FI67736B - Aemneskomposition foer limning av papper - Google Patents

Description

* * \ · I ' * v _ ' * ' 67736

Aineyhdistelmä paperin liimaukseen Tämän keksinnön kohteena on uusi entistä tehokkaampi aineyhdistelmä paperin liimaukseen Ja sen käyttö liimattujen paperien valmistukseen. Keksinnön erityisenä tarkoituksena on tartuttaa paperin liimaukseen tarkoitetut hydrofobiliima-aineet paperimassan kuituihin niiden vesisuspensiossa kationisen Ja anionisen tartunta- eli retentioaineyhdistelmän a-vulla.

Aineyhdistelmään sisältyvät liima-aineet voivat olla sellaisia ennestään tunnettuja paperin liimaukseen käytettyjä aineita kuten harteihapot, tehostetut hartsihapot, keteenidimeerit, karhamyylikloridit, meripihka-happoanhydridit, rasvahappoanhydridit tai rasvahappokloridit.

Keksinnön mukaisella aineyhdistelmällä saadaan aikaan käytännöllisesti katsoen täydellinen liima-aineen tartunta eli retentio massan kuituihin entistä huomattavasti laajemmalla kuitususpension pH-alueella. Lisäksi voidaan käyttää alhaisempia liima-ainemääriä tähän asti tunnettuihin liimaus-tapoihin verrattuna, eikä paperin laatua heikentäviä retentioaineita kuten alunaa tarvitse käyttää.

Nimitys 'paperi· tarkoittaa tässä käytettynä arkkimaisia, rainamai-eia tai muovattuja tuotteita, jotka on valmistettu kuitumaisista selluloosa-aineksista. Niihin sisältyvät myös samanlaiset tuotteet, jotka on valmistettu selluloosan ja muun kuitumateriaalin yhdistelmistä, jolloin muu kuitumateriaali voi olla synteettistä ainesta kuten polyamidi-, polyesteri- ja polyakryylikuitua tai mineraalikuitua kuten asbestia ja lasia. Ilmoitetut prosenttiluvut tarkoittavat painoprosentteja, ellei toisin sanota.

\ 2 ' . , 6*77 3 6 . . Paperin liimauksen tarkoituksena on. estää tai hidastaa vesipitoisten nesteiden tunkeutumista paperiin ja tehdä siten paperi vettä hylkiväksi eli. hydrofobiseksi. Hartsiliimauksessa hartsiliima lisätään kuitususpehsioon pH-alueella 4 — 6. Hetentioaineena käytetään aluminiumsulfaattia eli alunaa, joka muodostaa kompleksin hartsihappojen kanssa. Tavallisimmat käyttömäärät ovat 0,2-0,6 $> hartsia paperin kuivapainosta, jolloin tarvittava alunan määrä on 0,1 — 0,3 Aluna hapettuu kuitenkin hei-' posti ilman hapen vaikutuksesta aluminiumoksidiksi aiheuttaen hartsiliima-tun paperin kellastumisen. Hartsiliimaus on tehtävä happamella pH-alu-eella, koska .hartsi-aluna -kompleksi ei ole pysyvä neutraalilla eikä emäksisellä pH-alueella. Siksi ei myöskään aikalisiä täyteaineita kuten kal-siumkarbonaattia voida käyttää hartsiliimauksen yhteydessä. l^yöskään optisten valkaisuaineiden käyttö ei tule kysymykseen happamella pH-alueella. Paperin lujuusominaisuudet heikkenevät happamella pH-alueella, samoin e-räät painettavuuBominaisuudet. Lisäksi on aluna aiheuttanut korrosiosta johtuvia haittoja paperinvalmistusprosessissa.

Ueeat hartsiliimauksen haitat voidaan välttää käyttämällä synteettisiä liima-aineita. Niiden retentioaineina käytetään yleensä kationisia polymeerejä, kuten kationista tärkkelystä, polyamidi-epikloorihydriiniä tai polyakxylaatteja, ja liimaus voidaan tehdä ilman alunaa joko neutraalilla tai alkalisella pH-alueella. Ityös aikalisiä täyteaineita voidaan käyttää. Alkalisella pH-alueella liimatun paperin lujuus-, painettavuus-ja vaaleusominaisuudet ovat myös paremmat kuin happamella pH-alueella liimattujen.

