FI64413B

FI64413B - Papper med god uppsugningsfoermaoga och alkalibestaendighet

Info

Publication number: FI64413B
Application number: FI771931A
Authority: FI
Inventors: Newlyn Jones; Alistair Charles Stewart; James F Ward
Original assignee: Dexter Ltd C H
Priority date: 1976-06-25
Filing date: 1977-06-20
Publication date: 1983-07-29
Also published as: IT1081503B; CS219326B2; DE2728098A1; US4218286A; DK153504C; JPS5314821A; AU2639477A; CH637176A5; PL199095A1; NL177763B; JPS6338480B2; FI771931A; CA1110414A; AU510785B2; SE7707104L; NL7707028A; AR222964A1; FR2355954A1; RO82062B; FI64413C

Description

I- Π Γβ, KUULUTUSJULKAISU „ , , [®] (11) UTLÄGG N I NGSSKRI FT 6441 3 2¾¾ c (45) nv:’r-fy 10 11 1023 . (51) KY.ik.Wt.3 D 21 H 3/04, 3/12, 3/36 SUOMI —FINLAND (21) P*t*nttlh*lc«mu* — P*Mnt»n*eknlng 771931 (22) H»k«ml*plM — An*öknlng*d»g 20.06.77 (23) AlkupUvI —Glltlghet»d*g 20.06.77 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offcntllg 26.12 77

Patentti- ]· rekliter!hallitus ^Ihtlvlktlpanon }i kuuL)u!k»l*un pvm.—

Patent- och registerstyrelsen Araökan vtlagd och utl.ski1fMn publlcerad 29.07.83 (32)(33)(31) Pyydetty etuolkeut—Begird prlorltet 25.06.76 25.06.76 Englanti-England(GB) 20531/76, 26530/76 (71) C.H. Dexter Limited, Chimside, Duns, Berwickshire, Scotland TD11 31U, Iso-Britannia-Storbritannien(GB) (72) Newlyn Jones, Foulden, Berwick-upon-Tweed, Alistair Charles Stewart,

Duns, Berwickshire, Scotland, James F. Ward, Duns, Berwickshire,

Scotland, Iso-Britannia-Storhritannien(GB) (7L) Forssin & Salomaa Oy (5)4) Paperi, jolla on hyvä imukyky ja.alkalinkestävyys - Papper med god uppsugningsförmaga och alkalibeständighet

Keksinnön kohteena on menetelmä imukykyisen paperin valmistamiseksi, jolla on hyvä alkalinen märkälujuus, jossa menetelmässä muodostetaan paperikuituraina paperinvalmistuskuitusulpusta ja sulppuun ja/tai rainaan lisätään vesiliukoista kationista lämmössä kovettuvaa epihalohydriiniä sisältävää hartsia.

Keksinnön kohteena on myös kuiturainasta muodostettu paperi, johon kuiturainaan sisältyy vesiliukoista kationista lämmössä kovettuvaa epihalohydriiniä sisältävää hartsia.

Eräs ala, millä tämä keksintö on käytettävissä on kuoripaperin valmistaminen, mitä voidaan käyttää valmistettaessa lihatuotteiden, kuten makkaran pakkauksia.

Kuoripaperia valmistetaan yleensä suhteellisen lujan suuren vetolujuuden luonnonkuitujen paperirainoista, kuten abakahampusta, sisalhampusta tai pellavasta. Tämä paperiraina kyllästetään laimealla viskoosilla liuoksella, esim. sellaisella liuoksella, mikä on saatu laimentamalla 7 % painostaan selluloosaa (kuten selluloosa-ksantaattia) sekä 6 % painostaan natriumhydroksiidia sisältävää liuosta niin, että lopullinen pitoieuus on 1 % selluloosaa. Viskoosilla kyllästetty raina kuivataan ja tässä viskoosissa oleva selluloosa regeneroidaan sitten viemällä tämä raina happamen regenerointikylvyn läpi, mikä sisältää esim. 1-8 % vesipitoista rikkihappoliuosta. Tämä raina pestään sitten puhtaaksi haposta ja kuivataan niin, että saadaan paperiraina, mikä on kyllästetty hapolla regeneroidulla selluloosalla. Tämä kuoripaperi muodostetaan sitten yleisesti rulliksi (käyttörulliksi) .

2 64413

Kuoret käsiteltyjen lihatuotteiden pakkaaniseksi, esim. makkaran pakkaamiseksi voidaan valmistaa kuoripaperista leikkaamalla se liuskoiksi, jotka sitten taitetaan muodostaen putkia. Nämä putket kyllästetään alkaali-sella viskoosilla liuoksella sisältäen esim. 7 $ painostaan selluloosaa ja 6 io painostaan natriumhydroksiidia. Selluloosa tässä viskoosissa regeneroidaan sitten happanen regenerointikylvyn avulla, mikä sisältää esim. laimeata rikkihappoa ja mahdollisesti sellaisia suoloja, kuten natrium-sulfaattia tai ammoniumsulfaattia. Putki viedään sitten yhden tai useamman kylvyn läpi, jotta pestäisiin happo ja suolat siitä pois.

Mikäli niin halutaan tämä putki voidaan viedä vesikylvyn lävitse, mikä sisältää plastisoijaa, esim. glyseriiniä tätä regeneroitua selluloosaa varten. Putki kuivataan viemällä se lämmitetyn kammion läpi (putken ollessa täyteen pumpatussa tilassaan) niin, että saadaan selluloosaputki, missä on sisällä mukana paperiraina. Tämä putki voidaan sitten täyttää käsitellyllä lihatuotteella paineen alaisena. Tämän tyyppinen menetelmä kuvataan yksityiskohtaisesti USA-patentissä 3·135·613·

Alkuperäisen paperirainan käsittelyn laimealla viskoosilla liuoksella, minkä jälkeen seuraa regenerointi, tarkoituksena on varustaa raina lujuudella ja rakenteellisella koossapysyyyydellä, niin että se pystyy sietämään käsittelyä huomattavan syövyttävällä viskoosilla liuoksella, mitä käytetään kuoriputkien valmistamiseen. Hapolla regeneroidun selluloosan määrä tässä kuoripaperissa on itse asiassa suhteellisen alhainen, täten kuoripaperilla saattaa tyypillinen pohjapaino (paino pinta-alayksikköä kohden) olla 20 grammaa neliömetrille, mistä hapolla regeneroitu selluloo- sa merkitsee 0,6 g/m verrattuna kuoriputkien ainekseen, joilla tyyppilli- 2 2 nen pohjapaino saattaa olla 70-80 g/m , mistä 50-60 g/m on peräisin hapolla regeneroidusta selluloosasta. Aluksi suoritetusta viskoosilla käsittelystä huolimatta käsittely erittäin syövyttävällä viskoosilla liuoksella, mitä käytetään kuoriputkien valmistamisessa väistämättä merkitsee tiettyä pehmenemisen ja rainan heikkenemisen määrää. Tämä asettaa rajan tuotantonopeuksille mikäli vaikeuksia näiden rainojen käsittelyssä ja mahdollisia katkeamisia tuotannossa tulee välttää. Niinpä tämän johdosta on alalla olemassa tarve kuoripaperiin, millä on parantunut alkalin kestävyys, jotta täten sallittaisiin suuremmat tuotantonopeudet valmistettaessa kuoriputkia.

