CZ106495A3 - Paper articles containing chemical softening composition - Google Patents

Description

Oblast techniky

Tento vynález se týká tenkého papíru. Zvláště se tento vynález týká tenkého papíru s absorpčními vlastnostmi, který může být používán pro papírové ručníky, ubrousky, papírové kapesníky a jako toaletní papír.

Dosavadní stav techniky

Papírové pásy nebo listy, které jsou někdy nazývány pásy nebo listy tenkého papíru, nacházejí v moderní společnosti široké uplatnění. Papírové ručníky, ubrousky, papírové kapesníky a toaletní papír, jsou běžným zbožím denní spotřeby. Je dobře známo, že třemi důležitými fyzikálními vlastnostmi těchto výrobků jsou jejich měkkost, nasáklivost, zvláště nasáklivost pro vodné systémy, a jejich pevnost, zvláště pevnost za mokra. Zlepšení jednotlivých těchto vlastností, jakož i kombinací dvou, nebo všech tří těchto vlastností, které zároveň neovlivní vlastnosti ostatní, je předmětem výzkumu a vývoje.

Měkkost je pocit, který vzniká, dotýká-li se spotřebitel určitého výrobku, tře-li jím svoji pokožku, nebo mačká-li jej ve své dlani. Tento dotykový pocit vzniká na základě kombinace několika fyzikálních vlastností. Za jednu z důležitějších fyzikálních vlastností, která má vztah k měkkosti, je odborníky v příslušné oblasti považována tuhost papíru, ze kterého je příslušný výrobek vyroben. Tuhost je dále považována za závislou na pevnosti papíru v tahu a na tuhosti vláken, ze kterých je materiál papíru zhotoven.

Pevnost je schopnost výrobku a materiálu, ze kterého je výrobek zhotoven, zachovávat fyzikální integritu a odolávat přetržení, prasknutí a rozpadu za podmínek, při kterých je používán, zvláště za mokra.

Nasáklivost je mírou schopnosti výrobku a materiálu, který jej tvoří, absorbovat určité množství kapaliny, zvláště vodných roztoků a disperzí. Celková nasáklivost, jak je chápána spotřebitelem, je obecně považována za kombinaci celkového množství kapaliny, kterou absorbuje dané množství tenkého papíru při jeho nasycení kapalinou, jakož i rychlost, kterou materiál kapalinu absorbuje.

Pro zvýšení pevnosti papíru se běžně používají pryskyřice, zvyšující pevnost za mokra. Řada takových materiálů a jejich chemické složení jsou popsány Westfeltem na str. 813 až 825, 13. svazku publikace Cellulose Chemistry a Technology (1979). Freimark a j. zmiňují v patentu USA č. 3 755 220, vydaném 28. srpna 1973, že některá chemická aditiva, známá jako činidla způsobující rozrušování vazeb, mají schopnost interagovat s přirozenými vzájemnými vazbami vláken, které se vytvářejí během výroby papíru technologickými postupy, používanými v papírenském průmyslu. Tím dochází ke snižování počtu těchto vazeb, což vede ke vzniku měkčího nebo méně drsného papíru. Freimark a j. popisují použití pryskyřic, zvyšujících pevnost za mokra, kterým se dosahuje zvýšení pevnosti papíru za mokra, zároveň s činidly způsobujícími rozrušování vazeb, odstraňujícími nežádoucí vlivy těchto pryskyřic, zvyšujících pevnost za mokra. Tato činidla způsobující rozrušování vazeb způsobují snížení pevnosti v tahu v suchém stavu, avšak obecně rovněž snižují pevnost za mokra.

V patentu USA č 3 821 068, vydaném 28. června 1974, popisuje Shaw, že činidla způsobující rozrušování vazeb, mohou být rovněž použita pro snížení tuhosti, a tím mohou zvyšovat měkkost papíru.

Činidla, způsobující rozrušování vazeb, jsou popisována v různých dokumentech, jako je patent USA č. 3 554 862, autor Harvey a kol., vydaný 12. ledna 1971. Tyto materiály obsahují kvartérní amoniové soli, jako jsou trimethylalkylamoniumchloridy s alkyly odvozenými od mastných kyselin kokosového oleje, trimethyloktadecenylamoniumchlorid, dimethyldialkylamoniumchloridy s alkyly odvozenými od mastných kyselin hovězího loje a trimethyloktadekanylamoniumchlorid.

V patentu USA č. 4 144 122, vydaném 13. března 1979 popisují

Emanuelsson a j. použití komplexních kvartérních amoniových sloučenin jako jsou bis(alkoxy(2-hydroxy)propen)amoniumchloridy ke změkčování papíru. Tito autoři se rovněž pokoušejí překonat pokles nasáklivosti, vyvolaný činidly způsobujícími rozrušování vazeb, použitím neiontových surfaktantů, jako jsou adukty ethylenoxidu a propylénoxidu s mastnými alkoholy. Armak Company Chicago, Illinois popisuje ve svém bulletinu 76-17 (1977), že použití dimethyldialkylamoniumchloridů s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje v kombinaci s estery mastných kyselin polyethylénglykolů může mít vliv jak na měkkost, tak na nasáklivost tenkého papíru.

Typický příklad výsledku výzkumu, jehož cílem je získání papíru se zlepšenými vlastnostmi, je popsán v patentu USA č. 3 301 746, autorů Sanforda a Sissona, vydaném 31. ledna 1967. Přes vysokou kvalitu papíru, vyráběného postupem popsaným v tomto patentu, a přes velký obchodní úspěch výrobků z tohoto papíru, bylo pokračováno ve výzkumu zaměřeném na získání zlepšených výrobků.

Tak například popisují Becker a j. v patentu USA č. 4 158 594 vydaném 19.ledna 1979 jejich tvrzení získá pevný, měkký vyjádřeno popisují, že pevnost tenkého papíru (který může být změkčován přídavkem chemických činidel způsobujících rozrušování vazeb) může být zvýšena tak, že jedna strana pásu papíru se během výroby připevní na povrch s jemným vlnitým profilem pomocí lepidla (jako je akrylátová emulze, vodorozpustná pryskyřice nebo elastomerní lepidlo), které bylo naneseno na tuto stranu pásu papíru, a pás papíru se formuje do zvlněného tvaru za vytváření listů papíru .

postup, kterým se podle vláknitý papír. Přesněji

Podstata vynálezu

Předmětem tohoto vynálezu jsou výrobky z měkkého tenkého papíru s absorpčními vlastnostmi.

Dále jsou předmětem tohoto vynálezu výrobky z měkkého papíru s absorpčními vlastnostmi pro výrobu papírových ručníků.

Dále je předmětem tohoto vynálezu způsob výroby výrobků z měkkého tenkého papíru a papíru s absorpčními vlastnostmi pro výrobu ručníků.

Jak vyplyne z následujícího popisu, jsou tyto a jiné výrobky získávány postupy podle tohoto vynálezu.

Shrnutí vynálezu

Předmětem tohoto vynálezu jsou výrobky z měkkého papíru s absorpčními vlastnostmi. Stručně vyjádřeno, zahrnují tyto výrobky z papíru listy celulózového materiálu a asi 0,005 až 5,0 hmot.%, vztaženo na hmotnost vláknitého celulózového materiálu, chemické změkčovací kompozice, sestávající ze směsi:

(a) kvartérní amoniové sloučeniny obecného vzorce

kde každý ze substituentů hydroxyalkylová skupina nebo substituentů R,

R₂ je až Cg-alkyl, každý ze jejich směs, '14 jsou uhlovodíkové zbytky ^c14 až C₂2/ nebo jejich směs a X“ je kompatibilní anion a (b) polyhydroxysloučenina, zvolená ze skupiny sestávající z glycerolu, a z polyetylénglykolů a polypropylénglykolů o molekulové hmotnosti 200 až 4000, přičemž hmotnostní poměr kvartérní amoniové sloučeniny k polyhydroxysloučenině je 1:0,1 až 0,1:1 a zmíněná polyhydroxysloučenina je smísena se zmíněnou kvartérní amoniovou sloučeninou při teplotě alespoň 40 °C. S výhodou se směs kvartérních amoniových sloučenin a polyhydroxysloučenin před tím, než je přidána k vláknitému celulózovému materiálu, zředí kapalným zřeďovadlem na koncentraci 0,01 hmot.% až 25 hmot.%, vztaženo na chemickou změkčovací kompozici. S výhodou se zachytí alespoň 20 % polyhydroxysloučeniny, přidané k vláknité celulóze.

Příklady kvartérních amoniových sloučenin, vhodných pro použití podle tohoto vynálezu jsou dobře známé dialkyldimethylamoniové soli jako jsou dialkyldimethylamoniumchloridy a dialkyldimethylamoniummethylsulfáty s alkyly odvozenými od mastných kyselin hovězího loje a od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje.

Příklady polyhydroxysloučenin, vhodných pro použití v tomto vynálezu, jsou glycerol a polyethylénglykoly s váhovým průměrem molekulových hmotností od 200 do 4000, přičemž preferovanými polyethylénglykoly jsou tyto látky s váhovým průměrem molekulových hmotností od 200 do 600.

Zvláště preferované provedení tenkého papíru podle tohoto vynálezu obsahuje 0,03 hmot.% až 0,5 hmot.% směsi kvartérních amoniových sloučenin a polyhydroxysloučenin.

Stručně vyjádřeno, sestává způsob výroby tenkého papíru podle tohoto vynálezu z kroků, ve kterých je připravována zanáska ze zmíněných složek, tato zanáška se nanáší na děrovanou podložku jako je například podélné síto papírenského stroje a z této nanesené zanášky se odstraňuje voda.

Pokud není jinak uvedeno jsou všechny zde uvedené poměry a díly hmotnostní poměry a díly.

Stručný popis obrázků

Přestože vymezení předmětu tohoto patentu je ukončeno nároky, které jednotlivě vyjadřují a jasně definují tento vynález, autoři se domnívají, že tomuto vynálezu je možno lépe porozumět z následujícího popisu ve spojení s připojenými obrázky:

Obr. 1 je fázový diagram DODMAMS a DTDMAMS.

Obr. 2 je fázový diagram DODMAMS/čistý systém PEG-400

Obr. 3 je fázový diagram PEG-400/methyloktanoát

Obr. 4 je transmisní mikrofotografie ve zmrazeném stavu disperze měchýřků směsi dimethyladialkylamonimmethylsulfátů s alkyly, odvozenými z hydrogenovaných kyselin hovězího loje a PEG-400 v poměru 1:1 při zvětšení 66.OOOX.

Obr. 5 je transmisní mikrofotografie ve zmrazeném stavu disperze měchýřků směsi dimethyladialkylamonimmethylsulfátů s alkyly, odvozenými z hydrogenovaných kyselin hovězího loje a glycerolu v poměru 1:1 při zvětšení 66.OOOX.

Obr. 6 je transmisní mikrofotografie ve zmrazeném stavu disperze směsi měchýřků dimethyladialkylamonimchloridů s alkyly, odvozenými z hydrogenovaných kyselin hovězího loje a PEG-400 v poměru 1:1 při zvětšení 66.OOOX.

Obr. 7 je transmisní mikrofotografie ve zmrazeném stavu disperze směsi dimethyldialkylamonimchloridů s alkyly, odvozenými z hydrogenovaných kyselin hovězího loje a glycerolu v poměru 1:1 při zvětšení 66.OOOX.

