FI65791C

FI65791C - Ligningaddutprodukt foerfarande foer framstaellning daerav ochanvaendning daerav i faergaemneskompositioner

Info

Publication number: FI65791C
Application number: FI802819A
Authority: FI
Inventors: Stephen Y Lin
Original assignee: American Can Co
Priority date: 1980-02-22
Filing date: 1980-09-09
Publication date: 1984-07-10
Also published as: FI65791B; IT8147852A0; DE3030315A1; IT1142318B; NO153732C; JPS56118093A; NO802235L; NO810875L; DE3050990A1; NO153732B; GB2069996A; GB2069996B; DE3030315C2; CH650489A5; SE8005328L; FI802819A; NO154967B; FR2476651A1; JPS6045931B2; FR2476651B1

Description

-- M4V PATENTTIJULKAISU £ c Π Q A

K3 <11> PATENTSKMFT 00/^1 (51) Kv.ll^lnca.3 c 08 H 5/02, B 01 F 17/50 // 0 06 P 1/00 ^(21) Pat«nttlh&k«mus — P»t«nt*n*öknlng ΘΟΖβ 19 ¢22) Htk«ml*pUvl— Ansdknlngadaf 09.09.80 (23) Alkupilvi — Glltlg hutadig 09.09.80 SUOMI—FINLAND (41) Tullut julkiseksi — Bllvlt offentllg 23.08.81 ««* (44) Nihtiviktlptnon |a kuul.julkslsun pvm. — 30.03.84 V» / Aniöktn utlagd och utUkrlften publicersd (45) Ptuntti myönnetty — Patent meddelst 10.07.84

Patentti· ja rekisterihallitus

Patent-och regitterstyrelsen (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird priori tet 22.02.80 USA(US) 123696 Toteennäytetty-Styrkt (73) Reed Lignin, Inc., 81 Holly Lane, Greenwich, Connecticut 06830, USA(US) (72) Stephen Y. Lin, Wausau, Wisconsin, USA(US) (74) Berggren Oy Ab (54) Ligniiniadditiotuote, menetelmä sen valmistamiseksi ja sen käyttö väri-aineseoksissa - Ligninadduktprodukt, förfarande för framstäilning därav och användning därav i färgämneskomposit loner Tämä keksintö kohdistuu dispergointiaineena käytettävään lignii-niadditiotuotteeseen ja erityisesti tällaisen dispergointiaineen käyttöön väreissä ja värjäysmenetelmissä.

Tässä yhteydessä sanonnalla "ligniini" on tavanomainen merkityksensä ja tarkoittaa ainetta, jota tyypillisesti otetaan talteen alkaliselluloosakeiton raustalipeistä, kuten esim. sellaisista, joita muodostuu sulfaatti-, sooda- ja muissa hyvin tunnetuissa alkalikeittoprosesseissa. Tässä yhteydessä sanonnalla "sulfonoitu ligniini" tarkoitetaan tuotetta, jota saadaan lisäämällä sulfonihapporyhmiä ligniinimolekyyliin, esim. saattamalla ligniini reagoimaan sulfiitti- ja bisulfiittiyhdisteiden kanssa. Tässä yhteydessä sanonnalla "lignosulfonaatti" tarkoitetaan ligniinin reaktiotuotetta, jota itsestään syntyy puun sulfiitti-keitossa ja joka muodostaa tästä prosessista saadun sulfiitti-jäteliemen pääasiallisen ainesosan. Lopuksi sanonta "sulfonoitu ligniiniänne" ei tarkoita ainoastaan yllä selostettuja ligniini- ja lignosulfonaattireaktiotuotteita, vaan myös sulfiitti- 2 65791 jäteliemiä, joita aineita voidaan saattaa reagoimaan edelleen (kuten esimerkiksi hydroksimetylointia ja/tai sokerin poistoa varten) , puhdistaa, fraktionoida tai sentapaista kyseessä olevalle erityiselle aineelle sopivalla tavalla, kuten alla lähemmin selostetaan.

On hyvin tunnettua, että sulfonoituja ligniiniaineita voidaan käyttää erityisen edullisesti dispergointiaineina lukuisille tuotteille, kuten saville, hyönteismyrkkyihin, kasvinsuojeluaineisiin, väriaineisiin jne. Tyydyttävän dispergointiaineen aikaansaaminen maalia varten muodostaa kuitenkin erityisen vaikean tehtävän, ottaen huanioon, että sillä tulisi olla haluttu tasapaino määrättyjen ominaisuuksien välillä, jotka ominaisuudet yleensä ovat keskenään yhteensopimattomia. Näin ollen on tavallisesti tehtävä kompromisseja ja yhdessä tai useammassa suhteessa hyvyäksyttävä suhteellisen alhainen suoritustaso hyvän suoritustason aikaansaamiseksi muissa suhteissa. Kolloidi- ja kyyppiväreissä esimerkiksi tulisi ihanteellisella dispergointiaineella olla erinomainen lämpösta-biliteetti yhdessä alhaisen atsoväriä pelkistävän ja tahraavan ominaisuuden kanssa. Sen tulisi myöskin vähentää mahdollisimman pieneksi vaahtoamista, antaa mahdollisimman korkea jauhatusteho (so. aikaansaada pieniä osaskokoja lyhyimmässä mahdollisessa ajassa) ja sen tulisi lisäksi alentaa sen väripastan viskositeettia, jossa sitä loppujen lopuksi käytetään.

Eräänä esimerkkinä edellä olevien tarkoitusperien määrätystä perustavaa laatua olevasta yhteensopimattomuudesta, jota tähän asti ei ole asetettu kyseenalaiseksi, mainittakoon että sulfo-noiduilla ligniinituotteilla on erinomaisen korkea lämpöstabi-liteetti, mutta ne pyrkivät myös tahraamaan ja aiheuttamaan korkeita atsovärin pelkistysarvoja. Lignosulfonaateilla on päinvastoin hyvin alhainen atsoväriä pelkistävä vaikutus, mutta ovat moniin tarkoituksiin sopimattomia riittämättömän lämpöstabili-teettinsa vuoksi. Yleisesti ottaen on havaittu, että jauhautumis-tehokkuus ja lämpöstabiliteetti ovat yhteensopimattomia ominaisuuksia ja että dispergointiaineella, jolla on toinen näistä pyrkii yleisesti ottaen olemaan toisen ominaisuuden suhteen puutteellinen. Loppujen lopuksi, vaikka lignosulfonaattituotteil-la yleisesti ottaen on jonkin verran alhaisempi pyrkimys värjätä kankaita, joilla ne on käsitelty, verrattuna sulfonoituihin 65791 ligniinituotteisiin, ei minkään nykyisin saatavana olevan tai kirjallisuudessa selostetun ligniinipohjaisen dispergointiai-neen tahraamisominaisuus ole ollut lopullisessa analyysissä täysin tyydyttävällä tasolla.

Ottaen huomioon, että useimmat kolloidi- ja kyyppivärit ovat joko kinoni- tai atsovärejä, on pelkistysreaktioiden välttämis-tarve erittäin tärkeä, koska epäonnistuminen tässä johtaa siihen, että on käytettävä kohtuuttoman suuria määriä väriä dispergointiaineen aiheuttaman pelkistymisen kompensoimiseksi. Alalla on tehty lukuisia yrityksiä sulfonoitujen ligniinidis-pergointlaineiden atsoväriä pelkistävän ja tahraavan ominaisuuden vähentämiseksi, jotka yritykset ovat yleensä perustuneet ligniinin vapaiden fenolisten hydroksyyliryhmien sulkemiseen erilleen. Esimerkkeinä tällaisista pyrkimyksistä mainittakoon US-patenttijulkaisut 3 672 817, 3 763 139, 3 769 272 ja 3 865 803. Joskin edellä mainitut menetelmät ovat jossain mielessä tehokkaita, ovat ne suhteellisen kalliita toteuttaa ja saadut tulokset ovat vieläkin vähemmän kuin tyydyttäviä.

