408313B

Description

Oberflächen leim- und -Streichmassen werden bekanntlich in der Regel mit Hilfe einer Leim- oder Planierpresse auf das Papier aufgebracht. Die verwendeten Leimpressen können verschieden ausgebildet sein und z. B. verschieden angeordnete Walzen aufweisen oder andere Ausgestaltungen haben, je nachdem wie die Leimlösung auf das Papier aufgebracht wird. Eine Leimpresse vom Vertikaltyp weist z. B. eine obere und eine untere Walze auf, die übereinander angeordnet sind, und eine Leimpresse vom Horizontakyp besteht aus zwei Walzen, die Seite an Seite montiert sind. In jüngster Zeit wird hauptsächlich eine Leimpresse vom geneigten Typ verwendet, die schrägliegende Walzen aufweist und mit deren Hilfe die Leimlösung auf das Papier in solcher Weise aufgebracht wird, daß die Leimlösung in den von den beiden Walzen gebildeten Damm eingebracht wird.

Zur Oberflächenleimung von Papier mit Hilfe einer Leimpresse wird in der Regel das zuvor halbgetrocknete oder mit Hilfe von unmittelbar vor der Leimpresse angeordneten Trockenvorrichtungen getrocknete Papierblatt durch den aus Leimlösung gebildeten Staudamm mit hoher Geschwindigkeit geleitet und zwischen zwei unter einem hohen Klemmdruck stehende Walzen hindurchgeführt, worauf das behandelte Blatt mit Hilfe von Trockenvorrichtungen getrocknet wird, die unmittelbar hinter der Leimpresse angeordnet sind.

Die Oberflächenleimung hat verschiedene Vorteile. So führt sie z. B. im Vergleich zur Innenleimung, zu einer bemerkenswerten Verminderung der Leimungskosten und einer Verbesserung der Papierqualität, da bei der Oberflächenleimung fast die gesamte Leimungsmasse auf der Oberfläche des Papiers zurückgehalten wird.

Bei der Oberflächenleimung auf einer Leimpresse erleidet jedoch die Leimlösung Hitze- und mechanische Schocks, die während der Leimoperalion erzeugt werden. Außerdem werden aus dem Papier in die Leimlösung Aluminiumsalze, z. B. Alaun, eluiert, die am Ende der Naßbehandlung während der Papierbahnerzeugvng-Verfahrensstufe Verwendung finden. Die aufgezeigten Erscheinungen haben einige nachteilige Effekte auf die Leimlösung und führen z. B. zur Niederschlagsbildung.

Von den Komponenten einer Leim- und -Streichlösung, insbesondere einem Leimmittel, das die Hauptkomponente der Leimlösung bildet, muß daher Stabilität gegenüber Hitze, mechanischem Schock und Aluminiumionen verlangt werden, um dem Papier

ίο Wasserfestigkeit und vorteilhafte Schreibqualität verleihen zu können.

Bisher wurden Oberflächenleimmassen des verschiedensten Typs bekannt und verwendet. Sie erwiesen sich jedoch als nicht voll befriedigend, obwohl einigen von ihnen bestimmte Vorteile nicht abzusprechen sind. So verliert bei der kontinuierlichen Leimoperation eine Leimlösung mit einem Gehalt an einer üblichen bekannten Leimmasse allmählich ihre Lösüchkeitseigenschaften gegenüber den vorhandenen Komponenten auf Grund der Einwirkung von Hitze, mechanischem Schock und Aluminiumionen, was schließlich zur Bildung von Schlamm führt. Der Schlamm bewirkt eine Verminderung des Leimungseffekts der Leimlösung und hat einen nachteiligen Einfluß auf das Aussehen des behandelten Papiers, da er sich auf der Papieroberfiäche ablagert. Die bekannten Oberflächenleimmassen wurden daher bei der Papierherstellung nur in beschränktem Maße verwendet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Oberflächenleimmasse mit verbesserten Eigenschaften und guter Stabilität unter Betriebsbedingungen anzugeben, die dem behandelten Papier bei niedrigem Kostenaufwand verbesserte Eigenschaften verleiht.