Yleisimmin käytössä oleva synteettinen liima-aine on nykyisin keteeni-dimeeriin perustuva rasvahappojohdos. Liima-aine lisätään hartsiliiman tavoin vesidispersiona massavirtaan annostuksen ollessa yleensä 0,1 — 0,3 % paperin kuivapainosta. Liima-aineen lisäyksen yhteydessä lisätään massa-virtaan jotakin retentioainetta, yleisimmin kationista tärkkelystä, jonka annostus on tavallisesti 0,5 — 2 -kertainen liima-aineen annostukseen verrattuna. Keteenidimeeriliimauksen haittana on liimauksen hidas 'kypsyminen* hartsiliimaukseen verrattuna. Koska liimaus ei vielä paperiradalla saavuta täyttä tehoaan, on yleensä pakko lisätä liimapuxistimella lisättävän pintaliiman määrää, samoin on paperiradan kuivaukseen käytettävä enemmän lämpöä kuin hartsiliimaa käytettäessä. Keteenidimeeriliimaa tarvitaan tosin vähemmän kuin hartsiliimaa saman lopullisen liimaustason saavuttami- ·'. ' ;. 3 ' ’ 67736 . I ' seksi, mutta·toisaalta keteenidimeeriliima on hartsiliimaa tuntuvasti, kalliimpi.

Keteenidimeeriliiman rinnalle on viime aikoina kehitetty muita synteettisiä liima-aineita, Jotka sisältävät erilaisia selluloosan kanssa reagoivia ryhmiä kuten happokloridi-, karbamyylikloridi-, karboksyylihappo-anhydridi- tai dikarboksyylihappoanhydridiryhmiä. Tunnetuimmat ovat meri-pihkahappoanhydridiin perustuvat liima-aineet yleiskaavaltaan /° R. - H — C - c' 'l'/) r2 c - c 0

Jossa R^ Ja R2 ovat Joko molemmat tai vain toinen niistä hydrofobisia radikaaleja tai muodostavat yhdessä hydrofobisen radikaalin, Jolloin meri-pihkahappoanhydridi on sitoutunut hydrofobisen hiiliketjun keekelle. Mainittuja hydrofobisia radikaaleja ovat muun muassa enemmän kuin viisi hiili-atomia sisältävät suoraketjuiset tai sykliset tyydytetyt tai tyydyttämättö-.. mät hiilivedyt. R^ Ja Rg voivat olla myös tyydytettyjä tai tyydyttämättömiä rasvahappoja, niiden estereitä tai suoloja.

Meripihkahappoanhydridiin perustuvien liima-aineiden reaktio selluloosan kanssa on huomattavasti nopeampi kuin keteenidimeerien. Yleensä ne dispergoidaan käyttöpaikalla veteen, minkä Jälkeen ne lisätään yhdessä ka-tionisen tärkkelyksen tai Jonkin synteettisen kationisen polymeerin kanssa massavirtaan. Hyvä liimaustaso saavutetaan Jo paperikoneen kuivaussylin-tereillä, mutta tarvittava annostus on 1,5 — 2,5 -kertainen keteenidimee-rien annos töikseen verrattuna.

Nyt on havaittu, että käyttämällä paperin hydrofobiliimaukseen tämän keksinnön mukaista aineyhdistelmää voidaan huomattavasti pienentää liima-aineiden annostusta, nopeuttaa niiden reaktiota selluloosakuitujen kanssa Ja välttää haitallisten retentioaineiden kuten alunan käyttö. Kaikkia tunnettuja täyteaineita voidaan käyttää aineyhdistelmän kanssa, ja niiden samoinkuin paperimassan hienoimman kuituaineksen retentio paranee. Aineyhdistelmä koostuu tavanmukaisesta liima-aineesta ja siihen liittyneestä kak-sikomponenttisesta retentiosysteemistä, ja sitä voidaan kuvata seuraavalla kaaviolla: (K+) — liima-aine — (A-) ' 'n ' m .

· 4 677 3 6 • V . ' jossa polymeerinen yhdiste' (K+)n tarkoittaa kationista polymeeriä kuten {.

