CS219326B2

CS219326B2 - Paper with good absorption and resistance in respect of alkalis

Info

Publication number: CS219326B2
Application number: CS774231A
Authority: CS
Inventors: Newlyn Jones; Alistair Ch Stewart; James F Ward
Original assignee: Dexter Ltd C H
Priority date: 1976-06-25
Filing date: 1977-06-27
Publication date: 1983-03-25
Also published as: CA1110414A; RO82062A; DE2728098C2; PL199095A1; NL177763C; FR2355954A1; JPS5314821A; FI64413B; IT1081503B; US4218286A; AU510785B2; NL7707028A; PL117283B1; CH637176A5; AR222964A1; BR7704079A; DK153504B; FR2355954B1; SE423917B; AU2639477A

Description

Vynález se týká papíru obsahujícího- určité přísady, přičemž tento papír má dobrou pevnost za mokra v přítomnosti alkálií a dobrou nasákavost- vody.

Jednou oblastí, ve které vynález nachází použití je výroba obalového papíru, který se může použít pro výrobu obalů na masné výrobky jako· jsou uzeniny.

Obalový papír se všeobecně vyrábí z pásů papíru z relativně silných, vysoce houževnatých přírodních vláken jako je abaka, sisal nebo len. Papírový pás se nasytí zředěným roztokem viskózy, například roztokem získaným zředěním - roztoku obsahujícího 7 hmotnostních -% celulózy (jako- xanthát celulózy) a 6 hmotnostních % hydroxidu sodného, na Obsah 1 % celulózy.

Viskózou nasycený pás se vysuší a celulóza ve viskóze se pak regeneruje průchodem pásu kyselou regenerační lázní, obsahující například 1 až 8% vodný roztok kyseliny sírové. Z pásu se pak vymyje kyselina a pás se vysuší, čímž se vytvoří papírový pás impregnovaný kyselinou regenerovanou - celulózou. Tento obalový papír se pak obvykle tvaruje do rolí (základní role).

Obalové papíry pro balení zpracovaných mas, například uzenin, se mohou vyrábět z obalového papíru řezáním do pruhů, které se pak skládají do tvaru trubic. Trubice se nasytí alkalickým roztokem viskózy obsahující například 7 hmot. '% celulózy a 6 hmot. -°/o hydroxidu sodného. Celulóza ve viskóze se pak regeneruje pomocí kyselé regenerační lázně obsahující například zředěnou kyselinu sírovou a případně soli jako je síran sodný a síran amonný. Trubice se pak nechá projít jednou nebo více lázněmi, aby se vymyla kyselina a soli.

Je-li zapotřebí, trubice se může nechat procházet vodní lázní, která obsahuje plastifikátor, například glycerin, pro regenerovanou celulózu. Trubice se vysuší jejím průchodem vyhřívanou komorou (trubice je v nafouknutém stavu), čímž se získá trubice na bázi celulózy, která má uvnitř včleněn papírový pás. Tato- trubice se pak může plnit zpracovaným masným výrobkem pod tlakem. Postup tohoto druhu je popsán detailně v patentu Spojených států č. 3 135 613.

Účel zpracování počátečního- papírového pásu zředěným roztokem viskózy, které , Je následováno regenerací, je získat pás- s takovou pevností a strukturální celistvosti, že může vydržet zpracování vysoce žíravým roztokem viskózy použitým při vytváření obalových trubic.

Množství kyselinou regenerované celulózy v obalovém papíru je ve skutečnosti poměrně nízké; tak obalový papír může mít typickou plošnou hmotnost (hmotnost na jednotku plochy) 20 g/m², z níž kyselinou regenerovaná celulóza zaujímá 0,6 g/m2, ve srovnání s materiálem obalových trubic, který může mít typickou plošnou hmotnost 70 až 80 g/m2, z čehož 50 až 60 g/m2 může být počítáno - pro kyselinou regenerovanou celulózu.

Avšak na rozdíl od počáteční úpravy viskózou, úprava vysoce žíravým roztokem viskózy použitým při tvorbě obalových trubic bude nevyhnutelně znamenat určitý stupeň změkčení a zeslabení pásu. To vyvolá omezení rychlosti výroby, jestliže se má předejít obtížím při manipulaci s pásy a možným selháním ve výrobě. Existuje tedy v souhlase s tím potřeba, aby obalový papír měl zvýšenou odolnost vůči alkáliím, aby se umožnily vyšší produkční rychlosti při výrobě obalových trubic.

V US patentu 3 378 379 je uveden trubicovitý obal z regenerované celulózy pro suchou uzeninu, kterýžto obal je vybaven povlakem - obsahujícím kationtovou termosetní pryskyřici vázanou k jeho- vnitřní stěně. Patent uvádí, že se pro tento povlak může také použít polyethylenimin, ačkoli tento materiál není ve skutečnosti termosetní pryskyřicí. Účelem vnitřního povlaku je zvýšení adhese obalu uzeniny k suchému uzenému výrobku navzdory jakémukoli smrštění, které se může vyskytnout, když se suchý uzeninový výrobek vyrábí a suší v obalu v delší časové periodě.

Je třeba poznamenat, že ve výše uvedeném postupu to není obalový papír jako takový, který je upravován termosetní pryskyřicí, ale trubicovitý obalový materiál. V provedení uvedeném v US patentu číslo 3 378 379 se kationtová termosetní pryskyřice nanese na vnitřní povrch obalové trubice po- nanesení glycerinu a předtím než se obal vysuší v nafouknutém stavu ve vyhřívané komoře.

