FI117718B - Adhesive dispersion for improving water repellency - Google Patents
Adhesive dispersion for improving water repellency Download PDFInfo
- Publication number
- FI117718B FI117718B FI20010588A FI20010588A FI117718B FI 117718 B FI117718 B FI 117718B FI 20010588 A FI20010588 A FI 20010588A FI 20010588 A FI20010588 A FI 20010588A FI 117718 B FI117718 B FI 117718B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- adhesive
- monoester
- paper
- adhesive dispersion
- dispersion according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP 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
- D21H21/00—Non-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
- D21H21/14—Non-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
- D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP 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
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
- D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
- D21H17/14—Carboxylic acids; Derivatives thereof
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP 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
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
- D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
- D21H17/17—Ketenes, e.g. ketene dimers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP 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
- D21H21/00—Non-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
- D21H21/14—Non-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
- D21H21/22—Agents rendering paper porous, absorbent or bulky
- D21H21/24—Surfactants
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
I · 117718I · 117718
Liimadispersio vedenhylkivyyden parantamiseksiAdhesive dispersion for improved water repellency
Keksintö koskee paperin tai kartongin vedenhylkivyyden eli hydrofobisuuden parantamista liimadispersion avulla, joka sisältää Hiin a-ainetta ja ainetta, joka parantaa 5 liima-aineen leviämistä kuitujen pinnalla.The invention relates to improving the water repellency, or hydrophobicity, of paper or paperboard by means of an adhesive dispersion containing china α and an agent which improves the adhesion of the adhesive to the fiber surface.
Selluloosareaktiivisia liima-aineita, kuten alkenyylimeripihkahappoanhydridiä (ASA) tai alkyyliketeenidimeeriä (AKD), käytetään tunnetusti liima-aineena valmistettaessa paperia neutraaliolosuhteissa. Liimauskemikaali lisätään paperin ja kartongin valmistuksen yhteydessä yleensä dispersiona, joka koostuu hyvin pienistä 10 partikkeleista. Valmistetun paperin hydrofobisuus riippuu oleellisesti kuitupinnan pidätyskyvystä, liima-aineiden leviämisestä tai jakaantumisesta kuitupinnalle ja liima-aineiden kiinnittymisestä pinnan aktiivisiin kohtiin.Cellulose-reactive adhesives, such as alkenyl succinic anhydride (ASA) or alkyl ketene dimer (AKD), are known to be used as adhesives in paper production under neutral conditions. The gluing chemical is usually added in the form of a dispersion consisting of very small 10 particles in the manufacture of paper and board. The hydrophobicity of the paper produced is essentially dependent on the retention of the fiber surface, the distribution or distribution of the adhesives on the fiber surface, and the adhesives adhering to the active sites on the surface.
Eräs ongelma on liiman huono levittyminen kuidun pinnalle. Pintareaktiot tapahtuvat vain osittain ja pinta muodostuu heikosti hydrofobiseksi. Usein on myös tarpeen 15 vanhentaa liimattua pintaa, jotta liimaus olisi tehokasta. Tämä estää on-machine-tyyppisen liimauksen.One problem is the poor adhesion of the adhesive to the fiber surface. Surface reactions occur only partially and the surface becomes poorly hydrophobic. Often, it is also necessary to age 15 of the bonded surface for effective bonding. This prevents on-machine gluing.
Alkyyliketeenidimeeri (AKD) tai alkenyyliketeenidimeeri on edullisesti kaavan (I) mukainen, jossa Rl ja R2 ovat suoraketjuisia tai haarautuneita hiilivetyiyhmiä, joissa on 8—36 hiiliatomia, ja jotka voivat olla tyydyttyneitä tai tyydyttymättömiä. Ta-20 vallisesti käytettyjä hiilivetyryhmiä ovat 14—18 hiiliatomia sisältävät molekyylit.The alkyl ketene dimer (AKD) or alkenyl ketene dimer is preferably of formula (I) wherein R 1 and R 2 are straight or branched hydrocarbon groups having from 8 to 36 carbon atoms and which may be saturated or unsaturated. Ta-20 commonly used hydrocarbon groups are molecules containing 14 to 18 carbon atoms.
( f I • * •V: Rl— CH =C — CH — R2 :Y: Il (I) • * » «(f I • * • V: R 1 - CH = C - CH - R 2: Y: Il (I) • * »«
.·*·. O — c = O. · * ·. O - c = O
* · « * · · · * * · ,···. 25 AKD-dispersioiden partikkelikoossa pyritään yleisesti alle 1 pm:n keskimääräiseen • a partikkelikokoon, josta johtuen ne valmistaan yleisesti korkeapainehomogenisaatto-. reillä ja tuotteiden valmistukseen erikoistuneilla tehtailla. Vaikka AKD on reaktiivi- nen ja hajoaa vesiliuoksessa ketoniksi, reaktio on hidas etenkin alhaisessa pH:ssa, ·♦·* kuten alle 4,5, ja siksi AKD-dispersiot voidaan toimittaa asiakkaalle valmiina dis- ·*·’· 30 persiona.* · «* · · · * * ·, ···. The AKD dispersions generally have a particle size of less than 1 µm average particle size, which is why they are generally made by high pressure homogenization. and factories specializing in the manufacture of products. Although AKD is reactive and degrades to ketone in aqueous solution, the reaction is slow, especially at low pH, · ♦ · * such as below 4.5, and therefore AKD dispersions can be delivered to the customer as a ready-to-disperse.
