FI57993B - Limblandning avsedd till limning av papper samt limningsfoerfarande - Google Patents

Description

ESSFH [B] (11)KUULUTUSJULKA.SU ,nQQ,

jJgTjft 1 1 ' ' UTLÄGGNINGSSKRIFT J

C (45) Patentti myönnetty 10 11 1930 Patent ceded at ^ ^ (51) ic».ik?-/int.a.3 D 21 H 3/08 SUOMI —FINLAND (21) Pw*nttltak*mu*~p««*t«n^lmlnf 751^+56 (22) Hak*mi«p«vl —Aiweknlngtdag 19.05.75 (23) AlkupUvt—Glltlgh«t»d«( 19.05.75 (41) Tullut JulklMlcsl — BIlYlt offmtllf 21.11.75

Patmtti. |s reki.frth.Hltu. NihtivUcip^c „ pvm. -

Patent- och regirtentyrelMn AiwSktn utltgd och utUkrlfun publicund 31.07.80

(32)(33)(31) Pyydetty *tuolk*u* —fjird prlorltut 2 0.0 5.7 U

23.12.7^ USA(US) 1+71230, 535^3 (71) National Starch and Chemical Corporation, 10 Finderne Avenue,

Bridgewater, New Jersey 08876, USA(US) (72) Emil D. Mazzarella, Mountainside, New Jersey, Leonard J. Wood, Jr.,

Berkeley Heights, New Jersey, Walter Maliczyszyn, Piscataway, New Jersey, USA(US) · (7I+) Leit zinger Oy (5I+) Paperin liimaamiseksi tarkoitettu liimaseos ja liimausmenetelmä -Limblandning avsedd till limning av papper samt limningsförfarande

Taman keksinnön kohteena on paperin liimaamiseksi tarkoitettu liimaseos, joka sisältää syklisiä dikarboksyylihappoanhydrideja, sekä papaerin liimausmenetelmä.

Tässä yhteydessä käytettynä nimitys "paperi ja kartonki" käsittää arkkimaiset massat ja valetut tuotteet, jotka on valmistettu kuitumaisista selluloosamateriaaleis-ta, jotka voivat olla peräisin sekä luonnonläheistä että synteettisistä lähteistä. Siihen sisältyy myös arkkimaiset massat ja valetut tuotteet, jotka on valmistettu selluloosamateriaalien ja ei-selluloosamateriaalin yhdistelmistä, jotka on saatu synteettisistä aineista, kuten polyamidi-, polyesteri- ja polyakryylihartsikuiduista sekä mineraalikuiduista, kuten asbestista ja lasista.

Paperi ja kartonki liimataan usein erilaisilla hydrofobisilla materiaaleilla, jotka sisältävät esimerkiksi kolofonia, vahaemulsioita, kolofonin seoksia vahojen kanssa, keteenidimeerejä, isosyanaattijohdannaisia, rasvahappokomplekseja, fluorihiiliä, tiettyjä styreenimaleiinihappo-kopolymeerejä sekä substituoituja syklisiä dikarbok-syylihappo-anhydridejä, jotka on tarkemmin kuvattu myöhemmin. Näitä materiaaleja kutsutaan liimoiksi ja ne voidaan ottaa käyttöön varsinaisen paperinvalmistuksen aikana, jolloin menetelmää kutsutaan sisäiseksi liimaukseksi eli massaliimaukseksi. Toisaalta ne voidaan levittää valmiin rainan tai arkin pinnalle, jossa tapauksessa menetelmää kutsutaan ulkoiseksi eli pintaliimaukseksi.

2 57993 Tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan parannettu paperiliima, jolle on tunnusomaista pienempi veden ja musteen absorptio sekä suurempi kestävyys vesipitoisten happo- ja alkaliliuosten suhteen.

Keksinnön mukaiselle liimaseokselle on tunnusomaista se, että se sisältää olennaisesti (a) 80 - 97 osaa substituoitua syklistä dikarboksyylihappoanhydridiä vastaten kaavaa 0

M

. c 0 - Π' (A) \c/ n 0 jossa R on dimetyleeni tai trimetyleeniradikaali ja jossa R' on hydrofobinen ryhmä, jossa on enemmän kuin 5 hiiliatomia, jotka voivat olla valitut luokasta, johon kuuluvat alkyyli, alkenyyli , aralkyyli tai aralkenyyliryhmät:

R

(B) °\ | c - ch2 jossaa R on alkyyliradikaali, jossa on vähintään b hiiliatomia ja R on alkyylira- . x. . . . y dikaali, jossa on ainakin 1+ hiiliatomia ja R ja R ovat keskenään vaihtokelpoisia; x y (b) 3 ~ 20 osaa polyoksialkyleenialkyyli- tai polyoksialkyleenialkyyli-aryylieette-riä tai vastaavaa mono- tai diesteriä, jotka on valittu ryhmästä, joka muodostuu: 0 0 11 CAx ί 1 - S - 0 ° - °nH2n 1 1 0 ii) HO -/(ΟΗ2)ΓΟΗ2-ΟΗ2-Ο7η - l - CH2n , 1

Ui) HO -/ΤθΗ2)ΓCHj-CH^ - B - 0Λη + , iv) HO -/(CH2).-CH2-CH2-0/m -CnH2n + , jossa X ja n ovat kokonaislukuja alueella 8 - 20; R on aryyliradikaali; m on kokonaisluku 5 - 20; ja i on 0 tai 1; sekä (c) vettä.

3 57993

Yksittäisiä esimerkkejä liimayhdisteistä, joilla on rakenne (A), ovat iso-oktadesenyylimeripihkahappoanhydridi, n-heksadesenyylimeri-pihkahappo-anhydridi, dodesenyylimeripihkahappo-anhydridi, dodesyyli-meripihkahappo-anhydridi, desenyylimeripihkahappo-anhydridi, okte-nyylimeripihkahappo-anhydridi, tri-isobutyleenimeripihkahappoanhydridi jne. Suositeltuja ovat yhdisteet, joissa R' sisältää yli 12 hiiliatomia. Liimayhdisteitä, joilla on rakenne (A), on kuvattu täydellisemmin amerikkalaisessa patentissa 3,102,064, joka on myönnetty 27.8.1963.

Yksittäisiä esimerkkejä liimayhdisteistä^f/joilla on rakenne (B) , ovat (l-oktyyli-2-desenyyli) -meripihkahap§>Ö-anhydridi ja (1-heksyyli- 2-oktenyyli)-meripihkahappo-anhydridi. Liimayhdisteitä, joilla on rakenne (B), on kuvattu täydellisemmin amerikkalaisessa patentissa 3 821 069.

Jotta edellä kuvatuilla liimausyhdisteillä saataisiin aikaan hyvä liimaus, on alan aikaisempien tietojen perusteella ollut toivottavaa, että ne jaetaan mahdollisimman tasaisesti kuitulietteeseen niin pieninä hiukkasina kuin mahdollista. Kun näitä liimausyhdisteitä lisätään paperimassaan ennen rainan muodostamista, on sen vuoksi ollut tavallisena käytäntönä se, että liimausyhdiste lisätään vesi-emulsiona, joka on valmistettu emulgointiaineiden avulla.