Dalším problémem zjištěným v US patentu č. 3 378- 379 je kolísání roztažnosti v příčném směru, které vykazují pruhy obalového papíru vyříznuté z různých částí základní role. To může vyvolat kolísání vlastností konečných obalových trubic, které mohou být tímto nedostatečné pro výrobce plněných masných výrobků, pro které má rozměrová stabilita produktu obchodní důležitost. K vypořádání se s tímto problémem se navrhuje ve výše uvedeném US patentu použití kationtové termosetní pryskyřice (např. reakčního produktu epichlorhydrinu a polyamidu, modifikované melaminoformaldehydové pryskyřice nebo- modifikované močovinofo-rmaldehydové pryskyřice) jako pojivá v obalovém papíru namísto obecně používané kyselinou regenerované viskózy.

Kationtová termosetní pryskyřice se použije v množství alespoň 0,5 hmot. % vztaženo na hmotnost suchého- impregnovaného- vláknitého pásu.

V jiném případě vytvořený vláknitý pás může být impregnován pryskyřicí pří průchodu vodným roztokem uvedené pryskyřice. Uvedený US patent také zveřejňuje použití termosetní pryskyřice v - kombinaci s viskózou, která není regenerována kyseli nou; avšak v tomto případě se viskóza může autoregenerovat uložením pásu po dostatečně dlouhou dobu.

US patent 3 484 256 uvádí postup pro výrobu obalového¹ papíru, při němž se vláknitý pás váže s katiiontovou termosetní pryskyřicí a polyakrylamidovou pryskyřicí. Zajímavým bodem je, že v tabulce 3 tohoto patentu je porovnání v tahu za různých podmínek [za sucha, za mokra a s 6% vodným roztokem hydroxidu sodného·), papírových pásů, které jsou vázány s regenerovanou viskózou nebo polyamidepichlorhydrinovou pryskyřicí a polyakrylamidem nebo jen polyamidepichlorhydrinovou pryskyřicí. Výsledky by mohly zprvu působit tak, jako by pevnosti za mokra v přítomnosti alkálií u pásu vázaného· právě polyamidepichlorhydrinovou pryskyřicí byly alespoň tak dobré, jako' tyto pevnosti viskózou vázaného pásu. Ovšem tyto výsledky vyžadují pečlivé posouzení a diskutují se detailněji dále v příkladu 5.

V britském patentovém spisu 1 091 105 je popsán postup, při němž se obalový papír vyrábí vpravením alkalicky tvrditelné pryskyřice do papírového pásu, jako je polyethylenimin nebo polymerní produkt epichlorhydrinu a polyamidu. Použití alkalicky tvrditelné pryskyřice namísto obvyklé úpravy zředěnou viskózou se uvádí, že vede k obalovému papíru, který má rovnoměrnější charakteristické znaky napříč šířky, a který vede k obalu, který má zvýšenou pevnost při roztržení.

Ovšem od té doby bylo zjištěno, že obalový papír takto vyrobený má odolnost vůči alkáliím nedostatečnou, aby se umožnily vysoké výrobní rychlosti při provozní výrobě obalových trubic

Všeobecně řečenoi alkalická odolnost obalového· papíru s regenerovanou viskózou je pouze postačující; to znamená, aby se předešlo početným selháním pásu na výrobním zařízení, musí být omezena výrobní rychlost. Také bylo zjištěno, že se snižuje nasákavost obalového papíru upraveného viskózou s jeho stárnutím. To bude také působit omezení velikosti výroby obalových trubic; není neznámo, že doba tří nebo více měsíců uplyne mezi výrobou obalového papíru a jehoi následným použitím.

Další oblastí, ve které vynález nachází použití je výroba papíru pro výrobu ponorných sáčků, například na čaj nebo koření. Ponorné sáčky na čaj a podobně jsou všeobecně vyráběny jako sáčky z materiálu (papír pro· ponorné sáčky na čaj), který je propustný pro vodu a pro nápoj vytvořený nalitím, to je rozpuštěním rozpustných látek v obsahu sáčku při aplikaci horké vody na tento sáček. Žádoucími znaky materiálu jsou čistota, dobrá nasákavost, vysoká pevnost za mokra, fóliová struktura pro umožnění rychlé difúze čajového extraktu a schopnost umožňující bezpečné plnění ve vysokorychlostních balicích zařízeních, kte rými jsou ponorné čajovésáčky vyráběny.

Pevnost sáčku je určena převážně třemi hlavními faktory:

za prvé složení vláken papíru a chemickými úpravami, jsou-li nějaké, kterým byl papír podroben;

za druhé podstatou obsahu (například čaj) sáčku a za třetí interakcí, je-li i nějaká, mezi pevnými látkami rozpouštěnými během nalití a chemikáliemi, kterými byla vlákna papíru upravena.

Dosud byla chemická úprava vláknitých pásů pro papír na ponorné sáčky pro čaj prováděna některými ze dvou způsobů.

Při prvním způsobu se vláknitý list nasytí viskózou a celulózou a ve viskóze se pak regeneruje zředěnou kyselinou. Tento způsob vytváří vláknitý pás s dostačující pevností ve vodných alkalických podmínkách. Ovšem tento výrobek má nevýhodu v tom, že může vyvolávat nežádoucí chuť čaje nebo' jiných nápojů.

Druhý způsob obsahuje nasycení vláknitého listu směsí polyamidepichlorhydrinové pryskyřice a karboxymethylcelulózy, jak je například popsáno v britském patentu číslo 1111165. Tento způsob vytváří vláknitý pás, který je poněkud slabší vůči alkalickému vodnému prostředí, než vláknité pásy, vyrobené prvním způsobem. Tentoi výrobek je však neutrální, pokud se týká chuti.

Nevýhody těchto dosud známých způsobů jsou zvlášť zjevné, když se papíry použijí pro výrobu bylinných čajových sáčků; bylinné čaje jsou alkalické. Tak viskózou upravený papír může být vytvarován do sáčku, který má odpovídající pevnost za mokra v alkalickém prostředí, a který způsobuje špatnou chuť nebo vůni nápoje. Na druhé straně druhý typ papíru neovlivní chuť nápoje, ale čajové sáčky, které jsou z něj vytvořeny, budou mít nízkou pevnost za mokra v alkalickém prostředí.

