CZ274899A3 - Klížení papíru - Google Patents

Klížení papíru Download PDF

Info

Publication number
CZ274899A3
CZ274899A3 CZ19992748A CZ274899A CZ274899A3 CZ 274899 A3 CZ274899 A3 CZ 274899A3 CZ 19992748 A CZ19992748 A CZ 19992748A CZ 274899 A CZ274899 A CZ 274899A CZ 274899 A3 CZ274899 A3 CZ 274899A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
anionic
cationic
sizing agent
aqueous dispersion
cellulose
Prior art date
Application number
CZ19992748A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ299148B6 (cs
Inventor
Sten Frölich
Erik Lindgren
Rein Sikkar
Original Assignee
Akzo Nobel N. V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akzo Nobel N. V. filed Critical Akzo Nobel N. V.
Publication of CZ274899A3 publication Critical patent/CZ274899A3/cs
Publication of CZ299148B6 publication Critical patent/CZ299148B6/cs

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H3/00Paper or cardboard prepared by adding substances to the pulp or to the formed web on the paper-making machine and by applying substances to finished paper or cardboard (on the paper-making machine), also when the intention is to impregnate at least a part of the paper body
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16Sizing or water-repelling agents
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/07Nitrogen-containing compounds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/09Sulfur-containing compounds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/14Carboxylic acids; Derivatives thereof
    • D21H17/15Polycarboxylic acids, e.g. maleic acid
    • D21H17/16Addition products thereof with hydrocarbons
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/17Ketenes, e.g. ketene dimers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24Polysaccharides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/42Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups anionic
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/54Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen
    • D21H17/57Polyureas; Polyurethanes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63Inorganic compounds
    • D21H17/67Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/68Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments siliceous, e.g. clays
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/22Agents rendering paper porous, absorbent or bulky
    • D21H21/24Surfactants