' kationista tärkkelystä, kationista mannogalaktaania, polyeteeni-imiiniät polyamiinia, polyainidiamiiniä, polyakryyliamidia ja melamiiniformaldehy-diä, ja (A~)m anionista yhdistettä kuten polysilikaatteja, karboksime-tyyliselluloosaa ja kaxboksyloitua polyakryyliamidia.

Oleellista on se, että aineyhdistelmä muodostaa agglomeraatin eli molekyylikasautuman, joka kiinnittyy mahdollisimman tehokkaasti kuituun. Edullisimmin tämä saavutetaan siten, että muodostuneen agglomeraatin koko-naisvaraus jää positiiviseksi, joten kationisen ja anionisen polymeerin määräsuhde pidetään määrätyissä rajoissa. Keksinnön kannalta edullisinta on pitää kationisen ja anionisen polymeerin suhde n/m rajoissa 1:1 — JO : 1, ensisijaisesti 1#?: 1 — 10 : 1, jolloin saadulla agglomeraatilla on retention kannalta edullisin kokonaisvaraus.

Keksinnön mukaisen aineyhdistelmän kationinen polymeerikomponentti voi olla peräisin luonnon polymeeristä tai synteettinen. Ehsinmainittuja ovat kationiset tärkkelykset, joiden tärkkelys voi olla peräisin ohrasta, vehnästä, perunasta, maissista, riisistä jne. Tärkkelys tehdään kationi-seksi tunnetuilla tavoilla ammoniumyhdisteiden avulla; tavallisimmin käytetään kvatemäärisiä ammoniumyhdisteitä kuten 3-kloori-2-hydroksipropyyli-trimetyyliammoniumkloridia. Substitutioaste voi olla 0,01 — 0,05.

Toinen luonnon polymeeri, jota voidaan käyttää keksinnön mukaisen kationisen osakomponentin valmistukseen, on guar gum -nimellä tunnettu manno-galaktaanipolymeeri. Mainittua polymeeriä saadaan Kaakkois-Aasiassa viljellystä guar -kasvista ja kemiallisesti se on mannoosi-yksiköistä koostunut suora ketju, jossa on yksittäisiä galaktoosi -haarautumia. Guar gum voidaan tehdä kationiseksi tunnetuin tavoin kuten tärkkelyksetkin. Substitutioaste voi olla 0,01 — 0,05·

Synteettisiä keksinnön mukaisesti käytettäviä polymeerejä ovat poly-akryyliamidit, polyeteeni-imiinit, polyamiinit ja polyaraidiaraiinit. Niiden kationiset ryhmät ovat amino- tai amidiryhmiä. Jfyös melamiini-form-aldehydipolymeerejä voidaan käyttää; ne valmistetaan polymeroimalla vesiliukoisia metylolimelamiini -suoloja. Polyakryyliamidien molekyylipaino 6 7 on 10 — 10, ja muiden mainittujen synteettisten kationisten polymeerien 10^—3 . 10^. Synteettiset polymeerit ovat kemiallisesti aktiivisia pH-alueella 4 — 8. Niiden valmistus on ennestään tunnettu ja niitä valmis- • . ' . \ ,5. ' . 6.77 3 6 . I . ' ’ .

.. . ·tavat muun muassa Allied Colloids Ltd., BASF AG. j a Kemira' Oy. Kationisen ’komponentin tehokkuus on yleensä sitä suurempi, mitä pitempi sen polymeeri-ketju on, '

Keksinnön -mukaisen aineyhdistelmän anionieena komponenttina voidaan edullisesti käyttää kolloidista jpiihappoa, joka voi olla eri muodoissa ku- • ten polymeerisenä piihappona tai kolloidisena piidioksidisoolina. Parhaat tulokset saadaan käyttäen piidioksidisoolia, jonka Si02 -pitoisuus on 2 — 60 ¢, edullisesti 4 — 30 Soolin kolloidisen piidioksidin omi- naiepinnan olisi oltava 200 — 1000 m /g, ja parhaat tulokset saadaan omi- 2 naiepinnan ollessa JOO — 700 m /g, jolloin kolloidisten piidioksidihiuk-kasten koko on keskimäärin 1 — 10 nm. Piidioksidisooli on stabiloitu alkalisella liuoksella siten, että moolisuhde SiO^ : Me^O = 10 : 1 —— 300 : 1, edullisesti 15 t 1 — 100 : 1, jolloin Me voi olla Na, K, Li tai Ng^. Vaatimukset täyttäviä piisooleja valmistavat muun muassa Nalco Chemical Company, Du Pont & de Nemours Corporation ja EKA Kemi Ab.