Näihin aikaisempiin emulgointitapoihin, joissa käytettiin hyödyksi emulgointiaineita, jotka toimivat suojaavina kolloideina, kuten esimerkiksi kationiset tai tavalliset tärkkelykset, arabikumi, gelatiini, kationiset polymeerit tai polyvinyylialkoholi, tai joissa käytettiin pinta-aktiivisia aineita yhdistelmänä edellä mainittujen emulgointiaineiden kanssa, oli kuitenkin useita luontaisia puutteita. Pääasiallisena puutteena oli se, että oli välttämättä käytettävä suhteellisen monimutkaista, kallista ja raskasta laitetta, joka pystyi kehittämään suuria homogenointipaineita, yhdessä emulgointi-suhteiden ja -lämpötilojen jne. suhteen joustamattomia menetelmiä, jotta substituoitu syklinen dikarboksyylihappo-anhydridiliima emul-goitui tyydyttävästi. Lisäksi havaittiin yrityksien, joissa käytettiin pelkästään pinta-aktiivisia aineita, so. ilman emulgointiaineita, olevan täysin epäonnistuneita kaupalliselta kannalta. Käytettäessä alan aikaisemman tavan mukaisesti pinta-aktiivista ainetta ei ole ollut mahdollista muodostaa stabiilia, hiukkaskooltaan pientä emulsiota ja/tai emulsion liimauskyky ei ollut riittävä. Eräissä tapauksissa saatu emulsio vaikutti haitallisesti liimatun paperin muihin 4 57993 ominaisuuksiin, esimerkiksi pienensi märkälujuutta. Tiettyjä pinta-aktiivisia aineita käyttäen valmistetuilla erilaisilla emulsioilla havaittiin edelleen haittana se, että käsitellyn paperin vanhetessa muodostui useita pieniä hydrofiilisia täpliä, mikä voitiin osoittaa ink dip-testillä.

Useiden pinta-aktiivisten aineiden käytön havaittiin lisäksi aiheuttavan vakavia käyttövaikeuksia paperinvalmistusmenetelmässä, kuten esimerkiksi voimakasta massan vaahtoamista. Oheisen keksinnön mukaista menetelmää käyttämällä ei tarvitse käyttää emulsion valmistukseen tarkoitettua raskasta laitetta, ja liimausseoksen valmistaminen ja käyttö on joustavampaa. Valmistettaessa tämän keksinnön mukaisella menetelmällä liimausseoksien emulsioita voidaan lisäksi helposti saada aikaan pienempi hiukkaskoko, ja saatujen emulsioiden stabiilisuus on yleensä ylivoimainen verrattuna aikaisempiin. Keksinnön mukaisia liimausseoksia käyttämällä parantuu myös liimauskyky merkittävästi (so. tietyllä liimakonsentraatiolla saadaan parempi liimaus), ja seurauksena on myös parempi ajettavuus, josta on osoituksena kuidun ja liimausaineen pienempi kerääntyminen paperikoneen puristusteloille.

Nyttemmin on havaittu, että substituoidiin syklisen dikarboksyylihappo-anhydridin ja polyoksialkyleenialkyyli- tai polyoksialkyleenialkyyli-aryylieetterin tai vastaavan mono- tai di-esterin liimausseokset spesifioidussa suhteessa antavat helposti parempia liimausemulsioita ilman, että on välttämättä käytettävä raskasta homogenointilaitetta. Näiden seosten on havaittu emulgoituvan pelkästään sekoittamalla tai johtamalla sekoitusventtiilin tai imurin läpi. Näin valmistettu emulsio on riittävän stabiili kaupalliseen käyttöön ja sillä on niin pieni hiukkaskoko, että saadun rainan liimaus on erinomainen.

Tämän keksinnön eräs tunnusmerkki on se, että eräässä menetelmän muunnoksessa liimausmenetelmässä voidaan käyttää liimausseosta ilman mitään edeltävää emulgointivaihetta. Tässä muunnelmassa seos lisätään paperimassan valmistussysteemiin, jossa on hyvä sekoitus, ennen massan puhdistamista. Massan tavallisen sekoittumisen, kun se kulkee raffinöörien läpi, on havaittu riittävän seoksen emulgoimiseen niin, että saadun liimatun rainan liimausominuisuudet ovat erinomaiset.

Tässä yhteydessä käytetyt polyoksialkyleenialkyyli- tai polyoksial- kyleenialkyyliaryyli-eetterit tai vastaavat mono- tai di-esterit 5 57993 ovat polyoksietyleeni- tai polyoksipropyleenialkyyli- ja alkyyli-aryy- li-eettereitä tai -estereitä, joissa on 5 - 20 polyoksietyleeni-(tai polyoksipropyleeni) yksikköä, jolloin alkyyliradikaali sisältää 8-20 hiiliatomia, ja aryyliradikaali on parhaiten fenyyli. Näiden eettereiden ja estereiden valmistaminen on tuttua ammattimiehille. Keksinnön mukaisessa menetelmässä hyödyllisiä, tyypillisiä kaupallisesti saatavissa olevia tuotteita ovat Renex 690, myyjä ICI America, Inc., Wilmington, Delaware, Triton X-100, Triton X-205 ja Triton N-57, myyjä Rohm and Haas Co., Philadelphia, Pennsylvania, Tergitol NP-27 ja Tergitol TMN, myyjä Union Carbide Corporation, New York,

New York, ja Igepal C0-630, myyjä GAF Corporation, New York, New York, sekä PEG 400 Mono-oleate, tuottaja Finetex, Incorporated ja PEG 600 Dilaurate, myyjä Armak Chemical Division of Akzona,

Incorporated.

Keksinnön menetelmän mukaisesti liimausseos valmistetaan sekoittamalla 80 - 97, parhaiten 90 - 95 osaa edellä mainittua syklistä anhydridiä ja 3 - 20, parhaiten 5-10 osaa valittua polyoksialky-leenialkyyli- tai alkyyli-aryylieettereitä tai -estereitä. On huomattava, että jonkin tietyn liimausseoksen valmistuksessa voidaan käyttää liimayhdisteiden ja/tai polyoksietyleeni-alkyyli tai alkyyli-aryyli-eettereiden tai -estereiden erilaisia yhdistelmiä, mikäli ne kuuluvat tämän keksinnön piiriin. Emulsion valmistamiseksi liimausseos lisätään yleensä veteen, jota on niin paljon, että saadaan emulsio, joka sisältää substituoitua syklistä dikarboksyylihappo-anhydridiä konsentraatiossa noin 0,i> - 20 painoprosenttia. Vesiseos emulgoidaan sen jälkeen riittävän hyvin pelkästään sekoittamalla kohtuullisella - suurella sekoitusnopeudella tai johtamalla se sekoitusventtiilin, imurin tai aukon läpi siten, että saadun emulsion keskimääräinen hiukkaskoko on alle 3 mikronia. Emulsion valmistuksessa on huomattava, että liimausseoksen komponentit on mahdollista lisätä veteen myös erikseen ja emulsio voidaan valmistaa jatkuvalla menetelmällä tai panoksittain.

Mitä tulee varsinaiseen käyttöön, mitään emulsion laimentamista ei yleensä tarvita. Näin valmistettu emulsio lisätään yksinkertaisesti paperikoneen märkäpäähän tai massan valmistussysteemiin siten, että substituoidun syklisen dikarboksyylihappo-anhydridin konsentraatioksi saadaan noin 0,01 - 2,0 % laskettuna kuivan kuidun painosta. Mainitulla alueella riippuu käytettävän liiman täsmällinen määrä suurimmaksi 6 57993 osaksi käytetyn massan tyypistä, kyseessä olevista käyttöolosuhteista sekä paperin aiotusta käyttötarkoituksesta- Esimerkiksi paperissa, jolta vaaditaan hyvää vedenkestävyyttä tai musteen pitokykyä, on käytettävä liimaa suurempi konsentraatio kuin paperissa, jota käytetään sovellutuksissa, joissa ei tarvita ylimääräistä liimausta.

