DE19953028A1 - Use of resins and fatty substances - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung befindet sich auf dem Gebiet der Papierhilfsmittel und betrifft die Verwendung von defi nierten Harzen bzw. Harzderivaten, Fettstoffen und gegebenenfalls anionischen Dispergatoren als Hy drophobierungsmittel.The invention is in the field of paper auxiliaries and relates to the use of defi renated resins or resin derivatives, fatty substances and optionally anionic dispersants as Hy water repellents.
Unter dem Oberbegriff "Papier" werden ca. 3000 verschiedene Sorten und Artikel verstanden, die sich in ihren Anwendungsgebieten und ihrer Beschaffenheit zum Teil erheblich unterscheiden können. Zu ihrer Herstellung werden stark verdünnte wäßrige Aufschlämmungen von Cellulosefasern und Additiven in dünnen Schichten auf Bänder, Siebe und Filze aufgebracht, auf denen sie bei ganz erheblichen Laufgeschwindigkeiten und unter Anwendung von Wärme und mechanischem Druck bis zu einem Feststoffgehalt von etwa 40 Gew.-% entwässert werden. Während das noch feuchte Rohpapier in wei teren Schritten getrocknet wird, kehrt das abgepreßte Wasser in den Kreislauf zurück. Zur Hydropho bierung ("Leimung") der Papiere unter neutralen Herstellungsbedingungen werden bislang vor allem Alkylketendimere (AKD) oder Alkenylbernsteinsäureanhydride (ASA) eingesetzt. Eine Übersicht zu diesem Thema findet sich beispielsweise in D. Eklund Paper Chemistry - An Introduction, Finland 1991, S. 203-221. Von Nachteil ist jedoch, daß die Herstellung der AKD über Fettsäurechloride erfolgt, was hohe Anforderungen an die Arbeitssicherheit stellt. ASA-Dispersionen sind hingegen wenig stabil und müssen mit hohem Aufwand direkt an der Papiermaschine hergestellt werden, damit sie nicht hy drolysieren; zudem kann es zur unerwünschten Ablagerung von Calciumsuccinaten in der Papierma schine kommen.The generic term "paper" is understood to mean approx. 3000 different types and articles can differ significantly in their areas of application and their nature. To In their manufacture, highly dilute aqueous slurries of cellulose fibers and additives are used applied in thin layers to ribbons, sieves and felts, on which they are very substantial Running speeds and using heat and mechanical pressure up to one Solids content of about 40 wt .-% are dewatered. While the still damp base paper in white tere steps is dried, the squeezed water returns to the circuit. To the hydropho So far, above all, paper ("sizing") the papers under neutral manufacturing conditions Alkyl ketene dimers (AKD) or alkenyl succinic anhydrides (ASA) are used. An overview of This topic can be found, for example, in D. Eklund Paper Chemistry - An Introduction, Finland 1991, pp. 203-221. The disadvantage, however, is that the AKD is produced using fatty acid chlorides, which places high demands on occupational safety. ASA dispersions, on the other hand, are not very stable and have to be manufactured with great effort directly on the paper machine so that they do not hy drolyze; in addition, it can lead to the undesirable deposition of calcium succinates in the paper size seem to come.
Abietinsäurereiche Harze oder deren Ester (insbesondere Ester auf Basis von Glycerin, Pentaerythritol, Triethylenglykol oder auch Methanol) werden ebenfalls seit Jahrzehnten in der Papierindustrie als Mas seleimungsmittel bei der Papierherstellung unter sauren Bedingungen eingesetzt, in Verbindung mit Aluminiumsulfat oder Polyaluminiumchlorid als Retentions- und Fixierungshilfsmittel. Im Unterschied zu den freien Harzen oder deren Natriumsalzen sind Harzester weniger empfindlich gegenüber Wasser härtebildnern (Ca, Mg-Ionen) oder Füllstoffen bzw. Streichfarbenkomponenten (z. B. CaCO3, z. T. aus Altpapier beim Recycling). Von Nachteil ist jedoch, daß die Harze und deren Ester einen vergleichswei se hohen Erweichungspunkt besitzen, was die Herstellung von wäßrigen Dispersionen schwierig macht.Resins rich in abietic acid or their esters (in particular esters based on glycerol, pentaerythritol, triethylene glycol or also methanol) have also been used for decades in the paper industry as mass sizing agents in papermaking under acidic conditions, in conjunction with aluminum sulfate or polyaluminium chloride as retention and fixing aids. In contrast to the free resins or their sodium salts, resin esters are less sensitive to water hardness formers (Ca, Mg ions) or fillers or coating color components (e.g. CaCO 3 , partly from waste paper during recycling). The disadvantage, however, is that the resins and their esters have a comparatively high softening point, which makes the preparation of aqueous dispersions difficult.
