[0001] Die Erfindung betrifft die Verwendung von festen, partikulären Aufhellerpräparationen
zum optischen Aufhellen von Papier.
[0002] Die optische Aufhellung von Papier kommt in der Papiermasse, in der Leimpresse und
im Papierstrich zur Anwendung. Bei der Aufhellung insbesondere von Papier in der Papiermasse
müssen heute verstärkt ökologische Aspekte, z.B. im Sinne von Vermeidung organischer
Abwasserfrachten, und ökonomische Aspekte, z.B. im Sinne von kostengünstigen Verfahren,
berücksichtigt werden. Stand der Technik ist die Verwendung flüssiger Aufhellerformulierungen,
sei es in Form von Lösungen oder von Suspensionen, auch Aufschlämmungen oder Slurries
genannt.
[0003] Bevorzugt werden durch Sulfogruppen substituierte Stilbenaufheller, insbesondere
Triazinylstilbenaufheller eingesetzt, die sich oft durch eine gute Substantivität
einerseits auszeichnen, aber entsprechend durch eine begrenzte Kaltwasserlöslichkeit
andererseits gekennzeichnet sind. In rein wässrigen Lösungen neigen sie bereits bei
niedrigen Konzentrationen zu kristallinen Ausfällungen insbesondere infolge durch
Hydratation der Aufhellerverbindungen. Lagerstabile wässrige Lösungen, wie sie z.B.
in DE-A-2 928 053 beschrieben sind, enthalten daher zusätzlich erhebliche Mengen an
Stellmitteln und organischen Lösungsmitteln.
[0004] In DE-A-2 715 864 werden daher als Ausweg "Aufschlämmungen", also Suspensionen optischer
Aufheller beschrieben, die durch Mischen der wasserfeuchten Aufhellerpresskuchen mit
Dispergiermitteln und gegebenenfalls Elektrolyten, organischen Streckungsmitteln (Harnstoff
etc.) sowie Geliermitteln hergestellt werden. Diese Aufschlämmungen sind jedoch, wie
in EP-A-385 374 offenbart ist, über einen längeren Zeitraum nicht sedimentationsstabil.
In EP-A-385 374 werden daher wässrige Suspensionen der optischen Aufheller in Form
ihrer freien Säuren oder Salze für den Einsatz in flüssigen Waschmittel beschrieben,
die durch Zugabe eines anionischen Polysaccharides (Verdickungsmittel) gegen Sedimentation
stabilisiert werden. Ähnliche, anionische Polyhydroxyverbindungen enthaltende Formulierungen
der freien Säuren der optischen Aufheller, werden in EP-A-835 906 für die Anwendung
in Papier beschrieben. Diese Suspensionen besitzen jedoch im Hinblick auf ihren wirtschaftlichen
Einsatz, insbesondere für die Aufhellung von Papier in der Masse, noch Nachteile.
So müssen die Aufhellerkristalle einer Nassmahlung auf eine Teilchengröße von <20
µm, insbesondere <10 µm unterzogen werden und die Löslichkeit in Wasser wird gegebenenfalls
erst durch Zugabe von Alkali erzielt.
[0005] In DE-A-2 715 864 werden zudem die Vorteile hinsichtlich des Staubverhaltens von
Aufschlämmungen gegenüber trockenen Pulvern, die durch Trocknung und Mahlung der wasserfeuchten
Presskuchen erhalten werden, herausgestellt.
[0006] In DE-A-3 523 207 werden staubarme feste Aufhellerpräparationen für die Anwendung
in Textil-Färbebädem beschrieben, die durch Mischung einer sprühgetrockneten optischen
Aufhellerformulierung mit einem aromatischen Carbonsäureester oder Fettsäurepolyolester
erhalten werden, und die sich durch eine gute Heißwasserlöslichkeit (80°C) auszeichnen.
[0007] Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass feste, partikuläre Aufhellerpräparationen,
die vorzugsweise weitgehend oder ganz frei von kristallinen Aufhellerteilchen, insbesondere
deren Hydratformen, sind, eine im Vergleich zum genannten Stand der Technik verbesserte
Lösegeschwindigkeit in Wasser, insbesondere in Kaltwasser, vorzugsweise bei 10 bis
30°C, besitzen und daher für die kontinuierliche und diskontinuierliche Aufhellung
von Papier in den oben genannten Verfahren geeignet sind. Insbesondere für die kontinuierliche
Applikation in der Papiermasse (pulp) bei der Papierherstellung haben auch höher konzentrierte
Lösungen oberhalb von 5 % eine für die Dauer der Applikation ausreichend lange Stabilität
gegen Ausfällung.
[0008] Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung fester, partikulärer Aufhellerpräparationen
zur optischen Aufhellung von Papier, beispielsweise in der Masse oder im Strich, enthaltend
a) 85 bis 99,9 Gew.-% wenigstens eines optischen Aufhellers und
b) 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 10 Gew.-% Restfeuchte bezogen auf die feste
Präparation
dadurch gekennzeichnet, dass die Präparation zu mehr als 90 Gew.-%, bevorzugt mehr
als 95 Gew.-%, insbesondere mehr als 98 Gew.-% aus den Komponenten a) und b) besteht.
[0009] Im Rahmen der Anmeldung wird unter "wasserlöslich" eine Löslichkeit von >0,1 g/l,
vorzugsweise >1 g/l, insbesondere >5 g/l bei 20°C verstanden.
[0010] Die optischen Aufheller der Komponente a) sind vorzugsweise Verbindungen aus der
Gruppe der 4,4'-bis-(triazinylamino)-stilbene-2,2'-disulfonsäuren, 4,4'-bis-(triazol-2-yl)-stilbene-2,2'-disulfonsäuren,
4,4'-dibenzofuranyl-biphenyle, 4,4'-(diphenyl)-stilbene, bis-(benzoxazol-2-yl)-derivate,
bis-(benzimidazol-2-yl)-derivate, Cumarine, Pyrazoline, Naphthalimide, Triazinyl-pyrene,
2-styryl-benzoxazole oder -naphthoxazole, Benzimidazol-benzofurane oder -oxanilide.
Dabei handelt es sich bevorzugt um Aufheller aus der Gruppe der sulfo- und/oder carboxylgruppenhaltigen
Verbindungen, insbesondere aus der Gruppe der Stilbenverbindungen, ganz besonders
um Distilbene und Triazinylflavonate der allgemeinen Formel (I)
worin
R
1, R
2 und R
3 unabhängig voneinander Phenoxy; mono- oder disulfoniertes Phenoxy; Phenylamino; mono-
oder disulfoniertes Phenylamino; Phenylamino substituiert durch C
1-C
3-Alkyl, Cyano, Halogen, COOR, CONH-R, NH-COR, SO
2NH-R, O-R; Morpholino; Piperidino; Pyrrolidino; -OC
1-C
4-Alkyl; -NH(̵C
1-C
4-Alkyl)̵; -N(C
1-C
4-Alkyl)
2; -NHC
2-C
4-Alkylen-OR; -N(C
2-C
4-Hydroxyalkyl)
2; -NHC
2-C
4-Alkylen-O-C
2-C
4-Alkylen-OR;
eine Aminosäure oder ein Aminosäureamid, von deren Aminogruppe ein Wasserstoffatom
entfernt wurde; -NHCH
2CH
2OH; -N(CH
2CH
2OH)
2; -N(CH
3)(CH
2CH
2OH); -NH
2;
-OCH
3; -S-C
1-C
4-Alkyl; -S-Aryl; -Cl; -NH-CH
2CH
2SO
3H; -N(CH
2CH
2SO
3H)
2 oder -N(CH
2CH
2OH)CH
2CH
2CONH
2 bedeuten, und
- R
- H oder C1-C3-Alkyl und M den Rest eines Alkali-, Erdalkali, Ammonium- oder Aminsalzes bedeutet.