Eräät muut piiyhdisteet voivat kokonaan tai osittain korvata kolloidi-·> sen piihapon keksinnön mukaisen aineyhdistelmän anionisena komponenttina.

Sellainen on lähinnä savimineraali bentoniitti, joka voidaan myös suspendoi veteen. Bentoniitti tunnetaan tekniikassa ennen kaikkea abaorptioaineena. Anionisena komponenttina voivat lisäksi tulla kysymykseen vesiliukoiset sel-luloosajohdokset kuten karboksimetyylisellulooea ja synteettiset polymeerit kuten anioninen polyakryyliamidi, joka on tehty anioniseksi liittämällä siihen karboksyyliryhmiä.

Retentioaineyhdistelmä lisätään samoinkuin liima-ainekin massasuspen-sioon ennen paperirainan muodostusta. Retentiosysteemin molemmat osakomponentit voidaan sekoittaa keskenään ennen massasuspensioon lisäämistä. Sellainen menettely ei kuitenkaan anna optimaalista tulosta. Edullisempaa on muodostaa keksinnön mukainen aineyhdistelmä massasuspensiossa siten, että retentiokomponentit lisätään erikseen sopivasti laimennettuina kuitusus-pensioon, joka pidetään riittävässä sekoitusliikkeessä. Liima-aine voidaan lisätä joko ennen tai jälkeen retentiokomponenttien lisäyksen, synteettiset liima-aineet kuitenkin retentiokomponenttien lisäyksen jälkeen. Retentiokomponenteista on edullista lisätä anioninen komponentti sopivasti laimennettuna ennen kationista. On myös mahdollista lisätä molemmat komponentit samaan kohtaan kuitususpensiossa kuitenkin siten, että annostukset tehdään erillisinä. Mikäli käytetään mineraalisia täyteaineita kuten kaoliinia, talkkia, kalsiumkaxbonaattia tai vastaavia, lisätään osa katio- " ' . 67736 * · ' * nista retentiokomponenttia liima-aineen lisäyksen mukana. 1 Edellä ^sanottu pätee etupäässä tapauksissa, Jolloin- kationisena retentiokomponenttlna käytetään kationista tärkkelystä ja. anionisena komponenttina kolloidista pii-happoa. Mikäli käytetään pelkästään synteettisiä polymeerejä retentioai-neina, lisätään edullisesti kationinen retentiokomponentti ennen anionista.

Käytettäessä keksinnön mukaista aineyhdistelmää paperin liimaukseen voi massasuspension pH olla 4 — 9· Optimaaliset retentio- Ja liimauB-tulokset saadaan massasuspension pH:n ollessa 6 — 8. Käytettäessä harts-siliimaa aineyhdistelmän, komponenttien voidaan siis hartsiliimaus suorittaa massasuspension neutraalilla pH:n alueella, mikä tähän asti on ollut mahdotonta Johtuen alunan käytöstä retentioaineena. Lisäksi on huomattava, että käytettäessä keksinnön mukaisen aineyhdistelmän osana edellä selostettua kationisen Ja anionisen komponentin muodostamaa retentiosysteemiä myös massasuspension sisältämien täyteaineiden ja hienojakeiden retentio paranee.

Keksintöä kuvataan vielä seuraavin esimerkein, jotka esittävät keksinnön erilaisia sovellutusmuotoja silti rajoittamatta keksinnön alaa: 7 · ·.: ... . « ‘67736

Esimerkki 1 · · ' ·>

Yksi osa valkaistua mäntysulfaattiselluloosaa ja kolme osaa valkaistua koivusulfaattiselluloosaa jauhettiin sakeudessa 4,0 ^ jauhatusasteeseen 21,5° SR· Tähän kuitususpensioon lisättiin hartsiliimadispersiota kunnes kuivan hartsin määrä kuidun määrästä laskien oli 0,30 fo, Kuitususpensio sekoitettiin voimakkaasti ja laimennettiin sitten 2,0 in.

