DE957969C - Verfahren zur Herstellung eines Klebstoffs aus basischen Alu mmiumsalzen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 14. FEBRUAR 1957

C 8382 IVa/22 i

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Klebstoffes aus basischen Aluminiumsalzen, der ähnliche Eigenschaften wie Kordofan Gummiarabikum besitzt.

Es ist wohl bekannt, daß Kordofan Gummiarabikum gegenwärtig in Industrie und Handel sehr gefragt ist und daß bis jetzt in vielen Fällen kein Ersatz dafür vorhanden war, besonders für die Gummierung von Papier für spezielle Zwecke, wie z. B. für Briefmarken, Zigarettenpapier, Umschläge, Etiketten usw.

Die wesentlichen Eigenschaften dieses neuen Klebstoffes, die hier beschrieben werden, ebenso wie die außerordentliche Wirksamkeit übertreffen bei weitem diejenigen des natürlichen Gummiarabikums; so kann dieses neue Produkt z. B. in konzentrierteren Lösungen hergestellt werden, weiterhin kann es besser aufgelöst werden, haftet besser und kann besser entfernt werden, wobei die Lösungen nicht schimmeln und jeder gewünschte Grad von Konzentration in flüssigem wie festem Zustand beständig gehalten werden kann.

Dieser neue synthetische Klebstoff kann leicht

für den Gebrauch in jeder Art von Gummierungsmaschinen abgeändert werden, und die fertige Gummierung wird sehr haltbar, durchsichtig und glänzend sein.

Weiterhin ist die Verwendbarkeit in Industrie und Handel sehr ausgedehnt, dank der Tatsache, daß der Klebstoff, abgesehen davon, daß er allen Erfordernissen hinsichtlich der Gummierung von

ίο Papier entspricht, in Flaschen, Büchsen, Tuben oder ähnlichen Behältern für die Verwendung in Büros abgefüllt werden kann, so daß die Verwendungsmöglichkeiten zu zahlreich sind, um sie aufzuzählen.

Aus der französischen Patentschrift 903 169 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Klebstoffes aus basischem Aluminiumsulfat bekanntgeworden, der aber nicht stabil ist, da bekanntlich mehrwertige Basen mehrere Formen von basischen Salzen bilden und durch Abspalten von Wasser in niedrigerbasische Salze durch die Einwirkung von Luft beim Lagern übergehen (besonders bei hauchdünnen Schichten des Klebstoffes auf Briefmarken, Briefumschlägen u. dgl.). Die Klebkraft verschwindet unter diesen Umständen mit der längeren Lagerung vollständig; zudem schmecken aber die genannten Aufstriche unangenehm nach Alaun.

Diese Nachteile werden durch den erfindungsgemäßen Klebstoff behoben.

Der erfmdungsgemäße synthetische Klebstoff wird gewonnen, indem man metallisches Aluminium oder dessen Salze in Natriumhydioxyd 'und Wasser auflöst. Hierdurch erhält man Aluminiumhydroxyd, welches dann mit einer oder mehreren der verschiedenen organischen Säuren neutralisiert wird, die vorher in reinem Wasser oder Trinkwasser gelöst wurden.

Die hier erwähnten Aluminiumsalze sind Aluminiumsulfat, Alaun, Aluminiumazetat, Aluminiumhydroxyd, Aluminiumoxyd oder irgendein anderes Aluminiumsalz.

Die hierfür verwendeten organischen Säuren sind Zitronen-, Wein- und Ameisensäure, welche entweder jede für sich oder gemischt und in reinem oder Trinkwasser gelöst verwendet werden.

Ein vorzugsweise angewandtes Verfahren wird im folgenden in allen Einzelheiten beschrieben, wobei auf die einzelnen Phasen des Prozesses hingewiesen wird und zum besseren Verständnis des Verfahrens und gewisser Einzelheiten eine einfache Ausdrucksweise gewählt wurde.

Die im folgenden beschriebene Lösung wird in einem passenden Gefäß, das die dreifache Menge der gewünschten Flüssigkeit faßt, hergestellt: 4I reines oder Trinkwasser, 10 g Natriumchlorat, 1 kg Natriumhydroxyd (gewöhnlich als Ätznatron bezeichnet), 200 g einer Ammoniaklösung von 22 bis 24⁰ Be und 400 g körniges metallisches Aluminium. Die Lösung des Natriumhydroxyds in Wasser wird eine starke Reaktion des Aluminiummetalls auslösen, wodurch sich Gase bilden, eine Erhöhung der Temperatur erfolgt und sich reichlich weißer Schaum entwickelt.

Nachdem das metallische Aluminium völlig auf gelöst ist, läßt man die erhaltene Flüssigkeit ab kühlen und füllt sie in erkaltetem Zustand ab in ^ dem man sie durch Filterpapier oder eine Filter presse oder eine ähnliche Vorrichtung laufen läßt wobei man eine klare Flüssigkeit von gelblicher Farbe erhält, die das Auge anspricht und von vollkommen alkalischer Reaktion ist. Diese in der ersten Phase des Verfahrens erhaltene Flüssigkeit ist Aluminiumhydroxyd von 42 bis 44⁰ Be, welches für spatere Verwendung beiseite gestellt wird.