Také by zde měl být zmíněn US patent č. 2 698 793, který zveřejňuje postup výroby klíženého celulózového listu, který je odolný k vodě a inkoustu. Ve vodě nerozpustné hydrofobní klížidlo ve formě vodou dispergovatelné soli a alkyleniminová pryskyřice se přidají odděleně k vodné suspenzi celulózových vláken, kterážto suspenze se ponechá stát po každém přidání a vlákna se pak vytvarují do listu. List se pak zahřeje na 105 až 15θ °C, čímž se vyvinou klížící vlastnosti klížidla. Navíc se mohou použít také jiná klížidla nebo plniva, například škrob.

Uvedený US patent, a to je třeba zdůraznit, se týká vytváření odolnosti listu vůči vodě tak, že se papír stane nesmáčivým vo β

dou. Tak ' - se ' ' zabrání - vodě ' a inkoustům na bázi vody v penetraci do štěrbin papíru zvýšeným povrchovým napětím na _ površích - papírového· základu. Je třeba poznamenat, že klížidla uvedená v US patentu 2 698 793 musí · být -ve vodě nerozpustné hydrofobní sloučeniny. ' „Pevnost za moka” vykazovaná - listy upravenými podle tohoto 'postupu v uvedeném US patentu je přisouditelná primárně faktu, že vlákna zůstávají v suchém' - stavu pod nesmáčivým povrchem základu.

Je - ve skutečnosti po dlouhou dobu známo, že - odolnost vůči vodě ' může být vyvolána u papírových ' pásů jejich - úpravou chemikáliemi jako - - je ' pryskyřičné klížidlo. ' Jak se však jednou voda zavede do- štěrbin pásu, buď mechanickými silami nebo pomocí povrchově aktivních činidel, - zjevná ' pevnost za mokra - se - ztratí.

Na - rozdíl ' od ' toho vynález je zaměřen na velmi odlišný -problém výroby ' pásu papíru,, který má - - pevnost za mokra v - alkalickém prostředí (vlastnost, kterou - se US patent 2' 698 793 ' nezabývá] a ještě současně ' je' nasákavý. - -Krátce - řečeno, vodóodpudivý mechanismus, - který je využíván v ' US patentu 2' 698 -793' by nenašel žádné - využití - v oblasti obalových papírů a papíru' 'pro - ponorné čajové sáčky: u' prvních ' je ' vyžadováno, aby absorbovaly roztoky vodné -viskózy. - a - druhé - - - nesm'í - představovat - žádnou - zábranu pro průchod' vody a vodného nálevu.

Cílem - vynálezu· ' je - papír, který má dobrou - pevnost za mokra ' v alkalickém prostředí a - dobrou -nasákavost. ' Dalším cílem je obalový - papír, který zachovává - svou nasákavost 'dokonce - po -zestárnutí, ' čímž ' se umožní ' výroba ' ' obalových ' trubic - za - ' použití vysoce výkonných .-provozních postupů.

Dalším cílem tohoto - vynálezu - je papír pro ' - ponorné sáčky na - ' čaj, '' . který - spojuje chuťovou -neutralitu - s ' dobrou pevností . - za' mokra - -v ' alkalickém prostředí při - - zachování 'dobré- - nasákavosti.

Ještě ' - dalším ' cílem -' je ' - vyloučení viskózy a - - její - -regeneracé ' při ''výrobě tohoto papíru.

Předmětem, -vynálezu ' ' je papír s- dobrou absorpcí ' -a ' odolností '' vůči ' -alkáliím, ' tvořený vláknitým pásem· - jehož . - podstata - spočívá v tom, -že - obsahuje, vztaženo na ' hmotnost sušiny vláknitého ' -' pásu, ' 0,5 ' až ' -8 % hmotnostních ' ' neviskózního - - filmotvorného' materiálu, 0,05 -až ' 4,0 % - - hmotností ve -vodě rozpustné -kátiontové, -teplem - tvrditelné' -pryskyřice' obsahující epihalogenhydrin - a - 0,05 -až - 2,0 ý/o hmotnostní - polyalkyléniminu. - Filmotvorným materiálem - je '' výhodně hydroxyethylcelulóza.

Kationtovou teplem tvrditelnou' pryskyřicí - je - výhodně pryskyřice obsahující -epichlorhydřin, - a to zejména - polyamidepichlorhydrlnová - pryskyřice. ' Polyalkylenimin -je výhodně polyethylenimin.

Vynález - zajišťuje - papír, například obalový - papír· - a papír - pro'ponorné sáčky na - čaj.

Vynález - také - zajišťuje ' obalový materiál (obalové trubice nebo potahy) připravený z ' uvedeného obalového papíru postupem, který zahrnuje aplikaci žíravého roztoku viskózy a následnou regeneraci kyselinou, stejně jako nálevné sáčky, - například sáčky na čaj (zejména sáčky na bylinný ' čaj) a kořenné sáčky vyráběné z uvedeného papíru - na čajové sáčky.

Vláknitý pás může být vytvořen papírenskými technologiemi, ' které jsou - dosud známé. Volba skutečného způsobu a skutečné složení - vláken - bude záviset na určeném použití papíru.

Například vláknité pásy používané při výrobě obalového· papíru jsou obvykle vytvo·řeny z přírodních ' rostlinných vláken čisté celulózy a jsou výhodně tvořeny - z ' dlouhých nehydratovaných vláken, - která jsou -lehká, musa - typu, zejména konopných -vláken - manilského ' nebo - - abakového konopí. - Pásy - vyrobené z tohoto materiálu- jsou všeobecně měkké - porézní papíry rovnoměrné textury a tloušťky a bylo zjištěno, že jsou přijatelné jako primární vláknitá složka - vláknitých základních pásů používaných pro ' výrobu obalů.

