FI64676C - Foerfarande foer framstaellning av en limblandning - Google Patents

Description

.......1 I55F1 M (11)KWULUTUSJULKAISU * a*n*

Ma lJ ' ' UTLÄGGNINGSSKRI FT 040 /6 «Sfi c (45) .r n 1C :.7:3 ^ (51) K,jk.Wi.3 D2-Th 3/08, 5/12, 5/36 SUOMI-FINLAND <*) Ptt*n«lh*ktmu* — P»t*nt»nsöknlnj 8008ll (22) H»k*ml»pllvl— AnsBknlngsdag 1¾. 03.80 (23) Alkupilvt — Glltlghetidtg lU.03.80 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offentllg qq qq

Patentti* ja rekisterihallitus .... . , ,, „ , * (44) Nlhttvikslpanon ja kuul.julkaisun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen AnsBkan utlagd oeh utUkrlften publlcerad 31.08.83 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prlorltet lU . 03. 79 USA(US ) 020U80 (71) The Plasmine Corporation, 6l Bishop Street, Portland, Maine 0^103, USA(US) (72) Ralph Waldo Emerson, Boston, Massachusetts, USA(US) (7^) Leitzinger Oy (sl+) Menetelmä liimausseoksen valmistamiseksi - Förfarande för framställning av en limblandning

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä liimausseoksen valmistamiseksi, jolla on parantuneet liimausominaisuudet, jossa menetelmässä yhdistetään A) ensimmäinen komponentti, joka muodostaa sekä anmoniakkia että ammoniumsuolaa yhdistettynä toiseen liimausseoksen komponenttiin, jolloin anmoniakkia - anmoniumsuolaa muodostava aine on ammoniakki tai anmoniumsuola tai näiden esiyhdiste; urean ja ainakin yhden Lewis-hapon reaktiotuote, joka Lewis-happo can sulfuryylikloridi, kloori-sulfonihappo, tionyylikloridi, bentseenisulfonyylikloridi, bentseenisulonihappo, or to-tolueen isulfon ihappo, para-tolueenisulfonihappo, orto-tolueenisulfonyyliklor idi tai paratolueenisulfonyylikloridi; tai näiden aineiden seos; ja B) toinen konponentti, joka on saippuoitua, osittain saippuoitua tai saipppuoimatonta hartsia, joka on modifioitu orgaanisella happaman a materiaalilla, joka on (3-tyy dyttämätön alifaattinen karboksyylihappo, jossa on noin 3-10 hiiliatomia, sen anhyd-ridi tai näiden happojen ja anhydridin seos, jossa liimausseoksessa tai sen esiyhdis-teessä on liimauskykyisiä määriä mainittua modifioitua hartsia ja liimausta parantavia määriä ammoniakkia tai arrmoniumsuoloja muodostavaa materiaalia, jolloin modifioidun hartsin, ammoniakin ja annoniumsuolan määrä on riittävä sellaisen liimausseoksen muodostamiseksi, jonka kokonaishappamuus on ainakin noin 1000 miljoonasosaa.

Periaatteessa selluloosatuotteita, kuten paperia, voimapaperia, pahvia, puristeita ja vastaavia valmistetaan levittämällä vesipitoisessa väliaineessa oleva laimea 2 64 6 7 6 kuitususpensio tai liuos hienojakoiselle seulalle, jonka läpi vesipitoinen väliaine valuu jättäen jäljelle ohuen kuitumaton. Matto poistetaan seulalta, lisää nestettä puristetaan pois ja arkki tai matto kuivataan halutun tuotteen muodostamiseksi. Tässä prosessissa käytetyt kuituraaka-aineet ovat yleensä yhtä tai useampaa kaupallisesti saatavissa olevaa massatyyppiä. Näihin massoihin kuuluu mekaaniset massat tai valkaistut tai valkaisemattomat puuhiokkeet sekä kemialliset massat, joita ovat esimerkiksi valkaistut, valkaisemattomat ja puolivalkaistut sulfaatti- ja sulfiittimassat sekä puoli kemialliset massat. Muita kuitupaperin tai pahvin valmistuksessa käytettyjä kuituainesosia ovat talteenotetut jätepaperit, puuvillakuidut, epäorgaaniset ia synteettiset orgaaniset kuidut ja näiden materiaalien seokset.

Ensimmäinen vaihe paperituotteen valmistuksessa on massan valmistus. Massoja käsitellään sopiviiimin vetelänä niiden mekaanisen käsittelyn, ei-kuitumaisen lisäaineen sekoittamisen ja niiden paperikoneeseen syöttämisen helpottamiseksi. Massat syötetään paperikoneeseen vetelänä lietteenä suoraan massanvalmistusvaiheesta silloin, kun sekä massanvalmistus että paperinvalmistus suoritetaan samassa paikassa; muussa tapauksessa massa vastaanotetaan kuivina arkkeina tai levyinä ja ne pitää, saattaa veteliksi ennen käyttöä. Lietteenmuodostus erottaa kuidut ja dispergoi ne vesipitoiseen väliaineeseen siten, että mukana on mahdollisimman vähän haitallista mekaanista toimintaa jatkuvasti yhtenäisen lähtöaineen aikaansaamiseksi. Massa-lietteeseen kohdistetaan lihtauksena tai puhdistuksena tunnettu mekaaninen toiminta ennen paperiarkin muodostumista. Puhdistuksen tai raffinoinnin aikana kuidut turpoavat, ne katkaistaan, liotetaan tai maseroidaan ja hangataan ohiatusti ja valvotusti pienenpien säiemäisten elementtien muodostamiseksi, jolloin saadaan aikaan haluttu vaikutus lopputuotteen fyysisiin ominaisuuksiin. Lihtaamaton massa muodostaa kevyttä, nukkamaista, heikkoa paperia, kun taas hyvin lihdatulla massalla saadaan lujenpaa, tiheämpää paperia. Lih taus- tai raffinointiprosessin aikana massalluokseen lisätään monia ei-kuituisia materiaaleja. Näitä ovat esimerkiksi mineraalipigmentit, jollaisia pigmenttejä ovat esimerkiksi kaoliini, titaanioksidi, kalsiumkarbonaatti ja muut tunnetut täyteaineet, lisäksi lisätään värilisäaineita ja väriaineita, liimausaineita ja muita tunnettuja lihtauslisäaineita.

Sen jälkeen, kun massaliete on lihdattu ja raffinoitu ja lisäaineet sekoitettu siihen, tämä massaliete tai "syöttö" toimitetaan jatkuvaan arkinmuodostuslaitteistoon, joka voi olla esimerkiksi sylinterikone tai Fourdrinier, josta se purkautuu hienojakoiselle seulalle, jonka läpi nestemäinen kantoaine tai vesipitoinen väliaine valuu ja johon 64676 muodostuu kuitumatto. Kuitumatto tai arkki sisältää esimerkiksi noin 80 % vettä poistuessaan seulalta ja tästä syystä se kuljetetaan yhden tai useamman revolveripuristimen läpi vedenpoiston jatkamiseksi, jonka jälkeen se syötetään kuivausjärjestelmän, esimerkiksi höyrykuumennettujen pyörivien sylintereiden läpi valmiin tuotteen aikaansaamiseksi. Puristetut massatuotteet valmistetaan eri laitteissa samanlaisella menetelmällä, jolloin laitteet muodostavat, kuivaavat ja puristavat yksittäisiä puristetuotteita, kuten paperi-lautasia ja vastaavia.

Yllä mainitulla tavalla liimausaineita lisätään paperinvalmistus-prosessissa massalietteeseen, jotta lopputuote olisi nestettä läpäisemätön. Vaihtoehtoisesti liimausaineet voidaan jättää pois massan lisäaineista ja ne voidaan levittää paperiin sen kuivauksen jälkeen, jolloin ne torjuvat nesteen tunkeutumisen erittäin tehokkaasti. Tässä menetelmässä kuiva arkki kuljetetaan liimaliuoksen läpi tai liimaliuoksella kastellun valssin yli. Vastaavassa järjestyksessä tällaisia arkkeja kutsutaan "allasliimatuiksi" tai "pinta-liimatuiksi" .