Unter Aminsalzionen sind solche der Formel H⊕NR4R5R6 bevorzugt, in denen R4, R5 und R6 unabhängig von einander Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Hydroxyalkyl, Cyanoalkyl, Halogenalkyl
oder Phenylalkyl bedeuten oder worin R4 und R5 zusammen die Ergänzung zu einem 5 bis 7-gliedrigen gesättigten Stickstoffheterozyklus
darstellen, der noch zusätzlich ein Stickstoff- oder Sauerstoffatom als Ringglied
enthalten kann, beispielsweise einen Piperidin, Piperazin, Pyrrolidin-, Imidazolin-
oder Morpholinring, während R6 für Wasserstoff steht.
[0011] Insbesondere bedeuten R
1 , R
2 und R
3 unabhängig voneinander -NH
2, -NH-CH
3, -NH-C
2H
5, -N(CH
3)
2, -N(C
2H
5)
2, -NH-CH
2CH
2OH, -NH-C
2-C
4-Hydroxyalkyl, -N(C
2-C
4-Hydroxyalkyl)
2-NH-CH
2CH
2SO
3H; -NH-CH
2-CH
2-O-CH
2-CH
2-OH, -OCH
3, -OCH(CH
3)
2, -O-CH
2-CH
2-O-CH
3, -N(CH
2-CH
2-OH)
2, -N(CH
2-CHOH-CH
3)
2, Morpholino, -SCH
3, -N(CH
2-CH
2-OH)CH
2-CH
2-CONH
2 sowie einen der nachstehenden Reste
Bevorzugte Aminosäurereste leiten sich z.B. ab von Glycin, Sarcosin, β-Alanin, Asparaginsäure
oder Iminodiessigsäure.
[0012] M ist vorzugsweise H, Na, Li, K, Ca, Mg, Ammonium oder Ammonium, welches mono-, di-,
tri- oder terasubstituiert ist durch C
1-C
4-Alkyl, C
2-C
4-Hydroxyalkyl oder eine Mischung daraus.
[0013] Besonders bevorzugt sind optische Aufheller der Formel (I), worin
- R1 und R2
- für -N(CH2-CH2-OH)2 und
- R3
- für
stehen und
- M
- die obige Bedeutung hat, insbesondere für Na+ oder K+ steht.
[0014] Weiterhin kommen auch optische Aufheller aus der Distilbenreihe in Frage, wie sie
beispielsweise in EP-A-0 385 374 beschrieben sind, sowie kationische Aufheller. Ferner
kommen Aufheller in Frage, die durch Kationisierung von anionischen, insbesondere
sulfo- und/oder carboxylgruppenhaltigen Aufhellern, beispielsweise mittels polymerer,
quarternärer Ammoniumverbindungen, erhalten werden. Solche Aufheller sind z.B. in
WO-A- 9967317 beschrieben.
[0015] Die erfindungsgemäß zu verwendenen festen Präparationen enthalten als Komponente
b) Wasser in Form von Restfeuchte. Unter Restfeuchte sei die Menge an Wasser als Feuchtigkeit,
bezogen auf die feste Präparation, verstanden, umfassend freies Wasser, eingeschlossenes
Wasser und adsorbiertes Wasser, nicht Kristallwasser (d.h. stöchiometrisch in eine
Kristallstruktur eingebundenes Wasser) oder Konstitutionswasser [siehe Widmann, Riesen:
"Thermoanalyse", Hüthigverlag, Heidelberg 1984]. Bevorzugt sind die erfindungsgemäß
zu verwendenden festen Aufhellerpräparationen röntgenamorph.
[0016] Gegebenenfalls können die festen Aufhellerpräparationen weitere Hilfsstoffe, vorzugsweise
in einer Menge von weniger als 10 Gew.-%, bezogen auf die Präparation, enthalten;
als solche sind z.B. zu nennen: Formulierhilfsmittel wie Stellmittel, Verschnittmittel,
oberflächenaktive Mittel und/oder Entschäumer, sowie organische Verdickungsmittel
oder Schutzkolloide, Konservierungsmittel, Entstaubungsmittel und Elektrolyte. Bevorzugt
enthalten die festen Aulhellerpräparationen jedoch aus ökologischen Gründen nur sehr
geringe Anteile an organischen Zuschlagstoffen, Hilfsmitteln und/oder Verunreinigungen,
insbesondere insgesamt weniger als 5 Gew.-% bezogen auf Aufheller der Komponente a),
ganz besonders weniger als 2 Gew.-%.
[0017] Als Elektrolyt sind beispielhaft zu nennen Natriumchlorid, Natriumsulfat, Natriumcarbonat,
oder eines der entsprechenden Kaliumsalze oder Mischungen der genannten Stoffe. Die
Menge an Elektrolyt kann kleiner gleich 2 Gew.%, vorzugsweise 0,001 bis 2 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der festen Präparation, insbesondere 0,001 bis 0,5 Gew.-%
betragen.
[0018] Insbesondere können die erfindungsgemäß zu verwendenden festen Aufhellerpräparationen
Formulierhilfsmittel der Komponente c) enthalten, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen
auf die feste Präparation, wenigstens eines Kondensationsproduktes auf Basis von
A) sulfonierten Aromaten
B) Aldehyden und/oder Ketonen und gegebenenfalls
C) einer oder mehrerer Verbindungen aus der Gruppe der nicht sulfonierten Aromaten,
Harnstoff und Harnstoffderivaten.
[0019] Als sulfonierte Aromaten der Komp. A) werden im Rahmen dieser Anmeldung auch sulfomethylierte
Aromaten verstanden. Bevorzugte sulfonierte Aromaten sind: Naphthalinsulfonsäuren,
Phenolsulfonsäuren, Dihydroxybenzolsulfonsäuren, sulfonierte Ditolylether, sulfomethyliertes
4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, sulfoniertes Diphenylmethan, sulfoniertes Biphenyl,
sulfoniertes Hydroxybiphenyl, insbesondere 2-Hydroxybiphenyl, sulfoniertes Terphenyl
oder Benzolsulfonsäuren.
[0020] Als Aldehyde und/oder Ketone der Komponente B) kommen insbesondere aliphatische,
cycloaliphatische sowie aromatische in Frage. Bevorzugt sind aliphatische Aldehyde,
wobei besonders bevorzugt Formaldehyd sowie andere aliphatische Aldehyde mit 3 bis
5 C-Atomen in Frage kommen.
[0021] Als nicht sulfonierte Aromaten der Komponente C) kommen beispielsweise Phenol, Kresol,
4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon oder Dihydroxydiphenylmethan in Frage.