Il 3 6441 3 USA-patentissa 3.378.379 on esitetty putkimainen regeneroidun selluloosan kuori kuivaa makkaraa varten, mikä kuori on varustettu pinnoitteella muodostuen katioonlsesta, lämmössä kovettuvasta hartsista liimattuna tämän sisäpuoliselle seinämälle. Tämä patentti ehdottaa polyetyleeni-imiiniä myös mahdolliseksi käyttää tätä pinnoitetta varten, vaikkakaan tämä aine ei itseasiassa olekaan lämpökovettuva hartsi. Tämän sisemmän pinnoitteen tarkoitus on parantaa makkarankuoren tarttuvuutta kuivaan makkaratuottee-seen mistä tahansa kutistumasta huolimatta, millainen saattaa tapahtua kun kuiva makkaratuote käsitellään ja kuivataan kuoressaan pitemmän ajanjakson kuluessa. Tulisi kuitenkin todeta, että edellämainitussa menetelmässä ei kuinkaan kuoripaperi sellaisenaan ole käsittelyn alaisena lämpökovet-tuvalla hartsilla vaan sen sijaan putkimainen kuoriaines. Havainnollistetussa suoritusmuodossa USA-patentin 3.378.379 mukaisesti levitetään ka-tiooninen lämpökovettuva hartsi tämän kuoriputken sisemmälle pinnalle glyseriinin käyttämisen jälkeen ja ennenkuin kuori kuivataan täytetyssä tilassaan lämmitetyssä kammiossa.

Eräs toinen ongelma, mikä tunnistetaan USA-patentissa 3.378.379 on poikittaisen suunnan venyvyyden vaihtelu, mitä esiintyy kuoripaperin liuskoissa, mitkä leikataan eri osista päärullaa. Tämä saattaa aiheuttaa vaihteluja lopullisen kuoriputken ominaisuuksissa, mitkä saattavat tämän johdosta olla epätyydyttäviä lihan pakkaajan kannalta, jolle mittojen stabiilisuus tuotteessa on kaupallisesti tärkeätä. Tämän ongelman voittamiseksi on ehdotettu jo mainitussa USA-patentissa, että saatetaan käyttää katioonisesti lämpökovettuvaa hartsia (esim. epikloorihydriinin ja poly-amiidin reaktiotuotetta, muunnettua metaniiniformaldehydihartsia tai muunnettua ureaformaldehydihartsia) liimaavana aineena kuoripaperissa sen sijaan, että käytettäisiin yleisesti käytettyä hapolla regneroitua viskoosia. Katioonista lämpökovettuvaa hartsia on käytössä määrältään vähintäin 0,5 % laskien kyllästetyn kuiturainan kuivasta painosta. Tämä hartsi voidaan ottaa mukaan tähän kuituiseen rainaan lisäämällä tätä hartsia kuituiseen lietteeseen ennen kuituisen rainan muodostamista. Vaihtoehtoisesti muodostettu kuituinen raina voidaan kyllästää tällä hartsilla viemällä tämä läpi kyseisen hartsin vesiliuoksesta. Kyseinen USA-patentti esittää myös lämpökovettuvan hartsin käyttämisen yhdistelmänä viskoosin kanssa, mitä ei ole hapolla regeneroitu, tässä viimemainitussa tapauksessa kuitenkin viskoosi saattaa autoregeneroitua varastoitaessa tätä rai-naa riittävän ajan verran.

4 64413 USA-patentti 3.484*256 esittää menetelmän kuoripaperin valmistamiseksi, missä kuituinen raina liimataan katioonisella lämpökovettuvalla hartsilla ja polyakryyliamidin hartsilla. Mielenkiinnon alainen kohde on, että tämän patenttijulkaisun taulukossa III esitetään vertailu murtolujuuksista erilaisten olosuhteitten vallitessa (kuivana, märkänä ja 6 $ vesiliuoksessa NaOH) paperirainoille, mitkä on liimattu regeneroidulla viskoosilla tai polyamiidi-epikloori-hydriidihartsilla sekä polyakryyliamidilla tai pelkästään polyamiidi-epikloorihydriidihartsilla. Nämä tulokset saattaisivat ensinnä vihjata, että sellaisen rainan alkaalinen märkälujuus, mikä on liimattu pelkästään polyamiidi-epikloorihydriidihartsilla on vähintäinkin yhtä hyvä kuin mitä on viskoosilla liimatun rainan. Nämä tulokset vaativat kuitenkin tarkkaa täsmentämistä ja tullaan tätä tarkastelemaan yksityiskohtaisemmin myöhemmin esimerkissä 5·

Yhdistyneitten Kuningaskuntain patenttijulkaisussa 1.091.105 kuvataan menetelmä, missä tuotetaan kuoripaperia sisällyttämällä paperirainaan emäksisesti käsiteltävissä oleva hartsi kuten polyetyleeni-imiini tai polymeerinen reaktiotuote epikloorihydriidistä ja polyamiidista. Alkalilla vanhennettavan hartsin käyttö tavanomaisen käsittelyn tilalla käyttäen laimennettua viskoosia sanotaan johtavan kuoripaperiin, jolla on tasalaatuisemmat ominaisuudet sen leveyden poikki ja mikä johtaa kuoreen, millä on parantunut murtumalujuus. On kuitenkin myöhemmin havaittu, että täten tuotetulla kuoripaperilla on alkalinkestävyys, mikä on riittämätön sallimaan riittävän korkeat tuotantonopeudet kaupallisessa kuoriputkien valmis tami s e s sa.

Yleisesti ottaen regeneroidun viskoosin kuoripaperin alkalinkestävyys on ainoastaan tyydyttävä, tämä merkitsee, että jotta voitaisiin välttää lukuisia murtumia tässä rainassa valmistuslaitteistossa täytyy toimintanopeuksien olla rajoitettuja. On myös havaittu, että viskoosilla käsitellyn kuoripaperin rainojen imukyky huononee vanhentuessaan. Tämä myös vaikuttaa rajoittaen tuotantonopeuksia kuoriputkien tapauksessa, ei ole suinkaan harvinaista, että kuluu kolmen kuukauden aika tai enemmän kuoripaperin valmistamisen ja sen myöhemmän käytön välillä.

Eräs toinen alue missä nyt kyseessä oleva keksintö on käyttökelpoinen on paperin valmistaminen tuotettaessa uuttotaskuja, esim. teepusseja ja maustepusseja.

Il 5 64413

Teepusseja ja vastaavia muodostetaan yleisesti tietyn aineksen ("teepussi-paperi" )taskuiksi, mitkä läpäisevät vettä ja sitä juomaa mitä uuttamalla muodostetaan, esim. liukenevien kiinteiden ainesten dissuloituessa tämän taskun sisällöistä kun seipäälle tuodaan kuumaa vettä. Tämän aineksen toivottavia ominaisuuksia ovat puhtaus, hyvä imukyky, hyvä märkälujuus, arkki-mainen rakenne sallien teeuutteen nopean diffuusion ja kyky toimia tyydyttävästi suuren nopeuden pakkauslaitteissa, joissa teepusseja valmistetaan ja täytetään. Tämän taskun lujuus määräytyy pääasiallisesti ottaen kolmesta päätekijästä: ensinnäkin tämän paperin kuitumäärästä ja kemiallisesta käsittelystä mikäli sellaista on suoritettu paperille, toisekseen sisällön (esim. tee) luonteesta tässä taskussa ja kolmanneksi vuorovaikutuksesta mikäli sellaista esiintyy kiinteitten aineitten, jotka uuttamisen aikana liukenevat ja niiden kemikaalioiden välillä, joilla paperikuidut on käsitelty.

Tähän mennessä kuituisten rainojen kemiallinen käsittely teepussien paperia varten on yleisesti ottaen toteutettu jommalla kummalla kahdesta eri menetelmästä. Ensimmäisessä menetelmässä kyllästetään kuituinen arkki viskoosilla ja tässä viskoosissa oleva selluloosa regeneroidaan sitten laimealla hapolla. Tämä menetelmä tuottaa kuituisen rainan, jolla on riittävä lujuus vesipitoisissa alkaalisissa olosuhteissa. Tällä tuotteella on kuitenkin haittapuolena, että se saattaa tuottaa kiusallisen maun teehen tai muihin juomiin.