Nykyään käytettyjä liimausaineita ovat esimerkiksi hartsi, erilaiset hiilivety- ja luonnon vahat, tärkkelykset, liimat, kaseiini, asfalttiemulsiot, synteettiset hartsit ja selluloosajohdannaiset. Hartsi on eräs eniten käytetyistä ja tehokkaimmista liimausaineista. Uutettu hartsi saippuoidaan usein emäksisellä soodalla ja käsitellään siten, että saadaan paksu tahna, jossa on noin 70 - 80 % kiinteitä aineita, joista jopa noin 30 - 40 % on vapaata, saippuoimatonta hartsia. Liimausaineina käytetään myös kuivaa (saippuoimatonta) hartsia ja täysin saippuoitua hartsia. Kaikkia näitä hartseja voidaan modifioida edelleen esimerkiksi lisäämällä maleiinianhydridiä tai jotain muuta täydennysainetta. Paperitehtaassa hartsitahna liuotetaan tai emulsioidaan laimentamalla se kuumalla vedellä noin 15 % kiinteäaine-pitoisuuteen ja laimentamalla se tämän jälkeen edelleen kylmällä vedellä voimakkaasti hämmentäen noin 5 % tai sitäkin pienempään kiin-teäainepitoisuuteen. Liuosta tai dispersiota käytetään joko pinta-liimaukseen tai se lisätään paperimassaan esimerkiksi noin 0,1 tai 0,5 - 4 % liima-ainetta laskettuna kuivasta kuidusta tavallisesti ennen alumiinisulfaattia (paperinvalmistusaluna), mutta toisinaan samanaikaisesti sen kanssa ja esimerkiksi noin 1-3 kertaa alumiini- 4 64676 sulfaatin määrä. Alumiinisulfaatin uskotaan muodostavan ionisesti varautuneen saostusaineen hartsiliiman kanssa, joka kiinnittyy vastakkaisesti varattuun kuituun. Viime aikoina on havaittu, että on mahdollista valmistaa uusia liimausseoksia, jotka ovat tunnettuja tyyppejä tehokkaampia ja sopivat yhteen nykyisin käytetyn hioke- ja massamateriaalin ja lisäaineiden kanssa. Tiettyjä tällaisia liimaus-seoksia on esitetty USA-patentissa 4,022,634, 10.5.1977, Emeron et ai, joka on tässä esitetty viitteenä. Nämä liimausseokset sisältävät erityisellä tavalla modifioitua hartsia, ammoniakkia ja ammoniumsuolaa. Muita tällaisia ominaisuuksiltaan entistä parempia liimausseoksia on esitetty USA-patentissa 4,141,750, 27.2.1979, Emerson et ai, joka on esitetty tässä viitteenä. Myös nämä liimausseokset sisältävät erityisellä tavalla modioitua hartsia, ammoniakkia, ammoniumsuolaa ja lisäksi niihin kuuluu Lewis-hapolla saatua urean reaktiotuotetta, kuten sulfuryylikloridia, paratolueenisulfuryylikloridia ja vastaavia, joka ureareaktiotuote voi muodostaa osan seoksissa olennaisesti läsnäolevasta ammoniakista ja ammoniumsuolasta.

Nyt on havaittu, että on mahdollista saada aikaan USA-patentissa 4,022,634 ja 4,141,750 esitettyjen kaltaisia liimausseoksia, joilla on huomattavasti paremmat liimausominaisuudet jopa verrattuna mainituissa julkaisuissa esitetyllä tekniikalla valmistettuihin seoksiin. Nämä parantuneet liimausseokset saadaan keksinnön mukaisella menetelmällä aikaan siten, että ensimmäisen komponentin ja toisen komponentin yhdistäminen suoritetaan toisen komponentin ollessa hienoksi jaetussa muodossa sen liimausseoksen tai edeltäjän muodostamiseksi ja ensimmäisen ja toisen komponentin reaktioaikaa ohjataan parannetun liimausseoksen muodostamiseksi. Seoskomponenttien yhdistäminen tällä tavoin kiihdyttää selvästi näissä kahdessa komponentissa olevien materiaalien välistä kemiallista reaktiota ja näin saadaan aikaan seoksia, jotka ovat yllättävän tehokkaita liimausaineita.

Ensimmäiseen seoskomponenttiin kuuluu yksi tai useampia materiaaleja, jotka muodostavat sekä ammoniakkia että ammoniumsuolaa yhdistettyinä toisiin liimausseoksen komponentteihin. Tämä ammoniäkkiä/ammoniumsuolaa muodostava materiaali valitaan ryhmästä, johon kuuluu ammoniakki tai sen edeltäjä; ammoniumsuoloja tai niiden edeltäjiä; sekä urean reaktiotuotteita ja ainakin yksi Lewis-happo, joka on valittu sulfu-ryylikloridista, kloorisulfonihaposta, tionyylikloridista, bentseeni- 5 64676 sulfonyylikloridista, bentseenisulfonihaposta, ortotolueenisulfoni-haposta, paratolueenisulfonihaposta/ ortotolueenisulfonyylikloridista ja paratolueenisulfonyylikloridista. Voidaan myös käyttää näiden ammoniakkien/ammoniumsuolaa muodostavien materiaalien seoksia. Ammoniakkia, esimerkiksi ammoniakin vesiliuoksen ammoniumhydroksidia sekä ammoniumsuolaa voidaan käyttää sellaisenaan ensimmäisessä komponentissa tai ensimmäisessä komponentissa voidaan myös käyttää edeltäjiä, jotka muodostavat esimerkiksi in situ ammoniakkia ja/tai ammoniumsuolaa liimausseokseen. Kuten USA-patentissa 4,022,634 on tarkemmin esitetty, voidaan ammoniakkia ja ammoniumsuolaa valmistaa esimerkiksi urean ja jonkun hapon reaktiotuotteena ja valinnaisesti lisää ammoniakkia tai ammoniumsuolaa voidaan lisätä urea/happoreak-tiotuotteeseen, ammoniakki voidaan saattaa reagoimaan hartsin suolaa muodostavien ainesosien, esimerkiksi happojen kanssa ammoniumsuolan aikaansaamiseksi tai ammoniumsuola voidaan saattaa reagoimaan hartsin ammoniakkia muodostavien ainesosien kanssa ammoniakin aikaansaamiseksi. Happoja, joita voidaan käyttää reagoimaan urean kanssa ammoniumsuolan aikaansaamiseksi ja joita voi olla läsnä ensimmäisessä tai toisessa komponentissa, ovat sulfaamihappo ja fosforihappo sekä oksaalihappo, metaanisulfonihappo, trikloorietikkahappo, typpihappo, rikkihappo, kloorivetyhappo, steariinihappo ja etikkahappo.

Ensimmäinen komponentti voi sisältää myös urean ja ainakin yhden valitun Lewis-hapon reaktiotuotteen, kuten USA-patentissa 1,41,750 on tarkemmin kuvattu. Reaktiotuotteen muodostamiseksi urea ja ainakin yksi Lewis-happo sekoitetaan yhteen ja saatetaan reagoimaan, joka Lewis-happo on valittu ryhmästä, johon kuuluu sulfuryylikloridi, kloorisulfonihappo, tionyylikloridi, bentseenisulfonyylikloridi, bentseenisulfonihappo, orto- tai paratolueenisulfonyylikloridi ja orto- tai paratolueenisulfonihappo. Edullisia Lewis-happoja ovat sulfuryylikloridi, kloorisulfonihappo, bentseenisulfonyylikloridi ja bentseenisulfonihappo ja kaikkein edullisimpia happoja ovat orto- tai paratolueenisulfonyylikloridi ja orto- tai paratolueenisulfonihappo. Mikäli läsnä on vettä, sen määrä on edullisesti paino-osina suunnilleen yhtä suuri kuin urea plus Lewis-happo, vaikkakin urea voidaan saattaa reagoimaan Lewis-hapon kanssa käyttämällä suurempaakin määrää vettä tai vähäisemmällä vesimäärällä tai jopa ilman vettä. Mikäli Lewis-happo on kiinteä, reaktio urean kanssa voidaan suorittaa jonkin verran hapon sulamispisteen yläpuolella olevassa lämpötilassa.