Demzufolge hat die komplexe Aufgabe darin bestanden, neue Papierhydrophobierungsmittel auf Basis von Harzen oder Harzestern zur Verfügung zu stellen, die mit möglichst geringem technischen Aufwand herstellbar sind, weitgehend auf ökologisch verträglichen, d. h. nachwachsenden Rohstoffen basieren und darüber hinaus gegenüber bekannten Hydrophobierungsmitteln des Stands der Technik minde stens über gleichwertige Eigenschaften verfügen.As a result, the complex task has been to develop new paper-based water repellents to provide resins or resin esters with the least possible technical effort are producible, largely on ecologically compatible, d. H. based on renewable raw materials and moreover compared to known water repellents of the prior art at least have equivalent properties.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Mischungen, bestehend aus
The invention relates to the use of mixtures consisting of
- 1. Harzen und/oder Harzestern und1. Resins and / or resin esters and
- 2. Fettstoffen, ausgewählt aus der Gruppe, die gebildet wird von Fettsäuren, Fettsäuremethyl estern, Fettalkoholen, Fettalkholpolyglycolethern und Paraffinen, und2. Fat substances selected from the group consisting of fatty acids, fatty acid methyl esters, fatty alcohols, fatty alcohol polyglycol ethers and paraffins, and
- 3. gegebenenfalls Fettalkoholpolyglycolethersulfaten3. optionally fatty alcohol polyglycol ether sulfates
als Hydrophobierungsmittel für Papier.as a water repellent for paper.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß sich durch Zusatz der genannten Fettstoffe der Erwei chungspunkt der Harze und Harzester signifikant absenken läßt, so daß sich entsprechende wäßrige Dispersionen nunmehr leicht herstellen lassen. Diese eignen sich vorzüglich zur Ausrüstung von Pa pierprodukten aller Art (Papier, Pappe, Karton) sowie zur Hydrophobierung von Cellulosefasern und Stärke. Setzt man die auf diesem Wege additivierten Harze bzw. Harzester in Dispersionen mit Alumi niumsulfat und/oder Polyaluminiumchlorid (PAC) und/oder Polyamidoamin-Epichlorhydrinharzen und/oder Melamin-Formaldehydharzen und/oder Stärkederivaten ein, werden bei deutlich verminderten Einsatzmengen vergleichbare Cobb60-Werte erhalten wie bei der Verwendung etablierter Hydrophobie rungsmittel, wie z. B. Alkylketendimeren (AKD) oder Alkenylbernsteinsäureanhydriden (ASA). Fettalko holpolyglycolethersulfate sind als umweltverträglichere Alternative zu Ligninsulfonat als Dispergatoren vorteilhaft einsetzbar. Surprisingly, it was found that by adding the fatty substances mentioned, the Erwei The point of the resins and resin esters can be lowered significantly, so that corresponding aqueous Now let dispersions be easily prepared. These are ideal for equipping Pa all kinds of paper products (paper, cardboard, cardboard) as well as for the hydrophobization of cellulose fibers and Strength. If the resins or resin esters additized in this way are set in dispersions with aluminum nium sulfate and / or polyaluminium chloride (PAC) and / or polyamidoamine epichlorohydrin resins and / or melamine-formaldehyde resins and / or starch derivatives are significantly reduced Use amounts comparable to Cobb60 values obtained as when using established hydrophobicity means such. B. alkyl ketene dimers (AKD) or alkenyl succinic anhydrides (ASA). Fettalko holpolyglycol ether sulfates are a more environmentally friendly alternative to lignin sulfonate as dispersants can be used advantageously.
Gemäß der DIN 55 958 versteht man unter Harzen einen technologischen Sammelbegriff für flüssige bis feste organische Produkte, für die eine mehr oder weniger breite Verteilung der relativen Molmasse charakterisitisch ist. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kommen als Harze vorzugsweise Kolophoni um sowie Koniferen- und Cesalpinaceae-Harze in Frage. Aus Gründen der Verfügbarkeit werden je doch vorwiegend Harzester eingesetzt. Hierunter versteht man die Kondensationsprodukte von Harz- oder Resinolsäuren mit Fettalkoholen oder Polyolen. Hierzu zählen Harzsäuren auf Basis von Diterpe nen mit der Bruttoformel C20H30O2, wie z. B. Abietinsäure, Neoabietinsäure, Lävopimarsäure, Pimarsäu re und Palustrinsäure. Andere geeignete Harzsäuren sind Agathensäure, Illurinsäure und Podocarpin säure. Weiterhin in Betracht kommen auch Triterpensäuren, wie beispielsweise Elemisäure, Sumarre sinolsäure und Siaresinolsäure. Als Alkoholkomponente können die Harzester kurzkettige Alkohole der Kettenlängen C1 bis C5 und/oder Fettalkohole enthalten, wie beispielsweise Capronalkohol, Caprylal kohol, 2-Ethylhexylalkohol, Caprinalkohol, Laurylalkohol, Isotridecylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalko hol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petrose linylalkohol, Linolylalkohol, Linolenylalkohol, Elaeostearylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Be henylalkohol, Erucylalkohol und Brassidylalkohol sowie deren technische Mischungen, die z. B. bei der Hochdruckhydrierung von technischen Methylestern auf Basis von Fetten und Ölen oder Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese sowie als Monomerfraktion bei der Dimerisierung von ungesättigten Fettalkoholen anfallen. Bei den Stoffen, die die Komponente (a) bilden, kann es sich jedoch auch um Polyolester handeln, welche sich vorzugsweise von Glycerin, Alkylenglycolen wie beispielsweise Ethy lenglycol, Diethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Hexylenglycol sowie Polyethylenglycole mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 100 bis 1.000 Dalton, technischen Oligoglyceringe mischen mit einem Eigenkondensationsgrad von 1,5 bis 10 wie etwa technische Diglyceringemische mit einem Diglyceringehalt von 40 bis 50 Gew.