DE3635954A1 - Methode zur beschleunigung der leimung bei neutralleimung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Methode zur Beschleunigung und Intensivierung der Leimung füllstoffhaltiger Papiererzeugnisse mit hydrophobem, mit Zellulose reaktionsfähigem Neutralleim.

Die Wasserabweisfähigkeit, d. h. der Hydrophobisationsgrad des Papiers lässt sich durch diverse Hilfsstoffe erhöhen. Beim Arbeiten mit herkömmlicher Harzleim-Alaun-Leimungsmischung erfolgt die Herstellung der Papiererzeugnisse in saurem Milieu. Das hat u. a. den Nachteil, dass Harzleim und Alaun schädliche Auswirkungen auf Festigkeitseigenschaften, Weissgrad und Alterungsbeständigkeit des Papiers haben, und dass durch die Azidität die Korrosion gefördert wird. Kalziumkarbonat kann nicht als Füllstoff eingesetzt werden, da es bei niedrigem pH-Wert zu Kohlendioxid und Kalziumoxid zerfallen würde und die wasserlöslichen Ca-Ionen die Harzleimung erschweren würden. Aus besagten Gründen hat das Interesse an der Herstellung leimhaltiger Papiererzeugnisse in neutralem und sogar basischem Milieu stark zugenommen. Das gemeinsame Merkmal der für diesen Zweck geeigneten synthetischen Masseleimstoffe ist, dass sie im Gegensatz zu den Harzleimen mit den Zellulosemolekülen reagieren, wobei sich, bedingt durch kovalente chemische Bindungen, eine ausserordentlich beständige, wasserabweisende, d. h. hydrophobe Leimung ergibt.

Unter "Papiererzeugnissen" sind hier bogenförmige, bahnförmige oder geformte Erzeugnisse aus faserigen zellulosehaltigen Materialien zu versehen. Der Begriff umschliesst ferner entsprechende Gemische aus Zellstoff und anderen Materialien, wie synthetischen Materialien und Mineralfasern. Zusätzlich zu eigentlichem Zellstoff kann das "Papiererzeugnis" variierende Mengen Holzstoff oder chemisch-mechanischen Halbstoff sowie mineralischen Füllstoff (wie Kaolin, Talkum, CaCO₃ und TiO₂) enthalten.

Die Neutralleime liegen als wässrige Dispersion vor, wobei als Dispergiermittel kationische Stärke oder eine andere kationische Verbindung eingesetzt werden kann (siehe u. a. die Patentschriften UK 8 65 727 und 9 03 496).

Als gute Neutralleimstoffe haben sich solche hydrophoben Verbindungen erwiesen, welche mit Zellulosehydroxylen reagierende Gruppen enthalten. Von den in der Branche wohlbekannten Synthese- Neutralleimen seien u. a. die langkettigen Fettsäurederivate der Ketendimeren, der Karboxylsäureanhydride, der organischen Isozyanate und des Karbamoylchlorids genannt (FI-Auslegeschrift 64 677, US-Patentschrift 42 79 794 und INSKO 159-81 VIII S. 17). Genannt werden ferner die Komplexverbindungen von Fettsäuren mit Chrom- bzw. Aluminiumverbindungen, die Langkettigen N-substituierten Aziridinderivate, die langkettigen Thermoplastkopolymeren sowie gewisse Duroplastharze des Kondensationstyps (US- Patentschrift 35 75 796).

Die synthetischen Neutralleime bieten u. a. folgende Vorteile:
- Unter neutralen oder leicht alkalischen Bedingungen erhält man Papier mit besseren Festigkeits-, Stabilitäts-, Alterungs- und gewissen Bedruckbarkeitseigenschaften, mit verstärkter Wirkung der optischen Aufheller und von dauerhafter Leimung.
- Es kann Kalziumkarbonat als Füllstoff oder kalziumkarbonathaltiger Streichausschuss eingesetzt werden. Eigentliche Nachteile im Hinblick auf die Papierqualität wurden keine festgestellt, im Gegenteil: Bei Anstrebung eines bestimmten Festigkeitsniveaus konnte der Füllstoffgehalt des Papiers erhöht werden. Die pH- Regelung des Systems wird einfacher.
- Alkalische Mahlung hat sich in gewissen Fällen als energiesparend und festigkeitsfördernd erwiesen.
- Es besteht die Möglichkeit eines Oberflächenfärbens des Papiererzeugnisses.
- Der Leim wird fast vollständig fixiert, so daß die Rückwässer leimfrei bleiben.