Das Natriumchlorat el>enso wie die Ammoniak lösung werden bei der Zubereitung dieses Klebstoffs nach Belieben verwendet, entsprechend dem Verwendungszweck, fur den der Klebstoff in Industrie und Handel bestimmt ist. Das Natriumchlorat kann zur Ausscheidung des Schwefelgehalts aus dem aufgelösten Aluminium verwendet werden. Die während der ersten Phase zugesetzte Ammoniaklösung hat den Zweck, dem Natriumhydroxyd seine ätzende Schärfe zu nehmen, ohne seine Lösungsfähigkeit zu beeinträchtigen.

Die zweite Phase besteht darin, das während der ersten Phase erhaltene Aluminiumhydroxyd zu neutralisieren; dies geschieht mittels einer mit klarem oder Trinkwasser hergestellten Lösung von 600 g Weinsäure und 50 g Zitronensäure oder nach Wunsch nur 650 g Zitronensäure.

Diese Säurelösung wird nach und nach einem Kilogramm des vorher hergestellten Aluminiumhydroxyd unter fortwährendem Rühren zugesetzt, wobei man darauf zu achten hat, daß die Temperatur der so hergestellten Mischung nicht über 45⁰ ansteigt. Darum muß das Mischen nach und nach geschehen, oder der Behälter, in dem gemischt wird, muß auf zweckmäßige Weise gekühlt werden.

Während man die Säurelösung in das Aluminiumhydroxyd laufen läßt, soll der Alkaligehalt der so bereiteten Mischung in bekannter Weise wiederholt getestet werden, bis eine vollständige Neutralisation von p_H = 7 erreicht ist.

Nachdem man eine Neutralisation in dieser Zusammensetzung erreicht hat, wird die Mischung mit 185 g weißem Puderzucker und 40 g Glyzerin von 30 bis 32⁰ Be angereichert, und nachdem die Masse gründlich durchgerührt wurde um sich einheitlich zu verbinden, läßt man sie sich setzen, bis sie Zimmertemperatur erreicht hat.

Sobald die vorbeschriebene Flüssigkeit abgekühlt ist, ist man im Besitz des erfindungsgemäßen synthetischen Klebstoffes, in flüssiger Form, mit ungefähr 37⁰ Be, einem p_H-Wert von 7 und im Gewicht von 2 bis 2,4 kg, der aber nach Ablauf dieser zweiten Phase noch nicht sehr haftfähig ist.

Dieser Klebstoff kann nun im Wasserbad konzentriert werden, wobei seine Klebkraft proportional zur Steigerung der Konzentration zunimmt, die bis über 6o° Be gebracht werden kann.

Derselbe Klebstoff kann auch ohne Zucker und auch ohne Glyzerin hergestellt werden, je nach dem Verwendungszweck, dem er in Industrie oder Han- i*5 del dienen soll.

Der Zucker wird lediglich zugesetzt, um dem Klebstoff einen besseren Geschmack zu geben, seine Klebkraft zu erhöhen und ihn leichter formbar zu machen. Sollte sich der zugesetzte Zucker für bestimmte Zwecke als ungenügend erweisen, dann kann die angegebene Menge erhöht werden, wobei in Ausnahmefällen auch Sacharin in kleinen Mengen verwendet werden kann.

Das Glyzerin wird zugesetzt, um den Klebstoff

ίο elastischer zu machen, seinen Glanz zu erhöhen und eine einheitlich gummierte Oberfläche zu schaffen, ohne irgendwelche Risse oder Brüche.

Da dieser Klebstoff in flüssiger Form in verschieden starker Konzentration verwendet wird, und da weiterhin ein Transport in flüssigem Zustand recht lästig und teuer ist, kann der hier beschriebene synthetische Klebstoff ohne irgendwelche Schwierigkeiten in festen Zustand gebracht werden, wofür man verschiedene Methoden anwenden kann,

d. h. indem man den flüssigen Klebstoff über 6o° Be hinaus konzentriert und ihn dann abkühlen läßt. Hierbei erhält man schöne gelbliche Kristalle, die man leicht in einem Mörser pulverisieren kann.

Mittels Verdampfung im Vakuum kann der flüssige Klebstoff in kleine, feste, unregelmäßige Körner verwandelt werden, die hübsch aussehen und leicht zu einem feinen Pulver zerstoßen werden können.

Auch kann der flüssige Klebstoff mittels Zerstäubung in feste Form gebracht werden und als feiner Kristallpuder verpackt und ohne Schwierigkeiten transportiert werden. Der erfindungsgemäße Klebstoff in seiner festen Form kann zum Gebrauch leicht in reinem oder Trinkwasser gelöst werden, wobei er seine ursprüngliche flüssige Form wiederbekommt, und dies in einer für jeden speziellen Zweck passenden Konzentration.