Ottaen huomioon, että pyrkimyksenä on ollut aikaansaada hyvä ja korkea lämmönkestävyys, niin että väriaineita voitaisiin käyttää nykyisissä tavanomaisissa värjäysmenetelmissä, on myös yritetty parantaa tätä ominaisuutta lignosulfonaattituotteissa. Tyypillisiä tällaisia yrityksiä on esitetty US-patenttijulkaisussa 3 864 276, jossa selostetaan dispergointiainetta, joka on saatu ristikytkemällä sulfiittijäteliemikiintoaineita ja sul-faattilipeäkiintoaineita. Ultrasuodatusta ja sitä mahdollisesti seuraavaa tuotteen desulfonointia on myös yritetty lämpöstabili-teetin parantamiseksi ja usein tällaisilla menetelmillä valmistettuja tuotteita on kaupallisesti saatavana. Toinen lähestymistapa, jota on käytetty lignosulfonaattituotteiden lämpöstabili-teetin parantamiseksi on sulfiittijäteliemen hapettaminen ja desulfonointi alkalisessa väliaineessa ilmalla tai hapella (kuten vaniljan tuotannossa). Kaikki edellä olevat menetelmät tummentavat kuitenkin poikkeuksetta lignosulfonaattia ja lisäävät siten tahraamisarvoa käytössä. Tällaiset käsittelyt pyrkivät myös lisäämään tuotteen pyrkimystä pelkistää atsoväriä. Näihin tuloksiin liittyy lisäksi vähemmän kuin tyydyttävä parannus kyseisen tuotteen lämpöstabiliteettiominaisuuksissa.

65791

Esillä olevan keksinnön ensisijaisena tarkoituksena on näin ollen aikaansaada uusia dispergointiaineita ligniiniadditio-tuotteista.

Keksinnön tarkoituksena on lisäksi aikaansaada sellaisia dispergointiaineita, joilla on paras mahdollinen tasapaino eri ominaisuuksien välillä, joka tekee ne erittäin sopiviksi käytettäviksi dispergointiaineina kolloidi- ja kyyppiväreissä.

Keksinnön erityisenä tarkoituksena on lisäksi aikaansaada lig-niiniadditiotuotepohjäisiä dispergointiaineita, joilla on suhteellisen alhainen tahraava ja atsoväriä pelkistävä ominaisuus ja aikaansaada ligniiniadditiotuotedispergointiaineita,joilla on paljon paremmat lämpöstabiliteettiarvot.

Keksinnön tarkoituksena on vielä aikaansaada dispergointiaineita ligniiniadditiotuotteista, joiden jauhautumisteho on erinomainen verrattuna ennestään tunnettuihin samanlaisiin dis-pergointlaineisiin.

Keksinnön tarkoituksena on lopuksi aikaansaada yllä mainittua lajia olevia dispergointiaineita, jotka ovat suhteellisen halpoja ja yksinkertaisia valmistaa.

Keksinnön muita tarkoitusperiä ovat aikaansaada väriaineseoksia, pastoja ja väriliemiä, jotka perustuvat yllä olevaa tyyppiä oleviin dispergointiaineisiin ja aikaansaada menetelmiä näiden käyttämiseksi.

Nyt on havaittu, että yllä olevat ja sentapaiset tarkoitusperät ovat helposti saavutettavissa sulfonoidun ligniiniaineen lig-niiniadduktiolla, joka sisältää noin 2-3 paino-% orgaanista rikkiä ja noin 0,05-4,0 mmoolia hydroksyylibentsyylialkoholiyhdis-tettä grammaa kohti aineessa olevaa ligniiniä. Hydroksyylibent-syylialkoholiyhdisteellä on yleinen kaava: ch2oh [OH—(OH)

A

5 65791 jossa n on kokonaisluku 1-3 ja A on vety, alhainen alkyyliryhmä (so. ryhmä jossa on 1-4 hiiliatomia) tai hydroksimetyyliryhmä.

Tietyissä suoritusmuodoissa käytetään seoksessa lignosulfonaat-tia ligniiniaineena, joka lignosulfonaatti edullisesti on hydroksimet-yylijohdannainen. Muissa suoritusmuodoissa käytetty ligniiniaine on sulfonoitu ligniini. Kummassakin tapauksessa on käytetty al-koholiyhdiste edullisesti monohydroksyylibentsyylialkoholi, jota on valmitettu vähintään noin 0,5 mmoolia ligniinigrammaa kohti.

Määrättyjä keksinnön tarkoitusperiä saavutetaan ligniiniadditio-tuotteen valmistusmenetelmässä, jossa ensimmäisessä vaiheessa muodostetaan sulfonoidusta ligniiniaineesta ja hydroksyylibent-syylialkoholiyhdisteestä vesipitoinen reaktioseos, jolloin jälkimmäisellä yhdisteellä on yllä oleva yleinen kaava, ja jota käytetään samassa suhteessa ligniiniin nähden kuin yllä on selostettu. Reaktioseoksessa ylläpidetään noin 50-100°C:n lämpötilaa ja pH-arvoa noin 3-12 ligniiniaineen ja alkoholiyhdisteen välisen reaktion aikaansaamiseksi. Näitä olosuhteita ylläpidetään reaktioseoksessa noin 1-24 tuntia, niin että olennaisesti kaikki ligniiniaine ja alkoholiyhdiste muuttuvat ligniiniaddi-tiotuotteeksi.

Keksinnön suositun suoritusmuodon mukaisesti on käytetty ligniiniaine sulfiittijätelientä, jota voidaan etukäteen saattaa reagoimaan sen ligniinipitoisten ainesosien olennaisen osan me-tyloloimiseksi. Kaikkein edullisimmin aikaansaadaan metylolointi-reaktio formaldehydillä. Joka tapauksessa voi olla erityisen edullista käyttää sulfiittijätelientä, josta ainakin on osittain poistettu sokeri.

Esillä olevan menetelmän erään vaihtoehtoisen edullisen menetelmän mukaan on sulfonoitu ligniiniaine alkaliligniini, joka on sulfonoitu orgaaniseen rikkipitoisuuteen noin 2-7 paino-%.

Kaikissa yllä olevissa menetelmissä on käytetty alkoholiyhdiste edullisesti monohydroksyylibentsyylialkoholi, dihydroksyyli-bentsyylialkoholi, trihydroksyylibentsyylialkoholi, monohydrok-syylimetyylibentsyylialkoholi tai monohydroksyylihydroksimetyy- 6 65791 libentsyylialkoholi. Kaikkein edullisimmin käytetään mono-hydroksyylibentsyylialkoholia additiotuotteen valmistamiseksi esillä olevan menetelmän mukaisesti. Valmistamalla ligniiniad-ditiotuote yllä olevalla menetelmällä saavutetaan määrättyjä keksinnön tarkoitusperiä.

Muita keksinnön mukaisia etuja aikaansaadaan helposti väri-aineseoksessa, joka sisältää veteen liukenematontä väriä sekä ligniiniadditiotuotetta, jolla on yllä selostettu kokoomus tai joka on valmistettu esillä olevalla menetelmällä. Tällaisessa väriaineseoksessa on additiotuotteen painosuhde väriaineeseen nähden noin 0,25-0,75:1,0. Väriaine on edullisesti kolloidi-tai kyyppiväriaine ja erityisen edullisesti se on atso- tai ki-noniväriaine.

Muita keksinnön etuja aikaansaadaan pastalla, joka yllä selostetun väriaineseoksen lisäksi sisältää vettä, jolloin väriaine muodostaa noin 35-55 paino-% pastasta. Määrättyjä lisäetuja aikaansaadaan keksinnön mukaisella jauhatusmenetelmällä, jonka mukaan yllä selostettu pasta saatetaan alttiiksi jauhatukselle niin kauan, että pastan veteen liukenemattomien osasten paino-keskimääräinen osaskoko alenee noin 50-200 Angströmiin.