Aber die synthetischen Leime haben auch ihre Nachteile:
- Im Gegensatz zur herkömmlichen Harzleimung kann sich z. B. bei den Ketendimeren die volle Leimungswirkung erst nach einigen Stunden oder gar erst nach einigen Tagen einstellen, d. h. der Leim reift langsam.

- Im Prozess kann es zu Schleim- und Schaumbildung sowie u. a. zu Aneinanderhaftungsproblemen kommen. Die mikrobiologische Aktivität nimmt unter neutralen Verhältnissen zu.
- Die synthetischen Neutralleime erfordern meistens kationische Retentionsmittel oder Beschleuniger, die mitunter nachteilige Auswirkungen auf die Blattbildung und auf andere Nasspartie- Erscheinungen haben.

Zur Eliminierung dieser nachteiligen Faktoren und zur Intensivierung der Leimung wurden neue Leim-Retentionsmittel-Beschleuniger- Kombinationen sowie effektive Mischungsverhältnisse deren Komponenten erfunden. Im allgemeinen enthalten die Leimdispersionen kationische Stärke als Stabilisator. Als Retentionsmittel oder Beschleuniger für die Leimung dient kationisches Polymer. In der FI-Patentschrift 64 677, in der US-Patentschrift 42 79 794 und in der FI-Auslegeschrift 67 735 sind eine Anzahl als Retentionsmittel oder Beschleuniger dienende kationische Polymere, wie kationische Stärke, Mannogalaktan, Polyethylenimin, Polyamin, Polyamidamin, Polyakrylamid, Polyaminamid-, Poly (diallylamin)- und Bis-Aminopropylpiperazinepihalohydrin, sowie die kationischen Melamin-, Harnstoff- und Guanidinformaldehydharze angeführt. Auch wurde vorgeschlagen, zusätzlich zum kationischen polymeren Retentionsmittel anionisches polymeres Bindemittel einzusetzen (FI-Auslegeschrift 67 735 und TAPPI Notes, 1985 Alkine Papermaking, Seite 15).

Bei den dem Stand der Technik entsprechenden Leimemulsions- Herstellungsverfahren wurde das Augenmerk auf die Leimzusammensetzung und die Stabilität der entsprechenden Emulsion gerichtet. Gemäss TAPPI-Veröffentlichung (TAPPI Notes, Alkaline Papermaking, TAPPI PRESS, Atlanta, Seite 15) beginnt die Leimung beim Ganzstoff, dem mineralischer Füllstoff in wässriger Suspension zugesetzt wird. Dem gemischten, mineralischen Füllstoff enthaltenden Ganzstoff werden dann gleichzeitig Hydrophobleim und kationisches Retentionsmittel zugesetzt. Etwas später kann dann gewünschtenfalls noch anionisches polymeres Bindemittel zugesetzt werden. Bei der Leimung haftet sich der Leim sowohl an die Stoffasern als auch an die Füllstoffpartikel. Da der Hydrophobisierungsbedarf des Füllstoffs kleiner als der des Halbstoffes ist, und da der Füllstoff nicht in seiner Gesamtheit ins Papiererzeugnis eingeht, d. h. seine Retention begrenzt ist, verbraucht der Füllstoff unnötig viel Leim zumal er eine bedeutend grössere spezifische Oberfläche als die langen Fasern hat und somit relativ mehr Leim bindet als die Fasern. Durch Erhöhung der Füllstoffretention mit Hilfe kationischen Retentionsmittels konnte somit auch der Leimverbrauch etwas reduziert werden.

Mit den dem Stand der Technik entsprechenden Massnahmen konnte somit hauptsächlich Einfluss auf die Retention und das difinitive Leimungsergebnis genommen werden. Zur Erleichterung und Beschleunigung des Papierherstellungsprozesses ist es jedoch wichtig, namentlich die Leimungsgeschwindigkeit zu verbessern. Wenngleich die Leimungsgeschwindigkeit mit dem Stand der Technik gemässen neuen kationischen Beschleunigern etwas verbessert werden konnte besteht einer der Engpässe des Prozesses nach wie vor in der Langsamkeit der Neutralleimung.