• · ··· • · *·;·* Syynä pienten partikkelien muodostamiseen on paitsi, että muodostuva dispersio ί/.ϊ olisi mahdollisimman stabiili, erottumaton, myös se, että pienten partikkelien avulla voidaan edistää aktiiviaineen leviämistä sulppuun ja kuitumateriaalin pinnalle. I,e- 2 117718 viäminen on oleellinen osa sitä mekanismia, jolla AKDrlla voidaan taottaa paperin hyvä veden hylkivyys. On osoitettu, että AKD:n peittäessä n. 15 % kuitupinnasta, määrä on riittävä lähes täydellisen liimauksen aikaan saamiseksi. Liimauksen aste, hydrofobisuus, voidaan ilmoittaa esimerkiksi Cobb-arvoina, jotka voidaan määrittää 5 SCAN-P 12:76 -ohjeen mukaisesti.The reason for the formation of small particles is not only that the resulting dispersion ί / .ϊ is as stable, indistinguishable as possible, but also that the small particles can promote the spread of the active substance on the pulp and on the surface of the fibrous material. I, e-2 117718, is an essential part of the mechanism by which AKD can forge good water repellency of paper. It has been shown that when AKD covers about 15% of the fiber surface, the amount is sufficient to achieve near perfect bonding. The degree of sizing, hydrophobicity, may be expressed, for example, as Cobb values, which may be determined according to SCAN-P 12:76.
Alkyyliketeenidimeerin leviämistä paperissa voidaan havainnoida eri menetelmin, kuten esimerkiksi atomivoimamikroskoopilla eli AFM:lla (atomic force microscopy), ESCA:lla (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis), ellipsometrisesti ja höyrytetekniikkalla (breath pattern technics).The spread of the alkyl ketene dimer in the paper can be observed by various methods such as atomic force microscopy (AFM), ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis), ellipsometry, and breath pattern technics.
10 Nykyisin AKD-dispersioiden valmistuksessa voidaan emulgoituvuutta parantaa käyttämällä erilaisia anionisia ja/tai kationisia pinta-aktiivisia aineita, kuten ligno-sulfonaatteja ja naftaleenisulfonaattien natriumsuoloja ja rasva-amiinikloridia, jotka ovat fysikaalisesti stabiileja ja käyttökelpoisia useita viikkoja. AKD-dispersio voidaan edelleen stabiloida, käyttäen esimerkiksi tärkkelystä ja/tai sen johdoksia ja 15 mahdollisesti tärkkelyksen kanssa yhdessä tai erikseen polymeerejä, kuten polyety-leeni-imiiniä, polyepiamiinia, polydimetyylidiallyyli- tai disyandiamidiyhdisteitä, polyakryyliamidia tai -happoa. Yleisesti tunnettua on, että stabilointikemikaalien määrä on välillä 1—200 paino-% AKD:n määrästä. Polymeerien käytöllä voidaan paitsi parantaa liimadispersion stabiiliutta, myös vaikuttaa sen toimivuuteen pape-20 rissa tai kartongissa.Currently, in the preparation of AKD dispersions, emulsifiability can be improved by using various anionic and / or cationic surfactants, such as ligno-sulfonates and sodium salts of naphthalenesulfonates and fatty amine chloride, which are physically stable and useful for several weeks. The AKD dispersion can be further stabilized using, for example, starch and / or derivatives thereof, and optionally with or without starch, polymers such as polyethylenimine, polyepamine, polydimethyldiallyl or dicyandiamide compounds, polyacrylamide or acid. It is generally known that the amount of stabilizing chemicals is between 1 and 200% by weight of the amount of AKD. The use of polymers can not only improve the stability of the adhesive dispersion but also affect its performance in paper or board.
Pinta-aktiivisia aineita käytetään tunnetusti öljyn ja veden välisen pintajännityksen »,v pienentämiseen. Ei-ionisten pinta-aktiivisten aineiden ominaisuuksia kuvataan usein : V: niiden vesi- ja rasvahakuisuuden välisellä suhteella, HLB-arvolla (hydrophile-lipo- ; :1; phile balance). Pinta-aktiiviset aineet, joilla on alhainen HLB-arvo, ovat rasvahakui- * · » 1 .1··. 25 siä, ja ne, joilla on korkea HLB-arvo ovat vesihakuisia. Tämän arvon perusteella voidaan erilaiset pinta-aktiiviset aineet ryhmitellä eri tarkoituksiin sopiviksi. Pinta-aktiiviset aineet, joilla HLB on välillä 4—6, sopivat veden emulgoimiseen öljyihin.Surfactants are known to be used to reduce surface tension », v between oil and water. The properties of nonionic surfactants are often described by: V: their ratio of water to fat solubility, HLB (hydrophile-lipo;: 1; phile balance). Surfactants with low HLB values are * * »1 .1 ··. 25 and those with high HLB values are water-seeking. Based on this value, different surfactants can be grouped for different purposes. Surfactants having an HLB of between 4 and 6 are suitable for emulsifying water in oils.
• · *” Ne, joilla HLB on välillä 7—9, sopivat kostutusaineiksi eli ne edesauttavat veden leviämistä pinnoilla. Ne, joilla HLB arvo on välillä 8—18, soveltuvat yleisesti öljy-] ' 30 mäisten aineiden emulgointiin veteen. Esimerkiksi pinta-aktiiviset aineet, joiden HLB-arvo on välillä 13—15, soveltuvat pesuaineiksi.• · * “Those with HLB between 7 and 9 are suitable as wetting agents, ie they help to spread water on surfaces. Those with HLB values between 8 and 18 are generally suitable for emulsifying oily substances in water. For example, surfactants with an HLB of between 13 and 15 are suitable as detergents.