Podrobný popis vynálezu

Přestože vymezení předmětu tohoto patentu je ukončeno nároky, které jednotlivě vyjadřují a jasně definují tento vynález, autoři se domnívají, že tomuto vynálezu je možno lépe porozumět studiem následujícího podrobného popisu a za ním následujících příkladů.

Termíny tenký papír, papír, list papíru a výrobek z papíru, jak jsou užívány v tomto dokumentu, se všechny týkají papíru ve formě listu, vyráběného postupem, který zahrnuje kroky přípravy vodné zanášky pro výrobu papíru, nanesení této zanášky na děrovaný povrch, jako je podélné síto papírenského stroje, a odstranění vody z této zanášky působením gravitace, nebo za pomoci odsávání, za působení tlaku nebo bez jeho působení a odpařováním.

Slovní spojení vodná papírová zanáška je vodná disperze vláken pro přípravu papíru a dále popsaných chemických látek.

Prvním krokem způsobu podle tohoto vynálezu je příprava vodné papírové zanášky. Tato zanáška sestává z vláken vytvářejících papír (dále někdy zmiňovaných jako dřevná vláknina) a ze směsi alespoň jedné kvartérní amoniové soli a alespoň jedné polyhydroxysloučeniny, které budou dále popsány.

Předpokládá se, že vlákna v jejich různých variantách, vytvářející papír, jsou vždy vlákna dřevné buničiny. Mohou však být použity i jiné celulózové vlákniny, jako je bavlněný lintr, bagasa a vlákna regenerované celulózy. Dřevné buničiny, které zde přicházejí v úvahu, zahrnují buničiny získávané chemicky, jako jsou sulfátová a sulfitová buničina, jakož i dřevoviny včetně např. mletého dřeva, thermomechanické vlákniny a chemicky modifikovaná thermomechanická vláknina (chemically modified thermomechanical pulp - CTMP). Mohou být použity buničiny získané jak z listnatých, tak z jehličnatých stromů. Pro tento vynález jsou použitelná jsou rovněž vlákna z recyklovaného papíru, která mohou obsahovat jakékoliv ze zmíněných druhů buničin a vláknin, jakož i jiné materiály, které nemají vláknitou povahu, jako jsou plniva a lepidla, používaná jako pomocné látky při výrobě papíru. S výhodou slouží jako zdroj vláken pro výrobu papíru, používaných v postupu podle tohoto vynálezu, sulfátová buničina z jehličnanů.

Chemické složení změkčovacích kompozic

Tento vynález se týká změkčovacích kompozic, obsahujících jako základní složku 0,005 až 5,0 hmot.%, výhodněji 0,03 až 0,5 hmot%, vztaženo na hmotnost suché vlákniny, směsi kvartérní amoniové sloučeniny a polyhydroxysloučeniny. Poměr kvartérní amoniové sloučeniny k polyhydroxysloučenině je od 1:0,1 do 0,1:1, s výhodou je tento poměr kvartérní amoniové sloučeniny k polyhydroxysloučenině od 1:0,3 do 0,3:1, výhodněji je tento poměr kvartérní amoniové sloučeniny k polyhydroxysloučenině od 1:0,7 do 0,7:1, přičemž tyto poměry záleží na molekulové hmotnosti příslušné polyhydroxysloučeniny a/nebo použité kvartérní amoniové sloučeniny.

A. Kvartérní amoniové sloučeniny

Chemická změkčovací kompozice obsahuje jako hlavní složku kvartérní amoniovou sloučeninu obecného vzorce

ve kterém R^ jsou uhlovodíkové zbytky C₁₄ až C₂₂, ^Ξ výhodou uhlovodíkové zbytky, odvozené od mastných kyselin hovězího loje, R₂ jsou C₃ až C₆-alkyly nebo hydroxyalkyly, s výhodou C₃ až C₃~alkyly, X^- je kompatibilní anion, jako je halogenid (např. chlorid nebo bromid), nebo methylsulfát. Jak je uvedeno v publikaci Baile ys Industrial Oil and Fat Products, Ed. Swen, 3.vyd., Willey and Sons, New York 1964, lůj je přírodní produkt s různým složením. Z tabulky 6.13 v této publikaci vyplývá, že 78 % nebo více mastných kyselin loje obsahuje 16 nebo 18 uhlíkových atomů. Obvykle jsou mastné kyseliny obsažené v loji z poloviny nenasycené, hlavně se jedná o kyselinu olejovou. Předmětem tohoto vynálezu mohou být jak syntetické , tak přírodní loje. R₃ jsou s výhodou Cig^-C18 alkyly, nejvýhodněji je R^ nerozvětvený ^c18“ alkyl. S výhodou jsou obě R2~skupiny methyly a X“ je chlorid nebo methylsulfát.

Příklady kvartérních amoniových solí, vhodných pro použití podle tohoto vynálezu, jsou dobře známé dilakyldimethylamoniové soli jako jsou dialkyldimethylamoniumchloridy a dialkyldimethylamoniummethylsulfáty s alkyly odvozenými od mastných kyselin hovězího loje a od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje, přičemž tyto látky s alkyly odvozenými od mastných kyselin hydrogenovaného hovězího loje jsou preferovány. Posledně jmenovaný materiál s obchodním názvem Varisoft^R je možno zakoupit od firmy Sherex Chemical Company Inc., Dublin, Ohio.

Mohou být také použity biodegradovatelné monoa diesterderiváty, které jsou rovněž považovány za látky, spadající do předmětu tohoto vynálezu. Tyto látky mají dále uvedené obecné vzorce:

O

O

O kde Rj je uhlovodíkový zbytek, zvolený ze skupiny alkylů se 14 až 22 uhlíkovými atomy, jako jsou uhlovodíkové zbytky odvozené od mastných kyseliny hovězího loje, R₂ je až Cg-alkyl nebo hydroxyalkyl, X je kompatibilní anion, jako je halogenid (např. chlorid nebo bromid) nebo methylsulfát. S výhodou je R^ C₁₆ až C_lg-alkyl R₂ je methyl.

B. Polyhydroxysloučnina

Jednou ze základních složek chemické změkčovací kompozice je polyhydroxysloučenina.

Příklady polyhydroxysloučenin, vhodných pro použití podle tohoto vynálezu, jsou glycerol, polyethylénglykoly a polypropylénglykoly s průměrnou molekulovou hmotností od 200 do 4000, s výhodou od 200 do 1000, nejvýhodněji od 200 do 600.

Zvláště výhodné jsou polyethylénglykoly s molekulovou hmotností bude podrobněj i popsána se polyhydroxysloučenina od 200 do 600.

Zvláště preferovanou polyhydroxysloučeninou je polyethylénglykol s váhovým průměrem molekulových hmotností asi 400. Tento materiál s obchodním názvem PEG-400 je možno zakoupit od firmy Union Carbide Company, Danbury, Connecticut.

Shora popsaná chemická změkčovací kompozice, t.j. směs kvartérních amoniových sloučenin a polyhydroxysloučenin je s výhodou přidávána do vodné suspenze vláken vytvářejících papír, neboli zanásky, ve vhodném místě mokré části papírenského stroje před podélným sítem nebo před částí, kde dochází k formování listu papíru. Přídavek shora popsaných chemických změkčovacích kompozic po vytvoření pásu papíru a před jeho sušením však rovněž způsobuje výrazné změkčení, vzrůst nasáklivosti a zlepšení pevnosti za mokra a je rovněž výslovně předmětem tohoto patentu.

Bylo zjištěno, že chemické změkčování kompozice jsou účinnější, pokud jsou kvartérní amoniové soli a polyhydroxysloučeniny smíseny před tím, než jsou přidány do zanášky. Preferovaná metoda, která v příkladu 1, spočívá v tom, že nejdříve zahřeje na teplotu asi 66 °C a poté se k této zahřáté polyhydroxysloučenině přidá kvartérní amoniová sloučenina, čímž se připraví kapalná tavenina. Hmotnostní poměr kvartérní amoniové sloučeniny k polyhydroxysloučenině je od 1:0,1 do 0,1:1, s výhodou je hmotnostní poměr kvartérní amoniové sloučeniny polyhydroxysloučenině od 1:0,3 do 0,3:1, výhodněji je tento poměr kvartérní amoniové sloučeniny k polyhydroxysloučenině od 1:0,7 do 0,7:1, přičemž tyto poměry záleží na molekulové hmotnosti příslušné polyhydroxysloučeniny a/nebo použité kvartérní amoniové sloučeniny. Tavenina kvartérní amoniové sloučeniny a polyhydroxysloučeniny se potom zředí na žádanou koncentraci a smísí se, čímž se vytvoří vodný roztok, obsahující disperzi systému kvartérní amoniová sůl/polyhydroxysloučenina, která může být potom přidána do zanášky. S výhodou se směs kvartérní amoniové sloučeniny a polyhydroxysloučeniny ředí před přidáním k zanášce kapalným nosným mediem jako je voda na koncentraci od 0,01 do 25 hmot.%, vztaženo na hmotnost media je sloučeniny částeček, změkčovací kompozice. Teplota kapalného nosného s výhodou 40 °C až 80 °C. Směs kvartérní amoniové a polyhydroxysloučeniny je přítomna ve formě dispergovaných v kapalném nosném mediu. Preferovaná velikost těchto částeček je s výhodou od 10^-5 do 10^-2 mm, nejvýhodněji od 10^-4 do 10³ mm. Jak je zřejmé z obr. 4 až 6, jsou dispergované částečky přítomny ve formě měchýřků.

Kvartérní amoniové sloučeniny a polyhydroxysloučeniny se smísí při zvýšené teplotě, alespoň 40 °C, výhodněji při teplotě od 56 °C do 68 °C. V tomto preferovaném teplotním intervalu je dimethyldialkylamoniumchlorid s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje kapalný a je mísitelný s polyhydroxysloučeninou. Dimethyldialkylamoniummethylsulfát s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje je naproti tomu v kapalně krystalickém stavu a je rovněž mísitelný s polyhydroxysloučeninami. Fyzikální stav dimethyldialkylamoniummethylsulfátu s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje bude podrobněji diskutován dále.

Zanáška může být snadno připravována mísícími postupy známými odborníkům v oblasti technologie papíru.

Neočekávaně bylo nalezeno, že adsorpce polyhydroxysloučeniny na papír je výrazně zvyšována, je-li tato sloučenina předem smísena s kvartérní amoniovou sloučeninou přidána k papíru. Absorbuje se polyhydroxysloučeniny, přidané k buničině, před tím, než je alespoň 20 % a s výhodou je vztaženo na retence této polyhydroxysloučeniny od 50 do 90 hmotnost suchých vláken.

Důležitou skutečností je, že adsorpce probíhá při koncentracích a během časových úseků, které jsou vhodné z hlediska technologického postupu výroby papíru. Aby byla lépe pochopena vysoká retence polyhydroxysloučenminy na papíru, byly studovány fyzikální vlastnosti taveniny roztoku a vodné disperze dimethyldialkylamoniummethylsulfátu s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje a polyethylénglykolu 400.

Bez nároků na teoretické zdůvodnění a aniž bychom chtěli jakkoliv omezit předmět tohoto vynálezu, předkládáme následující vysvětlení způsobu, kterým kvartérní amoniová sloučenina podporuje absorpci polyhydroxysloučeniny na papír.