Man hat nun überraschend festgestellt, dass durch getrennte Behandlung des Füllstoffes mit kationischem Polymer vor Zugabe des Füllstoffes in die Fasersuspension eine viel schnellere Neutralleimung erzielt wird. Es wurde somit ein neues, schnelles Papier-Neutralleimungsverfahren erfunden, das das Papier fast sofort hydrophobisch macht und so den Papiererzeugnis- Herstellungsprozess beträchtlich erleichtert.

Für das erfindungsgemässe Verfahren ist somit charakteristisch, dass der Füllstoff vor seiner Zugabe in die Fasersuspension in einer separaten Stufe mit einer Vorbehandlungssubstanz, die aus kationischem Polymer besteht, behandelt wird. Bezweckt wird damit, die Füllstoffpartikeln so mit kationischem Polymer zu überziehen, dass sich kein Leim an sie haftet, wodurch die Leimung beschleunigt und intensiviert wird.

Die bei der erfindungsgemässen Vorbehandlung der Füllstoffpartikeln einzusetzende kationische Substanz, vorzugsweise kationisches Polymer, kann typenmässig gleich oder verschieden zum bei der Neutralleimung einzusetzenden Retentionsmittel oder Beschleuniger sein. In Frage kommen somit kationisches Polymer wie zum Beispiel kationische oder kationisierte Stärke; Mannogalaktan; Melamin-, Harnstoff- oder Guanidinformaldehydharz; Alkylenpropylaminhalohydrinharz; Aminoharz; Dizyanidamid-Formaldehyd- Aminopolymer; Harnstoff-monosubstituiertes Harnstoffharz; Polyamin-Polyamidpolymer; Polyakrylamid; sulphoniertes Dimethylolharnstoffharz; Aminoschwefelsäure-Melamin-Formaldehydharz; Polyaminpolyamidhalohydrinharz; kationisches Polyamin, Dizyanidamidformaldehydharz; bei der Reaktion zwischen Dizyanidamid, Ammoniumsalz, Formaldehyd und saurem Salz von wasserlöslichem Aminopolyamid entstehendes harzartiges Gemisch; Polyethenimin; Poly(diallylamino)epihalohydrin; bei der Reaktion zwischen Dizyanidamid oder Zyanamid, Bisaminopropylpiperazin und Epihalohydrin entstehendes Harz; oder Poly(bisaminopropylpiperazin)epihalohydrinharz. Besonders vorteilhaft gestalten sich die sog. kationischen Dispergiermittel, welche kationische Polymere von beträchtlich kleinerer molarer Masse als die Retentionsmittel sind. Ihre molare Masse beträgt im allergünstigsten Falle unter 100 000 g/mol. Kriterium ist, dass das bei der Vorbehandlung einzusetzende kationische Polymer sich an die Füllstoffpartikeln haftet, da nach der bei der Erfindung gemachten Beobachtung zu erwarten steht, dass die Füllstoffpartikeln schneller als die Fasern des Stoffs mit dem Leim reagieren und so die Leimung verlangsamen, weshalb an die Füllstoffpartikeln im voraus leimabweisende kationische Polymere angelagert werden müssen.

Die in der Erfindung brauchbaren Leime basieren auf hydrophoben, mit Zellulose reaktionsfähigen Leimstoffen, wie langkettigen Ketendimeren, Dikarboxylsäureanhydriden, organische Isozyanaten und Karbamoylchloriden. Diese sog. Wirkstoffe machen das Papierprodukt, indem sie mit seiner Zellulose reagieren, hydrophob. Im folgenden sind einige hydrophobe, mit Zellulose reagierende Leimstoffe definiert, wie sie bevorzugt bei der erfindungsgemässen Neutralleimung eingesetzt werden können.