* e·1·.·· • · ·* e · 1 ·. ·· · · ·
On tunnettua, että liima-aineiden leviämistä kuitujen pinnoille nopeuttaa liima- • « ‘ 1 aineen alhainen sulamispiste ja korkea liimatun paperin varastointilämpötila.It is known that the spread of adhesives on the fiber surfaces is accelerated by the low melting point of the adhesive and the high storage temperature of the bonded paper.
« 1 ' i · t • 1 · * · · • · · • · · • ♦ 3 117718«1 'i · t • 1 · * · · • · · • • • ♦ 3 117718
Herculeksen patentissa EP 580 405 on pyritty parantamaan nestepakkauskartonkien kuuman vetyperoksidin kestoa ja erityisesti leikkauspintojen läpäisevyyttä käyttämällä kartongin liimauksessa liimausseosta, joka koostuu selluloosareaktiivisesta liimasta, kuten AKD:sta, ei-selluloosareaktiivisesta liimasta, kuten bisteariiniami-5 dista tai rasvahapon estereistä, joiden sulamispiste on yli 70 °C, ja lämpökovettu-vasta hartsista, kuten epiklorohydriinin ja polyaminoamidin tai polyalkyyliamiinin reaktiotuotteista. EduUisesti rasvahapon esterinä on käytetty triglyseryyliesteriä, joka on luonnossa rasvoissa esiintyvä erittäin hydrofobinen, vahamainen yhdiste.Hercules EP 580 405 seeks to improve the hot hydrogen peroxide resistance of liquid packaging cartons, and in particular the permeability of cutting surfaces, by using a sizing composition consisting of a cellulose-reactive adhesive such as AKD, a non-cellulose-reactive adhesive such as bistear, ° C, and a thermosetting resin such as the reaction products of epichlorohydrin and polyaminoamide or polyalkylamine. Preferably, the triglyceryl ester is used as the fatty acid ester, which is a highly hydrophobic, waxy compound naturally occurring in fats.
Nyt on yllättäen havaittu, että käytettäessä liima-ainetta yhdessä glyserolin ja ras-10 vahapon mono- tai diesterin tai näiden seosten kanssa saadaan parannettua erityisesti liima-aineen leviämistä kuitujen pinnoilla ja että nämä yhdisteet toimivat liima-aineen liimausvaikutusten tehostajina.It has now surprisingly been found that the use of an adhesive in combination with glycerol and a mono or diester of ras-10 wax acid or mixtures thereof, in particular, improves the adhesion of the adhesive to the fiber surfaces and acts as enhancers of the adhesive effect of the adhesive.
Keksinnön mukaisesti on näin ollen aikaansaatu liimadispersio, joka sisältää liima-ainetta ja ei-ionista, pinta-aktiivista, glyserolin ja rasvahapon mono- tai diesteriä tai 15 näiden seosta.Thus, according to the invention, there is provided an adhesive dispersion comprising an adhesive and a non-ionic, surfactant, glycerol and fatty acid mono- or di-ester or a mixture thereof.
Glyserolin ja rasvahapon monoesterit, joissa on yksi rasvahappomolekyyli ja yksi glyserolimolekyyli esteröitynä, sijoittuvat HLB-arvoltaan ryhmään alle 6. Lauriinin eli 1-lauroyyliglyserolin eli glyseryylimonolauraatin (GML) HLB-arvo on 4,9, gly-seryylimono-oleaatin HLB-arvo on 3,3 ja glyseryylimonostearaatin HLB-arvo on 20 3,4.The monoesters of glycerol and fatty acid with one fatty acid molecule and one glycerol molecule esterified have an HLB of less than 6. The lauric or 1-lauroylglycerol or glyceryl monolaurate (GML) has an HLB of 4.9 and a glyceryl 3 , 3 and glyceryl monostearate have an HLB of 20 3.4.
Glyserolin ja rasvahapon diesterit, joissa on kaksi rasvahappoa ja yksi glyseroli es- · · II teröitynä, sijoittuvat HLB-arvoltaan ryhmään alle 5. Tällaisia ovat esimerkiksi gly- . Ϊ seiyylidilauraatti, jonka HLB-arvo on 2,0 ja glyseryylidistearaatti, jonka HLB-arvo • * · on 3,4. Näiden yhdisteiden tiedetään soveltuvan vesiöljyssä -emulsioiden val- *..·· 25 mistamiseen.Glycerol and fatty acid diesters with two fatty acids and one glycerol esterified · · · II are classified as having a HLB value of less than 5. Such are, for example, gly-. ΪSilyl dilaurate with HLB value of 2.0 and glyceryl distearate with HLB value of * * · 3.4. These compounds are known to be suitable for the preparation of water-in-oil emulsions.
* ♦ .**·. ; Keksinnön mukaisesti käytettävän glyserolin ja rasvahapon mono-tai diesterin yk- * · · sittäinen rasvahappo-osa voi olla tyydyttynyt tai tyydyttymätön ja se sisältää edulli-sesti 10-20 hiihatomia.* ♦. ** ·. ; The single fatty acid moiety of the glycerol and the mono or diester of the fatty acid used in accordance with the invention may be saturated or unsaturated and preferably contain 10-20 sleeve atoms.
♦ · .♦ ·.