[0022] Als Harnstoffderivate können beispielsweise Dimethylolharnstoff, Melamin oder Guanidin
genannt werden.
[0023] Als bevorzugtes Kondensationsprodukt der Komponente c) wird eines auf Basis von
A) wenigstens einem sulfonierten Aromaten, ausgewählt aus der Gruppe von Phenolsulfonsäuren,
Dihydroxybenzolsulfonsäuren, sulfomethyliertes 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, sulfoniertes
Diphenylmethan, sulfoniertes Biphenyl, sulfoniertes Hydroxybiphenyl, insbesondere
2-Hydroxybiphenyl, sulfoniertes Terphenyl und Benzolsulfonsäuren, insbesondere Naphthalinsulfonsäuren
und sulfonierte Ditolylether,
B) Formaldehyd und gegebenenfalls
C) einer oder mehreren Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe von Phenol, Kresol,
4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, Dihydroxydiphenylmethan, Harnstoff, Dimethylolharnstoff,
Melamin und Guanidin
eingesetzt.
[0024] Das bei der Kondensation bevorzugt erhaltene Kondensationsprodukt besitzt vorzugsweise
einen mittleren Kondensationsgrad von 1 bis 150, besonders bevorzugt von 1 bis 20,
insbesondere von 1 bis 5.
[0025] Die Kondensationsprodukte der Komponente c) können als wässrige Lösung oder Suspension
oder als Feststoff beispielsweise als Pulver oder Granulat, vorzugsweise als sprühgetrocknetes
Pulver oder Granulat, eingesetzt werden.
[0026] Bevorzugte Kondensationsprodukte der Komponente c) weisen einen anorganischen Salzgehalt
von unter 10 Gew.-%, vorzugsweise unter 5 Gew.-%, insbesondere unter 1 Gew.-% auf,
bezogen auf die eingesetzte wässrige Lösung bzw. Suspension der Komponente bzw. bezogen
auf den eingesetzten Feststoff der Komponente c).
[0027] Ebenfalls bevorzugt ist es, restmonomerenarme bis restmonomerenfreie Kondensationsprodukte
der Komponente c) einzusetzen.
[0028] Unter "monomerenarm" wird ein Restmonomerengehalt von weniger als 30 Gew.-%, vorzugsweise
weniger als 20 Gew.-%, bezogen auf das Kondensationsprodukt, besonders bevorzugt <
10 Gew.-%, vorzugsweise < 5 Gew.-%, verstanden. Unter Restmonomeren werden in diesem
Zusammenhang die zur Herstellung des Kondensationsproduktes eingesetzten Reaktanden
verstanden.
[0029] Derartige salzarme und restmonomerenarme Kondensationsprodukte sind beispielsweise
aus EP-A 816 406 bekannt.
[0030] Die Kondensationsprodukte der Komponente c) können beispielsweise dadurch hergestellt
werden, dass man zunächst die sulfonierten Aromaten der Komponente A) gegebenenfalls
im Gemisch mit nicht sulfonierten Aromaten der Komponente C) durch Umsetzung der zugrundliegenden
Aromaten mit einem Sulfonisierungsmittel vorzugsweise Schwefelsäure, insbesondere
konzentrierte Schwefelsäure, Chlorsulfonsäure, Amidosulfonsäure oder Oleum, herstellt.
[0031] Auf 1 mol des der Komponente A) zugrundeliegenden Aromaten werden vorzugsweise 0,4
bis 3,2 mol, insbesondere 0,8 bis 1,6 mol Sulfonierungsmittel eingesetzt.
[0032] Anschließend erfolgt die Kondensation mit Aldehyden und/oder Ketonen der Komponenten
B), vorzugsweise Formaldehyd, gegebenenfalls zusammen mit weiteren Verbindungen der
Komponente C). Die Kondensation erfolgt vorzugsweise in wässriger Lösung bei einem
pH-Wert von 0 bis 9. Hierbei werden vorzugsweise pro Mol des sulfonierten Aromaten
A) bzw. pro Mol einer Mischung aus sulfonierten Aromaten der Komponente A) und nicht
sulfonierten Aromaten der Komponente C) 0,4 bis 1,5 mol, insbesondere 0,4 bis 1,0
mol der Komponente B) eingesetzt.
[0033] Daran schließt sich gegebenenfalls die Neutralisation des sulfonsauren Kondensationsproduktes
der Komponente c) mit einer Base an.
[0034] Die Abtrennung der anorganischen Säure oder ihrer Salze sowie die Verringerung des
Restmonomerengehaltes kann beispielsweise mittels Membrantrennverfahren durchgeführt
werden. Als bevorzugte Membrantrennverfahren kommen dabei die Ultrafiltration, die
Diffusionsdialyse oder Elektrodialyse in Frage.
[0035] Die bei den Membrantrennverfahren vorzugsweise bei der Ultrafiltration eingesetzten
Membranen besitzen in einer bevorzugten Ausführungsform ein molecular-weight-cut-off
(MWCO) von 1 000 bis 10 000 Dalton.
[0036] Die Abtrennung der anorganischen Säure mit Hilfe eines Membrantrennverfahrens erfolgt
vorzugsweise auf dem Wege der Diafiltration mit säurestabilen Ultra- oder Nanofiltrationsmembranen
in Querstromfiltrationsweise. Als geeignete Membranen sind dabei beispielsweise Polyhydantoinmembranen
zu nennen, wie sie aus EP-A 65 20 44 bekannt sind.
[0037] Bevorzugte Membranen für diesen Zweck besitzen ein MWCO-level von 2 000 bis 10 000
Dalton. Gegebenenfalls wird bei diesem Verfahrensschritt gleichzeitig aufkonzentriert.
[0038] In einer besonderen Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen zu verwendenden
festen Aufhellerpräparationen eine Komponente d) aus der Gruppe der anorganischen
Feststoffe, wie z.B. Schichtsilikate wie Bentonit bzw. Montmorillonit, gegebenenfalls
hydrophobierte hochdisperse, amorphe pyrogene Kieselsäuren, hochdisperse Kieselsole,
feinstteiliges, gegebenenfalls hydrophobiertes Kaolin oder hochdisperses Aluminiumoxid;
insbesondere besitzt die Komponente d) eine spezifische Oberfläche [B.E.T.-Methode]
von 2 bis 1 500, vorzugsweise 10 bis 800 m
2/g.
[0039] Weiterhin können die Aufhellerpräparationen noch organische Verdickungsmittel enthalten.
[0040] Als geeignete Verdickungsmittel sind solche aus der Gruppe der anionischen oder nicht-ionischen
organischen wasserlöslichen Polymere zu nennen, die im weiteren Sinne auch als Schutzkolloide
für die feste Aufhellerpräparation verstanden werden können. Besonders bevorzugt sind
organische Verdickungsmittel, die vorzugsweise eine Löslichkeit in Wasser von > 100
g/l bei 20°C besitzen.
[0041] Vorzugsweise wird als organisches Verdickungsmittel eine Verbindung eingesetzt, deren
4 %ige wässrige Lösung bei 20°C eine Viskosität von ≥ 2 mPa.s aufweist.