Toinen menetelmä sisältää kuituisen arkin kyllästämisen seoksella, missä on polyamiidi-epkloorihydriidihartsia ja karboksimetyyliselluloosaa, kuten asia kuvataan esim. U.K. patenttijulkasussa 1.111.165· Tämä menetelmä tuottaa kuituisen rainan, joka on jonkin verran heikompi alkaalisissa vesiperäisissä väliaineissa kuin mitä ensimmäisellä menetelmällä tuotettu kuituinen raina. Tämä tuote kuitenkin on maun suhteen neutraali.

Haittapuolet näistä aikaisemmin tunnetuista menetelmistä ovat erityisen selviä, kun papereita käytetään yrttiteen pussien valmistamiseen, yrttiteet ovat alkaalisia. Täten viskoosilla kehitelty paperi voidaan muodostaa pussiksi, jolla on riittävä alkaalinen märkälujuus, mutta se kehittää huonon makuisen tai hajuisen juoman. Toiselta puolen toisen tyyppinen paperi ei vaikuta tämän juoman makuun mutta siitä muodostetut teepussit omaavat alhaisen alkaalisen märkälujuuden.

6 64413 t

Tulisi myös mainita USA-patenttijulkaisu 2.698.793, mikä esittää menetelmän liimattujen selluloosa-arkkien valmistamiseksi, jotka sietävät vettä ja mustetta. Veteen liukenematonta hydrofoobista käsittelyainesta, mikä on veteen hajoitettavissa olevan suolan muodossa sekä alkyleeni-imiini-hartsia lisätään erikseen selluloosakuitujen vesisuspensioon, minkä suspension sallitaan seistä kunkin lisäyksen jälkeen ja kuidut muodostetaan myöhemmin arkiksi. Tämä arkki kuumennetaan sitten 105°-150°C lämpötilaan tämän käsittelyaineen muodostusominaisuuksien kehittämiseksi. Tämän lisäksi saatetaan myös käyttää muita liima- tai täyteaineita, esim. tärkkelystä.

Kyseinen USA-patenttijulkaisu kohdistuu, tulisi korostaa, vastustuskyvyn veden suhteen muodostamiseen arkille saattamalla se vettä hylkiväksi. Täten vettä ja veteen perustuvia musteita estetään läpäisemästä tämän paperin välitiloja lisääntyneen pintajännityksen vaikutuksesta tämän paperi-matriisin pinnoilla. Tulisi todeta, että käsittelyn aineiden, jotka on määritelty USA-patenttijulkaisussa 2.698.793 täytyy olla veteen liukenemattomia, hydrofoobisia yhdisteitä. Kyseisen USA-patentin menetelmän mukaisesti käsiteltyjen arkkien "märkälujuus" on osoitettavissa ensisijaisesti olevan peräisin siitä tosiasiasta, että kuidut pysyvät kuivassa tilassaan tämän matriisin vettä hylkivän pinnan alapuolella. On itse asiassa jo pitkän aikaa tiedetty, että paperirainoille voidaan muodostaa veden vastustuskykyä käsittelemällä niitä kemikaalioilla kuten rosiinilla.

Kun kuitenkin vettä kerran on pakoitettu tämän rainan välitiloihin sisään joko käyttäen mekaanisia voimia tai pintajännitysaineiden avulla, näiden arkkien näennäinen märkälujuus häviää.

Vastakohtana tälle suuntautuu nyt kyseessä oleva keksintö siihen hyvin erilaiseen ongelmaan, että tuotettaisiin paperiraina, millä on alkaalista märkälujuutta (sellainen ominaisuus, mihin USA-patenttijulkaisu 2.698.793 ei kohdistu) ja mikä silti samalla kertaa olisi imukykyinen. Ilmeisestikin vettä hylkivä periaate, kuten sitä käytetään USA-patenttijulkaisussa 2.698.973 ei olisi lainkaan käyttökelpoinen kuoripapereitten tapauksessa ja teepussipapereina, edellisten halutaan imevän vesipitoisia viskoosi-liuoksia ja viimemainittujen ei tule muodostaa mitään esteitä veden läpipääsylle ja veden liuosten kululle.

7 64413

Nyt kyseessä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada prosessi paperin tuottamiseksi, millä on hyvä alkaalinen märkälujuus ja hyvä imukyky.

Eräs toinen tarkoitus on aikaansaada sellainen menetelmä, jolla voidaan tuottaa kuoripaperia, mikä säilyttää imukykynsä myös vanhenemisen jälkeen, mikä täten sallii kuoripapereiden tuottamisen käyttäen suuren nopeuden kaupallisia prosesseja.

Tämän keksinnön eräs toinen tarkoitus on aikaansaada prosessi, minkä avulla voidaan valmistaa teepussien paperia, ja mihin yhdistyy maun neutraalisuus hyvän alkaalisen markälujuuden kanssa säilyttäen silti hyvän imukyvyn.

Vielä eräs tämän keksinnön tarkoitus on aikaansaada sellaisia prosesseja, joissa vältetään viskoosin käyttöä ja siihen liittyvää regeneroitumista hapossa.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että sulppuun ja/tai rainaan lisätään myös polyalkyleeni-imiiniä ja ei-viskoosista kalvon muodostavaa ainetta.

Keksinnön mukaiselle kuiturainasta muodostetulle paperille on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että kuiturainaan sisältyy myös polyalkyleeni-imiiniä ja ei-viskoosista kalvon muodostavaa ainetta.

Tämä keksintö aikaansaa siten paperin, esim. kuoripaperin ja teepussin paperin, kun se valmistetaan edellämainitulla prosessilla.

Tällä keksinnöllä aikaansaadaan myös kuoriaineita (kuoriputkia tai makkaran-kuoria) valmistettuna kyseisestä kuoripaperista prosessilla, mikä muodostuu syövyttävän viskoosiliuoksen käyttämisestä ja tämän jälkeisestä hapolla regene-roinnista kuten myöskin uuttamispusseja esim. teepusseja (erityisesti yrtti-teen pusseja) ja maustepusseja valmistettuna kyseisestä teepussien paperista.

Kuituinen raina voidaan muodostaa paperinvalmistamisen menetemillä, jotka ovat alalla tavanomaisia. Varsinaisen menetelmän valinta ja itse asiassa kuitujen kokoomus riippuu tämän paperin tarkoitetusta käytöstä.

Esim. kuituiset rainat tarkoitettuna kuoripaperin valmistamiseen muodostuvat tavanomaisesti luonnollisista kasviskuiduista ollen puhdasta sellu- 8 64413 loosaa ja edullisimmin ne muodostuvat pitkistä keveän painon hydraamatto-mista kuiduista, jotka ovat Musa tyyppiä, erityisesti hamppukuiduista, jotka ovat manillahampun tai abakahampun laatua. Tästä aineksesta valmistetut rainat ovat yleisesti pehmeitä huokoisia papereita, joilla on tasainen laatu ja paksuus ja ovat ne tietyn aikaa olleet laajalti käytössä ensisijaisena kuitukomponenttina kuitupohjaisissa rainoissa, joita käytetään kuorien valmistamiseen.

Teepussien paperin tapauksessa edullisena pidetty kuituinen aines on keveän painon huokoinen paperi valmistettuna mistä tahansa abakamassasta, sisalhampun massasta, regeneroidusta raionista, esparttoheinän massasta tai pitkakuituisesta kemiallisesta puumassasta. Luonnollisestikin tämä saattaa sisältää, jotta sallittaisiin lämmöllä saumattavien pussien valmistaminen kuituisesta aineesta, lämmöllä saumattavissa olevia kuituja sellaisista aineista kuin polyolefiinit, esim. polyetyleeni tai polypropyleeni tai vinyylikloridi ja vinyyliasetaatin polymeerit. Tämän keksinnön mukaisen paperin pohjapaino on yleensä alueelta 3,63-5,44 kg.