Esimerkkejä edullisista glyserolin ja rasvahapon mono- ja diestereistä, joiden HLB- 30 arvot jäävät alle 6, ovat glyseryylimonolauraatti, glyseryylidilauraatti, glyseryyli- !*··. monopalmitaatti, glyseryylidipalmitaatti, glyseryylimonostearaatti, glyseryylidistea- • · ‘Γ raatti, glyseryylimono-oleaatti ja glyseryylidioleaatti. Voidaan myöskin käyttää näi- • * den seoksia.Examples of preferred mono- and diesters of glycerol and fatty acid with HLB values less than 6 are glyceryl monolaurate, glyceryl dilaurate, glyceryl * ···. monopalmitate, glyceryl dipalmitate, glyceryl monostearate, glyceryl distearate, glyceryl monooleate and glyceryl dioleate. These mixtures may also be used.
* * * • · * * * ! ' ' 4 117718* * * • · * * *! '' 4 117718
Mainitun glyserolin ja rasvahapon mono- tai diesterm tai näiden seoksen määrä lii-madispersiossa voi olla välillä 0,1—25 paino-%, edullisesti välillä 1—5 paino-%, laskettuna liima-aineen määrästä.The amount of said glycerol and fatty acid mono- or diesterm, or a mixture thereof, in the glue dispersion may range from 0.1 to 25% by weight, preferably from 1 to 5% by weight, based on the amount of adhesive.
Keksinnön mukaisessa liimadispersiossa käytettävä liima-aine voi olla jokin tämän 5 selityksen alkuosassa mainituista selluloosareaktiivisista liima-aineista. Edullisia ovat alkyyliketeenidimeerit (AKD). AKD:n hiiliatomien kokonaismäärä on edullisesti 20—44. Erityisen edullinen AKD on sellainen, jossa alkyyliryhmät ovat peräisin palmitiinihaposta tai steariinihaposta tai näiden seoksesta.The adhesive used in the adhesive dispersion of the invention may be any of the cellulose-reactive adhesives mentioned at the beginning of this specification. Alkyl ketene dimers (AKD) are preferred. The total number of carbon atoms of AKD is preferably 20-44. A particularly preferred AKD is one in which the alkyl groups are derived from palmitic acid or stearic acid or a mixture thereof.
Keksinnön mukainen liimadispersio sisältää edullisesti 0,1—20 paino-% ja erityisen 10 edullisesti 1—5 paino-% liima-ainetta, joka, kuten edellä mainittiin, edullisesti on AKD:tä.The adhesive dispersion according to the invention preferably contains from 0.1 to 20% by weight and particularly preferably from 1 to 5% by weight of an adhesive which, as mentioned above, is preferably AKD.
Keksinnön mukainen liimadispersio voi lisäksi sisältää yhden tai useampia seuraa-vista komponenteista: tärkkelyspohjaisia aineita, 15 synteettisiä polymeerejä, anionisia pinta-aktiivisia aineita, kuten alkyylisulfonaatteja, naftaleenisulfonaatteja tai niiden formaldehydikondensaatiotuotteita tai lignosulfonaatteja, kationisia pinta-aktiivisia aineita, kuten rasva-amiineja, jotka voivat olla primaarisia, sekundaarisia, tertiaarisia tai kvatemaarisia. Kationiset pinta-aktiiviset aineet 20 voivat olla mono-, di- tai triamiineja tai näiden erilaisia yhdistelmiä.The adhesive dispersion of the invention may further comprise one or more of the following components: starch-based substances, synthetic polymers, anionic surfactants such as alkylsulfonates, naphthalene sulfonates or their formaldehyde condensation products or lignosulfonates, be primary, secondary, tertiary or quaternary. The cationic surfactants may be mono-, di- or triamines, or various combinations thereof.
Keksinnön mukaisesti on myös aikaansaatu menetelmä edellä kuvatun liimadisper- • · · I sion valmistamiseksi siten, että glyserolin ja rasvahapon mono- tai diesteriä tai nai-According to the invention there is also provided a process for the preparation of a glue dispersion as described above, wherein a mono- or diester of glycerol and a fatty acid or a
» t I»T I
den seosta sekoitetaan muihin liimadispersion komponentteihin. Edullisesti mene- * · * : tellään siten, että mainittua mono- tai diesteriä tai näiden seosta sekoitetaan ensin * * * 25 öljymäiseen liima-aineeseen, minkä jälkeen lisätään muut dispersion komponentit. Mainittua mono- tai diesteriä tai näiden seosta voidaan myös sekoittaa vesiosaan, L,.·* minkä jälkeen lisätään muut dispersion komponentit. On lisäksi mahdollista sekoit- ; taa mainittua mono-tai diesteriä tai näiden seosta valmiiseen liimadispersioon.the mixture is mixed with the other components of the adhesive dispersion. Preferably, the process is carried out by first mixing said mono- or diester or a mixture thereof with an oily adhesive, followed by the addition of other components of the dispersion. Said mono- or diester, or a mixture thereof, may also be admixed with the aqueous portion, L, *, followed by addition of other components of the dispersion. It is also possible to mix; said mono or diester or a mixture thereof in a ready adhesive dispersion.