Kuitususpensioon annosteltiin 0,15 % kuiva-aineesta laskien kolloidista piihapposoolia, jonka kuiva-aine oli 1,50 % ja ominaispinta-ala 4J0 m /kuivagramma. lyhyen sekoituksen jälkeen kuitumassaan lisättiin 1.00 ia kuiva-aineesta laskettuna keitettyä kationisen tärkkelyksen dispersiota, jonka kuiva-aine oli 3,20 % ja joka sisälsi 0,040 mooliosaa kva-temäärisiä ammoniumryhmiä yhtä anhydroglukoosimoolia kohti. Lopuksi kuitususpensioon lisättiin vielä 0,15 kuiva-aineesta edellämainittua unionista komponenttia, jonka jälkeen massasuspensio laimennettiin 0,2 in.

Massasuspensiosta tehtiin laboratorion arkkimuotissa arkkeja Scan C 26:76 ja Scan M 5*76 mukaan. Arkkien liimauksen kestävyys määritettiin Cobb^-lukuna Scan P 12:64 mukaan. Vertailukokeena tehtiin samalla massalla liimauskoe käyttäen pelkkää hartsia ilman retentioaineita ja toinen vertailukoe, jossa hartsin retentioaineena käytettiin tavalliseen tapaan alunaa. Tulokset näistä kokeista eri pH-alueilla on esitetty seuraavassa taulukossa: pH Hartsiliima Anioninen Kationinen Aluna J Cobb^ \ komponentti komponentti (g/m^) ' % paperin kuiva-aineesta ; 5.5 0,30 ' - - 157,7 | 5.5 0,30 - '- 0,30 20,1 1 5.5 0,30 0,30. 1,00 - 20,3 ; 5.5 0,20 - - 0,30 37,3 ! 5.5 0,30 0,30 1,00 - 21,2 ; —------------------------------------1---------““----—--------------------f 7.2 0,30 - - 0,30 103,5 1 7.2 0,30 0,30 1,00 - 20,6 j

____________________________________________________^ _ ______I

I I i θ,ο 0,30 I - - 0,30 ! 151,3 j 8.0 0,30 ! 0,30 I 1,00 - i 21,0 i -------------------------’______________i_____________i__________i____________; . 8 67.736 . . . . .

Taulukosta ilmenee, että keksinnön mukaisella aineyhdistelmällä saa-. daan aikaan tehokas liimausvaikutus laajalla pH-alueella. Edelleen tulok sista ilmenee, ‘ että käyttäen keksinnön mukaista aineyhdistelmää voidaan hartsia käyttää liima-aineena myös sekä neutraalilla että alkalisella pH-alueella.

Esimerkki 2

Esimerkin 1 mukainen liimauskoe toistettiin käyttäen keksinnön mukaista aineyhdistelmää eri määräsuhteilla. Tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa: 60 pH Harteiliima Anioninen Kationinen Cobb komponentti komponentti (g/rn^) ----------------------------X--------------- io paperin kuiva-aineesta 5.5 0,50 0,152 1,00 59,3 5.5 0,50 0,53 1,00 20,1 5.5 0,50 0,50 1,00 51,2 5.5 | 0,50 1,00 1,00 81,0 __________\_____________________________ ________________ ____________ 7.2 0,50 0,152 1,00 72,1 7.2 0,50 0,53 1,00 . 20,3 7.2 0,50 0,50 1,00 28,1 ! 7,2 0,50 1,00 1,00 82,0 |

Tuloksista ilmenee, että parhain liimausvaikutus saadaan anionisen ja kationisen komponentin määräsuhteella 1 : 5· Lisäksi todetaan, ettei pH:lla ole vaikutusta, Nkoska eri pH-alueilla saadaan samalla määräsuhteella parhain 1i imausvaikutus.

