FI58507C - Foer limning av papper avsett hartslimpreparat i form av en stabil vattensuspension och foerfarande foer dess framstaellning - Google Patents

Foer limning av papper avsett hartslimpreparat i form av en stabil vattensuspension och foerfarande foer dess framstaellning Download PDF

Info

Publication number
FI58507C
FI58507C FI458/72A FI45872A FI58507C FI 58507 C FI58507 C FI 58507C FI 458/72 A FI458/72 A FI 458/72A FI 45872 A FI45872 A FI 45872A FI 58507 C FI58507 C FI 58507C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
rosin
resin
suspension
water
weight
Prior art date
Application number
FI458/72A
Other languages
English (en)
Other versions
FI58507B (fi
Inventor
Robert Wilder Davison
Original Assignee
Hercules Inc
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 Hercules Inc filed Critical Hercules Inc
Publication of FI58507B publication Critical patent/FI58507B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI58507C publication Critical patent/FI58507C/fi

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/07Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media from polymer solutions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/05Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media from solid polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L93/00Compositions of natural resins; Compositions of derivatives thereof
    • C08L93/04Rosin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J155/00Adhesives based on homopolymers or copolymers, obtained by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in groups C09J123/00 - C09J153/00
    • C09J155/04Polyadducts obtained by the diene synthesis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J157/00Adhesives based on unspecified polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09J157/02Copolymers of mineral oil hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D15/00Manufacture of resin soap or soaps derived from naphthenic acids; Compositions
    • 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
    • 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
    • D21H17/62Rosin; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2393/00Characterised by the use of natural resins; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/02Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Making Paper Articles (AREA)