··*♦·♦ · * ··
Liimadispersion valmistukseen kuuluu liima-aineen dispergointi ja stabilointi ve- • · ·;·* 30 teen käyttäen sopivia edellä mainittuja komponentteja. Dispersio voidaan tehdä :*·*: korkeapainehomogenisaattorilla, kuten Rannie, tai roottori-staattori-dispergaatto- rilla, kuten Ultraturrax. Dispergointitekniikka on sinänsä yleisesti tunnettua. Vai- • I» . mistustapa ja -tekniikka eivät vaikuta oleellisesti esitetyn liimadispersion toimi- *; *; vuuteen.The preparation of the adhesive dispersion involves dispersing and stabilizing the adhesive in water using the appropriate components mentioned above. The dispersion can be made by: * · *: a high pressure homogenizer such as Rannie or a rotor-stator disperser such as Ultraturrax. Dispersion technology is generally known per se. Vai- • I ». the method and technique of rendering do not substantially affect the function of the adhesive dispersion shown; *; dence.
• · · # · * * * 5 117718• · · # · * * * 5 117718
Keksinnön mukaisesti on lisäksi aikaansaatu menetelmä liimatun paperin tai kartongin valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää edellä kuvatun liimadispersion lisäämisen paperin tai kartongin valmistuksen aikana paperi- tai kartonkimassaan, edullisesti sulppuun.According to the invention there is further provided a process for the production of glued paper or cardboard, which method comprises adding the dispersion of glue described above to the paper or board pulp, preferably to the stock, during the manufacture of the paper or board.
5 Paperikoneella tai kartonkikoneella liimadispersiota voidaan annostella joko suoraan tai esilaimennettuna vesikiertoon.5 On a paper machine or board machine, the adhesive dispersion can be dispensed either directly or pre-diluted into the water cycle.
Keksinnön mukaisesti kuitumassaan lisätään edullisesti sellainen määrä liimadispersiota, että massa sisältää 0,01—0,4 paino-% liima-ainetta massan kuiva-aineesta laskettuna.According to the invention, the amount of glue dispersion is preferably added to the pulp so that the pulp contains from 0.01 to 0.4% by weight based on the dry matter of the pulp.
10 Keksinnön mukaisesti voidaan myös käyttää yhtä tai useampia liimausta tehostavia aineita, kuten korkeasti kationista pilkottua tärkkelystä, jonka varaus on 1— 2mekv/g ja jonka viskositeetti 30-prosenttisena vesiliuoksena on 2500— 5000 mPas, kitosaania, kationisia polymeerejä, kuten polyetyleeni-imiiniä, polyepi-amiinia, polyvinyyliamiinia, polydimetyylidiallyyli- tai disyandiamidiyhdisteitä tai 15 polyakryyliamidia tai anionista polyakiyylihappoa tai niiden suoloja tai alumiini-yhdisteitä, esimerkiksi polyalumiinikloridia, -sulfaattia tai -nitraattia tai alunaa.In accordance with the invention, one or more tackifying agents, such as highly cationic starch having a charge of 1-2 meq / g and a viscosity of 2500 to 5000 mPas in 30% aqueous solution, chitosan, cationic polymers such as polyethyleneimine, may also be used. polyepiamine, polyvinylamine, polydimethyldiallyl or dicyandiamide compounds or polyacrylamide or anionic polyacrylic acid or their salts or aluminum compounds, for example polyaluminium chloride, sulphate or nitrate or alum.
Nämä yhdisteet voidaan sisällyttää liimadispersioon tai annostella erikseen sulp-puun.These compounds may be included in the adhesive dispersion or separately administered to the sapwood.
Keksinnön mukaisen dispersion kanssa voidaan käyttää paperin tai kartongin val-20 mistuksessa massaan tavanomaisesti lisättäviä kemikaaleja, kuten retentioaineita, . ^ optisia kirkasteita, väriaineita ja vaahdonestoaineita.With the dispersion of the invention, chemicals conventionally added to the pulp, such as retention agents, can be used in the manufacture of paper or board. ^ optical brighteners, dyes and antifoams.
» · · • * ** · · -'/·,· Retentioainema voivat olla esimerkiksi kationiset polymeerit ja tärkkelys ja niiden ::: kanssa yhdessä käytettävät bentoniitti ja silika- ja alumiinipohjaiset soolit.The retention agent can be, for example, cationic polymers and starch and bentonite and silica and aluminum based sols used in combination therewith.
• * * • * • ·• * * • * • ·
Keksinnön toimivuuteen eivät vaikuta paperin valmistuksessa käytetyt muut kemi-25 kaalit, kuten tärkki tai kalsiumkarbonaatti tai massan laatu. Myöskään kemikaalien • · *··** lisäysjärjestyksellä paperikoneella tai paperikoneen muilla ajoparametreilla ei ole vaikutusta keksinnön toimivuuteen.Other Kemi-25 cabbages used in papermaking, such as starch or calcium carbonate, or pulp grade, do not affect the performance of the invention. Also, the order in which chemicals are added to the paper machine or other running parameters of the paper machine does not affect the operation of the invention.
• « .*·. Kuten edelläkin jo on esitetty keksinnön mukaista liimadispersiota käytetään pape rin tai kartongin valmistuksessa paperin tai kartongin hydrofobisuuden parantami- : V 30 seksi.• «. * ·. As stated above, the adhesive dispersion of the invention is used in the manufacture of paper or board to improve the hydrophobicity of the paper or board.
