FI69157B

FI69157B - Skumblandningar vilka aer menade foer utbredning pao ytor av fiberaktiga aemnen

Info

Publication number: FI69157B
Application number: FI821359A
Authority: FI
Inventors: Edward Gilbert Mccrossin
Original assignee: Hercules Inc
Priority date: 1981-05-12
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1985-08-30
Also published as: ES512056A0; FI821359A0; AU547029B2; EP0064743A1; NZ200295A; FI821359L; FI69157C; ZA823292B; PH17160A; DE3268500D1; ATE17497T1; NO821541L; EP0064743B1; ES8403946A1; JPS57199895A; BR8202748A; US4353993A; CA1197044A; AU8358382A; DK213982A

Description

VAAHTOSEOKSIA, JOTKA ON TARKOITETTU LEVITETTÄVIKSI KUITU

MAISTEN AINEIDEN PINNOILLE - SKUMBLANDNINGAR VILKA ÄR

MENADE FÖR UTBREDNING PA YTOR AV FIBERAKTIGA ÄMNEN

691 57 Tämä keksintö koskee vaahtoseoksia, jotka on tarkoitettu levitettäviksi kuitumaisten aineiden, kuten paperin ja paperikartongin, pinnoille, ja tarkemmin sanottuna hartsipohjaisia vaahtoseoksia, joilla on entistä paremmat vaahtoavuus- ja stabiilisuusominaisuudet, ja jotka valmistetaan ilmastamalla vesiliuoksia, jotka sisältävät hartsin (koiofonin) tai vahvistetun hartsin (vahvistetun koiofonin) suolaa sekä tiettyjä aniinipitois ia polymeerejä.

On tunnettua, että kuitumaisille aineille levitettäviksi sopivia vaahtoja voidaan valmistaa ilmastamalla vesipitoisia seoksia, jotka sisältävät synteettistä pinta-aktiivista ainetta, kuten esimerkiksi natrium-lauryylisulfaattia tai proteiinipitoista materiaalia, joka kykenee alentamaan veden pintajännityksen normaali-arvosta 72 dyneä per senttimetri (72’10 J/cm2 ) vähintään alueelle 45-65 dyneä per senttimetri (45-65 -10 J/cm2), vrt. esim. brittiläinen patenttijulkaisu n:o 1 039 540 ja U.S.A:n patenttijulkaisut n:o 3 210 240, 4 099 913 ja 4 184 914. Synteettiseen pinta-aktiiviseen aineeseen perustuvat vaahdot hajoavat tavallisesti heti jouduttuaan kosketukseen substraatin kanssa ja vesipitoinen seos imeytyy helposti substraattiin. Kuitenkin tämäntyyppisten vaahtojen käyttö paperin pinnan päällystysmateriaalina on rajoitettua eivätkä ne sovellu käytettäviksi liimattuun paperiin, koska pinta-aktiivisella aineella on kostuttava ja syövyttävä vaikutus paperiliimaan. Proteiinipohjäi set vaahdot sitävastoin ovat herkkiä lämmön vaikutukselle ja vaativat huolellista prosessiolosuhteiden ja le-vitysolosuhteiden säätöä. Proteiinipohjaiset vaahdot eivät myöskään ole tyydyttäviä levitettäessä tiettyjä laatukemikaaleja, kuten suuren viskositeetin omaavaa tärkkelystä tai selluloosajohdannaisia paperille pare-rikoneessa, koska vaahdoilla on huonot virtausominai- 2 69157 suudet ja suuri stabiilisuus.

Maguirelle myönnetystä U.S.A:n patentista n:o 2 370 058 tiedetään myös, että luonnonhartsiliimaa sisältävien vesiliuosten vaahtoavuutta voidaan parantaa yhdistämällä hartsiliimaan alkaliproteinaattia, kuten kaliumkaseinaattia. Vaahtojen, jotka on valmistettu hartsiliiman ja alkaliproteinaatin seoksista, joissa seossuhde on alueella 30 : 70-70 : 30, sanotaan olevan stabiileja suurien kipsimäärien läsnäollessa ja soveltuvan erityisen hyvin pienen tiheyden omaavan kipsilevyn tuotantoon. Maguiren vaahdot, jotka sisältävät sekä hartsiliimaa että kaliumkaseinaattia, ovat samoin lämpöherkkiä eikä niitä voida käyttää yli 55 °C:ssa. Vaahdot eivät myöskään hajoa helposti paperikoneella eivätkä ne näin ollen ole sopivia, kun halutaan levittää tasalaatuisia ja jatkuvia päällysteitä liikkuvien pa-perisubstraattien pintoihin.

Edelleen U.S.A:n patenttijulkaisussa n:o 2 593 008 (Chappell·, Jr.) mainitaan, että sellaisten ilmastettujen kalsinoidun kipsin vesisuspensioiden, jotka sisältävät pienen määrän gasoliiniin osittain liukenemattoman mäntyhartsin saippuaa, vaahtoavuus- ja stabiili-suusominaisuuksia voidaan parantaa käyttämällä kyseisen saippuan ja eräiden alkoholien seosta. Kuitenkin vaahdot, jotka oli valmistettu ilmastamalla vesiliuoksia, jotka sisälsivät hartsisuolaa ja isopropanolia suhteessa 1 ; 1 ilman kipsiä, hajosivat välittömästi eivätkä sopineet papereissa käytettäviksi.