Description

Oblast techniky:
Předložený vynález se týká klížení papíru a přesněji disperzí klíSídel, reaktivních s celulózou, jejích přípravy a pouS i t í.
Dosavadní stav techniky:
KlíSídla reaktivní s celulózou, jako jsou klíSídla na bázi dimeru alkylketenu (AKD) a substituovaného suke inanhydridu (ASA), jsou široce používané při výrobě papíru při neutrálním nebo mírně alkalickém pH papíroviny, aby se získal papír a karton určitého stupně odolnosti vůči smáčení a penetrace vodnými tekutinami. Klížidla papíru na bázi klíšidel reaktivních s celulózou jsou obvykle poskytnuty ve formě disperzí obsahujících vodnou fázi a jemně rozptýlené částice nebo kapičky klížidla, v ní obvykle připravují za přítomnosti rozptýlené. Disperze se dispergačního systému sestávajícího z aniontových sloučenin, jako je 1 ignosulfonat amfoternlm nebo je kationtový škrob, polyamin, adiční polymer. V závislosti na sodný, v kombinaci s vysokomolekulární kat iontovým polymerem, jako polyamidamin nebo vinylový celkovém náboji sloučeniny sloučenin dispergačního systému, mohou být klížící disperze kat iontové nebo aniontové povahy. Nicméně disperze těchto typů obvykle spíše vykazují slabou stabilitu a vysokou viskozitu, dokonce při relativně nízkém obsahu pevných látek, které evidentně vedou k obtížím při při skladování se produkty maj i manipulaci s disperzemi, například a používání. Další nevýhodou je to, že dodávat jako disperze s nízkou koncentrací, což dále zvyšuje cenu transportu aktivního hydrofobního materiálu.
Klížící prostředky obvykle poskytují dobré klížení i s nízkým dávkováním klížidla. Nicméně bylo odzkoušeno, že
účinnost běžných s celulózou reagujících klížidel je zhoršena, když jsou použity s papirovinami, které mají vysoké kationtové 1ipof ilních pryskyřičné triglyceridy, substanc í kysel inové množství požadavek.
škodu adsorpci klížídel požadavky dřevných kyseliny, a obsahují podstatná množství extraktů , jako jsou například mastné kyseliny, mastné estery, atd. Díky aniontovému charakteru 1ipofilních obsahujících karboxy1atové nebo karboxylové skupiny, mají papíroviny obsahující podstatná 1ipofilních extraktů obvykle vyšší kat iontový Bylo zištěno, že 1ipofi lni látky mohou být na do vláken, což způsobuje špatné výsledky v klížení. Aby se zlepšila klížení těchto papírovin, musí výrobci papíru zvyšovat dávky klížidel, čímž se však ztrácí ekonomická výhodnost a což také vede k akumulaci klížidla v bílé vodě recirkulující při papírenských výrobách. Tyto problémy se dokonce ještě více prohlubují u papírenských mlýnů, kde bílá voda extenzivně recirkuluje s přívodem pouze malých množství čerstvé vody do postupu, čímž se zvyšuje potřeba kationtů a akumulace 1ipofilních extraktů a nezadrženého klížidla v bílé vodě a papi rovině, která má být odvodněna.
Podstata vynálezu:
V souladu s předloženým vynálezem bylo zjištěno, že zlepšená stabilita a klížící charakteristiky mohou být získány s vodnými disperzemi klížících prostředků reaktivních s celulózou, v nichž je klížidlo dispergováno ve vodné fázi prostřednictvím dispergačního systému obsahujícího nízkomolekulárnl kationtovou sloučeninu a aniontový stabilizátor. Klížící disperze podle tohoto vynálezu vykazují vynikající stabilitu a nízkou viskozitu a jsou zejména vhodné pro výrobu papírovin, které mají vysoké kationtové požadavky a/nebo obsahují vysoká množství 1ipofilních látek.
Rovněž bylo zjištěno, že zlepšení klížení může být dosaženo použitím těchto disperzí v papírenských postupech,
kde extenzivně recirkuluje bílá voda. Ještě přesněji, předložený vynález se týká vodné disperze obsahující s celulózou reaktivní klížidlo a dispergační systém obsahující nízkomolekulární kat iontovou organickou sloučeninu a aniontový stabilizátor, její přípravy a použití, jak jsou dále definovány v patentových nárocích.
Předložené klížící disperze umožňují vyrábět papír se zlepšeným klížením oproti běžným klížícím disperzím při odpovídajícím dávkování s celulózou reaktivního klížidla a použití nižší dávky s celulózou reaktivního klížidla při získání odpovídající úrovně klížení. Možnost použití nižších množství klížidla k dosažení klížení v popisu dále snižuje riziko akumulace neadsorbovaných klížidel v bílé vodě recirkulující v postupu, čímž se dále snižuje riziko agregace a ukládání klížidla v papírenském stroji. Předložený vynález tedy nabízí podstatné ekonomické a technické výhody.
Klížidlo reaktivní s celulózou podle vynálezu může být vybráno z jakýchkoliv s celulózou reaktivních klížidel známých ze stavu techniky. Výhodně je klížící prostředek vybrán ze skupiny sestávající ze hydrofobních dimerů ketenu, multimerú ketenu, anhydridů kyselin, organických isokyanátů, karbamoylchloridů a jejich směsí, přednostně ketenových dimerů a anhydridů kyselin, ještě výhodněji ketenových dimerů.
Výhodné ketenové dimery mají obecný vzorec (I) uvedený dále, kde R1 a R2 znamená nasycené nebo nenasycené uhlovodíkové skupiny, obvykle nasycené uhlovodíky, uhlovodíkové skupiny výhodně mají od 8 do 36 atomů uhlíku, obvykle jsou přímé nebo větvené řetězce alkylskupin s 12 až 20 atomy uhlíku, jako je hexadecylová nebo oktadecylová skupina. Výhodné anhydridy kyselin mohou být charakterizovány obecným vzorcem (II) dále, kde R3 a R4 mohou být stejné nebo různé a znamenaj í nasycené nebo nenasycené uhlovodíkové skupiny výhodně obsahující od 8 do 30 atomů uhlíku, nebo R3 a R4 společně s -C-O-C- částí mohou tvořit 5- až 6-členný kruh, který je výhodně dále substituovaný uhlovodíkovou skupinou obsahující do 30 atomů uhlíku. Příklady anhydridů kyselin, které se obvykle používají, zahrnují alkyla alkenyl-sukcinanhydridy, a zejména isooktadecenylsukcinanhydrid.
R1 - CH = C - CH - R3
I (I) o - c = o o o
II II
R3 - C- O- C- R4 (II)
Výhodné ketenové dimery, anhydridy kyselin a organické isokyanáty zahrnují sloučeniny popsané v patentu US 4 522 686, který je zde zahrnut formou odkazu. Příklady vhodných karbamoylchloridú zahrnují ty, které jsou popsány v patentu US 3 887 427, který je zde rovněž zahrnut formou odkazu.
Spolu s klížícím prostředkem reaktivním s celulózou mohou také klížící disperze obsahovat s celulózou nereaktivní klížící prostředek. Příklady vhodných klížídel tohoto typu zahrnují kalafuny, jako esterifikovaná a/nebo fořt ifikovaná kalafuna, vosky, mastné kyseliny a deriváty pryskyřičných kyselin, jako amidy a estery mastných kyselin, jako glycerolestery přírodních mastných kyselin.
Disperze podle tohoto vynálezu obsahují dispergant, nebo dispergační systém, obsahující kat iontovou organickou sloučeninu a aniontový stabilizátor. Sloučeniny jsou přednostně vázány dohromady elektrostatickou přitažlivou silou, značící koacervaci dispergantu. Pokud se použijí v kombinaci, jsou tyto sloučeniny účinné jako dispergační látky pro klížící prostředek, ačkoliv aniontová a/nebo kat iontová sloučenina nemusí být účinná jako dispergátor, pokud se použije samotná. Zejména výhodné disperze podle vynálezu zahrnují ty, které obsahují kat iontovou povrchově aktivní látku a aniontový stabilizátor, jak bude definován výše. Ve výhodném provedení vynálezu je disperze aniontová, tedy dispergační systém má celkově aniontový náboj.
Kat iontová sloučenina obsahuje jednu nebo více kationtových skupin stejného nebo různého typu a zahrnují kationtové sloučeniny mající jednu kationtovou skupinu a kationtové sloučeniny mající dvě nebo více kationtových skupin, tady kationtové polyelektrolyty. Příklady vhodných kationtových skupin zahrnují sulfoniové skupiny, fosfoníové skupiny, kyselé adiční soli primárních, sekundárních a terciárních aminů nebo aminoskupin a kvartemích amoniových skupin, například kde je dusík kvartemizován methylchloridem, dimethylsulfatem nebo benzylchloridem, výhodně kyselé adiční soli aminů/aminoskupin a kvarterních amoniových skupin. Kationtové polyelektrolyty mohou mít stupeň substituce měnící se v širokém rozmezí: stupeň kationtové substituce (DSo) může být od 0,01 do 1,0, výhodně od 0,1 do 0,8 a ještě výhodněji od 0,2 do 0,6.