Gegenstand der Erfindung ist eine Oberflächenleim- und -streichmasse für Papier, enthaltend ein Mischpolymerisat aus Styrol und mindestens einer ungesättigten Carboxylverbindung, bestehend aus Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid oder Halbestern der Maleinsäure, wobei ein Teil des Mischpolymerisats in Forin eines wasserlöslichen Alkalimetall- oder Ammoniumsalzes vorliegen kann, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Mischpolymerisat, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge, 5 bis 50% derCarboxylgruppen in Form von Alkalimetallsalzen und 95 bis 50% der Carboxylgruppen in Form von mindestens einem Nichtmetallsalz, bestehend aus einem Ammonium- oder niedrig-Alkylaminsalz, aufweist.

In der BE-PS 6 54 889 wird ein Oberflächenleimungsmittel für Papier aus einer wäßrigen Lösung oder Dispersion von Copolymeren aus Maleinsäureanhydrid und einem «-Olefin, wie beispielsweise Styrol, beschrieben, wobei die Copolymeren mit einer Aminoverbindung unter Bildung von Imid-Amin-Verbindungen umgesetzt werden, welche dann mit einem Epihalogenhydrin zur Umsetzung gelangen.

Das Oberflächenleimungsmittel dieser BE-PS unterscheidet sich von der erfindungsgemäßen Oberflächenleim- und -streichmasse in folgenden Punkten:

Erfindungsgemäß enthalten die Copolymeren Carboxylgruppen in Form von mehr als zwei Arten von Salzen, während das Copolymere gemäß der BE-PS Carboxylgruppen in Form von substituierten Imiden aufweist, wobei das Copolymere später mit einem Epihalogenhydrin umgesetzt wird.

Die erfindungsgemäß gegenüber der genannten BE-PS erzielbaren Vorteile gehen aus der folgenden Tabelle 1 hervor:

Tabelle I

Eigenschaften der Oberflächenleim- und -Streichmassen

Eigenschaften Copolymere

Wasser- Stabilität der Leimungsgrad,

löslichkeit Leimungslösung

Sekunden BeschreibbarVeit

IGT-Oberflächenfestigkeit

cm/Sek.

Copolymeres¹) O

ierfindungsgemäß)

K-SaIz 15%

NH₄-SaIz 76%

Freie Säure 9 %

24,5 238

Copolymeres²)
(BE-PS), nicht mit Epihalogenhydrin umgesetzt

Copolymeres³)

(BE-PS), mit Epihalogen-

hydrin umgesetzt

Copolymeres⁴)
(BE-PS), nicht mit Epihalogenhydrin umgesetzt

Copolymeres⁵) O

(BE-PS), mit Epihalogenhydrin umgesetzt

') Symbole: CV. ausgezeichnet, O: gut, Δ: mittelmäßig, >: : schlecht.

^:) Das Copolymere '1 wird gemäß Beispiel 3 vorliegender Erfindung hergestellt.

³) Die Copolymercn ^:) und ³) werden nach der Methode von Beispiel 1 (Polymeres in der Tabelle) der BE-PS hcrgestcilt. Das Copolymere ■) wird nicht mit Epihalogenhydrin umgesetzt, während das Copolymere ³) einer Umsetzung mit einem Epiha'ogenhydrin unterzogen wird.

19,6

18,4

125

189

123

192

') Die Copolymercn *) und ⁵) werden nach der Methode gemäß Beispiel 1 (Polymeres 1 in der Tabelle) unter Einsatz von Styrol an Stelle von Octadccen hergestellt. Das Copolymere ⁴) wird nicht mit Epihalogenhydrin umgesetzt, während das Copolymere ^r') einer Umsetzung mit einem Epihalogenhydrin unterzogen wird.

'■") Eigenschaften: Die Eigenschaften werden nach der im Beispiel 7 gemäß vorliegender Erfindung beschriebenen Methode ermittelt.

Wie aus dieser Tabelle hervorgeht, ist die erfindungsgemäße Oberflächenleim- und -streichmasse der Masse gemäß der BE-PS 6 54 889 bezüglich Wasserlöslichkeit, Stabilität der Leimungslösung, des Leimungsgrades, der Beschrcibbarkeit sowie der IGT-Oberflächenfestigkeit überlegen.