Esimerkki 3

Esimerkin 1 mukainen liimauskoe toistettiin käy ttäe*7 massaa, johon oli lisätty täyteainetta 20 $ kuivan kuidun määrästä. Täyteaineena käytettiin seosta, joka sisälsi 50 $ talkkia ja 50 $ kalsiumkarbonaattia. Täyteaine dispergoitiin ennen lisäystä massaan 30 $:seksi vesidispersioksi. Vertailukokeessa käytettiin hartsiliimaa tavalliseen tapaan alunan kanssa. Saadut tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa: 9 ' . 67736 - ; : . —^ -τ—'i .: 601 r 1 pH Hartsi- Anioninen Kationinen Aluna Cobb Veto- Tuhka liima komponentti komponentti indeksi

Zt 7 , 7 . ." ~ ~ (g/w? ) (Nm /g) % <f0 paperin kuiva-aineesta \ /0/ / 5.5 0,30 · 0,33 1,00 - 51,2 73,1 16,2 | 5.5 0,30 0,67 2,00 - . 37,6 77,6 18,1 | 5.5 0,40 0,33 1,00 - 25,7 75,6 17,0; 5.5 0,40 0,67 2,00 - 21,3 78,1 18,9; i 7.5 0,40 0,33 1,00 - 24,5 88,4 17,0 | 7.5 0,40 0,67 2,00 - 20,0 91,0 19,3 : 5,5' 0,40 - - 0,40 28,1 85,3 15,8 j 7.5 0,40 - - 0,40 151,2 80,3 14,4 : ______________________________________________________________________________'

Vetoindeksi määritettiin Scan P 16:76 mukaan. Tuloksista ilmenee, että keksinnön mukaisella tavalla voidaan hartsiliimaa käyttää myös alkalis-ten täyteaineiden kanssa. Samalla voidaan todeta, että koska liimaus voidaan suorittaa neutraalilla pH-alueella, ovat saadun paperin lujuusominaisuudet paremmat kuin happamella pH-alueella tavalliseen tapaan hartsiliima-tun paperin. Tuloksista todetaan myös, että saadaan parempi liimausvai-kutus nostamalla aineyhdistelmän osuutta paperissa ja erikoisesti nostamalla anionisen ja kationisen komponentin osuutta.

Esimerkki 4

Esimerkin 1 mukainen liimauskoe toistettiin käyttäen massan täyteaineena kaoliinia (SPS) 25 $ kuivan kuidun määrästä. Liima-aineyhdistelmän kationisena komponenttina oli kaupallinen polyakryyliamidi, jonka mo- 7 lekyylipaino oli 10 . Anionisena komponenttina oli piihapposooli, jonka 2 ominaispinta-ala oli 600 m /g.

Aineyhdistelmän liima-aineena oli synteettinen dialkyylikarbamyyli-kloridi. Vertailukokeessa käytettiin samaa liima-ainetta ja retentioai-neena pelkästään kationista tärkkelystä. Tulokset olivat seuraavat: .10 677.36 *· i ' 6θ pH K&rbamyyli- Anioninen vationinen ' Cobb Veto- kloridiliima komponentti componentti indeksi ia paperin kuiva-aineesta (&/m ) (lun/g)

——— » - ---------T

6.5 0,15 0,017 0,025 25,1 50,2 j 7.0 0,15 0,017 0,025 24,2 61,1 7.5 0,15 0,017 0,025 27,5 67,2 8.0 0,15 0,017 0,025 25,2 70,1 — ~ — — — ~·τ — — — — — — — — — — — — — — — — “ — — — —— — — — — — — — — — — ~ 8.0 0,15 - 1,00 24,1 87,1 j (tärkkelys) J ;

Tuloksista voidaan todeta, että aineyhdistelmän kationisena komponenttina voidaan käyttää myös polyakryyliamidia. Samoin havaitaan, että paperin lujuusominaisuudet ovat samaa suuruusluokkaa, vaikka liima-aineyhdistelmän' retentiokomponenttign määrä oli huomattavasti pienempi kuin vertailuyhdistelmän kationisen tärkkelyksen.

Esimerkki 5

Esimerkin 1 mukainen liimauskoe toistettiin käyttäen liima-aineena 1-oktadekyyli-meripihkahappoanhydridiä, joka dispergoitiin ennen käyttöä patenttijulkaisussa EI 57 993 esitetyllä tavalla. Dispergoitu liima-aine annosteltiin samalla tavalla kuin esimerkissä 1. Vertailukokeissa liiman retentioaineena käytettiin pelkästään kationista tärkkelystä. Tulokset olivat seuraavat: pH Liima-aine Anioninen Kationinen Cobb^ komponentti komponentti ------— —------------------—-----------—- / y 2\ fo paperin kuiva-aineesta ' 7,5 0,20 0,017 0,10 V 20,1 7.5 0,20 0,053 0,20 21,4 7.5 0,20 - 0,10 100,1 7,5 0,20 - 0,20 51,3 7,5 0,20 - 0,40 41,0 -----:_________________L_____________1--------------f___________________

Keksinnön mukaisella aineyhdistelmällä saadaan parempi liimaustulos kuin käyttäen retentioaineena pelkästään kationista komponenttia.