6 64 676

Urea saatetaan yleensä reagoimaan Lewis-hapon kanssa sellaisina määrinä ja riittävässä lämpötilassa, jotta seoksen pH saadaan muuttumaan ennen reaktion alkua olevasta happamasta pH:sta emäksiseen pH-arvoon reaktion päättyessä. Tämä määritetään pH-mittarilla. Tämä lämpötila on yleensä alueella noin 100 - 215°C ja riippuu jonkin verran seoksen vesipitoisuudesta, ja yleensä se voi olla korkeampi seoksilla, joilla on vähäinen vesipitoisuus.

Vaikkakin pH-muutos on tärkeä merkki siitä, että urea-happoreaktio on täydellinen, on tärkeämpi merkki reaktiotuotteen ensimmäisen komponentin täydellinen happamuus. Tämä täysi happamuus mitataan natrium-hydroksidimääränä, joka ilmaistaan kalsiumkarbonaatin yhtä suurina paino-osina, joka määrä tarvitaan antamaan vaaleanpunainen väri miljoonalle osalle reaktiotuotteen fenoliftaleidipitoista 50-painopro-senttiäta vesiliuosta, ja tämä voidaan määritellä käyttämällä Hach Chemical Company-yhtiön kokonaishappamuustestiä (Hach Chemical Co., Ames, Iowa, Model AC-5 happamuustestipaketti). Kun happo saatetaan reagoimaan urean kanssa, muodostuu ammoniakkia ja ammoniumsuolaa ja paitsi, että tämä reaktio nostaa pH-arvoa, se myös vaikuttaa seoksen kokonaishappamuuteen. Vaikkakaan tämä ei ole täysin selvää, uskotaan tämän ensimmäisen komponentin suuremman happamuuden (suurempi kuin puhtaan urean) osaltaan vaikuttavan siihen, että saadaan lopulta entistä parempi liimausseos eli aine.

Tällöin hapon määrä ureaan nähden on tärkeä tekijä ja parhaiten se voidaan määritellä sen itsensä aikaansaamana lopullisena kokonaishap-pamuutena (ppm). Haluttu pienin kokonaishappamuus on ainakin noin lOOO miljoonasosaa ja edullisesti ainakin noin 4000 ppm. Urean kanssa reagoineen hapon varsinainen määiä on yleensä ainakin noin 0,1 % ja edullisesti noin 0,2 - noin 8 % perustuen urean painoon, vaikkakin enemmänkin voidaan käyttää, esimerkiksi 15 - 20 % happoa perustuen urean painoon haluttujen tulosten aikaansaamiseksi.

Urean reaktio hapon kanssa suoritetaan edullisesti hartsin poissaollessa ja hartsin modifiointi seksi käytetyn orgaanisen happamen materiaalin poissaollessa. Haluttaessa urea voidaan kuitenkin saattaa reagoimaan Lewis-hapon kanssa ollessaan seoksena modifioidun hartsin kanssa, kuten jäljempänä tarkemmin selvitetään.

Valinnaisesti lisäammoniakkia, esimerkiksi jopa noin 6 painoprosenttia ammoniakin, veden ja urea-happoreaktiotuotteen kokonaisseoksesta, voi- 7 64676 daan lisätä urea-happoreaktiotuotteen ja veden seokseen sen jäähdyttyä huoneen lämpötilaan saatujen liimaustulosten parantamiseksi yhdistelmänä erityisellä tavalla modifioidun hartsin kanssa. Esimerkiksi 20 osaa 29-prosenttista vesipitoista ammoniakkia voidaan sekoittaa huoneen lämpötilassa 80 osaan urea-happoreaktiotuotteen ja veden seosta. Tämän jälkeen tämä seos voidaan yhdistää modifioitua hartsia olevaan toiseen komponenttiin, kuten jäljempänä tarkemmin selvitetään.

Eräässä toisessa suoritusmuodossa lisää ammoniumsuolaa yhdistetään ureaan ja Lewis-happoon, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluu sul-furyylikloridi, kloorisulfonihappo, tionyylikloridi, bentseenisulfo-nyylikloridi, bentseenisulfonihappo, p- tai o-tolueenisulfonyyliklo-ridi ja p- tai o-tolueenisulfonihappo esillä olevan keksinnön mukaisten liimausaineiden aikaansaamiseksi. Ammoniumsuolan lisäksi lisä-ammoniumsuolaa saadaan keksinnön mukaisella urean ja valittujen Lewis-happojen välisellä reaktiolla, ja ainakin olennaisesti koko määrä, esimerkiksi ainakin noin 90 painoprosenttia urean ja hapon välisellä reaktiolla muodostuneesta ammoniumsuclasta saadaan edullisesti tämän keksinnön mukaisella reaktiolla valittujen Lewis-happojen kanssa. Urean suhde painon mukaan laskien mahdollisesti käytettyyn lisäammoniumsuolaan on usein alueella noin 2:1 - noin 1:4 ja edullisesti noin 1:1 - 1:4. Tämän jälkeen tämä reaktiotuotteen ensimmäinen komponentti voidaan yhdistää modifioituun hartsiin eikä ainoastaan urea-happoreaktiotuotteeseen liimausaineen saamiseksi.

Esillä olevan keksinnön ensimmäisessä komponentissa käytetty ammonium-suola voi olla ammoniumsuolaa muodostavan hapon suola, joka reagoi ammoniakin kanssa muodostaen ammoniumsuolaa, kuten esimerkiksi sul-faamihappoa, kloorisulfonihappoa, fosforihappoa, oksaalihappoa, p-tolueenisulfonihappoa, trikloorietikkahappoa, kloorivetyhappoa, rikkihappoa, metaanisulfonihappoa, typpihappoa, steariinihappoa, etikkahappoa ja sulfuryylikloridia. Kiinteitä esimuodostuneita ammoniumsuoloja voidaan käyttää tai vaihtoehtoisesti suola voidaan muodostaa saattamalla haluttu happo reagoimaan ammoniakin kanssa. Tällöin esimerkiksi ammoniumsulfaatin, urean ja kloorisulfonihapon kuivia jauheita kuumennetaan yhdessä noin 160°C:een, jossa lämpötilassa seoksen pH-arvo muuttuu happamasta emäksiseen pH-arvoon, joka on noin 8, jolloin saadaan aikaan ammoniakkia/ammoniumsuolaa sisältävä ensimmäinen komponentti.

Keksinnön mukaisten liimausscosten toinen komponentti on hartsi, joka 8 64676 on modifioitu orgaanisella karboksyylihappomateriaalilla, joka voi olla a,3-tyydyttymätön orgaaninen happo, tällaisen hapon anhydridi tai tällaisten happojen ja anhydridien seoksia, a,8-tyydyttymätön happo tai johdannainen voi olla esimerkiksi a,β-tyydyttymätön ali-faattinen happo, joka yleensä sisältää noin 3 - 10, edullisesti noin 3-6 hiiliatomia, jolloin kyseessä voi esimerkiksi olla akryylihappo ja lisäksi edullisia happoja ovat maleiinihappo, maleiinianhydridi ja fumaarihappo.