Tämän keksinnön eräs toinen suoritusmuoto on, että sen sijaan, että liimaemulsio lisättäisiin massan valmistussysteemiin tai märkäpäähän, liimaemulsio voidaan suihkuttaa muodostetun rainan pinnalle missä tahansa kohtaa ennen kuivatusvaihetta. Tässä suoritusmuodossa emulsiota käytetään valmistetuissa konsentraatioissa ja sitä suihkutetaan rainan päälle siten, että liiman konsentraatioksi saadaan noin 0,01 - 2,0 % laskettuna kuivan kuidun painosta.

Kun liimausseos lisätään massanvalmistusjärjestelmään ennen puhdistusta, on suoritettava erillinen emulgointivaihe. Tällä tavalla lisätyn liimausseoksen määrän tulisi olla sellainen, että substi-tuoidun syklisen dikarboksyylihappo-anhydridin konsentraatioksi saadaan noin 0,01 - 2,0 % laskettuna kuivan kuidun painosta.

Liimausseosten tehokkaassa käytössä on eräänä tärkeänä tekijänä niiden käyttö yhdessä sellaisen materiaalin kanssa, joka on joko kationinen tai joka kykenee ionisoitumaan tai dissosioitumaan sellaisella tavalla, että muodostuu yksi tai useampi kationi tai muita positiivisesti varautuneita osia. Näiden kationisten agenssien, joksi niitä seuraavassa kutsutaan, on havaittu olevan hyödyllisiä keinona, joka auttaa substituoitujen syklisten dikarboksyylihappo-anhydridien pidättymistä sekä niiden tuomista hyvin lähelle massa-kuituja. Aineina, joita voidaan käyttää keksinnön mukaisessa menetelmässä kationisina agensseina, mainittakoon aluna, alumiinikloridi, pitkäketjuiset rasva-amiinit, amiineja sisältävät synteettiset poly-, meerit (primääriset, sekundääriset, tertiääriset tai kvaternääriset amiinit), natriumaluminaatti, kromisulfaatti, substituoitu polyakryy-liamidi, eläinliima, kationiset kertamuovit ja polyamidipolymeerit. Kationisina agensseina erityisen hyödyllisiä ovat erilaiset kationiset tärkkelysjohdannaiset mukaanlukien primääriset, sekundääriset, tertiääriset tai kvartääriset amiinitärkkelysjohdannaiset ja muut kationiset typpi-substituoidut tärkkelysjohdannaiset sekä kationiset sulfonium- ja fosfoniumtärkkelysjohdannaiset. Tällaisia johdannaisia voidaan valmistaa kaiken tyyppisistä tärkkelyksistä mukaanlukien 7 57993 maissista, tapiokasta, perunasta, vahamaissista, vehnästä ja riisistä. Lisäksi ne voivat olla alkuperäisessä raemuodossaan tai ne voidaan muuntaa esigelatinisoiduiksi, kylmään veteen liukeneviksi tuotteiksi.

Kaikki edellä mainitut kationiset agenssit voidaan lisätä massaan, so. massalietteeseen, joko ennen liimaseoksen tai liimaemulsion lisäämistä, sen kanssa tai jälkeen ja tämä voi tapahtua missä tahansa paperinvalmistuksen kohdassa ennen lopullista märän massan muuntamista kuivaksi rainaksi tai arkiksi.

Mitä tulee tarvittavan kationisen agenssin määrään tavallisissa olosuhteissa, kationista agenssia lisätään massasysteemiin vähintään 0,01 %, parhaiten 0,025 - 3,0 % laskettuna kuivan kuidun painosta. Vaikkakin määriä yli 3 % voidaan käyttää, edut, jotka saavutetaan käyttämällä liimaustarkoituksiin suurempia määriä kationista agenssia, eivät ole tavallisesti taloudellisesti oikeutettuja.

Liimausemulsion ja kationisen agenssin lisäämisen jälkeen muodostetaan raina ja kuivataan paperikoneessa tavalliseen tapaan. Vaikkakin liimaantuminen tapahtuu yleensä välittömästi paperikoneen jälkeen, keksinnön mukaisia liimausseoksia käyttäen valmistetun paperin vedenkestävyyttä voidaan joskus parantaa kovettamalla saadut rainat, arkit tai valetun tuotteen. Tämä kovettamismenetelmä tapahtuu tavallisesti siten, että paperia kuumennetaan lämpötilassa välillä 80 -150°C 1-60 minuuttia. On kuitenkin huomattava, että tämä jälkikovet-taminen ei ole oleellista tässä yhteydessä kuvatun liimausmenetelmän onnistumiselle.

Oheisen keksinnön mukaisia liimausseoksia voidaan luonnollisesti käyttää menestyksellisesti kaiken tyyppisistä selluloosakuiduista ja selluloosa ja ei-selluloosakuitujen yhdistelmistä valmistettujen papereiden liimaamiseen. Käyttökelpoisia lehtipuu- tai kovapuu-sellu-loosakuituja ovat valkaistut ja valkaisemattomat sulfaattikuidut (voimapaperi), valkaistut ja valkaisemattomat sulfiittikuidut, valkaistut ja valkaisemattomat soodakuidut, neutraali sulfiitti-puolikemialliset kuidut, hioke, khemi-hioke ja mitkä tahansa näiden kuitujen yhdistelmät. Nämä tarkoittavat sellukuituja, jotka on valmistettu sellu- ja paperiteollisuudessa käytetyillä eri menetelmillä. Lisäksi voidaan käyttää myös viskoosirayon- tai regeneroitu selluloosa-tyyppisiä synteettisiä selluloosakuituja sekä eri lähteistä saatuja kierrätettyjä jätepapereita.

8 57993

Paperiin, joka on tarkoitus liimata tämän keksinnön mukaisesti, voidaan lisätä tavalliseen tapaan kaiken tyyppisiä pigmenttejä ja täyteaineita. Tällaisia materiaaleja ovat esimerkiksi savi, talkki, titaanidioksidi, kalsiumkarbonaatti, kalsiumsulfaatti ja piimaat. Tässä kuvattujen liimausseosten kanssa voidaan käyttää myös muita lisäaineita mukaanlukien alunaa ja muita liimausyhdisteitä.

Käytettäessä tässä yhteydessä kuvattuja liimausseoksia tämän keksinnön mukaisella menetelmällä on havaittu (mikä seuraavassa osoitetaan esimerkein) saatavan paperia, jolla on paremmat liimausominaisuudet, esimerkiksi vedenkestävyys tai happamien musteliuosten kestävyys.

Ts. paperin liimausominaisuuksissa voidaan saavuttaa tietty aste pienemmällä 1ilmamäärällä kuin alan aikaisemmilla menetelmillä, kun liimaa käytetään tämän keksinnön menetelmän mukaisesti.

Lisäksi tässä yhteydessä käytettyjen liimausseosten käytöllä on lisäetuna se, että niiden käyttö ei rajoitu mihinkään erityiseen pH-alueeseen, jolloin niitä voidaan käyttää neutraalin ja alkalisen sellun sekä happamen sellun käsittelyssä. Liimausseoksia voidaan siten käyttää yhdistelmänä alunan kanssa, jota paperinvalmistuksessa käytetään hyvin tavallisesti, sekä muiden happamien aineiden kanssa. Massassa voidaan myös käyttää niitä yhdessä kalsiumkarbonaatin tai muiden alkalisten materiaalien kanssa. Näiden liimaus-seosten etuna on edelleen se, että ne eivä: merkittävästi pienennä paperin lujuutta, kun niitä käytetään teollisuudessa normaalisti käytetyissä konsentraatioissa; kun niitä käytetään tiettyjen apuaineiden kanssa ne itse asiassa lisäävät valmiiden arkkien lujuutta. Näiden liimausseosten käytöllä on eräänä lisäetuna se, että täyden liimausarvon kehittämiseen tarvitaan vain kuivatusolosuhteet tai lievä kovettaminen.