[0042] Bevorzugte organische Verdickungsmittel sind Verbindungen, ausgewählt aus nachfolgenden
Gruppen:
- Dextrine oder Cyclodextrine,
- Stärke und Stärkederivate, insbesondere abgebaute oder teilabgebaute Stärke,
- anionische Polyhydroxyverbindungen, insbesondere Xanthan oder Carboxymethylcellulose
- Cellulosederivate wie z.B. Methylcellulose, insbesondere Hydroxymethyl-, Hydroxyethyl-
oder Hydroxypropylcellulose,
- partiell hydrolysierte Polymerisate von Vinylacetat, vorzugsweise Polyvinylalkohol,
mit einem Hydrolysegrad von mehr als 70% und/oder Vinylalkohol-Copolymerisate, vorzugsweise
Copolymere aus Vinylacetat und Alkylvinylester, die partiell oder vollständig verseift
sind, sowie Polyinylalkohol selbst,
- Polymerisate von N-Vinylpyrrolidon, oder Copolymerisate mit Vinylestern,
- Polyacrylamide (vorzugsweise nicht ionisch oder anionisch).
[0043] Bevorzugt kommen als Verdickungsmittel Stärke, derivatisierte Stärke und insbesondere
abgebaute Stärke in Frage.
[0044] Abgebaute Stärke wird beispielsweise erhalten, indem man z.B. native Kartoffel-,
Weizen, Mais-, Reis- oder Tapiokastärke einem oxidativen, thermischen, enzymatischen
oder hydrolytischen Abbau unterwirft. Bevorzugt sind hierbei oxidativ abgebaute Stärken,
besonders bevorzugt ist mit Hypochlorit oxidativ abgebaute Kartoffelstärke.
[0045] Weiterhin kommen insbesondere Dextrine und Cyclodextrine in Frage. Als Dextrine werden
vorzugsweise Weißdextrine, Gelbdextrine sowie Maltodextrine mit einer Kaltwasserlöslichkeit
von größer 50 Gew.-%, vorzugsweise größer 90 %, gemessen bei 10 g auf 200 ml Wasser
bei 20°C, verstanden.
[0046] Bevorzugte Cyclodextrine sind solche vom Typ α-CD mit 6 Glucopyranose-Einheiten,
β-CD mit 7 Glucopyranose-Einheiten und γ-CD mit 8 Glucopyranose-Einheiten sowie verzweigte
AB, AC, AD-Diclosyl-CD und Mischungen der genannten Dextrine.
[0047] Als bevorzugte anionische Polyhydroxyverbindungen kommen Polysaccharide, insbesondere
Xanthan sowie Carboxymethylcellulose in Frage.
[0048] Als Cellulosederivate können als Verdickungsmittel bevorzugt Methylcellulose, Hydroxymethylcellulose,
Hydroxyethyl- und -propylcellulose eingesetzt werden.
[0049] Insbesondere kommen als Verdickungsmittel wenigstens partiell hydrolysierte (verseifte)
Polymerisate und Copolymerisate von Vinylacetat, welche in Wasser vollständig dispergierbar,
vorzugsweise vollständig löslich sind, in Frage. Bevorzugt sind hydrolysierte Polymerisate
und Copolymerisate von Vinylacetat mit einem Hydrolysegrad von 70 bis 97 %, vorzugsweise
von 80 bis 92 %, einem Molekulargewicht von 1000 bis 150.000, vorzugsweise 2000 bis
100 000 g/mol sowie einer Auslaufviskosität (bestimmt an einer 4 %igen wässrigen Lösung
bei 20°C) von 2 bis 35 mPa.s, vorzugsweise 2 bis 10 mPa.s.
[0050] Besonders bevorzugt sind partiell hydrolysierte Polyvinylalkohole sowie Polyvinylalkohol
selbst.
[0051] Unter Copolymerisate von Vinylacetat werden als Verdickungsmittel insbesondere voll-
oder teilverseifte Vinylalkohol-Copolymerisate verstanden, insbesondere vollverseifte
Copolymere aus Alkylvinylester und Vinylacetat mit einem Anteil an Alkylvinylester
von vorzugsweise 5 bis 20 mol-%, ganz besonders Copolymere aus Alkylvinylacetat und
Vinylacetat.
[0052] Weiterhin kommen als Verdickungsmittel Homo- und Copolymerisate von N-Vinylpyrrolidon
in Frage, die in Wasser vollständig dispergieren.
[0053] Das Molekulargewicht der Homo- und Copolymerisate von N-Vinylpyrrolidon beträgt vorzugsweise
2 000 bis 1 200 000, vorzugsweise 10 000 bis 150 000 g/mol.
[0054] Ganz besonders bevorzugt sind Homopolymerisate von N-Vinylpyrrolidon sowie Copolymerisate
mit Vinylestern und Na-Methacrylat.
[0055] Die Aufheller der Komponente a), insbesondere der allgemeinen Formel (I), sind entweder
bekannt oder können nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden und werden
i.d.R. als freie Säure oder als ihre Salze, vorzugsweise Alkalimetallsalze eingesetzt.
[0056] Die Herstellung der festen Aufhellerpräparationen erfolgt vorzugsweise durch Trocknung
einer konzentrierten Lösung der beschriebenen Aufheller gegebenenfalls zusammen mit
den genannten Hilfsstoffen.
[0057] Das Verfahren zur Herstellung der festen Aufhellerpräparationen ist bspw. dadurch
gekennzeichnet, dass man die optischen Aufheller der Komponente a) vorzugsweise in
fester Form als gefinishte oder ungefinishte Pulver, Granulate oder als wasserfeuchte
Presskuchen, in einem wässrigen Medium, gegebenenfalls zusammen mit einem Teil der
Komponenten c) und/oder d) sowie gegebenenfalls weiteren Additiven, vollständig löst
und anschließend trocknet.
[0058] Bevorzugt wird dabei ein wässriges Medium verwendet, das einen pH-Wert von 6,5 bis
12, insbesondere von 7,5 bis 12 aufweist. Im allgemeinen wird eine Temperatur von
15 bis 98°C, vorzugsweise von 40 bis 98°C, insbesondere von 60 bis 95°C zur Erzielung
einer vollständigen Lösung angelegt. Gegebenfalls kann eine Klärfiltration der Lösung
zur Abtrennung unerwünschter Nebenprodukte (z.B. von Triazinen) erforderlich sein.
[0059] Im Anschluss daran wird gegebenenfalls die wässrige Lösung vorzugsweise auf einen
pH von 6,5 bis 10, insbesondere 7,5 bis 9,5, eingestellt und mittels Trocknung in
die erfindungsgemäße feste Aufhellerpräparation überführt. Als geeignetes Verfahren
für die Trocknung ist insbesondere die Sprühtrocknung, vorzugsweise Einstoffsprühtrocknung
mittels Hochdruck- bzw. Drallkammerdüsen oder Sprühtrocknung mittels Zerstäubungsscheiben,
Gefriertrocknung mit vor- oder nachgeschalteter Granulation oder Trockenaufarbeitung,
Sprühgefriertrocknung, Aufbaugranulation beispielsweise nach dem Teller- oder Trommelgranulationsverfahren
gegebenenfalls mit teilweise vorgetrocknetem Produkt, Wirbelschichttrocknung und -granulation,
Mischeragglomeration und -trocknung gegebenenfalls in Kombination mit Wirbelschicht-
bzw. Fließbetttrocknung, zu nennen. Ferner kommen Verfahren wie Mischagglomeration
in Suspension mit gegebenenfalls nachgeschalteter Wirbelschicht- oder Fließbetttrocknung,
Granulation mittels Pastenverformung und nachgeschalteter Nachtrocknung und Zerkleinerung
oder Pelletierung sowie Dampfstrahlagglomeration in Frage. Kombinationen der genannten
Verfahren sind ebenfalls möglich.