Description

Ε35?*1 Γ81 rt1,KUULUTUSJULfcAI*U rpcnn 3¾¾ M (11)UTUÄOGNINOSSKIUFT 5öbU / ^ (S1) K».ik.3/int.a.3 C 09 J 3/26, D 21 H 3/34 SUOMI—FINLAND φ) p*«*ä**iim—Λ*··β«Λ·*ΐ| 2+58/72 (2ί) ΗΜ^Μ-Α^Ν*. 21.02.72 vr 7 (23) AltaipUvl—GIMjh«tsdt| 21.02.72 (41) Tulhit lulklMtol — Bltvlt off«ntllf 2 3.08.72
Patentti. J* '•klstwlh.llltl». NkKttrtUp^on ,. kui.L|«lk*»n pvm. -
Patent- och r*glfter«tyr*l«on ' ' AmMcm utlifd och utl.<krtfUn puMfc«nd 31.10.80 (32)(33)(31) ^««r eweilw»*—Uglrd prtarh«c 22.02.71 USA(US) 117812 (71) Hercules Incorporated, 910 Market Street, Wilmington, Delaware, USA(US) (72) Robert Wilder Davison, Wilmington, Delaware, USA(US) (72+) Oy Kolster Ab (52+) Paperin liimaukseen tarkoitettu hartsiliimavalmiste stabiilina vesi-suspensiona ja menetelmä sen valmistamiseksi - För limning av papper avsett hartslimpreparat i form av en stabil vattensuspension och för-farande för dess framställning Tämä keksintö koskee uutta ja parannettua liimavalmistetta, joka perustuu vahvistettuun kolofoniin, ja tällaisen valmisteen valmistusmenetelmään.
FI-patenttijulkaisussa 53 978 on kuvattu hartsiliimakoostumuksia, jotka ovat stabiileja suspensioita dispersioina, jossa on kolofonihiukkasia vesiväliaineessa, hiukkasten sisältäessä vahvistettua kolofonia, joka on kolofonin ja -(^=(^-(^=0 ryhmän sisältävän happamen yhdisteen adduktiotuote, ja jolla on pieni saippuoitumis-aste, ja koostumukselle on tunnusomaista 95 ~ 2+0 %:n vesipitoisuus lopun ollessa kolofoniperustaista materiaalia, josta vähintään 5 % on vahvistettua kolofonia ja loput vahvistamatonta kolofonia happamen yhdisteen osuuden ollessa 1-20 % kolofo-niperustaisesta materiaalista ja saippuoitumisaste esitettynä käytettävissä olevien karboksyyliryhmien prosenttilukuna on 0,5 - 20 %, hiukkaskoon ollessa 0,03 - 3 jm ja seoksen sisältäessä oleellisesti ainoastaan edellä mainittuja komponentteja.
Tällä seoksella on se etu, että saadaan syntymään vahvistetun kolofonin vesisuspensio, joka on itsessään vaikea suspensiotyyppi valmistettavaksi ja joka suspensio on erittäin edullinen liimausseos ja joka voidaan saada syntymään ilman vieraiden aineiden käyttämistä. Täten voidaan saada aikaan stabiili seos käyttämällä ainoastaan liimamateriaaleja ja vettä; ei ole tarpeen lisätä muita materiaaleja, esimerkiksi kaseiineja, joiden tarkoituksena on toimia suspension dispergointiainei-na.
58507
Edellä mainitun patenttijulkaisun mukainen keksintö koskee myöskin menetelmää edellä esitetyn seoksen valmistamiseksi. Tämä menetelmä käsittää vaiheet, joissa muodostetaan epästabiili öljy-vedessä-emulsio, johon orgaanisessa liuottimessa oleva kolofoniperustainen materiaali on liuotettu, tämä epästabiili emulsio homogenoidaan ja orgaaninen liuotin poistetaan oleellisesti kokonaan esim. tislaamalla. Tuloksena saadaan yllättäin stabiili vesisuspensio. Menetelmä on yllättävä ensiksikin siinä, että epästabiili emulsio stabiloituu hamogenointivaiheessa ja toiseksi syntyneen vesisuspension stabiliteetti ei muutu liuottimen poistamisvaiheessa. Mainitussa patenttijulkaisussa on myöskin selitetty erästä muunnosta, jossa suunnilleen 10 # kolofoniperustaisesta materiaalista korvataan kolofonin jatkoaineella, joka on ei-kiteistä termoplastista hiilivetyhartsia, jonka happoluku on alle 1.. Jatkoaineen tarkoitus, joka täyteaine on verrattain halpaa materiaalia, on pienentää seoksen valmistuskustannuksia korvaamalla jonkin verran kolofoniperustaista materiaalia toisella halvemmalla materiaalilla.
Tämän keksinnön kohteena on parantaa edellä selitettyä seosta ja menetelmää ja tehdä valmistus taloudellisemmaksi, samalla kun säilytetään halutut tekniset edut aikaisempiin kolofoniperustaisiin liimaseoksiin verrattuna.
Keksinnön kohteena on paperin liimaukseen tarkoitettu hartsiliima-valmiste stabiilina vesisuspensiona, joka sisältää 5-60 paino-# kiinteitä hiukkasia, joiden halkaisija on 0,03~3 um ja menetelmä tämän hartsiliima-valmisteen valmistamiseksi muodostamalla oleellisesti epästabiili öljy-vedessä-emulsio, joka käsittää 95~^0 paino-osaa vettä ja 5_60 paino-osaa veden kanssa sekoittamattomaan orgaaniseen liuottimeen liuotettua kolofonikompo-nenttia ja jatkoainetta, jolloin kOlofonikomponentti on vahvistettua kolofonia tai vahvistetun ja vahvistamattoman kolofonin seosta, joka vahvistettu kolofoni on kolofonin ja sellaisen happamen yhdisteen addukti, joka sisältää ryhmän -CsC-C=0 M . ... . · » » ja jota on 2-12 paino-# suspension kokonaiskuiva-amemäärästä, ja kolofomma-teriaalin saippuoitumisaste on 0,015_0,9 milliekvivalenttia saippuoituja karboksyyli-ryhmiä yhtä suspension kokonaiskuiva-aineiden grammaa kohden, sekä jatkoaine on ei-kiteistä, termoplastista hiilivetyhartsia, jonka happoluku on alle 1, homogenisoimalla mainittu öljy-vedessä-emulsio ja sen jälkeen poistamalla veden kanssa sekoittuma-ton liuotin lähes kokonaan, jotta saadaan sellaisten hiukkasten emulsio, jotka koostuvat kolofonikomponentin ja hiilivetyhartsin seoksesta ja joiden hiukkaskoko on alueella 0,03-3 yum, jolloin veden kanssa sekoittumaton orgaaninen liuotin toimii sekä kolofonikomponentin että jatkoaineen kanssa eikä voi reagoida niiden kanssa.
Keksinnölle on tunnusomaista, että hiilivetyhartsipitoisuus on 25-65 paino-# seoksen määrästä ja että hiilivetyhartsin rengas-kuula-menetelmällä määritetty peh- . . , ,, . O , , menemispiste on välillä 45 ja 150 C ja molekyylipaino välillä 350 ja 2 000.
Kaupallisesti on keksinnön mukainen koostumus edullinen johtuen suuresta syntet-tisen hiilivetyhartsin määrästä, mikä selvästi alentaa kustannuksia. Teknisesti koos- 3 58507 tumus on edullinen syystä, että se on hyvin stabiili ja sillä on erinomaiset lii-mausominaisuudet huolimatta suuresta synteettisen hiilivetyhartsin määrästä.
Jotta tämän keksinnön mukaisen seoksen merkittävät edut tulisivat ilmeiseksi sen lisäksi mitä edellä mainitussa FI-patenttijulkaisussa on selitetty, on tarpeen villaista sekä mainitun synteettisen hartsin että sen suspensioiden fysikaalisia ominaisuuksia yleensä.
Määritetyt synteettiset hartsit ovat merkittäviä siinä, että niillä on melkoisesti erilainen ioniluonne kuin kolofoniperustaisella materiaalilla, synteettiset hartsit ovat nim. huomattavasti vähemmän polaarisia. Lisäksi niitä ei normaalisti pidetä suositeltavina liimamateriaaleiksi.
Suspensiot ovat herkkiä aineita ja ne ovat usein epästabiileja ja joiden stabiilit suspensiot ovat yleensä verrattain herkkiä niiden koostumuksen vaihteluille. Niiden stabiliteetti saadaan aikaan normaalisti dispergointiaineella, joka tässä tapauksessa on pieni määrä saippuoitua kolofoniperustaista materiaalia ja jolla on jonkin verran affiniteettia sekä vesifaasiin että öljyfaasiin. Molekyylien ioniluonteella on merkittävä osa suspensiorakenteessa ja tämä on pidettävä mielessä siksi, että huomattava synteettisen hartsin osuuden kasvattaminen, mikä tämän keksinnön mukaisesti tapahtuu, voi haitata suspension tasapainoa. Päinvastoin kuin mitä oleellisesti stabiilien suspensioiden valmistusalaa tuntematon voisi odottaa, ei ole mahdollista kompensoida näitä järjestelmän muutoksia muuttamalla dis-persioaineen konsentraatiota; pikemminkin tasapainossa aikaansaatava huomattavampi muutos tarkoittaa normaalisti sitä, että dispergointiaine itse on vaihdettava. Vaikkakaan ei kenties ole mahdotonta, että järjestelmä sietäisi verrattain alhaisen eli 10 #:n pitoisuuden synteettistä hartsia edellä mainitussa FI-patentin mukaisessa sovellutuksessa, on melko epätavallista, että synteettistä hartsia voidaan käyttää suurempia määriä tämän keksinnön mukaisesti ilman, että stabiliteetti kärsii .
Eräitä tämän keksinnön etuja voidaan katsoa johtuvan siitä, että kolofonipe-rustainen materiaalikomponentti ja synteettistä hartsimateriaalia oleva komponentti ovat läsnä seoksena, ts. kiinteä aine/kiinteä ainedispersiona. Vaikkakin tämä johtuu keksinnön mukaisesta solvaatioprosessissa edellä mainitussa tunnetussa sovellutuksessa, ei FI-patenttijulkaisussa ole annettu mitään vihjettä seoksesta.