Seuraavat esimerkit havainnollistavat edelleen oheisen keksinnön mukaista suoritusmuotoa. Näissä esimerkeissä kaikki osat on annettu paino-osina ellei toisin ole mainittu.

9 57993

Esimerkki I

Tämä esimerkki havainnollistaa liimausseoksen, joka on tyypillinen esimerkki tämän keksinnön mukaisista, vesiemulsiona käytettävistä liimausseoksista, käyttöä. Tätä emulsiota verrataan hiukkaskoon ja saadun liimatun paperin vedenkestävyyden suhteen tavanomaiseen emulsioon, jossa substituoitu syklinen dikarboksyylihappo-anhydridi on emulgoitu kationisella tärkkelyksellä. Sitä verrataan edelleen kolofoni/aluna-liimausmenetelmään, jota yleisesti käytetään paperiteollisuudessa. Tämän keksinnön mukaisten liimausseosten emulgoinnin paljon suurempi helppous osoitetaan myös menetelmällä, jossa liimaus-emulsiot valmistetaan ennen niiden lisäämistä paperimassasysteeraiin. Samalla osoitetaan myös sen kyky liimata paperia tehokkaasti massassa olevan alunan kanssa tai ilman sitä.

Liimausseos valmistettiin yhdistämällä (A) 10 osaa polyoksialkyleeni-alkyyli-aryyli-eetteriä, jossa alkyyliryhmä sisälsi 9 hiiliatomia, aryyliradikaali oli fenyyli, ja polyoksialkyleeniosa oli muodostettu 10 moolin kanssa etyleenioksidia (Renex 690), ja (B) 90 osaa substi-tuoitua syklistä dikarboksyylihappo-anhydridiä, jossa seka-anhydri-dien alkenyyliryhmät sisälsivät 15 - 20 hiiliatomia (seuraavassa käytetään merkintää ASA). Muita Renex 690 materiaalia vastaavia aineita ovat Triton N-101 ja Igepal C0-630. Sen jälkeen muodostettiin emulsio sekoittamalla 2 osaa tätä seosta 98 osaan vettä käyttämällä potkurityyppistä sekoitinta kohtalaisella nopeudella 10 sekunnin ajan (emulsio n:o 1). Samanlainen emulsio valmistettiin myös johtamalla tämä liimausseos yksinkertaisen imurin läpi yhdessä vakiona pysyvän vesivirran kanssa, jolloin saatiin yhdellä läpisyötöllä 1-prosentti-nen liimausseos. Emulsio muodostui siten melkein välittömästi (emulsio n:o 2).

Vertailun vuoksi valmistettiin ASA:n tavanomainen vesiemulsio ensin keittämällä 10 osaa maissitärkkelyksen beta-dietyyliaminoetyyliklo-ridi-hydrokloridi-eetteriä, jonka valmistus on kuvattu amerikkalaisen patentin 2,813,093 esimerkissä I, 90 osassa vettä, jota kuumennettiin kiehuvassa vesihauteessa. Sen jälkeen, kun kationisen tärkkelysjohdannaisen dispersiota oli keitetty 20 minuuttia, se jäähdytettiin huoneen lämpötilaan ja siirrettiin suurinopeuksiseen sekoittimeen, minkä jälkeen sekoitettuun dispersioon lisättiin hitaasti 5 osaa ASA. Sekoittamista jatkettiin noin 3 minuuttia ja saatu emulsio' lai- 10 5 7 9 9 3 mennettiin sen jälkeen lisäämällä vettä niin, että saatiin yhteensä 1000 osaa, kuiva-ainetta 0,5 % (emulsio n:o 3).

Edellä kuvatulla tavalla valmistettuja emulsioita lisättiin lasketut määrät valkaistun sulfaattimassan, jonka Williams-rasvaisuus oli 400, konsistenssi 0,5 % ja pH noin 7,6, vesilietteisiin niin, että saatiin seuraavat ASA-konsentraatiot laskettuna kuivan kuidun painosta: 0,10, 0,20 ja 0,40 %. Emulsion n:o 3 valmistuksessa käytetty katio-ninen tärkkelys lisättiin vastaavaan massalietteeseen sen jälkeen, kun emulsiota n:o 1 ja 2 oli lisätty 0,4 % laskettuna kuivan kuidun painosta näiden materiaalien pidättämiseksi arkissa. Eräässä toisessa tämän tavan muunnelmassa massalietteeseen lisättiin ennen liimaus-emulsioiden lisäämistä 4 % alunaa laskettuna kuivan kuidun painosta. Muodostettiin arkit ja kuivattiin ne TAPPI-standardien mukaisesti, sen jälkeen kovetettiin 1 tunti 105°C:ssa ja tasapainoitettiin ennen testausta yön yli 50 % suhteellisessa kosteudessa ja 22,2°C:ssa. Näiden arkkien peruspaino oli 24,9 kg/riisi (609,6 x 914,4 cm -500 arkkia).

Näiden arkkien vedenkestävyyden vertailussa käytettiin hyödyksi väri-testiä, jossa käytettiin kaliumpermanganaattikiteitä, ja happamen musteen läpäisytestiä. Väritestissä asetetaan useita kaliumpermanganaattikiteitä koepaperipalan yläpinnalle, joka sen jälkeen asetetaan kellumaan huoneen lämpötilassa olevaan tislattuun veteen. Kun vesi absorboituu paperiin, kiteet kostuvat ja antavat paperille tunnusomaisen syvän violettivärin. Otetaan ylös sekunneissa kulunut aika, joka kuluu loppupisteeseen, jossa kolme värillistä täplää ensiksi ilmestyy paperin pinnalle. Tämä aika on suoraan verrannollinen veden-kestävyyteen, koska vedenkestävämpi paperi hidastaa pinnalleen asetettujen permanganaattikiteiden kostumista.

Happamen värin läpäisytesti on vertailutesti, jossa koepaperipalaan kellutetaan hapanta mustetta (pH 1,5), jonka lämpötila on 37,8°C, sisältävässä astiassa, ja mitataan sekunneissa aika, joka kuluu musteen läpäisemiseen paperin läpi loppupisteeseen, jossa noin 50 % paperista on värjäytynyt.

Seuraavassa taulukossa on annettu tulokset eri paperiarkeilla, joita verrattiin kuvatuilla testausmenetelmillä.

n 57993

Taulukko 1

Arkin Liimaus- Emulsion Paino-% Aluna- Happamen KMnO^ n:o emulsio keskim. kuivas- lisäys musteen (aika se- hiukkas- ta sei- läpäisy kunneissa koko lusta (aika se- _(mikronia)_kunneissa_ 1. Emulsio n:o 1 <1 0,1 ei 25 53 2. Emulsio n:o 1 <1 0,2 " 275 72 3. Emulsio n:o 1 <1 0,4 " 430 77 4. Emulsio n:o2 <1 0,1 " 70 53 5. Emulsio n:o2 <1 0,2 " 140 74 6. Emulsio n:o2 1 0,4 " 320 87 7. Emulsio n:o 3 2-3 0,1 " 12 54 (kontrolli) 8. Emulsio n:o 3 2-3 0,2 " 40 67 (kontrolli) 9. Emulsio n:o 3 2-3 0,4 " 65 75 (kontrolli) 10. Emulsio n:o 1 <1 0,1 4 % 100 58 11. Emulsio n:o 1 <1 0,2 4 % 145 70 12. Emulsio n:o 1 <1 0,4 4 % 190 87 13. Emulsio n:o 2 <1 0,1 4 % 110 57 14. Emulsio n:o 2 <1 0,2 4 % 150 68 15. Emulsio n:o 2 <1 0,4 4 % 205 88 16. Emulsio n:o 3 2-3 0,1 4 % 90 65 (kontrolli) 17. Emulsio n:o 3 2-3 0,2 4 % 130 73 (kontrolli) 18. Emulsio n:o 3 2-3 0,4 4 % 170 84 19. Kolofoni - 1,0 4 % 55 67 (kontrolli)

20. Sokea - ei ei 0 O

12 57993

Edellä olevat arvot osoittavat selvästi tämän keksinnön mukaisten liimausseosten helpomman valmistettavuuden ja paremmuuden; tämä käy ilmi sekä näitä seoksia käyttämällä muodostettujen emulsioiden pienemmästä hiukkaskoosta että liimatun paperin saamasta vedenkestävyy-destä lisäysalueella, jota tyypillisesti käytetään teollisuudessa. Selvää on myös se, että nämä seokset liimaavat paljon paremmin sekä lähes-neutraaleissa että alunaa sisältävissä (happamissa) massasys-teemeissä.