V případě papíru pro- sáčky - na- čaj je vhodným vláknitým materiálem - lehký propustný papír, vyrobený z jakékoli abakové - buníčiny, sisalové buničiny, - -regenerovaného rajónu, espartové buničiny -' a ' dlouhovláknité - 'dřevní buničiny. 'Avšak - - aby - se ' umožnila výroba teplem svařitelného - sáčku, ' může vláknitý kov obsahovat tepelně - -svařitelná vlákna takových materiálů, jako - jsou polyolefiny, například polyethylen nebo polypropylen nebo- vinylchloridové a vinylacetátové polymery. Plošná ' hmotnost - papíru tohoto- vynálezu je -obvykle '3,63 až 5,45 kg - (24 X X 36 — ' 480).

Je třeba poznamenat, že vynález spočívá na - ' výběru ' tří - vybraných úpravných prostředků; jak - bylo' ' zjištěno, jsou ' tyto prostředky schopny působit neočekávaným synergickým způsobem, aby předaly ' výtečnou pevnost za mokra v alkalickém prostředí a 'dobrou nasákavost pásu papíru.

Je třeba - poznamenat, '. že tyto - tri - -úpravné prostředky, a to - ve - vodě ' rozpustná kationtová ' tepelně ' tvrditelná epihalogenhydrin obsahující pryskyřice, neviskózový filmotvorný materiál a -polyalkyleňimin, se - mohou nanášet na - vlákna - v 'jakémkoli ^: - stadiu papírenského výrobního - postupu, dokonce před vytvořením pásu, ' například - se ' -mohou přidávat k - suspenzi - vláken. Tyto prostředky se ' však - výhodně nanášejí na ' vlákna - po vytvoření vláknitého _ - - pásu. ' Výhodně -se tyto- tři úpravné prostředky - nanášejí současně; to se může ' obyčejně provádět průchodem vláknitého pásu 'vhodnou lázní - obsahující všechny - tři - prostředky nebo nástřikem prostředků na pás.

Výhodně je ve vodě rozpustná ' kationtová teplem ' tvrditelná pryskyřice - epichlorhydr-in obsahující- pryskyřice.

Výhodným - typem kátiontové teplem tvrdí telné pryskyřice jsou ve vodě rozpustné polyamidepichlorhydrinové pryskyřice (PAE), jako jsou pryskyřice připravené reakcí epichlorhydrinu s polyamidy odvozenými od polyalkylenpolyaminů (například diethylentriamin nebo tetraethylenpentamin), a nasycenou nebo nenasycenou alifatickou nebo aromatickou polykarboxylovou kyselinou obsahující 3 až 10 uhlíkových atomů (například kyselina adipová, itakonová nebo jantarová). Pryskyřice tohoto typu jsou popsány v US patentech č. 2 296 116, 2 926 154 a 3 125 552.

V US patentu 3 535 288 jsou uvedeny vhodné pryskyřice, které jsou odvozeny od epichlorhydrinu a polyamidů, které jsou reakčními produkty některých aminopolykarboxylátů a jejich derivátů, zejména ethylendiamintetrcioctové kyseliny nebo diethylentriamin pentaoctové kyseliny a polyalkylenpolyaminů, zejména pentaethylenhexaminu.

Vhodné polyamidepichlorhydrinové pryskyřice jsou také uvedeny v US patentu 3 526 608. Zde se polyamidy získávají z reakce polyalkylenpolyaminů a buď iminodioctové kyseliny, Ν,Ν’-piperazindioctové kyseliny, N-alkyliminodioctových kyselin, N,N’-dialkylethylendiamin-N,N’-dioctových kyselin nebo jejich odpovídajících alkylesterů. Vhodnými polyalkylenpolyaminy jsou triethylentriamin, triethylentetramin a tetraethylpentamin a směsi těchto polyaminů.

Pryskyřice uvedené v US patentu 3 565 754 se získají reakcí epichlorhydrinu s polyamidy odvozenými od nitrilotrioctové kyseliny a polyalkylenpolyaminy obsahujícími dvě primární aminové skupiny a alespoň jednu sekundární aminovou skupinu, ve které jsou dusíkové atomy spojeny dohromady skupinami majícími vzorec —C_nH2_n—, kde n je malé celé číslo obvykle mající hodnotu 2 a počet těchto skupin v molekule je v rozmezí od 2 do 19 a výhodně až 6. Dusíkové atomy mohou být připojeny к přilehlým uhlíkovým atomům ve skupině —C_nH2_n— nebo· к uhlíkovým atomům vzdálenějším, ale ne к témuž uhlíkovému atomu.

Jak je uvedeno v US patentu 3 816 556, ve vodě rozpustné kationtové teplem tvrditelné polyamidepichlorhydrinové pryskyřice se mohou převést na polysoli reakcí s některými aniontovými ve vodě rozpustnými polyakrylamidy. Tyto polysoli jsou vhodné v tomto vynéilezu.

Jiné epichlorhydrin obsahující pryskyřice, které se mohou použít, zahrnují reakční produkty epichlorhydrinu s polymery odvozenými od polyakrylamidu a polyaminy jako je ethylendiamin (US patent 3 507 847); s hydrolyzovaným polyvinylimidazolinem (US patent 3 640 936); s polyaminpolyamidovými polymery odvozenými od některých heterocyklických dikarboxylových kyselin aminokarbonylových sloučenin, di- nebo polyalkylenpolyaminů a epichlorhydrinu (US patent 3 761 350); a s polyethyleniminem (US patent 3 520 774).

Vhodným filmotvorným materiálem je hydroxyethylcelulóza (HES), ačkoli jiné deriváty celulózy jako je methylcelulóza, hydroxypropylcelulóza a sodná karboxymethylcelulóza (CMG) se mohou použít. Jiné filmotvorné prostředky zahrnují polyvinylalkohol, škrob, deriváty škrobu, přírodní pryskyřice a jiné ve vodě rozpustné polymery.

