DE1190322B - Fuell- und/oder Streichmasse fuer die Herstellung von Papierprodukten - Google Patents

Description

• Füll- und/oder Streichmasse für die Herstellung von Papierprodukten Zur Herstellung von Schichtpreßstoffen werden ungeleimte, pigmentierte Papiere, sogenannte uLaminat«-Papiere, zusammen mit Kunststoff-Vorkondensaten verpreßt. An diese Laminat-Papiere werden hohe Anforderungen, vor allem in bezug auf Pigmentierung und Naßfestigkeit, gestellt.
• Die Pigmentierung der Laminat-Papiere erfolgt in der Masse oder im Strich. Dabei werden wäßrige Pigmentteige oder Pasten verwendet, die unter Zusatz von Dispergiermitteln hergestellt sind. Als Dispergiermittel haben sich in der Praxis bisher ausschließlich Kondensationsprodukte aus Naphthalinsulfonaten und Formaldehyd bewährt, da nur diese Produkte eine gute Dispergierung der Pigmente bewirken, ohne während der Verarbeitung zu unerwünschter Schaumbildung zu führen; sie werden im allgemeinen in der verhältnismäßig großen Menge von mindestens 10% zugesetzt.
• Neben dem Pigmentteig müssen der Papiermasse noch Produkte zugesetzt werden, die eine gute Retention ergeben, d. h. die das Festhaltevermögen der Cellulose für die Pigmente erhöhen und das Ausschwimmen der Pigmente verhindern. Außerdem müssen Produkte zugesetzt werden, die eine Naßverfestigung der Laminat-Papiere bewirken.
• Zwei Verfahren werden zur Herstellung von Laminat-Papieren angewendet, die jedoch beide nicht befriedigen.
• Beim ersten Verfahren setzt man der Papiermasse als Retentionsmittel Natriumaluminat und zur Naßverfestigung Melaminharze, deren Kondensation durch Aluminiumsulfat bewirkt wird, zu. Um die Naßverfestigung durch Melaminharze herbeizuführen, muß man die Papiermasse, die die erforderlichen Zusätze enthält, auf ein pH von 4,5 einstellen, und die daraus hergestellte Papierbahn muß man dann vor der Verarbeitung auf Schichtpreßstoffe auf ein pH von 6,5 bis 7 einstellen. Dies erfordert einen beträchtlichen Arbeitsaufwand. Die nach diesem Verfahren hergestellten Laminatpapiere sind außerdem nur beschränkt lagerfähig, da das zur Naßverfestigung zugesetzte Melaminharz in den fertigen Papieren leicht weiter vernetzt, wodurch die Papiere brüchig oder zu hart werden. Die Notwendigkeit, die unter Verwendung von Melaminharz hergestellten Laminat-Papiere möglichst rasch auf Schichtpreßstoffe weiterzuverarbeiten, stellt ebenfalls einen schwerwiegenden Nachteil des Verfahrens dar.
• Im zweiten Verfahren zur Herstellung von Laminat-Papieren werden der Papiermasse zur Retention des Pigmentes und zur Naßverfestigung kationaktive Hilfsmittel zugesetzt, z. B. solche, wie sie in der deutschen Auslegeschrift 1010 736, in der USA.-Patentschrift 2 595 935 oder in der französischen Patentschrift 1093 048 beschrieben sind. Da die gleichzeitig verwendeten Pigmentteige als Dispergiermittel die anionaktiven Kondensationsprodukte aus Naphthalinsulfonaten und Formaldehyd enthalten, werden diese Hilfsmittel durch Salzbildung ausgefällt, wodurch ihre Wirksamkeit wesentlich herabgesetzt wird. Insbesondere die Pigmentretention ist bei diesem Verfahren sehr schlecht. Ein Teil des Pigments schwimmt aus und geht im Abwasser für den Prozeß verloren.
• Zur Verbesserung der Eigenschaften von beschichtetem Papier für photographische Zwecke ist bekannt, dem Papier oder den Schichten einen Ester, der bei der Reaktion einer Mischung eines Äthylenglykolmonoalkyläthers und von Äthylenglykol mit einer Dicarbonsäure entsteht, zuzusetzen. Hierdurch soll ein Schäumen der Gelatine in der Emulsionsschicht verhindert werden. Ein Einarbeiten von Pigmentteigen bzw. Pigmentpasten in Laminat-Papiere, die zur Herstellung von Schichtpreßstoffen verwendet werden, ist dieser bekannten Lehre nicht zu entnehmen.
• Versuche, die als Dispergiermittel verwendeten Kondensationsprodukte aus Naphthalinsulfonaten und Formaldehyd durch nichtionogene Produkte zu ersetzen, sind bisher erfolglos geblieben. Entweder zeigten die verwendeten nichtionogenen, oberflächenaktiven Substanzen eine nur ungenügende Dispergierwirkung, oder die Produkte bewirkten bei der Einarbeitung der Pigmentteige in die Papiermasse ein so starkes Schäumen, daß dadurch die Anwendung unmöglich wurde.