Hartsi on hartsihappojen (mukaanluettuna abietiiiii-, pimariini- ja levopimariinihapot), hiilivetyjen ja suurimolekvylipainoiÄten alkoholien seos, jota saadaan useistakin lähteistä. Kumipihka on jätettä, jota jää jäljelle sen jälkeen, kun tärpättiöljy on tislattu raa'asta tärpättipihkasta, jota saadaan elävistä mäntypuista, puuhartsi on jäte, jota jää jäljelle sen jälkeen, kun on tislattu liuotinuute-tuotteen haihtuvat jakeet pois (tavallisesti käyttäen naftaa liuottimena) männyistä, ja mäntyöljyhartsi on mäntyöljyfraktioinnin sivutuote (hartsihappojen, rasvahappojen ja neutraalien materiaalien öljyinen seos, jotka neutraalit materiaalit saadaan paperi- ja massa-prosesseista tulevan käytetyn mustalipeän happokäsittelystä). Kaikki kolme tyyppiä ovat kemiallisesti hyvinkin samanlaisia lukuunottamatta sitä, että mäntyöljyhartsi sisältää usein 1 - 5 % fraktioinnin jälkeen jäljelle jääneitä rasvahappoja, kun taas kumihartsi ja puuhartsi eivät näitä sisällä. Kuten yllä mainittiin, hartsia voidaan käyttää liimausaineissa "uivassa" muodossa tai ne voidaan osittain tai täysin saippuoida. Esillä olevan keksinnön mukaisissa liimausseoksissa voidaan käyttää kumihartsia, puuhartsia, mäntyöljyhartsia tai niiden seoksia. Mäntyöljyhartsi on kuitenkin edullista, koska se saa yleensä aikaan parhaat tulokset mahdollisesti johtuen siinä olevista rasvahapoista, vaikkakaan tämä ei ole täysin selvää.

Kuten edellä mainittiin, orgaaniset happamat materiaalit, joita voidaan käyttää hartsin modifioimiseksi , ovat α, β-tyydyttymät.tömiä orgaanisia happoja ja anhydridejä ja niiden seoksia. Haluttujen tulosten aikaansaamiseksi käytetyn orgaanisen happaman materiaalin määrä on yleensä noin 5 - 50 % tai enemmänkin hartsin painosta, mutta edullisesti noin 5 - 30 %, erityisesti noin 15 % on sopiva määrä. Modifioitu hartsi voidaan muodostaa saippuaksi tunnetuilla menetelmillä, esimerkiksi lisäämällä natriumhydroksidia, kaliumhydroksidia tai ammonium-hydroksidia alkalisen metallin tai hartsihappojen ammoniumsaippuan muodostamiseksi. Yleensä hartsi voidaan saippuoida sen jälkeen, kun 64676 se on modifoitu. Joka tapauksessa saippuoinnin ei tarvitse olla täydellinen, mutta se on edullisesti riittävä saattamaan lopullisen liimausseoksen vesiliukoiseksi. Mitä tulee esillä olevan keksinnön siihen suoritusmuotoon, jossa käytetään ammoniakin ja modifioidun hartsin reaktiotuotetta, ammoniakkia käytetään edullisesti yhtenä saippuointiemäksenä.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti ensimmäinen ja toinen seoskompo-nentti on jäljempänä kuvatulla tavalla yhdistetty samalla, kun toinen komponentti ja edullisesti myös ensimmäinen komponentti ovat hienojakoisessa nestemäisessä tai kiinteässä tilassa tai ovat nesteiden ja kiinteiden aineiden hienojakoisia seoksia. Toinen komponentti ja valinnaisesti ensimmäinen komponentti voidaan hienojakaa hiukkasiksi, jotka voivat olla kiinteitä tai nestemäisiä eli pisaroita, jolloin tämä jako suoritetaan alan ammattimiehille tutuilla laitteilla. Edullisesti tällaisten nestemäisten tai kiinteiden hiukkasten keski-halkaisija on alueella noin 10 - 100C mikronia, edullisesti noin 20 - 250 mikronia.

Keksinnössä voidaan ensimmäisen ja toisen komponentin välistä reaktiota ohjata ominaisuuksiltaan entistä parempien tuotteiden aikaansaamiseksi. Tällainen ohjaus voi tapahtua käyttämällä suhteellisen lyhyitä reaktioaikoja. Reaktioaika voi olla jopa 1 minuutin luokkaa, edullisesti korkeintaa noin 30 sekuntia, esimerkiksi noin 15 - 30 sekuntia. Reaktioaika voi usein olla noin 10 sekuntia. Erityisen tehokas tapa reaktioajan ohjaamiseksi ja ensimmäisen ja toisen komponentin riittävän sekoittumisen aikaansaamiseksi on muodostaa näiden halutulla hiukkaskokoalueella olevien materiaalien ynteissuihkutus.

On havaittu, että toisen komponentin muuttaminen hienoiksi hiukkasiksi voidaan suorittaa lisäämällä nestemäistä tai kiinteää toista komponenttia ensimmäiseen komponenttiin simalla, kun nestemäisessä muodossa olevaan ensimmäiseen komponenttiin kohdistetaan voimakas leikkaava sekoitus tai hämmennys sekoitus- tai hämmennyslaitteessa. Toisen komponentin lisäys sekoitettuun nestemäiseen ensimmäiseen komponenttiin jakaa toisen komponentin hienoiksi hiukkasiksi sen tullessa kosketukseen sekoitetun nesteen kanssa. Sekoituslaitteen hämmenys-elementtiä voidaan käyttää leikkaussekoituksen mahdollistavalla nopeudella, joka on riittävä hienojakamaan lisätyn toisen komponentin hiukkasiksi, joiden keskihalkaisija on alueella 10 - 1000 mikronia.

10 64676

Voidaan esimerkiksi käyttää Waring-sekoitinta, jonka sekoituselemen-tin nopeus on noin 10.Ό00 - 25.000 rpm ensimmäisen komponentin sekoittamiseksi yhdistettäessä toista komponenttia siihen.

Vaihtoehtoisesti näiden kahden komponentin ollessa nestemäisiä voidaan molemmat komponentit pakottaa suihkusuutinten läpi ja yhdistää nämä kaksi suihkua sopivasta säiliöstä. Tällä tavoin sekä ensimmäinen että toinen komponentti jakautuu aerosolikokoisiksi pisaroiksi. Edullisesti käytetyt suuttimet muodostavat pisaroita, joiden keskikoko on noin 10 - 200 mikronia, eullisesti noin 20 - 125 mikronia. Esimerkkinä menestyksellisesti käytettävistä suuttimista voidaan mainita, että toinen komponentti voidaan suihkuttaa suuttimesta n:o 49487650, joita valmistaa yhtiö nimeltä Spray Engineering Company, East Spit Brook Road, Nashua, N.H. 03060, kun taas ensimmäinen komponentti lähetetään samanlaisen Spray Engineering Company'n valmistaman täysi-kartiokeskisuuttimen läpi. Paineenalainen höyry on sopivaa kaasua toisen komponentin pakottamiseksi tällaisen suuttimen läpi. Ensimmäisen komponentin suihku voidaan muodostaa käyttämällä tai käyttämättä paineistettua ajokaasua. Tämän jälkeen näistä kahdesta suuttimesta tulevat suihkut voidaan yhdistää komponenttien sekoittamiseksi molempien komponenttien ollessa hienojakoisessa tilassa.

Yhdistettäessä ensimmäinen komponentti toiseen komponenttiin esillä olevan keksinnön mukaisen liimausseoksen muodostamiseksi käytetään riittäviä määriä kumpaakin komponenttia, jotta saadaan tehokkaita määriä liimausainetta, yleensä noin 25 - 85 % liimausseoksen kokonais-kuivapainosta on ensimmäistä komponenttia ja noin 75 - noin 15 % toista komponenttia liimausseoksessa. Tällä menetelmällä valmistettu liimausseos sisältää yleensä ainakin 25 painoprosenttia, usein noin 40 - 60 % vettä.