Informace o fyzikálním stavu dimethyldialkylamoniummethylsulfátu s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje (Di(hydrogenated)Tallow dimethyl DTDMAMS), R₂N⁺(CH3)2CH3OSO3“ a DODMAMS komerční směsi. DODMAMS (Dioctadecyl Sulfáte, (C18H37)2N⁺(CH3)₂CH₃OSO₃ ^_) je a slouží jako modelová sloučenina je zkoumat nejprve jednodušší DODMAMS do teploty 47 °C. Při této Χα krystaly, které při teplotě

Ammonium Methyl Sulfáte, je získávána zkoumáním Dimethyl Ammonium Methyl hlavní složkou DTDMAMS komerční směsi. Výhodné a poté teprve směs DTDMAMS.

V závislosti na teplotě může DODMAMS v jednom ze čtyř skupenských stavů (obr. 1): ve formě dvou typů polymorfnich krystalů (X a Χα), jednoho typu lamelárních (Lam) kapalných krystalů, nebo ve formě kapalné fáze. Krystaly Χβ existují od teplot pod teplotou místnosti, teplotě přecházejí na polymorfní °C přecházejí na kapalné krystaly Lam. Tato fáze se dále přeměňuje při 150 °C na isotropní kapalinu. Lze předpokládat, že DTDMAMS se svými fyzikálními vlastnostmi podobá DODMAMS s tím rozdílem, že teploty fázových přechodů budou širší a nižší. Tak například u DTDMAMS nastává přechod X krystalů na Χα krystaly při 27 °C na rozdíl od DODMAMS, kde tento přechod nastává při 47 °C. Rovněž kalorimetrické údaje ukazují, že u DTDMAMS nastává několik přechodů z krystaly, na rozdíl Počátek nejvyššího lamelární kapalné přechod je jeden, při 56 °C, což je krystalické fáze na od DODMAMS, kde tento z těchto přechodů je v dobré shodě s výsledky rentgenografických difrakčních měření, kalorimetrie však vykazuje dvě maxima s počátečními teplotami 59 °C a 63 °C.

DODMAC (dioktadecyldimethylamonimchlorid) vykazuje kvalitativně rozdílné chování oproti DODMAMS, protože u této sloučeniny neexistuje laminární kapalné krystaly. Tento rozdíl však není považován za podstatný pro použití této sloučeniny (nebo jejího komerčního analogu DTDMAC) pro úpravu papíru (Laughlin a j. Physical Science of the Dioctadecyldimethyl13 ammonium Chloride - Water System. 1. Equilibrium Phase Behavior, Journal of Physical Chemistry, 1990, 94., 2546-2552) zde uvedeno jako odkaz.

Směsi DTDMAMS s PEG 400

Byla studována směs těchto dvou materiálů s hmotnostním poměrem 1:1 a na obr. 2 je znázorněn možný model fázového chování tohoto systému. Na tomto obrázku jsou znázorněny DODMAMS a PEG jako nemísitelné při vysokých teplotách, kdy existují jako dvě kapalné fáze. Po ochlazení směsí těchto dvou kapalin se ze směsi oddělí lamelární fáze. Tato studie tedy ukazuje, že tyto dva materiály, které jsou nemísitelné při vysokých teplotách, se stávají mísitelnými při nízkých teplotách ve formě lamelární kapalných krystalů. Při ještě nižších teplotách lze očekávat, že krystalické fáze se oddělí od lamelární fáze, a tyto sloučeniny se stanou znovu neutišitelnými.

Na základě těchto studií lze tedy předpovědět, že pro vytvoření dobrých disperzí DTDMAMS a PEG-400 ve vodě je třeba aby směs zředěná vodou byla udržována ve středním rozmezí teplot, kde tyto dvě sloučeniny jsou mísitelné.

Směsi DTDMAC s PEG 400

Fázové studie těchto dvou materiálů za použití metody postupného zřeďování ukazují, že jejich fyzikální chování je podstatně odlišné od DTDMAMS. Nebyly nalezeny fáze kapalných krystalů. Tyto sloučeniny jsou mísitelné v širokém rozmezí teplot, což ukazuje, že z těchto směsí mohou být připravovány disperze ve srovnatelných teplotních intervalech. Neexistuje horní teplotní mez mísitelnosti.

Příprava disperzí

Disperze z kteréhokoliv z těchto materiálů mohou být připravovány zředěním směsi, která je udržována při teplotě, při které jsou polyhydroxysloučeniny a kvartérní amoniové soli mísitelné s vodou. Nezáleží příliš na tom, zda jsou mísitelné uvnitř kapalné krystalické fáze (jako v případě DTDMAMS), nebo v kapalné fázi (jako v případě DTDMAC). DTDMAMS ani DTDMAC nejsou rozpustné ve vodě, takže při zředění kterékoliv z těchto pevných fází vodou, bude vypadávat kvartérní amoniová sloučenina ve formě malých částeček. Obě kvartérní amoniové sloučeniny se budou srážet při zvýšených teplotách ve zředěných vodných roztocích jako fáze s kapalnými krystaly, bez ohledu na to, zda bezvodý roztok byl kapalný, nebo ve formě kapalných krystalů. Polyhydroxysloučeniny jsou rozpustné ve vodě ve všech poměrech, nebudou se proto srážet.

Elektronová mikroskopie za nízkých teplot ukazuje, že velikost přítomných částeček je asi 0,1 až 1,0 mikrometrů a jejich struktura je velmi odlišná. Některé z nich jsou ploché (zakřivené nebo planární), zatímco jiné jsou uzavřené měchýřky. Membrány všech těchto částeček jsou molekulární dvojvrstvy, ve kterých jsou jedny konce molekul obráceny směrem navenek do vodné fáze, druhé konce molekul směřují k sobě. Předpokládá se, že PEG je asociován s těmito částečkami. Výsledkem aplikace disperzí, připravovaných tímto způsobem, na papír, má za následek vazbu kvartérních amoniových iontů na papír a způsobuje žádanou změkčení a zvýšení nasáklivosti.

Fyzikální stav disperzí

Jsou-li popsané disperze ochlazeny, může nastat částečná krystalizace materiálu mezi koloidními částečkami. Lze však předpokládat, že dosažení rovnovážného stavu bude vyžadovat dlouhé doby (případně i měsíce), takže narušené částice, jejichž membrány jsou tvořeny buď kapalnými krystaly, nebo narušenou krystalickou fází, interagují s papírem.

Předpokládá se, že měchýřky, obsahující DTDMAMS a PEG, při sušení vlákenného celulózového materiálu praskají. Jakmile měchýřek praskne, většina PEG pronikne do nitra celulózových vláken, čímž zvýší jejich flexibilitu. Důležité je, že část PEG se zachytí na povrchu vlákna, kde způsobí zvýšení rychlosti absorbce kapalin celulózovými vlákny. V důsledku interakce iontů zůstává většina DTDMAMS na povrchu celulózového vlákna, čímž zlepšuje pocit při doteku povrchu a měkkost papírového výrobku.

Druhým krokem postupu podle tohoto vynálezu je nanesení zanášky za užití shora popsané chemické změkčovací kompozice jako aditiva na děrovaný povrch a třetím krokem je odstranění vody z takto nanesené zanášky. Postupy a zařízení používané při provádění těchto dvou kroků jsou odborníkům v oboru technologie papíru známy.

Tento vynález je možno m.j. použít pro přípravu tenkého papíru obecně, včetně papíru připravovaného obvyklým způsobem stlačováním plstěným válcem, papíru s vytlačeným vzorkem, jehož příklad je uveden ve zmíněném patentu USA, jehož autorem je Sanford-Sisson a kol., a nestlačovaného tenkého papíru, který je popsán v patentu USA č. 3 812 000, autor Salvucci, Jr., vydaném 21. května 1974. Tenký papír může být buď homogenní nebo může být vícevrstvý a papírové výrobky z něj vyrobené mohou být z jedné nebo více vrstev tohoto papíru. Konstrukce z vícevrstvých tenkých papírů jsou popsány v patentu USA č. 3 994 771, autoři Morgan, Jr. a kol., vydaném 30. listopadu 1976, který je zde uveden jako odkaz. Obecně se vyrábí za mokra pokládaná kompozitní objemná měkká absorpční struktura ze dvou nebo více vrstev zanášky, které s výhodou obsahují různé typy vláken. Vrstvy jsou s výhodou připravovány pokládáním dvou proudů zředěných suspenzí vláken na nekonečné děrované síto, přičemž tato vlákna jsou obvykle relativně dlouhá vlákna pocházející z měkkého dřeva a relativně krátká vlákna z tvrdého dřeva, používaná při výrobě papíru. Vrstvy jsou kombinovány následným pokládáním, čímž se vytváří vrstvený papír. Položená vrstva je nucena se přizpůsobit povrchu textilního pásu s volnými otvory, pro sušení a vytlačení vzorku působením kapaliny, stlačující tuto vrstvu a poté je jako část technologického procesu výroby papíru prováděno na zmíněném textilním pásu předsušení za zvýšené teploty. Vrstvený papír může mít vrstvy, odlišující se typem vláken nebo jejich obsahem, nebo mohou být tyto vrstvy v podstatě stejné. Tenký papír má s výhodou plošnou hmotnost mezi 10 až 65 g/m² a hustotu asi 0,6 g/cm^J nebo nižší. S výhodou je plošná hmotnost pod 35 g/m a hustota 0,3 g/cm³ nebo nižší. Nejvýhodnější je hustota mezi 0,04 až 0,2 g/cm³.

Běžné stlačované tenké papíry jsou vyráběny známými technologickými postupy. Tyto papíry jsou obvykle vyráběny nanášením zanášky na podélné síto papírenského stroje. Poté co byla zanáška nanesena na podélné síto, je nazývána pásem. Pás se odvodňuje stlačováním a sušením za zvýšené teploty. Technologické postupy a obvyklá zařízení, které jsou používány pro přípravu pásu právě popsaným postupem, jsou odborníkům v dané oblasti dobře známy. Při obvyklém postupu se získává zanáška o nízké hustotě v tlakové nátokové skříni. Nátokové skříň má otvor pro vypouštění tenkého nánosu zanášky na podélné síto, čímž se vytváří pás. Tento pás se poté obvykle odsáváním odvodňuje na obsah vláken mezi 7 až 25% (vztaženo na celkovou hmotnost pásu) a dále se suší stlačováním, přičemž je tento pás vystaven tlaku vytvářenému proti sobě orientovanými mechanickými prostředky, například válci.

Odvodněný pás je poté dále stlačován a sušen pomocí parního bubnu, známého jako buben Yankee. Na bubnu Yankee je tlak vytvářen mechanickými prostředky, jakými jsou například protilehlý válcovitý buben, který stlačuje pás. Zároveň se stlačováním pásu proti povrchu bubnu Yankee může být rovněž prováděno odsávání. Může být použito několik bubnů Yakee, přičemž je případně možné, aby mezi těmito bubny bylo prováděno další stlačování. Struktura tenkého papíru, která je takto vytvářena, je v dalším textu nazývána obvyklou strukturou stlačeného tenkého papíru. Tento papír je považován za stlačený, protože pás byl vystaven značným tlakům ve stavu, kdy vlákna byla mokrá a poté sušen (a případně krepován) ve stlačeném stavu.