Muodostamalla väriliemi aikaansaadaan keksinnöllä vielä lisäetuja, kun väriliemi sisältää tehokkaan määrän yllä selostettua väriaineseosta sekoitettuna veden kanssa. Väriaineseoksen liukenemattoman jakeen keskimääräinen osaskoko kylvyssä on noin 50-200 Angströmiä. Muita keksinnön tarkoitusperiä aikaansaadaan värjäysmenetelmällä, jossa yllä selostettua värikylpyä kuumennetaan noin 70-135°C:en. Kangasta upotetaan kylpyyn niin kauaksi, että se värjäytyy tehokkaasti, minkä jälkeen kangas poistetaan kylvystä. Värjäysmenetelmän eräässä suoritusmuodossa käytetty väri liukenee ensimmäiseen kylpyyn ja menetelmään kuuluu ensimmäistä poistovaihetta seuraava vaihe, jossa kangas upotetaan toiseen kylpyyn värin saattamiseksi liukenemattomaksi kankaalla.

Keksintöä selostetaan alla lähemmin esimerkkien avulla, jossa kaikki osat ja prosentit perustuvat painoon.

Esimerkki 1 Käytettiin havupuun sulfiittijätelientä, joka sisälsi noin 63 % 65791 natriumlignosulfonaattia (47 % ligniiniä, 5,5 % orgaanista rikkiä, 7 % metoksiryhmiä, 3,5 % natriumia) ja 20 % pelkistäviä sokereita, loppuosan ollessa epäorgaanisia suoloja, polysakkarideja ja sentapaisia. Liemi saatettiin reagoimaan natriumhydrok-sidin kanssa lämpötilassa 90°C 2 tunnin ajan olennaisesti kaikkien liemessä olevien sokereiden muuttamiseksi sokerihapoiksi. Tämä lipeä, jonka pH oli 10,7, sisälsi 1140 osaa kiintoaineita ja 1285 osaa vettä. Lipeän kiintoaineista 400 osaa oli orgaanisia sokerihappoja ja epäorgaanisia suoloja ja 600 osaa siitä oli lignosulfonaattia. Lipeässä oleva lignosulfonaatti hydraksimetyloi-tiin saattamalla 1000 osaa natriumhydroksidilla käsitellyn lipeän kiintoaineita reagoimaan 60 osan kanssa formaldehydiä 70° C:ssa 2 1/2 tuntia. Reaktioajan lopussa havaittiin ainoastaan hivenmääriä jäljellä olevaa formaldehydiä, flonohydroksyylibent-syylialkoholi saatettiin reagoimaan hydroksimetyloidun lignosulfonaa-tin kanssa lisäämällä reaktioseokseen 1,9 mmoolia monohydroksyy-libentsyylialkoholia lignosulfonaatissa olevan ligniinin grammaa kohti, jolloin välissä oleva reaktio suoritettiin 100°C:ssa 5 tunnin ajan. Lopputuoteliuoksen pH oli 10,95 ja viskositeetti 43 cP 25°C:ssa. Tuote suihkukuivattiin ja sen dispergointiomi-naisuudet arvioitiin käyttäen alla olevia testimenetelmiä.

Lämpöstabiliteetti

Dispergointiaineen lämpöstabiliteetti arvioitiin jauhamalla ensiksi 10 g siitä 40 g:n kanssa Disperse Blue 3-väriä hiekkamyl-lyssä käyttäen riittävästi vettä 250 g:n kokonaispainon aikaansaamiseksi myllyssä. Käyttäen 500 g standardihiekkaa ja jauhaen 2000 kierroksella minuutissa, jauhettiin väriä ja dispergointi-ainetta kaiken kaikkiaan 5 tuntia, jolloin 50 g dispergointiai-netta vielä lisättiin jauhatustoimituksen viimeisen puolen tunnin aikana. Jauhatuksen aikana pidettiin seoksen pH arvossa 8 lisäämällä sopivia määriä etikkahappoa.

Ligniinituotteen arvioimiseksi märkäseoksena laimennettiin yllä selostetulla tavalla valmistetun ja 3 g kiintoainetta sisältävän väripastan erä kokonaistilavuuteen 100 ml tislatulla vedellä ja lämmitettiin 70°C:en. Seosta sekoitettiin 1 minuutin ajan ja tyhjösuodatettiin käyttäen standardi vesi-imusuihku-pumppua ja Buchner-suppiloa 15 cm:n kokoisella Whatman-suodin-paperilla n:o 2. Suodatuksen vaatima aika ja suodinpaperilla ole- 65791 van jäännöksen paino merkittiin muistiin.

Ligniinituotteen toimintakyky kuivaseoksena arvioitiin suihku-kuivaamalla edellä olevan menetelmän mukaisesti valmistettu pasta tulolämpötilan ollessa 127°C ja poistolämpötilan 88°C suihku-kuivaus toimituksessa. 2 g suihkukuivattua jauhetta muutettiin sen jälkeen pastaksi 10 ml:11a tislattua vettä, minkä jälkeen tilavuus lisättiin 100 ml:an lisäämällä sopiva määrä vettä 70°C:ssa. Saatua seosta sekoitettiin hyvin minuutin ajan ja suodatettiin Whatman-suodinpaperin n:o 2 läpi, kuten yllä on selostettu ja jäännöksen paino sekä suodatusaika merkittiin muistiin.

Tuotteen kiehumislämpötilastabiliteetti määritettiin valmistamalla ensin pasta 2 g:sta yllä selostettua suihkukuivattua jauhetta ja 10 ml:sta vettä 70°C:ssa. 290 ml 70°C:sta vettä lisät tiin saatuun pastaan ja seosta keitettiin sekoittaen 15 min ajan. Kiehunut seos suodatettiin sen jälkeen puuvillakankaan läpi ja kankaan päällä olevan jäännöksen paino määritettiin ja suodatuksen vaatima aika merkittiin muistiin.

Alla olevassa taulukossa 1 on esitetty ne arvot, jotka on saatiin yllä olevilla arvioinneilla käyttäen yllä selostetulla tavalla valmistettua tuotetta. Vertailun vuoksi on myös esitetty muita saatavana olevia dispergointiaineita käyttäen saadut arvot. TAMOL SN on synteettinen naftaleenisulfonaattidispergointiaine, jota Rohm & Haas Chemical Company myy; UFOXANE on ultrasuodatettu desulfonoitu lignosulfonaatti, jota Borregaard A/B (Norja) myy; REAX 85A on sulfonoitu sulfaattiligniini, jota Westvaco Corporation myy; ja MARASPERSE 52CP on American Can Companyn myymää lignosulfonaattidispergointiainetta. Alla olevassa taulukossa (ja sitä seuraavissa samantapaisia arvoja esittävissä taulukoissa) , on kiintoaineet ilmaistu prosenteissa, viskositeetit cP:na, suodatusajat ovat sekunneissa ja jäännökset mg:oissa.

9 65791

•H

-P UI

-P :Q

$ g -P :<u eri O oo o ld h :ιβ i" vo vo r·' rH 4 00 'ί i uj in A il o a! Q uj vo o tn o ί· oh 3 3 in m tn vo cn rH M en -P tn (N σν 0 -m tn 2 p :fq cn -^r ro oo oo

qj :<ö vo ro t* cn rH

U O VO rH i—I rH rH

w § 0U3 0, h* >n m tn σν ro tn r—I Q U) ^ 3 3 ro vo tn r- tn

^ co -P (N

•H 10 3 -2 :g

En ui e rj- tn vo o σν P :ίπ σ\ o r-π o Γ'