Toisen komponentin ja valinnaisesti ensimmäisen komponentin ollessa jaettuna prosessin mukaisesti hienoiksi nestemäisiksi tai kiinteiksi hiukkasiksi voidaan komponentti yksinkertaisesti sekoittaa huoneen lämpötilassa. Epäedullisempaa on sekoittaa nämä komponentit ja kuumentaa seoksen kiehumispisteeseen sen seikan varmistamiseksi, että kaikki reaktiot ovat täydellisiä.

Kun ensimmäinen komponentti ja toinen komponentti yhdistetään korotetussa lämpötilassa, modifioitu hartsi voidaan kuumentaa tai pitää 11 64676 lämpötilassa, jossa yhdistäminen voidaan suorittaa. Tämä yhdistäminen voidaan suorittaa lisäämällä ensimmäisen komponentin kuumennetun reaktiotuotteen laimennettua seosta kuumennettuun toiseen komponenttiin kemiallisen ja fyysisen sekoittumisen aikaansaamiseksi. Ensimmäisen ja toisen komponentin seos voidaan kuumentaa yli lOO°C:een veden kiehuttamiseksi pois ja edullisesti se pidetään kiehumislämpötilassa, kunnes samea liuos muodostuu olennaisesti kirkkaaksi. Valinnaisesti komponenttien yhdistämisen tultua suoritetuksi loppuun voidaan käyttää hyvin pieniä määriä ammoniumhydroksidia tuotteen pH:n säätämiseksi takaisin emäksiselle alueelle, eli arvon 7 ylittävään lukemaan, mikäli se on laskenut happamelle alueelle eli alle arvon 7. Korkeintaan 0,05 painoprosenttia seoksesta olevat ammoniumhydroksidimäärät nostavat pH:n yleensä haluttuun lukemaan. Ensimmäisen ja toisen komponentin laimennuskonsentraatioiden valinta ennen komponenttien sekoitusta riippuu siitä, kuinka paljon ensimmäistä ja toista komponenttia halutaan toisiinsa nähden ja saatujen liimausseosten halutusta väkevyydestä. Käytettyjen yhdistelmälämpötilojen valinta on työstettävyyden ja halutun kemiallisen ja fyysisen sekoittumisasteen funktio, vaikka-o kin eräässä keksinnön suoritusmuodossa ainakin noin 27°C:n lämpötilat saattavat estää saostumisen sekoittumisen yhteydessä.

Sen jälkeen, kun ensimmäinen ja toinen komponentti on saatettu reagoimaan, ne voidaan saattaa kosketukseen jomman kumman natrium- tai kaliumhydroksidin tai niiden molempien vesiliuoksen kanssa halutun pH-arvon omaavan tuotteen aikaansaamiseksi. Nämä emäkset voidaan edullisesti lisätä peräkkäisjärjestyksessä, erityisesti siten, että NaOH seuraa K0H:ta. Vesipitoisen emäksen lisäys itse asiassa suorittaa loppuun ensimmäisen ja toisen komponentin reaktion.

Kuten aikaisemmin mainittiin, ammoniakki, ammoniumsuola ja erityisesti modifioitu hartsi tai erityisellä tavalla modifioidun hartsin saippua voidaan yhdistää huoneen lämpötilassa liimausaineen aikaansaamiseksi. Erityisellä tavalla modifioidun hartsin saippua voidaan valmistaa kaatamalla hartsin ja orgaanisen happaman hartsin modifiointiaineen kuuma seos saippuointiemäksen vesiliuokseen, jollaisia emäksiä ovat esimerkiksi natriumhydroksidi ja/tai kaliumhydroksidi, jolloin samalla suoritetaan hidasta sekoittamista modifioidun hartsin saippuoimiseksi. Saippuointihartsin vesiliuosta voidaan käyttää riittävässä määrin sellaisen modifioidun hartsisaippuan vesiseoksen muodostamiseksi, joka sisältää noin 50 - noin 70 painoprosenttia kiinteitä aineita. Lasket- 12 64676 tuna ammoniakin, ammoniumsuolan ja hartsin sekä happaman modifoidun orgaanisen kuiva-aineen kokonaispainosta liimausaine voi Sisältää noin 3 - 30 % ammoniakkia, noin 4 — 72 % ammoniumsuolaa ja noin 93 - noin 25 % hartsia plus modifioivaa orgaanista hapanta materiaalia, jolloin käytetty ammoniumsuolan suhde ammoniakkiin on suurempi kuin noin 1:1. Termiä "kuiva" käytetään tässä keksinnön selityksessä merkitsemään kaikkea muuta materiaalia kuin läsnäolevaa vettä. Ammoniakki voidaan valmistaa in situ esimerkiksi hartsin, modifioivan orgaanisen happaman materiaalin ja ammoniumsuolan välisellä reaktiolla käyttämällä noin 4 - noin 75-prosenttista hartsia plus orgaanista modifioivaa hapanta materiaalia laskettuna kuivapohjalta ammoniumsuolan ja hartsin ja modifioivan orgaanisen happaman materiaalin kokonaispainosta.

Käytetyn ammoniakin määrä riippuu siitä, onko ammoniakki ainoa käytetty saippuointiaine. Kun ainoastaan ammoniakkia käytetään erityisellä tavalla modifioidun hartsin saippuointiin, voidaan liimausaineen valmistamiseksi yleensä käyttää noin 10 - noin 75 % ammoniakkia ja noin 25 - noin 90 % hartsia plus modifioiva orgaaninen hapan materiaali laskettuna ammoniakin ja hartsin plus modifioivan orgaanisen happaman materiaalin kokonaispainosta kuivapohjalta. Kun ammoniakkia saatetaan reagoimaan erityisellä tavalla modifoidun hartsin saippuan kanssa, seos voidaan yleensä valmistaa noin 4 - noin 60 %:lia ammoniakkia ja 96 - 40 %:lla hartsia plus modifioivaa orgaanista hapanta materiaalia laskettuna ammoniakin ja hartsin plus modifoivan orgaanisen happaman materiaalin kokonaispainosta kuivapohjalta.

Liimausseosten valmi s tide see n liittyvät toimenpiteet, lukuunottamatta komponenttien yhdistämistä toisen komponentin ja valinnaisesti molempien komponenttien ollessa hienojakoisessa muodossa, en esitetty USA-patenteissa 4,022,634 ja 4,141,750, jotka kummatkin on tässä esitetty viitteinä.

Esillä olevan keksinnön mukaisten liimausaineiden pH on yleensä alueeLla ainakin noin 6,6 - noin 10 tai 12 ja kokonaishappamuus on ainakin noin 1000 miljoonasosaa. pH on edullisesti ainakin noin 8, esimerkiksi noin 9-11. Kokonaishappamuus on mitattu natriumhyd-roksidin määränä esitettynä niinä paino-osina kalsiumkarbonaattia, jotka tarvitaan antamaan vaaleanpunainen väri miljoonalle osalle esillä olevan keksinnön mukaista fenoli-ftaleiinia sisältävää lii- li 64676 mausseosta, ja tämä kokonaishappamuus voidaan määritellä Hach Chemical Company'n kokonaishappamuustestillä (Hach Chemical Co.,

Arnes, Iowa, Model AC-5 happamsuutestipaketti) . Esillä olevan keksinnön mukaisen liimausaineen kunkin suoritusmuodon edullisena tarkoituksena on saada aikaan suurin mahdollinen kokonaishappamuus alentamatta pH-arvoa siinä määrin, että liimausaine muodostuisi liukenemattomaksi paperitehtaan veteen. Esillä olevan keksinnön mukaisten liimausseosten ainesosien suhteet voivat vaihdella tämän tavoitteen mukaisesti ja tällöin ne voidaan sopivasti määritellä pH-arvoina ja kokoriaishappamuutena, jonka ne saavat aikaan liimausaineisiin.

Näiden parannettujen liimausseosten liimausominaisuudet ovat paremmat kuin tavanomaisten liimausaineiden samana määränä käytettynä ja yhtä hyvät vähäisemmillä määrillä, jolloin käyttäjän on mahdollista saavuttaa nykyiset vakiot vähäisemmällä liimausainemäärällä kuin mitä tähän mennessä on tarvittu ja tästä syystä pienemmin kustannuksin.