Esimerkki II

Tämä esimerkki havainnollistaa sellaisten tämän keksinnön mukaisten liimausseosten käyttöä, joissa käytetään erilaisia substituoituja syklisiä dikarboksyylihappo-anhydridejä seoksina polyoksialkyleeni-alkyyli ja -alkyyli-aryyli-eettereiden kanssa.

Tässä esimerkissä polyoksialkyleeni-alkyyliaryylieetteri oli sama materiaali kuin esimerkissä 1 ja sitä sekoitettiin 20 osaa 80 osaan anhydridiä. Tämän esimerkin seoksiin lisättyjä.isubstituoituja syklisiä dikarboksyylihappo-anhydridejä vaihdeltiin sen jälkeen seuraavasti: Seos n:o - esimerkissä I kuvattu ASA; seos n:o 2 - iso-oktadesenyyli-meripihkahappo-anhydridi; seos n:o 3 - heksapropyleenimeripihkahappo-anhydridi; seos n:o 4 - (l-oktyyli-2-desenyyli)-meripihkahappo-an-hydridi, so. maleiinihappo-anhydridin ja oktadeseeni-9 reaktiotuote. Näiden seosten emulsiot valmistettiin samalla tavoin kuin emulsio n:o 1 esimerkissä I.

Emulsioita lisättiin lasketut määrät valkaistun sulfaattimassan, jonka rasvaisuus oli 400, konsistenssi 0,5 % ja pH noin 7,6, erillisiin vesi-lietteisiin. Erillisiin vesilietteisiin lisättiin myös esimerkin I mukaista kationista tärkkelystä. Muodostettiin arkit ja kuivattiin ne TAPPI-standardien mukaisesti. Sen jälkeen ne tasapainoitettiin ja testattiin kuten esimerkissä 1. Näiden arkkien peruspaino oli 24,9 kg/ riisi (609,6 x 914,4 cm). Substituoitua syklistä dikarboksyylihappo-anhydridiä lisättiin 0,2 % ja kationista tärkkelystä 0,4 % kuivan massan painosta laskettuna kaikissa tapauksissa. Saatiin seuraavat tulokset: 13 5799 3

Taulukko 2

Liimausseos Emulsion keskim. Happamen musteen KMnO^ (aika n:o hiukkaskoko läpäisy (aika sekunneissa (mikronia) sekunneissa) 1 <1 225 73 2 1-2 100 40 3 <1 240 81 4 <1 600 86 Tämä esimerkki osoittaa selvästi, että tämän keksinnön piiriin kuuluvien liimausseosten valmistamiseen voidaan käyttää erilaisia substi-tuoituja syklisiä dikarboksyylihappo-anhydridejä.

Esimerkki III

Tämä esimerkki havainnollistaa sellaisten tämän keksinnön mukaisten liimausseosten käyttöä, joissa seoksessa käytetään erilaisia poly-oksialkyleenialkyyli- tai alkyyli-aryyli-eettereitä tai vastaavia mono- tai di-estereitä substituoidun syklisen dikarboksyylihappo-anhydridin kanssa.

Tässä esimerkissä oli substituoitu syklinen dikarboksyylihappo-anhyd-ridi sama aine (ASA) kuin esimerkissä 1, kun taas liimausseoksessa käytettyjä polyoksialkyleeni-alkyyli- ja alkyyli-aryyli-eetteri- tai -esteriyhdisteitä vaihdeltiin. Tässä esimerkissä valmistetut liimaus-seokset olivat seuraavat: Seos n:o 1 - sekoitettiin 5 osaa esimerkissä 1 kuvattua polyoksialkyleenialkyyli-aryylieetteriä ja 95 osaa ASA; seos n:o 2 - sekoitettiin 15 osaa esimerkissä 1 kuvattua polyoksi-alkyleenialkyyli-aryylieetteriä ja 85 osaa ASA; seos n:o 3 -sekoitettiin 10 osaa polyoksialkyleenialkyyli-aryylieetteriä, jossa alkyyliryhmä sisältää 9 hiiliatomia, aryyliradikaali on fenyyli, ja polyoksialkyleeniosa muodostettiin käyttämällä 5 moolia etyleeni-oksidia, (Triton N-57) ja 90 osaa ASA; seos n:o 4 - sekoitettiin 10 osaa polyoksialkyleenialkyylieetteriä, jossa alkyyliryhmä sisältää 12 hiiliatomia ja polyoksialkyleeniosa muodostettiin käyttämällä 6 moolia etyleenioksidia, (Tergitol TMN) ja 90 osaa ASA; seos n:o 5 -sekoitettiin 10 osaa polyoksialkyleenialkyyli-aryyli-eetteriä, jossa alkyyliryhmä sisältää 9 hiiliatomia, aryyliradikaali on fenyyli ja polyoksialkyleeniosa muodostettiin käyttämällä 15 moolia etyleenioksidia, (Tergitol NP-33) ja 90 osaa ASA; seos n:o 6 - sekoitettiin 10 14 5799 3 osaa polyoksietyleenimono-oleaatti-esteriä, jossa polyoksietyleeni-osan molekyylipaino oli 400, (PEG 400 mono-oleaatti) ja 90 osaa ASA; ja seos n:o 7 - sekoitettiin 10 osaa polyoksietyleeni-dilau-raattiesteriä, jossa polyoksietyleeniosan molekyylipaino oli 600, (PEG 600 dilauraatti) ja 90 osaa ASA. Kaikkia näitä seoksia sekoitettiin sen jälkeen vedessä, jolloin saatiin emulsiot, jotka sisälsivät 2 osaa liimausseosta ja 98 osaa vettä. Sen jälkeen emulsiot lisättiin massalietteeseen, jonka konsistenssi oli 0,5 % ja joka sisälsi valkaistua sulfaattimassaa, jonka rasvaisuus oli 400 ja pH noin 7,6, jolloin saatiin 0,2 % ASA kuivan kuidun painosta. Sen jälkeen massalietteeseen lisättiin esimerkissä I kuvattua kationista tärkkelystä siten, että kationista tärkkelystä saatiin 0,4 % laskettuna kuivan massan painosta. Muodostettiin käsiarkit, jotka tasapainoitettiin ja testattiin esimerkissä I kuvatussa väritestissä. Saatiin seuraavat tulokset.