[0060] Besonders bevorzugt sind die Verfahren der Sprühtrocknung mittels Hochdruck- bzw.
Drallkammerdüsen, die Sprühtrocknung mit integrierter und/oder nachgeschalteter Wirbelschicht-Agglomeration
und/oder -Trocknung, die Aufbaugranulation nach dem Tellerverfahren sowie die Wirbelschichtgranulation
und -trocknung.
[0061] Insbesondere weisen die erfindungsgemäß zu verwendenden festen Aufhellerpräparationen
eine Restfeuchte (Komponente b)) von 0,1 bis 15 Gew.%, insbesondere 0,5 bis 10 Gew.%
und eine mittlere massenbezogene Partikelgröße von größer gleich 5 µm, insbesondere
5 bis 5000 µm, vorzugsweise 15 bis 2000 µm und insbesondere von 40 bis 1000 µm auf.
Die erfindungsgemäßen zu verwendeten festen Aufhellerpräparationen basieren insbesondere
auf einer kugelförmigen oder kugelformähnlichen oder davon abgeleiteten Partikelstruktur.
Es kommen auch Agglomerate von Partikeln aus den genannten Formen im Bereich der angegebenen
Partikelgröße in Frage. Erfindungsgemäß können die festen Aufhellerpräparationen Pulver,
Granulate oder sog. Microgranulate (z.B. aus Einstoffdüsen-Sprühtrockung) sein.
[0062] Im Anschluss an die Trocknung können die festen Präparationen mit an sich bekannten
Methoden aufgearbeitet, insbesondere entstaubt werden. Die Entstaubung kann sowohl
direkt in Verbindung mit der Trocknung z.B. als Injektionsentstaubung oder Aerosolentstaubung
wie auch im Anschluss an die Trocknung beispielsweise in einem Mischer oder einem
Fließbett erfolgen.
[0063] Als Entstaubungsmittel kommen sowohl wasserlösliche wie auch wasserunlösliche oder
schwerlösliche Verbindungen infrage. Derartige Mittel sind an sich bekannt; als Beispiele
für wasserlösliche Entstaubungsmittel seien genannt Polyglykole (PEG) und PEG-Block-Copolymere;
Als schwerlösliche Entstaubungsmittel seien genannt Weißöle sowie oberhalb 150°C siedende
aromatische oder aliphatische Alkylester. Bevorzugte Entstaubungsmittel sind Polyethylenglykol
sowie Glycerin-Mono(Di/Tri)essigsäureester.
[0064] Die erfindungsgemäße Verwendung der festen Aufhellerpräparationen betrifft das Aufhellen
von Papiermassen bei der Papierherstellung ("Massefärbung"), z.B. Zellstoff, Holzstoff
(chemical and mechanical pulp), das Aufhellen der in der Papierindustrie üblicherweise
verwendeten Streichmassen, d.h. das Aufhellen von ungefüllten, insbesondere aber von
gefüllten Papiermassen und pigmentierten Streichmassen, sowie das Aufhellen in der
Leim- bzw. Filmpresse.
[0065] Die erfindungsgemäße Verwendung ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die
feste Aufhellerpräparation entweder selbst oder gegebenenfalls nach Mischen mit Wasser
in eine wässrige Zellstoffmischung, Papierstreichmasse oder Leimpressenflotte eingebracht
wird.
[0066] Unter Mischen mit Wasser wird vorzugsweise Lösen verstanden.
[0067] Bei der Anwendung in der Papiermasse kann der Lösevorgang in bzw. während der Zuführung
in die Zellstoffmischung und/oder in der Zellstoffmischung selber erfolgen, wobei
bevorzugt ist, dass der Lösevorgang vor der Papierblattbildung vollständig abgeschlossen
ist.
[0068] Besonders bevorzugt ist die Verwendung in der Massefärbung oder dem Oberflächenstrich,
die vorzugsweise dadurch gekennzeichnet ist, dass die feste Aufhellerpräparation kontinuierlich
oder diskontinuierlich, vorzugsweise kontinuierlich, mit einer Konzentration von 0,01
bis 40 Gew.-%, bez. auf die Komponente a), insbesondere 1 bis 25 Gew.-% bei einer
Temperatur von 10 bis 75°C, insbesondere 15 bis 55°C, und einem pH von 6,0 bis 12,
insbesondere 6,5 bis 11, ganz besonders 6,5 bis 9,5, in Wasser gelöst wird und in
eine wässrige Zellstoffmischung, Papierstreichmasse oder Leimpressenflotte eingebracht
wird.
[0069] Bei der Massefärbung kann vorzugsweise eine wässrige Lösung der festen Aufhellerpräparation
der Papiermasse in jeder Stufe des Papierherstellungsprozesses vor der Blattbildung
zugegeben werden.
[0070] Unter kontinuierlich sei verstanden, dass die feste Aufhellerpräparation in der gewünschten
Konzentration, bezogen auf den Stoffstrom der Papiermasse, fortlaufend der Papiermasse
zudosiert wird; dies geschieht vorteilhafterweise, in dem sowohl die feste Aufhellerpräparation
als auch Wasser in einem bestimmten Verhältnis zur Aufhellerpräparation, beispielsweise
in einem Rührwerksbehälter, kontinuierlich zusammengeführt werden, dabei der optische
Aufheller gelöst wird und die erhaltene, i.A. konzentrierte, Lösung dem Stoffstrom
oder dem Verdünnungswasser der Papiermaschine im gewünschten Verhältnis zudosiert
wird.
[0071] Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung in Streichmassen zum optischen Aufhellen
von Papier.
[0072] Die bevorzugten Streichmassen enthalten bspw. als Bindemittel bspw. Kunststoffdispersionen
auf Basis von Copolymerisaten aus Butadien-Styrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Acrylsäureestern,
Ethylen-Vinylchlorid oder Ethylen-Vinylacetat oder auf Basis von Homopolymerisaten,
wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyethylen, Polyvinylacetat oder Polyurethanen.
Ein bevorzugtes Bindemittel besteht aus Styrol-Butylacrylat- oder Styrol-Butadien-Acrylsäure-Mischpolymerisaten.
Weitere Polymerlatices sind beispielsweise in US-A 3 265 654 beschrieben. Zum Pigmentieren
der Streichmassen dienen üblicherweise Aluminiumsilikate, wie China-Clay und Kaolin,
ferner Bariumsulfat, Satinweiss, Titandioxid oder natürliches bzw. gefälltes Calciumcarbonat.
[0073] Die Streichmassen enthalten vorzugsweise 5 bis 75 Gew.-% eines mindestens Weißpigmentes.