Nachstehend wird eine genaue Beschreibung des erfindungsgemäßen fertigen Klebstoffs gegeben, wie er nun mittels eines der zuvor beschriebenen Verfahren in Trockenform gebracht und somit fertig zum Verkauf ist, zusammen mit den notwendigen Anleitungen für die Auflösung und den Gebrauch desselben.

Der neue Klebstoff besteht aus kleinen, unregelmäßigen Körnern, ähnlich wie Kristallzucker, von leicht gelblichweißer Farbe; er kann leicht in einem Mörser zerstoßen werden, ist in kaltem Wasser gut löslich, aber noch besser löslich in heißem Wasser, in dem er eine Säure- oder Alkalireaktion zeigen wird, im Fall der Klebstoff in der zweiten Entwicklungsphase nicht völlig neutralisiert wurde, oder aber einen p_H-Wert von 7 besitzt, falls eine ordnungsgemäße Neutralisation erzielt wurde.

Die leicht konzentrierte wäßrige Lösung (z. B. mit destilliertem Wasser) ist etwas opalisierend und von blaßgelblicher Farbe. Die Lösung kann auch mit Trinkwasser hergestellt werden, wobei die Wirkung ähnlich ist.

Bei Lösung dieses getrockneten Klebstoffs in destilliertem Wasser wird die Fehlingsche Lösung etwas reduziert. Nach einer hydrochlorischen Umkehrung wird sie beträchtlich reduziert. Jod verfärbt die Lösung nicht, weder in kaltem noch in heißem Zustand. Durch Äthylalkohol entsteht ein weißer Niederschlag, wobei der Niederschlag wiederum in Wasser löslich ist. Ein weißer Niederschlag entsteht mit neutralem Bleiazetat und ebenfalls mit ammoniakalischer Blei-Subazetat-Lösung. Eisenchlorid erzeugt einen roten Niederschlag, wobei die ausgefällte Substanz in einem Überschuß von Gummi löslich ist. Bei einem Überschuß an Eisenchlorid -ändert sich die rote Farbe der ausgefällten Substanz innerhalb kurzer Frist in Gelb. Mit Salzsäure ist die Ausfällung gelatineartig weiß, kann jedoch innerhalb kurzer Zeit durch Rühren wieder aufgelöst werden, das Produkt wird jedoch in kurzer Zeit gerinnen und eine gelatineartige Masse bilden. Diese schmilzt nicht bei 200⁰ C, wird bernsteinfarben, ist bei 230° C beinah schwarz und bei 280° C ganz schwarz. Sie hat einen

Feuchtigkeitsgehalt bei 105⁰ C von 13,65 °/o

Asche 31.10 %

Albuminoid 0,15 °/o

Hydrocarbonate Rest 55,10 %

Die Asche setzt sich zusammen aus Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd, Calciumoxyd, Kaliumoxyd, Natriumoxyd als Basen. Im Produkt befinden sich Kohlensäure, Schwefelsäure und Kieselsäure als Säuren.

Deshalb sollten 250 g des Trockenprodukts, kristallisiert und körnig, einem Test unterworfen werden; man wird dann beobachten, daß es sich schnell in einem Wasserbad mit 181 g in destilliertem Wasser löst, d. h. 57,97 g in 100 g seiner Lösung. Die gewonnene Lösung ist gelblich, dick und zäh mit folgenden Eigenschaften: sie schimmelt nicht, die Konzentration bei 18⁰C ist 1,3933 (Mohr-Westphal), die Viskosität bei der gleichen Temperatur ist 17,50° Engler, was 1,274 stokes und 1,775 poises entspricht.

Beim Umrühren bildet sich kein Schaum, welche Eigenschaft den reduzierten Werten entspricht: der Oberflächenspannung von 29,929 dyn pro Zentimeter als absoluter Wert bei einer Temperatur von i8° und 0,4128 als relativer Wert zu Wasser. Das Produkt ist also spannungsaktiv, d. h. es besitzt Kapillaraktivität.

Es ist optisch aktiv, mit einer spezifischen Rotationskraft bei i8° für gelbes Natriumlicht von + 21,4°.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Klebstoffs aus basischen Aluminiumsalzen, dadurch gekennzeichnet, daß man metallisches Aluminium oder Aluminiumsalze mit in Wasser gelöstem Natriumhydroxyd bis zur Bildung von Aluminiumhydroxyd umsetzt und dann mit Hilfe einer Lösung von organischen Säuren in Wasser neutralisiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Natriumhydroxydlösung

Natriumchlorat und Ammoniak in einer Lösung von 22 bis 24⁰ Be zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die erwähnten organischen Säuren eine oder mehrere aus der Gruppe Zitronensäure, Weinsäure, Ameisensäure usw. verwandt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Zucker, Saccharin oder Traubenzucker und Glyzerin zugesetzt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften :
Französische Patentschrift Nr 903 169.

O 609 579/456 8. 56 (609 797 2. 57)