Polyethylenimin (PEI), což je vhodný polyalkylenimin, je ve vodě rozpustný kationtový homopolymer, který se může syntetizovat polymerací katalyzovanou kyselinou, a to polymerací ethyleniminu. Je znám v papírenské výrobě jako prostředek zvyšující retenci, aby se zabránilo průchodu krátkých vláken papírenskými síty. Je navrhován prio určité speciální papíry, kde může mírně zvýšit pevnost za mokra.

Ve vodě rozpustná kationtová teplem tvrditelná epihalogenhydrin obsahující pryskyřice se obvykle aplikuje v množství, které činí 0,05 až 4 hmotnostní % vláknitého pásu počítáno na sušinu. Pro obalový papír je vhodné množství 0,3 % až 4 % zejména 1,2 % až 2,4 %. Pro papír na čajové sáčky je vhodné množství 0,05 až 1 %, zejména 0,25 % až 0,5 %.

Neviskózní filmotvorný materiál se obvykle aplikuje v množství 0,5 % až 8 hmotnostních % vláknitého pásu., počítáno na sušinu.

Pro obalový papír je výhodné množství 0,6 % až 8 o/o, zejména 2,4 až 4,8 %. Pro papír na čajové sáčky je výhodné množství 0,5 %' až 5 %, zejména 1 až 3 %.

Polyalkylenimin se obvykle aplikuje v množství 0,05 o/o až 2,0 hmot. % vláknitého pásu, počítáno na sušinu.

Toto rozmezí je zcela vhodné prio obalový papír, ačkoli vhodné množství je 0,4 % až 8 ^;0/o. Pro papír na čajové sáčky je vhodné množství 0,1 % až 1,0 % zejména 0,2 až 0,3 o/o.

Před impregnací žíravým roztokem viskózy nebo podobně, aby se vytvořil konečný obalový materiál, se může obalový papír tohoto vynálezu upravit, aby se zlepšila ještě dále jeho nasákavost.

Jedním vhodným způsobem je působení koronárního výboje o hustotě energie alespoň 0,054 Watt X min/dm² alespoň na jednu stranu povrchu pásu. Obvyklá hustota převyšuje 0,1612 W X min/dm² a je výhodně 0,54 až 4,3 W X min/dm².

Vynález je objasněn následujícími příklady provedení.

Příklad 1

Byly vyrobeny vláknité obalové listy bez jakékoli chemické úpravy. Různé druhy chemických směsí obsahující Kymene 577 (ochranná známka vodorozpustné polyamidepichlorhydrinové pryskyřice uváděné na trh firmou Hercules Powder Company), Polymin P (ochranná známka polyethylenimi nu uváděného na trh firmou BASF, NSR) a Natrasol 250L (ochranná známka komerčně dostupné hydroxyethylcelulózy) byly aplikovány na neupravený list pomocí laboratorního klížícího lisu.

Standardní viskózou upravený list byl také vyroben na poloprovozním papírenském stroji pro použití ve formě standardu.

Listy pak byly zkoušeny na pevnost v tahu · v alkalickém prostředí a nasákavost. Případně vhodná kombinace (složení A) byla akceptována pro provozní zkoušky.

Provozní zkoušky byly provedeny nanášením · chemické směsi pomocí klížící jednotky> což bylo bezprostředně následováno sušicím zařízením sestávajícím ze série párou · plněných válců. Byla provedena také druhá provozní zkouška, při které byla koncentrace Polymínu snížena o 50 % v chemické směsi (složení B).

Výsledné listy pak byly zkoušeny a výsledky srovnány s výsledky získanými u standardního obalového listu. Odolnost vůči alkáliím byla měřena záznamem pevnosti v- tahu na mokrých proužcích 25,4 mm širokých pp· 20minutovém ponoření v 6% hydroxidu sodném.

Nasákavost listů byla také měřena, přičemž byla měřena jako doba potřebná pro vodu, aby vystoupila 25,4 mm vysoko na ver tikálním proužku papíru. Cím větší nasákavost, tím kratší doba je třeba pro výstup na listu.

Ovsem zkouška ve skutečnosti měří nasákavost listu v rovině listu, zatímco · při výrobě obalových trubic při průchodu trubice obalového papíru žíravým roztokem viskózy, to je nasákavost ve směru kolmém k rovině listu, která je důležitá. Předpokládá se však, že uvedená zkouška dobře koreluje s nasákavostí v tomto směru. Prosakování vodného roztoku pásem v jakémkoli směru je způsobeno týmž mechanismem, to je kapilárním působením, které naopak závisí na smáčitelnosti kapilárních stěn. Dále se má za to, že smáčitelnost kapilárních stěn se může měnit s dobou u upravených pásů, zejména u dosud známých viskózou upravených pásů. Tedy „výstup vody” zkouška byla prováděna na vzorcích krátce po jejich výrobě a také na vzorcích, které byly ponechány stárnout 3 měsíce.

Použitá složení jsou uvedena dále.

1. Standardní viskóza

Roztok viskózy obsahující 1,75 % celulózy. Regenerovaná kyselinou sírovou o koncentraci 0,4 N.