Die DT-OS 16 96 168 betrifft ein Verfahren zum Leimen von Papier, wobei ein Copolymeres aus 30 bis 50 Molprozent Maleinsäureanhydrid oder Halbestern davon sowie 50 bis 70 Molprozent anderen Monomeren, wie Vinylalkyläther usw., verwendet werden. Das Copolymere kann bis zu 20 Molprozent Styrol enthalten. Ferner kann das Mittel wasserlösliche Alkalimetall- oder Ammoniumsalze der Copolymeren enthalten und freie Carboxylgruppen aufweisen.

In der erfindungsgemäßen Oberfiächenleim- und -streichmasse enthält demgegenüber das Copolymere immer mehr als zwei Arten von Salzen, d. h. 5 bis 50% eines Alkalimetallsalzes und 95 bis 50% wenigstens eines Nichtmetallsalzes, während das Copolymere gemäß der genannten DT-OS nur eine Salzart aufweist.

Die erfindungsgemäßen Copolymeren enthalten Styrol sowie Maleinsäure, ihr Anhydrid oder Halbester davon als wesentliche Struktureinheiten. Demgegenüber enthält das gemäß der genannten DT-OS eingesetzte Copolymere Maleinsäure, ihr Anhydrid oder Halbester davon sowie andere Monomere, wie beispielsweise Vinylalkyläther, als wesentliche Struktureinheiten, während Styrol nur eine Struktureinheit der freien Wahl ist.

Wie aus der Tabelle II hervorgeht, ist die erfindungsgemäße Oberflächenleim- und -streichmasse bezüglich der in der Tabelle II angegebenen Eigenschaften ebenfalls in überraschender Weise der in der DT-OS 16 96 168 eingesetzten Masse deutlich überlegen.

Das erfindungsgemäß eingesetzte Mischpolymerisat muß einen Carboxyl-Äquivalentwert von 80 bis 300 vorzugsweise 100 bis 240, in Form der freien Saun haben, wobei mit Carboxyläquivalent ein Molekular gewicht des Mischpolymerisats (berechnet auf freiei Säure-Basis) pro eine Carboxylgruppe gemeint ist Ein Mischpolymerisat mit einem derartigen Wer

von unter 80 besitzt keinen ausreichenden Leimeffekt und ein derartiger Wert von über 300 führt zu eine Abnahme des Leimeffckts und der Löslichkeit de Mischpolymerisats in Wasser. Beim Leimen unte harten Bedingungen, z. B. bei langem kontinuier lichem Betrieb und strengen pH-Werten, erweist e sich als vorteilhaft, einen vergleichsweise niedrigei Wert für das Carboxyläquivalent innerhalb des an gegebenen Bereichs von 80 bis 300 zu wählen, d; niedrigere Carboxyläquivalcntwerte eine bessere Lös lichkeit des Mischpolymerisats in Wasser bewirken

5 6

Gegenüber der DT-OS 16 96168 werden erfindungsgemäß folgende Vorteile erzielt:

Tabelle II

Eigenschaften der Oberflächenleim- und -Streichmassen

Eigenschaften Stabilität der Leimungsgrad Beschreibbar- IGT-Oberflächen-

Leimungslösung keii festigkeit

Sekunden cm/Sek.

Copolymeres⁹) (erfindungsgemäß) Kaliumsalz 15% NH₄-SaIz 76% freie Säure 9 %

Copolymeres⁷) (DT-OS)
NH₄-SaIz 100%

Copolymeres⁸) (DT-OS)
NH₄-SaIz 100%

24,5

15,4

17,3

238

170

3 bis 4 185

·) Symbole: Die Symbole sind die gleichen wie in Tabelle I'

⁷) Das Copolymere ·) wird nach der Methode von Beispiel 3 gemäß vorliegcncr Erfindung hergestellt.