• Es wurde nun gefunden, daß sich zur Herstellung von pigmentierten, angeleimten, naßfesten Papieren solche wäßrigen Pigmentpasten besonders gut eignen, die neben Pigmenten als Dispergiermittel nichtionogene, wasserlösliche Alkylenglykoläther und/ oder niedermolekulare Polyalkylenglykoläther enthalten. Die mit diesen Dispergiermitteln hergestellten Teige oder Pasten schäumen nicht und lassen sich hervorragend in die Papiermasse einarbeiten. Der Zusatz der gebräuchlichen kationaktiven Retentions- und Naßverfestigungsmittel zur Papiermasse ist möglich, ohne daß störende Ausfällungen auftreten. .Die Pigmentausnutzung ist infolge der dadurch erreichbaren hohen Retention sehr gut, die Trocken- und Naßverfestigungswerte der unter Verwendung der erfindungsgemäßen Pigmentteige hergestellten Papiere zeigen ausnehmend gute Ergebnisse, und die Lagerfähigkeit der Papiere ist wegen der Abwesenheit von zur Weitervernetzung neigenden Harzen praktisch unbegrenzt.
• Als nichtionogene, wasserlösliche Alkylenglykoläther seien die Monoäther von beispielsweise Äthylenglykol, Propylenglykol, 1,3-Butylenglykol oder 1,4-Butylenglykol mit Alkoholen, die 1 bis 5 Kohlenstoffatome enthalten, genannt. Die niedermolekularen Polyalkylenglykoläther sollen im allgemeinen zwei bis fünf Glykolätherreste im Molekül enthalten. Vorzugsweise werden Polyäthylen- und Polypropylenglykoläther oder Mischungen dieser beiden Typen eingesetzt. Solche Verbindungen können leicht z. B. durch Polymerisation von Äthylenoxyd bzw. Propylenoxyd oder Gemischen dieser Alkylenoxyde in Gegenwart von Wasser, das als Kettenabbrecher dient, erhalten werden. Sie können aber auch durch Anlagerung von Athylenoxyd und/oder Propylenoxyd an aliphatische Hydroxyverbindungen hergestellt werden.
• Vorzugsweise werden die genannten Alkylenoxyde an einwertige Alkohole mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl- oder Amylalkohol, sowie an aliphatische Dihydroxyverbindungen, wie Äthylenglykol, Propylenglykol oder Butylenglykol, angelagert. Aber auch drei- und mehrwertige Alkohole, wie Trimethylolpropan oder Glycerin, können als Ausgangsprodukte für die Anlagerung von Alkylenoxyden zur Herstellung der Dispergiermittel dienen.
• In der Praxis wird man im allgemeinen die Alkylenglykoläther und die niedermolekularen Polyalkylenglykoläther nicht als reine, definierte Substanzen, sondern in Form der bei der technischen Herstellung anfallenden Gemische anwenden.
• Daß die beschriebenen Produkte sich zum Dispergieren von Pigmenten mit besonderem Vorteil verwenden lassen, war überraschend, weil sie im Gegensatz zu den für diesen Verwendungszweck bisher vorgeschlagenen nichtionogenen Netz- und Dispergiermitteln weder einen ausgeprägten hydrophoben noch einen ausgeprägten hydrophilen Anteil im Molekül enthalten.
• Als Pigmente, die mit den beschriebenen Alkylenglykol- und Polyalkylenglykoläthern zu Teigen oder Pasten verarbeitet werden können, seien Ruß, Metallpulver, Titandioxyd, Eisenoxyde oder organische Pigmente aus der Reihe der-Azo-, Anthrachinon-, Oxazin- und Phthalocyaninpigmente genannt. Der Anteil an Pigment in den Pasten beträgt üblicherweise 20 bis 50'%, derjenige der Dispergiermittel zweckmäßigerweise 10 bis 20%.
• Die Pigmentpasten lassen sich durch Verkneten der Pigmente mit den beschriebenen Alkylenglykoläthern und niedermolekularen Polyalkylenglykoläthern in bekannter Weise herstellen. Die Viskosität der Pasten kann am Schluß des Knetvorganges durch Verdünnen mit Wasser eingestellt werden.
• Es werden Pigmentteige erhalten, die nicht austrocknen und nicht zu Krustenbildung neigen und die sich nach Zusatz der bekannten kationaktiven Naßverfestigungs- und Retentionsmittel ausgezeichnet zur Herstellung angeleimter, pigmentierter, naßfester Papiere, die in bekannten Apparaturen hergestellt werden können, eignen.