· τα ·. .,. ' 67736

Esimerkki' 6 · ‘ Tässä, koesarjassa käytettiin aineyhdistelmän’liima-aineena maleinisoi-tua soijaöljyä, joka saatiin tunnetulla tavalla reagoittamalla yksi mooli-osa meripihkahappoanhydridiä yhden mooliosan kanssa soijaöljyä. Muuten dispergoitu liima-aine annosteltiin samoin kuin esimerkissä 1. Vertailu-kokeissa käytettiin liiman retentioaineena pelkästään kationista tärkkelystä. Tulokset olivat seuraavat: pH Liima-aine Anioninen Kationinen Cobb^ komponentti komponentti - 0 --------i-----------]------------- (g/m2) ia paperin kuiva-aineesta 7.5 0,13 0,017 0,10 21,2 7.5 0,13 0,035 0,20 20,9 j

— “ “ I

7.5 0,13 - 0,10 120,1 7.5 0,13 - 0,20 97,2 7,5 s ' 0,13 - 0,30 45,3

Esimerkki 7

Paperikoneella tehtiin täysimittainen koeajo käyttäen massaliimaukseen keksinnön mukaista aineyhdistelmää. Koneen senhetkinen kapasiteetti oli 11,3 tonnia paperia tunnissa ja ajonopeus 430 m/min.

Koeajossa käytettiin valkaistua sulfaattimassaa, jossa oli 55 i° koi-vusulfaattia, 17 fo mäntysulfaattia ja loput jätekuitumassaa. Täyteaineena käytettiin talkki-karbonaattiseosta, jonka osuus valmiista paperituotteesta oli parhaimmillaan 23 $. Valmiin paperituotteen pintapaino oli 100 g/m'.

Koeajossa käytettiin liima-aineena kaupallisesti saatavaa alkyyliketee-nidimeeriä. Aineyhdistelmän kationinen ja anioninen komponentti olivat samat kuin esimerkissä 1 ja niiden määräsuhde oli 1,4 s 0,39·

Kationinen tärkkelys keitettiin 90°C:ssa noin 30 minuuttia ja laimennettiin syöttöväkevyyteen 0,8 fo. Se syötettiin massasäiliöön, jossa mas san sakeus oli 3,0 fo. Samaan säiliöön annosteltiin täyteaine ja puolet anionisesta piihapposoolista. Loppuosa piihapposoolista yhdessä liima-aineen kanssa annosteltiin massaan ennen perälaatikkoa.

• . 12 · 67736 • Vertailuajona, käytettiin normaalia tuotantoajoa, jossa liima-aineen retentioaineena käytettiin kationista polyakryyliamidia. Koeajossa .muutettiin liima-aineen annostusmäärää niin kauan, kunnes koepaperin Cobb^-arvo saatiin samaksi kuin varsinaisessa ajossa. Tulokset olivat seuraa-vat:

Cobb^ Kationinen Anioninen Liima-aineen o Komponentti komponentti määrä (β/« ) --------------------------------------------------- io paperin kuiva-aineesta ---j.