• · · • · * * . Keksinnön lisäkohteena on edellä mainitun glyserolin ja rasvahapon mono- tai di- • * · esterin tai näiden seoksen käyttö paperin tai kartongin valmistuksessa liiman leviä- * * * • · · • · 6 117718 misen edistämiseksi kuitujen pinnoilla. Tällöin mainittu glyserolin ja rasvahapon mono- tai diesteri tai näiden seos voi olla sisällytettynä edellä kuvattuun liimadis-persioon.• · · • · * *. A further object of the invention is the use of the aforesaid glycerol and fatty acid mono- or di-esters or a mixture thereof in the manufacture of paper or board for promoting the spreading of adhesives on fiber surfaces. Herein said glycerol and fatty acid mono- or diester or a mixture thereof may be included in the glue dispersion described above.
Keksinnön etuna on liiman parempi leviäminen hydrofiiliselle pinnalle, kuten kuitu-5 jen pinnalle tai silikapinnalle, jota voidaan käyttää malliaineena. Laajemman leviämisen seurauksena kuitumassasta valmistettavan paperin tai kartongin veden hylki-vyys paranee.An advantage of the invention is the improved adhesion of the adhesive to a hydrophilic surface, such as a fiber or silica surface, which can be used as a modeling material. As a result of wider spreading, the water resistance of paper or board made from fibrous pulp is improved.
Keksintöä havainnollistetaan seuraavilla esimerkeillä.The invention is illustrated by the following examples.
Esimerkki 1 10 Alkyyliketeenidimeeri (AKD) -liiman leviämistä seurattiin höyrytekniikalla, joka on osoittautunut käyttökelpoiseksi menetelmäksi. Käytetty AKD oli valmistettu palmitiini- ja steariinihappojen seoksesta, jossa niiden suhde oli 1:1.Example 1 The spread of alkyl ketene dimer (AKD) adhesive was monitored by a steam technique, which has proved to be a useful method. The AKD used was prepared from a mixture of palmitic and stearic acids in a ratio of 1: 1.
Käytetyssä menetelmässä AKD-pisara, jonka säde oli noin 1 mm, asetettiin tutkittavalle näytepinnalle, kuten esimerkiksi silikapinnalle. Näyte asetettiin kammioon, 15 jossa ilman kosteus säädettiin 50 %:n suhteelliseen kosteuteen. Lämpötila nostettiin 50 °C:een 48 tunnin ajaksi. Leviämisen rajat osoitetaan kostuttamalla vesihöyryllä tutkittava pinta ja mittaamalla kostumaton alue. Vähentämällä siitä alkuperäisen partikkelin ala saadaan leviämisalue. Sulatettuun AKD:iin lisättiin taulukossa 1 esitettyjä glyseridejä, joiden käyttömäärä oli 20 % seoksen määrästä.In the method used, an AKD droplet with a radius of about 1 mm was applied to a sample surface to be examined, such as a silica surface. The sample was placed in a chamber where the humidity of the air was adjusted to 50% relative humidity. The temperature was raised to 50 ° C for 48 hours. The limits of distribution are indicated by moistening the surface to be examined with water vapor and measuring the non-wetted area. By subtracting it from the area of the original particle, the area of distribution is obtained. To the molten AKD was added the glycerides shown in Table 1 in an amount of 20% of the mixture.
,1·1; 20 Taulukko 1 Käytetyt liimaseokset * 1 • · — . . ..., 1 · 1; 20 Table 1 Used Adhesive Mixtures * 1 • · -. . ...
* · 1 **'·’ Koe Leviämisalueen • 1 ··· : halkaisija (mm) O AKD (C16/C18 50/50) 2,1 AKD + glyseryylimonolauraatti__8J_ !...·1 AKD + glyseryylidilauraatti__^2_ AKD + glyseryylimonopalmitaatti__315_ *:··· AKD + glyseryylidipalmitaatti__2^8_ · · • · » · ·* · 1 ** '·' Experiment Spread • 1 ···: Diameter O AKD (C16 / C18 50/50) 2.1 AKD + Glyceryl Monolaurate__8J_! ... · 1 AKD + Glyceryl Dilaurate __ ^ 2_ AKD + Glyceryl Monopalmitate__315_ *: ··· AKD + glyceryl dipalmitate__2 ^ 8_ · · • · »· ·
Taulukosta 1 voidaan havaita, että lisättäessä liima-aineeseen glyserolin mono- tai # · · : 2 diesteriä saadaan leviämistä tehostettua.From Table 1, it can be seen that the addition of glycerol mono- or # · ·: 2 diester to the adhesive results in enhanced spreading.
Ml • · • · * · · · • · · ...Ml • · • · * · · · · · ...
• 1 · • · * a · ...• 1 · • · * a · ...
2 • a 7 1177182 • a 7 117718
Esimerkki 2Example 2
Alkyyliketeenidimeeri, jonka sulamisalue oli 45—50 °C, sulatettiin 60 °C:ssa ja siihen lisättiin glyseryylimonolauraattia (Grindtek ML90, Grindsted Products). Vertailuna käytettiin AKD:tä ilman glyseryyliesteriä.The alkyl ketene dimer having a melting range of 45-50 ° C was thawed at 60 ° C and glyceryl monolaurate (Grindtek ML90, Grindsted Products) was added. AKD without glyceryl ester was used for comparison.
5 AKD-seokset dispergoitiin keitettyyn tärkkiin, joka oli kationoitu kvatemäärisellä typellä ja jonka typpipitoisuus oli 0,35 paino-%, käyttäen korkeapainehomogeni-saattoria (Rannie). Dispersion AKD-pitoisuus oli 1 % ja tärkin pitoisuus 1,5 %.The AKD mixtures were dispersed in boiled starch cationized with quaternary nitrogen and having a nitrogen content of 0.35% by weight, using a high pressure homogenizer (Rannie). The dispersion had an AKD content of 1% and a starch content of 1.5%.