^e) Das Copolymere wird nach dom im Beispiel 1 der DT-OS 16 96 168 beschriebenen Verfahren

hergestellt.
') Das Copolymere ^a) wird nach der Methode von Beispiel 1 unter Einsatz von 40 Molprozent Vinyl-

isobutyläther, 20 Molprozent Styrol sowie 40 Molprozent Maleinsäureanhydrid an Stelle von

Vinylisobutyläther und 50 Molprozent Maleinsäureanhydrid hergestellt.
¹⁰) Eigenschaften: Die Eigenschaften werden nach der Methode gemäß Beispiel 7 der vorliegenden

Erfindung bestimmt.

Erfindungsgemäß müssen ferner die Carboxyl- verwendbar. Die bevorzugten Nichtmetallsalze sind

gruppen des verwendeten Mischpolymerisats in Form das Ammoniumsalz und Salze, die aus Aminen mit

von speziellen Salzen vorliegen, um die erfindungs- 35 einem Molekulargewicht von nicht mehr als 60 und

gemäß erzielbaren Vorteile zu erhalten. So müssen einem Siedepunkt von nicht mehr als 20°C (bei

5 bis 50% der gesamten Carboxylgruppen in Form 760 mm Hg) gebildet sind.

eines AlkalimetaTlsalz.es und 95 bis" 50% der gesamten Das erfindungsgemäß verwendbare Mischpolymeri-

Carboxylgruppen in Form mindestens eines aus einem sat kann nach den verschiedensten üblichen bekannten

Ammoniumsalz oder einem Niedrigalkylaminsalz be- 40 Verfahren hergestellt werden. Zu seiner Herstellung

stehenden Salzes vorliegen. wird in der Regel Styrol und die aus Maleinsäure-

Bei Vorliegen von weniger als 5% Alkalimetall- anhydrid, Maleinsäure oder Halbcstern von Maleinsalzen reicht die Menge nicht aus, um die Stabilität säure bestehende ungesättigte Carboxylverbindung des Mischpolymerisats unter den Betriebsbedingungen in Gegenwart eines Lösungsmittels, z. B. von Toluol, der Leimpresse zu verbessern, und bei Vorliegen von 45 mischpolymerisiert, worauf das erhaltene Mischpolymehr als 50% Alkalimetallsalzen führt dies zu einem merisat neutralisiert wird, um Salze zu bilden. Ferner nachteiligen Effekt auf die Leimwirkung des Misch- kann das Mischpolymerisat auch direkt durch Mischpolymerisats. Vorzugsweise liegen 10 bis 25% Alkali- polymerisation von Styrol und Salzen der ungesättigten metallsalze vor bei Berücksichtigung von sowohl vor- Carboxylverbindung hergestellt werden. Die Bildung teilhaftem Leimeffekt als auch Stabilität des Misch- 50 von Halbestern kann durchgeführt werden, nachdem Polymerisats. Es hat sich als ganz besonders vorteil- Styrol und Maleinsäureanhydrid oder Maleinsäure haft erwiesen, höhere Werte im angegebenen Bereich mischpolymerisiert sind. Typische geeignete Alkohole von 5 bis 50% Alkalimetallsalz zu wählen, wenn eine für die Veresterung sind z. B. einwertige aliphatische gute Stabilität des Mischpolymerisats besonders ge- Alkohole mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, die gerade fordert wird. Carboxylgruppen in Form von Am- 55 oder verzweigte Ketten oder alicyclische Ringe aufmonium- oder Niedrigalkylaminsalz machen Vorzugs- weisen können. Bevorzugte Alkohole sind solche mit weise 90 bis 75% der gesamten Carboxylgruppen aus. 4 bis 8 Kohlenstoffatomen in gerad- oder verzweigt-Das Mischpolymerisat kann freie Carboxylgruppen kettiger Anordnung.

in einer Menge von unter 45%, vorzugsweise von Das molare Verhältnis von Styrol zur ungesättigten

unter 15%, bezogen auf die Gesamtmenge an Carboxyl- 60 Carboxylverbindung beträgt in der Regel 30 bis

gruppen, enthalten. 90 : 70 bis 10, vorzugsweise 45 bis 60 : 55 bis 40.