Taulukko 3

Liimausseos Emulsion keskim. hiukkas- KMnO.

n:o_koko (mikronia!___(aika sekunneissa) 1 1-2 98 2 <1 93 3 <1 104 4 noin 1 99 5 noin 1 96 6 noin 1 76 7 noin 1 86 Tämä esimerkki osoittaa selvästi, että erilaisia polyoksietyleeni-alkyyli ja alkyyli-aryyli-eettereitä ja vastaavia mono- ja di-este-reitä, jotka kuuluvat tämän keksinnön piiriin, voidaan käyttää liimausseoksissa keskenään vaihdettavalla tavalla yhdessä substituoi-tujen syklisten dikarboksyylihappo-anhydridien kanssa, jolloin saadaan erinomainen liimauskyky.

Esimerkki IV

Tämä esimerkki havainnollistaa uusien liimausseosten käyttöä lisäämällä ne suoraan emulgoimattomassa muodossa paperimassan valmistus-systeemiin.

Liimausseos n:o 1, joka oli valmistettu käyttämällä 90 osaa ASA (ku- is 5 7993 vattu esimerkissä 1) ja 10 osaa polyoksialkyleenialkyyli-aryyli-eette-riä (kuvattu esimerkissä 1), lisättiin suoraan valkaistun sulfaatti-massan lietteeseen, jonka konsistenssi oli 1,5 %, Valley-laboratorio-hollanterissa ja jauhettiin hyvin kevyesti muutaman minuutin. Samalla tavoin valmistettiin liimausseokset n:o 2 ja 3 käyttämällä 90 osaa ASA ja vastaavasti 10 osaa PEG 400 mono-oleaattia tai 10 osaa PEG 600 dilauraattia ja nämä seokset lisättiin myös suoraan lietteeseen.

Sen jälkeen massa laimennettiin konsistenssiin 0,5 % ja lietteeseen lisättiin erikseen 0,4 % kuivan kuidun painosta laskettuna esimerkissä 1 kuvattua kationista tärkkelystä, joka toimi retentioapuaineena arkin muodostamisen aikana. Sen jälkeen muodostettiin arkit, tasapai-noitettiin ja testattiin väritestissä kuten esimerkissä 1. Näiden arkkien peruspaino oli 24,9 kg/riisi (609,6 x 914,4 cm - 500 arkkia). Saatiin seuraavat tulokset.

Taulukko 4

Liimausseos ASA, paino-% kuivasta KMnO.

n:o_massasta__(aika sekunneissa) 1 0,2 75 2 0,2 40 3 0,2 39

Sokea Ei 0 Näiden liimausseosten itse-emulgoitumisominaisuuksia osoittavat erinomaiset liimausarvot, jotka saadaan, kun ne lisätään massaan ennen veteen emulgoimista. Siten voidaan helposti havaita keksinnön mukaisten liimausseosten käytön huomattava helppous ja monipuolisuus.

Esimerkki V

Tämä esimerkki havainnollistaa, kuinka hyvin tämän keksinnön mukaiset liimausseokset kykenevät liimaamaan paperia, joka sisältää runsaasti epäorgaanista täyteainetta. Tässä esimerkissä käytetty liimausseos oli sama kuin esimerkissä 1. Ennen lisäämistä liimausseos emulgoitiin (emulsio A) samalla tavoin kuin kuvattiin emulsion n:o 2 valmistuksen yhteydessä esimerkissä I. Vertailun vuoksi valmistettiin emulsion n:o 3 yhteydessä esimerkissä I kuvatulla menetelmällä tavanomainen liimausemulsio (emulsio B). Jokainen emulsio lisättiin sen jälkeen 1) massalietteeseen, jonka konsistenssi oli 0,5 % ja joka sisälsi 1« 5 7993 valkaistua sulfaattimassaa sekä 20 % kaoliinisavea ja 4 % alunaa laskettuna kuivan kuidun painosta; ja 2) massalietteeseen, jonka konis-tenssi oli 0,5 % ja joka sisälsi valkaistua sulfaattimassaa sekä 20 % kalsiumkarbonaattia laskettuna kuivan kuidun painosta. Kalsium-karbonaattia sisältävän massaliuoksen pH oli noin 8,5, kun taas savea sisältävän lietteen pH oli noin 5,5. Jokaista emulsiota lisättiin massaan niin, että ASA-konsentraatioksi saatiin 0,4 % laskettuna kuivan kuidun painosta. Retenttion vuoksi lisättiin 0,8 % esimerkissä I kuvattua kationista tärkkelystä massalietteeseen emulsion A lisäämisen jälkeen. Sen jälkeen muodostettiin arkit, joiden peruspaino oli 24,9 kg/riisi (609,6 x 914,4 cm - 500 arkkia). Arkit muodostettiin, tasapainoitettiin ja testattiin esimerkissä I kuvatulla tavalla. Saatiin seuraavat tulokset:

Taulukko 5

Arkki Lisätty liima Lisätty Happamen musteen KMnO.

n:o täyteaine läpäisy (aika (aika sekun- _sekunneissa)_neissa)_ 1 Emulsio A 20% savi 115 75 2 Emulsio A 20% CaCO^ 450 68 3 Emulsio B 20% savi 100 70 (kontrolli) 4 Emulsio B 20% CaCO^ 325 56 (kontrolli)

5 Sokea 20% savi O O

Edellä olevat arvot osoittavat selvästi, että tämän keksinnön mukaisilla liimausseoksilla saadaan parempi liimaus runsaasti täyteainetta sisältävissä arkeissa sekä massan ollessa hapan että alkalinen.

Esimerkki VI

Tämä esimerkki havainnollistaa tämän keksinnön liimausseoksia kuvaavan liimausseoksen käyttöä erityyppisistä massoista valmistettujen papereiden liimaamiseen.

Tässä esimerkissä käytetty liimaseos oli sama kuin esimerkissä I, ja se emulgoitiin samalla tavoin kuin emulsio n:o 2 esimerkissä I. Emulsio lisättiin sen jälkeen erilaisiin massalietteisiin, jotka oli valmistettu siten, että niiden konsistenssi oli 0,5 %, rasvaisuus 400 ja pH noin 7,6, sellaiset määrät, että ASA-konsentraatioksi saa- 17 5 7993 tiin 0,2 % laskettuna kuidun kuivasta painosta. Kaikissa tapauksissa massalietteisiin lisättiin erikseen esimerkissä I kuvattua kationista tärkkelystä 0,4 % kuidun kuivapainosta liimausseoksen pidättämiseksi arkin muodostamisen aikana. Sen jälkeen jokaisesta massalietteestä valmistettiin arkit, joiden peruspaino oli 24,9 kg/riisi (609,6 x 914,4 cm - 500 arkkia), ja jotka tasapainoitettiin ja testattiin väritestissä I kuvatulla tavalla. Saatiin seuraavat tulokset:

Taulukko 6 Τ,„_Λ - KMnO, 4

Arkki n:o_Massatyyppi_(aika sekunneissa) 1 Valkaistu lehtipuusulfaatti 69 2 Valkaistu havupuusulfiitti 83 3 Valkaisematon havupuusulfaatti 76 4 Hioke 58

Edellä olevat arvot osoittavat yhdessä muiden esimerkkien arvojen kanssa selvästi, että tämän keksinnön mukaisia liimausseoksia voidaan tehokkaasti käyttää erityyppisten, tavallisesti paperin valmistuksessa käytettyjen massojen liimaamiseen.