Tämän keksinnön mukaisten liimaussseosten käytöllä saadut tuotteet ovat kirkkaampia ja lujempia kuin tähän mennessä käytettävissä olevilla liimausaineilla saadut. Uudet liimaussseokset edistävät myös arkin kuivumista, kun niitä käytetään massan lisäaineena siten, että paperikoneen vauhtia voidaan kiihdyttää ja silti saada aikaan kosteuspitoisuudeltaan samanlainen arkki. Vaithoehtoisesti paperimassaan voidaan lisätä enemmän vettä paperikoneen viiralla olevan kuidun suuntaamiseksi paremmin, jolloin saadaan aikaan lujempi paperi ja parempi rakenne. Uusia liimausseoksia käytetään normaalisti yksinään liimausaineena massassa olevan paperinvalmistusalunan kanssa tai pintaliimauksessa, mutta se voidaan myös yhdistää moniin muihinkin liimausaineisiin, jolloin se korvaa huomattavan osan näistä tunnetuista aineista.

Parannettua liimausseosta voidaan käyttää massan lisäaineena tai pintaliimausaineena valmistettaessa selluloosatuotteita. Täsmällinen käytettävä määrä parhaiten mahdollisten tulosten aikaansaamiseksi voi vaihdella riippuen käytetystä massatyypistä ja valmiin tuotteen halutuista ominaisuuksista. Yleisesti ottaen pienempiä määriä kuin tunnettujen liimausaineiden yhteydessä tällä hetkellä käytetyt määrät voidaan käyttää olennaisesti yhtä hyvien tai parempien tuotteiden valmistamiseksi. Kun esimerkiksi tunnettuja hartsiliimausaineita käytetään yleensä noin 0,1 tai 0,5 % - noin 4 % kiinteistä aineista laskettuna massalietteen kuitujen painosta, tämän keksinnön mukaisia liimausseoksia voidaan käyttää jopa niin vähän kuin 0,05 % tai 0,25 %.

14 64676

Voidaan siis käyttää noin 0,05 - 0,25 tai jopa noin 4 % keksinnön mukaisia liimausseoksia kuivana painona perustuen massalietteessä olevien kuitujen painoon. Tyypillisesti silloin, kun normaalisti käytetään 1 % tunnettua hartsiliimausainetta, voidaan käyttää 0,5 % tämän keksinnön mukaista uutta ainetta olennaisesti yhtä hyvien tai parempien tulosten saavuttamiseksi.

Liimausseosten valmistaminen tässä keksinnön selityksessä esitetyllä tavalla mahdollistaa myös halvemmat seokset. Tämä voidaan saada aikaan siksi, että käytetään vähemmän suhteellisen kalliita ainesosia (esimerkiksi modifioitua hartsia) saaden silti aikaan liimausteho.l-taan olennaisesti yhtä hyviä liimausseoksia kuin tunnetulla tavalla valmistetut seokset, jotka sisältävät enemmän suhteellisen kalliita komponentteja.

Tämän keksinnön mukaisia menetelmiä selvitetään seuraavassa tarkemmin oheisilla esimerkeillä.

Esimerkki 1

Liimausaineen ensimmäinen komponentti valmistetaan sijoittamalla 4000 g kaupallisesti saatavissa olevaa ureaa, 200 g sulfaamihappoa ja 4200 g vettä keittoastiaan ja kuumentamalla sitä tämän jälkeen samalla hitaasti sekoittaen sisältöä, kunnes reaktioseos kiehuu atmosfäärisessä paineessa. Kun lämpötila saavuttaa lukeman noin 103°C, vedenhukka päättyy ja pH-mittarin avulla määriteltynä liuoksen pH nousee lukemaan noin 8. Saatu ensimmäinen komponenttituote on kirkas liuos, jonka kokona!shappamtius on 86.000 ppm määriteltynä Hach Chemical Company'n happamuustestipaketi 11a mallia AC-5.

Modifioitua hartsia olevan toisen komponentin muodostamiseksi keitto-astiaan sulatetaan 3000 g kaupallisesti saatavissa olevaa mäntyöljy-hartsia. Sulaneeseen hartsiin lisätään hitaasti sekoittaen seuraavat ainesosat: 360 g fumaarihappoa plus 100 g 37-prosenttista formaldehydiä ja 3 g paratolueenisulfonihappoa hartsikiteytymisen inhibiittoreina. Tämän jälkeen reaktioseos kuumennetaan jatkuvasti sekoittaen noin 205°C:een ja pidetään tässä lämpötilassa 2-10 tuntia.

Liimausaineen muodostamiseksi sijoitetaan 600 g ensimmäistä komponenttia ja 300 g vettä pikasekoittimeen, joka voi olla esimerkiksi Waring- 15 64676 sekoitin. Toista komponenttia (300 g) joko sulaneena tai kiinteinä hiukkasina lisätään sekoittimen sisältöön ja sekoitetaan noin 10 -60 sekuntia ja edullisesti noin 20 - 30 sekuntia. Toisen komponentin lisääminen tällä tavoin varmistaa sen, että toinen komponentti hieno-jakautuu koskettaessaan sekoitettua tai hämmennettyä ensimmäistä komponenttia. Tämän jälkeen lisätään kaliumhydroksidia (60 - 120 g) 50 painoprosentin vesiliuoksena ja sekoitetaan 5-10 sekuntia. Tämän jälkeen liuoksen pH säädetään natriumhydroksidillä arvoon 9 - noin 10 ja lisätään riittävästi vettä liuoksen kokonaiskiintoainespitoisuuden saattamiseksi noin 50 painoprosenttiin.

Ensimmäinen neutralointi voidaan tehdä natriumhydroksidilla, mutta mikäli näin menetellään, toinen neutralointi pitäisi tehdä kalium-hydroksidilla.

Esimerkki 2

Liimausaineen ensimmäinen komponentti valmistetaan samalla tavoin kuin esimerkissä 1.

Toisen komponentin valmistamiseksi keittoastiaan sulatetaan 3000 g kaupallisesti saatavissa olevaa mäntyöljyhattsia. Tähän hartsiin lisätään hitaasti ja kohtuullisesti sekoittaen 360 g fumaarihappoa. Tämän jälkeen jatkuvasti kohtuullisesti sekoittaen reaktioseos kuu- O * mennetaan noin 205 C:een ja pidetään tässä lämpötilassa 2-14 tuntia. Tämän jälkeen kuuma reaktiotuote lisätään huolellisesti ja varovasti lämpimään liuokseen, jossa on 700 g natriumhydroksidia liuotettuna 4032 g:aan vettä. Lopullisen toisen komponenttiliuoksen pH on noin 10,0.

Liimausaineen muodostamiseksi toinen komponentti ja lisävesi sekoitetaan seuraavissa suhteissa:

Toinen komponentti 115 g

Lisävesi 115 g

Yhteensä 230 g Tämän jälkeen seos yhdistetään 190 g:aan ensimmäistä komponenttia, jolloin muodostuu yhteensä 420 g liimausainetta.

16 64676

Esimerkki 3

Liimausaineen ensimmäinen ja toinen komponentti valmistetaan samalla tavoin kuin esimerkissä 1.

Liimausaineen muodostamiseksi 600 g ensimmäistä komponenttia ja 300 g vettä sijoitetaan pikasekoittimeen, esimerkiksi Waring-sekoittimeen. 300 g toista komponenttia joko sulaneena tai kiinteinä hiukkasina lisätään sekoittimen sisältöön ja sekoitetaan noin 10 - 60 sekuntia ja edullisesti noin 20 - 30 sekuntia.