2.	Složení A	Složení B
voda ( litry)	492,1 (37,8 °C)	492,1 (37,8 °C)
Natrasol 250L (kg)	12	12
doba míšení (min)	30	30
vytvoření objemu (litry)	do 613,2	do 613,2
Kymene 557 (litry)	60,6	60,6
doba míšení (min)	5	5
Polymin P (litry)	5,46	2,73
doba míšení · (min)	10	10
vytvoření objemu (litry)	do 681,4	do 681,4

Výsledky jsou uvedeny dále v tabulce.

vlastnosti	Tabulka 1	složení A	složení B
jednotky	standardní viskóza
hmotnost listu	g	27,1	27,9	27,7
DM pevnosti v tahu za sucha	g/25,4 mm	4366	4766	4404
DM pevnosti v tahu za mokra	g/25,4 mm	940	738	590
protažení za sucha	%	3,2	2,16	2,5
houževnatost za sucha	cm/g/cm²	95	85	75
protažení za mokra	%	4,8	2,7	2,1
houževnatost za mokra	cm/g/cm²	29	13	. 8,8
porózita	1/min	208	254	241 .
roztržení	kg/cm²	1,69	1,23	1,34
DM pevnost za mokra v
alkalickém prostředí	g/25,4 mm	270	610	495
25,4 mm stoupnutí vody	s	10	8,5	6,0
25,4 mm stoupnutí vody po
3 měsících	s	20	8,5	6,0

Z tabelovaných výsledků se mohou učinit následující závěry:

Chemická složení sestávající z polyamidepichlorhydrinové pryskyřice, polyethyleniminu a hydroxyethylcelulózy značně zvyšují pevnost za mokra v alkalickém prostředí ve srovnání se standardním listem.

Totéž chemické složení také zvyšuje vodní nasákavost ve srovnání se standardem po stárnutí.

Příklad 2

Zkušební listy typického základního vybavení pro sáčky na čaj z rozvlákněné abaky a měkkého dřeva byly vyrobeny ve formě neupravených listů o plošné hmotnosti laboratorních zkušebních listů nemá sama o· sobě význam; ovšem všechny pokusné výsledky jsou ve vztahu k této plošné hmotnosti, aoy se umožnilo přímé srovnání).

Listy tohoto papíru byly nasyceny vodným roztokem obsahujícím jak Kymenem 557 (ochranná známka polyamidepichlorhydrinové pryskyřice uváděné na trh firmou Hercules Powder Company) a CMC. Toto simulovalo, v laboratorním měřítku, jednu z dosud používaných úprav uvedených dříve.

Upravené listy byly vysušeny a pak zkoušeny na pevnost v tahu za mokra a pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí.· Pevnost v tahu za mokra byla měřena na proužcích papíru vyříznutých v šířce 15 mm a nasycených vodou. Pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí byla měřena na proužcích papíru 15 cm širokých nasycených 1% roztokem hydroxidu sodného. Získané výsledky byly vzaty jako standard a následující výsledky z různých úprav byly srovnány se standardem.

Další neupravené zkušební listy, jak je popsáno výše, byly nasyceny vodným roztokem obsahujícím Kemene 557, HEC a Polymin SN (ochranná známka polyethyleniminu uváděného na trh firmou BASF NSR). Listy byly vysušeny, čímž se získaly upravené papírové listy podle tohoto vynálezu. Upravený papír za mokra a pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí výše popsaným způsobem.

Výsledky (všechny upravené na plošnou hmotnost zkušebního listu 34 g) jsou uvedeny dále v tabulce 2, která také specifikuje poměr (hmotnostní) různých úpravných prostředků (jako pevných látek) použitých v každé zkoušce.

Papíry pro čajové sáčky podle vynálezu byly zkoušeny pro zjištění, zda by způsobovaly nežádoucí příchuti u nápojů. Bylo zjištěno, že papíry jsou v tomto směru stejně dobré, jako dosud známé papíry obsahující jen Kymene 557 a CMC.

Příklad 3

Neupravený papír pro čajové sáčky byl nejdříve upraven 0,1% roztokem Polyminu P a pak upraven směsí Kymenu 557 a HEC v poměru 1 : 2,9. Celkové zachycení různých pevných látek bylo přibližně totéž jako v příkladu 1. Tím se získalo určité zlepšení pevnosti v tahu za mokra v alkalickém prostředí, i když toto zlepšení nebylo· tak velké, jako v příkladu 2, jak je zřejmé z výsledků uvedených v tabulce 2.

Papíry na čajové sáčky podle vynálezu byly zkoušeny k zjištění, zda by způsobovaly nežádoucí příchuť nápojů. Bylo zjištěno, že tyto papíry jsou stejně dobré v tomto ohledu, jako dosud známé papíry obsahující jen Kymen a CMC.

Tabulka 2 základní zkušební list + Kymene/CMC v poměru 1/8,8 základní zkušební list 4- Kymene (HEC) Polymin SN v poměru 1/8,8/5

pevnosti v tahu za mokra v	55	350
alkalickém prostředí g/15 mm	70	215
	80	350
	100 60 80	245
průměrná hodnota	74	290
pevnosti v tahu za mokra	500	300
g/15 mm	600	320
	450	480 450
průměrná hodnota	517	388

Tabulka 2 (pokračování) základní zkušební list upravený jako v příkladu 3 základní zkušební list 4- Kymene (HEC) Polymin SN v poměru 1/2,9/1,67

pevnosti v tahu za mokra v	350	150
alkalickém prostředí g/15 mm	275	135
	625	155
	400	160 145
		180
průměrná hodnota	429	154
pevnosti v tahu za mokra	475	250
g/15 mm	450	300
	600	245
	600	250
průměrná hodnota	531	269

Příklad 4

Neupravený papír na čajové sáčky s plošnou hmotností 12 g byl získán pomocí komerčního papírenského stroje (305 cm širokého) pracujícího při konstantní rychlosti 200 m za minutu. Vláknité pásy byly upraveny Kymenem 557 HEC a Polyminem SN způsobem popsaným v příkladu 2 a byly zkoušeny na pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí a pevnost v tahu za mokra v podélném směru (MD) a příčném směru (CD).

Výsledky jsou uvedeny dále v tabulce 3. Znovu jsou uvedeny poměry hmotností různých úpravných prostředků (jako sušiny). Tabulka také ukazuje výsledky získané po mocí standardních dosud známých papírů na čajové sáčky, z nichž jeden má úpravu Kymene 557/CMC a druhý má úpravu viskózou. Zachycení pevných látek v těchto papírech bylo srovnatelné s papíry podle vynálezu.