On nyt huomattava, että tämä keksintö perustuu kolmen määritellyn käsit-telyaineksen valintaan, näiden on havaittu kykenevän odottamattomalla taloudellisella tavalla aikaansaamaan paperirainoihin yhdessä erinomaisen alkaalisen märkälujuuden ja hyvän imukyvyn.

Nyt tulisi todeta, että nämä kolme käsittelyainetta - nimittäin veteenliu-keneva, katiooninen, lämmössä kovettuva epihalohydriiniä sisältävä hartsi, ei-viskoosi kalvoa muodostava aine ja polyalkyleeni-imidi - voidaan levittää kuiduille missä tahansa paperin valmistamisen vaiheessa jopa ennen tämän rainan muodostamista, ne saattavat esim. olla lisätty kuitujen lietteeseen. Nämä aineet lisätään kuitenkin edullisimmin kuiduille tämän kuituisen rainan tai arkin muodostamisen jälkeen. Edullisimmin lisätään mainitut kolme käsittelyainetta samanaikaisesti, tämä voidaan toteuttaa mukavasti viemällä kuituinen raina vesikylvyn lävitse, mikä sisältää kaikki kolme ainetta tai ruiskuttamalla nämä aineet tälle rainalle.

Edullisimmin veteen liukoinen, katiooninen lämmössä kovettuva hartsi on epikloorihydriiniä sisältävä hartsi.

Eräs edullisena pidetty luokka katioonisia, lämmössä kovettuvia hartseja ovat veteen liukoiset polyamiidi-epikloorihydriidihartsit (PAE) kuten sellaiset, mitkä on valmistettu epikloorihydriidin reaktiolla polyamiidien

II

9 6441 3 kanssa, mitkä on saatu polyalkyleenipolyamiineista (esim. dietyleenitri-amiinista tai tetraetyleenipentamiinista) ja kyllästetty tai jätetty kyllästämättä alifaattisella tai aromaattisella polykarboksyylihapolla sisältäen 3-10 hiiliatomia (esim. adipiini, itakooni tai sukkiinihapolla). Tämän tyyppisiä hartseja kuvataan USA-patenteissa 2.926.116, 2.926.154 ja 3. 125.552.

USA-patentissa 3.535.288 esitetään sopivia hartseja, joita saadaan epikloo-rihydriidistä ja polyamiideista ja mitkä ovat tiettyjen aminopolykarbok-sylaattien reaktiotuotteita ja näiden johdannaisia, erityisesti etyleeni-diamiini-tetra-etikkahappoa tai dietyleenitriamiinipentaetikkahappoa ja polyalkyleenipolyamiineja, erityisesti pentaetyleeniheksamiinia.

Sopivia polyamiidi-epikloorihydriidihartseja on myös esitetty USA-patentissa 3.526.608. Tässä polyamiidit saadaan polyalkyleeni-polyamiinien ja joko iminodietikkahapon, Ν,Ν'-piperatsiinidietikkahapon, N-alkyyli-iminodi-etikkahapon, N,N'-dialkyylietyleenidiamiini-N,N'-dietikkahapon tai näiden vastaavien alempien alkyyliestereiden reaktiolla. Edullisena pidettyjä polyalkyleenin polyamiineja ovat dietyleenitriamiini, trietyleeni-tetra-amiini ja tetraetyleenipinta-amiini ja näiden polyamiinien seokset.

USA-patenttijulkaisussa 3.565.754 esitetyt hartsit on muodostettu reagoimalla epikloorihydriiniä polyamiidien kanssa saatuna nitrilotrietikka-haposta ja polyalkyleenipolyamineista sisältäen kaksi primääristä amiini-ryhmää ja vähintäin yhden toissijaisen amiiniryhmän, missä typpiatomit on liitetty yhteen ryhmillä, joilla on kaava -C n on P*eni koko naisluku, joka yleisesti on suuruudeltaan 2 ja tällaisten ryhmien lukumäärä molekyylissä vaihtelee väliltä 2-19 ja on edullisimmin jopa 6. Typpiatomit voidaan liittää viereisiin hiiliatomeihin ryhmässä -C H„ - tai etäämpänä oleviin hiiliatomeihin mutta ei keskenään samaan hiiliatomiin.

Kuten on jo esitetty USA-patentissa 3.816.556 voidaan veteen liukeneva katiooninen, lämmössä kovettuva polyamiidi-epikloorihydriinin hartsit muuntaa polysuoloiks l reaktiolla tiettyjen antoonisten, veteen liukenevien po1ynkryy11 ami 1dien kanssa. Tällaiset polysuolnl ovat tässä keksinnössä käyttökelpoisia.

Muita epikloorihydriinejä sisältäviä hartseja, joita voidaan käyttää ovat epikloorihydriidin reaktiotuotteet polymeerien kanssa, mitkä on saatu 10 6441 3 polyakryyliamidista ja polyamiineista kuten esim. etyleenidiamiidista (USA-patentti 3-507.857), hydrolysoidun polyvinyyli-imidatsoliinin kanssa (USA-patentti 3.640.936), polyamiini-polyamiidien polymeerien kanssa saatuna tietyistä heterosyklisistä dikarboksyylihapoista, aminokarbonyy-lin yhdisteistä, di- tai polyalkyleenipolyamiineista sekä epikloori-hydriidistä (USA-patentti 3.761.350) sekä polyetyleeni-imiinin kanssa (USA-patentti 3.520.774).

Edullisena pidetty kalvoa muodostava aine on hydroksietyyliselluloosa (HEC), vaikkakin muita selluloosajohdannaisia, kuten metyyliselluloosaa, hydroksipropyyliselluloosaa ja natriumkarboksimetyyliselluloosaa (CMC) voitaisiinkin käyttää. Muihin kalvoja muodostaviin aineisiin sisältyy polyvinyylialkoholi, tärkkelys, tärkkelysjohdannaiset, luonnon kumit ja muut veteen liukenevat polymeerit.

Polyetyleeni-amiini (PEl) - mikä on edullisena pidetty polyalkyleeni-imiini - on vesiliukoinen, katiooninen homopolymeeri, mikä voidaan syn-tesisoida hapolla katalysoidulla etyleeni-imiinin polymerisoinnilla.

Paperin valmistuksen alalla se on tunnettua pitävyyden apuaineena haluttaessa estää lyhyiden kuitujen pääsyä paperinvalmistamisen viiran lävitse. Sitä on myös ehdotettu käytettäväksi tietyissä erityisissä papereissa, missä se saattaa hieman lisätä märkälujuutta.

Veteen liukenevaa katioonista, lämmössä kovettuvaa epihalohydriiniä sisältävää hartsia lisätään yleensä määrässä, jotta siitä saataisiin 0,05 i° - 4‘7o kuituisen rainan painosta kuivapainon perusteella laskien. Kuoripaperia varten edullisena pidetty määrä on 0,3 ^ - 4 $ erityisesti väliltä 1,2 $ - 2,5 %· Teepussien paperia varten edullisena pidetty määrä on väliltä 0,05 i° - 1 Ί° erityisesti väliltä 0,25 $ - 0,5

Ei-viskoosia kalvoa muodostavaa ainesta on yleensä määrältään mukana niin paljon, että sitä saadaan 0,5 ^ - 8 $ kuituisen rainan painosta kuivapainon perusteella laskien.

Kuoripaperia varten edullisena pidetty määrä on noin 0,6 i» - 8 $ erityisesti väliltä 2,4 i° - 4,8 i». Teepussien paperia varten edullisena pidetty määrä on väliltä 0,5 $ - 5 $, erityisesti väliltä 1,0 Ί> - 3,0 11 6441 3

Polyalkyleenin imiiniä tuodaan yleensä mukaan määrästä 0,05 i° - 2,0 $ kuituisen rainan painosta laskien kuivan painon perusteella.