Keskimääräinen partikkelikoko mitattiin laserdifiraktioon perustuvalla laitteella, Coulter LS 120.The average particle size was measured using a laser diffraction apparatus, Coulter LS 120.
10 Käytetyn massan koostumus oli 40 % koivusellua, 40 % mäntysellua ja täyteaineena 20 % kalsiumkarbonaattia ja massatärkkelystä 5 kg/tn. AKD:n annoksena käytettiin 1 kg/tn. Massasta valmistettiin neliöpainoltaan 80 g/m2 olevat koearkit Scan-C 26:76 -ohjeen mukaisesti. Arkeista määritettiin Cobb 60 -arvo kypsytyksen, 10 min 105 °C:ssa, jälkeen. Saadut Cobb-arvot on esitetty taulukossa 2.The composition of the pulp used was 40% birch pulp, 40% pine pulp and filler 20% calcium carbonate and pulp starch 5 kg / t. A dose of 1 kg / t AKD was used. 80 g / m 2 test sheets were prepared from the pulp according to Scan-C 26:76. The sheets were assayed for Cobb 60 after ripening for 10 min at 105 ° C. The Cobb values obtained are shown in Table 2.
15 Taulukko 215 Table 2
Koe Keskimääräinen par- Cobb 60 (g/m2) __tikkelikoko (pm)__ O-koe__ri6__31,0 AKD + 1 % glyseryylimonolauraattia__ri6__28,3_ .V: AKD + 5 % glyseryylimonolauraattia__ril__24,3_ • # * · ♦ 1 1 • 1 • · ·Experiment Average par- Cobb 60 (g / m2) __article size (pm) __O-experiment__ri6__31.0 AKD + 1% glyceryl monolaurate__ri6__28,3_ .V: AKD + 5% glyceryl monolaurate__ril__24,3_ • # * · ♦ 1 1 • 1 • · ·
Taulukossa 2 esitetyn mukaisesti glyseryylimonolauraattilisäyksen kasvattaminen • 1 *··’ paransi Cobb 60-arvoa ja samalla alensi partikkelikokoa.As shown in Table 2, increasing the addition of glyceryl monolaurate • 1 * ·· 'improved the Cobb 60 while decreasing the particle size.
• ·• ·
Esimerkki 3 • · · 20 Glyseryylimonolauraatti (Grindtek ML90) lisättiin keitettyyn tärkkelysliuokseen.Example 3 Glyceryl monolaurate (Grindtek ML90) was added to the cooked starch solution.
* 1 AKD, jonka sulamisalue oli 45—50 °C, dispergoitiin siihen esimerkin 2 mukaisesti.* 1 AKD having a melting range of 45-50 ° C was dispersed therein according to Example 2.
·1»· 1 »
Arkeista määritettiin Cobb 60 -arvo kypsytyksen, 10 min 105 °C:ssa, jälkeen. Tau- « lukossa 3 on esitetty näin saadut tulokset.The sheets were assayed for Cobb 60 after ripening for 10 min at 105 ° C. Table 3 shows the results thus obtained.
4 · 4 · · • · • · • « · • · ··· • 44 »·.'···· · ·«· ♦ · ♦ t · . ' 8 1177184 · 4 · · · · · · «« • · ··· • 44 »·. '···· · ·« · ♦ · ♦ t ·. '8 117718
Taulukko 3Table 3
Koe Keskimääräinen Cobb 60 (g/m2) ________partikkelikoko (nm)__ O-koe__y>__3U)_ 1 % GML lisätty ennen emulgointia__115__24,2 5 % GML lisätty ennen emulgointia__2j9__24,1_Experiment Average Cobb 60 (g / m2) ________particle size (nm) __ O-test__y> __ 3U) _ 1% GML added before emulsification__115__24.2 5% GML added before emulsification__2j9__24,1_
Vaikkakin partikkelikoko kasvaa kokeen mukaisessa jäljestetyssä suurella glyseryy-limonolauraatin määrällä, liimauskyky paranee siitä huolimatta vertailunäytteeseen 5 nähden.Although the particle size increases with the high amount of glyceryl limonolaurate imitated in the experiment, the bonding ability nonetheless improves with reference sample 5.
Esimerkki 4Example 4
Glyseryylimono-oleaatti (Capmul GMO-K, Karlshamn) sekoitettiin sulaan AKD:hen, joka dispergoitiin tärkkiliuokseen, kuten esimerkissä 2„ Koearkit tehtiin esimerkin 2 mukaisesti. Saadut tulokset on esitetty taulukossa 4.Glyceryl monooleate (Capmul GMO-K, Karlshamn) was mixed with molten AKD, which was dispersed in starch solution as in Example 2. The results obtained are shown in Table 4.
10 Taulukko 4Table 4
Glyseryylimono-oleaattia AKDista (%) Keskimääräinen Cobb 60 (g/m2) _ __partikkelikoko (pm)__ _0__Ml__27A_ 1 1,25 25,1 • · > • · *·1·1 Tulosten mukaisesti myös 18 hiiliatomia sisältävästä rasvahaposta valmistettu gly- serolin monoesteri hsää AKD:n liimauskykyä.Glyceryl monooleate from AKD (%) Mean Cobb 60 (g / m 2) _ __ particle size (pm) __ _0__Ml__27A_ 1 1.25 25.1 • ·> • · * · 1 · 1 According to the results, glycerol also produced from 18 carbon atoms the monoester impairs the bonding ability of AKD.