Edellä esitetyssä tunnetussa sovellutuksessa termiä "kolofoniperustainen materiaali" on yleensä käytetty siten, että se ei sisällä synteettistä hartsimateriaalia, jota pidetään valinnanvaraisena lisäaineena.
Parhaana pidetyt suspensiot sisältävät noin 70 - noin 55 % vettä ja noin 30 -noin 1*5 % kiinteitä osia eli yhteensä näiden kahden summa on noin 100 %.
Suspensioiden kiinteiden aineiden osuus on seosta, joka sisältää oleellisesti 75 “ 35 paino-# kolofoniperustaista materiaalia (jota selitetään täydellisemmin jäljempänä) ja jota kutsutaan "komponentiksi (A)" ja 25 - 65 paino-# määrättyjä hii- 11 58507 livetyhartseja (joita yksityiskohtaisesti selitetään jäljempänä), joita kutsutaan "komponenteiksi (B)", näiden kahden osan kokonaismäärän ollessa noin 100 paino-#.
Tämän keksinnön mukaiset suspensiot ovat pysyviä aina noin 6 kuukauteen saakka ja kauemminkin. Suspension kuiva-aineet (ei-saippuoitu osuus) ovat läsnä hienoksi jaettuina hiukkasina, joilla useimmilla on hiukkaskoko noin 0,5 pm ja sitä pienempi. Hiukkasagglomeraatit, jos niitä on läsnä, voidaan poistaa haluttaessa suspensiosta tunnetuilla menetelmillä kuten seulomalla suspensio seulalla, jonka seulakoko on sopiva hiukkasagglomeraattien poistamiseksi.
Suspensioiden hiukkaset ovat mieluummin seoksena, joka sisältää noin 75 - **5 paino-# komponenttia (A) ja noin 25 - 55 paino-# komponenttia (B). Rajoitetumpi alue on 31 - 50 paino-# komponenttia (B).
Komponentti (A)
Ei ole välttämätöntä, että vahvistamatonta kolofonia on läsnä osana komponenttia (A); vahvistettua kolofonia on kuitenkin aina läsnä vähintään osana komponentista (A). Kaikki keksinnön mukaiset suspensiot sisältävät siten hiukkasia, jotka ovat seos hiilivetyhartsista ja vahvistetusta kolofonista ja seos voi sisältää tai olla sisältämättä vahvistamatonta kolofonia.
Seoksen vahvistamattoman kolofonin osuus, jos sitä on läsnä, voi olla jotakin kaupallisesti saatavissa olevaa kolofonityyppiä kuten esim. uuttokolofonia, kumi-kolofonia ja mäntyöljykolofonia raakanatai jalostettuna. Haluttaessa voidaan käyttää myöskin kahden tai useamman tällaisen kolofonin seosta. Vahvistamaton koloföni voi olla osittain tai oleellisesti kokonaan hydrogenoitu ja sitä voidaan käsitellä formaldehydilla kiteytymisen estämiseksi.
Vahvistettu kolofoni on tunnettu ammattipiireissä ja on Diels-Alder additio-reaktiotuote kolofonista ja happamesta yhdisteestä, joka sisältää -C=C-C=0 ryhmän, I I t ja joka on saatu kuumentamalla kolofoni ja hapon yhdiste lämpötilaan noin 150 - 210 C. Vahvistettua kolofonia kutsutaan joskus "kolofoniadduktiksi".
Esimerkkejä happamista yhidsteistä, jotka sisältävät -(J=C-C=0 ryhmän ja joita voidaan käyttää vahvistetun kolofonin valmistamiseksi, ovat yhdisteet, jotka sisältävät tyydyttämättömiä orgaanisia happoja ja niiden tunnettuja anhydrideja, joista eräitä esimerkkejä ovat akryylihappo, fumarihappo, maleiinihappo, maleiinianhydridi, itakonihappo, itakonianhydridi, sitrakonihappo ja sitrakonianhydridi. Hapanta yhdistettä, joka sisältää -C=C-C=0 ryhmän, kutsutaan jäljempänä "happameksi yhdisteeksi" .
Vahvistetun kolofonin valmistamiseen käytetty kolofoni voi olla jotakin yllä esitellyistä hartseista. Vahvistettuna kolofonia voidaan myöskin käyttää vahvistettua kolofonia, joka on oleellisesti kokonaan hydrogenoitu Diels-Alder adduktin muodostamisen jälkeen.
Tämän keksinnön tarkoituksiin kuiva-aineessa läsnäolevan happamen yhdisteen määrä on kriitillinen ja se on noin 2 - noin 12, edullisesti noin h - noin 8 paino-# laskettuna perustuen suspension kuiva-aineiden kokonaismäärästä. Oleellisesti kaikki 5 58507 hapan yhdiste on adduktiomuodossa kolofonin kanssa, mikä tarkoittaa sitä, että läsnä on vähän tai ei ollenkaan vapaata hapanta yhdistettä. Vahvistettua kolofonia, joka sisältää enemmän adduktoitua happanta yhdistettä kuin edellä mainittu yläraja, voidaan käyttää, jolloin on ainoastaan välttämätöntä yhdistää seokseen jonkin verran vahvistamatonta kolofonia, niin että syntyvässä seoksessa hiilivetyhartsiin sekoittamisen jälkeen on kuiva-ainepitoisuus, jossa on haluttu määrä hapanta yhdistettä, jossa oleellisesti kaikki on kolofoniadduktimuodossa.
Saippuoidun vahvistetun kolofonin tai saippuoimattoman kolofonin tai näiden -2 ... . .
molempien seoksessa läsnäoleva määrä, on 1,5 x 10 - 0,9 milliekvivalenttia saip puoitua karboksyylia suspension kokonaiskuiva-ainepitoisuuden grammaa kohti.
Komponentt i (B) Tässä keksinnössä käytetyt hiilivetyhartsit ovat ei-kiteisiä termoplastisia synteettisiä polymeerejä, joiden rengas ja kuula pehmenemispiste on noin 1+5 -150°C ja edullisesi noin 50 - 90°C; molekyylipaino alueella noin 350 - 2000 ja edullisesti noin 1+00 - 900; ja happoluku pienempi kuin noin 1. Nämä hiilivetyhartsit voidaan valmistaa tunnetuilla menetelmillä homopolymeroimalla ja kopolymeroimalla etyleenisesti tyydyttämättömiä hiilivetymonomeereja, jotka sisältävät ainoastaan vetyä ja hiiltä molekyylirakenteessaan.
Yllä mainitut vaatimukset sisältäviä hiilivetyhartseja voidaan saada nestemäisistä maaöljytisleistä, joidenkiehumisalue on noin 20 - 280°C ja edullisesti noin . o ... . .
30 noin 11+0 C tai joistain näillä alueilla kiehuvista osa tisleistä.
Keksinnön toteuttamiseen voidaan myös käyttää terpeenihartseja, joilla on edellä mainitut ominaisuudet.
Krakattujen maaöljytisleiden sijasta voidaan myöskin käyttää tyydyttämättömiä hiilivety-yhdisteitä, jotka ovat peräisin muista raaka-aineista joko pelkästään tai seoksena. Siten synteettisesti kehitettyjä etyleenisesti tyydyttämättömiä hiilivetyjä joko yksinään tai seoksena muiden synteettisesti valmistettujen tai luonnosta peräisin olevien etyleenisesti tyydyttämättömien hiilivetyjen kanssa voidaan polymeroida, jotta saataisiin syntymään tässä keksinnössä käytettäväksi sopivia hiilivetyhartseja. Vaaditaan ainoastaan, että polymeerillä on edellä esitetyt ominaisuudet. Siten voidaan verrattain puhtaita hiilivety-yhdisteitä, kuten diolefiineja ja olefiineja, homopolymeroida tai polymeroida seoksessa vaihtelevien määrien kanssa syklisiä diolefiineja tai syklisiä olefiineja tai molempia tai substituoituja bentseenihiilivetyjä, kuten styreeniä, o(-metyylistyreeniä, vinyylitolueenia tai divinyylibentseeniä, että saataisiin syntymään hartseja, joilla on edellä mainitut ominaisuudet. Erilaisia osuuksia näitä tyydyttämättömiä hiilivetyjä jostakin tai kaikista yllä mainituista luokista voidaan sekoittaa tiettyihin osiin krakattua tisleitä, jotta saataisiin syntymään hartsin muodostamiseen sopivia materiaaleja.
Hiilivetyhartsit voidaan valmistaa antamalla hiilivetyjen reagoida sopivan katalysaattorin tai aktivoivan aineen läsnäollessa tai käyttämällä pelkästään lämpöä. Käytettyjä katalysaattoreita ovat happamat katalysaattorit, kuten A1C1 , 6 58507
ZnCl^, BF^, H^SOj^, H^PO^, ja happanet alumiinioksidit, anioniset katalysaattorit, kuten metallinen litium ja natrium tai näiden alkyylijohdannaiset, metallikoordi-naattikatalysaattorit, kuten alumiinitri-isobutyyli ja TiCl^ tai TiCl , ja vapaat radikaalikatalysaattorit, kuten bentsoyyliperoksidi, kumeenihydroperoksidi, tert-butyylihydroperoksidi ja vetyperoksidi. Käytetyt lämpötilat voivat vaihdella riippuen monomeereista ja käytetyistä katalysaattoreista ja nämä ovat tunnettuja am-mattipiireissä.
Sen jälkeen kun reaktio on oleellisesti loppuun suoritettu, kaikki jäljelle jäänyt katalysaattori voidaan haluttaessa poistaa. Reagoimattomat hiilivedyt ja pienimolekyylipainoiset materiaalit voidaan poistaa tyhjö- tai höyryt islaamalla. Seuraavat hartsit ovat tyypillisiä tässä keksinnössä käytettyjä hiilivetyhartseja.
Hartsi A
Tässä keksinnössä käytettäväksi sopiva hiilivetyhartsi on maaöljyperustainen hartsi jota on saatavissa kaupallisesti nimellä "Piccopale 70", valmistaja
