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DE2425265C2

Surface sizing of paper with an acrylic copolymer where scum formation is minimized

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Expired 24 May 1994, 32.3 years ago.

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2 claims: 2 independent, 0 dependent

  1. 1
    Patentansprüche:claims: 1. Paper surface sizing agent characterized by the content of a copolymeric compound having at least one structural unit (A) of the following general formula (1) 1. Mittel zur Oberflächenleimung von Papier, gekennzeichnet durch den Gehalt einer copolymeren Verbindung, die mindestens eine Struktureinheit (A) der folgenden allgemeinen Formel (1) -CH1-C- -CH1-C- COOR COOR wherein Ri is hydrogen or the methyl group and R is a hydrocarbon radical having 1 to 18 carbon atoms, worin Ri Wasserstoff oder die Methylgruppe und R einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeuten, and at least one structural unit (B) of the following general formula (2) und mindestens eine Struktureinheit (B) der folgenden allgemeinen Formel (2) -CH2-C- -CH2-C- COOM1 COOM1 wherein R2 Hydrogen or the methyl group and Mi an alkali metal, worin R2 Wasserstoff oder die Methylgruppe und Mi ein Alkalimetall bedeuten, and at least one structural unit (C) of the following general formula (3) und mindestens eine Struktureinheit (C) der folgenden allgemeinen Formel (3) R3 -CH2-C- R3 -CH2-C- COOM2 COOM2 wherein R3 Hydrogen or the methyl group and M2 an ammonium radical or the cation of a lower alkylamine, hydrogen or a mixture thereof and optionally one or more additional structural units (D) having as olefinic olefinic double bonds, and the copolymeric compound has a carboxyl equivalent of 90 to 500, based on the free carboxyl groups , and whose structural units (B) and (C) are in a molar ratio of 5:95 to 50:50. worin R3 Wasserstoff oder die Methylgruppe und M2 ein Ammoniumrest oder das Kation eines niederen Alkylamins, Wasserstoff oder eine Mischung desselben bedeuten und gegebenenfalls eine oder mehrere zusätzliche Struktureinheiten (D), die als Monomere olefinische Doppelbindungen aufweisen, enthält und die copolymere Verbindung ein Carboxyläquivalent von 90 bis 500, bezogen auf die freien Carboxylgruppen, hat und deren Struktureinheiten (B) und (C) in einem Molverhältnis von 5 :95 — 50 :50 stehen.
  2. 2
    Oberflächenleimungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Struktureinheiten (D) Styrol, Vinylacetat, Vinylchlorid, Maleinsäure, Maleinsäureester wie Methylmaleat, Äthylmaleat und Butylmaleat, und Hydroxyäthylacrylat sind. Second Surface sizing agent according to claim 1, characterized in that the additional structural units (D) are styrene, vinyl acetate, vinyl chloride, maleic acid, maleic acid esters such as methyl maleate, ethyl maleate and butyl maleate, and hydroxyethyl acrylate. Die bekannten Verfahren zur Oberflächenleimung von Papier schließen zwei grundsätzliche Methoden ein. Bei der »Innenleimung« wird die Leimsubstanz mit dem Papierbrei gemischt und danach diese Mischung zu Bahnen geformt, in denen der Faserstoff und der Leim gleichmäßig verteilt sind. Bei der »Oberflächenleimung« wird die Leimsubstanz auf die Oberfläche einer bereits gebildeten Papierbahn aufgetragen. Die Oberflächenleimung hat gegenüber der Innenleimung gewisse Vorteile. Beispielsweise werden die Kosten für den Leim wesentlich verringert und die Papierqualität, d. h. die gute Beschreibbarkeit, verbessert, da nahezu die gesamte Leimsubstanz auf der Oberfläche des behandelten Papiers zurückgehalten wird. Die Oberflächenleimung ist daher im Begriff, die Innenleimung weitgehend zu verdrängen. The known methods for surface sizing of paper include two basic methods. In the "interior sizing", the glue substance is mixed with the pulp and then this mixture is formed into webs, in which the pulp and the glue are evenly distributed. In "surface sizing", the glue substance is applied to the surface of an already formed paper web. The surface sizing has certain advantages over the internal sizing. For example, the cost of the glue is substantially reduced and the paper quality, ie the good writability, improved, since almost all the glue substance is retained on the surface of the treated paper. The surface sizing is therefore in the process of largely displacing the internal sizing. Aber auch die Oberflächenleimung zeigt gewisse Schwierigkeiten. Die Leimung wird in einer Leimpresse durchgeführt Die Leimpresse arbeitet kontinuierlich in mit hoher Geschwindigkeit zwecks Erhöhung der Produktivität und unter hohem Druck, um die But the surface sizing also shows some difficulties. The sizing is done in a size press The size press works continuously in high speed to increase the productivity and under high pressure to the (1) Leimlösung so gleichmäßig wie möglich auf die Papieroberfläche aufzutragen. Während eines derartigen Leimungsvorgangs leidet die Leimlösung unter der Hitze und den mechanischen Erschütterungen, die während des Leimungsvorgangs auftreten. Zusätzlich werden