Tämä toimialue on täysin sovelias kuoripaperia varten vaikkakin edullisena pidetty määrä on 0,4 ^ - 8 Teepussien paperia varten edullisena pidetty määrä on väliltä 0,1 $ - 1,0 $ ja erityisesti väliltä 0,2 u/o - 0,3

Ennen kyllästämistään syövyttävällä viskoosilla liuoksella tai vastaavalla, jotta täten muodostettaisiin lopullinen kuoriaines, voidaan tämän keksinnön mukaista kuoripaperia käsitellä, jotta sen imukykyä vielä edelleen parannettaisiin. Eräs edullisena pidetty menetelmä on ainakin rainan toisen puolen saattaminen alttiiksi koronapurkauskäsittelylle energiatihey- 2 dellä vähintäin 5» 5 watti*minuutti/in rainan pintaa kohden laskettuna.

2

Yleensä taso ylittää määrän 16,6 watti»minuutti/in ja on edullisimmin 2 väliltä 55,5-444,4 watti*minuutti/m . Tätä käsittelyä kuvaavat B. W. Conway sekä J. P. Molinari USA-patenttihakemuksessa 636.0Θ2, mikä on jätetty marraskuun 28. 1975· Tätä keksintöä voidaan havainnollistaa seuraavilla esimerkkitapauksilla. Esimerkki 1

Tietty määrä kuituisia arkkeja valmistettiin ilman mitään kemiallista käsittelyä. Erilaisia seoksia kemiallisista yhdistelmistä sisältäen Kymene 557 (mikä on tavaranimi vesiliukoiselle polyamiidi-epikloorihydriidihart-sille, mitä markkinoi Hercules Powder Company). Polymin P (tavaranimi polyetyleeni-imiinille, mitä markkinoi BASF Saksasta) sekä Natrasol 250L (tavaranimi kaupallisesti saatavissa olevalle hydrokeietyyliselluloosalle) levitettiin käsittelemättömälle arkille laboratoriotyyppisen syöttöpuris-timen avulla.

Valmistettiin myös standardi viskoosilla käsitelty arkki koekoneen tyyppisellä paperikoneella käytettäväksi standardipaperina. Näitä arkkeja koes-tettiin sitten alkaalisen murtolujuuden ja imukyvyn suhteen. Lopulta hyväksyttiin sovelias yhdistelmä (koostumus A) täyden mittakaavan tuotantoval-mistusta varten.

12 64 41 3 Tämä valmistuserä toteutettiin syöttämällä kemiallinen seos syöttöpuris-timen yksikön avulla, minkä jälkeen välittömästi seurasi kuivauslaitteis-to, mikä muodostui sarjasta höyrytäytteisiä sylintereitä.

Valmistettiin toinen tuotantoerä missä Polymin P pitoisuutta pienennettiin 50 % kyseisessä kemiallisessa seoksessa (koostumus B).

Tuloksena olevat arkit koestettiin sitten ja tuloksia verrattiin niihin, jotka on saatu standardeilla kuoripaperin arkeilla. Alkaalinen lujuus mitattiin merkitsemällä muistiin märkien liuskojen murtoluiuus 25,4 mm leveinä sen jälkeen kun ne olivat imeytyneet 20 minuuttia 6 % natriumhydrok-siidissa.

Tämän arkin imukykyisyys mitattiin myös ja tämä mitattiin sinä aikana, minkä vesi tarvitsi kiivetäkseen 25,4 mm ylöspäin paperin pystysuoraa liuskaa pitkin. Mitä suurempi imukykyisyys on sitä pienempi aika tarvitaan tällä arkilla kiipeämistä varten.

Luonnollisestikin tämä koe itse asiassa mittaa arkin imukykyisyyden tämän arkin tasossa, kun taas valmistettaessa kuoriputkia viemällä kuoripaperin putki emäksisen viskoosin liuoksen läpi imukykyisyys tämän arkin tasoa vastaan kohtisuorassa suunnassa on tärkeä. Oletetaan kuitenkin, että mainittu testi korreloi hyvin imukykyisyyden kanssa kyseisessä suunnassa. Vesiperäisen liuoksen läpäisevyys rainan läpi - missä tahansa suunnassa -pohjautuu samaan mekanismiin, se tahtoo sanoa kapillaarivaikutukseen, mikä puolestaan riippuu kapillaarin seinien kostutettavuudesta. Edelleen uskotaan, että kapillaariseinien kostutettavuus saattaa vaihdella ajan mukana käsitellyissä Tainoissa erityisesti aikaisemmin tunnetun tyyppisissä viskoosilla käsitellyissä rainoissa. Täten "veden kiipeämisen" koe suoritettiin näytteisiin vähän valmistamisen jälkeen ja myös näytteisiin, joita oli vanhennettu kolme kuukautta.

Saadut tulokset on esitetty alla.

1. Standardi viskoosi

Viskoosiliuos sisälsi 1,75 % selluloosaa.

Regenerointi suoritettiin rikkihapolla, jonka pitoisuus oli 0,4 normaalista.

j W 64413

2. Seos A Seos B

Vettä (litraa) 492,1 (37,8°C) 492,1 (37,8°C)

Natrasool 250L (kg) 12 12

Sekoitusaika (minuutteja) 30 30

Kokonaismäärä (litraa) 613,2 615,2

Kymene 557 (litraa) 60,6 60,6

Sekoitusaika (minuutteja) 5 5

Polymin P (litraa) 5,46 2,73

Sekoitusaika (minuuttia) 10 10

Tilavuuden kokonaismäärä (litraa) 681,4 681,4

Tulokset esitetään alla olevassa taulukossa.

TAULUKKO 1 i j—-1-!-1-:

; Ominaisuudet Yksiköt ; Standardi ; Seos A Seos B

' viskoosi !--1-1-i-1 i 0 ' iArkin paino g/m 27,1 i 27,9 | 27,7 jMD kuivamurtolujuue gr/25,4 mm 4366 , 4766 4404 j !mD märkämurtolujuus gr/25,4 mm 940 ! 738 i 590 ! 1 j l i iVenymä kuivana ! 3,2 ,2,16 >2,5 i ' o | il;

Kuivana sitkeys cm/gr/cm J 95 I 85 i 75 ;Venymä märkänä ηο I 4,8 ,2,7 .2,1

'Märkänä sitkeys cm/gr/cm j 29 *13 i 8,8 I

iHuokoisuus 1/min j 208 ; 254 241 i q j * !

[Puhkeamalujuus kg/cm j 1,69 j 1,23 1,34 I

!MD emäksinen I i | j imurtolujuus | g/25,4 nun I 270 j 610 495 , 25,4 mm veden ; j j j : kiipeämäarvo j s j 10 8,5 j 6,0 | 25,4 mm veden kii- j | j peämäarvo 3 kuukau- j j ; den kuluttua s j 20 ; 8,5 ' 6,0 · --1_i_I_i Näitten tulosten taulukosta voidaan vetää seuraavat johtopäätökset:

Kemialliset sekoitukset sisältäen polyamiidi—epikloorihydriidin hartsia, polyetyleeni-imiiniä sekä hydroksietyyliselluloosaa olivat alkaaliselta murtolujuudeltaan huomattavasti lujittuneita standardiarkkiin verrattuna.

14 6441 3

Sama kemiallinen kokoomus myös lisäsi veden imeytyvyyttä standardiin verrattuna vanhentamisenkin jälkeen.

Esimerkki 2

Valmistettiin tyypillisen teepussien peruskudoksen käsiarkkeja, valmistettuna kuiduttomasta abakasta ja puumassasta niin, että saatiin käsitte-lemättömiä arkkeja pohjapainoltaan (paino pinta-alayksikköä kohden) 34 g/m . (Pohjapainon arvo laboratoriossa käsiarkeille ei itsessään ole merkityksellinen, kaikki koetulokset ovat kuitenkin suhteellisia tähän pohjapai-noon verrattuna, jotta sallittaisiin suora vertailu).