<ϋ :m O ΓΗ CM CN rH

g T) rH

1 s ou3 ia ° :a λ *8 ovrHcTitn 3 a Ό1 r~ vo oo r-~

CO -P rH

^ S

3·«® σ> tn oo o o

U) *H Ή rH OV rH *3* rH

{0 > U) rH rH CO rH

* i

Sd) vo r- c - ~ - •H -H ro ro ro ·*τ ro ^ (0 ro ro ro ro ro i &

(ΰ (N

LO

| ® 1 | »I

ä § 1 § ^ w 10 65791

Kuten yllä olevista arvoista nähdään, on esillä olevan keksinnön mukaisella dispergointaineella parempi stabiliteetti kuin millään ennestään tunnetulla kaupallisesti saatavalla disper-gointiaineella, johon sitä on verrattu, ja tämä pätee mitä tulee suodatusaikoihin kuten myös suodinpaperille jääneen jäännöksen painoon. Nämä tulokset ovat erityisen merkittäviä erityisesti mitä tulee REAX 85A-dispergointiaineeseen tehtyyn vertailuun, ottaen huomioon, että se on sulfonoitu ligniiniyhdiste-tuote, joilla tuotteilla katsotaan olevan erinomaisen korkeat lämpötilaominaisuudet ja joita paljolti käytetään tästä syystä. On myös huomattava, että esillä olevan keksinnön mukaisen dis-pergointiaineen erittäin huomattavan lämpöstabiliteetin lisäksi osoittavat yllä olevat arvot myös, että se aikaansaa halutun viskositeetin alenemisen väripastassa. Alhainen viskositeetti on tietenkin toivottavaa, koska se helpottaa pastan käsittelyä ja mahdollistaa korkeampien kiintoainepitoisuuksien käytön lopputuotteessa.

Kuitujen tahrautuminen

Keksinnön mukaisen dispergointiaineen kuituja tahraavan ominaisuuden määrittämiseksi verrattuna kaupassa saataviin tuotteisiin valmistettiin kummastakin kylpy liuottamalla 10 g dispergointi-ainetta 250 ml:an vesijohtovettä, jolloin dispersio neutraloitiin etikkahapolla. Viisi pientä kangaspalaa sekä puuvillasta että polyesteri/puuvillaseoksesta (65/35) upotettiin testattavaan liuokseen, joka oli kuumennettu kiehumispisteeseen ja pidettiin upotettuna siihen 10 min ajan. Kylpy kaadettiin pois kangaspaloista, jotka sen jälkeen puristettiin käsin ylimääräisen nesteen poistamiseksi ja asetettiin sen jälkeen dekantteri-lasille. Kangaspalat puhdistettiin kylmällä vesijohtovedellä 5 min ajan ja kuivattiin lopuksi ilmalla. Kunkin kangaspalan heijastuskyky mitattiin standardimenetelmillä valkoisuusmitta-rilla aallonpituudella 457 nm (nanometriyksikköjä), ja tahrau-tumisprosentti laskettiin seuraavalla kaavalla:

Prosentuaalinen tahrautuvuus = /(RQ - x 100

Kaavassa R. = dispergointiaineen tahraaman kankaan heijastus-kyky, ja RQ = käsittelemättömän kangaspalan heijastuskyky, so. sellaisen kangaspalan heijastuskyky, jota on käsitelty ainoastaan vedellä ilman mitään dispergointiainetta. Koetulokset on esitetty taulukossa 2.

11 65791

Taulukko 2

Puuvilla Polyesteri-puuvlllaseos

Dispergoiva aine Tahrautimis-% ~i— Tahrautumis-%

Esimerkki 1 79/9 9,2 86,0 6,9 MARASPERSE 52CP 58,2 33,0 67,1 27,4 UPOXfiNE 54,2 38,3 65,6 29,0 REAX 35A 54,0 38,5 60,9 34,1 TAMDL SN 86,0 2,0 92,4 0 Käsittelemätön 87,8 0 92,4 0

Kuten yllä olevista arvoista nähdään, on keksinnön mukainen dispergointiaine paljon parempi mitä tulee sen pyrkimykseen tahrata sekä puuvillakangasta että myös puuvilla/polyesteriseos-kangasta kuin kaikki muut dispergöintiainee paitsi TAMOL SN.

Tämä tuote ei tietenkään ole ligniinipohjainen dispergointiaine ja sitä käytetään kaupallisesti sen erityisen alhaisten tah-raamisominaisuuksien vuoksi. Se on tavallisesti väritön tai ainakin melkein.

Vaahtoamistaipumus

Esillä olevan dispergointiaineen vaahtoa stabiloivan ominaisuuden arvioimiseksi verrattuna muihin tyypillisiin dispergointi-aineisiin liuotettiin 1 g dispergointiainetta (kiintoaineena laskettuna) 100 ml:an vesijohtovettä, jonka pH oli säädetty arvoon 5 etikkahapolla. Liuos kaadettiin 250 ml:n vetoiseen sylinteriin, jota nopeasti käännettiin 5 kertaa peräkkäin, minkä jälkeen vaahdon korkeus (mmrssä) nesteen pinnalla mitattiin.

Tämä mitattiin toisen kerran minuutin pituisen lepoajan jälkeen ja taas kerran kahden minuutin jälkeen. Testitulokset on esitetty alla olevassa taulukossa 3, josta nähdään, että keksinnön mukaisella ligniinidispergointiaineella on erittäin hyvät vaah-toamisominaisuudet, joskaan se ei ylitä kaikkia muita disper-gointiaineita tässä suhteessa.

12 65 791

Taulukko 3

Vaahdon korkeus

Disperqoiva aine Alussa 1 min 2 min MARASPEFSE 52CP 48 18 8 UPOXANE 35 (sarnnuu 15 sekunnissa) REAX 85A 71 56 51

Esimerkki 1 36 13 8

Atsoväripelkistys

Atsovärin pelkistyksen testaamiseksi dispergoitiin 100 mg Disperse Brown 1-väriä 200 ml:an tislattua vettä joko yhdellä tai kahdella g:11a arvioitavaa dispergointiainetta. 5 puuvilla-kangaspalasta pantiin dispersioon, jota kuumennettiin 135°C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa 1 1/2 tuntia. Värien pelkisty-mis-% laskettiin kangaspalasten heijastuvuusarvoista standardi-menetelmillä. Usean dispergointiaineen värinpelkistysominaisuu-det on annettu alla olevassa taulukossa 4, josta nähdään, että esillä olevan keksinnön mukainen ligniinidispergointiaine ylitti kaikki muut, joihin sitä verrattiin. Tulokset ovat erityisen merkittäviä MARASPERSE- ja UFOXANE-tuotteisiin nähden, ottaen huomioon että ne, kuten keksinnön mukainen dispergointiainekin, ovat lignosulfonaatteja.

Taulukko 4 Värin pelkistys-%

Dispergoiva aine 1 g 2 g MARASPERSE 52CP 51,8 ei määritetty UPOXANE 58,1 ei määritetty REAX 85A 56,6 85

Esimerkki 1 27,3 42,3

Esimerkki 2

Samanlaista havupuulignosulfonaattilientä kuin edellä olevassa esimerkissä, mutta eri lähteestä ja joka sisälsi enemmän lig-nosulfonaattia, saatettiin reagoimaan monohydroksyylibentsyyli-alkoholin kanssa samalla tavalla kuin edellä on selostettu. Tuotteen jauhatumistehokkuus arvoitiin verrattuna muihin saatavana oleviin tuotteisiin, jauhamalla vaihtelevia aikoja väri-pastoja (40 % kiinteoaineita), jotka oli valmistettu valitusta väristä ja dispergointiaineesta suhteessa 3:1 ja käyttäen hiek- 13 65791 kaa noin 3:1 suhteessa pastan kiintoaineisiin. Yhden g:n ali-kvootti väripastasta laimennettiin 200 ml:an tislatulla vedellä ja seos tyhjösuodatettiin Buchner-suppilon läpi, jossa oli Whatman-suodinpaperi n:o 2 ja 4. Suodatusaika ja suodatusjäännös merkittiin muistiin.