Aluminiumsalze, wie Alaun, von der Leimlösung aus dem Papier eluiert Diese Salze werden, dem zur Bahnenherstellung verwendeten Papierbrei zugefügt Sie haben einen nachteiligen Effekt auf die Leimlösung, da sie die Ausfällung von Materialien aus der Leimlösung fördern. Daher sollte die Leimsubstanz als Hauptbestandteil der Leimlösung gegen Hitze, mecha- (1) apply glue solution as evenly as possible to the paper surface. During such a sizing operation, the sizing solution suffers from the heat and mechanical shocks that occur during the sizing process. In addition, aluminum salts, such as alum, are eluted from the paper sizing solution. These salts are added to the paper pulp used to make the webs. They have a deleterious effect on the sizing solution as they promote the precipitation of materials from the sizing solution. Therefore, the glue substance should be used as the main constituent of the glue solution against heat, mecha- (2) nische Erschütterungen und den Einfluß der Aluminiumsalze beständig sein. (2) to withstand niche vibrations and the influence of aluminum salts. Aus US-PS 29 99 038 sind Mittel zur Verbesserung der Naßfestigkeit von Papier bekannt Es handelt sich um Ammoniumsalze linearer Copolymerer von Acrylsäure, Methacrylsäure oder Itaconsäure mit Acrylnitril jo oder Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit hohem Molekulargewicht From US-PS 29 99 038 agents for improving the wet strength of paper are known These are ammonium salts of linear copolymers of acrylic acid, methacrylic acid or itaconic acid with acrylonitrile jo or esters of acrylic acid or methacrylic acid of high molecular weight Es sind bisher verschiedene natürliche und synthetische Harze vorgeschlagen und als Oberflächenleimungsmittel verwendet worden. Zu den typischen Various natural and synthetic resins have heretofore been proposed and used as surface sizing agents. To the typical (3) j? Beispielen der verwendeten Harze gehören modifiziertes Kolophonium, modifiziertes Petroleumharz, Copolymere von Styrol und Maleinsäureanhydrid und dimere Alkylketene. Diese Verbindungen sind jedoch nicht zufriedenstellend, obwohl einige von ihnen gewisse Vorteile haben. Eine Leimlösung einer herkömmlichen Leimsubstanz verliert allmählich infolge der Hitze und der mechanischen Erschütterungen und des Einflusses der Aluminiumionen seine Lösungseigenschaften bezüglich der Bestandteile. Das führt allmählich zur Bildung eines Schlamms. Die Gegenwart eines Schlamms verursacht eine Abnahme des Leimungseffekts der Leimlösung und hat wegen der Ablagerung des Schlamms auf der Papieroberfläche einen nachteiligen Einfluß auf das Aussehen des behandelten Papiers. (3) j? Examples of the resins used include modified rosin, modified petroleum resin, copolymers of styrene and maleic anhydride and dimeric alkyl ketenes. However, these compounds are not satisfactory, although some of them have certain advantages. A sizing solution of a conventional sizing agent gradually loses its component solubility properties due to the heat and mechanical shock and influence of the aluminum ions. This gradually leads to the formation of a mud. The presence of a sludge causes a decrease in the sizing effect of the sizing solution and has a detrimental effect on the appearance of the treated paper due to the deposition of the sludge on the paper surface. Daher erfordert die Leimung mit einer herkömmlichen Leimlösung so mühsame Verfahrensrnaßnahmen, wie genaue Kontrolle des pH-Wertes der Leimlösung, deren häutige Erneuerung und Waschen der Leimpresse und Leitungen. Als Folge dieser Maßnahmen ist eine kontinuierliche Führung des Leimungsverfahrens bei Verwendung dieser herkömmlichen Leimmassen nicht möglich. Therefore, sizing with a conventional sizing solution requires such cumbersome procedures as precise control of the pH of the sizing solution, its renewal and washing of the size press and lines. As a result of these measures, a continuous guidance of the sizing process when using these conventional glue levels is not possible. Another disadvantage of the conventional glue is that its sizing effect Ein weiterer Nachteil des herkömmlichen Leims besteht darin, daß sein Leimungseffekt weiten Schwan- Bo kungen depending on the pH conditions under which the surface sizing to be submitted paper webs were prepared subject. For example, modified rosin and modified petroleum resin have only one paper bo kungen in Abhängigkeit von den pH-Bedingungen, unter denen die der Oberflächenleimung zu unterwerfenden Papierbahnen hergestellt wurden, unterliegt. Beispielsweise haben modifiziertes Kolophonium und modifiziertes Petroleumharz nur bei einem Papier einen Hr, good sizing effect, prepared under acidic conditions at a pH of 4.0 to 5.0. Dimer alkyl ketenes have a good sizing effect on only one paper, which under neutral conditions hr. guten Leimungseffekt, das unter sauren Bedingungen bei einem pH-Wert von 4,0 bis 5,0 hergestellt wurde. Dimere Alkylketene haben nur bei einem Papier einen guten Leimungseffekt, das unter neutralen Bedingun-
Independent claims2