28 Poly akryyli- - 0,10 j amidi i _________________·_______________________ ___ _ _ _ | 28 Kationinen Piihapposooli 0,06 | tärkkelys j 1,4 i 0,39 1°

Tuloksista todetaan, että keksinnönraukaista aineyhdistelmää käyttäen voitiin liima-aineen määrää vähentää 40 $ siitä määrästä, mikä tarvittiin saman Cobb^- tason saavuttamiseen siihen asti käytetyllä aineyhdistelmällä.

s

Claims (5)

1. Paperin hydrofobiliimauksessa käytettävä 3-komponent-tiaineyhdistelmä, joka koostuu liima-aineesta ja retentioaine-yhdistelmästä (K+)n — liima-aine — (A ) , 5 tunnettu siitä, että aineyhdistelmä on liima-aineen ja kationisen sekä anionisen polymeerin muodostama kompleksi, jossa liima-aine voi olla hartsihappo, tehostettu hartsihappo, alkyyliketeenidimeeri, karbamoyylikloridi, meripihkahappoanhyd-ridi, rasvahappoanhydridi tai -kloridi, ja jossa kationinen 10 polymeeri on kationinen tärkkelys, kationinen guar gum, poly-akryyliamidi, polyeteeni-imiini, polyamiini tai polyamidiamii-ni, ja jossa anioninen polymeeri on kolloidinen piihappo, ben-toniitti, karboksimetyyliselluloosa tai karboksyloitu polyak-ryyliamidi.

1 3 Patenttivaatimukset: 6 77 3 6

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen aineyhdistelmä, tun nettu siitä, että kationisen tärkkelyksen substituutioas-te on 0,01-0,05 ja että kationisen guar gum'in substituutio-aste on 0,01-0,03.

3. Amneskomposition enligt patentkravet 2, k ä n n e - g t e c k n a d därav, att polyakrylamidens molekylvikt är 10 - 7 10 och polyeteniminens, polyaminens och polyamidaminens molekylvikt är 103 - 3 x 106. 30 4. Ämneskompositiön enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att förhällandet mellan dcatjonisk och anjonisk polymer n:m är 1:1 - 30:1, företrädesvis 1,5:1 -10:1.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen aineyhdistelmä, t u n - g 20. e t t u siitä, että polyakryyliamidin molekyylipaino on 10 - 7 10. ja polyeteeni-imiinin, polyamiinin tai polvamidiamiinin 3 6 molekyylipaino on 10 - 3 x 10 .

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen aineyhdistelmä, tunnettu siitä, että kationisen ja anionisen polymeerin suhde 25 n:m on 1:1 - 30:1, ensisijaisesti 1,5:1 - 10:1.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen aineyhdistelmä, tunnettu siitä, että kolloidinen piihappo on kolloidisena piidioksidisoolina, jonka piidioksidihiukkaseten pinta-ala on 200-1000 m2/g, edullisesti 300-700 m2/g.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen aineyhdistelmä, tun nettu siitä, että piidioksidisooli on stabiloitu alkali-sella liuoksella siten, että moolisuhde SiC>2:Me20 on 10:1 -300:1, edullisesti 15:1 - 100:1, jolloin Me voi olla Na, K, Li tai NH4· 67736

7. Edellisten patenttivaatimusten mukainen aineyhdistelmän käyttö paperin hydrofobiliimaukseen, tunnettu siitä, että aineyhdistelmän kationinen ja anioninen polymeerikom-ponentti lisätään erikseen massasuspensioon, jonka pH on 4-9, 5 ensi sijassa 6-8, ja että aineyhdistelmään sisältyvä liima-aine lisätään erikseen tai yhdessä joko kationisen tai anio-nisen komponentin tai sen osan kanssa massasuspensioon. 1. 3-Komponentämneskompositiön för hydrofoblimning av 10 papper, vilken bestär av ett limämne och en retentionsmedels-kompositiön (K+)n — limämne — (A ) kännetecknad därav, att ämneskompositionen är ett komplex bildat av limämnet och en katjonisk och en anjonisk polymer, varvid limämnet kan vara en hartssyra, en aktiverad 15 hartssyra, alkylketendimer, karbamoylklorid, bärnstenssyra-an-hydrid, fettsyra-anhydrid eller -klorid, och i vilken den katjoniska polymeren är katjonisk stärkelse, katjoniskt guar-gununi, polyakrylamid, polyetenimin, polyamin eller polyamid-amin, och i vilken den anjoniska polymeren är kolloidal kisel-20 syra, bentonit, karboximetylcellulosa eller karboxylerad polyakrylamid . 2. Ämneskomposition enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att den katjoniska stärkelsens substi-tutionsgrad är 0,01-0,05 och att det katjoniska guar-gummits 25 substitutionsgrad är 0,01-0,03.

5. Smneskompositiön enligt patentkravet 1, k ä n n e -