-%, sowie insbesondere Methyolverbindungen, wie bei spielsweise Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Trimethylolbutan, Pentaerythrit und Dipentaerythrit ableiten. Vorzugsweise setzt man Kolophoniumharzester, insbesondere Kolophoniumharzglycerinester ein. Die erfindungsgemäß zu verwendenden Harze und Harzester werden vorzugsweise in Konzentra tionen von 0,001 bis 70 Gew.-% und insbesondere 0,01 bis 40 Gew.-% - bezogen auf die Dispersionen - eingesetzt. Als optimal hat sich für den Einsatz ein pH-Wert im Bereich von 3 bis 9, vorzugsweise 4 bis 8 erwiesen.According to DIN 55 958, resins are a collective term for liquid to solid organic products for which a more or less broad distribution of the relative molar mass is characteristic. For the purposes of the present invention, rosins and coniferous and cesalpinaceae resins are preferred as resins. Resin esters are mainly used for reasons of availability. This means the condensation products of resin or resinolic acids with fatty alcohols or polyols. These include resin acids based on diterpene with the gross formula C 20 H 30 O 2 , such as. B. abietic acid, neoabietic acid, levopimaric acid, Pimaric acid and palustric acid. Other suitable resin acids are agathenic acid, illuranic acid and podocarpic acid. Triterpenic acids such as, for example, elemic acid, sumarre sinolic acid and siaresinolic acid are also suitable. As the alcohol component, the resin esters can contain short-chain alcohols of chain lengths C 1 to C 5 and / or fatty alcohols, such as, for example, capro alcohol, caprylic alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, capric alcohol, lauryl alcohol, isotridecyl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, palmoleyl alcohol, isostyl alcohol, stearyl alcohol, stearyl alcohol Elaidyl alcohol, petrose linyl alcohol, linolyl alcohol, linolenyl alcohol, elaeostearyl alcohol, arachyl alcohol, gadoleyl alcohol, Be henyl alcohol, erucyl alcohol and brassidyl alcohol and their technical mixtures, the z. B. in the high pressure hydrogenation of technical methyl esters based on fats and oils or aldehydes from Roelen's oxosynthesis and as a monomer fraction in the dimerization of unsaturated fatty alcohols. However, the substances which form component (a) can also be polyol esters, which are preferably glycerol, alkylene glycols such as, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, hexylene glycol and polyethylene glycols with an average molecular weight of 100 to 1,000 Dalton, technical oligoglycerides mix with a degree of self-condensation of 1.5 to 10 such as technical diglycerol mixtures with a diglycerol content of 40 to 50% by weight, and in particular methyl compounds such as trimethylolethane, trimethylolpropane, trimethylolbutane, pentaerythritol and dipentaerythritol. Rosin resin esters, in particular rosin resin glycerol esters, are preferably used. The resins and resin esters to be used according to the invention are preferably used in concentrations of 0.001 to 70% by weight and in particular 0.01 to 40% by weight, based on the dispersions. A pH in the range from 3 to 9, preferably 4 to 8, has proven to be optimal for use.
Unter den Fettstoffen, die als Additive in Frage kommen, sind als Gruppe (b1) zunächst Fettsäuren zu
verstehen, die vorzugsweise der Formel (I) folgen,
The fatty substances which are suitable as additives are to be understood as group (b1), first of all fatty acids which preferably follow the formula (I)
R1CO-OH (I)
R 1 CO-OH (I)
in der R1CO für einen aliphatischen, linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 und/oder 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht. Typische Beispiele sind Capronsäure, Caprylsäure, 2-Ethylhexansäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Isotridecansäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palm oleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolen säure, Elaeostearinsäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen, die z. B. bei der Druckspaltung von natürlichen Fetten und Ölen, bei der Re duktion von Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese oder der Dimerisierung von ungesättigten Fettsäuren anfallen. Bevorzugt sind technische Fettsäuren mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen wie bei spielsweise Kokos-, Palm-, Palmkern- oder Talgfettsäure. Die Fettsäuren können - bezogen auf die Komponente (a) - in Mengen von 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-% und insbesonde re 1 bis 10 Gew.-% zugegen sein.in which R 1 CO represents an aliphatic, linear or branched acyl radical having 6 to 22 carbon atoms and 0 and / or 1, 2 or 3 double bonds. Typical examples are caproic acid, caprylic acid, 2-ethylhexanoic acid, capric acid, lauric acid, isotridecanoic acid, myristic acid, palmitic acid, palm oleic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, elaidic acid, petroselinic acid, linoleic acid, linolenic acid, elaeostearic acid, gadic acid and arachic acid, arachic acid, arachic acid, arachic acid, arachic acid technical mixtures, e.g. B. in the pressure splitting of natural fats and oils, in the re duction of aldehydes from Roelen's oxosynthesis or the dimerization of unsaturated fatty acids. Technical fatty acids with 12 to 18 carbon atoms such as coconut, palm, palm kernel or tallow fatty acid are preferred. The fatty acids - based on component (a) - can be present in amounts of 0.1 to 30% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight and in particular 1 to 10% by weight.