Kyseisen paperin arkkeja kyllästettiin vesiliuoksella, mikä sisälsi sekä Kymene 557 (tavaramerkki polyamiidiepikloorihydriidihartsille, mitä markkinoi Hercules Powder Company) sekä CMC aineita. Tämä simuloi laboratoriomittakaavassa erästä aikaisemmin tunnetuista käsittelyistä, mitä jo edellä on kuvattu.

Käsitellyt rainat kuivattiin ja sitten niistä koestettiin märkälujuuden ilmaisimiseksi ja niiden alkaalisen märkälujuuden mittaamiseksi. Murtolu-juus märkänä mitattiin paperiliuskoista, jotka oli leikattu 15 mm leveiksi ja kyllästetty vedellä. Alkaalinen märkälujuus mitattiin paperiliuskoilla 15 mm leveinä ja kyllästettynä 1 $ liuoksella natriumhydroksiidia. Näin saatuja tuloksia pidettiin vertailustandardina ja tämän jälkeisiä tuloksia erilaisista käsittelyistä verrattiin tähän standardiin.

Muita käsittelemättömiä käsiarkkeja, kuten yllä on kuvattu,kyllästettiin vesiliuoksella sisältäen aineina Kymene 557» HEC ja Polymin SN (tavara-nimi polyetyleeni-imiinille, mitä markkinoi BASF Saksasta). Nämä arkit kuivattiin niin, että saatiin käsiteltyjä paperiarkkeja tämän keksinnön mukaisesti. Käsitellyt paperit koestettiin märkälujuuden ja alkaalisen märkälujuuden mittaamiseksi ylläkuvattuun tapaan.

ii.

15 6441 3 2

Saadut tulokset (kaikki korjattuna käsiarkin pohjapainoon 34 g/m nähden) annetaan allaolevassa taulukossa 2, mikä myös määrittelee erilaisten käsittelyaineiden (kiinteänä aineena) suhteen (painon mukaan), mitä kussakin kokeessa on käytetty.

Tämän keksinnön mukaisia teepussipapereita koestettiin, jotta määriteltäisiin aikaansaisivatko ne kiusallista makua juomiin. Paperit havaittiin yhtä hyviksi tässä suhteessa kuin aikaisemmin tunnetut paperit, mitkä sisälsivät pelkästään Kymene 557 ja CMC aineita.

Esimerkki 5 Käsittelemätöntä teepussien paperia käsiteltiin ensinnä 0,1 °/o kiinteän aineen liuoksella Polymin P ja tätä käsiteltiin sitten Kymene 557 ja HEC aineiden seoksella suhteessa 1:2,9· Erilaisten kiinteiden aineiden kokonaismäärä oli likimäärin sama kuin esimerkissä 1. Tällä saatiin tietty parannus alkaaliseen märkälujuuteen vaikkakaan tämä parannus ei ollut aivan niin suuri kuin mitä esimerkissä 2 saavutettiin, kuten voidaan nähdä taulukossa 2 annettavista tuloksista.

Tämän keksinnön mukaisia teepussin papereita koestettiin, jotta määriteltäisiin muodostivatko ne haitallista makua juomiin. Papereiden havaittiin olevan yhtä hyviä tässä suhteessa kuin aikaisemmin tunnetut paperit, jotka sisälsivät pelkästään Kymene 557 ja CMC aineita.

16 6441 3

I I

:cd oo g Η Φ C +> P.

Η « M ® >» M m -P 0it\li^0lt\0 •«d- OOU^O ctn φ·ΗιΗ·Η ΙΠ ΙΛ ΙΛ VO Tj- ffl LTi LAN O 'd" XN M3

S «I 11 ϋ T-T-T-T-r-T- T- N ΙΛ W W CM

•H Jbd -p M co ρ ή m W S en at >» r-H Cd 0 -p

P-t 00 \ φ O (D

w +> H S3 Λ N XV SVO Ä ® M » m c <- o^l^o σ\ ^ ο ο ο T- cd φ fc ua p- cm 0 cm p- ua o O *a ® a [Ο (Λ m w 10 't *d· 'ί ^ Φ vo LO.

p t>> hM fiw Φ -H \ a, + a T- ¢3 w c •Η Ή λ< a 44 M r~i \ at 0 co (¾ -a) \ 00 > u\ CM φ W T-

„ rHEC o u~\ O ua o OOOO CO

O O \ a) IA i- ΙΛ ON O CM 00 LT> CO

S3 Φ00 m w m w cm i<a *a -«d- -p- nm 64 at C 00 to C φ φ ►P at g φ 5 >»-p < Λ he) Λ e-ι op

P-ι + CO

•H

A!

A

M

at 0 co S -at 0 co > \ φ td 1-

rl T-J

o at Φ ao at C m (3 Φ Φ

Id Θ Φ LAN 0 O O O O *)- OOO P- •o i>, -p ir\ r— co o M3 00 p- oouA >-

.C 64 .C T— UA MO ^3" UA

o p

PM + CO

II

17 6441 3

Esimerkki 4 Λ Käsittelemätöntä teepussien paperia, minkä pohjapaino oli 12 g/m aikaansaatiin käyttämällä kaupallista paperikonetta (leveys 305 cm), mikä toimi vakinaisella nopeudella 200 metriä minuutissa. Kuituiset rainat käsiteltiin aineilla Kymene 557» HEC ja Polymin SN esimerkissä 2 kuvattuun tapaan ja niistä koestettiin niiden alkaalinen märkämurtolujuus sekä märkämurtolujuus sekä koneen suunnassa (MD) ja poikittaissuunnas-sa (CD).

Tulokset on lueteltu allaolevassa taulukossa 3· Jälleen taulukossa määritellään suhteet painon mukaan erilaisille käsittelyaineille (kiinteinä aineina ilmaistuna). Tämä taulukko käsittää myös tuloksia, mitä on saatu käyttäen standardeja aikaisemmin tunnettuja teepussin papereita, joista eräällä on Kymene 557/CMC käsittely ja toisella on viskoosi käsittely. Kiinteiden aineiden kasautuva määrä näissä aikaisemmin tunnetuissa papereissa oli vertailukelpoinen tämän keksinnön mukaisiin papereihin nähden.

Paperia koestettiin myöskin käyttäen asiantuntevaa makuraatia, jotta määriteltäisiin se maku, jonka ne muodostivat juomiin. Kukin näyte arvosteltiin 1-5 asteikolla, jolloin arvosana 1 ilmaisi muodostuneen maun puuttumista (ideaalitapaus) ja arvosana 5 ilmaisi sietämätöntä makua. Tämän keksinnön mukaisesti käsitelty paperi ja aikaisemmin tunnettu Ky-mene/CMC käsitelty paperi saivat kumpikin keskimääräiseksi arvosanaksi 1,5 kun taas viskoosilla käsitelty paperi sai huonomman keskimääräisen arvosanan 2,5· 6441 3 C ·Η :θ I m -P ö o ad cd O o S -P 44 · O •Af ua ka Φ ra m >> o ka cm Af ka

I—I *H rH

<D + > O

-P -P

P flj *H +5 •H fi ΐ Ή m ·η Pi ra p cm vo lrv T- ad cd cd ad · lo, o ctn ltv W Pc ·0 ,3 g h- r- i- r- 'Ö Ö cd

•-O tS

PC . UA VO

led cö p *· »

a-PO . t- f- CM O CM

Φ ® g >» O t— CM τ- 1-

P O P

a> +\ φ p Φ -p •p cö C -p -H C Φ -H ir\

CQ -H a M O

ad cd >»ad · cd (Λ vf on ka WCWJui g Af CM f— CM Af c'®' ¢5

•.O C CO

-P Φ · mJBC P o ua ua o ua ua ua o ua ua o vo

a >> -H · Γ— v- r~- Af r~- t- VO VO CM CO VO OA

Φ M S Cd O CM KA KA Af KA Af KA vf NV «V vf KA

p [>, ra Φ + rH m T- -p O Φ "—

-P Cd Ph 4) CO

H C "ά -P - ra -H o Ä -r- p in uv in in o O ua OOOO ua ka

KA ad cd W PJ \ · CM CM CM CO O Γ— LAA lf\ N LA CM LTV

fciJCWrai— S Vt’ IA M Af M· Af Af Af Af Af Af Af Af o s

P

B \ -4 C Φ ¢5

E-I :0 C CO

-P φ .