Typische geeignete Alkalimetallsalze sind z. B. das Das erfindungsgemäß verwendbare Mischpoly-Natriumsalz, das Kaliumsalz und Gemische derselben. merisat kann eine oder mehrere zusätzliche Struktur-Typische geeignete Niedrigalkyl(C,_₃)aminsalze sind einheiten aufweisen. Typische geeignete, derartigen z. B. Monomethylamin, Dimethylamin, Trimethyl- 65 Struktureinheiten zugrundeliegende äthy'.enisch ungeamin, Monoäthylamin, Diäthylamin, Triäthylamin sättigte Monomere (als drittes Monomer) sind z. B. und Gemische derselben. Gemische aus Ammonium- Monomere mit Carboxylgruppen, z. B. Acrylsäure, salz und dem angegebenen Aminsalz sind ebenfalls Methacrylsäure und Fumarsäure; Vinylmonomere,

ζ. B. Vinylacetat, Vinylchlorid und Λ-Olefine; Acrylate und Methacrylate, ζ. B. Methylacrylat, Methylmethacrylat, Bulylmethacrylat, Hexylmethacrylat, Octylmethacrylat und Octylacrylat; und spezielle Acrylmonomere, z. B. Acrylamid und Hydroxyäthylacrylat. Unter diesen Monomeren erweisen sich Acrylate und Methacrylate mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen als besonders vorteilhaft. Das dritte Monomer kann in einer molaren Menge von unter 60%, vorzugsweise von unter 40%, bezogen auf die Gesamtmenge, vorliegen. Enthält das dritte Monomer eine Carboxylgruppe, so wird diese Gruppe bei der Bestimmung des Carboxyläquivalents und beim Prozentgehalt an in Salzform vorliegenden Carboxylgruppen berücksichtigt.

Erfindungsgemäß haben sich Mischpolymerisate als besonders vorteilhaft erwiesen, die mindestens 1000 cps in einer 40gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung bei 30⁰C aufweisen.

Die Oberflächenleimmasse nach der Erfindung kann allein aus dem angegebenen Mischpolymerisat bestehen. In der Regel wird jedoch das Mischpolymerisat zusammen mit Modifiziermitteln verwendet, z. B. mit modifizierten Stärken, z. B. oxidierten Stärken und enzymatisch umgewandelten Stärken, oder Polyvinylalkohol«!. Das Gewichtsverhältnis von Mischpolymerisat zu Modifiziermittel kann 0,1 bis 50 : 99,9 bis 50 sein. Ferner kann das Mischpolymerisat zusammen mit üblichen bekannten Leimmitteln und anderen Modifiziermitteln, z. B. Kolophoniumharzen und Petroleumharzen, verwendet werden.

Die Oberflächenleim- und -streichmasse nach der Erfindung kann auf die Papierblätter in üblicher bekannter Weise aufgebracht werden. So wird z. B. die Leimmasse in Wasser gelöst oder dispergiert unter Bildung einer Leimlösung (1 bis 20 Gewichtsprozent) und die erhaltene Lösung wird mit Hilfe einer Leimpresse auf das Papier aufgebracht, worauf das behandelte Papierblatt getrocknet wird. Die Menge an auf dem Papier abgelagertem Mischpolymerisat beträgt in der Regel 0,01 bis 0,5 g/m², bezogen auf Feststoffe, vorzugsweise 0,05 bis 0,15 g/m², bezogen auf Feststoffe. Unter Berücksichtigung des zusammen mit dem Mischpolymerisat verwendeten Modifiziermittels beträgt die Menge an auf dem Papier abgelagerter Leimmasse, jeweils bezogen auf Feststoffe, in der Regel 1 bis 5 g/m², vorzugsweise 2 bis 3 g/m².

Die erfindungsgemäße Oberflächenleimmasse ist für die verschiedensten Typen von Grundpapier verwendbar, z. B. für Papier mit Füllstoffgehalt, Wasserpapier und schwach geleimte Papiere. Bevorzugt wird Papier, das keine oder nur wenig Innenleimmasse enthält.