Als Komponente (b2) kommen auch Fettsäuremethylester in Betracht, welche vorzugsweise der Formel
(II) folgen,
Fatty acid methyl esters which preferably follow the formula (II) are also suitable as component (b2),
R2CO-OCH3 (II)
R 2 CO-OCH 3 (II)
in der R2CO für einen aliphatischen, linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und 0 und/oder 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht. Typische Beispiele sind Methylester auf Basis von Capronsäure, Caprylsäure, 2-Ethylhexansäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Isotridecansäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaeostearinsäure, Arachinsäure, Gadolein säure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen. Vorzugsweise werden Talgfettsäuremethylester eingesetzt. Die Fettsäuremethylester können - bezogen auf die Komponente (a) - in Mengen von 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-% und insbesondere 1 bis 10 Gew.-% zugegen sein.in which R 2 CO represents an aliphatic, linear or branched acyl radical having 6 to 22, preferably 12 to 18 carbon atoms and 0 and / or 1, 2 or 3 double bonds. Typical examples are methyl esters based on caproic acid, caprylic acid, 2-ethylhexanoic acid, capric acid, lauric acid, isotridecanoic acid, myristic acid, palmitic acid, palmoleic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, elaidic acid, petroselinic acid, linoleic acid, linolenic acid, arenachenic acid, elaeachene acid, elaeachene acid Erucic acid and its technical mixtures. Tallow fatty acid methyl esters are preferably used. The fatty acid methyl esters - based on component (a) - can be present in amounts of 0.1 to 30% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight and in particular 1 to 10% by weight.
Unter Fettalkoholen, die als Additivkomponente (b3) in Frage kommen, sind aliphatische primäre Alko
hole der Formel (III) zu verstehen,
Fatty alcohols which are suitable as additive component (b3) are to be understood as aliphatic primary alcohols of the formula (III)
R3OH (III)
R 3 OH (III)
in der R3 für einen aliphatischen, linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22, vorzugsweise 16 bis 18 Kohlenstoffatomen steht. Typische Beispiele sind Ca pronalkohol, Caprylalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Caprinalkohol, Laurylalkohol, Isotridecylalkohol, My ristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylal kohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol und Brassi dylalkohol sowie deren technische Mischungen, die z. B. bei der Hochdruckhydrierung von technischen Methylestern auf Basis von Fetten und Ölen oder Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese sowie als Monomerfraktion bei der Dimerisierung von ungesättigten Fettalkoholen anfallen. Bevorzugt sind technische Fettalkohole mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Kokos-, Palm-, Palmkern- oder Talgfettalkohol sowie technischer Oleylalkohol. Die Fettalkohole können - bezogen auf die Kom ponente (a) - in Mengen von 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-% und insbesondere 1 bis 10 Gew.-% zugegen sein.in which R 3 represents an aliphatic, linear or branched alkyl and / or alkenyl radical having 6 to 22, preferably 16 to 18, carbon atoms. Typical examples are calcium alcohol, caprylic alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, capric alcohol, lauryl alcohol, isotridecyl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, palmoleyl alcohol, stearyl alcohol, isostearyl alcohol, oleyl alcohol, elaidyl alcohol, petroselinyl alcohol, brassol alcohol, aryl alcohol alcohol, aryl alcohol alcohol, aryl alcohol alcohol who z. B. in the high pressure hydrogenation of technical methyl esters based on fats and oils or aldehydes from Roelen's oxosynthesis and as a monomer fraction in the dimerization of unsaturated fatty alcohols. Technical fatty alcohols with 12 to 18 carbon atoms are preferred, such as coconut, palm, palm kernel or tallow fatty alcohol and technical oleyl alcohol. The fatty alcohols - based on component (a) - can be present in amounts of 0.1 to 30% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight and in particular 1 to 10% by weight.