Pennsylvania Industrial Chemical Corporation. Tämän hartsin rengas ja kuula peh- . . . o , , menemispiste on noin 70 C, molekyylipaino on noin 800 ja happoluku pienempi kuin 1.
Hartsi B
Toinen sopiva maaöljyperustainen hiilivetyhartsi on kaupallisesti saatavissa oleva "Piccopale 100", valmistaja Pennsylvania Industrial Chemical Corporation.
Tällä hartsilla on rengas ja kuula pehmenemispiste noin 100°C, molekyylipaino noin 1 i+00 ja happoluku pienempi kuin 1.
Hartsi C
Eräs hiilivetyhartsi, jota voidaan käyttää tässä keksinnössä, on vinyyli-tolueenikopolymeeri, jota on saatavissa kaupallisesti nimellä ficcotex 120", valmistaja Pennsylvania Industrial Corporation ja jonka molekyylipaino on noin 1^00 ja . . . . o rengas ja kuula pehmenemispiste noin 120 C. Happoluku tällä hartsilla on pienempi kuin 1.
Hartsi D
Eräs hartsi, jota voidaan käyttää tässä keksinnössä, on vinyylitolueenikopoly-meeri, joka on hydrogenoitu alfa-arvoon alle 0,05 (262 nm). Tällä hartsilla on rengas ja kuula pehmenemispiste noin 135°C ja molekyylipaino noin 1^00. Tämän hartsin happoluku on pienempi kuin noin 1.
Terpeenihartsit ovat hiilivetyhartseja, ja kuten edellä mainittiin, niillä on ominaisuuksia, jotka sopivat tähän keksintöön. Teoksessa Encyclopedia of Chemical Technology Voi. 1H, The Insterscience Encyclopedia, Inc, New York, 1955» mainitaan, että sulfaattitärpätit käsittävät painon 60 - 65 paino-# o(-pineeniä ja 25 - 35 paino-# ^-pineeniä. Jalostettua sulfaattitärpättiä (200 osaa) lisätään tiputtamalla hämmennettyyn seokseen, jossa on i+50 osaa kuivaa tolueenia ja 18 osaa alumiiniklo-ridia. Lämpötila pidetään lisäyksen aikana U - 10°C:ssa jäähdyttämällä. Lisäysaika on 55 minuuttia. Reaktiota jatketaan 8 - 10°C:ssa k tunnin ajan, minkä jälkeen 7 58507 tärpätin lisääminen on suoritettu. Vesi (22°C) lisätään sekoittamalla, samalla kun lämpötila pidetään 20°C alapuolella. 15 minuuttia veden lisäämisen jälkeen seokseen lisätään 1*5 osaa kalsiumhydroksidia ja seosta kuumennetaan ja se pidetään 70°C:ssa 20 minuutin ajan. Kuuma seos suodatetaan ja suodatekakku pestään tolueenilla ja pesunesteet yhdistetään suodokseen. Kun suodos jäähtyy, muodostuu lisää kiinteitä aineita, ja ne erotetaan uudelleen suodatuksella. Näin syntyvä suodos erotetaan käyttämällä lämmitykseen kuumennettua öljykylpyä. Erottaminen lopetetaan 120 mm:n paineessa öljykylvyn lämpötilan ollessa 200°C. Jäännös on pehmeä terpeenihiilivety- hartsi, joka sisält-iä terpeenihiilivetyjen polymerointituotteita ja sen molekyylipai- . . . . . . o no on noin 500 ja rengas ja kuula pehmenemispiste noin 75 C. Tätä hertsiä kutsutaan jäljempänä nimellä "hartsi E". Tämän hartsin ylätisleiden poisto tyhjössä antaa jäännöksen, jonka molekyylipaino on noin 8Ao ja rengas ja kuula pehmenemispiste noin 115°C. Hartsia kutsutaan jäljempänä nimellä "hartsi F".
Kun valmistetaan sopiva suspensio tähän keksintöön käytettäväksi, on ensiksi valmistettava oleellisesti epästabiili öljy-vedessä-emulsio sekoittamalla keskenään vesiväliaine, joka sisältää vettä ja johon on liuotettu materiaalia, esimerkiksi saippuoitua hartsia, saippuoitua vahvistettua kolofonia, alkaälista materiaalia, joka voi muodostaa saippuan kolofonin kanssa ja vahvistettua kolofonia käytettäessä niitä seoksena, ja kolofoniperustaisen materiaalin ja hiilivetyhartsin liuos liuotetaan veteen sekoittumattomaan orgaaniseen liuottimeen, kuten bentseeniin. Alan asiantuntijalle on selvää, että yllä mainittujen komponenttien osuuksia on säädettävä, jotta saataisiin suspensio, joka sisältää halutut määrät vettä ja kiinteitä aineita lopullisessa tuotteessa.
Stabiili öljy-vedessä-emulsio valmistetaan homogenoimalla epästabiili öljy-vedessä-emulsio. Saippuoitu hartsi tai saippuoitu vahvistettu kolofoni tai molemmat, jotka ovat alussa mukana vesiväliaineessa tai jotka on muodostettu paikan päällä alkaalisen materiaalin ja kolofonin tai vahvistetun kolofonin reaktiolla, toimivat ainoana emulsion emulgointiaineena.
Kun oleellisesti stabiili öljy-vedessä-emulsio on valmistettu, oleellisesti kaikki veteen sekoittumaton orgaaninen liuotin, johon hiilivetyhartsi ja hartsipoh-jainen materiaali on liuotettu, poistetaan esim. tislaamalla. Kun oleellisesti kaikki veteen-sekoittumaton orgaaninen liuotin on poistettu, on saatu syntymään oleellisesti stabiili vesidispersio hienojakeisista hiukkasista, jotka ovat seos hiilivetyhartsin ja kolofoniperustaisen materiaalin seos.
Valmistettaessa tämän keksinnön mukaisia stabiileja suspensioita pidetään parhaana käyttää vesiväliaineita, joka sen jälkeen sekoitetaan veteensekoittumatto-maan orgaaniseen liuottimeen, jossa on hiilivetyhartsia ja kolofoniperustaista materiaalia alkaalisen materiaalin vesiliuoksessa. Sopivia alkaalisia materiaaleja ovat tavalliset orgaaniset ja epäorgaaniset emäkset, joita käytetään hartsin saippuan tai vahvistetun hartsin saippuan muodostamiseksi. Eräitä esimerkkejä sopivista al-kaalisista materiaaleista ovat litiumhydroksidi, natriumhydroksidi, kaliumhydroksidi, 8 58507 litiumkarbonaatti, natriumkarbonaatti, kaliumkarbonaatti, ammoniakki, ja vesiliukoiset ^amiinit kuten morfolini, etyyliamiini, n-propyyliamiini ja n-butyyliamiini. Parhaana pidettyjä liuoksia ovat ne, jotka on valmistettu liuottamalla joko kalium-hydroksidia tai natriumhydroksidia veteen haluttu määrä. On selvää, että vesi liuoksia, jotka sisältävät enemmän kuin yhtä yllä mainituista aikalisistä materiaaleista, voidaan haluttaessa käyttää.
Ammattimiehelle on ilmeistä, että hartsisaippua tai vahvistetun kolofonin saippua voidaan valmistaa tunnetuilla menetelmillä ja liuottaa veteen, jotta saataisiin syntymään vesiliuos tässä keksinnössä käytettäväksi. Siten kolofoni saippuan tai/ja vahvistetun kolofonisaippuan paikan päällä valmistamisen sijasta, joka on parhaana pidetty menetelmä, saippua voidaan valmistaa erikseen ja etukäteen. Liuos, joka muodostaa öljy-vedessä-emulsion dispersiofaasin, valmistetaan liuottamalla haluttu määrä hiilivetyhartsia ja haluttu määrä kolofoniperustaista materiaalia veteen sekoittumattomaan orgaaniseen liuottimeen, joka on liuotin sekä hiilivety-hartsille että kolofoniperustaiselle materiaalille. Vaikkakin on useita liuottimia, jotka täyttävät yllä mainitut vaatimukset ja niitä voidaan käyttää tässä esitetyssä menetelmässä, parhaana pidetty liuotin on bentseeni. Esimerkkejä muista liuottimista, joita voidaan käyttää, ovat propyleeni dikloridi, tolueeni ja hiilitetrakloridi. Haluttaessa voidaan myös käyttää kahden tai useamman liuottimen seoksia, vaikkakaan tämä ei ole suositeltavaa. Koska liuotin poistetaan sinä aikana, kun valmistetaan keksinnön mukainen vesisuspensio, pitäisi määrän, joka käytetään liuoksen muodostamiseksi, olla taloudellisista syistä mahdollisimman pieni. Ammattimiehelle on selvää, että käytetyn liuottimen määrää voidaan vaihdella verrattain laajoissa rajoissa, jolloin minimimäärä on sellainen, että se riittää liuottamaan komponentit (A) ja (B) mieluummin huonelämpötilassa ja maksimimäärä riippuu ensisijassa taloudellisista seikoista. Komponentin (A) ja (B) määrä on tavallisesti se, mikä halutaan lopulliseen vesisuspensioon. Vesisuspension kuiva-ainepitoisuutta voidaan haluttaessa lisätä poistamalla jonkin verran vettä esimerkiksi tislaamalla. Valmistettaessa orgaaninen liuotinliuos tässä keksinnössä käytettäväksi on suositeltavaa, että liuos käsittää noin 25 - noin 100 paino-osaa kuiva-aineita kutakin 100 liuottimen paino-osaa kohti.
Alkaalisen materiaalin määrää, joka käytetään valmistettaessa vesiväliaine, voidaan vaihdella riippuen käytetystä alkaalisesta materiaalista.