Das Bindemittel wird vorzugsweise in einer Menge verwendet, die ausreicht, dass der
Trockengehalt an polymerer Verbindung 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-%
des Weißpigmentes ausmacht. Die Menge der erfindungsgemäß einzusetzenden festen Aufhellerpräparation
berechnet sich vorzugsweise derart, dass der Aufheller der Komponente a) in Mengen
von 0,005 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf Weißpigment,
vorliegt.
[0074] Die Streichmasse kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass man die Komponenten
in beliebiger Reihenfolge bei Temperaturen von 10 bis 100°C, vorzugsweise 20 bis 80°C,
mischt. Zu den Komponenten zählen hier auch die üblichen Hilfsmittel, die zur Regulierung
der rheologischen Eigenschaften, wie Viskosität oder Wasserrückhaltevermögen, der
Streichmassen eingesetzt werden können. Solche Hilfsmittel sind z.B. natürliche Bindemittel,
wie Stärke, Casein, Protein oder Gelatine, Celluloseether, wie Carboxyalkylcellulose
oder Hydroxyalkylcellulose, Alginsäure, Alginate, Polyethylenoxid oder Polyethylenoxidalkylether,
Mischpolymerisate von Ethylenoxid und Propylenoxid, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon,
wasserlösliche Kondensationsprodukte vom Formaldehyd mit Harnstoff oder Melamin, Polyphosphate
oder polyacrylsaure Salze.
[0075] Die erfindungsgemäß zu verwendenden festen Aufhellerpräparationen werden entweder
in die fertige Streichmasse oder in eine der Komponenten der Streichmasse eingearbeitet.
Die festen Präparationen können dabei direkt zugegeben oder ebenfalls in Form von
wässrigen Lösungen zugesetzt werden. Wässrige Lösungen werden gegebenenfalls kontinuierlich
hergestellt und in den Prozess des sog. Zwischenschrittes kontinuierlich eingebracht.
[0076] Die Streichmasse kann zum Beschichten von cellulosebasierenden Materialien, insbesondere
Papier, Holz, Folien, wie z.B. Cellulose, Cellulosetriacetat, Baumwoll-Textilstoffen
etc. verwendet werden. Besonders bevorzugt ist die Anwendung auf Papier, Pappe und
Karton sowie Photopapieren.
[0077] Die Streichmasse kann auf das Substrat durch jedes herkömmliche Verfahren aufgebracht
werden, beispielsweise mit einem Luftmesser, einem Streichmesser, einer Bürste, einer
Rolle, einer Rakel oder einem Stab, worauf dann die Beschichtung z.B. mit einem Infrarottrockner,
Heißlufttrockner und/oder Kontakttrockner bei Temperaturen der Substratoberfläche
im Bereich von 60 bis 200°C, vorzugsweise von 90 bis 130°C, bis auf eine Restfeuchte
von 3 bis 6 Gew.-% getrocknet wird.
[0078] Durch die Verwendung der oben beschriebenen festen Aufhellerpräparationen zeichnen
sich weiterhin die erhaltenen Beschichtungen durch eine optimale Verteilung der optischen
Aufheller über die gesamte Oberfläche und eine dadurch bedingte Steigerung des Weißgrades
sowie eine hohe Lichtechtheit aus.
[0079] Die erfindungsgemäß zu verwendenden Aufhellerpräparationen zeichnen sich weiterhin
durch eine Reihe von Vorteilen aus. Als feste, konzentrierte, partikuläre Präparationen
sind sie gut rieselfähig, dosierbar und gegebenenfalls staubarm bzw. staubarm einstellbar.
[0080] Ganz besonders besitzen sie in Wasser bei pH oberhalb von 6,5 und bei einer Temperatur
von 10 bis 55 °C, insbesondere Kaltwasser von 10-30 °C ein sehr hohes und rückstandsfreies
Lösevermögen in Verbindung mit einer guten Benetzung, geringer Klumpenbildung, einer
hohen Lösegeschwindigkeit, und einer ausreichend langen Stabilität der Lösungen gegen
Ausfällungen bei Konzentrationen von bis zu 40 Gew.%, insbesondere bis zu 25 Gew.%.
[0081] Die festen Aufhellerpräparationen können für die Oberflächenanwendung in den üblichen
Leim- und Filmpressenflotten verwendet werden, dabei portionsweise oder kontinuierlich
in Form der festen Präparationen oder daraus hergestellten konzentrierten Lösungen
zugegeben werden.
Beispiel 1:
[0082] Herstellung einer 10 %igen Lösung einer erfindungsgemäß zu verwendenden festen Aufhellerpräparation:
An einem Labormagnetrührer wurden bei Raumtemperatur in einem Becherglas 90 ml deionisiertes
Wasser vorgelegt und unter intensivem Rühren 10 g einer mittels Einstoffsprühtrockung
erhaltenen festen Aufhellerpräparation enthaltend
94,4 Gew.% des Natriumsalzes des optischen Aufhellers der Formel (I), worin
- R1 und R2
- für -N(CH2-CH2-OH)2 und
- R3
- für
bedeutet,
5,6 Gew.-% Restfeuchte (Bestimmung mittels IR-Trocknung bei 110°C, bis zur Gewichtskonstanz)
eingebracht und vollständig gelöst.
[0083] Die erhaltene etwa 10 %ige klare Lösung hatte einen pH von 8,5 und war über einen
Zeitraum von mehr als 2 Stunden stabil.
[0084] In
Fig. 1 ist das Roentgenbeugungsspektrum der eingesetzten festen Aulhellerpräparation abgebildet
(Reflexions-Diffraktometer D5000, Siemens AG, mit automatischer Aperturblende). Die
Präparation zeigte keine kristallinen Anteile des Aufhellers. Der E1/1 Wert als Maß
für die mittels Extinktion bei einer Wellenlänge von 350 nm ermittelte Farbstärke
betrug 546.
Beispiel 2:
[0085] Herstellung einer 10 %igen Lösung einer weiteren erfindungsgemäß zu verwendenden
festen Aufhellerpräparation:
An einem Labormagnetrührer wurden bei Raumtemperatur in einem Becherglas 90 ml deionisiertes
Wasser vorgelegt und unter intensivem Rühren 10 g einer mittels Einstoffsprühtrockung
erhaltenen festen Aufhellerpräparation enthaltend
94,5 Gew.% des Natriumsalzes des optischen Aufhellers der Formel (I), worin
- R1 und R2
- für -N(CH2-CH2-OH)2 und
- R3
- für
bedeutet,
0,5 Gew.% Baykanol®SL (Bayer AG, Formaldehyd-Kondensationsprodukt der Komp.c) auf
Basis von sulfonierten Ditolylether) und
5,0 Gew.% Restfeuchte (Bestimmung mittels IR-Trocknung bei 110°C, bis zur Gewichtskonstanz)
eingebracht und vollständig gelöst.
[0086] Die erhaltene etwa 10 %ige klare Lösung hatte einen pH von 8,6 und war über einen
Zeitraum von mehr als 2 Stunden stabil.
[0087] In
Fig. 2 ist das Roentgenbeugungsspektrum der eingesetzten festen Aufhellerpräparation abgebildet.