Papíry byly také zkoušeny pomocí skupiny odborných ochutnávačů, aby se určila chuť, kterou propůjčují nápojům. Každý vzorek byl hodnocen stupnicí 1 až 5, přičemž 1 znamenala nepřítomnost příchuti (ideál) a 5 značila nesnesitelnou chuť.

Papír upravený podle tohoto vynálezu a dosud používaný Kymenem/CMC upravený papír byly oba bodovány průměrně ziskem 1,5, zatímco viskózou upravený papír měl menší uspokojivé průměrné skóre 2,5.

Tabulka 3 neupravený pás Machine + Kymene (HEC) Polymin SN v poměru 1/8, 8/5 podélný směr příčný směr DM CD neupravený pás 4- Kymene (HEC), Polymin SN v poměru 1/2, 9/1, 67 podélný směr příčný směr MD CD pevnosti v tahu za mokra v alkalickém prostředí g/15 mm průměrná hodnota pevnosti v tahu za mokra g/15 mm průměrná hodnota

290	230	375	275
265	232	400	290
290	220	385	265
270	240	385	288
300	215	460	312
285	218	315
283	225	286	286
375	275	510	355
375	280	450	375
320	275	425	335
275	240	540	375
360	245	450	380
400	215	470	280
350	255	474	350

neupravený pás + neupravený pás + neupravený pás +

	+ Kymene (HEC) Polymin SN v pomě-	+ standardní Kyme- + standardní visko
ne/СМС úprava	zová úprava
ru 1/1, podélný směr MD	8/1 příčný směr CD
podélný směr MD	příčný směr CD	podélný směr MD	příčný směr CD
pevnosti v tahu za mokra v	425	270	48	11	152	30
alkalickém prostředí g/15 mm	525	315	23	7	106	24
	425	375	74	22,5	195	45
	485	440	29	10
	400	375
	470	415
průměrná hodnota	455	365	43,5	12,6	151	33
pevnosti tahu za mokra	450	460
g/15 mm	470	325
	470	385
	( 450	460
	425
průměrná hodnota	453	396

Z výsledků předcházejících příkladů 2 až 4 lze vyvodit následující závěry:

i) odolnost vůči alkáliím u papíru pro čajové sáčky se může podstatně zvýšit úpravou pásu směsí hydroxyethylcelulózy (polyamidepichlorhydrinu/polyethyleniminu ve srovnání se směsí karboxymethylcelulózy) polyamidepichlorhydrinu ii) bylo také zjištěno, že úprava Kymenem 557/Polymin SN/HEC, dala tutéž chuťovou neutralitu, která je znakem dosud známého papíru upraveného Kymenem 557/CMC iii) odolnost vůči alkáliím [ měřeno, jako pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí] papíru pro čajové sáčky se zvýšila, když podíl Kymenu 557 se přiblížil podílu polyethyleniminu a hydroxyethylcelulózy

Poznámka:

Piolyethylenimin se také prodává v jiných formách jako Polymin P., Polymin SN a Polymin P dávají podobné výsledky, když se použiji v tomto vynálezu.

Příklad 5

Vzorky papíru byly upraveny různými úpravnými prostředky a pak namočeny po dobu 20 minut do 6% (hmotnostně) vodného roztoku hydroxidu sodného. Pak byly měřeny pevnosti v tahu každého vzorku.

Použitý papír byl základní pás z abakových vláken získaných z provozní výroby, používaný pro výrobu obalového papíru. Tento papír je vyznačen tím, že je skutečně nemodifikován -úpravami jako je mletí. Tak vazné plochy takovéhoto listu před nasycením úpravnými prostředky byly velmi malé, což dokazují výsledky měření u počátečního ' pásu, které byly velmi slabé.

Úpravné prostředky byly následující:

A : HEC/Kymene 557 (Polymin P/poměr 1:1:1 hmotnostně)

В : Polymin SN

C : Polymin P

D : Kymene 557

E : HEC.

Výsledky jsou dále uvedeny v tabulce 4.

Tabulka 4

Úprava А В C D E

zachycení (přepočteno na sušinu)	3%	3%	3%	3%	3%
pevnosti v tahu za mokra v
alkalickém prostředí	90	60	35	0	0
(g/15 mm)	75	40	35	0	0
po 20 minutách	70	35	60	5	0
v 6% roztoku louhu sodného	80	50	50	0	0
průměrná hodnota	78,75	46,25	45	1,25	0

Poznámka:

úroveň zachycení pevných látek 3% je tatáž jako bylo určeno ve spojení s tabulkou III v US patentu č. 3 484 256.

Z výsledků uvedených v tabulce 4 lze vyvodit následující závěry:

i) kombinace HEC, polyamidepichlorhydrinové pryskyřice (to je Kymene 557] a polyethyleniminu (to je Polymin P) způsobila mnohem větší pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí, než jednotlivé prostředky použité samostatně v ekvivalentních množstvích. To představuje překvapující synergický účinek ternární úpravy podle vynálezu, ii) HEC je zcela nevhodný sám o sobě jako prostředek pro pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí, iii) polyamidepichlorhydrinová pryskyřice je také sama o sobě nevhodná jako prostředek pro pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí.

Poslední závěr se zdá být zpočátku protiřečící výsledkům uvedeným v tabulce III US patentu 3 484 256, na nějž byl proveden dříve odkaz. Ovšem je pravděpodobné, že papírový pás použitý ve výše uvedeném US patentu, byl sám o sobě podstatně tlustší, než papír použitý v předloženém příkladu, který, jak je uvedeno výše, byl velmi slabý, čímž se ukázal zřetelný účinek působení různými úpravnými prostředky.

Co je důležitější, v US patentu není nic uvedeno o tom, že by zkušební pásy byly ponořovány do vodného alkalického roztoku po delší dobu, než byla nutná doba pro úplné smočení pásů před jejich zkoušením. Tedy velmi krátký čas uplynul, ve kterém by alkálie mohly rozrušit vazby. Je naší zkušeností, že pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí vláknitého pásu, který se běžně používá pro obalový papír, se časem snižuje, pravděpodobně jak dochází к rozrušení spojení postupně alkáliemi.