Verrattuna samoihin kaupallisiin dispergointiaineisiin kuin esimerkissä 1 on käytetty, oli tämän esimerkin mukaisella dis-pergointiaineella poikkeuksetta parempi jauhautumistehokkuus. Käytettäessä vähän energiaa vaativaa väriainetta (Disperse Yellow 54), antoi tämän esimerkin mukainen dispergointiaine 60 min jauhamisen jälkeen noin 30 mg:n jäännöksen. Saman jau-hamisajan jälkeen oli jäännöksen paino (mg:oissa) noin 80 dispergointiaineella TAMOL SN, 120 dispergointiaineella MARASPERSE 52 CP ja 210 dispergointiaineella REAX 85A. Käytettäessä toisaalta paljon energiaa vaativaa väriainetta (Disperse Blue 79), antoi esillä oleva dispergointiaine, myös 60 min jauhamisen jälkeen, 20 mg:n jäännöksen. Dispergointiaineilla REAX 8 5A, .MARASPERSE 52 CP ja TAMOL SN antoivat noin 70, 80 ja 170 mg jäännöstä. Pidempiä ajanjaksoja jauhettaessa säilyivät tuotteiden suhteellisen asemat samoina mitä tehokkuuteen tulee. Nämä arvot eivät ainoastaan osoita esillä olevan keksinnön mukaisen dispergointiaineen paremmuutta mitä absoluuttiseen jau-hautumistehokkuuteen tulee, vaan myös sen laajaa tehoaluetta energiaalueen vastakkaisilla laidoilla olevilla väriaineilla, päinvastoin kuin tavanomaisilla dispergointiaineilla.

60 minuutin jauhamisen jälkeen oli UFOXANE-dispergointiaineella sama tehokkuus kuin keksinnölläkin. Käytettäessä Disperse Yellow 54:ää saatiin kuitenkin esimerkiksi 90 min jauhamisen jälkeen UFOXANE:lla ja esillä olevalla dispergointiaineella 40 ja 49 mg jäännöstä ja 120 min jälkeen 47 ja vast. 27 mg. Sama pyrkimys ilmeni värillä Blue 79. Keksinnön mukaisella dispergointiaineella oli lisäksi paljon parempi viskositeetti väripastoissa. Käytettäessä esim. 40 % kiintoaineita sisältävää pastaa yhdessä Blue 79:n kanssa, saatiin arvoksi 257 cP lämpötilassa 25°C, kun taas UFOXANE:lla saatiin 824.

Esimerkki 3

American Can Company:n tavaramerkillä NORLIG 42 myymää ligno-lignosulfonaattia käsiteltiin monohydroksyylibentsyylialkoho- 14 65791 lilla, kuten esimerkissä 1, ja saadun additiötuotteen lämpö-stabiliteetti arvioitiin värin Disperse Blue 3 kanssa, kuten siinä on selostettu. Alla olevasta taulukosta, jonka arvot on saatu käyttämällä sekä modifioitua lignosulfaattia että modifioima tonta lähtöainetta, ilmenee, että modifiointi parantaa merkittävästi aineen lämpcstabiliteettia. Modifioidulla tuotteella oli myös kokeiltaessa pieni tahraamispyrkimys, atso-väriä pelkistävä vaikutus, vaahtoamis- ja jauhamisominaisuudet.

Taulukko 5 70°C märkä- 70°C kuiva- 100°C kiehunis-Väripasta dispersio dispersio stabiliteetti

Kiin- Visko- Suo- Suo- Suo-

Disper- toai- siteet- datus- Jään- datus- Jään- elatus- Jään- goiva aine ne ti_ aika nös aika nös aika nös

Esim. 1 35 160 18,0 1387 29 498

Esim. 3 33,8 182 7,8 218 7,3 152 17,7 70

Esimerkki 4 REAX 85A (sulfonoitua sulfaattiligniiniä) liuotettiin veteen 30 %:seksi liuokseksi ja kuumennettiin 5 tuntia 18,5 osan kanssa monohydroksyylibentsyylialkoholia 100 osaa kohti ligniiniä lämpötilassa 100°C. Reaktioliuoksen alku- ja loppu-pH olivat 11 ja 11,4. Tuote suihkukuivattiin ja sen lämpöstabiliteetti mitattiin, kuten esimerkissä 1. Alla olevan taulukon arvot osoittavat, että reaktio monohydroksyylibentsyylialkoholin kanssa paransi merkittävästi lähtöaineen lämpöstabiliteettia, joskin väripastan viskositeetin kohoamisen kustannuksella. Testattaessa havaittiin värjäytyminen, atsovärin pelkistyminen, vaahtoaminen. ja jauhautuminen reaktiotuotteen osalta tyydyttäviksi.

Taulukko 6 70°C märkä- 70°C kuiva- 100°C kiehunis-Väripasta dispersio dispersio stabiliteetti

Kiin- Visko- Suoda- Suoda- Suoda-

Disper- toai- siteet- tus- Jään- tus- Jään- tus- Jään- goiva aine ne ti_ aika nös aika nös aika nös FEAX 85A 34 340 8,9 200 7,3 128 960 70

Esim. 4 30 1770 7,5 183 7,3 108 17 45

Esimerkki 5

Hydroksyylibentsvylialkoholin hydroksimetyyliryhmien vaikutuksen havainnollistamiseksi keksinnön mukaisten tuotteiden valmis- i 15 65791 tuksessa valmistettiin additiotuote, jossa ei ollut näitä ryhmiä, saattamalla hydroksimetyloitu lignosulfonaatti reagoimaan 1,5 mmoolin kanssa fenolia esimerkissä 1 selostetulla tavalla.

Tuote arvioitiin värin Disperse Blue 102 kanssa jahauhamalla 33 g väriä, 25 g additiotuotetta, 250 g standardihiekkaa ja 242 g vettä pH-arvossa 6,5-7,5 3 tunnin ajan. Viskositeettimit-tauksen jälkeen asetettiin väripasta 23 x 30 cm:n suuruiselle lasiselle kuivausvadille ja kuivattiin yön yli 50-60°C:ssa tuuletetussa uunissa. Kuivaseos jaettiin hienoksi syöttämällä se mikrojauhentimen 0,027-sihdin läpi ja 0,87 g hienoksi jaettua väriä sekoitettiin 2,13 g:n kanssa vedetöntä natriumsulfaattia (standardisoitu väri). Väriseos sekoitettiin hyvin 5 ml:n kanssa 65-70°C:ssa hienoksi lietteeksi, minkä jälkeen lisättiin vielä 95 ml vesijohtovettä samassa lämpötilassa. Väriliuos kuumennettiin 70°C:seen ja suodatettiin 9 cm:n kokoisen n:o 230 Reeve-Angel-suodinpaperin läpi käyttäen Buchner-suppiloa. Suodatus-aika ja jäännöksen paino suodinpaperilla mitattiin.

Lämpöstabiliteetin testaamiseksi 100°C:ssa (kiehumistesti) sekoitettiin edellä valmistettu standardisoitu väri 100 ml:n kanssa vesijohtovettä ja kuumennettiin tuoreella höyryllä, niin että se kiehui sopivasti. 5 minuutin jälkeen suodatettiin väri-liuos Reeve-Angel suodinpaperin n:o 230 läpi ja jäännöksen paino määritettiin. Lämpöstabiliteetin määrittämiseksi 135°C:ssa (pommitesti), lisättiin 230 ml tislattua vettä messinkipommiin yhdessä 0,6 g:n kanssa hienoksi jaettua väriä. Pommin sisältö kuumennettiin 90°C:een jatkuvasti sekoittaen ja, sen jälkeen kun kansi oli huolellisesti kiinnitetty, kuumennettiin pommia uunissa 135°C:ssa 1 1/2 tuntia. Jäähdytyksen jälkeen huoneen lämpötilaan kuumennettiin väriliuosta uudelleen 80-85°C:een ja kaadettiin Reeve-Angel-suodinpaperille n:o 230 ja jäännös punnittiin jälleen. Tulokset on annettu taulukossa 7.