Tenký papír s profilovým vzorkem se vyznačuje tím, že má hlavní pole s poměrně velkou tloušťkou o relativně nízké hustotě vláken a dále stlačené oblasti, vytvářející vzorek o relativně vysoké hustotě vláken. Hlavní pole s poměrně velkou tlouštkou je rovněž označováno nazývány klouby, oblastí hlavního jako polštářky. Stlačené oblasti jsou rovněž Stlačené oblasti se mohou nacházet uvnitř pole s velkou tloušťkou, nebo mohou být spojeny, a to buď zcela, nebo částečně. Preferované způsoby pro přípravu tenkého papíru s profilovým vzorkem jsou popsány v patentu USA č. 3 301 746, vydaném 31. ledna 1967, autoři Sanford a Sisson, patentu USA č. 3 974 025, vydaném 10. srpna 1976, autor Peter G. Ayers, patentu USA č. 4 191 609, vydaném 4. března 1980, autor Paul D. Trokhan a patentu USA č. 4 637 859, vydaném 20. ledna 1987, autor Paul D. Trokhan, přičemž všechny tyto dokumenty jsou zde uvedeny jako odkazy.

Obecně jsou papíry s profilovým vzorkem připravovány nanesením zanášky na podélné síto papírenského stroje, čímž se vytvoří pás, a následujícím stlačením tohoto pásu proti výstupkům, vytvářejícím vzorek. Pás je tlačen proti těmto výstupkům a tak se vytvářejí stlačené oblasti v místech, která odpovídají styku výstupků s mokrým pásem. Zbytek pásu, který během této operace nebyl stlačen, se nazývá hlavním polem o velké tloušťce. Hustota tohoto hlavního pole může být poté dále snižována za využití tlaku nasycených par, například pomocí zařízení, ve kterém je prováděna evakuace, nebo pomocí sušicího zařízení, používajícího profukování vzduchu přes pás, nebo mechanickým stlačením pásu proti výstupkům tvořícím vzorek. Pás je odvodněn, případně předsušen takovým způsobem, že se podstatně omezí stlačení oblastí hlavního pole. Toho se s výhodou dosáhne využití tlaku kapaliny, například pomocí zařízení, ve kterém je prováděna evakuace, nebo pomocí sušicího zařízení, používajícího profukování vzduchu přes pás, nebo mechanickým stlačením pásu proti výstupkům tvořícím vzorek, přičemž hlavní pole není stlačováno. Operace odvodnění, předsušení a vytváření oblastí o vyšší hustotě mohou být navzájem úplně nebo částečně spojeny, čímž se omezí počet jednotlivých kroků postupu. Po vytvoření oblastí o vyšší hustotě, odvodnění a případném předsušení se pás zcela vysuší, s výhodou bez použití mechanického stlačování. S výhodou je 8 % až 55 % povrchu tenkého papíru tvořeno oblastmi kloubů o vyšší hustotě, jejíž hodnota je alespoň 125 % hustoty hlavního pole.

Výběžky vytvářející vzorek jsou obvykle tvořeny obtiskovací tkaninou, která má povrch profilovaný ve tvaru vzorku, jehož výstupky způsobují při působení tlaku vytváření stlačených oblastí. Obtiskovací tkaniny jsou popsány v patentu USA č. 3 301 746, vydaném 31. ledna 1967, autoři Sanford a Sisson, patentu USA č. 3 301 746, vydaném 31. ledna 1967, autoři Sanford a Sisson, v patentu USA č. 3 812 000, autor Salvucci, Jr., patentu USA č. 3 974 025, vydaném 10. srpna 1976, autor Peter G. Ayers, patentu USA č. 3 573 164, vydaném 30. března 1971, autoři Friedberg a kol.,patentu USA č. 3 473 576, vydaném 21. října 1969, autor Amneus, patentu USA č. 4 239 065, vydaném 16.prosince 1980, autor Trokhan a v patentu USA č. 4 528 239, vydaném 9. července 1985, autor Trokhan, přičemž všechny tyto dokumenty jsou zde uvedeny jako odkazy.

S výhodou je ze zanášky nejdříve vytvořen mokrý pás na perforované formovací podložce, jako je podélné síto papírenského stroje. Pás je odvodněn a přenesen na obtiskovací tkaninu. Zanáška může být rovněž nanášena přímo na perforovanou formovací podložku, která zároveň působí jako obtiskovací tkanina. Jakmile se pás vytvoří, je odvodňován a s výhodou za vyšší teploty předsušován na zvolenou hustotu vláken, která je mezi 40 až 80 %. Odvodňování může být prováděno pomocí sacích skříní nebo jiných zařízení, používajících sníženého tlaku, nebo pomocí profukovacích sušiček. Vzorek výstupků obtiskovací tkaniny se dříve uvedeným způsobem obtiskne do pásu před úplným vysušením pásu. Jedním ze způsobů, jak je toho možno dosáhnout, je působení tlaku. To může být provedeno například tak, že se vykonává tlak na přítlačný válec, kterým je obtiskovací tkanina přitlačována proti sušicímu bubnu, například proti sušicímu bubnu Yankee, přičemž pás prochází štěrbinou mezi přítlačným válcem a sušicím bubnem. Jinou výhodnou možností je, že se pás stlačuje proti obtiskovací tkanině před dokončením sušení, využitím tlaku kapaliny v zařízení pracujícím za sníženého tlaku, jako je sací skříň, nebo pomocí profukovací sušičky. Tlak kapaliny může být použit v separátním následujícím kroku pro vytlačování stlačených oblastí během počátečního odvodňování, nebo v kombinaci obou těchto kroků.

Nestlačované tenké papíry bez profilového vzorku jsou popsány v patentu USA č. 3 812 000, autoři Joseph L. Salvucci, Jr. a Peter N. Yiannos, vydaném 21. května 1974 a v patentu USA č. 4 208 459, autoři Henry E.

17.

a Richard Schutte, vydaném uvedeny jako odkaz. Obecně profilového vzorku vyráběny vynálezu popsaným

Becker, Albert L. McConnel června 1980, které jsou zde jsou nestlačené tenké papíry bez nanesením zanášky na perforovanou formovací podložku, jako je podélné síto papírenského stroje, čímž se vytvoří mokrý pás, odvodněním tohoto pásu, odstraněním zbývající vody bez mechanického stlačování na obsah vláken alespoň 80 % a krepováním pásu. Voda se z pásu odstraní sušením za sníženého tlaku a za zvýšené teploty. Výsledkem je měkký, avšak málo pevný papír s poměrně málo stlačenými vlákny. Před krepováním se do některých částí přidává lepidlo.

Stlačené tenké papíry bez profilového vzorku jsou obvykle označovány jako běžné tenké papíry. Obecně se stlačené tenké papíry bez profilového vzorku vyrábějí nanesením zanášky na perforovanou formovací podložku jako je podélné síto papírenského stroje, čímž se vytvoří mokrý pás, odvodněním tohoto pásu a odstraněním zbývající vody pomocí rovnoměrného mechanického stlačování na obsah vláken 25 až 50 %, převedením tohoto pásu do tepelné sušičky jako je sušicí buben Yankee a krepováním pásu. Voda je z tohoto pásu odstraněna sušením za sníženého tlaku, mechanickým stlačováním a tepelně. Vzniklý materiál je pevný a obecně s konstantní hustotou, avšak je málo nasáklivý a není měkký.

Tenký papír podle tohoto vynálezu může být použít všude, kde je potřeba měkký tenký papír s vysokou nasáklivostí. Jedním ze zvláště výhodných použití tenkého papíru podle tohoto vynálezu jsou papírové ručníky. Tak například se mohou získat dvojvrstvé papírové ručníky tak, že se dva pásy papíru podle tohoto opatří vytlačeným profilem a navzájem spojí způsobem v patentu USA č.3 414 459, autor Wells, vydaném 3.

prosince 1968, který je zde uveden jako odkaz.

Stanovení molekulové hmotnosti k stanovení jejich jejich molekulových

A. Úvod

Základním charakteristickou veličinou polymerních materiálů je velikost jejich molekul. Vlastnosti, které způsobují, že polymery je možno používat v různých aplikacích takřka zcela souvisí s jejich vysokomolekulární povahou. Aby tyto materiály bylo možno plně charakterizovat, je nezbytné, aby byly k dispozici jisté prostředky, sloužící molekulových hmotností a distribucí hmotností. Přesnější je používat termín relativní molekulové hmotnosti, než molekulové hmotnosti, posledně jmenovaný termín je však v polymerní technologii obecněji používán. Stanovení distribucí molekulových hmotností není vždy snadno proveditelné a nutné. Díky použití chromatografických technik se však stává stále častěji prováděným měřením. Vyjádření velikosti molekul je většinou prováděno pomocí průměrů molekulových hmotností.

B. Průměry molekulových hmotností

Uvažujeme-li jednoduchou distribuci molekulových hmotností, která je vyjádřena hmotnostním zlomkem (w^) molekul o určité molekulové hmotnosti (M^) , je možno definovat několik průměrných hodnot. Stanovení průměru, založené na počtu molekul (NjJ o určité molekulové hmotnosti (M^), poskytuje číselný průměr molekulových hmotností

Σ N_j_M

Důležitým důsledkem této definice je to, že číselný průměr molekulových hmotností vyjádřený v gramech, obsahuje Avogadrovo číslo molekul . Tato definice molekulové hmotnosti je konsistentní s definicí molekulové hmotnosti monodisperzních molekul, t.j. molekul, které všechny mají tutéž molekulovou pokud je nějakým v daném množství hmotnost. Významnější je skutečnost, že způsobem možno stanovit počet molekul polydisperzního polymeru, je možno snadno určit M. základem měření koligativních vlastností .

Stanovení průměrů, založené na hmotnostních frakcích (W^) molekul o určité molekulové hmotnosti (M^), vede k definici váhového průměru molekulových hmotností n'

Toto je

Σ W_iN_i

Σ N_iM_i

M_w je vhodnějším prostředkem pro vyjadřování molekulových hmotností polymerů než M_n, protože je v přesnějším vztahu k takovým vlastnostem, jako je viskozita taveniny a mechanické lastnosti polymerů, a je proto používáno v tomto vynálezu.

Analytické a zkušební postupy

Analýza množství aktivních látek, používaných při postupech popsaných v tomto dokumentu, nebo zadržených v tenkém papíru, může být prováděna jakoukoliv metodou, používanou v příslušných technologických postupech.

Koncentrace kvartérních amoniových solí, jako je DTDMAMS, zadržených tenkým papírem, může být například stanovena extrakcí DTDMAMS organickým rozpouštědlem, která je následována titrací aniontu nebo kationu za použití dimidiumbromidu jako indikátoru, koncentrace PEG-400 může být stanovena extrakcí do vodného rozpouštědla, jako je voda , následovaného kolorimetrickým nebo chromatografickým stanovením PEG-400 v extraktu. Tyto způsoby stanovení jsou zde uvedeny jako příklady a jejich zmíněním nejsou vyloučeny další metody použitelné pro stanovení koncentrací jednotlivých složek, které jsou obsaženy v tenkém papíru.