Valmistettaessa esiemulsioita ennen liuottimen poistamista orgaanisen liuotin-liuoksen määrät ja vesiväli aineen määrät riippuvat kunkin koostumuksesta ja lisäksi tavallisesti vesisuspension lopputuloksen halutusta koostumuksesta. Kuten edellä on mainittu, liuottimen poistamisen jälkeen voidaan poistaa jonkin verran vettä, jotta saataisiin korkeamman kuivaainepitoisuuden omaava vesisuspensio. Vesiväliai-neen ja orgaanisen liuottimen määrien asettelu on alan asiantuntijalle esillä olevan keksinnön perusteella helppoa. Siten esim. orgaanisen liuotinliuoksen ja sen kanssa sekoitetun vesiväliaineen määrä määritetään siten että riittävästi alkaalista 9 58507 materiaalia on mukana, jotta saataisiin syntymään haluttu määrä saippuoitua karbok-syylia lopulliseen tuotteeseen. Vesiväliaineen painosuhde orgaaniseen liuotin-liuokseen voi vaihdella alueella 1:1 - 3:1. Käytetyn vesiväliaineen määrän täytyy olla sopiva, jotta estettäisiin primäärisen emulsion inversio. Taloudelliset syyt rajoittavat liiallista veden käyttöä, koska liiallinen vesi muodostaa suspension, jossa on verrattain alhainen kuiva-ainepitoisuus laivauksen, varastoinnin ja vastaavan kannalta. Veden kuljettaminen ja/tai varastointi erityisesti silloin, kun se ei ole välttämätön, on ei-toivottua ja kallista.
Jäljempänä selitetään joitakin keksinnön sovellutuksia esimerkkien muodossa.
Esimerkki 1 Tämä esimerkki kuvaa fumaarihapolla vahvistetun kolofonin valmistamista. Fumaarihaposta (16 osaa) muodostetaan addukti lämpötilassa noin 205°C mäntyöljykolofo-nin kanssa, jolloin jälkimmäistä on 81+ osaa. Fumaarihappo liuokenee sulatettuun mäntyöljykolofoniin ja reagoi sen kanssa, jolloin saadaan fumaarihapolla vaihvistettu mäntyöljykolofoni. Sen jälkeen kun oleellisesti kaikki fumaarihappo on reagoinut mäntyöljykolofonin kanssa, vahvistettu kolofoni jäähdytetään huoneenlämpötilaan (noin 23°C). Vahvistettu kolofoni sisältää 16 % fumaarihappoa, josta oleellisesti kaikki on adduktimuodossa.
Seuraavat esimerkit kuvaavat tätä keksintöä. Kaikki osat ja prosentit perustuvat painoon, ellei toisin mainita.
Esimerkki 2
Valmistetaan liuos liuottamalla 31,3 osaa .vahvistamatonta formaldehydillä käsiteltyä mäntyöljykolofonia (vahvistamaton kolofoni), 37,5 osaa vahvistettua esimerkin 1 kolofonia, ja 31,2 osaa hartsia (A) 100 osassa bentseeniä. Näin syntynyt liuos sekoitetaan hyvin esikuumennettuun (noin 4o°C) vesiliuokseen, joka on valmistettu liuottamalla 0,1+3 osaa natriumhydroksidia 200 osaan vettä, jotta saataisiin syntymään öljy-vedessä emulsio. Natriumhydroksidi reagoi vahvistamattoman kolofonin ja/tai vahvistetun kolofonin karboksyylien kanssa, ja syntyy kolofoniperustaista saippuaa. Tämä emulsio, joka on oleellisesti epästabiili, kuljetetaan kahdesti homogenointilaitteen läpi, homogenointipaineiden ollessa noin 2U5-28O kp/cm . Näin syntynyt tuote on öljy-vedessä-emulsio, jolla on erittäin hyvä stabiliteetti ja jossa kolofoniperustainen saippua toimii emulgointlaineena. Sen jälkeen poistetaan bentseeni oleellisesti kokonaan emulsiosta tislaamalla, jolloin saadaan syntymään hyvin stabiili vesi suspensio. Suspension kuiva-ainepitoisuus on noin 35 %·> josta noin 31,2 % on hartsia (A). Noin 6 % kuiva-ainepitoisuudesta on adduktimuodossa olevaa fumaarihappoa. Kolofoniperustainen saippua on läsnä suspension stabilisaattorina määrässä noin 0,108 milliekvivalenttia karboksyyliä kokonaiskuiva-ai-nepitoisuuden grammaa kohti.
Esimerkki 3
Esimerkki 2 toistetaan muuten, paitsi että käytetään 62,5 osaa hartsin (Λ).
Tässä esimerkissä ei käytetä ollenkaan vahvistamatonta kolofonia. Suspensio on 10 58507 hyvin stabiili ja kuiva-ainepitoisuus eli jähmepitoisuus on noin 35 #, josta noin 6 % on adduktimuodossa olevaa fumaarihappoa ja noin 62,5 % on hartsia (A).
Jotta määrättäisiin kummankin esimerkin 2 ja 3 mukaisen vesisuspension lii-mauskyky, valmistetaan käsiarkkeja, käyttämällä yksinomaisena liimausaineena suspensioita. Käsiarkkien valmistamiseksi Rayonier valkaistua sulfaattiselluloosaa suspendoidaan vakiokovaan veteen ja jauhetaan 750 millilitran S-R jauhatus-asteeseen "Noble ja Wood" syklisessä holanterissa. Liimalisäykset tehdään 2 litran osuuksiin jauhettua lietettä, joka on laimennettu 2,5 prosenttiseksi kiinteitä osia sisältävänä painon mukaan laskettuna. Alumiinisulfaattia lisätään riittävästi kuhunkin liimalietteeseen, jotta saataisiin sen pH-luvuksi noin U,5. Liete laimennetaan sen jälkeen siten, että sen pitoisuus on 0,27 % käyttämällä hapanta alumiini sulfaattilaimennusvettä.
Liuotettu tai laimennettu vesi valmistetaan alentamalla kohtuullisen kovuuden omaava veden pH-luku arvoon 5,0 rikkihapolla ja sen jälkeen lisätään tarpeellinen määrä alumiinisulfaattia, jotta saataisiin syntymään 5 ppm liukenevaa alumiinia. Yksi litra massalietettä laimennetaan lisäksi happo-alumiinisulfaatti-laimennusveden kanssa arkkimuottiin pitoisuuteen 0,025 #, jotta saataisiin neliö-massaltaan 18 kg:n käsiarkki (61 x 91 cm - 500 arkin riisi) käyttämällä "Noble ja Wood" paperin valmistuslaitettä. Käytetään suljettua jätevesijärjestelmää. Muodostuneet arkit märkäpuristetaan arvoon 33 % kiinteitä osia ja sen jälkeen kuivataan lämpötilassa 116°C höyryrumpukuivaajalla. Kaikki käsiarkit ilmastoidaan vähintään päivän ajan lämpötilassa 23 C ja 50 %:n kosteuspitoisuudessa ja ne testataan tässä ympäristössä liimaominaisuuksien kannalta käyttämällä "Hercules" liimaus-testiä.
Taulukko 1 alempana esittää liimaustulokset liimakonsentraation ollessa 0,5 %· Liimakonsentraatio perustuu painoon ja nimenomaan kuivan massa painoon. Siten 0,5 #:n liimapitoisuus osoittaa sitä, että on lisätty 0,5 paino-# määrätyn esimerkin vesi-suspension kuiva-ainepitoisuudesta, laskettuna kuivan massan painosta.
Taulukko 1
Esimerkin liima "Hercules"-liimaustesti tulokset sekunteina pH U,5 2 132 3 93
Esimerkki k
Valmistetaan liuos liuottamalla 31,3 osaa formaldehydillä käsiteltyä mänty-öljykolofonia (vahvistamaton kolofoni), 37,5 osaa esimerkin 1 vahvistettua kolofonia ja 31,2 osaa hartsia (B) 100 osaan bentseeniä. Näin syntynyt liuos sekoitetaan hyvin esikuumennettuun (noin ä0°C) vesiliuokseen, joka on valmistettu liuottamalla 0,13 osaa natriumhydroksidia 200 osaan vettä, jotta saataisiin syntymään öljy-vedessn-emulsio.
" 58507
Natriumhydroksidi reagoi vahvistamattoman kolofonin ja/tai vahvistetun kolofonin karboksyylien kanssa ja syntyy kolofoni perustaista saippuaa. Tämä emulsio, joka on oleellisesti epästabiili, kuljetetaan kahdesti homogenointilaitteen (esikuumennettu noin Uo°C lämpötilaan) kautta homogenointipaineiden ollessa noin 2h^-2d0 kg/cra^.
Näin syntynyt tuote on öljy-vedessä-emulsio, jolla on erittäin hyvä stabiliteetti ja jossa kolofoni- ja/tai fumaarihapolla vahvistettu kolofonisaippua toimii järjestelmän emulgointiaineena. Tämän jälkeen poistetaan bentseeni oleellisesti kokonaan emulsiosta tislaamalla, jolloin saadaan syntymään hyvän stabiliteetin omaava vesisuspensio. Suspension kuiva-ainepitoisuus on noin 35 %> josta noin 31,2 % on hartsia (B). Noin 6 % kuiva-ainepitoisuudesta on adduktimuodossa olevaa fumaari-happoa. Kolofoniperustainen saippua, joka on läsnä systeemissä, toimii suspension stabilisaattorina ja sen määrä on noin 0,108 milliekvivalenttiin karboksyylia koko-naiskuiva-ainepitoisuuden grammaa kohti.
Esimerkki 5
Esimerkki k toistettiin muuten, paitsi että käytetään 1*6,9 osaa hartsia (B) ja 25,6 osaa vahvistamatonta kolofonia. Suspensiolla on hyvä stabiliteetti ja kuiva-ainepitoisuus on noin 35 %i noin 1*6$ #siitä on hartsia (B) ja 6 % siitä on adduktimuodossa olevaa fumaarihappoa.
Esimerkki 6
Esimerkki 1+ toistetaan käyttämällä 62,5 osaa hartsia (B) eikä ollenkaan vahvistamatonta kolofonia. Suspensiolla on hyvä stabiliteetti kuiva-ainepitoisuus on noin 35 %i noin 62,5 % siitä on hartsia (B) ja noin 6 % siitä on adduktimuodossa olevaa fumaarihappoa.
Kunkin esimerkin 1*, 5 ja 6 suspension liimauskyky määritetään samalla tavalla kuin esimerkeille 2 ja 3. Tulokset on esitetty taulukossa II.
Taulukko II
Esimerkin liima "Hercules"-liimaustesti tulokset sekunteina pH 1*,5 U 133 5 115 6 7 6
Esimerkki 7