Taulukko 7

Väripasta 70°C 100°C 135°C

Kiin- Visko- Suoda-

Disper- toai- siteet- tus- Jään- Jään- Jään- goiva aine neet ti_ aika nös nös nös MARASPERSE 18,2 41 2,5 58 50 19

52 CP

UFOXANE 18,2 46,8 3,0 50 44 14 REAX 85A 18,2 41 2,5 58 51 17

Esim. 1 18,3 26,4 2,3 47 41 11

Esim. 5 16,4 33,6 3,3 360 358 55 16 65791

Esimerkki 6

Havupuun sulfiittijätelientä, jonka sokerit oli muutettu ha-poikisi ja jota ei oltu hydroksimetyloitu, käsiteltiin monchydraksyy-libentsyylialkoholilla samalla tavalla kuin esimerkissä 1. Tuote arvioitiin värin Disperse Blue 102 kanssa esimerkissä 5 selostetulla tavalla ja verrattiin esimerkin 1 tuotteeseen. Tulokset on esitetty alla olevassa taulukossa 8.

Taulukko 8

Väripasta 70°C 100°C 135°C

Kiin- Visko- Suoda-

Disper- toai- siteet- tus- Jään- Jään- Jään- goiva aine neet ti_ aika nös nös nös

Esim. 1 18,3 26,4 2,3 47 41 11

Esim. 6 17,5 22,4 2,0 35 39 5,9

Yllä olevista arvoista nähdään, että lignosulfonaatista saadaan ilman hydrcksimetylointia täysin tyydyttävä tuote. Suodinpape-ria tarkastettaessa havaittiin kuitenkin, että joissakin tapauksissa esiintyi pilkkuja käytettäessä modifioimatonta lignosul-fonaattidispergointiainetta. Tämä viittaa johonkin epäyhtenäisyyteen väriosasissa ja tämän välttäminen edustaa hydrcksimetyloinnin ensisijaista etua.

Esimerkki 7

Hydroksimetyloitu fraktioimaton sulf iitti jäteliemi (30 % kiintoaineita) saatettiin reagoimaan dihydroksyylibentsyylialkoholin eri määrien kanssa 100°C:ssa valituissa pH-arvoissa ja eri pituisia aikoja. Saatujen tuotteiden lämpöstabiliteetti Disperse Blue 102:n kanssa arvioitiin esimerkissä 5 selostetulla tavalla.

Alla olevassa taulukossa esitettyjen arvojen mukaiset tulokset osoittavat, että dihydroksyylibentsyylialkoholimodifikaatio on tehokas valmistettaessa dispergointiaineita. Käytetyn bentsyyli-alkoholiyhdisteen määrä ("annos") on ilmaistu mmooleina g:aa kohti läsnä olevaa ligniiniryhmää, ja reaktioaika on ilmaistu tunteina. Testattaessa havaittiin, että tuotteella on tyydyttävän alhainen taipumus pelkistää atsoväriä, tahrata, muodostaa vaahtoa ja että se jauhautuu helposti. Huomattiin myös, että vähemmän dihydroksyylibentsyylialkoholia tarvitaan kuin mono-hydroksyyliyhdistettä, mooleissa laskettuna, vertailukelpoisten tulosten aikaansaamiseksi.

17 65791

Taulukko 9

Dispergoiva aine Väritahna 70°C 100°C 135°C

,__ Kiin- VisT Suoda- X&ktto- toai- fcosi- tusai- Jään- Jään- Jään-

Annos aika pH neet teetti ka nös nös nös 0 17,8 62,6 3.0 122 410 45 0,025 9,8 2 18,5 63 2,3 41 46 31 0,025 7,0 5 18,5 21 2,6 12 37 15 0,05 7,0 5 18,5 29 2,7 11 39 12

Esimerkki 8

Trihydroksyylibentsyylialkoholia, joka valmistettiin kuumentamalla ekvimolaarisia määriä pyrogallolia formaldehydin kanssa pH 11 ja 50°C:ssa 30 min ajan, saatettiin reagoimaan hydroksimetyloi-dun lignosulfonaatin kanssa 100°C:ssa ja pH-arvossa 7 5 tunnin ajan. Bentsyylialkoholin ja lignosulfonaatin välinen suhde oli 0,9 mmoolia grammaa ligniinisisältöä kohti, ja tuotteen pH ja kiintoainepitoisuus oli 7,5 ja 30 % ja tuoteliuoksen viskositeetti oli 67 cP.

Esimerkki 9

Alkyylisubstituoitu monohydroksyylibentsyylialkoholi syntetisoitiin saattamalla ekvimolaarisia määriä para-kresolia reagoimaan formaldehydin kanssa 70°C:ssa ja pH-arvossa 11 tunnin ajan. Hydroksimetyloidun lignosulfonaatin kiintoaineita saatettiin reagoimaan 100°C:ssa edellä mainitun bentsyylialkoholin kanssa 5 tunnin ajan pH-arvossa 7,0. Bentsyylialkoholia oli läsnä reaktio-seoksessa 0,9 mmoolia lignosulfonaatissa olevan ligniinin grammaa kohti. Tuoteliuoksen pH oli 7,8, kiintoainepitoisuus oli 32 % ja viskositeetti 74 cP.

Esimerkki 10

Hydroksimetyylimonohydroksyylibentsyylialkoholi valmistettiin saattamalla fenoli ja formaldehydi (moolisuhteessa 1:2) pH-ar-vossa 11 ja 70°C:ssa reagoimaan 2 tunnin ajan. Saatu tuote saatettiin 100°C:ssa reagoimaan natriumlignosulfonaatin kanssa (34 % kiintoaineita) pH-arvossa 10 5 tunnin ajan. Reaktioseok- sessa oli alussa läsnä 1,8 mmoolia bentsyylialkoholia lignosulfonaatissa olevan ligniinin grammaa kohti. Lopputuotteen pH oli 10,4, kiintoainepitoisuus 34 % ja viskositeetti 370 cP.

18 6 5 791

Alla olevassa taulukossa 10 on esitetty esimerkkien 8, 9 ja 10 tuotteiden lämpöstabiliteettiarvot. Tämän lisäksi havaittiin, että tuotteella on erinomaisen alhainen atsoväriä pelkistävä, tahraava, vaahtoa muodostava ominaisuus sekä jauhautumisominai-suus värin dispergointiaineena käytettynä.

Taulukko 10

Värinästä 70°C 100°C 135°C

Kiin- Visko- Suoda-

Disper- toai- siteet- tus- Jään- Jään- Jään- goiva aine neet ti aika nös nös nös

Esim. 8 17,9 76 2,5 110 101

Esim. 9 18,4 59 2,4 51 46 37

Esim. 10 18 46 2,1 39 36 10

Vaikka muita mekanismeja, joihin epäilemättä liittyy polymeroin-tireaktioita myös on mukana,uskotaan, että ensisijainen reaktio sulfonoidun ligniiniyhdisteen ja hydroksyylibentsyyHalkohoii-yhdisteen välillä on kondensaatioreaktio, joka tapahtuu hydrok-syylibentsyylialkoholiyhdisteen hydroksimetyyliryhmän ja ligniinin guajakyyliryhmän välillä. Kuten yllä on mainittu, suoritetaan reaktio yleensä 1-24 tunnissa, jolloin 4-8 tuntia on havaittu optimaaliseksi. Jos reaktioaika on liian pitkä, tulevat tuoteliuoksen ja väripastan viskositeetit liian korkeiksi ja sopimattomien reaktioaikojen ensisijaisena seurauksena on tietenkin se, että konversio on alhaisempi kuin toivotaan. Tavallisesti käytetään 50-100°C:n lämpötiloja, jolloin noin 80°C:n lämpötila tai sitä korkeampi lämpötila on yleensä suosittu. Liian korkea lämpötila aiheuttaa värimuutoksen ja sitä kautta tahrautumista ja liian alhainen lämpötila tekee sen, että reaktioaika tulee epäkäytännöllisen pitkäksi.