Die Alkylketendimeren (AKD) haben die allgemeine Formel

worin R eine Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet, wie Alkyl mit wenigstens 8 Kohlenstoffatomen, Zykloalkyl mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen, Aryl, Aralkyl oder Alkaryl. Beispiele für die Ketendimeren sind Oktyl-, Dezyl-, Dodezyl-, Tetradezyl-, Hexadezyl-, Oktadezyl-, Eikosyl-, Dokosyl-, Tetrakosyl-, Phenyl-, Benzyl-beta-Naphthyl und die Zyklohexylketendimeren, ferner die aus Montansäure, Naphthensäure, Delta-9,10-Dezylensäure, Delta-9,10-Dodezylensäure, Palmitoleinsäure, Oleinsäure, Rizinoleinsäure, Leinölsäure, Linolensäure und Olestearinsäure hergestellten Ketendimeren sowie Ketendimeren, die man aus natürlichen Fettsäuregemischen herstellt wie man sie aus Kokos(nuss)öl, Babassuöl, Palmkernöl, Palmöl, Olivenöl, Erdnussöl, Rübsenöl, Rindertalg, Speck oder Waltran gewinnt. Die Gemische aller vorgenannten Fettsäuren können auch alle untereinander kombiniert werden.

Zu den brauchbaren Säureanhydriden gehören (A) Harzanhydrid, siehe US-Patentschrift 35 82 464, (B) die Anhydride der Strukturformel

worin R¹ und R² gleiche oder voneinander verschiedene gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen bedeuten, welche geradkettige oder verzweigtkettige Alkylgruppen, aromatische substituierte Alkylgruppen oder mit Alkyl substituierte aromatische Gruppen mit 11-39 Kohlenstoffatomen sind, sowie (C) die zyklischen Dikarboxylsäureanhydride der Formel

worin R³ eine Dimethylen- oder Trimethylengruppe und R⁴ eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 8-22 Kohlenstoffatomen, die von Alkyl, Alkenyl, Aralkyl oder Aralkenyl gebildet wird, bedeuten. Bei den zyklischen Anhydriden handelt es sich also um substituierte Bernsteinsäure- oder Glutarsäureanhydride. Typische Beispiele für die geradkettigen Anhydride sind Myristoylanhydrid, Palmitoylanhydrid, Oleoylanhydrid und Stearoylanhydrid. Typische Beispiele für die zyklischen Anhydride sind Isooktadezenylbernsteinsäureanhydrid, m-Hexadezenylbernsteinsäureanhydrid, Oktenylbernsteinsäureanhydrid und Oktylglutarsäureanhydrid.

Die organischen Isozyanate sind brauchbar sofern ihre Kohlenwasserstoffketten wenigstens 12, vorzugsweise 14-36 C-Atome enthalten. Derartige Isozyanate sind Harz-Isozyanat, Dodezylisozyanat, Oktadezylisozyanat, Tetradezylisocyanat, 6-Ethyldezylisozyanat, 6-Phenyldezylisozyanat sowie die Polyisozyanate, wie 1,18- Oktadezyldiisozyanat und 1,12-Dodezyldiisozyanat, in denen auf zwei Isozyanatgruppen eine langkettige Alkylgruppe kommt, die dem ganzen Molekül den hydrophoben Charakter verleiht.

Die Karbamoylchloride haben die Formel

worin R¹ und R² langkettige Gruppen, vorzugsweise Stearylgruppen, sind (INSKO 159-81 VIII).

Im allgemeinen enthalten die Leimdispersionen als Stabilisator kationische Stärke, jedoch können auch andere dem Fachmann gut bekannte Schutzkolloide eingesetzt werden, wie die kationischen wasserlöslichen Harze, z. B. das Reaktionsprodukt aus Aminopolyamin und Epichlorhydrin.