Valmistetaan liuos liuottamalla 31,3 osaa formaldehydillä käsiteltyä män-työljykolofonia (vahvistamaton kolofoni), 37»5 osaa vahvistettua esimerkin 1 kolofonia ja 31,2 osaa hartsia (E) 100 osaan bentseeniä. Näin syntynyttä liuosta sekoitetaan hyvin esikuumennetuh (noin 1*0°C) vesiliuoksen kanssa, joka on valmistettu liuottamalla 0,1*3 osaa natriumhydroksidi a 200 osaan vettä ja saadaan syntymään öljy-vedessä-emulsio. Natriumhydroksidi reagoi kolofonin ja/tai vahvistetun kolofonin karboksyylien kanssa ja syntyy kolofoniperustaista saippuaa, tämä emulsio, 12 58507 joka on erittäin epästabiili, kuljetetaan kahdesti kaupallisen homogenointilait- teen (esikuumennettu lämpötilaan noin 1+0°C) kautta homogenointipaineiden ollessa 2 noin 2k5-280 kp/cm . Näin syntynyt tuote on öljy-vedessä-emulsio, jolla on erittäin hyvä stabiliteetti ja jossa kolofoni ja/tai fumaarihapolla vahvistetut kolofoni-saippua toimii emulgointlaineena. Tämän jälkeen oleellisesti kaikki bentseeni poistetaan emulsiosta tislaamalla, jolloin saadaan syntymään hyvin stabiili vesisuspensio. Suspension kuiva-ainepitoisuus on noin 35 %, josta noin 31,2 % on hartsia (E). Kuiva-ainepitoisuudesta on noin 6 % adduktimuodossa olevaa fumaarihappoa. Kolofo-niperustainen saippua on sama kuin esimerkissä 2.
Esimerkki 8
Esimerkki 7 toistetaan käyttämällä 1+6,9 osaa hartsia (E) ja 25,6 osaa vahvistamatonta kolofonia. Suspensiolla on hyvä stabiliteetti ja kuiva-ainepitoisuus noin 35 jolloin siitä on noin 1+6,9 % hartsia (E) ja noin 6 % adduktimuodossa olevaa fumaarihappoa.
Esimerkki 9
Esimerkki 7 toistetaan käyttämällä 62,5 osaa hartsia (E) eikä ollenkaan vahvistamatonta kolofonia. Suspensiolla on hyvä stabiliteetti kuiva-ainepitoisuus noin 35 %i jolloin siitä on noin 62,5 % hartsia (E) ja noin 6 % adduktimuodossa olevaa fumaarihappoa.
Esimerkkien 7> 8 ja 9 suspensioiden liimausominaisuus määritetään samalla tavalla kuin esimerkeille 2 ja 3. Tulokset on esitetty taulukossa III.
Taulukko III
Esimerkin liima Hercules liimaustesti tulokset sekunteina pH l+,5 7 156 8 159 9 127
Esimerkki 10
Valmistetaan liuos liuottamalla 31,3 osaa formaldehydillä käsiteltyä män-työljykolofonia (vahvistamaton kolofoni), 37»5 osaa vahvistettua esimerkin 1 mukaista kolofonia, ja 31,2 osaa hartsia (C) 100 osaan bentseeniä. Näin syntynyttä liuosta sekoitetaan hyvin esikuumennetun (noin 1+0°C) vesiliuoksen kanssa, joka on valmistettu liuottamalla 0,1+3 osaa natriumhydroksidia 200 osaan vettä, jotta saataisiin syntymään öljy-vedessä-emulsio. Natriumhydroksidi reagoi kolofo-nin ja/tai vahvistetun kolofonin karboksyylien kanssa ja syntyy kolofoniperustaista saippuaa. Tämä emulsio, joka on oleellisesti epästabiili, kuljetetaan kahdesti kaupallisen homogenointilaitteen (esikuumennettu lämpötilaan noin 1+0°C) läpi homogenointipaineiden ollessa noin 21+5-280 kp/cm . Näin syntynyt tuote on öljy-vedessä-emulsio, jolla on erittäin hyvä stabiliteetti ja jossa kolofoni- ja/tai fumaarihapolla vahvistettu kolofonisaippua toimi sys- 13 58507 teemin emulgointlaineena. Tämän jälkeen oleellisesti kaikki bentseeni poistetaan emulsiosta tislaamalla, jolloin saadaan syntymään hyvin stabiili vesisuspensio. Suspension kuiva-ainepitoisuus on noin 35 %, josta noin 31,2 % on hartsia (C). Noin 6 % kuiva-ainepitoisuudesta on adduktimuodossa olevaa fumaarihappoa. Kolofoniperus-tainen saippua, jota on läsnä systeemissä toimii suspension stabilisaattorina ja sen määrä on sama kuin esimerkissä 2.
Esimerkki 11
Esimerkki 10 toistetaan käyttämällä 1*9,6 osaa hartsia (C) ja 25,6 osaa vahvistettua kolofonia. Suspensiolla on hyvä stabiliteetti ja kuiva-ainepitoisuus noin 35 %\ jolloin siitä on noin 1+9,6 % hartsia (C) ja noin 6 % adduktimuodossa olevaa fumaarihappoa.
Esimerkki 12
Esimerkki 10 toistetaan käyttämällä 62,5 osaa hartsia (C) eikä ollenkaan vahvistamatonta kolofonia. Suspensiolla on hyvä stabiliteetti ja kuiva-ainepitoisuus noin 35 %* jolloin siitä on noin 62,5 % hartsia (C) ja noin 6 % adduktimuodossa olevaa fumaarihappoa.
Esimerkkien 10, 11 ja 12 suspensioiden liimausominaisuudet on määritetty samalla tavalla kuin esimerkeillä 2 ja 3· Tulokset on esitetty taulukossa IV.
Taulukko IV
Esimerkin liima Hercules liimaustesti, tulokset sekunteina pH U,5 10 137 11 123 12 33
Esimerkki 13
Valmistetaan liuos liuottamalla 31»3 osaa formaldehydillä käsiteltyä män-työljykolofonia (vahvistettu kolofoni), 37»5 osaa vahvistettua esimerkin 1 raukaista kolofonia, ja 31»2 osaa hartsia (D) 100 osaan bentseeniä. Näin syntynyt liuos sekoitetaan hyvin esikuumennetun (noin 1»0°C) vesiliuoksen kanssa, jolloin tämä on valmistettu liuottamalla 0,1*3 osaa natriumhydroksidia 200 osaan vettä, jotta saataisiin syntymään öljy-vedessä-emulsio. Natriumhydroksidi reagoi kolofonin ja/tai vahvistetun kolofonin karboksyylien kanssa, jolloin syntyy kolofoniperustainen saippua. Tämä emulsio, joka on oleellisesti epästabiili, kuljetetaan kahdesti kaupallisen homogenointilaitteen läpi (esikuumennettu lämpötilaan noin 1+0°C) homogenointipainei-den ollessa noin 21*5-280 kp/cm . Näin syntynyt tuote on öljy-vedessä-emulsio, jolla on erittäin hyvä stabiliteetti ja jossa kolofoni ja/tai fumaarihapolla vahvistettu kolofonisaippua toimii systeemin emulgaattorina. Tämän jälkeen oleellisesti kaikki bentseeni poistetaan emulsiosta tislaamalla, jolloin saadaan syntymään erittäin stabiili vesisuspensio. Suspension kuiva-ainepitoisuus on noin 35 %, jolloin siitä
Ill 5 8507 on noin 31»2 % hartsia (D). Kuiva-ainepitoisuudesta on noin 6 % adduktimuodossa olevaa fumaarihappoa. Kolofoniperustainen saippua toimii systeemissä suspension stabilisaattorina ja sen määrä on sama kuin esimerkissä 2.
Esimerkki 14
Esimerkki 13 toistetaan käyttämällä 1+6,9 osaa hartsia (D) ja 25,6 osaa vahvistamatonta kolofonia. Suspensiolla on hyvä stabiliteetti ja kuiva-ainepitoisuus noin 35 %\ jolloin siitä on noin 1+6,9 % hartsia D ja noin 6 % adduktimuodos-sa olevaa fumaarihappoa.
Esimerkki 15
Esimerkki 13 toistetaan käyttämällä 62,5 osaa hartsia (D) eikä ollenkaan vahvistamatonta kolofonia. Suspensiolla on hyvä stabiliteetti ja kuiva-ainepitoisuus noin 35 %\ jolloin siitä on noin 62,5 # hartsia (D) ja noin 6 % adduktimuo-dossa olevaa fumaarihappoa.
Esimerkkien 13, 1U ja 15 suspensioiden liimausominaisuudet määritetään kuten esimerkkien 2 ja 3 suspensioille. Tulokset on esitetty taulukossa V.
Taulukko V
Esimerkin liima Hercules liimaustesti tulokset sekunteina pH U,5 13 130 11+ 115
15 5U
Esimerkki 16
Kantokolofoni, jota on noin 1U60 osaa, kuumennetaan sulamislämpötilaan, jotta saataisiin syntymään sulaa massaa. Tähän sulaan massaan lisätään 278 osaa fumaari-happoa. Fumaarihappo lisätään hitaasti hämmentämällä. Fumaarihapolla vahvistettu kolofoni, joka on tällä tavoin syntynyt, jäähdytetään huoneenlämpötilaan. Addukti-muodossa olevan fumaarihapon määrä on 16 paino-Jf laskettuna vahvistetun kolofo-nin kokonaismäärästä. Vahvistetun kolofonin happoluku on 277 eikä siinä ole oleellisesti yhtään vapaata, fumaarihappoa.
Tämä esimerkki kuvaa toista vahvistettua kolofonia (perustuen kantokolofo-niin), jota voidaan käyttää tätä keksintöä sovellettaessa.
Vaikkakin, kuten edellä on selitetty, saippuoidun vahvistetun kolofonin tai saippuoidun vahvistamattoman kolofonin tai molempien määrä suspensiossa voi olla 0,015-0,9 milliekvivalenttia saippuoitua karboksyylia suspension kokonais-kuiva-ainepitoisuuden grammaa kohti, parhaana pidetty määrä on noin 0,05 - 0,5 milliekvivalenttia. Käyttöesimerkeissä hiilivetyhartsin määrä, joka sisältyy suspension kuiva-aineeseen, on esitetty edellä. On selvää, että tämä hartsi on seoksena vahvistetun kolofonin ja vahvistamattoman kolofonin kanssa, kun vahvistamatonta kolofonia sisältyy valmistusprosessiin. Siten jokainen vesisuspension hiukkanen on seos 58507 hiilivetyhartsista ja kolofoniperustaisesta materiaalista. Tämän keksinnön mukaiset vesisuspensiot ovat erittäin käyttökelpoisia liimausyhdisteinä, kun niitä käytetään liimatun paperin valmistukseen. Liimaustestien tulokset osoittavat, että vesi suspensiot ovat erittäin käyttökelpoisia tähän tarkoitukseen.