Hydrofilitou tenkého papíru se obecně rozumí jeho schopnost být smáčen vodou. Hydrofilita tenkého papíru může být do jisté míry kvantifikována stanovením doby, potřebné k tomu, aby suchý papír byl zcela smočen vodou. Tato doba je nazývána dobou smočení. Aby byla konsistentním a reprodukovatelným způsobem provedena zkouška doby smočení, může být pro toto stanovení použit dále popsaný způsob: připraví se kondicionovaný list papíru pro odebrání vzorku (podmínky kondicionace jsou teplota 23+1 °C a 50+2 % relativní vlhkosti, podle TAPPI, metoda T 402), vystřihne se z něj vzorek o velikosti přibližně 11,1 cm x 12 cm, tento vzorek se složí na čtyři nad sebou ležící čtvrtiny, a poté se smačká do koule o průměru 1,9 až 2,5 cm, tato koule se položí na hladinu destilované vody při teplotě 23±1 °C a zároveň se spustí stopky. Stopky se zastaví a čas se odečte při úplném smočení listu. Smočení se hodnotí vizuálně.

Hydrofilita tenkého papíru, připraveného různými postupy, se samozřejmě může zkoušet bezprostředně po jeho vyrobení. Během prvých dvou týdnů po vyrobení papíru však může dojít ke značnému vzrůstu jeho hydrofility. Proto se hydrofilita s výhodou měří až po uplynutí těchto dvou týdnů. V souhlase s tím jsou doby smočení, měřené na konci dvojtýdenního stárnutí papíru při teplotě místnosti, jako dvojtýdenní doby smočení.

Slovní spojení hustota tenkého papíru, jak je používáno v tomto dokumentu, je průměrná hustota, vypočtená jako plošná hmotnost papíru, dělená jeho tlouštkou. Tlouštkou papíru se v tomto dokumentu rozumí tlouštka při jeho stlačování tlakem 1520 Pa.

Případné další chemické složky a aditiva

Do zanášky mohou být přidány další chemické sloučeniny, běžně používané v papírenství, pokud nemají výrazně záporný vliv na změkčení a nasáklivost vláknitého materiálu a zlepšují působení chemické změkčovací kompozice

Pro úpravu tenkého papíru podle tohoto vynálezu mohou být například použity povrchově aktivní látky. Pokud je povrchově aktivní látky používána, je její koncentrace s výhodou

0,01 hmot% až 2,0 hmot.%, vztaženo na hmotnost vláknitého materiálu papíru v suchém stavu. Povrchově aktivní látky mají s výhodou alkylové řetězce o délce osm nebo více atomů. Příkladem povrchově aktivních látek jsou alkylsulfonáty s lineárními řetězci a alkylbenzansulfonáty. Příkladem neiontových povrchově aktivních látek jsou alkylglykosidy včetně esterů alkylglykosidů jako je přípravek Crodesta SL-40, vyráběný firmou Croda, lne. (New York, NY), estery alkylgylkosidů popsané v patentu USA č. 4 011 389, autoři W.K.Lakgdon a kol., vydaném 8. března 1977 a alkylpolyethoxylované estery jako je Pegospere 200 ML, dodávaný Glyco Chemicals, lne. (Greenwich, CT) a IGEPAL RC-520, dodávaný Rhone Poulec Corporation (Cranbury, N.J.).

Mohou být přidávány i jiné chemické látky, jako jsou aditiva zvyšující pevnost za sucha, určená pro zvýšení pevnosti tenkých papírů. Příklady aditiv pro zvýšení pevnosti za sucha jsou karboxymethylcelulóza a kationtové polymery ze skupiny látek zmámých pod označením ACCO, jako například ACCO 771 a ACCO 514, přičemž preferováno je použití karboxymethylcelulózy. Tato látka je dodávána Hercules Company Wilmington, Delavare s obchodní označením HERCULES^R CMC. Pokud jsou používána aditiva pro zvýšení pevnosti za sucha, je jejich koncentrace 0,01 až 1,0 hmot. %, vztaženo na hmotnost suchého vláknitého materiálu tenkého papíru.

Jinými typy aditiv, která mohou být použita, jsou aditiva, zvyšující pevnost za mokra, která zvyšují odolnost proti za mokra. Tenký papír podle tohoto vynálezu může do 3,0 hmot. %, s výhodou od pryskyřice, zvyšující pevnost za přetržení obsahovat 0,3 hmot.

od 0,01 hmot. do 1,5 hmot.

mokra.

Pryskyřice, zvyšující pevnost za mokra, mohou být několika typů. Obecně jsou pro postup podle tohoto vynálezu používány ty pryskyřice, které byly vyvinuty které jsou perspektivní pro další použití v papírenství. Řada příkladů těchto látek je uvedena v dříve zmíněné publikaci, jejímž autorem je Westfelt, a která je zde uvedena jako odkaz.

Pryskyřice, zvyšující pevnost za mokra, jsou obvykle vodorozpustné a jsou to látky iontové povahy. Tím se rozumí, že pryskyřice, hmotnosti, jsou rozpustné v okamžiku, kdy jsou přidány do papírenské zanášky. Je možné, a dokonce lze očekávat, že následné zesítění způsobí, že tyto pryskyřice se stanou ve vodě nerozpustnými. Některé pryskyřice jsou dále rozpustné jen za určitých podmínek, jako například v určitém rozmezí pH.

Všeobecně se soudí, že u pryskyřic, zvyšujících pevnost za mokra, dochází k zesítění nebo k jiným vytvrzovacím reakcím poté, co přišly do styku s vlákny, tvořícími papír. Zesítění nebo vytvrzení za normálních okolností nenastává, pokud nejsou přítomna značná množství vody.

Zvláště používané jsou různé polyamid-epichlorhydrinové Tyto pryskyřice jsou polymery o nízké molekulové nesoucí reaktivní funkční skupiny, jako je aminoskupina, epoxyskupina a azetidiniová skupina. V patentové literatuře je množství popisů způsobů přípravy takových látek. Patent USA č. 3 700 623, autor Keim, vydaný 24. října 1972 a patent USA č. 3 772 076, autor Keim, vydaný 13. listopadu 1973, které jsou příklady takových patentů, jsou zde uvedeny jako odkazy.

Polyamid-epichlorhydrinové pryskyřice, které jsou dodávány pod názvem Kymene 2064 firmou Herkules Incorporated, Wilmington, Delaware, jsou zvláště vhodné pro způsob popsaný v tomto patentu. Tyto pryskyřice jsou obecně popsány v uvedených patentech, jejichž autorem je Keim.

Bazickými látkami aktivované polyamid-eichlorhydrinové pryskyřice, které jsou vhodné pro způsob popsaný v tomto patentu, jsou prodávány Monsanto Company, St. Louis, Missouri. Tyto typy látek jsou obecně popsány v patentu USA č. 3 855 158, autor Petrovich, vydaném 17. prosince 1974, v patentu USA č. 3 899 388, autor Petrovich, vydaném 12. srpna 1974, v patentu USA č. 4 129 528, autor Petrovich, vydaném 12. prosince 1978, v patentu USA č. 4 147 586, autor Petrovich, vydaném 3. dubna 1979 a v patentu USA č. 4 222 921, autor Van Eenam, vydaném 16. dubna 1980. Tyto dokumenty jsou zde uvedeny jako odkazy.

Jinými zde použitelnými vodorozpustnými kationtovými pryskyřicemi jsou polyakrylamidové pryskyřice, dodávané pod názvem Pařez, jako např. Pařez 63INC, vyráběný American Cyanamid Company, Stanford, Connecticut. Tyto látky jsou obecně popsány v v patentu USA č. 3 556 932, autor Coscia a kol., vydaném 19. ledna 1971 a v patentu USA č. 3 556 933, autor Williams a kol., vydaném 19. ledna 1971, které jsou zde uvedeny jako odkazy.

Jinými typy vodorozpustných pryskyřic, použitelných při způsobu podle tohoto vynálezu, jsou akrylátové emulze a aniontové styren-butadienové latexy. Řada příkladů těchto látek je uvedena v patentu USA č. 3 844 880, autoři Meisel, Jr. a kol., vydaném 29. října 1974, který je zde uveden jako odkaz.

Ještě další vodorozpustné kationtové pryskyřice, použitelné při způsobu podle tohoto vynálezu jsou močovinoformaldehydové a melaminoformaldehydové pryskyřice. Tyto polyfunkční reaktivní polymery mají hodnoty molekulových hmotností v oblasti několika tisíc. Méně běžné funkční skupiny zahrnují skupiny obsahující dusík, jako je aminoskupina a methylolové skupiny, vázané na dusík.

Přestože jsou méně výhodné pro tento účel, lze při způsobu podle tohoto vynálezu použít pryskyřice polyethyléniminového typu. Úplnější popis shora zmíněných vodorozpustných pryskyřic včetně jejich přípravy se nachází ve svazku 29 serie monografií TAPPI, nazvaném Wet Strength in Paper and Paperboard, a vydaném Technical Association of the Pulp and Paper Industry (New York 1965), který je zde uveden jako odkaz. Zde používaný termín pryskyřice zvyšující pevnost za mokra se v tomto dokumentu týká pryskyřic, které způsobují, že je-li jimi modifikovaný list papíru umístěn ve vodném prostředí, zachová si převážnou část své původní pevnosti za mokra po dobu alespoň dvou minut.

Shora zmíněná aditiva, zvyšující pevnost za mokra, umožňují získání papíru, který má stálou pevnost za mokra, t.j. je-li ponořen do vodného prostředí, zachovává po určitý čas podstatnou část své původní pevnosti. Stálá pevnost za mokra však může být u některých výrobků nepotřebnou nebo nežádoucí vlastností. Papírové produkty jako je toaletní papír a pod. jsou obvykle po krátkém použití odváděny do odpadových systémů. Takové systémy se mohou ucpat, pokud papír zachovává po dlouhou dobu pevnost v důsledku odolnosti k hydrolýze . V poslední době používají výrobci aditiva, která způsobují, že pevnost za mokra je udržována krátkodobě, avšak po nasáknutí vodou klesá. Tento pokles je podporován průchodem papírového výrobku odpadovým systémem.

Příkladem vhodných pryskyřic, zvyšujících krátkodobě pevnost za mokra, jsou tyto pryskyřice na bázi modifikovaného škrobu, jako je přípravek National Starch 78-0080, dodávaný National Starch and Chemical Corporation (New York, NY). Tento typ přípravků, zvyšujících pevnost za mokra, může být vyráběn reakcí dimethoxyethyl-N-methylchloracetamidu s kationtovými deriváty škrobu. Přípravky, krátkodobě zvyšující pevnost za mokra, jsou rovněž popsány v patentu USA č. 4 675 394, autor Solarek a kol., vydaném 23. června 1987 a uvedeném zde jako odkaz. Preferovanými pryskyřicemi, zvyšujícími krátkodobě pevnost za mokra, jsou tyto látky, popsané v patentu USA č. 4 981 557, autor Bjoprquist, vydaném 1. ledna 1991 a uvedeném zde jako odkaz.

Co se týče shora uvedených druhů a jednotlivý příkladů pryskyřic, zlepšujících dlouhodobě i krátkodobě pevnost za mokra, je třeba vzít v úvahu, že mají povahu příkladů a jejich účelem není omezit předmět tohoto vynálezu.

Rovněž je možno použít směsi vzájemně snášenlivých pryskyřic, zvyšujících pevnost za mokra.