Z tohoto důvodu byly pevnosti v tahu za mokra v alkalickém prostředí měřeny na vzorcích, které byly ponořeny do alkalického) roztoku po dobu 20 minut; po této době dochází к malým dalším změnám v pevnosti v tahu za mokra v alkalickém prostředí. Výsledky jasně ukazují, že po této době, která uplynula, pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí u pásu upraveného Kymenem 557 poklesla ve skutečnosti к nule.

Naše zjištění jsou podpořena literaturou vydanou Hercules Powder Company, což jsou přední výrobci polyamidepichlorhydrinových pryskyřic pro zvýšení pevnosti papíru za mokra. Uvádějí, že pro upravení takového papíru pro znovupoužití by se měly přidat alkálie jako je louh sodný, aby se zrušila pevnost za mokra.

Příklad 6

Vzorky papíru byly upraveny různými prostředky způsobem popsaným v příkladu 5 s výjimkou toho, že celkové zachycení pevných látek během úpravy bylo 6 % počítáno· na sušinu. To je úroveň, která by mohla být očekávána při komerční úpravě papírových pásů prostředky pro zvýšení pevnosti v tahu za mokra nebo podobně. Pevnost v tahu za sucha a pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí byly měřeny (pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí byla měřena jen po^; ponoření vzorku po dobu 20 minut do 6% vodného roztoku hydroxidu sodného).

Opravné prostředky byly následující:

A : HEC/Polymin P (hmotnostní poměr 1:1) В : Kymene 557/Polymin P (hmotnostní poměr 1:1]

C : HEC/Kymene 557/Polymin P (hmotnostní poměr 1:1:1)

D : HEC/Kymene 557/Polymin P (hmotnostní poměr 5:2:1).

Výsledky jsou uvedeny dále v tabulce 5.

Tabulka 5 pevnost v tahu za sucha (g/25 mm) pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí (g/25 mm) neupravená kontrola1250

A3200

В2550

C3000

D3300

331

463

500

531

Z výše uvedené tabulky je zřejmé, že ternární směs podle vynálezu způsobila značně vyšší pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí u pásu, než zkoušené binární směsi. Je třeba poznamenat, že při úvaze rovnoměrného zachycování, směs В s tříprocentním zachycením každého· ze známých prostředků pro zpevnění za mokra, a to Kymenu 557 a Polyminu P, stále dává nižší pevnost v tahu za mokra v alkalickém prostředí, než směs C s ekvivalentním pouze 2% zachycením každého z těchto dvou prostředků (jak je uvedeno v příkladu 5, HEC

Claims

1. Papír s dobrou absorpcí a odolností vůči alkáliím, tvořený vláknitým pásem, vyznačený tím, že obsahuje, vztaženo na hmotnost sušiny vláknitého pásu, 0,5 až 8 hmotnostních °/o neviskózního filmotvorného materiálu, 0,05 až 4,0 hmotnostní % ve vodě rozpustné kationtové, teplem tvrditelné pryskyřice obsahující epihalogenhydrin a 0,05 až 2,0 hmotnostní % polyalkyleniminu.

2. Papír podle bodu 1, vyznačený tím, že filmotvorným materiálem je hydroxyethylcelulóza.

3. Papír podle bodu 1 nebo 2, vyznačený tím, že kationtovou teplem tvrditelnou pryskyřicí je pryskyřice obsahující epichlorhydrin.

4. Papír podle bodu 3, vyznačený tím, že kationtovou teplem tvrditelnou pryskyřicí obsahující epihalogenhydrin je polyamidepichlorhydrinová pryskyřice.

5. Papír podle kteréhokoliv z bodů 1 až

4, vyznačený tím, že polyalkylenimin je polyethylenimin.

6. Papír podle kteréhokoliv z bodů 1 až

5, vyznačený tím, že obsahuje, vztaženo na hmotnost sušiny vláknitého pásu, 0,3 až 0,4 samotný je nevhodný jako prostředek pro zvýšení pevnosti za mokra v alkalickém prostředí}.

Přednost vynálezu je dokonce znatelnější v případě směsi D, která má dokonce nižší množství Kymenu 557 a Polyminu P.

Je také třeba poznamenat, že vysoké úrovně Kymenu 557 a Polyminu P v pásu upraném směsí B, může za některých okolností překročit přípustné úrovně. Tudíž ternární systém použitý ve vynálezu je zvlášť výhodný.

vynalezu hmotnostních % pryskyřice obsahující epihalogenhydrin, 0,6 až 8,0 hmotnostních % filmotvorného materiálu a 0,05 až 2,0 hmotnostní % polyalkyleniminu.

7. Papír podle bodu 6, vyznačený tím, že obsahuje, vztaženo na hmotnost sušiny vláknitého pásu, 1,2 až 2,4 hmotnostní % pryskyřice obsahující epihalogenhydrin, 2,4 až 4,8 hmotnostního % filmotvorného materiálu a 0,4 až 0,8 hmotnostního % polyalkyleniminu.

8. Papír podle kteréhokoliv z bodů 1 až 5, vyznačený tím, že obsahuje., vztaženo na hmotnost sušiny vláknitého pásu, 0,05 až 1,0 hmotnostní % pryskyřice obsahující epihalogenhydrin, 0,5 až 5,0 hmotnostních % filmotvorného materiálu a 0,1 až 1,0 hmotnostní % polyalkyleniminu.

9. Papír podle bodu 8, vyznačený tím, že obsahuje, vztaženo na hmotnost sušiny vláknitého pásu, 0,25 až 0,5 hmotnostního % pryskyřice obsahující epihalogenhydrin, 1,0 až 3,0 hmotnostní % filmotvorného materiálu a 0,2 až 0,3 hmotnostní % polyalkyleniminu.