Esimerkki VII

Tämä esimerkki havainnollistaa erityyppisten kationisten agenssien käyttöä tämän keksinnön mukaisten liimausseosten yhteydessä. Tässä esimerkissä käytetty liimausseos oli sama kuin esimerkissä I, ja se emulgoitiin ennen massalietteeseen lisäämistä samalla tavoin kuin emulsio n:o 2 esimerkissä I. Emulsiota lisättiin eri eriin massalie-tettä, jonka konsistenssi oli 0,5 % ja joka sisälsi rasvaisuuteen 400 jauhettua valkaistua sulfaattimassaa. Liimausemulsion lisäämisen jälkeen erillisiin lietteisiin lisättiin erilaisia kationisia agensse-ja, jotta liimausemulsio pidättyisi rainaan arkin muodostamisen aikana. Liimausemulsion lisätty määrä oli sellainen, että jokaisessa tapauksessa ASA-konsentraatioksi saatiin 0,2 % laskettuna kuidun kuivapainolta, samalla kun kationisen agenssin määrää vaihdeltiin. Sen jälkeen jokaisesta lietteestä muodostettiin arkkeja, joiden peruspaino oli 24,9 kg/riisi (609,6 x 914,4 cm - 500 arkkia) ja jotka tasapainoitettiin ja testattiin esimerkissä I kuvatulla tavalla. Saatiin seuraavat tulokset: 18 57993

Taulukko 7 % kuivan Happamen mus- KMnO. Arkki Kationinen agenssi kuidun teen läpäisy- (aika n:o painosta aika (aika se- (sekun- _kunneissa)_neissa) 1 Kationinen maissitärkkelys 0,4 135 72 2 Polyaminoetyyliakrylaattihartsi 0,2 600 76 3 Polyamidi-amiinihartsi 0,2 600 85 4 Polyetyleeni-imiinihartsi 0,2 85 50 5 Polyakryyliamidi-amiinihartsi 0,2 30 68 6 Kationinen perunatärkkelys 0,4 120 70 7 Aluna 4,0 65 77 8 Ei mitään (kontrolli) - O 0

Edellä olevat tulokset osoittavat selvästi, että erilaisia kationisia agensseja voidaan tehokkaasti käyttää tämän keksinnön mukaisten lii-mauseosten pidättämiseen rainassa arkin muodostamisvaiheen aikana.

Esimerkki VIII

Tämä esimerkki havainnollistaa näiden liimausseosten parempaa käsitel-tävyyttä, kun niitä käytetään todellisessa paperikoneessa. Tarkemmin sanoen tämä esimerkki osoittaa, että liimausaineiden aiheuttama kerääntyminen ja nukkautuminen paperikoneen märkäpuristusteloilla jää pois. Tämä kuitujen kerääntyminen märkäpuristusteloille aiheuttaa arkin pinnan rikkoontumista ja vaikeissa tapauksissa jopa arkin repeytymi-seen, jolloin liikkuva raina repeytyy tässä kohden. Tässä esimerkissä liimauskyky mitattiin Cobb-testiajossa arkin yläpinnalla TAPPI-stan-dardimenetelmän T441 os-69 mukaisesti. Kuinka paljon arkin pinta absorboi vettä tiettynä ajanjaksona (tässä tapauksessa 2 minuutin aikana) ja tulos ilmoitetaan g/m . Alhaisemmat arvot osoittavat siten suurempaa vede.ikestävyyttä ja parempaa liimautumista.

Kosarja suoritettiin Fourdrinier-paperikoneella, jossa puristusosa muodostui kahdesta pääpuristimesta, joita seurasi tasoituspuristin; jokainen puristin muodostui ylä- ja alatelasta. Ensimmäinen puristin oli teollisuudessa yleisesti käytetty sileäpintainen läpipäästöpuris-tin, joka oli varustettu kumilla päällystetyllä ylätelalla, ja toinen puristin oli myös teollisuudessa yleisesti käytetty sileäpintainen reversiopuristin, jossa oli eräällä seoksella (Microrok) päällystetty 19 5 799 3 ylätvila. Tasoituspuristin muodostui läpipäästötelaryhmästä, joissa oli metallilla päällystetty (Press-Tex) ylätela ja seoksella päällystetty (Micromate) alatela. Paperin valmistuksen perusmassa muodostui erittäin vähän raffinoidusta seoksesta, jossa oli noin 80 % valkaistua lehtipuusulfaattimassaa ja 21 % valkaistua havupuu- sulfaa ttimassaa. Liimausaineita lisättiin jatkuvasti massan valmistus- systeemiin ja muodostettiin paperiarkki, jonka peruspaino oli noin 2 200,8 g/m . Nöyhtääntymisestä johtuvaa kerääntymistä puristusteloille tarkkailtiin annetuissa olosuhteissa jokaisella puristustelalla ja sitä kuvattiin seuraavin nimityksin:

Ei, hieman, kohtalaisesti, runsaasti, jne.

Liimausemulsiot valmistettiin seuraavasti:

Emulsio A (kontrolli) valmistettiin keittämällä esimerkissä I kuvattua kationista tärkkelystä kuiva-ainepitoisuudessa 5 % 94°C:ssa 30 minuuttia. Sen jälkeen keitetty tärkkelysliuos jäähdytettiin 54°C:een ja sekoitettiin esimerkin I mukaisen substituoidun syklisen dikarboksyy- lihappo-anhydridin (ASA) kanssa ja emulgoitiin johtamalla kaupallisen 2 homogenointilaitteen läpi paineessa 21 kg/cm . Emulsio B, joka edusti tämän keksinnön mukaista suoritusmuotoa, valmistettiin esi-sekoittamalla jatkuvatoimisesti staattisen mikserin läpi 90 osaa ASA ja 10 osaa polyoksialkyleenialkyyli-aryylieetteriä (kuvattu esimerkissä I), minkä jälkeen tämä liimausseos johdettiin suuttimen läpi yhdessä jatkuvan vesivirran kanssa, jolloin saatiin emulsio, joka sisälsi 2 osaa liimausseosta 98 osassa vettä. Retentiota varten lisättiin emulsion B lisäämisen jälkeen kationista tärkkelystä 0,35 % laskettuna kuidun kuivapainosta. Massan pH-arvon säätämiseksi noin 5,5 lisättiin 2,27 kg alunaa per tonni massaa, kun käytettiin emulsiota A ja B. Lisävertailun saamiseksi näissä testeissä käytettiin myös kolofonia liimausaineena. Saatiin seuraavat tulokset: 20 5 7 9 9 3

Taulukko 8 15 min, ajon jälkeen havaittu kerääntyminen

Lisäys massaan 1. pu- 2. pu- Tasoitus- Cobb-lii- ristin ristin puristin mauskvky _(Gm/πΓ) 1. Perusarkki - ei lisäaineita Ei Ei Hieman 402 2. 1% kolofoni + 2% aluna Kohtalai- Kohtalai- Kohtalai- (kontrolli) sesti sesti sesti 34 3. 0,25% emulsio A Runsaasti Kontalai- Runsaasti (kontrolli) sesti 32 4. 0,25 % emulsio B Ei Ei Hieman 29

Edellä olevassa taulukossa lueteltujen eri ainesosien konsentraatiot on ilmoitettu prosentteina aktiivista ainesosaa kuivan massan painosta.

Edellä olevat tulokset osoittavat selvästi, että tämän keksinnön mukaiset liimausseokset tekevät koneen käytön helpommaksi ja antoivat erinomaisen veden pidätyskyvyn verrattuna tavanomaisiin, teollisuudessa käytettyihin liimausmenetelmiin.

Esimerkki IX

Tämä esimerkki havainnollistaa uusia liimausseoksia käyttämällä valmistetun paperin osoittamaa erinomaista happamien ja alkalisten liuosten kestokykyä.

Vesiliuosta, joka oli valmistettu käyttämällä samaa liimausseosta ja samaa valmistustapaa kuin emulsion n:2 yhteydessä esimerkissä I, lisättiin valkaistuun sulfaattimassalietteeseen, jonka rasvaisuus oli 400 ja konsistenssi 0,5 %. Sen jälkeen massaan lisättiin liiman re-tentioapuaineena esimerkin I mukaista kationista tärkkelystä. Esimerkin I mukaisesti muodostettiin ja tasapainoitettiin arkkeja, jotka sisälsivät 0,4 % ASA ja 0,8 % kationista tärkkelystä.