Die synthetischen sog. Neutralleime benötigen zur Initialhaftung an die Faser vielfach ein kationisches Retentionsmittel, und eventuell kann ein Beschleuniger zur Beschleunigung der Leimungsreaktion eingesetzt werden. Derartige Retentionsmittel oder Beschleuniger sind die kationischen Polymeren, wie z. B. kationische Stärke; das kationische Mannogalaktan; die Melaminformaldehydharze; die Harnstoff-Formaldehydharze; die Guanidin- Formaldehydharze; die Alkylenpolyamin-Halohydrinharze; die Aminoharze; die DizyanidamidFormaldehyd-Aminpolymeren; die Harnstoff-monosubstituierten Harnstoffharze; die Polyamin- Polyamidpolymeren; das kationische Polyakrylamid, die sulphonierten Dimethylolharnstoffharze; die Aminoschwefelsäure-Melamin- Formaldehydharze; das Zellulose quellende Aminoxid; die Polyaminpolyamidhalohydrinharze; das kationische Polyamin, die Dizyanidamidformaldehydharze; das bei der Reaktion zwischen Dizyanidamid, Ammoniumsalz, Formaldehyd und dem sauren Salz des wasserlöslichen Aminopolyamids entstehende harzartige Gemisch, das Polyethylenim; das Poly(diallylamino)epihalohydrin; das aus der Reaktion zwischen Dizyanidamid oder Zyanamid, Bis- Aminopropylpiperazin und Epihalohydrin entstehende Harz; und das Poly(bisaminopropylpiperazin)epihalohydrinharz. Das kationische Retentionsmittel ist im allgemeinen sehr hochmolekular; seine molare Masse kann bis zur Grössenordnung von 10⁶ g/mol betragen. Zusätzlich zu kationischem Retentionsmittel oder Beschleuniger kann auch anionisches polymeres Bindemittel verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich vom Neutralleimungsverfahren gemäss Stand der Technik dadurch, dass eine separate Behandlung des Füllstoffs mit einem Vorbehandlungsmittel erfolgt bevor die Füllstoff der Fasersuspension zugesetzt wird. Zuerst erfolgt die Bereitung der Füllstoffaufschwemmung, bevorzugt unter Einsatz mineralischen Füllstoffs, wobei diese Aufschwemmung eine bedeutend höhere Konzentration als die Fasersuspension hat. Dann wird unter die Aufschwemmung Vorbehandlungsmittel, vorzugsweise kationisches Polymer, am allerbesten jedoch als Dispergiermittel dienendes kationisches Polymer mit einer gegenüber herkömmlichen Retentionsmitteln beträchtlich kleineren molaren Masse gemischt. Die Vorbehandlungsmittel-Menge beträgt 0,05-10,0%, bevorzugt 0,1-1,0%, bezogen auf das Füllstoffgewicht. Die gemischte, kationische Vorbehandlungsmittel enthaltende Füllstoffaufschwemmung wird in die Maschinenbütte gegeben, die fertige, dem Stand der Technik entsprechende Fasersuspension enthält. Sodann wird der Suspension auf bekannte Weise hydrophober Neutralleim, der vorzugsweise aus o. g. Ketendimerderivat, Säureanhydrid, Isozyanat oder Karbamoylchlorid in Dispersion, am vorteilhaftesten aus dem erstgenannten Stoff in Dispersion besteht, und kationisches Retentionsmittel, das aus irgendeinem der vorgenannten kationischen Polymeren bestehen kann, zugesetzt. Die vorteilhafte Neutralleimmenge beträgt 0,01-1,0% (Wirkstoff), noch vorteilhafter jedoch 0,04-0,20%, bezogen auf das Gesamttrockengewicht des Papiererzeugnisses. Die vorteilhafte Retentionsmittelmenge beträgt 100-500 g/t trockenes Papiererzeugnis, sofern als Retentionsmittel Polyakrylamid eingesetzt wird.

Beispiele

Im folgenden sind Beispiele über die Verwirklichung der Erfindung angeführt.