Výhodné kationtové organické sloučeniny pro použití v tomto vynálezu zahrnují kationtové sloučeniny schopné funkce jako povrchově aktivní látka a/nebo dispergační prostředek a/nebo kupíovací prostředek mezi částicemi nebo kapkami klížícího prostředku a aniontového stabilizátoru. Přednostně je kationtovou sloučeninou povrchově aktivní látka. Výhodné kationtové povrchově aktivní látky zahrnují sloučeniny obecného vzorce r4n+x-, kde každá R skupina je nezávisle vybrána z al i fatických (i) vodíku:
(ii) uhlovodíkových skupin, výhodně přednostně alkylskupin, majících od 1 do asi 30 atomů uhlíku, přednostně od 1 do 22 atomů uhlíku: a (iii) uhlovodíkových skupin, výhodně přednostmě alkylskupin, majících do asi přednostně od 4 do 22 atomů uhlíku, a které jsou přerušeny jedním nebo více heteroatomy, jako kyslíkem nebo dusíkem, obsahujícími heteroatom, jako karbonylem a kde alespoň jedna, výhodně alespoň tři a alifatických a 30 atomů uhlíku, a/nebo skupinami acyloxyskupinami:
přednostně všechny uvedené R skupiny obsahují atomy uhlíku; výhodně alespoň jedna a přednostně alespoň dvě uvedené R skupiny obsahují alespoň 7 atomů uhlíku, přednostně alespoň 9 atomů uhlíku a ještě výhodněji alespoň 12 atomů uhlíku: a kde
X‘ je anion, typicky halogen jako chlorid, nebo aniontová skupina přítomná v aniontové sloučenině dispergačního prostředku, tedy kde je surfaktant protonovaným aminem vzorce
R3N kde R a N jsou definovány výše.
Příklady vhodných povrchově aktivních látek zahrnují dioktyldimethylamoniumchlorid, didecyldimethylamoniumchlorid, d i kokod i methylamon i umchlor i d, kokobenzy1d i methylamon i um chlorid, koko( frakcionovaný)benzyldimethylamoniumchlorid, oktadecyl-trimethylamoniumchlorid, dioktadecyl-dimethylamoniumchlorid, dihexadecyl-dimethylamoniumchlorid, diíhydrogenovaný 1ůj)dimethylamoniumchlorid, di(hydrogenovaný lůj)benzylamonium chlorid, (hydrogenovaný lůj)benzyldimethylamoniumchlorid, dioleyldimethylamoniumchlorid, a diíethylenhexadekankarboxylatídimethylamoniumchlorid. Zejména výhodné kat iontové povrchově aktivní látky tedy zahrnují ty , které obsahují alespoň jednu uhlovodíkovou skupinu s od 9 do 30 atomů uhlíku a zejména kvarterní amoniové sloučeniny.
Další vhodné kvarterní dikationtové povrchově aktivní látky zahrnují a polyamoniové sloučeniny obsahující alepoň jednu uhlovodíkovou skupinu, výhodně alifatickou a přednostně alkyl, s od 9 do 30 atomů uhlíku, výhodně od 12 do 22 atomů uhlíku. Příklady vhodných povrchově aktivních látek tohoto typu zahrnují N-oktadecyl-N-dimethyl-N -trimethylpropy1en-d i amon i umd i chlor i d.
Výhodné kat iontové polyelektrolyty dále zahrnují nízkomolekulární kat iontové organické polymery, popřípadě degradované, tedy ty, které jsou odvozené z polysacharidů, jako jsou škroby a guar gumy, kat iontové kondenzační produkty jako kationtové polyurethany, polyamidaminy, jako kopolymery polyamidamin-epichlorhydrin, polyaminy, jako kopolymery d i me thylamin-epi ch1orhydr inu, kopo1ymery di methylam i nu-ethy1endi am i nu-ep i chlorhydr i nu, kopo1ymery amonium-ethylendichloridu, vinylové adiční polymery vytvořené z monomerů s kationtovými skupinami, jako jsou homopolymery a kopolymery diallyldimethylamoniumchloridu, dialkylaminoalkylakrylátů, methakrylátů a akrylamidů (jako dimethylaminoethylakrylaty a methakrylaty), které jsou obvykle přítomny jako kyselé adiční soli nebo kvartemi amoniové soli, popřípadě kopo1ymerováné s neionogenními monomery včetně akrylamidů, alkylakrylatů, styrenu a akrylonitrilu a derivátů těchto monomerů, vinylesterů a podobných.
Molekulová hmotnost kationtové organické sloučeniny je obvykle do asi 10 000, obvykle do asi 5000, výhodně do asi 3000 a přednostně do asi 800. Molekulová hmotnost je obvykle alespoň asi 200. Výhodně mohou mít kationtové povrchově aktivní látky molekulovou hmotnost do asi 3000, a výhodné povrchově aktivní látky mají molekulovou hmotnost mezi asi 200 a asi 800.
Výhodné aniontové stabilizátory pro použití podle tohoto vynálezu zahrnují aniontové sloučeniny funkční jako stabilizátory a/nebo jako účinné v kombinaci s kat iontovou sloučeninou stabilizovat kližidlo ve vodné fázi, stejně jako aniontové sloučeniny známé jako dispergátory při přípravě • · klížících disperzí. Výhodně je aniontová sloučenina ve vodě rozpustná nebo ve vodě di spergovate1ná.
An i ontový stabilizátor může být vybrán z organických nebo anorganických sloučenin a může být odvozen z přírodních nebo syntetických zdrojů. Aniontový stabilizátor dispergačniho systému obsahuje jednu nebo více aniontových skupin stejných nebo různých typů a zahrnujících aniontové sloučeniny mající jednu aniontovou skupinu a aniontové sloučeniny mající dvě aniontových skupin, zde označovaných jako polyelektrolyt. Termínem aniontový polye1ektrolyt je míněno, že také zahrnuje aniontové sloučeniny působící jako polyelektrolyty, tedy chemickou neiontovou přitažlivostí. Ve výhodném provedení nebo více aniontový interakcí nebo je aniontový stabilizátor aniontovým polyelektrolytem. Příklady vhodných aniontových skupin, tedy skupin, které jsou aniontové nebo se chovají jako aniontové ve vodě, zahrnují skupiny fosfátu, fosfonatu, sulfátu a sulfonatu, skupiny sulfonové kyseliny a karboxylové kyseliny a jejich solí, obvykle amonných solí nebo solí alkalických kovů (obvykle sodné soli). Aniontové skupiny mohou být původní nebo zavedené chemickou modifikací známým způsobem. Aniontový stabilizátor může mít stupeň substituce měnící se v širokém rozmezí; stupeň aniontové substituce (DSa) může být od 0,0í do 1,4, výhodně od 0,1 do Aniontové polyelektrolyty
1,2 a výhodněji od 0,2 do 1,0. mohou obsahovat jednu nebo více pokud mají celkově aniontový náboj kat iontových skupin potud,
Ve výhodném provedení je aniontový stabilizátor vybrán z organických sloučenin. Výhodné aniontové stabi1izátory tohoto typu zahrnují polymerní sloučeniny, jako jsou sloučeniny na bázi polysacharidů jako jsou škroby, guar-gumy, celulózy, chitiny, chitosany, glykany, galaktany, glukany, xanthanové gumy, mannany, dextriny atd, výhodně fosfátované, sulfonované a karboxylované polysacharidy, stejně jako syntetické organické polymery jako jsou kondenzační produkty, např. aniontové polyurethany a polymerní aniontové sloučeniny na bázi naftalenu, jako kondenzované naftalensulfonaty, a další vínylové adiční polymery vytvořené z monomerů s aniontovými skupinami, jako je kyselina akrylová, kyselina methakrylová, kyselina maleinová, kyselina itakonová, kyselina krotonová, kyselina vinylsulfonová, sulfonovaný styren a fosfáty hydroxyalkylakrylatů a methakrylatů, popřípadě kopolymerované neiontovými monomery včetně akrylamidu, alkylakrylatú, styrenu a akry1onitri 1u stejně jako deriváty těchto monomerů, vinylestery a podobně. Zejména výhodnými organickými aniontovými stabilizátory jsou aniontové polysacharidy, jako deriváty celulózy, jako je karboxymethy1celulóza, kondenzované naftalensulfonaty, aniontové polymery na bázi akrylamidů a polymery na bázi kyseliny akrylové a podobných kyselých monomerů.
je aniontový a obsahuje jednu nebo jsou to hydrofobně
Ve výhodném provedení tohoto vynálezu stabilizátor hydrofobně modifikován více hydrofobních skupin, výhodně modifikované polysacharidy, přednostně karboxymethy1celuloza . Příklady vhodných skupin zahrnují hydrofobní substituenty obsahující od 4 do asi 30 atomů uhlíku, zejména hydrofobní amid, esterové a etherové substituenty obsahující nasycený nebo nenasycený uhlovodíkový řetězec s alespoň 4 a přednostně 8 až 30 atomy uhlíku, popřípadě přerušenými jedním nebo více heteroatomy, jako kyslíkem nebo dusíkem, a/nebo skupinami obsahujícími heteroatom, jako karbonylem nebo acyloxyskupinou. Výhodné aniontové polysacharidy, aniontové hydrofobně modifikované polysacharidy a postupy k zavádění hydrofobních substituentů do polysacharidů jsou například popsány v patentu US 4 687 519 přihlášce WO 94/24169, které jsou odkazu.
a mezinárodní patentové zde začleněny formou
V dalším výhodném provedení je aniontový stabilizátor vybrán z anorganických aniontových materiálů, přednostně aniontových anorganických polyelektrolytů, jako jsou například sloučeniny obsahující atomy křemíku, tedy různé formy kondenzované nebo polymerované křemičité kyseliny, • · · · které mají negativní hydroxylové skupiny, jako oligomerní kyselina křemičitá, polykřemičitá kyselina, polykřemičitaný a polyhlinitokřemičitaný.