Die Präparation zeigte keine kristallinen Anteile des Aufhellers.
[0088] Der E1/1 Wert als Maß für die mittels Extinktion ermittelte Farbstärke betrug ebenfalls
546.
Beispiel 3:
[0089] Herstellung einer 10 %igen Lösung einer weiteren erfindungsgemäß zu verwendenden
festen Aufhellerpräparation:
[0090] An einem Labormagnetrührer wurden bei Raumtemperatur in einem Becherglas 90 ml deionisiertes
Wasser vorgelegt und unter intensivem Rühren 10 g einer festen Aufhellerpräparation
wie in Beispiel 2, welche jedoch im Anschluß an die Sprühtrocknung in einem Mischer
mit 0,6 Gew.% bezogen auf die feste Präparation Triacetin (Glycerintriacetat) nachentstaubt
war, eingebracht und vollständig gelöst.
[0091] Die erhaltene etwa 10 %ige klare Lösung hatte einen pH von 8,2 und war über einen
Zeitraum von mehr als einer Stunde stabil.
[0092] In
Fig. 3 ist das Roentgenbeugungsspektrum der eingesetzten festen Aufhellerpräparation abgebildet.
Die Präparation zeigte keine kristallinen Anteile des Aufhellers, lediglich Anteile
von Elektrolyt in Form von Halit (NaCl). Der E1/1 Wert als Maß für die mittels Extinktion
ermittelte Farbstärke betrug 535.
Beispiel 4: erfindungsgemäße Verwendung in der Papiermassefärbung
[0093] In einem Laborblattbildner wurden 200 ml einer 2,5 %igen wässrigen Zellstoffmischung,
enthaltend 30 Teile nordischen Langfasersulfatzellstoff und 70 Teile nordischen Kurzfasersulfatzellstoff
vorgelegt und mit 800 ml deionisiertem Wasser aufgefüllt. Anschließend wurden die
Aufhellerlösungen der Beispiele 1-3 entsprechend den in
Tabelle 1 dargestellten Konzentrationen
1 der Aufhellerwirkstoffe unter Rühren eingebracht und nach 10 Minuten Rühren das
Handblatt auf dem Sieb geformt; die erhaltenen Blätter wurden anschließend auf einem
Trocknungszylinder bei einer Temperatur von 95 °C vorsichtig getrocknet und für einen
Zeitraum von 12 Stunden bei 23 °C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit konditioniert.
Beurteilt wurden |
die Farbmetrischen Werte L*, a*, b* (Cielab 1976), |
|
der CIE-Weißgrad, |
|
der TAPPI-Weißgrad und |
|
die visuelle Überprüfung der weißgetönten Papierblätter. |
1: Angabe in Gew.% bezogen auf den Feststoffanteil der Zellstoffmischung für einen Bezugsaufhellerwirkstoff
mit einem E1/1 von 135.
[0094] Vergleichsweise besaßen nicht aufgehellte Papiere derselben Stoffmischung einen CIE-Weißgrad
von 74% und einen TAPPI-Weißgrad von 87%.
Beispiel 5: erfindungsgemäße Verwendung im Papierstrich
[0095] Aufheller- und holzfreie DIN A4 Rohpapiere (Flächengewicht 80 g/m
2) wurden auf einem Laborrakelgerät (Firma Erichsen, K-Control-Coater, Modell K 202)
mit Streichfarben folgender Zusammensetzung bestrichen:
60 Teile Calciumcarbonat
40 Teile Kaolin
10 Teile SBR-Latex
1 Teil Polyvinylalkohol
0,25 Teile Polyacrylsäure
[0096] Der pH-Wert der Streichfarbe wurde mit verdünnter Natronlauge auf 8-8,5 eingestellt
und der Feststoffgehalt der Streichfarbe durch Zusatz von Wasser auf 60 - 65 % eingestellt.
Die Streichfarbe wurde in 3 Teile geteilt und in je einem Teil der Streichfarbe wurden
die in Beispiel 1 bis 3 beschriebenen festen Aufhellerpräparationen in einer Menge
von 5 g bezogen auf 1 kg Streichfarbe homogen eingebracht und über einen Zeitraum
von 10 min gelöst.
[0097] Die so bestrichenen Blätter wurden 1 min bei 95°C im Trockenzylinder getrocknet und
danach für 3 Stunden bei 23°C und einer Luftfeuchtigkeit von 50 % gelagert, bevor
sie vermessen wurden. Es resultierten in allen 3 Fällen Papiere mit einem sehr hohen
Weißgrad und guter Egalität.
Beispiel 6: (Anwendung in der Papier-Leimpresse)
[0098] Aufheller- und holzfreie DIN A4 Rohpapiere (Flächengewicht 80 g/m
2) wurden auf einer Laborleimpresse (Firma Werner Matthis AG, TYP-Nr. HF 18374) mit
wässrigen Flotten benetzt enthaltend
50 g/l Stärke und
1 g/l feste Aufhellerpräparationen entsprechend den Zusammensetzung aus Beispiel 1
bis 3.
[0099] Der pH-Wert der Flotten betrug etwa 7. Die Naßaufnahme betrug dabei ca. 50-60 %.
[0100] Anschließend wurden die Blätter 1 min bei 95°C im Trockenzylinder getrocknet und
danach für 3 Stunden bei 23°C und einer Luftfeuchtigkeit von 50 % gelagert, bevor
sie vermessen wurden. Es resultierten in allen drei Fällen Papiere mit einem sehr
hohen Weißgrad.
Beispiel 7: erfindungsgemäßes kontinuierliches Verfahren zum kontinuierlichen Lösen und zur
Verwendung in der Papiermassefärbung
[0101] Die in Beispiel 1 beschriebene feste Aufhellerpräparation wurde über einen Zeitraum
von 1 Stunde (stationärer Betrieb) kontinuierlich mittels einer Dosierschnecke in
einer Menge von 120 kg/h (Mittelwert über 10 min Austragszeit bei fester Schneckendrehzahl)
mittels eines Überfalldispersers zusammen mit 880 l/h 45 °C warmen, teilentsalztem
Wasser in einen 500 l fassenden Rührbehälter mit Propellerrührer von oben eingeleitet
und gleichzeitig 1000 kg/h der erhaltenen Mischung bodenseitig mittels einer Rotor-Stator-Pumpe
entnommen. Die Rührerdrehzahl war dabei so eingestellt, dass eine hohe Mischwirkung
erreicht wurde, sodass ein Aufschwimmen von Teilchen der festen Aufhellerpräparation
vermieden wurde. Im stationären Zustand betrug die Behälterfüllung etwa 300 l, die
mittlere Verweilzeit der Mischung im Rührbehälter 0,3 Stunden. Proben, die in Abständen
von 5 min hinter der Austragspumpe entnommen wurden, enthielten die gewünschte klare
Lösung der festen Aufhellerpräparation, nur in wenigen Einzelfällen wurden noch <
2mm große Präparationsteilchen entdeckt, die jedoch innerhalb von weniger als 1 min
ebenfalls in Lösung gingen. Es wurde nur vernachlässigbares Schäumen im Behälter beobachtet.