Die Oberflächenleimmasse nach der Erfindung zeichnet sich durch einen guten Leimeffekt und gute Stabilität in der Leimlösung aus. Die die erfindungsgemäße Leimmasse enthaltende Leimlösung bildet daher keinen Schlamm selbst unter harten Betriebsbedingungen auf der Leimpresse, z. B. bei langem kontinuierlichem Betrieb. Bei der erfindungsgemäßen Oberflächenleim- und -streichmasse nach der Erfindung handelt es sich somit um eine stabile Oberflächenleimmasse mit ausgezeichneter Hitze, mechanischer und Alaunwiderstandsfähigkeit beim Oberflächenleimen von Papier.

Der verwendete Ausdruck »Carboxylgruppen« bezieht sich außer auf freie Carboxylgruppen auch auf Carboxylgruppen in Form eines Salzes oder Anhydrids, wobei einem Anhydrid zwei Carboxylgruppen zugrunde gelegt werden.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern und zeigen unter anderem die Herstellung von typischen, in den Leimmassen nach der Erfindung verwendbaren hydrophilen Polymerisaten. Die in den Beispielen angegebenen Viskositäten wurden in 40gewichtsprozentiger wäßriger Lösung bei 30⁰C gemessen, und die pH-Werte in 4gewichtsprozentiger ίο wäßriger Lösung.

Beispiel 1

In einen 1-Liter-Vierhals-Rundkolben, der ausgestattet war mit einem Rührer, einem Rückfiußkühler, einem Tropftrichter, einem Thermometer und einem Gaseinlcitungsrohr für Stickstoffgas, wurden 230,8 g Methylethylketon, 1,0 g Laurylmercaptan und 45,0 g Maleinsäureanhydrid eingebracht. Das Gemisch wurde auf Rückflußtemperatur erhitzt und unter Stickstoffatmosphäre gerührt. Dem Gemisch wurde sodann eine Lösung zugesetzt, die erhalten wurde durch Lösen von 0,5 g 2,2'-Azobisisobutyronitril in 26,3 g Styrol und 32,4 g Methylmethacrylat langsam innerhalb von etwa 4 Stunden, worauf das Reaktionsgemisch für weitere 2 Stunden unter Rückflußtemperatur gehalten wurde. Das erhaltene Gemisch wurde in einem Wasserbad auf 6O⁰C gekühlt und mit 37 g einer lOgewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von Natriumhydroxyd neutralisiert. Die erhaltene neutralisierte Lösung wurde zur Entfernung von Methyläthylketon destilliert und mit 50,3 g einer 28gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von Ammoniumhydroxyd neutralisiert, nachdem sie auf 60°C abgekühlt worden war. Es wurde eine 40gewichtsprozentige wäßrige Lösung des Mischpolymerisats erhalten.

Das erhaltene Mischpolymerisat hatte ein Carboxyläquivalent von 109, eine Viskosität von etwa 5000 cps und einen pH-Wert von 9,5.10% der Carboxylgruppen des Mischpolymerisats, bezogen auf die Gesamtmenge, lagen in Form des Natriumsalzes, und 90% in Form des Ammoniumsalzes vor.

Beispiel 2

Das im Beispiel 1 angegebene Verfahren wurde wiederholt unter Erzielung des Mischpolymerisats in Form freier Säure und das erhaltene Mischpolymerisat wurde mit 29,6 g n-Butylalkohol verestert unter Erzielung eines Mischpolymerisats mit einem Carboxyläquivalent von 256. Danach wurde das erhaltene Mischpolymerisat wie im Beispiel 1 beschrieben neutralisiert, wobei eine40gewichtsprozentige wäßrige Lösung des Mischpolymerisats erhalten wurde, das 30% der Carboxylgruppen in Form des Natriumsalzes und 70% in Form des Ammoniumsalzes enthielt. Das Mischpolymerisat hatte eine Viskosität von 8000 cps und einen pH-Wert von 9,4.