Unter Fettalkoholpolyglycolethern, die als Additivkomponente (b4) in Frage kommen, sind aliphatische
Verbindungen der Formel (IV) zu verstehen,
Fatty alcohol polyglycol ethers which are suitable as additive component (b4) are to be understood as aliphatic compounds of the formula (IV)
R4O(CH2CHR5O)nH (IV)
R 4 O (CH 2 CHR 5 O) n H (IV)
in der R4 für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, R5 für Wasserstoff oder Methyl und n für Zahlen von 1 bis 20 steht. Typische Beispiele sind die Anlagerungsprodukte von 1 bis 20 Mol Ethylenoxid und/oder 1 bis 5 Mol Propylen oxid an Capronalkohol, Caprylalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Caprinalkohol, Laurylalkohol, Isotridecylal kohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Elaeostearylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behe nylalkohol, Erucylalkohol und Brassidylalkohol sowie deren technische Mischungen, die z. B. bei der Hochdruckhydrierung von technischen Methylestern auf Basis von Fetten und Ölen oder Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese sowie als Monomerfraktion bei der Dimerisierung von ungesättigten Fettalkoholen anfallen. Besonders bevorzugt sind Anlagerungsprodukte von 2 bis 10 Mol Ethylenoxid an Fettalkohole mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen. Die Fettalkoholpolyglycolether können dabei sowohl eine konventionell breite oder aber eingeengte Homologenverteilung aufweisen. Die Fettalkoholpoly glycolether können - bezogen auf die Komponente (a) - in Mengen von 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugswei se 0,5 bis 20 Gew.-% und insbesondere 1 bis 10 Gew.-% zugegen sein. in which R 4 represents a linear or branched alkyl and / or alkenyl radical having 6 to 22, preferably 12 to 18 carbon atoms, R 5 represents hydrogen or methyl and n represents numbers from 1 to 20. Typical examples are the addition products of 1 to 20 mol of ethylene oxide and / or 1 to 5 mol of propylene oxide onto capron alcohol, caprylic alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, capric alcohol, lauryl alcohol, isotridecyl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, palmoleyl alcohol, stearyl alcohol, oleyl alcohol, isostyl alcohol, isostyl alcohol, isostyl alcohol, Petroselinyl alcohol, elaeostearyl alcohol, arachyl alcohol, gadoleyl alcohol, Behe nyl alcohol, erucyl alcohol and brassidyl alcohol and their technical mixtures, the z. B. in the high pressure hydrogenation of technical methyl esters based on fats and oils or aldehydes from Roelen's oxosynthesis and as a monomer fraction in the dimerization of unsaturated fatty alcohols. Addition products of 2 to 10 moles of ethylene oxide with fatty alcohols having 12 to 18 carbon atoms are particularly preferred. The fatty alcohol polyglycol ethers can have a conventionally broad or narrow homolog distribution. The fatty alcohol polyglycol ethers - based on component (a) - can be present in amounts of 0.1 to 30% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight and in particular 1 to 10% by weight.
Unter Paraffinen, die schließlich als Additivkomponente (b5) in Frage kommen, sind aliphatische gesät tigte Kohlenwasserstoffe zu verstehen, welche vorzugsweise einen Erweichungspunkt oberhalb von 15, und insbesondere oberhalb von 20°C aufweisen. Die Paraffine können - bezogen auf die Komponente (a) - in Mengen von 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-% und insbesondere 1 bis 10 Gew.-% zugegen sein.Paraffins, which are finally suitable as additive components (b5), include aliphatic ones understood hydrocarbons, which preferably have a softening point above 15, and in particular above 20 ° C. The paraffins can - based on the component (a) - in amounts of 0.1 to 30% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight and in particular 1 to 10 wt .-% be present.
Als fakultative, wenn auch bevorzugte Komponente (c) können die Zubereitungen ferner anionische
Dispergatoren vom Typ der Fettalkoholpolyglycolethersulfate enthalten, welche vorzugsweise der For
mel (V) folgen,
As optional, although preferred component (c), the preparations may further contain anionic dispersants of the fatty alcohol polyglycol ether sulfate type, which preferably follow the formula (V),
R6O(CH2CHR7O)mSO3X (XI)
R 6 O (CH 2 CHR 7 O) m SO 3 X (XI)
in der R6 für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, R7 für Wasserstoff oder Methyl, m für Zahlen von 1 bis 20 und X für einen Alkali- und/oder Erdalkalimetall, Ammonium, Alkylammonium, Alkanolammonium oder Glucammonium steht. Typische Beispiele sind die Sulfatierungsprodukte von Anlagerungsprodukten von 1 bis 20 Mol Ethylenoxid und/oder 1 bis 5 Mol Propylenoxid an Capronalkohol, Caprylalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Caprinalkohol, Laurylalkohol, Isotridecylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stea rylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Elaeostearylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol und Brassidylalkohol sowie deren tech nische Mischungen in Form ihrer Alkali- oder Erdalkalisalze. Die Zusatzmenge der Dispergatoren kann 0,001 bis 10 Gew.-% und insbesondere 0,01 bis 4 Gew.-% - bezogen auf die Komponenten (a + b) - betragen.in which R 6 is a linear or branched alkyl and / or alkenyl radical having 6 to 22, preferably 12 to 18 carbon atoms, R 7 is hydrogen or methyl, m is a number from 1 to 20 and X is an alkali and / or alkaline earth metal , Ammonium, alkylammonium, alkanolammonium or glucammonium. Typical examples are the sulfation products of addition products of 1 to 20 mol ethylene oxide and / or 1 to 5 mol propylene oxide onto caproic alcohol, caprylic alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, capric alcohol, lauryl alcohol, isotridecyl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, palmoleyl, Stea rylalkohol, isostearyl alcohol, oleyl alcohol, elaidyl alcohol , Petroselinyl alcohol, elaeostearyl alcohol, arachyl alcohol, gadoleyl alcohol, behenyl alcohol, erucyl alcohol and brassidyl alcohol and their technical mixtures in the form of their alkali or alkaline earth metal salts. The amount of the dispersants added can be 0.001 to 10% by weight and in particular 0.01 to 4% by weight, based on the components (a + b).