Joskin sulfonoidun ligniiniyhdisteen ja hydroksyylibentsyyli-alkoholiyhdisteen välinen reaktio on mahdollista toteuttaa pH-arvossa 3-12, on pH edullisesti vähintään 5 ja kaikkein edullisimmin se on vähintään 10. Joskin additiotuotteen lämpöstabili-teetti tavallisesti on parhaimmillaan, jos reaktioseoksen pH pidetään arvossa 10 tai yli, ja additiotuotteen vaahtoa stabilisoivien ominaisuuksien on havaittu olevan alhaisimmillaan arvossa 10,4 (käyttäen monohydroksyylibentsyylialkoholia bentsyyli- 19 6 5 7 91 alkoholina), voi tahraantuminen tulla liian voimakkaaksi, jos pH on liian korkea. Käytännölliseltä ja taloudelliselta kannalta katsottuna suoritetaan reaktio tavallisesti ympäristön paineessa, koska muuten tarvittaisiin paineastioita ja tämä monimutkaistaisi prosessia. Haluttaessa voidaan kuitenkin käyttää korotettuja paineita, mikä voi edullisesti lisätä reaktionopeutta.

Mitä reagoiviin aineisiin tulee, on alan ammattimiehelle selvää, että niiden suhteiden tarkka määrittely on käytännöllisesti katsoen mahdotonta, ei ainoastaan johtuen siitä suuresta lukumäärästä sulfonoituja ligniiniyhdisteitä, joita tässä yhteydessä voitaisiin käyttää, vaan myöskin koska, jopa mitä tulee kaikkein tarkimmin määriteltävään yhdisteeseen, (so. ligniiniin sinänsä), on olemassa vakavia erimielisyyksiä sen molekyylirakenteesta ja molekyylipainosta. Näin ollen reaktiossa käytettyjen modifioivien reagoivien aineiden määrä on tässä ilmaistu moolina grammaa kohti ligniiniä, jolloin huomioimatta on jätetty ei ainoastaan molekyylin mahdollisesti sisältämän sulfonoin-nin ja/tai hydroksimetyloinnin aste vaan myös muiden sellaisten ainesosien läsnäolo, joita tavallisesti esiintyy sulfiittijäteliemis-sä ja mustalipeissä, kuten sokerit ja mahdollisesti hapoksi muutetut sokerit, epäorgaaniset suolat, sulfonoidut ainesosat ja sentapaiset. Tästä huolimatta on alan ammattimiehelle selvää, että poikkeamat näistä määritellyistä suhteista ovat tavallisia ja että tarkoituksena tällaisten suhteiden ilmoittamisella on antaa ohje, ilman että käytännössä rajoituttaisiin tiukasti näihin keksintöä toteutettaessa.

Mitä puumassalipeisiin tulee, on yllä osoitettu, että sulfiitti-jätelientä voidaan käyttää sellaisenaan keksinnön reaktioissa, se voidaan modifioida (kuten poistamalla sokeri natriumhydrok-sidilla, hydroksimetyloimalla formaldehydillä, sulfonoimalla ja/tai sulfoalkyloimalla sopivilla sulfiitti- tai bisulfiittiyhdisteil-lä), ja/tai se voidaan fraktioida määrättyjen ainesosien poistamiseksi tai lignosulfonaatin ottamiseksi talteen (joka voidaan puhdistaa tai väkevöidä). Voi olla tarpeen säätää käytettyjen reagenssien määrää keksinnön mukaisten additiotuotteiden valmistamiseksi, riippuen muiden reaktiivisten ainesosien läsnäolosta. Tällaiset säädöt ovat kuitenkin alan ammattimiehelle ilmeisiä ja helposti toteutettavissa.

20 6 5 7 91

Erityisesti on mainittava sulfiittijäteliemissä esiintyvät sokerit, jotka (yhdessä epäorgaanisten suolojen kanssa) voivat muodostaa jopa noin 50 % liemen kiintoaineista. Koska ne pyrkivät pelkistämään atsovärejä suhteellisen tehokkaasti, on usein tärkeää muttaa ne vastaaviksi hapoiksi. Mitä sulfonointiin tulee on ymmärrettävää, että 2-8 % (orgaanisesta rikistä, ligniinistä laskettuna) käsittää tässä yhteydessä lignosulfonaa-tissa ja sulfiittijäteliemessä tavallisesti ja alkuaan olevan sulfonihapporyhmien määrän (rikkinä ilmaistuna), so. 4-8 %, kuten myös määrä, joka tavallisesti voidaan lisätä ligniiniin sen saattamiseksi tehokkaaksi tässä käytettynä (so. 2-7 %).

Joskin monohydroksyylibentsyylialkoholia on tässä tähdennetty, voi polyhydroksyylibentsyylialkoholien käyttö tarjota merkittäviä etuja ja pienentää sen alkoholireagenssien määrää, joka tarvitaan tehokkaiden dispergointiaineiden valmistamiseksi. Vaikka esimerkiksi niinkin vähän kuin 0,05 mmoolia dihydroksyylijohdannaista voidaan käyttää grammaa kohti ligniiniä (0,1 mmoolia per gramma on edullisin joissakin tapauksissa), on monohydrok-syyliyhdisteen minimipitoisuus tavallisesti noin 0,5 mmoolia grammaa kohti. Tämä säästö voi kuitenkin (suuremmaksi tai pienemmäksi osaksi) kuittautua polyhydroksyyliyhdisteiden korkeammilla valmistuskustannuksilla. Joskin se tapa, millä jokin bent-syylialkoholiyhdiste valmistetaan, voi aikaansaada joitakin merkityksettömiä eroja (kuten pH-arvoissa), ovat kaikki tällaiset erot helposti säädettävissä tai kompensoitavissa. Näin ollen ei ole tarpeen antaa mitään lisäselostusta valmistusmenetelmästä sen lisäksi, mitä jo on annettu. Yllä olevissa esimerkeissä käytetyt värit ovat lisäksi kaupallisia standradituotteita, jotka ovat yhtäpitäviä niiden määritelmien kanssa, joita sovelletaan annettujen väri-indeksinimien alla kulkeville väreille.

Näin ollen nähdään, että esillä oleva keksintö aikaansaa uusia dispergointiaineita sulfonoiduista ligniiniaineista, joilla dis-pergointiaineilla on paras mahdollinen tasapaino eri ominaisuuksien välillä, jotka saattavat ne erittäin soveltuviksi käytettäviksi kolloidi- ja kyyppiväriaineina. Keksinnöllä voidaan aikaansaada sulfonoituja ligniinidispergointiaineita, joilla on suhteellisen alhainen tahraava ominaisuus ja atsoväriä pelkistävä ominaisuus sekä lignosulfonaattidispergo.intlaineita, joilla on

Claims

21 65791 paljon parempi lämpöstabiliteetti. Keksinnön mukaisilla tuotteilla on myös erittäin hyvä jauhautumistehokkuus verrattuna samalaisiin ennestään tunnettuihin dispergointiaineisiin ja ne ovat suhteellisen halpoja ja yksinkertaisia valmistaa. Keksinnöllä aikaansaadaan uusia väriaineseoksia, pastoja ja väri-kylpyjä kuten myös menetelmiä näiden käyttämiseksi.

1. Ligningadduktprodukt utgörande ett ligningaddukt av ett sulfonerat ligninmaterial, kännetecknad av att den innefattar ca 2-8 vikt-% av kombinerat, organiskt svavel och ca 0,05-4,0 mmol per gram av ligningmaterialet, av en hydroxyl-bensylalkoholförening med den allmänna formeln ch2oh - (OH) n A där n är ett heltal mellan 1 och 3 och A är en substituent utgörande väte, en lägre alkylgrupp eller hydroximetylgruppen.

1. Ligniiniadditiotuote, tunnettu siitä, että se on noin 2-8 paino-% yhdistynyttä orgaanista rikkiä sisältävän sul-fonoidun ligniiniaineen ja sellaisen hydroksyylibentsyylialko-holiyhdisteen additiotuote, jonka määrä on noin 0,05-4,0 mmoolia mainitun ligniiniaineen sisältämän ligniinin grammaa kohti, ja jolla on yleinen kaava ch2oh (O)- (0H»n A jossa n on kokonaisluku 1-3 ja A on vety, alhainen alkyyli-ryhmä tai hydroksimetyyliryhmä.