:cö a C p UA O UA CO CM VO A A IA IA Q O O

Ö Ή c— · C— C7A VO CD t— CD A S IA f- CO ® LTV

raW S cd MO O CM CM CM CM KA CM KA KA KA KA KA CM KA

P >. B * Φ + h ra ΑΠ’ O Φ \

-p cd P Φ OA

•h c\-p « ra -rH o p cm p a o la ia o in vo o o lca o o O Af ad cd ω · r— o ® co vo v- cd r a cm m· ia a- c~- fccJCWmi- g KA Af KA KA Af KA CM UA Af Af UA Af Af Af

H

Φ \

Φ O I

ö c eq λ ua :o o m P Λ!Ά^ ra CD ad Φ *· · θ Ή β e; m p o cm o O lca qo UA ua o ltv o ua ua ua

Φ -p Φ Ui ~"a · KA KA CM Af 1— T— CM f— CO t— Af Af V- UA

rH Φ θ T- O CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM

Φ Λ S fi p W H cd -p cd Sm P C + >, m

m Ή ι-ΗΦ P o UA O O O UA KA UA UA O UA O O O

ud Cd cd O Φ · CTAVOff. C^OCD CD t~- C~— CM C— VO O UA

-P Ph -P g CM CM CM CM KA CM CM KA KA KA CM KA Af KA

m i 3 :cd ra ·π θ Pi ?!

S3 P

C T-J o

Φ p! O -P O

ö p a > n g > •h o a u sd a Sh rH -P cd θ Cd cd fn ua p ad ua -h cd g a- x x T- x Λ S \ ra u \ ra p ad U φ ad (h φ

*4 Λί öo M g 60 W

19 6441 3

Edellä olevien esimerkkien 2-4 mukaisten tulosten perusteella voidaan vetää seuraavat johtopäätökset: (I) Teepussien paperin alkaalinen kestävyys on oleellisesti lisättävissä käsittelemällä rainaa hydroksietyyliselluloosa/polyamiidi-epikloori-hydriidi/polyetyleeni-imiiniseoksella mikäli asiaa verrataan karbok-simetyyliselluloosa/polyamiidi-epikloorihydriinin seokseen.

(II) Havaittiin, että käsittely Kymene 557/Polymin SN/HEC aineilla kehitti saman maun neutraliteetin mikä oli eräs aikaisemmin tunnetun Kymene 557/CMC aineilla käsitellyn paperin ominaisuus.

(III) Alkalinkestävyys (mitattuna alkaalisena märkämurtolujuutena) teepussien paperissa lisääntyi sitä mukaan kun Kymene 557 aineen suhde lähestyi polyetyleeni-imiinin ja hydroksietyyliselluloosan määriä.

Huomautus: Polyetyleeni-imiiniä markkinoidaan myös muissa muodoissa kuten esim. Polymin P aineena. Polymin SN ja Polymin P aikaansaavat samanlaisia tuloksia kuin niitä käytetään tässä keksinnössä hyväksi.

Esimerkki 5

Paperin näytteitä käsiteltiin erilaisilla käsittelyaineilla ja sitä imeytettiin sitten 20 minuuttia 6 % painostaan veteen liuotetulla natrium-hydroksiidiliuoksella. Kunkin näytteen murtolujuus mitattiin sitten.

Käytetty paperi oli puhdasta abakakuitupohjaista rainaa saatuna kaupallisesta tuotantoerästä, mitä käytetään kuoripaperin valmistamiseen. Tällaiselle paperille on tunnusomaista, että se on oleellisesti muuntamatonta sellaisilla käsittelyillä kuten vatkaamisella. Täten tällaisen arkin yh-teenliitetyt alueet ennen käsittelyaineella kyllästämistä olivat hyvin pieniä sillä seurauksella, että alkuperäinen raina oli hyvin heikkoa.

Käsittelyaineet olivat seuraavia: A : HEC/Kymene 557/Polymin P (suhde 1:1:1 painon mukaan)

B : Polymin SN C : Polymin P D : Kymene 557 E : HEC

Tulokset on esitetty taulukossa 4.

20 6441 3 TAULUKKO 4

Käsittely ABODE

Kaeautumamäärä (kuivaa ainetta , , ^ eL

kuiva-aineen määrän perusteella) 3 h 3 * 3 ^ 3 % 3 ^

Alkaalinen märkälujuus 90 60 55 0 0

Vetolujuudet (g/15 mm) 75 40 55 0 0 20 minuutin kuluttua 70 55 60 5 0 6 io emäksinen liuos 80 50 50 0 0

Keskimääräinen arvo 78,75 46,25 45 1,25 0

Huomautus: Kiinteiden aineiden kaeautumamäärä 5 $ tasolla on sama kuin mitä on määritelty siinä taulukossa III, mikä on esitetty USA-patentissä 5·484·256.

Taulukossa 4 esitetyistä tuloksista voidaan vetää seuraavat johtopäätökset: (i) Aineiden HEC, polyamiidiepikloorihydriinihartsin (se on Kymene 557) ja polyetyleeni-imiinin (S.0. Polymin l) yhdistelmä aikaansai paljon suuremman alkaalisen märkälujuuden kuin mitä yksittäiset aineet yksinään käytettynä keskenään yhtä suurissa määrissä. Tämä havainnollistaa yllättävää yhteisvaikutusta kolmoiskäsittelyssä tämän keksinnön mukaisesti.

(il) Aine HEC on itsessään täysin soveltumaton mitä tulee alkaalista roärkälujuutta lisääväksi aineeksi.

(lii) Polyamiidi-epikloorihydriinihartsi on myös itsessään soveltumaton alkaalista märkälujuutta lisääväksi aineeksi.

Viimemainittu johtopäätös näyttää ensikädeltä olevan vastakkainen USA-pa-tentin 5.484.256 taulukossa III esitetyille tuloksille, joihin jo aikaisemmin viitattiin. On kuitenkin todennäköistä, että kyseisessä USA-paten-tissa käytetty paperiraina oli itsessään luontaisesti lujempaa kuin mitä il j 21 6441 3 nykyisessä esimerkissä käytetty paperi, mikä, kuten yllä mainittiin, oli hyvin heikkoa, koska tämä esitti selvemmin ilmiön aiheutuen erilaisista käsittelyaineista.

Mikä on tärkeämpää ei USA-patentissa esiintynyt mitään ilmaisua siitä, että koerainat olisi upotettu emäksiseen vesiliuokseen miksikään pitemmäksi ajaksi kuin mitä oli tarpeen näiden rainojen kostuttamiseksi kokonaisuudessaan ennen niiden koestamista. Täten oli kulunut hyvin vähän aikaa missä alkali saattoi hajoittaa sideaineen. Kokemuksemme on, että alkaalinen märkälujuus kuituisessa rainassa kuten sitä nykyisin käytetään kuoripaperia varten pienentyy ajan mukana, oletettavasti kun sideaineen hajoaminen alkalin vaikutuksesta hitaasti etenee.

Tästä syystä alkaaliset märkämurtolujuudet mitattiin näytteistä, jotka oli imeytetty alkaalisessa liuoksessa 20 minuutin ajan, tämän jakson kuluttu-a esiintyi hyvin vähän lisää muutosta alkaalisessa märkämurtolujuudessa. Tulokset esittävät selvästi, että tämän ajan kuluttua Kymene 557 aineella käsitellyn rainan alkaalinen märkämurtolujuus pienentyy oleellisesti nollaan.