Aniontový stabilizátor může být rovněž vybrán z mikročásticového materiálu, kde jsou obsaženy oba, anorganický a organický aniontový materiál. Vhodné částicové materiály tohoto typu zahrnují vysoce zesltěné aniontové vinylové a adiční polymery, jako polymery na bázi akrylamidu a polymery na bázi akrylatu, aniontové kondenzační polymery, jako sóly melaminu-sulfonové kyseliny, materiály na bázi anorganické siliky, jako materiály typu, který je ve vodných sólech na bázi siliky, jako si 1 ikasolech, aluminových si1ikasolech, aluminosi1ikátových sólech, polysi1ikátových mikrogelech a polyalum inosi1ikátových mikrogelech, stejně jako silikagelech a vysrážené silice. Mikročásticový materiál je přednostně koloidní, tedy s velikostí částic v koloidním rozmezí. Koloidní částice mají výhodně velikost částic od asi nm do asi 80 nm, přednostně od 2 do 35 nm a nejvýhodněji od do 10 nm.
Molekulová hmotnost aniontové sloučeniny se muže měnit v širokém rozmezí od několika set nebo tisíc do mnoha milionů.
Obvyk1e zat í mco m i 1 i ony. 50 000.
je molekulová hmotnost nad 200 a výhodně nad 500, horní limit je obvykle 10 milionů a přednostně 2 Ve výhodném provedení je molekulová hmotnost do asi hustotě náboje typu klížícího an i ontového stab i 1 i zátoru kat iontové sloučeniny.
Množství kat iontových a aniontových sloučenin přítomných v disperzi podle vynálezu se může měnit v širokém rozmezí v závislosti na, kromě jiného, typu a kationového a aniontového materiálu, prostředku, požadované “aniontnosti/kationtnosti a obsahu pevných látek ve výsledné disperzi. Předložená disperze je přednostně aniontová a to tedy znamená, že aniontový náboj je vyšší než kat iontový náboj V disperzi muže být přítomna kationtová sloučenina v množství do 100 % hmotnostních, obvykle od 0,01 do 20 % hmotnostních, výhodně od 1 do 10 % hmotnostních a přednostně od 2 do 7 % hmotnostních, vztaženo na klížící prostředek, a aniontový stabilizátor může být přítomen v množství do 100 % hmotnostních, obvykle od 0,1 do % hmotnostních, výhodně od 0,2 do 10 % hmotnostních a přednostně od 0,3 do 6 % hmotnostních, vztaženo na klížící prostředek, zatímco celkový náboj kationtové sloučeniny a aniontového stabilizátoru, které nejsou přítomny v disperzích, je aniontový nebo negativní.
Bylo zjištěno, že disperze podle předloženého vynálezu mohou být připraveny s vysokými pevnými obsahy a výtěžky a vykazují velmi dobrou stabilitu při skladování a nízkou viskozitu. Tento vynález tedy poskytuje klížící disperze se zlepšenou skladovací stabilitou, vyšším obsahem pevných látek a/nebo nižší viskozitou. Další výhodou očekávanou s předloženými disperzemi je zlepšení stability při ředění, což znamená menší agregaci částic nebo kapek klížidla, čímž se tvoří nižší množství větších agregátů s nižší účinností klížení, stejně jako menší ukládání hydrofobního klížidla v papírenském stroji a menší kontaminaci škodlivinami, čímž se snižuje nutnost údržby papírenského stroje. Předložené disperze mohou mít obecně obsahy klížidla od asi 0,1 do asi 50 % hmotnostních a výhodně nad 20 % hmotnostních. Disperze obsahující dimer ketenu jako klížidlo podle tohoto vynálezu mají mít obsah dimeru ketenu v rozmezí od 5 do asi 50 % hmotnostních a přednostně od asi 10 do asi 35 % hmotnostních. Disperze, nebo emulze, obsahující anhydrid kyseliny jako klížidlo podle vynálezu, má mít obsahy anhydridu kyseliny v rozmezí od asi 0, 1 do asi 30 % hmotnostních a obvykle od asi 1 do asi 20 % hmotnostních.
Disperze podle vynálezu mohou být vyráběny míšením vodné fáze s aniontovým stabilizátorem, kat iontovou sloučeninou a klížícím prostředkem, výhodně při teplotě, kdy je klížidlo kapalné, a homogenizací takto získané směsi, výhodně pod • · · tlakem .
ketenu teploty jedné s druhou, a/nebo snížením
Vhodnými teplotami u klížících prostředků dimerů je rozmezí od asi 55 °C do 95 °C, zatímco nižší lze použít pro anhydridy kyselin. Získaná emulze, která obsahuje kapky klížidla s běžnou velikostí od 0,1 do 3,5 um v průměru, se potom ochladí. K výše zmíněným složkám mohou být do klížící disperze zabudovány i jiné materiály, jako jsou například aniontové a neionogenní dispergátory a stabilizátory, nastavovadla, jako je močovina a močovinové deriváty, a konzervační látky. Předpokládá se, že negativní a pozitivní náboje sloučenin dispergačního systému mohou být formovány in šitu, například uvedením do kontaktu sloučenin, a/nebo smísením sloučenin s vodnou fází pH vodné fáze. Například ztráta vodíku z kyselé skupiny vytvoří aniontový náboj, a bázický amin nebo aminová skupina mohou být převedeny na kat iontovou protonací nebo odejmutím vodíku. Proto je možné začít při přípravě disperze se sloučeninami bez náboje. Například může být použita organická sloučenina s bázickými aminoskupinami nebo kdy je průběhu přípravy kde R, bázickým aminem vzorce R3N, vytvořena odpovídající amoniová část R4N+ X N a X mohou být stejné, jak jsou definovány výše.
jak bylo kompozice, přítomností vodné
Bylo zjištěno, že složky předložených disperzí mohou být snadno homogenizovány za přítomnosti vodné fáze. Obvykle je v těchto postupech požadováno méně energie a nižší střihové síly ve srovnání s postupy pro přípravu běžných disperzí, a tudíž je možno použít jednoduššího zařízení. Další postup přípravy disperzí tedy zahrnuje (i) smísení klížícího prostředku reaktivního s celulózou s dispergačním systémem obsahujícím aniontový stzabi1izátor a kationtovou sloučeninu, definováno výše, za získání meziproduktové a (ii) homogenizaci meziproduktové kompozice za fáze, jak bylo popsáno výše.
pokud jsou složky homogenně smíseny ve stupni (i) prostředek použitý ve stupni (i) může být pevný, aby byl kapalný, neboť to zjednoduší homogenní Pokud je to žádoucí, může být meziproduktová
Je výhodné, K1ížící i když j e výhodné, míchání.
• · kompozice odebrána po ochlazena do ztuhnutí mezi produktové k1í ž í c í nakládání ekonomicky (i), a popř i pádě podstatě bezvodé umožní jednodušší stupni míchání za vzniku v kompozice, což atraktivním způsobem. V místě uvažovaného použití, nebo kdekoliv jinde, může být klížící kompozice homogenizována za přítomnosti vody běžným postupem. Tento postup je zejména zajímavý tehdy, když se připravují disperze dimerů ketenu a anhydridů kyselin, přičemž druhé zmiňované se obvykle připravují v papírenském mlýnu v přímé vazbě na jejich použití jako klížícího prostředku při výrobě papíru. Podmínka při skladování stabilní v podstatě bezvodé kompozice takto přináší žádoucí ekonomické a technické výhody. Předložený vynález se tedy týká v podstatě bezvodé klížící kompozice obsahující klížící prostředek reaktivní s celulózou, kat iontovou organickou sloučeninu a aniontový stabilizátor, kde kationtová a aniontová sloučenina, pokud se použijí v kombinaci, jsou účinné jako dispergační systém pro klížící prostředek ve vodné fázi, přípravy této kompozice a použití, jak jsou dále definovány v patentových nárocích.
Složky, které jsou přítomny v kompozici (prostředku) podle vynálezu, tedy klížící prostředek reaktivní s celulózou, sloučenina a aniontový stabilizátor, jsou jako je definováno výše. Předložená podstatě bezvodá, to znamená, že může obsahovat malé množství vody; obsah vody může být od O až do 10 % hmotnostních, výhodně s obsahem méně než 5 % hmotnostních a přednostně méně než 2 % . Nejvýhodnější je, pokud neobsahuje žádnou vodu. Prostředek přednostně obsahuje celulózou v převažujícím množství, tedy alespoň 50 % hmotnostních, kat i ontová přednostně stejné, kompozice je klížidlo reaktivní s vztaženo na hmotnost, a výhodně 99. 9 % má prostředek obsah klížidla v rozmezí od 80 do do 99,7 % hmotnostních a přednostně od hmotnostních. Kationtová sloučenina, přednostně povrchově aktivní látka, a aniontový stabilizátor, mohou být přítomny v klížících prostředcích v množstvích definovaných výše s ohledem na disperze, kde jsou procenta vztažena na hmotnost • · klížidla. V kompozicích může být aniontový stabilizátor přítomen v množství do 100 % hmotnostních, obvykle od 0,1 do 20 % hmotnostních a přednostně od 0,2 do 10 % hmotnostních, a přednostně od 0,3 do 6 % hmotnostních, vztaženo na klížící prostředek, a kationtová sloučenina, tedy povrchově aktivní látka, muže být přítomna v množství do 100 % hmotnostních, obvykle od 0,1 do 20 % hmotnostních a přednostně od 1 do 10 % hmotnostních, a přednostně od 2 do 7 % hmotnostních, vztaženo na klížící prostředek, přičemž celkový náboj kat iontové sloučeniny a aniontového stabilizátoru, které jsou přítomny v kompozici, je přednostně negativní nebo aniontový.