Chemická aditiva, uvedená v tomto výčtu mají povahu příkladů a jejich účelem není omezit předmět tohoto vynálezu.

Účelem dále uvedených příkladů provedení vynálezu je ilustrovat praktické provedení tohoto vynálezu, nikoliv omezit jeho předmět.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Účelem tohoto příkladu je ilustrovat způsob, který může být použit pro přípravu chemické změkčovací kompozice, sestávající ze směsi dialkyldimethylamoniummethylsulfátů s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje (Di(hydrogenated) Tallow Dimethyl Ammonium Methyl Sulfáte

- DTDMAMS) a polyethylénglykolu 400 (PEG-400).

% roztok chemického změkčovadla je připraven následujícím způsobem: 1.Odděleně se naváží ekvivalentní množství DTDMAMS a PEG-400. 2. PEG se zahřeje na asi 66 °C. 3. DTDMAMS se při 66 °C rozpustí v PEG za vzniku taveniny roztoku. 4. Na homogenní směs DTDMAMS v PEG se působí namáháním ve smyku. 5. Voda určená pro zředění systému se zahřeje na asi 66 °C. 6. Tavenina roztoku DTDMAMS a PEG se zředí na 1 % roztok. 7. Působením napětí ve smyku se připraví vodný roztok, obsahující disperzi nebo suspenzi měchýřků směsi DTDMAMS/PEG. 8. Velikost částeček v disperzi měchýřků DTDMAMS/PEG se určí pomocí optického mikroskopu. Velikost těchto částeček je 5.10~^ až 10^-3 mm.

Na obr. 4 je znázorněna transmisní mikrofotografie ve zmrazeném stavu disperze měchýřků směsi dimethyladialkylamonimmethylsulfátů s alkyly odvozenými z hydrogenovaných kyselin hovězího loje a PEG-400 v poměru 1:1 při zvětšení 66.OOOX. Z obrázku 4 je zřejmé, že tento systém obsahuje částečky s membránami o tlouštce jedné nebo dvou dvojvrstev, s různými tvary, od uzavřených nebo otevřených měchýřků, po diskovité a planární útvary.

Příklad 2

Účelem tohoto příkladu je ilustrovat způsob, který může být použit pro přípravu chemické změkčovací kompozice, sestávající ze směsi dialkyldimethylamoniummethylsulfátů s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje (Di(hydrogenated) Tallow Dimethyl Ammonium Methyl Sulfáte

- DTDMAMS) a glycerolu.

% roztok chemického změkčovadla je připraven následujícím způsobem: 1. Odděleně se naváží ekvivalentní množství DTDMAMS a glycerolu. 2. Glycerol se zahřeje na asi 66 °C. 3. DTDMAMS se při 66 °C rozpustí v glycerolu za vzniku taveniny roztoku. 4. Na homogenní směs DTDMAMS v glycerolu se působí namáháním ve smyku. 5. Voda určená pro zředění systému se zahřeje na asi 66 °C. 6.

Tavenina směsi se zředí na 1 % roztok. 7. Působením napětí ve smyku se připraví vodný roztok, obsahující disperzi nebo suspenzi měchýřků směsi DTDMAMS/glycerol. 8. Velikost částeček v disperzi měchýřků DTDMAMS/glycerol se určí pomocí optického mikroskopu. Velikost těchto částeček je 5.10^-4 až 10^-3 mm.

Na obr. 5 je znázorněna transmisní mikrofotografie ve zmrazeném stavu disperze měchýřků směsi dimethyladialkylamonimmethylsulfátů s alkyly odvozenými z hydrogenovaných kyselin hovězího loje a glycerolu v poměru 1:1 při zvětšení 66.OOOX. Z obrázku 5 je zřejmé, že tento systém obsahuje částečky s membránami o tloušťce jedné nebo dvou dvojvrstev, s různými tvary, od uzavřených měchýřků po diskovité útvary.

Příklad 3

Účelem tohoto příkladu je ilustrovat způsob, který může být použit pro přípravu chemické změkčovací kompozice, sestávající ze směsi dialkyldimethylamoniummethylchloridů s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje (Di(hydrogenated) Tallow Dimethyl Ammonium Chloride - DTDMAC) a polyethylénglykolu 400 (PEG-400).

% roztok chemického změkčovadla je připraven následujícím způsobem: 1.Odděleně se naváží ekvivalentní množství DTDMAC a PEG-400. 2. PEG se zahřeje na asi 60 °C. 3. DTDMAC se při 60 °C rozpustí v PEG za vzniku taveniny roztoku. 4. Na homogenní směs DTDMAC v PEG se působí namáháním ve smyku. 5. Voda určená pro zředění systému se zahřeje na asi 60 °C. 6. Tavenina roztoku DTDMAMS a PEG se zředí na 1 % roztok. 7. Působením napětí ve smyku se připraví vodný roztok, obsahující disperzi nebo suspenzi měchýřků směsi DTDMAC/PEG. 8. Velikost částeček v disperzi měchýřků DTDMAC/PEG se určí pomocí optického mikroskopu. Velikost těchto částeček je 5.10^-4 až 10^-3 mm.

Na obr. 6 je znázorněna transmisní mikrofotografie ve zmrazeném stavu disperze měchýřků směsi dimethyladialkylamonimmethylchloridů s alkyly odvozenými z hydrogenovaných kyselin hovězího loje a PEG-400 v poměru 1:1 při zvětšení

66.OOOX. Z obrázku 6 je zřejmé, že tento systém obsahuje částečky s membránami o tlouštce jedné nebo dvou dvojvrstev, s různými tvary, od uzavřených měchýřků, po diskovíté útvary.

Příklad 4

Účelem tohoto příkladu je ilustrovat způsob, který může být použit pro přípravu chemické změkčovací kompozice, sestávající ze směsi dialkyldimethylamoniummethylchloridů s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje (Di(hydrogenated) Tallow Dimethyl Ammonium Methyl Chloride - DTDMAC) a glycerolu.

% roztok chemického změkčovadla je připraven následujícím způsobem: 1. Odděleně se naváží ekvivalentní množství DTDMAC a glycerolu. 2. Glycerol se zahřeje na asi 60 °C. 3. DTDMAC se při 60 °C rozpustí v glycerolu za vzniku taveniny roztoku. 4. Na homogenní směs DTDMAC v glycerolu se působí namáháním ve smyku. 5. Voda určená pro zředění systému se zahřeje na asi 60 °C. 6. Tavenina směsi se zředí na 1 % roztok. 7. Působením napětí ve smyku se připraví vodný roztok, obsahující disperzi nebo suspenzi měchýřků směsi DTDMAC/glycerol. 8. Velikost částeček v disperzi měchýřků DTDMAC/glycerol se určí pomocí optického mikroskopu. Velikost těchto částeček je 5.10^-4 až 10^-3 mm.

Na obr. 7 je znázorněna transmisní mikrofotografie ve zmrazeném stavu disperze měchýřků směsi dimethyladialkylamonimmethylchloridů s alkyly odvozenými z hydrogenovaných kyselin hovězího loje a glycerolu v poměru 1:1 při zvětšení 66.OOOX. Z obrázku 7 je zřejmé, že tento systém obsahuje částečky s membránami o tlouštce jedné nebo dvou dvojvrstev, s různými tvary, od uzavřených měchýřků po diskovíté útvary.

Příklad 5

Účelem tohoto příkladu je ilustrovat způsob, používající techniky sušení profukováním při výrobě měkkých a nasáklivých papírových ručníků, upravených chemickou změkčovací kompozicí, sestávající ze směsi dialkyldimethylamoniummethylchloridů s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje (Di(hydrogenated) Tallow Dimethyl Ammonium Methyl Chloride - DTDMAC) a polyethylénglykolu (PEG-400) a pryskyřice, zvyšující pevnost za mokra s dlouhodobým působením.

Při praktickém provedení způsobu podle tohoto vynálezu se používá poloprovozní papírenský stroj s podlouhlým sítem. Nejdříve se připraví 1 % roztok chemického změkčovadla postupem podle příkladu 3. Potom se v běžném rozvlákňovači připraví suspenze severní sulfitové buničiny z jehličnanů (north sulfite Kraft - NSK). Částečky suspenze NSK se dále mírným způsobem rozmělňují a do hlavního potrubí, vedoucího tuto suspenzi, se přidá 2 % roztok pryskyřice, způsobující zvýšení pevnosti za mokra s dlouhodobým účinkem (např. pryskyřice Kymene 557H, dodávané firmou Herkules, Wilmington, DE) v množství odpovídajícím 1 hmot.% suchých vláken.

Kymene 557H na NSK je zvyšována pomocí v technologické lince. Poté, co směs opustí tento mísič, je do ní pro zvýšení pevnosti za sucha přidávána karboxymethylcelulóza (carboxy methyl cellulose - CMC) ve formě roztoku o koncentraci 1 hmot. %, v množství odpovídajícím 0,1 hmot. % suchých vláken. Potom se k suspenzi NSK přidá 0,1 hmot. %, chemického změkčovadla DTDMAMS/PEG, vztaženo na hmotnost suchých vláken. Adsorpce chemického změkčovadla na NSK může být rovněž zvyšována pomocí mísiče, zařazeného v technologické lince. Suspenze NSK se pomocí odstředivého čerpadla zředí na 0,2 % Dále se v běžném rozvlákňovači připraví vodná suspenze CTMP o koncentraci 3 hmot. %. Do rozvlákňovače se přidá neionogenní povrchově aktivní látka (Pegosperse) v množství, odpovídajícím 0,2 hmot. %, vztaženo na hmotnost suchých vláken.

Do hlavního potrubí, vedoucího suspenzi CTMP, se před čerpadlem této suspenze přidá 1 % roztok chemické změkčovací směsi ve

Adsorpce přípravku mísiče, zařazeného

5'!

množství odpovídajícím 0,1 %, vztaženo^ -na fynotfiost -suchých vláken. Adsorpce chemického změkčovadla: ha -CT1ŤP může být rovněž zvyšována pomocí Suspenze CTMP se V nátokové skříni mísiče, zařazeňéliú v technologickém lin.ce. pomocí odstředivého čerpadla zředí na 0*, 2 % se míšením připravuje upravená zanáška (NSK/CTMP) a tato zanáška se nanáší na podélné síto papírenského stroje, čímž se vytváří zárodečný pás. Na podélném sítě probíhá odvodňování, kterému napomáhá odstři kovací lišta a sací skříně. Podélné síto má konfiguraci pět iprošlupové saténové vazby s 33 monofibri lamí na centimetr ve směru stroje a s 30 monofibri lamí napříč směru stroje. Zárodečný pás se při obsahu vláken asi 22 % přenese v přenosovém bodě z podélného síta na fotopolymerní tkaninu s 37 lineárními buňkami 34 % jejíhož povrchu je hloubkou 0,355 mm. Dále

Idaho na čtverečný centimetr, tvořeno klouby, a s fotopolymerační se provádí odvodňování odsáváním za sníženého tlaku, až obsah vláken stoupne na 28 %. Profilovaný pás se předsuší profukováním vzduchem na obsah vláken asi 65 hmot. %. Pás se potom přilepí pomocí krepovacího lepidla ve spreji, obsahujícího 0,25 % vodný roztok polyvinylalkoholu (PVA), na povrch sušicího bubnu Yankee. Před krepováním za sucha pomocí škrabákového nože se obsah vláken zvýší na asi 96 %. Skrabákový nůž má úhel zkosení asi 25° je umístěn tak, že se sušicím bubnem Yankee svírá úhel asi 81°. Sušicí buben Yankee pracuje s rychlostí 244 m za minutu. Rychlost tvorby vysušeného pásu je 214 m za minutu.