Die El/1-Werte der Proben der Lösung lagen im Bereich von 64 +/- 3, die Stabilität
der Lösung gegen Ausfällung betrug mehr als 3 Stunden (unter Abkühlung auf Raumtemperatur).
Die so erhaltene konzentrierte Lösung war daher hervorragend geeignet, um in den Stoffstrom
einer Papiermaschine fortlaufend in gewünschtem Verhältnis (gewünschte Konzentration
des Aufhellerwirkstoffes) dosiert zu werden.
[0102] Mit dem beschriebenen Verfahren war es außerdem möglich, ausreichend stabile, klare
Lösungen bis zu einer Konzentration von mehr als 18 Gew.% einzustellen.
[0103] Mit dem gleichen Verfahren konnten ebenso die festen Auhellerpräparationen gemäß
den Zusammensetzungen aus den Beispielen 2 und 3 mit vergleichbar gutem Ergebnis kontinuierlich
gelöst werden. Allerdings betrug die Lösestabilität mit der festen Aufhellerpräparation
aus Beispiel 2 mehr als 6 Stunden und es konnten klare Lösungen bis zu einer Konzentration
von mehr als 22 Gew.% erhalten werden.
1. Verwendung fester, partikulärer Aufhellerpräparationen zur optischen Aufhellung von
Papier, enthaltend
a) 85 bis 99,9 Gew.-% wenigstens eines optischen Aufhellers und
b) 0,1 bis 15 Gew.-% , insbesondere 0,5 bis 10 Gew.% Restfeuchte,
dadurch gekennzeichnet, dass die Präparation zu mehr als 90 Gew.-%, bevorzugt mehr als 95 Gew.-%, insbesondere
mehr als 98 Gew.-% aus den Komponenten a) und b) besteht.
2. Verwendung fester Aulhellerpräparationen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Aufheller der Komponente a) ausgewählt wird aus der Gruppe der sulfo-
und/oder carboxylgruppenhaltigen Stilbenverbindungen.
3. Verwendung gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der optische Aufheller der Komponente a) ausgewählt wird aus der Gruppe der Distilbene
oder der Triazinylflavonate der allgemeinen Formel (I)
worin
R1, R2 und R3 unabhängig voneinander
Phenoxy; mono- oder disulfoniertes Phenoxy; Phenylamino; monooder disulfoniertes Phenylamino;
Phenylamino substituiert durch C1-C3-Alkyl, Cyano, Halogen, COOR, CONH-R, NH-COR, SO2NH-R, O-R; Morpholino; Piperidino; Pyrrolidino; -OC1-C4-Alkyl; -NH(̵C1-C4-Alkyl)̵; -N(C1-C4-Alkyl)2; -NHC2-C4-Alkylen-OR; -N(C2-C4-Hydroxyalkyl)2; -NHC2-C4-Alkylen-O-C2-C4-Alkylen-OR; eine Aminosäure oder ein Aminosäureamid, von deren Aminogruppe ein Wasserstoffatom
entfernt wurde;
-NHCH2CH2OH; -N(CH2CH2OH)2; -N(CH3)(CH2CH2OH); -NH2; -OCH3; -S-C1-C4-Alkyl; -S-Aryl; -Cl; -NH-CH2CH2SO3H; -N(CH2CH2SO3H)2; oder
-N(CH2CH2OH)CH2CH2CONH2 bedeuten, und
R H oder C1-C3-Alkyl und M den Rest eines Alkali-, Erdalkali-, Ammonium- oder Aminsalzes bedeutet.
4. Verwendung fester Aufhellerpräparationen gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der optische Aufheller der Komponente a) ausgewählt wird aus der Gruppe der Triazinylflavonate
der Formel (I)
worin
R1 , R2 und R3 unabhängig voneinander
-NH2, -NH-CH3, -NH-C2H5, -N(CH3)2, -N(C2H5)2, -NH-CH2CH2OH, -NH-C2-C4-Hydroxyalkyl, -N(C2-C4-Hydroxyalkyl)2, -NH-CH2CH2SO3H; -NH-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH, -OCH3, -OCH(CH3)2, -O-CH2-CH2-O-CH3, -N(CH2-CH2-OH)2, -N(CH2-CHOH-CH3)2, Morpholino, -SCH3, -N(CH2-CH2-OH)CH2-CH2-CONH2 sowie einen der nachstehenden Reste
und M der Rest eines Alkali-, Ammonium- oder Aminsalzes bedeutet.
5. Verwendung fester Aufhellerpräparationen gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
R1 und R2 für -N(CH2-CH2-OH)2,
R3 für
und
M die obige Bedeutung hat, insbesondere für Na+ oder K+ steht.
6. Verwendung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhellerprärationen Pulver sind und eine mittlere massenbezogene Partikelgröße
von mehr als 5µm besitzen.
7. Verwendung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhellerpräparationen Granulate oder Microgranulate sind mit einer mittleren
massenbezogenen Partikelgröße von mehr als 15 µm, insbesondere mehr als 40 µm.
8. Verwendung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die festen Aufhellerpräparationen frei sind von kristallinen Aufhellerteilchen, insbesondere
deren Hydratformen.
9. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Aufhellerpräparation in Wasser gelöst wird und die entstandene wässrige
Lösung in eine wässrige Zellstoffmischung, Papierstreichmasse und/oder Leimpressenflotte
eingebracht wird.
10. Verwendung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1-8 enthaltend zusätzlich
c) 0,1 - 5 Gew.-% bezogen auf Aufheller der Komp.a) wenigstens eines Kondensationsproduktes
auf Basis von
A) sulfonierten Aromaten
B) Aldehyden und/oder Ketonen und gegebenenfalls
C) einer oder mehrerer Verbindungen aus der Gruppe der nicht sulfonierten Aromaten,
Harnstoff und Harnstoffderivaten.
und/oder
eines oberhalb von 150°C siedenden aromatischen oder aliphatischen Alkylesters, insbesondere
Glycerin-Mono(Di/Tri)essigsäureester.
11. Verwendung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1-10 zum optischen Aufhellen von Papier
in der Masse.
12. Verwendung fester Aufhellerpräparationen gemäß Anspruch 1 zum optischen Aufhellen
von Papier in der Oberfläche, insbesondere in Papierstreichfarben und Leim- bzw. Filmpressenflotten.
13. Verwendung fester Aufhellerpräparationen gemäß Anspruch 11 zum optischen Aufhellen
von Papier in der Masse, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösung der festen Aufhellerpräparation in Wasser mit einer Konzentration von
0,01 bis 40 Gew.-%, bez. auf die Komponente a), insbesondere 1 bis 25 Gew.-% bei einer
Temperatur von 10 bis 75°C, insbesondere 15 bis 55°C, und einem pH von 6,0 bis 12,
insbesondere 6,5 bis 11, ganz besonders 6,5 bis 9,5 hergestellt und der Papiermasse
in jeder Stufe des Papierherstellungsprozesses vor der Trocknung oder der Papierstreichmasse
oder Leim- bzw. Filmpressenflotte zugegeben wird.
14. Verwendung fester Aufhellerpräparationen gemäß Anspruch 11 zum optischen Aufhellen
von Papier in der Masse, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Lösung in Wasser und die Zugabe (Dosierung) zur Papiermasse kontinuierlich
erfolgt.