Die Hydrophobierungsmittel können zusammen mit weiteren bekannten Additiven, wie beispielsweise Alkylketendimeren, Alkenylbernsteinsäureanhydriden oder maleinerten Fettstoffen eingesetzt werden, wobei das Mischungsverhältnis im Bereich von 1 : 99 bis 99 : 1, vorzugsweise 20 : 80 bis 80 : 20 und insbesondere 40 : 60 bis 60 : 40 liegen kann. Als weitere Bestandteile können die unter Verwendung der additivierten Harze und Harzester erhältlichen Dispersionen beispielsweise Aluminiumsalze, vor zugsweise Aluminiumsulfat und/oder Polyaluminiumchlorid (PAC), Füllstoffe, wie beispielsweise Kaolin, oder Titandioxid (z. B. Anatas, Rutil oder Brookit), Polymere als Flockungs- bzw. Retentionshilfsmittel oder zur Erhöhung der Naßfestigkeit (z. B. Polyamidoamin-Epichlorhydrinharze (PAE), Polyamidoamine (PAMAM), Polyethylenimine (PEI) oder deren Reaktionsprodukte mit Epichlorhydrin (PAMAM + EPI) oder Ethylenimin (PAMAM + EI), Harnstoff-Formaldehydharze (UF), Melamin-Formaldehydharze (MF), glyoxylierte Polyacrylamide), Carboxymethylcellulose, Polyacrylamide, Pflanzengumme bzw. Polysac charide (Guar, Galactomannane, Alginate etc.), Chitosane sowie Stärken, vorzugsweise kationisch derivatisierte Stärken als Mittel zur Verstärkung der Retention und Trockenfestigkeit enthalten, wobei die Einsatzmenge der Hilfsstoffe typischerweise im Bereich von 0,0001 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,001 bis 30 und Gew.-% insbesondere 0,01 bis 20 Gew.-% bezogen auf die Dispersionen liegt. Die Hilfsstoffe werden in den erfindungsgemäßen Dispersionen lediglich in solchen Mengen eingesetzt, daß die Stabilität der Dispersionen dadurch nicht nachteilig beeinflußt wird. Bei der Auswahl der Hilfs stoffe wird darauf geachtet, daß die Komponenten keine Reaktionsprodukte miteinander bilden, welche die Gebrauchseigenschaften der Papierprodukte oder Cellulosefasern bzw. Stärke nachteilig beeinflus sen. Die Pulpen selbst weisen in der Regel einen Holzgehalt im Bereich von 0,05 bis 10 und vorzugs weise 0,1 bis 5 Gew.-% auf. Es kann sich dabei um Mischungen von frischen Hart- und Weichholzfa sern, d. h. typischerweise kurze - und lange Fasern, Recyclingpapier oder Mischungen von beiden Ty pen handeln. The water repellents can be used together with other known additives, such as, for example Alkyl ketene dimers, alkenyl succinic anhydrides or maleinated fatty substances are used, wherein the mixing ratio in the range of 1:99 to 99: 1, preferably 20:80 to 80:20 and in particular 40:60 to 60:40. As additional components, the using of the additive-containing resins and resin esters, for example aluminum salts preferably aluminum sulfate and / or polyaluminium chloride (PAC), fillers such as kaolin, or titanium dioxide (e.g. anatase, rutile or brookite), polymers as flocculation or retention aids or to increase the wet strength (e.g. polyamidoamine-epichlorohydrin resins (PAE), polyamidoamines (PAMAM), polyethyleneimine (PEI) or their reaction products with epichlorohydrin (PAMAM + EPI) or ethyleneimine (PAMAM + EI), urea-formaldehyde resins (UF), melamine-formaldehyde resins (MF), glyoxylated polyacrylamides), carboxymethyl cellulose, polyacrylamides, vegetable gums or polysac charide (guar, galactomannans, alginates etc.), chitosans and starches, preferably cationic contain derivatized starches as agents to increase retention and dry strength, wherein the amount of auxiliaries used is typically in the range from 0.0001 to 50% by weight, preferably 0.001 to 30 and% by weight, in particular 0.01 to 20% by weight, based on the dispersions. The Auxiliaries are used in the dispersions according to the invention only in such amounts that that the stability of the dispersions is not adversely affected. When choosing the auxiliary Care is taken to ensure that the components do not form any reaction products with one another adversely affect the performance properties of the paper products or cellulose fibers or starch sen. The pulps themselves generally have a wood content in the range from 0.05 to 10 and preferably have 0.1 to 5 wt .-%. It can be mixtures of fresh hard and softwood fa sern, d. H. typically short and long fibers, recycled paper or mixtures of both types pen act.