klížidlo. Výhodně s celulózou, buď celulozová vlákna.
Disperze z tohoto vynálezu mohou být použity běžným postupem při výrobě papíru s použitím jakéhokoliv typu celulozových vláken a mohou být použity jak pro klížení povrchu tak pro vnitřní klížení nebo klížení papíroviny. Termín papír, jak se zde používá, znamená, že zahrnuje nejenom papír, ale všechny typy produktů na bázi celulózy ve formě listů nebo pásu, včetně například lepenky a kartonu. Papírovina obsahuje vlákna celulózy, popřípadě v kombinaci s minerálními plnivy, a obvykle je obsah celulozových vláken alespoň 50 % hmotnostních, vztaženo na suchou papírovinu. Příklady minerálních plniv běžných typů zahrnují kaolin, křemičitan hlinitý, oxid titaničitý, sádru, talek a přírodní nebo syntetické uhličitany vápenaté, jako je křída, rozemletý mramor a vysrážený uhličitan vápenatý. Předložený vynález se také týká způsobu výroby papíru, kdy se vodná disperze, jak je definována výše, použije jako povrchové nebo papirovinové je množství klížidla reaktivního přidaného do papíroviny obsahující a popřípadě plniva, které se budou odvodňovat při navíjení za vzniku papíru, nebo aplikované na povrch papíru jako povrchového klížidla, obvykle v klížícím lisu, od 0,01 do 1 % hmotnostních, vztaženo na suchou hmotnost celulozových vláken a popřípadě plniv, výhodně od 0,05 do 0.5 % hmotnostních, přičemž dávkování hlavně závisí na kvalitě vlákniny nebo papíru, který se má klížit, použitém • ·
klížidle a na požadované úrovni klížení.
Disperze z tohoto vynálezu, zejména aniontové disperze, jsou zejména vhodné pro klížení papíroviny z celulozové vlákniny, kde papírovina má vysoké kationtové požadavky a/nebo obsahuje podstatná množství lipofilních substancí, jako např. papíroviny připravené z některých stupňů vláknin obsahujících dřevo a recyklovaných, například kde je recirkulace bílé vody extenzivní. Příklady lipofilních substancí běžně nalézaných v papírové vláknině zahrnují aniontové a neionogenní lipofilní substance, jako jsou například pryskyřičné kyseliny, mastné kyseliny, mastné estery, triglyceridy a pod. Množství lipofilních látek muže být alespoň 10 ppm a do asi 100 ppm, obvykle alespoň 20 ppm, výhodně alespoň 30 ppm a přednostně alespoň 50 ppm, měřeno jako ppm DCM extrakcí při použití DCM (dichlormethanu) známým postupem. Kat iontovým požadavkem může být alespoň 50, výhodně alespoň 100 a přednostně alespoň 150 pekv./litr filtrátu papíroviny. Kat iontový odběr může být změřen běžným postupem, například prostřednictvím Mutek Particle Charge Detector použitím filtrátu papíroviny získaného ze surové papíroviny f i 1 trované přes 1,6 jjm filtr a s polyídial lyldimethylamonium chloridem) jako titračním činidlem.
Dále jsou předložené disperze zejména vhodné při postupech výroby papíru, kde extenzivně recirkuluje bílá voda, např. s vysokým stupněm uzávěru bílé vody, například kde se používá od 0 do 30 tun čerstvé vody na tunu produkovaného suchého papíru, obvykle méně než 20, výhodně méně než 15 a přednostně méně než 10 a zejména méně než 5 tun čerstvé vody na tunu papíru. Recirkulace bílé vody v postupu nastává přednostně smísením bílé vody s celulozovými vlákny, přednostně ve formě papíroviny nebo suspenze, před nebo po přidání disperze klížidla, tedy za vzniku papíroviny, která má být zbavena vody. Čerstvá voda může být přiváděna do postupu v kterémkoliv stupni; například může být smísena s celulozovými vlákny, aby se vytvořila papírovina, a může být smísena s papírovinou obsahující celulozová vlákna k jejímu zředění tak, že se zformuje paplrovina, která má být zbavena vody, před nebo po smísení papíroviny s bílou vodou a před nebo po přidání klížící disperze.
spolu s zahrnuj í aniontové polymery, polymery, kombinaci s kat iontovým i v kombinaci s kat iontovým i
Chemické látky, které se běžně přidávají do papíroviny při výrobě papíru, jako jsou retenční pomocné přísady, hliníkové sloučeniny, barviva, pryskyřice zvyšující pevnost za vlhka, opticky zjasňovací látky atd. mohou být samozřejmě použity přítomnými disperzemi. Příklady sloučenin hliníku kamenec, hlinitany a polylaluminiové sloučeniny, jako polyaluminiumchloridy a sulfáty. Příklady vhodných retenčních pomocných prostředků zahrnují kationtové polymery, anorganické materiály v kombinaci s organickými jako bentonitem v sóly na bázi siliky polymery nebo kationtovými a aniontovými polymery. Zejména dobré klížidlo pro papírovinu muže být získáno tehdy, pokud se použijí disperze podle vynálezu v kombinaci s retenčními pomocnými prostředky obsahujícími kationtové polymery. Vhodné kationtové polymery zahrnují kationtový škrob, guar gumu, polymery na bázi akrylatu a polymery na bázi akrylamidu, polyethylenimin, dikyandiamid-formaldehydehydové pryskyřice, polyaminy, polyamidoaminy a polyídiallyldimethylamoniumchlorid) a jejich kombinace. Kationtový škrob a kationtové polymery na bázi akrylamidu se používají přednostně, buď samotné nebo v kombinaci navzájem nebo s jinými materiály. Ve výhodném provedení vynálezu jsou používány disperze v kombinaci s retenčním systémem obsahujícím alespoň jeden kationtový polymer a částice na bázi aniontové siliky. Uvedené disperze mohou být přidány před, mezi , po nebo současně s přidáním kationtového polymeru nebo polymeru. Rovněž je možné předsmísit klížící dispersi s retenčním pomocným prostředkem, tedy kationtový polymer jako kationtový škrob nebo kationtový polymer na bázi akrylamidu, nebo aniontový materiál na bázi siliky, před zavedením takto získané směsi do papíroviny uvedením do kontaktu klížící • · · » • · disperze obsahující kat iontovou sloučeninu, přednostně kat iontovou povrchově aktivní látku, s aniontovým materiálem na bázi siliky, například jak je definováno výše.
Vynález bude dále doložen následujícími příklady, které jej však nemají omezovat. Díly a % se vztahují k dílům a procentům hmotnostním, pokud není uvedeno jinak.
Příklady provedeni
Příklad 1
Disperze aniontového alkylketenového dimeru (AKD) podle vynálezu byly připraveny -d i me thy1amon i umch1or i du, aktivní látkou komerčně Querton 442, Akzo Nobel, di(hydrogenovaný 1ůj)kat iontovou povrchově pod obchodním názvem °C, vodného smísením který je dostupnou s roztaveným AKD při průchodem směsi přes homogenizer za přítomnosti roztoku aniontového stabilizátoru a potom ochlazením takto získané disperze. pH disperze bylo upraveno na asi 5 přidáváním kyseliny. Aniontovým stabilizátorem použitým v tomto příkladu byla aniontová karboxymethylcelulóza modifikovaná mastným amidem (FACMC) obsahující hydrofobní odvozený N-hydrogenovaný lůj - 1,3-diaminopropanu podle popisu WO 94/24169. FACMC měla stupeň substituce 0,1. Disperze obsahovala AKD subst i tuent př i praveného hydrofobní s průměrnou velikostí částic asi 1 pm, které byly aniontově nabity, jak je stanoveným pomocí v disperzích byly kationtové povrchově doloženo negativním ZetaMaster S Verze 30 %. Disperze č.l aktivní látky a obě vztaženy na hmotnost zeta potenciálem PCS. Obsahy AKD obsahovala 3 % % aniontového
AKD. D i sperse č.2 stabi1izátoru, obsahovala 7 % kationtové povrchově aktivní látky a 1 % aniontového stabilizátoru, obě vztaženy na hmotnost AKD.
Příklad 2
Byl opakován obecný postup z příkladu 1 s tím rozdílem, že jako aniontový stabilizátor byl použit kondenzovaný naftalensulfonat sodný, komerčně dostupný pod obchodním názvem Orotan ™ SN, Rohm & Haas Company, as tím, že byly použity různé poměry sloučenin v disperzích. Disperze č.3 získaná v tomto příkladu měla obsah AKD 30 % a obsahovala 6 % aniontového stabilizátoru a 4 % kat iontové povrchově aktivní látky, obě vztaženy na hmotnost AKD. Disperze obsahovala částice AKD s průměrnou velikostí částic asi 1 pm, které byly aniontově nabity, stanoveno stejně jako výše.
Příklad 3
Stabilita aniontových disperzí z příkladu 1 a 2 byla testována následujícím způsobem:
Disperze byla zředěna vodou za vzniku disperze obsahující 40 ppm AKD. V některých testech bylo přidáno 10 ppm stearové kyseliny ke zvýšení obsahu lipofilních látek a kat iontových požadavků. Zředěná disperze byla nalita do nádoby vybavené zařízením pro měření zákalu, smyčkou, prostředky pro cirkulaci a prostředky pro ohřev a chlazení. Vložený objem zředěné disperze cirkuloval ve smyčce, zatímco byl automaticky zaznamenáván zákal a disperze byla vystavena cyklu ohřívání a chlazení v časové periodě 45 minut. Teplota disperze byla zvýšena ze 20 °C na 62 °C a potom byla snížena opět na 20 °C. Zákal je ovlivněn velikostí částic a rozdíl v zákalu disperze před a po teplotním cyklu je měřením schopnosti dispergovaných částic odolávat růstu aglomerací a tedy měřením stability disperze. Rozdíl v zákalu ( . . T) je vypočten následujícím způsobem:
ΔΤ = (finální zákal/počáteční zákal) x 100
Čím vyšší je ZŮT tím lepší je stabilita.
• · ·
Dvě standardní disperze byly také testovány pro srovnávací úče1y;
Ref.l je aniontová AKD disperze obsahující dispergační systém obsahující 1 ignosulfonat sodný a kationtový škrob, kde je 1ignosulfonat přítomen v iontovém přebytku:
Ref.2 je kat iontová AKD disperze také obsahující 1ignosulfonat sodný a kationtový škrob, ale kde je kationtový škrob přítomen v iontovém přebytku.
Tabulka 1 uvádí získané výsledky.
Tabulka 1
Disperze č.
Ref. 1
Ref . 1
Ref.2
Ref.2.
Kys. stearová ( ppm)AT
40
66
55
32
6
Jak je znázorněno v tabulce 1, hodnoty zůT disperzí z tohoto vynálezu byly výrazně vyšší než hodnoty u standardních disperzi, a podle toho jsou indikací lepší stability ředění.
Přiklad 4
Účinnost klížení klížící disperze podle příkladu 3 byla hodnocena v tomto příkladu. Papírové listy byly připraveny postupem podle standardní metody SCAN-C23X pro laboratorní « · · ·· · * ···· • · · · * * · * • · · · · · ··*··· • *> · · · · •••4 »··»·· ·· «· měříko. Použitá papirov i na obsahovala 80 % směsi 60 = 40 bělícího bříza/borovice sulfátu a 20 % křídy, kam bylo přidáno 0,3 g/1 Na2S04. 10 H2O. Konzistence papíroviny byla
0,5 % a pH 8,0. Disperze byly použity spolu s komerčním systémem pro retenci a odvodnění, Compozil ™, obsahujícím kationtový škrob a aniontový silika-sol modifikovaný hliníkem, které byly přidány do papíroviny samostatně; kationtový škrob byl přidán v množství 8 kg/tunu, vztaženo na suchou papírovinu, a silika-sol byl přidán v množství 0,8 kg/tunu, počítáno jako S1O2 a vztaženo na suchou papírovinu.
Hodnoty Cobb“, měřeno podle TAPPI standardu T 441 OS-63, získané při testování, jsou uvedeny v tabulce 2. Dávkováni AKD je vztaženo na suchou papírovinu.
Tabulka 2
Disperze č._dávka AKD (kg/t)_Cobb 60(g/m2)
1 0.45 54
1 0.60 27
Ref. 1 0.45 80
Ref. 1 0.60 30
Ref. 2 0.45 68
Ref. 2 0.60 31
Tabulka 2 dokazuje zlepšení klížení papíru získané s klížící disperzi podle vynálezu.
Přiklad 5
Účinnost klížení byla hodnocena podle postupu z příkladu 4 s tím rozdílem, že papirov ina obsahovala vysrážený uhličitan vápenatý jako plnivo namísto křídy, a dávka kationového škrobu byla 12 kg/tunu, vztaženo na suchou papírovinu. V některých testech byla přidána do papíroviny kyselina • · stearová (10 ppm), aby se zvýšila potřeba kationtů a obsah lipofilní látky v papirovi ně. Výsledky jsou uvedeny v tabulce
3.
Tabulka 3
Disp.č. AKD dávka Kys. stearová Cobb 60
(kg/t) ( ppm) (g/m2)
1 0.45 - 32
1 0.60 - 28
i 0.75 - 26
1 0.45 10 62
1 0.60 10 36
1 0.75 10 27
Ref. 1 0.45 - 50
Ref. 1 0.60 - 32
Ref. 1 0.75 - 30
Ref. 1 0.45 10 103
Ref. 1 0.60 10 76
Ref. 1 0.75 10 35
jak je z tabulky 3 zřejmé, disperze č.1 podle vynálezu
poskytovaly obecně mnohem lepší klížení, než disoerze Ref.l
použitá pro srovnání. a výrazně lepší klížící účinek byl
získán. pokud obsahovala papiroviny podstatné množství
lipofilních látek.
Přiklad 6
Bezvodá klížící kompozice podle vynálezu byla připravena suchým míšením 93 dílů AKD pelet se 3 díly kationtové povrchově aktivní látky podle příkladu 1 a 4 díly aniontového stabilizátoru podle příkladu 2. Tato suchá směs byla později přidána do horké vody a takto získaná vodná směs byla ohřátá na 80 °C, čerpána čerpadlem s vysokým střihem a potom • · ochlazena na teplotu místnosti. Získaná aniontová disperze, disperze č. 4, měla obsah AKD 20 % a průměrnou velikost částic kolem 1 jjm. Účinnost klížení byla hodnocena jako v příkladu 4, s tím rozdílem, že přídavek kat iontového škrobu činil 12 kg/tunu, vztaženo na suchou papirovinu. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 4.
Tabulka 4
Disperze Č._AKD dávka (kg/t)_Cobb 60 (g/m2)
4 0.30 58
4 0.40 30
Ref. 1 0.30 84
Ref. 1 0.40 65
Ref. 2 0.30 66
Ref .2 0.40 40
Tabulka 4 dokládá zlepšení klížení papíru získané s klížící disperzí podle vynálezu.
Příklad 7
Disperze AKD podle vynálezu s dispergačním systémem obsahujícím kat iontovou povrchově aktivní látku a aniontový stabilizátor ve formě anorganického mikročásticového materiálu byla hodnocena v této testovací sérii.
Disperze byla připravena předmísením při 75 °C O, 2 g kokoaminu komerčně dostupného pod obchodním názvem Armeen C™, který je směsi aminu vzorce RNH2, kde R je C12-Cisuhlovodík, a 1,0 g, vypočteno jako S1O2, vodného sólu aluminiem modifikované siliky typu, který je popsán v patentu US 5 368 833, a potom přidáním 25 g AKD a kyseliny k upravení pH na 4,0. Vodná směs byla homogenizována použitím Ultra Turax a potom ochlazena. Získaná disperze, disperze č. 5, měla obsah AKD 25 % hmotnostních a obsahovala dispergační systém, který byl svou povahou aniontový.
Účinnost klížení disperze byla hodnocena postupem podle příkladu 4 použitím podobné papiroviny při pH 8, 1 a použitím pro porovnání standardní AKD disperze Ref.2. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 5, kde je dávka AKD vztažena na suchou papi rov i nu.
Tabulka 5
Disperze č.
Ref.2
Ref . 2
Ref.2
AKD dávka (kg/t)
0.3
0.5
0.6
0.3
0.5
0.6
Cobb 60(g/m2) 58
Přiklad 8
AKD disperze podle vynálezu byla připravena a hodnocena podobným způsobem jako v příkladu 7 s tím rozdílem, že aniontovým stabilizátorem použitým v tomto příkladu byl sol melami nu-kysel iny sulfonové, připravený v souladu s popisem ve zvěř. mezinárodní patentové přihlášce W0 96/34027. Disperze č.6 byla připravena z 0,4 g kokoaminu, 2 g melamin-sulfonové kyseliny, 30 g AKD a vody do 100 g. Výsledky klížících testů jsou uvedeny v tabulce 6, kde je dávka AKD vztažena na suchou papirovinu.
Tabulka 6
Disperze č,
Ref. 2
Ref. 2
Ref. 2
AKD dávka (kg/t)
0.4
0.5
0.6
0.4
0.5
0.6
Cobb 60(g/ma) 39
Přiklad 9
Snadnost výroby disperzí podle vynálezu byla hodnocena přípravou aniontových AKD disperzí s různými obsahy AKD. Disperze podle vynálezu byly připraveny homogenizací směsi 0,8 % hmotn. di(hydrogenovaný lůj)dimethylamoniumchloridu,
1,6 % hmotn. kondenzovaného naftalensulfonatu sodného, 77,6 % hmotn. vody a 20 % hmotn. AKD po nastavenou dobu použitím Ultra Turrax mísiče při 15000 ot./minutu a potom chlazením takto získané disperze po 2 hodiny. Obdobné disperze byly připraveny stejným způsobem s různými hodnotami obsahu AKD, a byly získány disperze s obsahy AKD 10, 20, 30 a 40 % hmotn. Disperze jsou označeny INV., následuje obsah AKD v % hmotn.
Standardní AKD disperze byly vyrobeny pro srovnávací účely stejným postupem a za stejných podmínek homogenizaci směsi 1,0 % hmotn. kat iontového škrobu, 0,25 % hmotn. lignosulfatu sodného, 89 % hmotn. byly připraveny s standardní disperze vody a 10 % hmotn. AKD. Obdobné disperze různými obsahy AKD, aby se získaly s obsahy AKD 10, 20, 30 a 40 % hmotn.
Disperze jsou označeny Ref.3, následuje obsah AKD v % hmotn,
Velikost částic a viskozita byly zjištěny běžnými postupy. Tabulka 7 znázorňuje získané výsledky.
Tabulka 7
AKD Disperze č._Velikost částic (um)_V i skoz i ta( cps)
Inv.-10% 2.98 10
Inv.-20% 3. 12 20
Inv.-30% 3.50 20
Inv.-40% 3.50 25
Ref.3-10% 4.31 15
Ref.3-20% 4. 52 20
Ref.3-30% 5.20 25
Ref.3-40% 5.57 40
Tabulka 7 dokazuje, že disperze podle vynálezu byly pro výrobu snadněji zpracovatelné; nižší viskozita byla získána při odpovídajícím obsahu AKD, a menši velikost částic byla získána s použitím stejného množství energie k úpravě volných povrchu. Ve srovnání se standardními disperzemi je tedy požadováno podle tohoto vynálezu méně energie a nižší střihové síly pro výrobu disperzí se stejnou velikostí částic. Dále, zvýšení rychlosti míchadla na 25 000 otáček za minutu vhodně redukuje velikost částic disperzi podle vynálezu, která je v rozmezí od 1 do 2 jim.