• Zur Erhöhung der Fließfähigkeit der beschriebenen Pigmentpasten kann der Zusatz von geringen Mengen an Kondensationsprodukten aus Naphthalinsulfonaten und Formaldehyd günstig sein. Diese Zusätze betragen im allgemeinen 0,5 bis 3%, vorzugsweise 1,5 bis 2%. Bei diesem sehr geringen Anteil eines anionaktiven Hilfsmittels werden keine störenden Ausfällungen mit den kationaktiven Retentions- und Naßverfestigungsmitteln beobachtet.
• Beispiel l Zu einer Lösung von 38m1 des Umsetzungsproduktes aus 1 Mol Glykolmonoäthyläther und 3,1 Mol Äthylenoxyd in 40 ml Wasser werden im Kneter allmählich 150 g des roten Farbstoffs aus 2,4,5-Trichloranilin -> 2,3-Oxynaphthoesäure-o-toluidid hinzugeben. Nach 2- bis 3stündigem Kneten wird der Ansatz mit 110 ml Wasser, die 9 g an Kondensationsprodukten aus Naphthalinsulfonaten und Formaldehyd gelöst enthalten, zu einer Paste verrührt. Beispiel 2 Zu einer Lösung von 75m1 des Umsetzungsproduktes aus 1 Mol Glykohnonoäthyläther und 3,1 Mol Äthylenoxyd in 50 ml Wasser gibt man im Kneter allmählich 180 g eines blauen Kupfer-Phthalocyanin-Farbstoffs hinzu und verknetet die Mischung 3 Stunden zu einem zähen Teig. Dann verrührt man den Ansatz mit 175 ml Wasser, die 8 g an Kondensationsprodukten aus Naphthalinsulfonaten und Formaldehyd gelöst enthalten, zu einer Paste.
• In diesem Beispiel lassen sich statt 75 ml des angegebenen Umsetzungsproduktes aus Glykolmonoäthyläther und Äthylenoxyd auch 90 ml Glykolmonomethyläther oder 80 ml Glykolmonobutyläther verwenden.
• Beispiel 3 Zu einer Lösung von 45m1 des Umsetzungsproduktes aus 1 Mol Glykolmonoäthyläther und 3,1 Mol Äthylenoxyd in 40m1 Wasser werden im Kneter langsam 170g des gelben Pigmentes aus 2,4-Dichloranilin--> Diacetessig-o-tolidid hinzugegeben. Der Ansatz wird 2 Stunden verknetet und dann mit 120 ml Wasser, die 8 g an Kondensationsprodukten aus Naphthalinsulfonaten und Formaldehyd gelöst enthalten, zu einer Paste verarbeitet. In diesem Beispiel können statt 45 ml des Umsetzungsproduktes aus Glykolmonoäthyläther und Äthylenoxyd auch 38m1 des Umsetzungsproduktes aus 1 Mol Glykolmonobutyläther und 1 Mol Äthylenoxyd verwendet werden. Beispiel 4 Zu einer Fasersuspension aus 250g gebleichtem Sulfit- und Sulfat-Zellstoff in 501 Wasser werden im Holländer 3 g des gemäß Beispiel 3 der deutschen Auslegeschrift 1010736 hergestellten Umsetzungsproduktes aus 3,3 Mol Epichlorhydrin und 1 Mol y, y'-Diaminopropyl-methylamin hinzugefügt. Dann werden zu der Suspension noch 50g Titandioxyd (Rutil-Ware) und je nach der gewünschten Farbtiefe 5 bis 10 g einer der in den Beispielen 1 bis 3 angeführten Pasten hinzugegeben.
• Der Ansatz wird gut vermischt, und hierauf werden weitere 2 g des erwähnten Umsetzungsproduktes zugesetzt. Anschließend wird die Fasersuspension erneut gut durchmischt und dann in üblicher Weise zu ungeleimtem Papier verarbeitet.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Füll- und/oder Streichmasse für die Herstellung von Papierprodukten, bestehend aus einer wäßrigen Dispersion eines Pigmentes und eines Dispergiermittels, gegebenenfalls unter Zusatz von weniger als 3 0% eines Fließhilfsmittels, wie z. B. eines Kondensationsproduktes aus Naphthalinsulfonaten und Formaldehyd, g e -kennzeichnet durch einen Zusatz von 10 bis 20% nichtionogener wasserlöslicher Alkylenglykoläther und/oder niedermolekularer Polyalkylenglykoläther als Dispergiermittel.
2. 2. Füll- und/oder Streichmasse für die Herstellung von Papierprodukten gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch den an sich bekannten Zusatz von - gegebenenfalls kationaktiven -Naßverfestigungs- und Retentionsmitteln. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1052 800, 1053 919; USA.-Patentschrift Nr. 2 424 653.