Das Harzde
rivat (Komponente a) und der Zusatzstoff (Komponente b) wurden im Gewichtsverhältnis 9 : 1 bei 130
bis 140°C gemischt und die Viskosität (Fließfähigkeit) anschließend im Trockenschrank bei verschie
denen Temperaturen geprüft. Folgende Zusatzstoffe wurden getestet:
The resin derivative (component a) and the additive (component b) were mixed in a weight ratio of 9: 1 at 130 to 140 ° C and the viscosity (flowability) was then tested in a drying cabinet at various temperatures. The following additives have been tested:
- 1. Stearinsäure (Edenor ® C18/98, Cognis Deutschland GmbH)1. stearic acid (Edenor® C18 / 98, Cognis Deutschland GmbH)
- 2. Oleylalkohol (Ocenol® 90/95 V, Cognis Deutschland GmbH)2. Oleyl alcohol (Ocenol® 90/95 V, Cognis Deutschland GmbH)
- 3. Laurylalkohol (Lorol® C12/98)3. Lauryl alcohol (Lorol® C12 / 98)
- 4. Oleyl/cetylalkohol + 2 EO (Eumulgin® VP 3370, Cognis Deutschland GmbH)4. Oleyl / cetyl alcohol + 2 EO (Eumulgin® VP 3370, Cognis Deutschland GmbH)
- 5. 1,2-Propylenglycol5. 1,2-propylene glycol
- 6. Sojafettsäuremethylester (Agrimul® ME2232 F, Sidobre-Sinnova S.A./FR)6. Soybean fatty acid methyl ester (Agrimul® ME2232 F, Sidobre-Sinnova S.A./FR)
- 7. Paraffin, dünnflüssig (DAB 9)7. Paraffin, low viscosity (DAB 9)
- 8. ohne.8. without.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.The results are summarized in Table 1.
200 ml destilliertes Wasser wurden mit 0,25 g Natriumhydroxid (1 Pellet) und dem jeweiligen
Dispergator (Tensid/Komponente c) versetzt und in einem temperierbaren Rührgefäß auf 95°C er
wärmt. Unter Rühren mit einem Ultraturrax wurden innerhalb von 1 bis 2 Minuten 40 g einer auf 120°C
erwärmten Mischung aus Kolophoniumharzglycerinester (Bevipale ® 85, Arizona Chemica/US, erfin
dungsgemäße Komponente a) und dem den Erweichungspunkt absenkenden Zusatz (erfindungsge
mäße Komponente b) in einem Gewichtsverhältnis von Harzester zu Zusatz = 9 : 1 zugegeben. Die
Mischung wurde über einen Zeitraum von 5 Minuten homogenisiert und dabei die Rührgeschwindigkeit
bis auf 20.000 Upm gesteigert.
200 ml of distilled water were mixed with 0.25 g of sodium hydroxide (1 pellet) and the respective dispersant (surfactant / component c) and heated to 95 ° C. in a temperature-controlled stirring vessel. While stirring with an Ultraturrax, 40 g of a mixture of rosin glycerol ester (Bevipale® 85, Arizona Chemica / US, component a) and the additive lowering the softening point (component b) according to the invention were heated to 120 ° C. within 1 to 2 minutes. added in a weight ratio of resin ester to additive = 9: 1. The mixture was homogenized over a period of 5 minutes and the stirring speed was increased to 20,000 rpm.
- 1. Herstellbeispiel H1. Als Zusatz (Komponente b) wurde technische Stearinsäure (Edenor® C18/98, Cognis Deutschland GmbH/DE) verwendet. Es wurde kein Dispergator verwendet.1. Production example H1. Technical stearic acid (Edenor® C18 / 98, Cognis Deutschland GmbH / DE) is used. No dispersant was used.
- 2. Herstellbeispiel H2. Zusatz (Komponente b): Wie H1. Dispergator: 0,5 g Ligninsulfonat (Zewa EF).2. Production example H2. Addition (component b): As H1. Dispersant: 0.5 g lignin sulfonate (Zewa EF).
- 3. Herstellbeispiel H3. Zusatz (Komponente b): Wie H1. Dispergator (Komponente c): 1,43 g Ko kosfettalkohol + 2 EO-sulfat, Natriumsalz (Texapon® N70, 70% AS, Cognis France S.A./FR).3. Manufacturing example H3. Addition (component b): As H1. Dispersant (component c): 1.43 g Ko Kosfett alcohol + 2 EO-sulfate, sodium salt (Texapon® N70, 70% AS, Cognis France S.A./FR).
- 4. Herstellbeispiel H4. Zusatz (Komponente b): Wie H1. Dispergator (Komponente c): 3,2 g C12-14- Kokosfettalkohol + 2 EO-sulfat, Natriumsalz (Texapon® N70, 70% AS, Cognis France S.A./FR).4. Production example H4. Addition (component b): As H1. Dispersant (component c): 3.2 g C12-14- Coconut fatty alcohol + 2 EO sulfate, sodium salt (Texapon® N70, 70% AS, Cognis France S.A./FR).
- 5. Herstellbeispiel H5. Zusatz (Komponente b): Wie H1. Dispergator (Komponente c): 7 g Kokos fettalkoholpolyglycolethersulfat (Disponil® FES 993, 30% AS, Cognis Deutschland GmbH/DE).5. Manufacturing example H5. Addition (component b): As H1. Dispersant (component c): 7 g coconut fatty alcohol polyglycol ether sulfate (Disponil® FES 993, 30% AS, Cognis Deutschland GmbH / DE).