Beispiel 3

Nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrer wurde ein Mischpolymerisat hergestellt unter Verwendung von 178,2 g Äthylendichlorid, 1,2 g Lauryl mercaptan, 54,0 g Maleinsäureanhydrid, 50,4 g Styrol 15,6 g n-Bu»ylacrylat und 0,6 g 2,2'-Azobisisobutyro nitril. Du- η Neutralisation wurde eine 40gewichts prozentige wäßrige Lösung des Mischpolymerisat erhalten, das 15% Carboxylgruppen in Form de Kaliumsalzes, 76% in Form des Ammoniumsalze und den Rest in Form von freien Carboxylgruppe!

509 582/39

Versuch

Nr.

aufwies. Ferner hatte das erhaltene Mischpolymerisat Tabelle ein Carboxyläquivalent von 114, eine Viskosität von etwa 6000 cps und einen pH-Wert von 8,2.

B e i s pi e1 4

Nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde ein Mischpolymerisat hergestellt unter Verwendung von 230,8 g Toluol, 1,0 g Laurylmercaptan, 45,0 g Maleinsäureanhydrid, 47,8 g Styrol und 0,5 g 2,2'-Azobisisobutyronitril. Nach Neutralisation wurde eine 40gewichtsprozentige wäßrige Lösung des Mischpolymerisats erhalten, das 20% Carboxylgruppen in Form des Natriumsalzes, 70% in Form des Ammoniumsalzes und den Rest in Form von freien Carboxylgruppen aufwies. Das Mischpolymerisat hatte ein Carboxyläquivalent von 101, eine Viskosität von etwa 9000 cps und einen pH-Wert von 8,1.

Oberflächenlcimniittel Stabilität der Leimlösungen

Beispiel 5

20

Das im Beispiel 4 beschriebene Verfahren wurde wiederholt zur Herstellung des Mischpolymerisats in freier Säureform, worauf das erhaltene Mischpolymerisat neutralisiert wurde unter Erzielung einer 40gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung des Misch-Polymerisats, das 20% Carboxylgruppen in Form des Natriumsalzes, 70% in Form des Monoäthylaminsalzes und den Rest in Form von freien Carboxylgruppen aufwies. Das Mischpolymerisat hatte eine Viskosität von 10 000 cps und einen pH-Wert von 9,4.

Beispiel 6

Dieses Beispiel zeigt die Prüfung der Stabilität. Der Stabilitätstest wurde an jeder der Leimlösungen durchgeführt, die aus den gemäß Beispielen 1 bis 5 erzeugten Mischpolymerisatlösungen hergestellt wurden.

Die wäßrige Leimlösung (5000 ml) wurde in der Weise hergestellt, daß sie 0,8 Gewichtsprozent des jeweiligen erfindungsgemäß verwendbaren Misch-Polymerisats und 7,2 Gewichtsprozent oxydierte Stärke enthielt. Zu Vergleichszwecken wurden wäßrige Leimlösungen unter Verwendung üblicher bekannter Leimungsmittel an Stelle des erfindungsgemäß verwendbaren Mischpolymerisats hergestellt. Jede der erhaltenen Leimlösungen wurde mit Hilfe einer Handpumpe einer Laborpresse vom geneigten Typ zugeführt. Der Abfluß der Lösung wurde recyclisiert. Die Stabilität wurde in der Weise bestimmt, daß alle 30 Minuten die Bildung von Schlamm untersucht wurde.

Die verwendeten Testbedingungen waren wie folgt:

1. Geschwindigkeit der
Presse:

2. Klemmdruck:

3. Betriebszeit:

4. Temperatur der
Lösung:

5. pH-Wert der Lösung:

100 m/min
20 kg/cm
8 Stunden

eingestellt auf 6O⁰C
eine wäßrige Alaunlösung (0,5 Gewichtsprozent) wurde alle 60 Minuten zugegeben, so daß der pH-Wert 4 Stunden nach dem Start auf 5,0 eingestellt war.

Die Ergebnisse des Stabilitätstests werden in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt.