Ze dvou vrstev pásu se vzorováním a slepením pomocí PVA-lepidla vytvoří papír pro papírové ručníky. Tento papír má plošnou hmotnost 2,415/3M.m² (26 /3M Sq Ft) , obsahuje asi 0,2 % směsi chemických změkčovadel s dlouhodobým účinkem. Vyrobené nasáklivé a velmi pevné 2a mokra.

V dále uvedené tabulce 1 jsou shrnuty údaje, týkající se retence a průměrné velikosti měchýřků disperze DTDMAC/PEG 400 ve srovnání s hodnotou retence v případě, že je do suspenze zanášky přidáván pouze PEG-400.

a asi papírové

1,0% pryskyř i ce ručníky jsou měkké,

Tabulka 1

	Do suspenze zanášky se přidává
PEG	disperze měchýřků DTDMAC/PEG
retence PEG ve výrobku (%)	5	90
retence DTDMAC ve výrobku (%)	-	98
průměrná velikost částeček (μ)	-	0,6

Příklad 6

Účelem tohoto příkladu je ilustrovat způsob, používající techniky sušení profukováním a vytváření vrstvených struktur při výrobě měkkých a nasáklivých toaletních......♦ .... dialkyldimethylamoniummethylmethylsulfátů s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje (Di(hydrogenated) Tallow Dimethyl Ammonium Methyl SulfateDTDMAMS) a polyethylénglykolu (PEG-400) a pryskyřice, zvyšující pevnost za mokra s krátkodobým působením.

Při praktickém provedení způsobu podle tohoto vynálezu se používá poloprovozní papírenský stroj s podlouhlým sítem. Nejdříve se připraví 1 % roztok chemického změkčovadla postupem podle příkladu 1. Potom se v běžném rozvlákňovači připraví suspenze severní sulfitové buničiny z jehličnanů (north sulfite Kraft - NSK). Částečky suspenze NSK se dále mírným způsobem rozmělňují a do hlavního potrubí, vedoucího tuto suspenzi, se přidá 2 % roztok pryskyřice, způsobující zvýšení pevnosti za mokra s krátkodobým účinkem (např. přípravek National Starch 78-0080, dodávaný National Starch and Chemical Corporation (New York, NY) ve množství odpovídajícím 0,75 hmot.% suchých vláken. Adsorpce pryskyřice zvyšující pevnost za mokra s krátkodobým <><

účinkem na NSK je zvyšována pomocí mísiče, zařazeného v technologické lince. Suspenze NSK se pomocí odstředivého čerpadla zředí na 0,2 % Dále se v běžném rozvlákňovači připraví vodná suspenze buničiny eukalyptu o koncentraci 3 hmot. %. Do rozvlákňovače se přidá neionogenní povrchově aktivní látka (Pegosperse) ve množství, odpovídajícím 0,2 hmot. %, vztaženo na hmotnost suchých vláken.

Do hlavního potrubí, vedoucího suspenzi CTMP, se před čerpadlem této suspenze přidá 1 % roztok chemické změkčovací směsi ve množství odpovídajícím 0,2 %, vztaženo k hmotnosti suchých vláken. Adsorpce chemického změkčovadla na eukalyptovou buničinu může být rovněž zvyšována pomocí mísiče, zařazeného v technologické lince. Suspenze eukalyptové buničiny se pomocí odstředivého čerpadla zředí na O,2 %

V nátokové skříni se míšením připravuje upravená zanáška (30 % NSK/70 % eukalyptové buničiny) a tato zanáška se nanáší na podélné síto papírenského stroje, čímž se vytváří zárodečný pás. Na podélném sítě probíhá odvodňování, kterému napomáhá odstři kovací lišta a sací skříně. Podélné síto má konfiguraci pět iprošlupové saténové vazby s 33 monofibrilamí na centimetr ve směru stroje a s 30 monofibrilamí napříč směru stroje. Zárodečný pás se při obsahu vláken asi 15 % přenese v přenosovém bodě z podélného síta na fotopolymerní tkaninu s 87 lineárními buňkami Idaho na čtverečný centimetr, 40 % jejíhož povrchu je tvořeno klouby, a s fotopolymerační hloubkou 0,355 mm. Dále se provádí odvodňování odsáváním za sníženého tlaku, až obsah vláken stoupne na 28 %. Profilovaný pás se předsuší profukováním vzduchem na obsah vláken asi 65 hmot. %. Pás se potom přilepí pomocí krepovacího lepidla ve spreji, obsahujícího 0,25 % vodný roztok polyvinylalkoholu (PVA), na povrch sušicího bubnu Yankee. Před krepováním za sucha pomocí škrabákového nože se obsah vláken zvýší na asi 96 %. Škrabákový nůž má úhel zkosení asi 25° je umístěn tak, že se sušicím bubnem Yankee svírá úhel asi 81°. Sušicí buben Yankee pracuje s rychlostí 244 m za minutu. Vysušený pás se navíjí do role rychlostí 214 m za minutu.

Z pásu se vyrobí jednovrstvý výrobek z tenkého papíru. Tento tenký papír má plošnou hmotnost 1.672/3M.m²(188/3M Sq Ft), obsahuje asi

0,1 % směsi chemických změkčovadel a asi 0,2 % pryskyřice, zvyšující pevnost za mokra s krátkodobým účinkem. Vyrobený tenký papír je měkký, nasáklivý a je vhodný pro použití pro kapesníky a/nebo pro toaletní papír.

V dále uvedené tabulce 2 jsou shrnuty údaje, týkající se retence a průměrné velikosti měchýřků disperze DTDMAMS/PEG 400 ve srovnání s hodnotou retence v případě, že je do suspenze zanášky přidáván pouze PEG-400.

Tabulka 2

	Do suspenze	zanášky se přidává:
	PEG	disperze měchýřků DTDMAMS/PEG
retence PEG ve výrobku (%)	5	85
retence DTDMAMS ve výrobku (%)	-	95
průměrná velikost částeček (μ)	-	0,8
Příklad 7
Účelem tohoto příkladu je	ilustrovat	způsob, používající

techniky sušení profukováním při výrobě měkkých a nasáklivých tenkých toaletních papírů, upravených chemickou změkčovací kompozicí, sestávající ze směsi dialkyldimethylamoniummethylmethylsulfátů s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje (Di(hydrogenated) Tallow Dimethyl Ammonium Methyl Sulfáte - DTDMAMS) a polyethylénglykolu (PEG-400) a pryskyřice, zvyšující pevnost za sucha.

Při praktickém provedení způsobu podle tohoto vynálezu se používá poloprovozní papírenský stroj s podlouhlým sítem.

Nejdříve se připraví 1 % roztok chemického změkčovadla postupem podle příkladu 1. Potom se v běžném rozvlákňovači připraví

suspenze severní sulfitové buničiny z jehličnanů (north sulfite Kraft - NSK). Částečky suspenze NSK se dále mírným způsobem rozmělňují a do hlavního potrubí, vedoucího tuto suspenzi, se přidá 2 % roztok pryskyřice, způsobující zvýšení pevnosti za sucha (např. Acco 514, Acco 711 dodávané American Cyanamid Company, Fairfield, OH), ve množství odpovídajícím 0,2 hmot.% suchých vláken. Adsorpce pryskyřice zvyšující pevnost za sucha s krátkodobým účinkem na NSK je zařazeného v technologické lince, odstředivého čerpadla zředí na pomoci mísíce, NSK se pomocí v běžném eukalyptu zvyšovaná Suspenze 0,2 % Dále se rozvlákňovači připraví vodná suspenze buničiny o koncentraci 3 hmot. %.

Do hlavního potrubí, vedoucího suspenzi eukalyptové buničiny, se před čerpadlem této suspenze přidá 1 % roztok chemické změkčovací směsi v množství odpovídajícím 0,2 %, vztaženo k hmotnosti suchých vláken. Adsorpce chemického změkčovadla na eukalyptovou buničinu může být rovněž zvyšována pomocí mísiče, zařazeného v technologické lince. Suspenze eukalyptové buničiny se pomocí odstředivého čerpadla zředí na 0,2 %

V nátokové skříni se míšením připravuje upravená zanáška (30 % NSK/70 % eukalyptové buničiny) a tato zanáška se nanáší na podélné síto papírenského stroje, čímž se vytváří zárodečný pás. Na podélném sítě probíhá odvodňování, kterému napomáhá odstřikovací lišta a sací skříně. Podélné síto má konfiguraci pětiprošlupové saténové vazby s 33 monofibrilami na centimetr ve směru stroje a s 30 monofibrilami napříč směru stroje. Zárodečný pás se při obsahu vláken asi 15 % přenese v přenosovém bodě z podélného síta na fotopolymerní tkaninu s 87 lineárními buňkami Idaho na čtverečný centimetr, 40 % jejíhož povrchu je tvořeno klouby, a s fotopolymerační hloubkou 0,355 mm. Dále se provádí odvodňování odsáváním za sníženého tlaku, až obsah vláken stoupne na 28 %. Profilovaný pás se předsuší profukováním vzduchem na obsah vláken asi 65 hmot. %. Pás se potom přilepí pomocí krepovacího lepidla ve spreji, obsahujícího 0,25 % vodný roztok polyvinylalkoholu (PVA), na povrch sušicího bubnu Yankee. Před krepováním za sucha pomocí škrabákového nože se obsah vláken zvýší na asi 96 %. Škrabákový nůž má úhel zkosení asi ‘''V-*'-''’

25° je umístěn tak, še se sušicím bubnem Yankee svírá úhel asi 81°. Sušicí buben Yankee pracuje s rychlostí 244 m za minutu. Vysušený pás se navíjí do role rychlostí 214 m za minutu.

Ze dvou vrstev pásu se zhotoví výrobek z tenkého papíru, vytvořením vrstvené struktury lepením. Tento tenký papír má plošnou hmotnost 2,136/3M ,m²( 23/3M Sq Ft), obsahuje asi O, 1 % směsi chemických změkčovadel a asi 0,1 % pryskyřice zvyšující pevnost za sucha. Vyrobený tenký papír je měkký, nasáklivý a je vhodný pro poušití pro kapesníky a/nebo pro toaletní papír.

V dále uvedené tabulce 3 jsou shrnuty údaje, týkající se retence a průměrné velikosti měchýřků disperze DTDMAMS/PEG 400 ve srovnání s hodnotou retence v případě, še je do suspenze

zanášky přidáván pouze PEG-400.
Tabulka	3
		Do suspenze	zanášky se přidává:
		PEG	disperze měchýřků DTDMAMS/PEG
retence	PEG ve výrobku (.%)	5	70
retence	DTDMAMS ve výrobku (%)	-	80
průměrná velikost částeček (ju)	-	0, 8
Příklad	7

Účelem tohoto příkladu je ilustrovat způsob, používající konvenční techniky sušení při výrobě měkkých a nasákl ivých tenkých toaletních papírů, upravených chemickou 2měkčovací kompozicí, sestávající ze směsi dialkyldimethylamoniummethylmethylsulíátů s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje (Di(hydrogenated) Tallov Dimethyl

Ammonium Methyl Sulfáte - DTDMAMS) a polyethylénglykolu (PEG-400) a pryskyřice, zvyšující pevnost za sucha.