Die Füllstoff-Vorbehandlung mit kationischem Polymer geschah wie folgt: Handelsüblicher Kalziumkarbonat-Füllstoff (Faxekalk) wurde in Wasser zu einer etwa 10prozentigen Aufschwemmung verrührt, wenngleich im grosstechnischen Massstab mit beträchtlich höheren Feststoffkonzentrationen der Aufschwemmung gearbeitet werden kann und muss. Nach ca. 5minutigem Rühren lag die Aufschwemmung fertig vor. Danach wurde der Füllstoffaufschwemmung die angegebene Menge Vorbehandlungsmitel - entweder kationisches Dispergiermittel auf auf Polyakrylamid-Basis (Fennodispo K 91), kationisches Entharzungsmittel (Fennodispo K 92), stark kationische Stoffstärke (Posenyl 21265) oder kationischer Trockenstarkleim auf Polyakrylamid-Basis (Sumirez 906) - zugesetzt. Nach Zugabe des Vorbehandlungsmittels wurde noch etwa 15 min gerührt. Die gemischte, mit Vorbehandlungsmittel behandelte Füllstoffaufschwemmung wurde in die Maschinenbütte gegeben, welche fertige, etwa 2prozentige Fasersuspension enthielt. Der verwendete Zellstoff enthielt 40% gebleichten Kiefernzellstoff (25°SR) und 60% gebleichten Birkenzellstoff (25°SR). Die Füllstoffdosis betrug 22%, bezogen auf die Gesamtfeststoffmenge, so dass sich unter Berücksichtigung der Retention ein Papier- Füllstoffgehalt von ca. 20% ergab. Die Retention war ausserordentlich gut, denn es handelte sich um eine langsamlaufende Pilot-Papiermaschine (Geschwindigkeit 6 m/min).

Dem Gemisch wurden die angegebene Menge Alkylketendimer-Leim (AKD-Leim) und so viel kationisches, auf sehr hochmolekularem Polyakrylamid basierendes Retentionsmittel (Fennopol K304) zugesetzt, dass sich seine Konzentration auf ca. 230 g/t trockenes Papiererzeugnis belief. Der Leim wurde in den Ausgleichsbehälter, das Retentionsmittel ins Siebwasser gegeben.

Bei den Vergleichsversuchen gemäss Stand der Technik wurde die Vorbehandlung entweder weggelassen oder dadurch ersetzt, dass man anstelle von AKD-Leim ein Gemisch aus AKD-Leim und dem Stand der Technik gemässen Beschleuniger in füllstoffhaltige Holzfaserstoff- Suspension gab. Als dem Stand der Technik entsprechende Beschleuniger wurden in den Vergleichsversuchen kationisches Harnstoff-Formaldehydharz (UF-Beschleuniger) und kationisches Dizyanidamidharz (DCD-Beschleuniger) eingesetzt.

Von dem AKD-Leim wurden zwei verschiedene Sorten hergestellt: sog. Kartonleim und Feinpapierleim (siehe FI-Patentanmeldung).

Die Herstellung des Kartonleims geschah wie folgt: 2 Gewichtsteile kationische Stärke (z. B. Posamyl E6) werden in 100 Gewichtsteilen Wasser aufgeschwemmt, und dieses Gemisch wird ca. 30 min. bei 95°C gerührt. Die Stärkelösung wird auf 65°C gekühlt, mit 10 Gewichtsteilen Ketendimer versetzt und mit Schwefelsäure auf pH 2-3 eingestellt. Dieses Gemisch wird in einer Emulgiervorrichtung des Rotor/Stator-Typs (z. B. Ultra-Turrax, Jank & Kunkel KG) etwa 10 min emulgiert und auf Zimmertemperatur gekühlt.

Der Feinpapierleim wurde wie folgt hergestellt: Die Gewinnung des Leim-Vorgemisches erfolgt wie beim Kartonleim. Nach dem Emulgieren wurde der Leim zweimal durch einen Hochdruckhomogenisator (Druckdifferenz 400 bar) geschickt.

Mit der erfindungsgemässen und den dem Stand der Technik gemässen Leimen wurden Leimungs-Tests unter Bestimmung der Cobb- Werte und Durchführung von Tüpfelprobe (Tropfenprobe) und HST- Versuch durchgeführt.

Unter dem Cobb-Wert, d. h. der Wasserabsorption des Papiers, versteht man jene Wassermenge, die von einer der beiden Seiten des Papiers in einer bestimmten Zeit aus einer gleichmässig deckenden 1 cm hohen Wassersäule absorbiert wird. Da mit der Leimung die Erhöhung der Papierhydrophobie bezweckt wird, folgt daraus: je niedriger der Cobb-Wert, desto besser das Leimungsergebnis. Eine eingehende Beschreibung des Cobb-Verfahrens ist im Standard SCAN B 12:64 gegeben. Im Prinzip werden dabei die konditionierten Proben bevor und nachdem sie unter bestimmten Bedingungen mit Wasser in Kontakt gebracht worden sind gewogen. Vor der letzteren Wägung erfolgt ein Abscheiden des Wasserüberschusses durch Einlegen der Proben zwischen Löschpapierblätter und Pressen mit einer Messingrolle bestimmter Abmessungen und bestimmten Gewichts. In Verbindung mit dem Cobb-Wert wird auch die Wasserabsorptionszeit als Index angegeben. So bedeutet Cobb₃₀ und Cobb₆₀, dass die Wasserabsorptionszeit 30 Sekunden beziehungsweise 60 Sekunden betrug.