Claims (22)

1. Vodná disperze klížícího prostředku vyznačuj ící se tím, že obsahuje klížící prostředek reaktivní s celulózou a dispergační systém obsahující ηízkomolekulární kat iontovou organickou sloučeninu s molekulovou hmotností menší než 10 000 a aniontový stabilizátor.
2. Vodná disperze podle nároku 1 vyznačující se t í m, ž e kationtová organická sloučenina je přítomna v množství od 0,1 do 20 % hmotnostních, vztaženo na klížící prostředek, a aniontový stabilizátor je přítomen v množství od 0,1 do 20 % hmotnostních, vztaženo na klížící prostředek.
3. Vodná disperze podle nároku 1 nebo 2 vyznačující se tí m, že kationtovou organickou sloučeninou je kationtová povrchově aktivní látka.
4. Vodná disperze podle nároku 3 vyznačující se tím, že kationtová povrchově aktivní látka má molekulovou hmotnost od 200 do 800.
5. Vodná disperze podle nároku 3 nebo 4 vyznačující se t í m, ž e kationtová povrchově aktivní látka je vybrána z primárních, sekundárních, terciárních a kvartemích amonných sloučenin obsahujících alespoň jednu uhlovodíkovou skupinu s od 9 do 30 atomů uhlíku.
6. Vodná disperze podle nároku 3,4 nebo 5 vyznačující setím, že kationtová povrchově aktivní látka je vybrána z dioktyldimethylamoniumchloridu, didecyldimethylamoniumchloridu, dikokodimethylamoniumchlorid, kokobenzyldimethyl amoniumehloridu, koko(frakcionovanýlbenzyldlmethylamoniumchloridu, oktadecyl-trimethylamoniumchloridu, dioktadecyldimethylamoniumchloridu, dihexadecyl-dimethylamoniumchloridu, di (hydrogenovaný lůj)dimethylamoniumchloridu, di(hydrogenovaný 1ůj)benzy1amoni um chloridu, (hydrogenovaný 1ůj)benzyldimethyl) amoniumchloridu, dioleyldimethylamoniumchloridu, a di ( ethylenhexadekankarboxylat)dimethylamoniumchloridu a N-oktadecyl-N-dimethyl-N -trimethylpropylend i amon i umd i ch1or i du,
7. Vodná disperze podle nároku 1 nebo 2 vyznačující set í m, že kationtovou organickou sloučeninou je kat iontový polyelektrolyt.
8. Vodná disperze podle kteréhokoliv z předchozích nároků vyznačující se tím, že aniontový stabilizátor je organická sloučenina.
9. Vodná disperze podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7 vyznačující se tím,že aniontovým stabilizátorem je anorganický materiál na bázi siliky.
10. Vodná disperze podle nároku 1, 2 nebo 8 vyznačující se tím,že aniontový stabilizátor je vybrán z aniontových polyurethanů, kondenzovaných naftalensulfonátů, polymerních aniontových sloučenin na bázi polysacharidů, vinylových adičních polymerů vytvořených z monomerů s aniontovými skupinami, popřípadě kopolymerovaných s neionogenními monomery, a aniontových organických mikročásticových materiálů.
11. Vodná disperze podle vyznačující se stabilizátorem je aniontový nároku 1, 2, 8, 9 nebo 10 tím, že aniontovým po1ye1ektro1yt.
12. Vodná vyzná
13. Vodná vyzná disperze č u j í c disperze č u j í c podle kteréhokoliv z předchozích nároků í se tím,že disperze je aniontová.
podle kteréhokoliv z předchozích nároků í se tím, že klížícím prostředkem je dimer ketenu nebo anhydr i d kyše 1 i ny.
14. Způsob přípravy vodné disperze klížícího prostředku reaktivního s celulózou vyznačující se t ím , ž e se homogenizuje klížící prostředek reaktivní s celulózou za přítomnosti vodné fáze a dispergačního systému obsahujícího nízkomolekulární kationtovou organickou sloučeninu s molekulovou hmotností menší než 10 000 a aniontový stabi1izátor.
15. Způsob podle nároku 14 vyznačují ž e kationtová organická sloučenina je elektroneutrálního organického polymeru aminoskupinami nebo bázického aminu, kde kationtová amoniová část se vytvoří v tomto cl se tím, odvozena z s bázickými odpovídej ící postupu.
16. Způsob podle nároku 14vyznačující se tím, ž e zahrnuje poskytnutí v podstatě bezvodé kompozice obsahující klížící prostředek reaktivní s celulózou, kationtovou organickou sloučeninu a aniontový stabilizátor, a homogenizaci kompozice v přítomnosti vodné fáze.
17. Použití vodné disperze podle kteréhokoliv z nároků 1 až 13 jako klížidla pro papirovinu nebo povrchového klížidla při výrobě papíru.
18. Způsob výroby papíru přidáním vodné disperze klížícího prostředku do papíroviny obsahující celulozová vlákna a popřípadě plniva, odvodněním papíroviny na navíjení k získání papíru a bílou vodu vyznačující se tím, že disperzí je vodná disperze podle některého z nároků 1 až 13.
19. Způsob podle nároku lSvyznačující se tím, ž e bílá voda v postupu recirkuluje, popřípadě se přivádí čerstvá voda, za vzniku papíroviny obsahující celulozová vlákna, která mají být zbavena vody, a množství přiváděné čerstvé vody je menší než 30 tun na tunu vyrobeného papíru.
20. V podstatě bezvodá kompozice obsahující klížící prostředek reaktivní s celulózou, nízkomolekulární kat iontovou organickou sloučeninu s molekulovou hmotností menší než 10 000 a aniontový stabilizátor.
21. Kompozice podle nároku 20 vyznačující se t i m, že kationtová organická sloučenina je přítomna v množství od 0,1 do 20 % hmotnostních, a aniontový stabilizátor je přítomen v množství od 0,1 do 20 % hmotnostnich, oba vztaženy na kllžíci prostředek reaktivní s celulózou, přičemž celkový náboj kat iontové sloučeniny a aniontového stabilizátor je negativní.
22. Použití kompozice podle nároku 20 nebo 21 pro přípravu vodné disperze klížícího prostředku reaktivního s celulózou podle kteréhokoliv z nároků 1 až 13.
CZ0274899A 1997-02-05 1998-02-03 Vodná disperze klížicího prostredku, kompozice a zpusob pro její prípravu a zpusob výroby papíru CZ299148B6 (cs)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP97850016 1997-02-05
EP97850017 1997-02-05
SE9704931A SE9704931D0 (sv) 1997-02-05 1997-12-30 Sizing of paper