Při praktickém provedení způsobu podle tohoto vynálezu se používá poloprovozní papírenský stroj s podlouhlým sítem. Nejdříve se připraví 1 % roztok chemického zmékčovadla postupem podle příkladu 1. Potom se v běžném rozvlákňovači připraví suspenze severní sulfitové buničiny z jehličnanů (north sulfite Kraft - NSK). Částečky suspenze NSK se dále mírným způsobem rozmělňují a do hlavního potrubí, vedoucího tuto suspenzi, se přidá 2 % roztok pryskyřice, způsobující zvýšení pevnosti za sucha (např. Acco 514, Acco 711 dodávané American Cyanamid Company, Fairfield, OH), ve množství odpovídajícím 0,2 hmot.% suchých vláken. Adsorpce pryskyřice zvyšující pevnost za sucha s krátkodobým účinkem na NSK je zvyšována pomocí mísiče, zařazeného v technologické lince. Suspenze NSK odstředivého čerpadla zředí na 0,2 % Dále se rozvlákňovači připraví vodná suspenze buničiny o koncentraci 3 hmot. %.

Do hlavního potrubí, vedoucího suspenzi eukalyptové buničiny, se před čerpadlem této suspenze přidá 1 % roztok chemické změkčovací směsi ve množství odpovídajícím 0,2 %, vztaženo k hmotnosti suchých vláken. Adsorpce chemického zmékčovadla na eukalyptovou buničinu může být rovněž zvyšována pomocí mísiče, zařazeného v technologické lince. Suspenze eukalyptové buničiny se pomocí odstředivého čerpadla zředí na 0,2 %

V nátokové skříni se míšením připravuje upravená zanáška (30 % NSK/70 % eukalyptové buničiny) a tato zanáška se nanáší na podélné síto papírenského stroje, čímž se vytváří zárodečný pás. Na podélném sítě probíhá odvodňování, kterému napomáhá odstřikovací lišta a sací skříně. Podélné síto má konfiguraci pětiprošlupové saténové vazby s 33 monofibrilami na centimetr ve směru stroje a s 30 monofibrilami napříč směru stroje. Zárodečný pás se při obsahu vláken asi 15 % přenese v přenosovém bodě z podélného síta na obvyklou plstěnou podložku. Dále se provádí odvodňování odsáváním za sníženého tlaku, až obsah vláken stoupne na 35 %. Pás se potom přilepí na povrch sušicího bubnu Yankee. Před krepováním za sucha pomocí skrabákového nože se se pomoci v běžném eukalyptu

obsah vláken zvýší na asi 96 %. Škrabákový núš má úhel zkosení asi 25° je umístěn tak, še se sušicím bubnem Yankee svírá úhel asi 81°. Sušicí minutu. Vysušený minutu.

Ze dvou vrstev buben Yankee pracuje s pás se navíjí do role rychlostí 244 m za rychlostí 214 m za z tenkého papíru, pásu se zhotoví výrobek vytvořením vrstvené struktury lepením. Tento tenký papír má Plošnou hmotnost 2,136/3M .m² (23/3M Sq Ft) obsahuje asi 0,1 % směsi chemických změkčovadel a asi 0,1 % pryskyřice zvyšující pevnost za sucha. Vyrobený tenký papír je měkký, nasáklivý a je vhodný pro poušití pro kapesníky a/nebo pro toaletní papír.

V dále uvedené tabulce 4 jsou shrnuty údaje, týkající se retence a průměrné velikosti měchýřků disperze DTDMAMS/PEG 400 ve srovnání s hodnotou retence v případě, še je do suspenze zanášky přidáván pouze PEG-400.

Tabulka 4

Do suspenze zanášky se přidává^-·

PEG disperze měchýřků

DTDMAMS/PEG retence PEG ve výrobku (%) 5 70 retence DTDMAMS ve výrobku (%) - 75 průměrná velikost částeček (μ)

0, 8 obsah vláken zvýší na asi 96 %. Škrabákový nůž má úhel zkosení asi 25° je umístěn tak, že se sušicím bubnem Yankee svírá úhel

Sušicí

Vysušený buben Yankee pracuje s pás se navíjí do role rychlostí 244 m za rychlostí 214 m za z tenkého papíru, asi 81 minutu. minutu.

Ze dvou vrstev pásu se zhotoví výrobek vytvořením vrstvené struktury lepením. Tento tenký papír má plošnou hmotnost 23#/3M Sq Ft, obsahuje asi 0,1 % směsi chemických změkčovadel a asi 0,1 % pryskyřice zvyšující pevnost za sucha. Vyrobený tenký papír je měkký, nasáklivý a je vhodný pro použití pro kapesníky a/nebo pro toaletní papír.

V dále uvedené tabulce 4 jsou shrnuty údaje, týkající se retence a průměrné velikosti měchýřků disperze DTDMAMS/PEG 400 ve srovnání s hodnotou retence v případě, že je do suspenze zanášky přidáván pouze PEG-400.

Tabulka 4

	Do suspenze zanášky se přidává
PEG	disperze měchýřků DTDMAMS/PEG
retence PEG ve výrobku (%)	5	70
retence DTDMAMS ve výrobku (%)	-	75
průměrná velikost částeček (μ)	-	0,8

J i C< F

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Výrobek z papíru, vyznačující se tím, še sestává z listu celulózového materiálu a z 0,005% hmotn. aš 5,0% hmotn., vztaženo na hmotnost zmíněného vláknitého celulózového materiálu, chemické změkčovací kompozice, tvořené směsí ' (a) kvartérní amoniové sloučeniny obecného vzorce X (ϊ) kde každý ze substituentů R2 je Ci až Ce-alkyl, hydroxyalkylová skupina nebo jejich směs, s výhodou Ci až C3-alkyl, nejvýhodněji methyl, každý ze substituentů Ri jsou uhlovodíkové zbytky C14 až C22, nebo jejich směs, s výhodou alkyly Ciď až Cis, a X je kompatibilní anion, s výhodou chlorid nebo methylsul fát, a (b) polyhydroxysloučeniny vybrané ze skupiny sestávající z glycerolu a z polyetylénglykolů a polypropylénglykolů o hmotnosti průměrné molekulové hmotnosti 200 až 4000, s výhodou 200 až 1000, nejvýhodněji 200 až 600, přičemž hmotnostní poměr této kvartérní amoniové sloučeniny k této polyhydroxysloučenině je 1=0,1 až 0,1=1, s výhodou 1=0,3 až

   3=1, nejvýhodněj i

   1 =0, 7 až

   0,7 = 1 zmíněná polyhydroxysloučenina je smísena se zmíněnou kvartérní amoniovou sloučeninou při zvýšené teplotě, při kvartérní amoniová sloučenina a zmíněná misi telné.
2. 2. Výrobek z papíru podle nároku 1, se tím, še zmíněná kvartérní dialkyldimethylamoniumchlorid nebo které jsou zmíněná po1yhydroxys1oučen i na vyznačuj ící amoniová sůl je dialkyldimethylamoniummethylsulfát s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje.
3. 3. Výrobek z papíru podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zmíněná polyhydroxysloučenina je mísitelná se zmíněnou kvartérní amoniovou sloučeninou v kapalně-krystalické fázi nebo v kapalné fázi.

   4 . Výrobek z papíru podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, v y znač ující s e tím, že alespoň 20 %, s výhodou 50 až 90 % zmíněné polyhydroxysloučeniny, přidané k vláknité celulóze, se : zachycuje. 5. Výrobek z papíru podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, v y znač ující se t í m, že zmíněná kvartérní amoniová sloučenina je smísena se zmíněnou polyhydroxy-

   sloučeninou při zvýšené teplotě, kterou je teplota alespoň 40 °C, s výhodou 56 °C až 68 °C.
4. 6. Výrobek z papíru podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že zmíněná směs kvartérních amoniových sloučenin a polyhydroxysloučenin se ředí kapalným

   zředovadlem k hmotnosti na koncentraci 0,01 hmot.% chemické změkčovací kompozice až 25 hmot .vztaženo 7. Výrobek z papíru podle nároku 6, v y z n a č u j ící se tím, že směs kvartérních amoniové sloučeniny a polyhydroxysloučeniny je přítomna rozptýlených v kapalném zřeďovadle. ve formě částeček, 8. Výrobek z papíru podle nároku 7, v y z n a č u j ící

   se tím, že průměrná velikost částeček kvartérní amoniové sloučeniny a polyhydroxysloučeniny se pohybuje v rozmezí od 10^-5 do IO^-2 mm, s výhodou od 10^-4 do 10^-3 mm.
5. 9. Výrobek z papíru podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že zmíněným výrobkem je η zfí papírový ručník, toaletní papír nebo papírový ubrousek.
6. 10. Chemická změkčovací kompozice, vyznačující se tím, še je tvořena směsí= (a) kvartérní amoniové sloučeniny obecného vzorce T

   X(I) kde kašdý ze substituentů R2 je Ci aš Ce-alkyl, hydroxyalkylová skupina nebo jejich směs, s výhodou Ci aš C3-alkyl, nejvýhodněji methyl, kašdý ze substituentů Ri jsou uhlovodíkové zbytky C14 aš C22, nebo jejich směs, s výhodou alkyly Cie aš Cis, a X s výhodou chlorid nebo methylsul fát, (b) polyhydroxysloučeniny zvolené ze z glycerolu a z polyetylénglykolů a polypropylénglykolů o hmotnosti průměrné molekulové hmotnosti 200 aš 4000, s výhodou 200 aš 1000, nejvýhodněji 200 aš 600, přičemš hmotnostní poměr kvartérní k polyhydroxysloučenině je 1=0,1 aš 0,1=1, je kompatibilní anion, a

   skupiny, sestávající amoniové sloučeniny s výhodou 1=0,3 aš

   3=1, nejvýhodněji 1=0,7 aš 0,7=1 a zmíněná polyhydroxysloučenina je srnisena se zmíněnou kvartérní amoniovou sloučeninou při zvýšené teplotě, při které jsou zmíněná kvartérní amoniová sloučenina a zmíněná polyhydroxysloučenina mísitelné.
7. 11. Chemická změkčovací kompozice podle nároku 10, vyznačující se tím, še zmíněná kvartérní amoniová sloučenina je dialkyldimethylamoniumchlorid nebo dialkyldimethylamoniummethylsulfát s alkyly odvozenými od hydrogenovaných mastných kyselin hovězího loje.
8. 12. Chemická změkčovací kompozice podle nároku 10 nebo 11, vyznačující se tím, že se ředí kapalným zřeďovadlem na koncentraci 0,01 hmot.% až 25 hmot.%, vztaženo k hmotnosti chemické změkčovací kompozice a že zmíněná směs kvartérní amoniové sloučeniny a polyhydroxysloučeniny je přítomna ve formě částeček, rozptýlených v kapalném zředovadle, přičemž průměrná velikost těchto částeček se pohybuje v rozmezí od sloučeniny a polyhydroxysloučeniny se pohybuje v rozmezí od IO’⁵ do 10² mm, s výhodou od 10^-4 do 10^-3 mm.