Tämän jälkeen lisätään kaliumhydroksidia (60 - 120 g) 50 painoprosentin vesiliuoksena ja liuosta sekoitetaan muutamia sekuntteja. Tämän jälkeen liuoksen pH säädetään natriumhydroksidilla arvoon 9,0 - 10,0 ja riittävästi vettä lisätään liuoksen kokonaiskiintoainepitoisuuden saattamiseksi noin 50 painoprosenttiin.

Ensimmäiseen neutralointiin voidaan käyttää natriumhydroksidia, mutta mikäli näin menetellään, toiseen neutralointiin pitäisi käyttää kaliumhydroksidia.

Esimerkki 4

Piirustuksessa esitetyssä laitteessa muodostetaan 1000 osaa esimerkin 1 tapaan valmistettua toista komponenttia suihkeeksi 1 pakottamalla se säädettävän kartiosuuttimen 2 (esimerkiksi suutin n:o 49487650, joita valmistaa yhtiö nimeltä Spray Engineering Co., East Spit Brook Road, Nashua, N.H. 03060) läpi. Suihku 1 suihkutetaan putkeen 3, jossa se kohtaa myös esimerkin 1 mukaan valmistetun ensimmäisen komponentin suihkun 4, joka tulee keskikartiosuuttimesta 5. Toisen komponentin lämpötila on noin 182°C ja suutinta 2, jonka läpi se kulkee, kuumentaa \aippa 6, joka on täytetty höyryllä, ja paine on noin 155 psig ja lämpötila noin 182°C. Ensimmäisen komponentin määrä on 2000 osaa 50-painoprosenttista kiinteää tuotetta. Kanavasta 7 tulevan veden määrä on noin 1000 osaa, joka on vähemmän kuin toisen komponentin suuttimen 2 ympärillä olevasta vaipan 6 aukoista tulevan höyryn määrä, ja vettä syötetään laitteeseen aukoista 8 putken 3 seinämien pesemiseksi ja kiinteiden aineiden kasaantumisen estämiseksi. Reaktiotuote kohtaa suihkun 9 50-painoprosenttista kaliumhydroksidiliuosta, joka sisältää 200 - 400 g kaliumhydroksidia, joka on syötetty putkeen 3

II

17 64676 kanavassa 11 olevan aukon 10 kautta. Tämän jälkeen saatu liuos 12 pumpataan esittämättä jätettyyn varastosäiliöön pumpulla 13 kanavan 14 kautta, jossa säiliössä pH-arvo säädetään lukemaan 9,0 - noin 10,0 joko KOHrlla tai NaOHrlla.

Piirustuksen kaksi suutinta 2 ja 5 on esitetty sellaisina, että kaksi pisaravirtaa, eli toisen ja ensimmäisen komponentin suihkut 1 ja 4 liikkuvat samansuuntaisesti. Muitakin suuttimien 2 ja 5 järjestelyjä voidaan käyttää mukaanluettuna sellainen, jossa Suuttimet sijoitetaan vaakasuuntaisesti putken 3 halkaisijalle siten, että pisaravirrat suuntautuvat toisiaan vasten.

Piirustuksessa esitetään, että vesi virtaa alaspäin putken sisällä kiinteiden aineiden kasaantumisen estämiseksi. Vaihtoehtoinen menetelmä olisi järjestää sarja vesisuihkuja putken sisäkehään.

Esimerkki 5 Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettujen liimausäinei-den testaamiseksi käsitellään esimerkkien 1, 2 ja 3 mukaisten tuotteiden näytteitä seuraavasti. Liimausaineet sekoitetaan valkaistussa voimapaperissa olevaan paperinvalmistusalunaan ... niiden suorituskyvyn vertaamiseksi. Valmistetaan käsipyyhkeitä käyttämällä 5,7 g kuitua, joka on laimennettu veteen 1 painoprosentin lietteeksi.

Kuitua ja vettä sekoitetaan Waring-sekoittimessa noin 1 minuutin ajan ja tämän jälkeen liimausaineita lisätään noin 4,5 kg kuitutonnia kohti ja sekoitetaan noin 45 sekuntia. Tämän jälkeen lisätään alunaa määränä noin 6,7 kg kuitutonnia kohti.

Lietteitä laimennetaan tämän jälkeen edelleen vedellä siten, että kuidun kiintoainepitoisuudeksi tulee noin 0,1 % laskettuna lietteen painosta. Tämän jälkeen muodostetaan pyyhkeitä laitteella, jota kutsutaan nimellä Willimas Handsheet Former ja valmistus suoritetaan esimerkeissä esitetyillä liimausaineilla valmistetuista lietteistä. Pyyhkeet sijoitetaan kahden imupaperin väliin ja kuivataan kuumapu-ristimessa, jonka lämpötila on noin 110°C paineen ollessa (noin 22 kg neliötuumaa kohti) noin 3,4 kg/cm kohti. Tämän jälkeen pyyhkeitä tai arkkeja käsitellään 24 tuntia 50 %:n suhteellisessa kosteudessa ja 22°C lämpötilassa ja testataan TAPPI Hot Ink Float testillä.

18 64676 "Ink float test", jota käytetään eri liimausaineiden tehon vertaamiseksi käyttää koostumukseltaan seuraavanlaista happomustetta: 1000 ml tislattua vettä 5 g gallushappoa 7.5 g FeS04 1.0 g viinihappoa 1.0 g natriumbentsoaattia 3.5 g sinistä aniliinia 50,9 g muurahaishappoa Tässä mustetestissä tietyn kokoisia neliöitä paperia sijoitetaan nestemäisen musteen pinnalle ja merkitään sekunteina muistiin se aika, jonka 50 % pinnasta tarvitsee värittyäkseen musteesta. Yleisesti ottaen, mitä suurempi määrä sekunteja tulee merkityksi muistiin tietyssä kokeessa, sitä tehokkaampi on tässä kokeessa käytetty liimaus-aine .

Saadut tulokset on esitetty taulukossa I. Kukin koesarja suoritetaan yhtenä päivänä samalla kuidulla ja saman tyyppisellä vedellä. Vertai lutulokset muuttuvat päivästä päivään riippuen käytetystä kuidusta, veden laadusta ja mahdollisesti muista tekijöistä.

li 19 64676

Taulukko I

Liiraausaineiden raustevärikokeita 4,5 kg liimaa paperitonnia kohti (toinen komponentti hienojakoinen)

Koe Kokeen kuvaus Käytetty menetelmä liimausai- Musteväritesti n:o neen valmistamiseksi sekunteja 1 Uusi menetelmä Saimoin kuin esimerkissä 1. Tois ta komponenttia sekoitettiin 20 sekuntia. Toinen komponentti lisätty kiinteinä hiukkasina 924 2 Vertailu Vanha menetelmä kuten esimer kissä 2 612 3 Saima kuin koe 1 Uusi menetelmä 1284 4 Sama kuin koe 2 Vertailu - vanha menetelmä 888 5 Sama kuin koe 1 Uusi menetelmä 1284 6 Uusi menetelmä Kuten esimerkissä 1. Toinen komponentti lisätty sulaneena tuotteena lämpötilassa 205°C 1236 7 Vanha menetelmä Vertailu kuten esimerkissä 2 708 8 Uusi menetelmä Kuten esimerkissä 3 1666 9 Vanha menetelmä Vertailu kuten esimerkissä 2 976 10 Vanha menetelmä Vertailu kuten esimerkissä 2 paitsi saippuoiminen suoritettu KOH:11a 960 11 Uusi menetelmä Kuten esimerkissä 1. Toista kom ponenttia sekoitettu 30 sekuntia.

KOH:ta sekoitettu 30 sekuntia 795 12 Vanha menetelmä Vertailu kuten esimerkissä 2 480

Taulukon I kokeiden keskiarvot olivat seuraavat: Kumpaakaan komponenttia ei hienojakautettu (vanha menetelmä): 771 sekuntia; toinen komponentti hienojakautettu (uusi menetelmä): 1206 sekuntia.