• · • · · ♦ · 1 • · 1 · • · · • · • 1 • 1 4 * ·1»»·' • 1 * · · • · • · • · · * · 1 · · • · .• • • • ♦ · 1 • · 1 · • · • • • 1 • 1 4 * · 1 »» · '• 1 * · • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •.
*·· • · • · »· 1 ♦ ·1···...* ·· • · • · »· 1 ♦ · 1 ··· ...
• · * 1 « · · • · • · · • J . · • 1 ·· « · · • · • 1 · ♦ ·· * 1• · * 1 «· · • • • • J. · • 1 ·· «· · • · • 1 · ♦ ·· * 1
Claims (16)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20010588A FI117718B (en) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | Adhesive dispersion for improving water repellency |
PCT/FI2002/000237 WO2002081587A1 (en) | 2001-03-22 | 2002-03-21 | Sizing dispersion for improving hydrophobicity |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20010588A FI117718B (en) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | Adhesive dispersion for improving water repellency |
FI20010588 | 2001-03-22 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20010588A0 FI20010588A0 (en) | 2001-03-22 |
FI20010588A FI20010588A (en) | 2002-09-23 |
FI117718B true FI117718B (en) | 2007-01-31 |
Family
ID=8560812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20010588A FI117718B (en) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | Adhesive dispersion for improving water repellency |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI117718B (en) |
WO (1) | WO2002081587A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120107511A1 (en) * | 2010-11-01 | 2012-05-03 | Georgia-Pacific Consumer Products Lp | Method Of Applying Fugitive Hydrophobic Treatment To Tissue Product |
KR20210124956A (en) * | 2018-09-26 | 2021-10-15 | 그린테크 글로벌 피티이, 엘티디. | Biobased barrier coating comprising polyol/saccharide fatty acid ester mixture |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1044859A (en) * | 1974-07-31 | 1978-12-26 | Emil D. Mazzarella | Method of sizing paper |
JPS57101095A (en) * | 1980-12-12 | 1982-06-23 | Kao Corp | Papermaking size composition |
JPS5947760B2 (en) * | 1980-12-26 | 1984-11-21 | 花王株式会社 | Paper sizing composition |
JPS5887396A (en) * | 1981-11-19 | 1983-05-25 | 花王株式会社 | Papermaking size composition |
IT1237323B (en) * | 1989-12-14 | 1993-05-31 | Hercules Inc | ADHESIVES FOR PAPER BASED ON DIMERO ALCHYLKETENE, MODIFIED WITH NON-REACTIVE HYDROPHOBIC COMPOUNDS |
DE4001237A1 (en) * | 1990-01-18 | 1991-07-25 | Basf Ag | STABILIZED AQUEOUS ALKYLDICETE EMULSIONS |
DE4104053A1 (en) * | 1991-02-09 | 1992-08-13 | Henkel Kgaa | DISPERSION OF FATTY ACID PARTICLE GLYCERIDES |
JPH04361690A (en) * | 1991-06-04 | 1992-12-15 | Kao Corp | Sizing agent composition for papermaking |
GB2268941A (en) * | 1992-07-24 | 1994-01-26 | Roe Lee Paper Chemicals Compan | Rosin sizes |
JP2971447B1 (en) * | 1998-06-02 | 1999-11-08 | 花王株式会社 | Bulking agent for paper |
-
2001
- 2001-03-22 FI FI20010588A patent/FI117718B/en not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-03-21 WO PCT/FI2002/000237 patent/WO2002081587A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2002081587A1 (en) | 2002-10-17 |
FI20010588A0 (en) | 2001-03-22 |
FI20010588A (en) | 2002-09-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2003301017B2 (en) | Alkenylsuccinic anhydride surface-applied system and method for using the same | |
US5626719A (en) | System for sizing paper and cardboard | |
US6576049B1 (en) | Paper sizing compositions and methods | |
US20090277355A1 (en) | Alkenylsuccinic anhydride surface-applied system and uses thereof | |
FI103735B (en) | A hydrophobising system for paper or similar fibrous products | |
JP5779757B2 (en) | High temperature penetration resistant sizing composition | |
US10006171B2 (en) | Methods and compositions for enhancing sizing in papermaking process | |
FI109220B (en) | A method for making water-repellent paper or paperboard and a bonding mixture | |
FI88405B (en) | DISTRIBUTOR OF WHEELS, FREQUENCY REQUIREMENTS FOR THE SAMPLING OF THE HYDROFOBERING MEASURES | |
FI57993C (en) | LIMBLANDNING AVSEDD TILL LIMNING AV PAPPER SAMT LIMNINGSFOERFARANDE | |
JP2004526072A (en) | Sizing dispersion | |
FI117718B (en) | Adhesive dispersion for improving water repellency | |
US7232503B2 (en) | Method in internal sizing of liquid packaging board and internal size | |
FI74080C (en) | A new, effective neutral glue | |
Merisalo | Optimization of ASA emulsification in internal sizing of paper and board | |
FI74081B (en) | FOERFARANDE FOER ATT PAOSKYNDA NEUTRALLIMNING. | |
AU2014240282B2 (en) | Sizing composition for hot penetrant resistance | |
JP3221188B2 (en) | Rosin emulsion composition, method for producing the same, sizing agent, sizing method, and sized paper | |
EP0918104A1 (en) | A papermaking process and a cationic chemical |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 117718 Country of ref document: FI |
|
MM | Patent lapsed |