- 6. Herstellbeispiel H6. Zusatz (Komponente b): Oleylalkohol (HD Ocenol® 50/55, Cognis Deutsch land GmbH/DE), Dispergator: 1 g Ligninsulfonat (Zewa EF).6. Production example H6. Additive (component b): oleyl alcohol (HD Ocenol® 50/55, Cognis Deutsch land GmbH / DE), dispersant: 1 g lignin sulfonate (Zewa EF).
Zur Prüfung der erhaltenen Dispersionen als Massehydrophobierungsmittel wurden jeweils 200 g einer Pulpe mit einem Feststoffanteil von 4,5 Gew.-% (Fasermischung Weichholz/Hartholz 60 : 40) vorgelegt und mit jeweils 6 bis 12 g der zu testenden Dispersion gemäß Tabelle 1 sowie jeweils 4 g Aluminiumsulfat versetzt. Diese Mischung wurde eine Stunde gerührt, dann mit 4 Litern Wasser ver dünnt und zur Papierleimung verwendet. Die geleimten Blätter wurden 30 Minuten bei 105°C getrock net, bevor die Prüfung des Leimungsgrades im Cobb-Test nach der Tappi-Methode T 441 om-98 er folgte. Die erhaltenen Cobb60-Werte sind Tabelle 2 zu entnehmen.To test the dispersions obtained as bulk water repellents, 200 g each a pulp with a solids content of 4.5% by weight (fiber mixture softwood / hardwood 60:40) submitted and each with 6 to 12 g of the dispersion to be tested according to Table 1 and 4 g each Aluminum sulfate added. This mixture was stirred for one hour, then mixed with 4 liters of water thin and used for paper sizing. The sized sheets were dried at 105 ° C for 30 minutes net before testing the degree of sizing in the Cobb test using the Tappi method T 441 om-98 er followed. The Cobb60 values obtained are shown in Table 2.
Claims (15)
- a) Harzen und/oder Harzestern und
- b) Fettstoffen, ausgewählt aus der Gruppe, die gebildet wird von Fettsäuren, Fettsäuremethyl estern, Fettalkoholen, Fettalkoholpolyglycolethern und Paraffinen, und
- c) gegebenenfalls Fettalkoholpolyglycolethersulfaten
- a) resins and / or resin esters and
- b) fatty substances selected from the group consisting of fatty acids, fatty acid methyl esters, fatty alcohols, fatty alcohol polyglycol ethers and paraffins, and
- c) optionally fatty alcohol polyglycol ether sulfates
R1CO-OH (I)
in der R1CO für einen aliphatischen, linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffa tomen und 0 und/oder 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht.5. Use according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that fatty acids of the formula (I) are used as component (b1),
R 1 CO-OH (I)
in which R 1 CO represents an aliphatic, linear or branched acyl radical having 6 to 22 carbon atoms and 0 and / or 1, 2 or 3 double bonds.
R2CO-OCH3 (II)
in der R2CO für einen aliphatischen, linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffa tarnen und 0 und/oder 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht.6. Use according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that fatty acid methyl ester of the formula (II) is used as component (b2),
R 2 CO-OCH 3 (II)
in which R 2 CO camouflages an aliphatic, linear or branched acyl radical having 6 to 22 carbon atoms and 0 and / or 1, 2 or 3 double bonds.
R3OH (III)
in der R2 für einen aliphatischen, linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen steht.7. Use according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that fatty alcohols of the formula (III) are used as component (b3),
R 3 OH (III)
in which R 2 represents an aliphatic, linear or branched alkyl and / or alkenyl radical having 6 to 22 carbon atoms.
R4O(CH2CHR5O)nH (IV)
in der R4 für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoff atomen, R5 für Wasserstoff oder Methyl und n für Zahlen von 1 bis 20 steht.8. Use according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that fatty alcohol polyglycol ether of the formula (IV) is used as component (b4),
R 4 O (CH 2 CHR 5 O) n H (IV)
in which R 4 represents a linear or branched alkyl and / or alkenyl radical having 6 to 22 carbon atoms, R 5 represents hydrogen or methyl and n represents numbers from 1 to 20.
R6O(CH2CHR7O)mSO3X (V)
in der R6 für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22 Kohlenstof fatomen, R7 für Wasserstoff oder Methyl, n für Zahlen von 1 bis 20 und X für einen Alkali- und/oder Erdalkalimetall, Ammonium, Alkylammonium, Alkanolammonium oder Glucammonium steht. 11. Use according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that fatty alcohol polyglycol ether sulfates of the formula (V) are used as optional component (c),
R 6 O (CH 2 CHR 7 O) m SO 3 X (V)
in R 6 for a linear or branched alkyl and / or alkenyl radical having 6 to 22 carbon atoms, R 7 for hydrogen or methyl, n for numbers from 1 to 20 and X for an alkali and / or alkaline earth metal, ammonium, alkylammonium , Alkanolammonium or glucammonium.
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