Arkit testattiin modifioidun kaliumpermanganaattitestin avulla, jossa koenesteenä käytettiin toisessa tapauksessa 10-prosenttista maitohappoliuosta ja toisessa tapauksessa 10-prosenttista natrium-hydroksidiliuosta ja kontrollina tislattua vettä. Lisävertailun saamiseksi muodostettiin ja testattiin samalla tavoin arkkeja lisäämällä massaan 1 % kolofonia ja 4 % alunaa kuidun kuivapainosta laskettuna 2i 5 7 9 9 3 keksinnön mukaisen liimausseoksen asemesta. Saatiin seuraavat tulokset:

Taulukko 9 KMnO^rn läpäisyaika (sekuntia)_

Aikki Lisäaine Tislattu Maito- Natrium- n: o_vesi__happo_hydroksidi_ 1 0,4% ASA-seos 111 95 65 2 1,0% kolofoni/4% aluna 70 60 25 Tästä esimerkistä näkyy selvästi näiden liimausseosten antama erinomainen vastustuskyky sekä happamia että aikalisiä nesteitä vastaan.

yhteenvetona todettakoon, että keksintö antaa uuden liimausseoksen, joka on hyödyllinen liimattujen paperituotteiden valmistuksessa. Liimausseos emulgoituu helposti, ja emulsiota tai liimausseosta per se voidaan käyttää hyvin erilaisissa paperinvalmistusolosuhteissa liimattujen paperituotteiden valmistamiseen, joille on tunnusomaista pienempi veden ja musteen absorbtio sekä suurempi vastustuskyky sekä vesipitoisia happamia että aikalisiä liuoksia vastaan pienillä lisäys-määrillä. Määriä, menetelmätapoja ja materiaaleja voidaan muunnella poikkeamatta tämän keksinnön alasta.

Claims (8)

1. 22 57993
2. 1. Paperin liimaamiseksi tarkoitettu liimaseos, joka sisältää syklisiä dikarbok-syylihappoanhydrideja, tunnettu siitä, että se sisältää olennaisesti (a) 80 - 97 osaa substituoitua syklistä dikarboksyylihappoanhydridiä vastaten kaavaa 0 n C (A) °\ ^ c n 0 jossa R on dimetyleeni tai trimetyleeniradikaali ja jossa R* on hydrofobinen ryhmä, jossa on enemmän kuin 5 hiiliatomia, jotka voivat olla valitut luokasta, johon kuuluvat alkyyli, alkenyyli, aralkyyli tai aralkenyyliryhmät: R .x (B) 0 ^ H CH0 Xv » * 2 - C - CH - CH « CH - R ^ i y °\ I c - CH2 jossaa R on alkyyliradikaali, jossa on vähintään U hiiliatomia ja R on alkyylira-x y dikaali, jossa on ainakin U hiiliatomia ja R ja R ovat keskenään vaihtokelpoisia; x y (b) 3 - 20 osaa polyoksialkyleenialkyyli- tai polyoksialkyleenialkyyli-aryylieette-riä tai vastaavaa mono- tai diesteriä, jotka on valittu ryhmästä, joka muodostuu: 0 0 CxH2* i 1 - S - 0 -j/ToVi-CH2-C«2y» - C - 0ηΗ2η . x 0 ii) HO -/'cH2)i-OH2-CH2-o7m - C - , iii) HO -/"θΗ2)ΓΟΗ2-ΟΗ2-0Jm - H - CnH2n + , iv) HO -/ΓθΗ2)ΓΟΗ2-ΟΗ2-0Jm - CnH2n + 1 jossa X ja n ovat kokonaislukuja alueella 8 - 20; R on aryyliradikaali; m on kokonaisluku 5 ~ 20; ja i on 0 tai 1; sekä (c) vettä. 23 57993
3. 2. Menetelmä paperituotteiden liimaamiseksi, jossa menetelmässä käytetään patentti vaatimuksen 1 mukaista syklisiä dikarboksyylihappoanhydridiä sisältäviä liimaseok-sia, tunnettu siitä, että siihen kuuluu seuraavat vaiheet: 1. voimakkaiden leikkausvoiraien poissaollessa ja normaalipaineissa muodostetaan liimausenulsio, jonka olennaisesti muodostaa: a) 80 - 97 osaa substituoitua syklistä dikarboksyylihappoanhydridiä, joka vastaa kaavaa 0 II „ C (A) 0 ^^R - R» ^ C ^ tr o jossa R on dineiyleeni- tai triaetyleeniradikaali ja jossa F.' on hydrofobinen ryhmä, jossa on enemmän kuin 5 hiiliatomia, jotka on voitu valita luokasta, johon kuuluu alkyyli, alkenyyli, aralkyyli tai aralkenyyliryhmät; R 7 ?H2 (B) ^ C - C - CH - CH - CH - R °< I 0^C'C"2 jossa R on alkyyli radikaali, joka sisältää ainakin hiiliatomia ja R on alkyy- ^ y liradikaali, joka sisältää ainakin k hiiliatomia ja R ja R ovat keskenään vaih- x y tokelpoisia; b) 3-20 osaa polyoksialkyleenialkyyli- tai polyoksialkyleenialkyyli-aryylieet-teriä tai vastaavaa mono- tai diesteriä, jotka on valittu ryhmästä, jonka muodostaa 0 0 1 > CxH2x ΐΓ'·"· jfcH.,). -CH2-CH2-0^ - C - C2K2n ± , r 2 ii) | Ui) BO - /ΓθΗ2).-ΟΗ2-ΟΗ2-θ/ο - R - CnH2n , χ : iv) HO - /iCH2).-CH2-CH2-01 - CK2n „ x 2k 5 7993 jossa x ja n ovat kokonaislukuja alueella 8 - 20; R on aryyliradikaali; m on kokonaisluku alueella 5-20;jaion0 tai 1; ja c) vesi 2. mainitun emulsion huolellinen dispergointi paperimassaan ennen sen kuljettamista paperin valmistuksen kuivausvaiheen läpi, jolloin emulsion dispergointi suoritetaan sellaisella määrällä, joka riittää antamaan substituoidulle sykliselle dikarboksyy-lihappoanhydridille kondensaation 0,01 - 2,0 % perustuen kuivaan kuitupainoon.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liimaus-emulsio muodostetaan samalla kohdalla paperimassajärjestelmässä missä tahansa kohdassa voimakkaasti hämmentäen. U. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liimaus-emulsio muodostetaan ennen sen syöttämistä paperimassajärjestelmään.
5. 5. Patenttivaatimuksen U mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liimaseos emulgoidaan vedellä riittävässä määrin tuottamaan emulsion, joka sisältää substitu-oitua syklistä dikarboksyylihappoanhydridiä konsentraatiossa 0,1 - 20 painoprosenttia emulgoidun liimaseoksen kokonaismäärästä ennen lisäystä paperimassajärjestelmään.
6. 6. Patenttivaatimuksen k mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesiemul-sion muodossa oleva liimausseos suihkutetaan muodostetulle rainalle ennen kuivausta.
7. 7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että märkään massaan ennen massan muuntamista kuivaksi rainaksi on dispergoitu vähintäin 0,01 % kationista pysyttämisainetta laskettuna kuidun kuivasta painosta.
8. 8. Paperituote, jonka valmistukseen on käytetty patenttivaatimuksen 1 mukaista lii-maseosta, tunnettu siitä, että siihen on huolellisesti dispergoitu patenttivaatimuksen 1 mukaista liimaseosta. 57993 25