55

60

1	gemäß Beispiel 1	mehr als 8 Stunden lang
		keine Schlarnmbildung
		während des Leimens
		auf der Presse
2	gemäß Beispiel 2	desgl.
3	gemäß Beispiel 3	desgl.
4	gemäß Beispiel 4	desgl.
5	gemäß Beispiel 5	desgl.
6	Kolophoniumharz	bereits nach 0,5 Stunden
	leim	viel Schlamm
	(Stand der Technik)
7	Petroleumharz	nach 1,5 Stunden viel
	leim	Schlamm
	(Stand der Technik)
8	Styrol-Malein-	nach 3,0 bis 3,5 Stunden
	säureanhydrid-	viel Schlamm
	Copolymer
	(Stand der Technik)

65

Beispiel 7

Dieses Beispiel zeigt die Prüfung des Leimeffekts. Zur Durchführung des Tests wurde jedes der gemäß Beispiel 1 bis 5 hergestellten Mischpolymerisate, sowie die in der unten angegebenen Tabelle 2 aufgeführten üblichen bekannten Leimmittel zu Leimmassen verarbeitet und zum Leimen von Papieroberflächen verwendet. Das geleimte Papier wurde in bezug auf Leimungsgrad, Schreibeigenschaften und Oberflächenfestigkeit getestet.

Die Betriebsbedingungen für das Leimen waren wie folgt:

1. Grundpapier:

Verwendet wurde ein Papier, das durch Verarbeitung einer Pulpe L-BKP in Bahnen verarbeitet worden war und einen Mahlgrad von 420 ml aufwies, Ton als Füllstoff enthielt und mit einem Kolophoniumharz als Innenleimmittel bei einem pH-Weit von 4,5 (eingestellt mit Alaun) verstärkt war. Das angegebene Papier hatte ein Gewicht von 60 bis 62 g/m², einen Aschegehalt von 13,0% und einen Kolophoniumharzgehalt von 0,09 Gewichtsprozent.

2. Oberflächenleimlösung (in Gewichtsprozent):

Oxydierte Stärke 7,6

zu testendes Leimmittel (aktiv) 0,4

Wasser 92

gesamt 100

3. Leimoperation:

Geleimt wurde mit Hilfe einer Laborpresse vom Schrägtyp mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min und einem Klemmdruck von 10 kg/cm.

4. Für den Test herangezogenes Papier:

Das wie angegeben behandelte Papier enthielt pro Quadratmeter Fläche 0,1 g Leimmittel und 2,0 g oxydierte Stärke. Die bei den Leimeffekttests erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2

12

Versuch
Nr.

OberflächenleimmiUel

Leimungsgrad¹) Schreibeigenschaften²)

(see.)

IGT-Oberflächenfestigkeit³)

(cm/sec.)

1	gemäß Beispiel 1	23,3	5 bis 6	203
2	gemäß Beispiel 2	21,1	5 bis 6	184
3	gemäß Beispiel 3	24,5	6	238
4	gemäß Beispiel 4	23,0	5 bis 6	208
5	gemäß Beispiel 5	23,0	5 bis 6	205
6	Kolophoniumharzleim (Stand der Technik)	20,2	3 bis 4	146
7	Petroleumharzleim (Stand der Technik)	19,5	4	142
8	Styrol-Maleinsäure- anhydrid-Copolymer (Stand der Technik)	21,5	5 bis 6	193

^l) Der Leimungsgrad wurde nach der Stöckigt-Methode JIS P-8122 bestimmt. ^!) Die Schreibeigenschaften wurden nach der Tappi Standardmethode Nr. 12 bestimmt. ³) Die IGT-Oberfiächenfestigkeit wurde nach der Tappi Standardmethode T 499 Su-64 »Surface strength of Paper« im IGT-Tester bestimmt.

Claims

Patentanspruch:

Oberflächenleim- uid -streichmasse für Papier, enthaltend ein Mischpolymerisat aus Styrol und mindestens einer ungesättigten Carboxylverbindung, bestehend aus Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid oder Halbestern der Maleinsäure, wobei ein Teil des Mischpolymerisats in Form eines wasserlöslichen Alkalimetall- oder Ammoniumsalzes vorliegen kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge, 5 bis 5G% der Carboxylgruppen in Form von AlkalimetaUsalzen und 95 bis 50% der Carboxylgruppen in Form von mindestens einem Nichtmetallsalz, bestehend aus einem Ammonium- oder niedrig-Alkylaminsalz, aufweist.