Claims (3)

1. Paperin liimaukseen tarkoitettu hartsiliimavalmiste stabiilina vesisuspensiona, joka sisältää 5-60 paino-# kiinteitä hiukkasia, joiden halkaisija on 0,03-3 tun ja jotka koostuvat osaksi kolofonimateriaalista, jonka saippuoitumisaste on 0,015-0,9 milliekvivalenttia saippuoituja karboksyyliryhmiä yhtä suspension kokonaiskuiva-ainei-den grammaa kohden ja joka on muodostettu vahvistetusta kolofonista tai vahvistetun ja vahvistamattoman kolofonin seoksesta, joka vahvistettu kolofoni on kolo-fonin ja ryhmän -C=C-C=0 sisältävän sellaisen happamen yhdisteen addukti, joka » r f käsittää 2-12 paino-# suspension kuiva-aineiden kokonaispitoisuudesta, osaksi jat-koaineesta, joka on ei-kiteistä termoplastista hiilivetyhartsia, jonka happoluku on alle 1, jolloin suspensio oleellisesti sisältää ainoastaan edellä mainitut komponentit, tunnettu siitä, että hiukkaset sisältävät 25-65 paino-# hiilivetyhartsia, ja että hiilivetyhartsin pehmenemispiste rengas- ja kuula-menetelmällä määritettynä 1*5-150°C ja molekyylipaino 350-2 000.
2. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen hartsiliimavalmisteen valmistamiseksi muodostamalla oleellisesti epästabiili öljy-vedessä-emulsio, joka käsittää 95"^0 paino-osaa vettä ja 5~60 paino-osaa veden kanssa sekoittumattomaan orgaaniseen liuottimeen liuotettua kolofonikomponenttia ja jatkoainetta, jolloin kolofoni-komponentti on vahvistettua kolofonia tai vahvistetun ja vahvistamattoman kolofonin seosta, joka vahvistettu kolofoni on kolofonin ja sellaisen happamen yhdisteen addukti, joka sisältää ryhmän -C=^-C=0 ja jota on 2-12 paino-# suspension kokonaiskuiva-aine-määrästä, ja kolofonimateriaalin saippuoitumisaste on 0,015-0,9 milliekvivalenttia saippuoituja karboksyyliryhmiä yhtä suspension kokonaiskuiva-aineiden grammaa kohden, sekä jatkoaine on ei-kiteistä, termoplastista hiilivetyhartsia, jonka happo-luku on alle 1, homogenisoimalla mainittu öljy-vedessä-emulsio ja sen jälkeen poistamalla veden kanssa sekoittamaton liuotin lähes kokonaan, jotta saadaan sellaisten hiukkasten emulsio, jotka koostuvat kolofonikomponentin ja hiilivetyhartsin seoksesta ja joiden hiukkaskoko on alueella 0,03-3 JJm, jolloin veden kanssa sekoittu-maton orgaaninen liuotin toimii sekä kolofonikomponentin että jatkoaineen kanssa eikä voi reagoida niiden kanssa, tunnettu siitä, että hiilivetyhartsipitoi-suus on 25-65 paino-# seoksen määrästä ja että hiilivetyhartsin rengas-kuula-menetelmällä määritetty pehmenemispiste on välillä 1*5 ja 150°C ja molekyylipaino välillä 350 ja 2000.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että öljy-vedessä-emulsio valmistetaan sekoittamalla saippuoivaa emästä sisältävä vesiliuos liuoksen kanssa, jossa on saippuoimatonta kolofonimateriaalia liuotettuna veden kanssa sekoittamattomaan orgaaniseen liuottimeen, sekä hiilivetyhartsin kanssa.
FI458/72A 1969-03-27 1972-02-21 Foer limning av papper avsett hartslimpreparat i form av en stabil vattensuspension och foerfarande foer dess framstaellning FI58507C (fi)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81118869A 1969-03-27 1969-03-27
US81118869 1969-03-27
US11781271A 1971-02-22 1971-02-22
US11781271 1971-02-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI58507B FI58507B (fi) 1980-10-31
FI58507C true FI58507C (fi) 1981-02-10