Tämä osoittaa uuden menetelmän olevan vanhaa parempi kaavalla ------- x 100 % = 56 % 771 20 64676

Taulukossa I vertailuille esitettyjen musteväritestien arvot ovat yleensä korkeammat kuin aikaisemmassa kokeessa saadut arvot. Tämä johtuu seuraavista syistä: (a) toinen komponentti on saippuoitu KOHrlla eikä NaOH:lla, (b) pieni määrä NA0H:ta on lisätty liimausaineeseen toisen komponentin lisäyksen jälkeen ja (c) käytetään korkeammanasteista mäntyöljyhartsia reagoimaan fumaari-hapon kanssa valmistettaessa toista komponenttia.

Esimerkki 6

Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettujen liimausaineiden testaamiseksi, jolloin sekä ensimmäinen että toinen komponentti on hienojakautettu, testataan esimerkissä 4 esitetyllä tavalla valmistettujen tuotteiden näytteitä musteväritestillä. Käsipyyhevalmistus ja käytetyt mustevärimenetelmät ovat olennaisesti samanlaisia kuin kuviossa 5 esitetyt. Saadut tulokset on esitetty taulukossa II. Samoinkuin aikaisemmin kukin koesarja suoritetaan siten, että samana päivänä käytetään samaa kuitua ja saman tyyppistä vettä. Vertailu-tulokset vaihtelevat päivästä toiseen riippuen käsipyyhkeen koosta, käytetystä kuidusta, veden laadusta ja mahdollisesti muista tekijöistä .

il 21 64676

Taulukko II

Liimausaineiden musteväritestejä 4,5 kg liimaa paperitonnia kohti Molemmat komponentit hienojakautettuja

Koe Kokeen kuvaus Käytetty menetelmä lii- Nesteväritesti n:o ma-aineen valmistami- (sekunteja) seksi 1 Uusi menetelmä Kuten esimerkissä 4.

Hartsi on 12-prosentti- sesti lujitettu fumaari- hapolla 530 2 Vertailu Vanha menetelmä kuten esi merkissä 2. Hartsi on 12-prosenttisesti lujitettu fumaarihapolla 360 3 Sama kuin koe 1 Uusi menetelmä 558 4 Sama kuin koe 2 Vertailu - vanha menetelmä 376 5 Sama kuin koe 1 Uusi menetelmä 552 6 Sama kuin koe 2 Vertailu - vanha menetelmä 379 7 Uusi menetelmä Kuten esimerkissä 4. Hartsi on 6-prosenttisesti lujitettu fumaarihapolla 384 8 Sama kuin koe 2 Vertailu - vanha menetelmä 386

Taulukon II kuuden ensimmäisen kokeen keskiarvot ovat seuraavat: Kumpikaan komponentti ei hienojakautettu (vanha menetelmä): 372 sekuntia; molemmat komponentit hienojakautettuja (uusi menetelmä): 547 sekuntia.

Tämä osoittaa, että uuden menetelmän paremmuus vanhaan menetelmään verrattuna on 547-372 x 100 % = 47 % 372

Taulukon II kokeet 7 ja 8 osoittavat, että esillä olevan keksinnön mukaisesti valmistettu liimausseos on suunnilleen yhtä tehokas lii-mausaine kuin samanlainen liimausaine, joka on valmistettu tavanomaisesti käyttäen kaksi kertaa niin paljon hartsia modifioivaa fumaari-happomateriaalia.

Claims (6)

1. 22 64676
2. 1. Menetelmä liimausseoksen valmistamiseksi, jolla on parantuneet liimausominaisuudet, jossa menetelmässä yhdistetään A) ensimmäinen komponentti, joka muodostaa sekä ammoniakkia että. ammoniumsuolaa, yhdistettynä toiseen liimausseoksen komponenttiin, jolloin ammoniakkia - ammoniumsuolaa muodostava aine on ammoniakki tai ammoniumsuola tai näiden esiyhdiste; urean ja ainakin yhden Lewis-hapon reaktiotuote, joka Lewis-happo on sulfuryylikloridi, kloorisulfonihappo, tionyylikloridi, bentseenisulfonyylikloridi, bentseenisulfonihappo, or to-tolueenisulfonihappo, para-tolueeni-sulfonihappo, orto-tolueenisulfonyylikloridi tai para-tolueeni-sulfonyylikloridi; tai näiden aineiden seos; ja B) toinen komonentti, joka on saippuoitua, osittain saippuoitua tai saippuoimatonta hartsia, joka on modifioitu orgaanisella hap-pamalla materiaalilla, joka on tx,β -tyydyttämätön alifaattinen karboksyylihappo, jossa on noin 3-10 hiiliatomia, sen anhydridi tai näiden happojen ja anhydridin seos, jossa liimausseoksessa tai sen esiyhdisteessä on liimauskykyisiä määriä mainittua modifioitua hartsia ja liimausta parantavia määriä ammoniakkia tai ammonium-suoloja muodostavaa materiaalia, jolloin modifioidun hartsin, ammoniakin ja ammoniumsuolan määrä on riittävä sellaisen liimausseoksen muodostamiseksi, jonka kokonaishappamuus on ainakin noin 1000 miljoonasosaa, tunnettu siitä, että ensimmäisen komponentin ja toisen komponentin yhdistäminen suoritetaan toisen komponentin ollessa hienoksi jaetussa muodossa sen liimausseoksen tai edeltäjän muodostamiseksi ja ensimmäisen ja toisen komponentin reaktioaikaa ohjataan parannetun liimausseoksen muodostamiseksi.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen komponentti muodostetaan hienoiksi hiukkasiksi lisättäessä mainittua toista komponenttia ensimmäiseen komponenttiin samalla, kun ensimmäiseen komponenttiin kohdistetaan voimakas leikkaussekoitus, joka riittää muodostamaan sellaisia toisen komponentin hiukkasia, joiden keskihalkaisija on noin 10 - 1000 mikronia.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 23 64676 siitä, että myös ensimmäinen komponentti on jaettu hienoiksi hiukkasiksi samalla kun ensimmäinen ja toinen komponentti yhdistetään, jolloin sekä ensimmäisen että toisen komponentin hiukkasten keski-halkaisija on noin 10 - 200 mikronia.
5. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen komponentti muutetaan hienoiksi pisaroiksi pakottamalla nämä komponentit suihkusuutinten läpi ja että nämä kaksi suihkevirtaa sekoitetaan sopivassa säiliössä.
6. 1. Förfarande för framställning av en limblandning med förbättrade limningsegenskaper, i vilket förfarande kombineras A) en första komponent, som förenad med limblandningens andra komponent bildar bäde ammoniak och ammoniumsalt varvid det ammoniak - ammoniumsalt bildande ämnet är ammoniak, ammoniumsalt eller en prekursor av dessa; en reaktionsprodukt mellan urea och ätminstone en Lewis-syra, vilken Lewis-syra är sulfurylklorid, klorsulfonsyra, tionylklorid, bensensulfonylklorid, bensensulfon-syra, orto-toluensulfonsyra, para-toluensulfonsyra, orto-toluen-sulfonylklorid eller para-toluensulfonylklorid eller blandningar av dessa ämnen; och B) en andra komponent, som är en förtvälat, delvis förtvAlat eller oförtvälat harts, som modifierats med ett organiskt surt material, som är en , -omättad alifatisk karboxylsyra med cirka 3-10 kolatomer, dess anhydrid eller en blandning av dessa syror och anhydrider; vilken limblandning eller dess prekursor innehäller en limmande mängd av nämnda harts och en limningen förbättrande mängd av ammoniak eller ammoniumsalt bildande ämne, varvid mängden av det modifierade hartset, ammoniaken och ammoniumsaltet är till-räcklig för att bilda en sädan limblandning, vars totalsurhet är ätminstone cirka 1000 miljondelar, kännetecknat därav, att förenandet av den första komponenten och den andra komponenten utförs dä den andra komponenten är i finfördelad form för att bilda dess limblandning eller prekursor och den första och den andra