2. Ligninadduktprodukt enligt patentkravet 1, kännetecknad av att ligningmaterialet är lignosulfonat och att mängden organiskt svavel är mellan 4-8 %.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ligniiniadditiotuote, tunnettu siitä, että ligniiniaine on lignosulfonaatti ja orgaanisen rikin määrä siinä on noin 4-8 %.

3. Ligningadduktprodukt enligt patentkravet 1, k ä n n e - 25 65791 tecknad av att ligninmaterialet är ett hydroximetylerat derivat.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ligniiniadditiotuote, tunnettu siitä, että ligniiniaine on hydroksimety-loitu johdannainen.

4. Ligningadduktprodukt enligt patentkravet 1, k ä n n e -tecknad av att ligningmaterialet omfattar en sulfit- avlut.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ligniiniadditiotuote, tunnettu siitä, että ligniiniaine on sulfiittijäte-lientä.

5. Ligninadduktprodukt enligt patentkravet 4, k ä n n e -tecknad av att luten är avsockrad till en väsentlig del och att den är orenad.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen ligniiniadditiotuote, tunnettu siitä, että liemestä on poistettu olennainen osa sokeria ja että se on puhdistamaton. 22 65791

6. Ligningadduktprodukt enligt patentkravet 1, k ä n n e -tecknad av att ligningmaterialet är ett sulfonerat lignin och att mängden organiskt svavel är mellan 2 och 7 %·

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ligniiniadditiotuote, tunnettu siitä, että ligniiniaine on sulfonoitu ligniini ja että orgaanisen rikin määrä on noin 2-7 %.

7. Ligninadduktprodukt enligt patentkravet 1, k ä n n e -tecknad av att bensylalkoholen är monohydroxylbensyl-alkohol, närvarande i en mängd av ätminstone 0,5 mmol per gram lignin.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ligniiniadditiotuote, tunnettu siitä, että bentsyylialkoholi on monohydr-oksyylibentsyylialkoholi, jota on läsnä vähintään 0,5 mmoolia ligniinigrammaa kohti.

8. Ligninadduktprodukt enligt patentkravet 7, k ä n n e -tecknad av att adduktet innehiller ca 1,0-2,5 mmol bensylalkohol per gram lignindel.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen ligniiniadditiotuote, tunnettu siitä, että ligniiniadditiotuotteessa on noin 1,0-2,5 mmoolia bentsyylialkoholia grammaa ligniiniryhmää kohti.

9. Förfarande för framställning av en ligninadduktprodukt, kännetecknat av att en vattenhaltig reaktions-blandning bildas av ett sulfonerat ligninmaterial och en hydroxylbensylalkcholförening, varvid blandningen innehäller ca 0,05-4,0 mmol alkohol per gram ligningmaterial och där * alkoholföreningen har den allmänna formeln: ch2oh (Q)- (0B)n A där n är ett heltal mellan 1 och 3 och A är en substituent utgörande väte, en lägre alkylgrupp eller en hydroximetyl-grupp i blandningen upprätthälles en temperatur av ca 50-100°C 26 65791 och ett pH-värde av ca 3-12 för att uppnä reaktion mellan ligninmaterialet och alkoholiöreningen, och blandningen holies vid dessa betingelser under en tidsperiod av mellan ca 1 och 24 tim. för att huvudsakligen omvandla ligninmaterialet och alkoholiöreningen tili ett ligningaddukt.

9. Menetelmä ligniiniadditiotuotteen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että muodostetaan vesipitoinen reak-tioseos sulfonoidusta ligniiniaineesta ja hydroksyylibentsyy-lialkoholiyhdisteestä, jossa seoksessa on 0,05-4,0 mmoolia alkoholiyhdistettä ligniiniaineen sisältämän ligniinin grammaa kohti, jolloin alkoholiyhdisteellä on yleinen kaava: ch2oh <o»»n A jossa n on kokonaisluku 1-3 ja A on vety, alhainen alkyyli-ryhmä tai hydroksimetyyliryhmä, pidetään seosta noin 50-100° C:ssa ja pH-arvossa noin 3-12 ligniiniaineen ja alkoholiyh-disteen saattamiseksi reagoimaan keskenään ja pidetään seosta näissä olosuhteissa noin 1-24 tuntia ligniiniaineen ja alkoholiyhdisteen saattamiseksi reagoimaan olennaisessa määrin ligniiniadditiotuotteeksi.

10. Förfarande enligt patentkravet 9,känneteck-n a t av att ligningmaterialet är en sulfitavlut.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ligniiniaine on sulfiittijäteliemi. 65791 23

11. Förfarande enligt patentkravet 10, känneteck-n a t av att ligningmaterialet har förreagerats för att utföra hydroximetylering av en väsentlig del av de lignin-innehällande beständsdelarna.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ligniiniaine on saatettu etukäteen reagoimaan sen ligniinipitoisen ainesosan olennaisen osan hydrok- s ime t y loimis ek s i.

12. Förfarande enligt patentkravet 11, känneteck-n a t av att hydroximetyleringen utföres genom reaktion av sulfitavluten med formaldehyd.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että hydroksimetylointi suoritetaan saattamalla sulfiittijäteliemi reagoimaan formaldehydin kanssa.

13. Förfarande enligt patentkravet 10, känneteck-n a t av att sulfitavluten ätminstone delvis har avsockrats.

13. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että sulfiittijäteliemestä on ainakin osittain poistettu sokeria.

14. Förfarande enligt patentkravet 9, känneteck-n a t av att ligninmaterialet är lignosulfonat.

14. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ligniiniaine on lignosulfonaatti.

15. Förfarande enligt patentkravet 9, känneteck-n a t av att ligninmaterialet är ett alkaliskt lignin sul-fonerat tili en organisk svavelhalt av ca 2-7 vikt-%.

15. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ligniiniaine on alkaliligniini, joka on sulfonoitu orgaaniseen rikkipitoisuuteen noin 2-7 paino-%.

16. Förfarande enligt nägot av patentkraven 9-15, k ä n -netecknat av att alkoholföreningen är monohydroxyl-bensylalkohol, närvarande i en mängd av ätminstone 0,5 mmol per gram lignin.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 9-15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkoholiyhdiste on monohydrok-syylibentsyylialkoholi, jota on läsnä ainakin 0,5 mmoolia ligniinigrammaa kohti.

17. Förfarande enligt patentkravet 9, känneteck-n a t av att alkoholföreningen är dihydroxylbensylalkohol, trihydroxylbensylalkohol, monohvdroxylmetylbensylalkohol eller monohydroxylhydroximetylbensylalkohol.

17. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että alkoholiyhdiste on dihydroksyylibentsyyli-alkoholi, trihydroksyylibentsyylialkoholi, monohydroksyyli-metyylibentsyylialkoholi tai monohydroksyylihydroksimetyyli-bentsyylialkoholi.

18. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen ligniiniadditiotuotteen käyttö veteen liukenematonta väriainetta sisältävässä väri-aineseoksessa, tunnettu siitä, että additiotuotetta on läsnä painosuhteessa noin 0,25-0,75:1 väriaineeseen.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että väri on dispergointi- tai kyyppiväriaine. 24 6 5 7 91

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että väriaine on kinoni- tai atsoväriaine.

21. Jonkin patenttivaatimuksen 18-20 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että väriaineseos on väriaineen, additiotuot-teen ja veden seoksen muodostama väripasta, jossa väriaine ja additiotuote muodostavat noin 35-55 paino-% pastasta.

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että väripasta on jauhettu niin, että sen veteen liukenemattomien osasten painokeskimääräinen osaskoko on noin 50-200 A.

23. Jonkin patenttivaatimuksen 18-20 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että väriaineseos on väriaineen, additiotuot-teen ja veden seoksen muodostama värikylpy, jonka veteen liukenemattomien osasten painokeskimääräinen osaskoko on noin 50-200 A.

18. Användning av en ligningadduktprodukt enligt patentkravet 1 i en färgämneskomposition innehällande ett vatten-