Family

ID=26815672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI458/72A FI58507C (fi) 1969-03-27 1972-02-21 Foer limning av papper avsett hartslimpreparat i form av en stabil vattensuspension och foerfarande foer dess framstaellning

Country Status (18)

Country Link
US (1) US3565755A (fi)
JP (1) JPS5323402B1 (fi)
AR (1) AR198948A1 (fi)
AT (1) AT319739B (fi)
AU (2) AU438388B2 (fi)
BR (1) BR7200932D0 (fi)
CA (2) CA929440A (fi)
CH (4) CH537966A (fi)
DE (2) DE1966704C3 (fi)
DK (1) DK133475B (fi)
FI (1) FI58507C (fi)
FR (2) FR2067212A1 (fi)
GB (1) GB1324488A (fi)
IT (2) IT1003039B (fi)
NL (2) NL148927B (fi)
NO (1) NO136984C (fi)
SE (1) SE392929B (fi)
ZA (1) ZA72780B (fi)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1045735A (en) * 1973-08-06 1979-01-02 Paul H. Aldrich Stable rosin dispersions
CA1028105A (en) * 1973-08-06 1978-03-21 John T. Daust Dispersed rosin
US3883461A (en) * 1973-11-05 1975-05-13 Monsanto Co Ethylene/vinyl chloride compositions
JPS5332380B2 (fi) * 1974-06-07 1978-09-07
JPS5250353A (en) * 1975-10-21 1977-04-22 Arakawa Chem Ind Co Ltd Aqueous emulsions of rosin substances
AU504229B2 (en) * 1975-11-17 1979-10-04 A.C. Hatrick Chemicals Pty. Ltd. Aqueous disperse of fortified rosin
DE2557409C2 (de) * 1975-12-19 1982-10-21 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Emulsion von Harzsäureisocyanaten als Leimungsmittel für Papier
US4203776A (en) * 1977-04-25 1980-05-20 Hercules Incorporated Aqueous fortified rosin dispersions
DE2845091A1 (de) * 1978-10-17 1980-05-08 Schultz & Nauth Collodin Kleb Invertierter papierleim und verfahren zu seiner herstellung
GB2050453B (en) * 1979-05-23 1983-02-09 Tenneco Chem Chemical compositions useful in the manufacture of paper sizing agents
US4263182A (en) * 1979-09-06 1981-04-21 Hercules Incorporated Stable dispersions of fortified rosin
JPS57111355A (en) * 1980-12-27 1982-07-10 Harima Kasei Kogyo Kk Preparation of aqueous reinforced rosin dispersion for paper making
US4374673A (en) * 1980-12-31 1983-02-22 Hercules Incorporated Stable dispersions of fortified rosin
US4328141A (en) * 1981-04-02 1982-05-04 American Cyanamid Company Stabilization of rosin dispersions with low molecular weight non-ionic polymers
US4544608A (en) * 1982-10-25 1985-10-01 Harima Chemicals, Inc. Method of manufacturing aqueous fortified rosin dispersion
JPS6044675U (ja) * 1983-09-06 1985-03-29 株式会社 大昇製作所 二重平行食台を備えた飲食物回転供給装置
JPS61181006U (fi) * 1985-05-02 1986-11-12
JPH03125460U (fi) * 1990-03-30 1991-12-18
ATE217659T1 (de) 1994-12-28 2002-06-15 Hercules Inc Verfahren zum leimen von papier mit einem kolophonium/kohlenwasserstoffharz leimungsmittel
US6033526A (en) 1994-12-28 2000-03-07 Hercules Incorporated Rosin sizing at neutral to alkaline pH
EP0877840A1 (en) * 1996-02-02 1998-11-18 Hercules Incorporated Emulsifier system for rosin sizing agents
US6315824B1 (en) 1996-02-02 2001-11-13 Rodrigue V. Lauzon Coacervate stabilizer system
US5741889A (en) * 1996-04-29 1998-04-21 International Paper Company Modified rosin emulsion
US6042691A (en) * 1998-12-08 2000-03-28 Plasmine Technology, Inc. Cationic dispersions of fortified and modified rosins for use as paper sizing agents
US20080190577A1 (en) * 2007-02-12 2008-08-14 Ehrhardt Susan M Alkanolamine-stabilized dispersed rosin sizing agents and their preparation

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA746057A (en) * 1966-11-08 H. Aldrich Paul Paste and dry terpene polymer, rosin paper sizing compositions
US2502080A (en) * 1947-04-19 1950-03-28 Hercules Powder Co Ltd Petroleum resin dispersion and the use thereof
US3582464A (en) * 1967-04-10 1971-06-01 Hercules Inc Aqueous dispersions of rosin anhydride and their use as sizing agents for paper

Also Published As

Publication number Publication date
DE2207730A1 (fi) 1972-09-07
AU470323B2 (en) 1976-03-11
FR2128343B2 (fi) 1973-06-29
DE1958965B2 (de) 1975-01-16
GB1324488A (en) 1973-07-25
DE1966704A1 (de) 1973-11-15
DE1966704B2 (de) 1974-11-21
CH538533A (fr) 1973-08-15
AR198948A1 (es) 1974-07-31
ZA72780B (en) 1973-02-28
IT1003039B (it) 1976-06-10
US3565755A (en) 1971-02-23
AU3888372A (en) 1973-08-16
NL148927B (nl) 1976-03-15
CH587308A5 (fi) 1977-04-29
CH572968A5 (fi) 1976-02-27
DE1958965A1 (de) 1971-06-09
SE392929B (sv) 1977-04-25
CA929440A (en) 1973-07-03
CH537966A (fr) 1973-07-31
DE2207730B2 (de) 1978-08-31
FI58507B (fi) 1980-10-31
AU438388B2 (en) 1973-07-23
JPS5323402B1 (fi) 1978-07-14
NO136984B (no) 1977-08-29
NL6918175A (fi) 1971-06-07
DK133475B (da) 1976-05-24
BR7200932D0 (pt) 1973-05-31
NO136984C (no) 1977-12-07
AU6409569A (en) 1971-05-27
IT951792B (it) 1973-07-10
NL7201856A (fi) 1972-08-24
DE2207730C3 (de) 1983-05-19
FR2128343A2 (fi) 1972-10-20
DE1966704C3 (de) 1975-08-21
DK133475C (fi) 1976-10-11
FR2067212A1 (fi) 1971-08-20
CA981823A (en) 1976-01-13
AT319739B (de) 1975-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI58507C (fi) Foer limning av papper avsett hartslimpreparat i form av en stabil vattensuspension och foerfarande foer dess framstaellning
JP5438324B2 (ja) 微小球
JP5448459B2 (ja) 微小球
US20060076117A1 (en) Latex paper sizing composition
US3949014A (en) Binder
EP0208667B1 (en) Aqueous dispersions, a process for their preparation and the use of the dispersions as sizing agents
US4296012A (en) Sizing compositions incorporating ketene dimer
JPH0142302B2 (fi)
NO303397B1 (no) Stabilisert kolofoniumprodukt, fremgangsmÕte for fremstilling og anvendelse derav, samt klebemiddelblanding og vandig limningsdispersjon inneholdende det stabiliserte kolofonium
US3865769A (en) Aqueous paper size composition containing hydrocarbon resin and fortified rosin
CA2997363C (en) Core/shell polymer particles as surface sizing agents
US4071375A (en) Process for preparing stable aqueous dispersions of rosin-base material
FI81636B (fi) Foerfarande foer limning av papper och limblandningar.
US3719616A (en) Anti-migratory additive for emulsified phenolic resin systems said additive being a water soluble polyacrylate
US2051410A (en) Process of making a dispersion of a hard resin of the coumarone indene type
US3817768A (en) Method of preparing aqueous dispersions of fortified rosin.
KR102600633B1 (ko) 사이징제 조성물의 제조방법, 사이징제 조성물 및 그 용도
US3379663A (en) Petroleum resin and sizing composition prepared from an unsaturated dicarboxylic acid adduct thereof
JP3274760B2 (ja) エステル化ロジン物質の水性分散液
US2595957A (en) Polyvinyl acetate emulsion containing an aromatic amide, and a base coated therewith
GB2048325A (en) Production of a paper sizing agent
US1099168A (en) Rosin-soap sizing composition.
JPH0340893A (ja) エマルジョンサイズ剤
GB2075523A (en) Bead polymerization process
HU201367B (en) Method for producing hydrophilic resin solutions stable in wide range