Beim Tüpfelversuch wird ein Wassertropfen auf die Papieroberfläche aufgebracht und die Zeit gemessen, in der er vom Papier aufgesaugt wird. Da es sich um die Aufsaugzeit handelt ist die Leimung umso besser je höher der Wert ausfällt. Vom Standpunkt des Papierherstellungsprozesses ist eine möglichst schnelle Herbeiführung der Hydophobie wichtig. So wurde denn der Tüpfelversuch unmittelbar nach Fertigstellung des Papiers und der Cobb₃₀-Versuch nach Ablauf von 10 min durchgeführt. Diese Werte charakterisieren die sog. Sofortleimung, d. h. die Schnelligkeit der Reifung (Entwicklung) der Leimung. Der Wert "Cobb₆₀-1 Woche" wurde nach einwöchiger natürlicher Reifung (23°C, 50% relat. Luftf.) gemessen. Der Cobb₆₀-Wert charakterisiert die definitive Leimung.

Beim HST-Versuch (Hercules Sizing Tester) wird auf die Oberseite des Papiers Tinte geschüttet und die Zeit gemessen, in der die Lichtreflexion an der Papierunterseite auf 80% ihres ursprünglichen Wertes gesunken ist. Dieser Test ist im Standard TAPPI T 530 pm-83 näher beschrieben. Da mit der Leimung die Hydrophobie des Papiers erhöht werden soll, folgt: je höher der HST-Wert, desto besser das Leimungsergebnis.

In der folgenden Tabelle sind die Messergebnisse zusammengestellt. Aus ihnen geht hervor, dass mit dem erfindungsgemässen beschleunigten Leimungsverfahren, bei dem der Füllstoff vor seiner Zugabe in die Holzstoffsuspension separat mit kationischem Polymer behandelt wird, ein viel schnellere und bessere Neutralleimung als bisher erzielt wird.

Claims (7)

1. Methode zur Beschleunigung und Intensivierung der Leimung von füllstoffhaltigen Papiererzeugnissen mit hydrophobem, mit Zellulose reaktionsfähigem Neutralleim, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff vor seiner der Leimung dienenden Zugabe in die Fasersuspension in einer getrennten Stufe mit Vorbehandlungsmittel, das aus einem kationischen Zusatzstoff, vorzugsweise aus kationischem Polymer besteht, behandelt wird.

2. Methode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllstoff-Vorbehandlungsmittel als Dispergiermittel taugliches Polymer verwendet wird, dessen molare Masse wesentlich kleiner als die molare Masse eventuell für Retentionszwecke einzusetzender kationischer Polymeren ist.

3. Methode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Füllstoff-Behandlung Vorbehandlungsmittel in einer Menge von 0,05-1,0%, vorzugsweise von 0,1-1,0%, bezogen auf das Füllstoffgewicht, eingesetzt wird.

4. Methode nach irgendeinem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass als hydrophober, Zellulose-reaktiver Neutralleim langkettiges Ketendimer eingesetzt wird.

5. Methode nach irgendeinem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass der Zellulose-reaktive Neutralleim in einer Menge von 0,01-1,30% (Wirkstoff), am günstigsten jedoch in einer Menge von 0,04-0,20%, bezogen auf das Papiererzeugnis-Trockengewicht, eingesetzt wird.

6. Methode nach irgendeinem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass der zu behandelnde Füllstoff ein mineralischer Füllstoff, vorzugsweise Kalziumkarbonat ist.

7. Methode nach irgendeinem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass der zu behandelnde Füllstoff der Fasersuspersion in einer Menge von etwa 10-50%, bezogen auf das Papiererzeugnis-Trockengewicht, zugesetzt wird.