Havainnot ovat vahvistettavissa kirjallisuudessa minkä on julkaissut Hercules Powder Company, mikä on johtava valmistaja polyamiidi-epikloori-hydriidi hartseille, joilla märkälujitetaan papereita. He ehdottavat tällaisen paperin talteenottamiseksi uudelleenkäyttöä varten emäksen lisäämistä, kuten syövyttävää lipeää märkälujuuden hävittämiseksi täten.

Esimerkki 6

Paperin näytteitä koostettiin erilaisilla aineilla esimerkissä 5 kuvattuun tapaan, paitsi että kiinteiden aineiden kokonaiskasautuma käsittelyn kuluessa oli 6 io kuivaa ainetta kuiva-aineen mukaan laskien. Tämä on se taso, minkä voitaisiin olettaa vallitsevan paperin rainojen kaupallisessa käsittelyssä märkälujittamisen aineilla tai vastaavilla. Kuivalujuus ja alkaalinen vetolujuus mitattiin (viimemainittu mitattiin vasta näytteen imeyt-tämisen jälkeen 20 minuutin aikana 6 $ vesiliuoksessa NAOH ainetta ).

6441 3 22 Käsittelyaineet olivat seuraavia: A : HEC/Polymin P (painosuhde 1:1) B : Kymene 557/Polymin P (painosuhde 1:1) C : HEC/Kymene 557/Polymin P (painosuhde 1:1 s 1) D : HEC/Kymene 557 / Polymin P (painosuhde 5! 2:1)

Tulokset on esitetty allaolevassa taulukossa 5· TAULUKKO 5

Kuivamurtolujuus Alkaalinen lujuus (g/25 mm) (g/25 mm) Käsittelemätön vertailutapaus 1250 0 A 5200 331 B 2550 463 C 3000 500 D 3300 531

Kuten voidaan nähdä ylläolevasta taulukosta kolmoisseos tämän keksinnön mukaan aikaansai oleellisesti korkeamman alkaalisen märkälujuuden tähän rainaan kuin koestettaessa kahden aineen seoksilla. Voidaan todeta, että olettaen tasaisen kasautumamäärän seos B missä on 3 5“ kasautumamäärä kumpaakin tunnetuista märkälujuuden aineista Kymene 557 sekä Polymin P silti vieläkin aikaansaa alhaisemman alkaalisen märkälujuuden kuin mitä aikaansaa seos C, missä vastaava kasautumamäärä on ainoastaan 2 ‘fo kutakin näistä kahdesta aineestakin. (Kuten esimerkissä 5 on esitetty ei EEC itsessään sovellu alkaalisen märkälujuuden lisäysaineeksi.) Tämän keksinnön ylivoimaisuus on vieläkin selvempää aineseoksen D tapauksessa, missä oli vieläkin pienemmät määrät Kymene 557 sekä polymin P aineita.

Tulisi myös todeta, että Kymene 557 ja Polymin P aineiden korkeat tasot aineseoksella B käsitellyssä rainassa saattavat tietyissä olosuhteissa ylittää sallitut tasot. Täten tämän keksinnön mukaisesti käytetty kolmois-systeemi on erityisen edullinen.

Claims

23 6 4 4 1 3

1. Menetelmä imukykyisen paperin valmistamiseksi, jolla on hyvä alkalinen märkälujuus, jossa menetelmässä muodostetaan paperikuituraina paperinval-mistuskuitusulpusta ja sulppuun ja/tai rainaan lisätään vesiliukoista kationista lämmössä kovettuvaa epihalohydriiniä sisältävää hartsia, tunnettu siitä, että sulppuun ja/tai rainaan lisätään myös poly-alkyleeni-imiiniä ja ei-viskoosista kalvon muodostavaa ainetta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesiliukoinen kationinen, lämmössä kovettuva epihalohydriiniä sisältävä hartsi, ei-viskoosi kalvon muodostava aine sekä polyalkyleeni-imiini tuodaan kuiduille samanaikaisesti.

3. Jomman kumman patenttivaatimuksista 1-2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kalvoa muodostava aine on hydroksietyyliselluloosaa.

4. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että katiooninen, lämmössä kovettuva hartsi on epikloorihydriiniä sisältävää hartsia.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kationinen, lämmössä kovettuva epikloorihydriiniä sisältävä hartsi on poly-amiini-epikloorihydriinihartsia.

6. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polyalkyleeni-imiini on polyetyleeni-imiiniä.

7. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että katioonista, lämmössä kovettuvaa epihalohydriiniä sisältävää hartsia levitetään määrä, jolla sitä saadaan 0,05 % - 4,0 % kuituisen rainan painosta laskettuna sen kuivapainosta.

8. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kalvoa muodostavaa ainesta tuodaan määrä, jotta sitä saataisiin 0,5 % - 8 % kuituisen rainan painosta laskettuna kuivan painon mukaan. 24 6441 3

9. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-8 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että polyalkyleeni-imiiniä tuodaan niin paljon, että sitä saadaan 0,05 % - 2,0 % kuituisen rainan painosta kuivan painon mukaisesti laskien.

10. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä kuoripaperin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että käsittelyaineita tuodaan niin paljon, että saadaan kuituisen rainan painosta laskien kuivan painon mukaisesti väliltä 0,3 % - 4,0 % epihalohydriiniä sisältävää hartsia, 0,6 % - 8 % kalvoa muodostavaa ainetta ja 0,05 % - 2,0 % polyalkyleeni-imiiniä.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittelyaineita tuodaan määrät, joilla saadaan kuituisen rainan kuivan painon mukaan laskettuna väliltä 1,2 % - 2,4 % epihalohydriiniä sisältävää hartsia 2,4 % - 4,8 % kalvoa muodostavaa ainetta ja 0,4 % - 0,8 % polyalkyleeni-imiiniä.

12. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä teepussin paperin valmistamiseksi, tunne ttu siitä, että käsittelyaineita tuodaan niin paljon, että saadaan kuituisen rainan painosta kuivan painon mukaisesti laskien väliltä 0,05 % - 1,0 % epihalohydriiniä sisältävää hartsia, 0,5 % - 5 % kalvoa muodostavaa ainetta sekä 0,1 % - 1,0 % polyalkyleeni-imiiniä .

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittelyaineita tuodaan niin paljon, että saadaan kuituisen rainan painosta sen kuivapainon mukaan laskien väliltä 0,25 % - 0,5 % epihalohydriiniä sisältävää hartsia, 1,0 % - 3,0 % kalvoa muodostavaa ainetta ja 0,2 % ja 0,3 % polyalkyleeni-imiiniä.

14. Kuiturainasta muodostettu paperi, johon kuiturainaan sisältyy vesiliukoista kationista lämmössä kovettuvaa epihalohydriiniä sisältävää hartsia, tunnettu siitä, että kuiturainaan sisältyy myös polyalkyleeni-imiiniä ja ei-viskoosista kalvon muodostavaa ainetta. Il t 25 6441 3

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen paperi, tunnettu siitä, että kalvoa muodostava aines on hydroksietyyliselluloosaa.

16. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen paperi, tunnettu siitä, että kationinen, lämmössä kovettuva epihalohydriiniä sisältävä hartsi on polyamidi-epikloorihydridihartsia.

17. Patenttivaatimuksen 14,15 tai 16 mukainen paperi, tunnettu siitä, että polyalkyleeni-imiini on polyetyleeni-imiiniä.

18. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 14-17 mukainen paperi, valmistettuna kuoriainekseksi, tunnettu siitä, että kuoripaperi kyllästetään emäksisellä viskoosilla liuoksella ja tämän jälkeen viskoosissa oleva selluloosa regeneroidaan hapon avulla. 6441 3 26