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ274899A3 true CZ274899A3 (cs) 2000-02-16
CZ299148B6 CZ299148B6 (cs) 2008-05-07

Family

ID=27238796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ0274899A CZ299148B6 (cs) 1997-02-05 1998-02-03 Vodná disperze klížicího prostredku, kompozice a zpusob pro její prípravu a zpusob výroby papíru

Country Status (19)

Country Link
EP (1) EP0963484B1 (cs)
JP (1) JP3175774B2 (cs)
KR (1) KR100339881B1 (cs)
CN (1) CN1107766C (cs)
AT (1) ATE225436T1 (cs)
AU (1) AU729833B2 (cs)
BR (1) BR9807040B1 (cs)
CA (1) CA2280137C (cs)
CZ (1) CZ299148B6 (cs)
DE (1) DE69808436T2 (cs)
DK (1) DK0963484T3 (cs)
ES (1) ES2183324T3 (cs)
NO (1) NO328752B1 (cs)
NZ (1) NZ336787A (cs)
PT (1) PT963484E (cs)
RU (1) RU2169224C2 (cs)
SE (1) SE9704931D0 (cs)
SK (1) SK285211B6 (cs)
WO (1) WO1998033979A1 (cs)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6315824B1 (en) * 1996-02-02 2001-11-13 Rodrigue V. Lauzon Coacervate stabilizer system
WO2000023651A1 (de) * 1998-10-16 2000-04-27 Basf Aktiengesellschaft Wässrige, anionisch oder kationisch eingestellte leimungsmittel-dispersionen für die leimung von papier
EP1099795A1 (en) * 1999-06-24 2001-05-16 Akzo Nobel N.V. Sizing emulsion
AU2000243425A1 (en) * 2000-04-12 2002-04-29 Hercules Incorporated Paper sizing composition
US6846384B2 (en) 2000-08-07 2005-01-25 Akzo Nobel N.V. Process for sizing paper
ES2384994T3 (es) * 2000-08-07 2012-07-16 Akzo Nobel N.V. Un procedimiento para la producción de papel
CZ304557B6 (cs) * 2000-08-07 2014-07-09 Akzo Nobel N. V. Způsob výroby papíru
US6869471B2 (en) 2001-11-19 2005-03-22 Akzo Nobel N.V. Process for sizing paper and sizing composition
EP1314822A1 (en) * 2001-11-19 2003-05-28 Akzo Nobel N.V. Process for sizing paper and sizing composition
KR20030041793A (ko) * 2001-11-19 2003-05-27 악조 노벨 엔.브이. 종이 사이징 방법 및 사이징 조성물
DE10237911A1 (de) * 2002-08-14 2004-02-26 Basf Ag Verwendung von Vinylamineinheiten enthaltenden Polymeren als Promoter für die Alkyldiketenleimung
DE10237912A1 (de) * 2002-08-14 2004-02-26 Basf Ag Verfahren zur Leimung von Papier, Pappe und Karton
DE10349727A1 (de) * 2003-10-23 2005-05-25 Basf Ag Feste Mischungen aus einem Reaktivleimungsmittel und Stärke, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
CA2634697C (en) * 2005-12-21 2014-04-15 Akzo Nobel N.V. Sizing of paper
US7892398B2 (en) 2005-12-21 2011-02-22 Akzo Nobel N.V. Sizing of paper
WO2007096242A1 (en) * 2006-02-20 2007-08-30 Clariant International Ltd Improved process for the manufacture of paper and board
JP2009538998A (ja) * 2006-06-01 2009-11-12 アクゾ ノーベル ナムローゼ フェンノートシャップ 紙のサイジング方法
TW201000716A (en) * 2008-01-28 2010-01-01 Akzo Nobel Nv A method for production of paper
WO2011133996A2 (en) 2010-04-30 2011-11-03 Kemira Oyj Aqueous dispersions for sizing paper
CN102011343B (zh) * 2010-06-29 2012-07-04 上海东升新材料有限公司 瓦楞纸用表面施胶剂及其制备方法和应用
FI123717B (fi) * 2011-10-10 2013-10-15 Stora Enso Oyj Pakkauskartonki, sen käyttö ja siitä tehdyt tuotteet
CN102535248B (zh) * 2011-12-30 2015-04-01 广州星业科技股份有限公司 一种akd乳液的制备方法
US20150010712A1 (en) 2013-06-13 2015-01-08 Ecolab Usa Inc. Water-Free Surface Sizing Composition and Method for Treating a Paper Substrate with Same
FI125311B (en) * 2013-11-29 2015-08-31 Kemira Oyj A method for recovering enzymes in a biofuel production process
FI126316B (en) 2014-02-06 2016-09-30 Kemira Oyj Stabilized adhesive formulation
CN108517717B (zh) * 2018-05-16 2021-01-05 龙游富田造纸精化有限公司 一种结膜强度高粘结力优的乳化剂及其制备方法
US11393746B2 (en) * 2020-03-19 2022-07-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Reinforcing package using reinforcing patches

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3046186A (en) * 1957-06-12 1962-07-24 American Cyanamid Co Cationic sizing emulsions and paper sized therewith
US4240935A (en) * 1978-12-22 1980-12-23 Hercules Incorporated Ketene dimer paper sizing compositions
SE455102B (sv) * 1985-07-10 1988-06-20 Nobel Ind Paper Chemicals Ab Vattenhaltiga dispersioner av kolofoniummaterial och ett syntetiskt hydrofoberingsmedel, forfarande for framstellning derav samt anvendning av dessa som hydrofoberingsmedel
GB8526158D0 (en) * 1985-10-23 1985-11-27 Albright & Wilson Paper sizing compositions
SE465833B (sv) * 1987-01-09 1991-11-04 Eka Nobel Ab Vattenhaltig dispersion innehaallande en blandning av hydrofoberande kolofoniummaterial och syntetiskt hydrofoberingsmedel, saett foer framstaellning av dispersionen samt anvaendning av dispersionen vid framstaellning av papper och liknande produkter
GB8920456D0 (en) * 1989-09-11 1989-10-25 Albright & Wilson Active sizing compositions
SE9404201D0 (sv) * 1994-12-02 1994-12-02 Eka Nobel Ab Sizing dispersions

Also Published As

Publication number Publication date
DK0963484T3 (da) 2003-01-20
CA2280137C (en) 2005-04-26
AU6010098A (en) 1998-08-25
NO993741D0 (no) 1999-08-02
KR20000070622A (ko) 2000-11-25
NO993741L (no) 1999-09-27
WO1998033979A1 (en) 1998-08-06
SE9704931D0 (sv) 1997-12-30
DE69808436D1 (de) 2002-11-07
RU2169224C2 (ru) 2001-06-20
NO328752B1 (no) 2010-05-03
ES2183324T3 (es) 2003-03-16
CN1246899A (zh) 2000-03-08
SK103099A3 (en) 2000-05-16
AU729833B2 (en) 2001-02-08
JP2000509448A (ja) 2000-07-25
CA2280137A1 (en) 1998-08-06
PT963484E (pt) 2003-01-31
EP0963484B1 (en) 2002-10-02
CZ299148B6 (cs) 2008-05-07
JP3175774B2 (ja) 2001-06-11
KR100339881B1 (ko) 2002-06-10
SK285211B6 (sk) 2006-09-07
ATE225436T1 (de) 2002-10-15
BR9807040B1 (pt) 2009-08-11
BR9807040A (pt) 2000-03-28
NZ336787A (en) 2000-04-28
CN1107766C (zh) 2003-05-07
EP0963484A1 (en) 1999-12-15
DE69808436T2 (de) 2003-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ274899A3 (cs) Klížení papíru
US5969011A (en) Sizing of paper
US6165259A (en) Aqueous dispersions of hydrophobic material
US6093217A (en) Sizing of paper
ES2388659T3 (es) Procedimiento para aprestar papel
US4816073A (en) Aqueous dispersions, a process for their preparation and the use of the dispersions as sizing agents
EP0963485B1 (en) Sizing of paper
EP0961855B1 (en) Aqueous dispersions of a hydrophobic sizing agent
CZ298713B6 (cs) Vodná disperze, způsob její přípravy a použití jako klížidla při výrobě papíru, klížící kompozice a její použití

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20130203