Lisäksi saksalaisessa julkaisussa OLS 2 848 T94 mainitaan, että vaahtoja voidaan valmistaa ilmastamalla vesiliuoksia, -suspensioita tai -emulsioita, jotka sisältävät hartsin tai vahvistetun hartsin suolaa, ja vaahtoja voidaan käyttää paperin liimaukseen tai apuna haluttaessa levittää muita liimausai-neita tai kemiallisia lisäaineita paperin pintaan.

69157 3

Vaahdot, jotka on valmistettu liuoksista, jotka sisältävät hartsin tai vahvistetun hartsin suoloja ainoana vaahdonstabilointiaineena, ovat kuitenkin yleensä karkeita ja ilmavia luonteeltaan eivätkä ne ole riittävän stabiileja ollakseen kaupallisesti hyväksyttäviä tavallisessa paperikoneessa. Näin ollen hartsipohjäisillä vaahdoilla on vähän etuja verrattuna hartsisaippu-oiden vesiliuosten ja -suspensioiden käyttöön tähän samaan tarkoitukseen eivätkä ne ole kaupallisesti mielenkiintoisia.

Nyt on tämän keksinnön mukaisesti havaittu, että hartsin tai vahvistetun hartsin suoloja sisältäviä vesiliuoksia ilmastamalla saatujen vaahtojen vaahtoa-vuutta ja stabiilisuutta voidaan parantaa heikentämättä vaahdon muita haluttuja ominaisuuksia, ja että näin saatuja vaahtoja voidaan tavanomaisesti levittää minkä tahansa kuitumaisen aineen pintaan, myös liimatun paperin ja paperikartongin pintaan.

Näin ollen tämä keksintö koskee parannettua hartsipoh jäistä vaahtoa, joka on tarkoitettu levitettäväksi kuitumaisen aineen pintaan, ja tarkemmin sanottuna keksintö koskee vaahtoa, joka on valmistettu ilmastamalla, vesiliuosta, jonka pH on vähintään 8, ja joka sisältää 0,1 - 5 paino-% hartsin tai vahvistetun hartsin vesiliukoista suolaa ja 0,02 - 5 paino-% vähintään yhtä vesiliukoista, amiinipitoista synteettistä liitäntä- tai kondensaatiotyyppistä polymeeristä materiaalia, joka sopii yhteen mainitun suolan kanssa, ja mainitun suolan ja mainitun polymeerisen materiaalin välinen painosuhde on alueella 1 : 1 - 25 : 1. Keksintö koskee myös parannettujen vaahtojen valmistusmenetelmää ja tarkemmin sanottuna se koskee parannettua menetelmää, jossa ilmastus suoritetaan edellä kuvatulle vesiliuokselle.

Liitteenä olevassa kuvassa on käyrä, joka esittää liuoksen väkevyyden (rajojen 0,2 ja 1,0 % sisällä) suhdetta liuoksen vaahtoavuuteen.

69157 Tämän keksinnön mukaisten parannettujen vaahtojen valmistukseen tarvittavien ilmastettavien liuosten oleelliset aineosat ovat hartsin tai vahvistetun hartsin vesiliukoinen suola, tietyt vesiliukoiset polymeeriset materiaalit, jotka sisältävät funktionaalisen amiini-ryhmän, ja vesi.

Hartsisuolat ovat alalla hyvin tunnettuja ja sisältävät uuttohartsin (kolofonin), pihkahartsin ja mänty-öljyhartsin suolat epäpuhtaassa tai puhdistetussa muodossa ja/tai käsiteltyinä eri tavoin siten, että niiden tehokkuus erilaisissa käyttötarkoituksissa on parantunut. Niinpä termi sisältää sellaisten modifioitujen hartsien suolat, joissaon esim. osittain tai käytännöllisesti katsoen kokonaan hydrattu hartsi, poly-meroitu hartsi tai hartsi, joka on kuumennettu happo-katalyytin läsnäollessa niin, että on tapahtunut iso-meroituminen abietiinityyppisiksi hapoiksi, tai joka on saatettu reagoimaan formaldehydin kanssa tai käsitelty muulla tavoin hartsin kiteytymisen estämiseksi .

Tässä yhteydessä käytetyillä vahvistetun hartsin suoloilla tarkoitetaan mitä tahansa sellaisten edellämainittujen hartsien suoloja, joiden hartsit on saatettu reagoimaan happaman yhdisteen kanssa, joka sisältää ryhmän ^0=^-0=0, kuten aifa-beta-tyydyttämättömien orgaanisten happojen kanssa tai niiden saatavissa olevien anhydridien kanssa niin, että saadaan addukteja, joissa on lisääntynyt määrä karboksyylihapporyhmiä, ja mahdollisesti voidaan suorittaa muita modifiointeja, kuten lämpökäsittely. Tyypillisiä tyydyttymättömiä happoja ja anhydridejä ovat mm. fumaarihappo, maleiini-happo, akryylihappo, maleiinihappoanhydridi, itakoni-happo, itakonihappoanhydridi, sitrakonihappo, sitra-konihappoanhydridi ja näiden happojen tai anhydridien seokset. Vahvistettujen hartsien valmistusmenetelmiä 5 69157 on vaadittu ja selostettu U.S.A:n patenttijulkaisuissa n:o 2 628 918 ja 2 684 300.

Edellämainittujen hartsien ja vahvistettujen hartsien vesiliukoiset suolat ovat mielellään alkalimetal- li- ja varsinkin natrium- tai kaliumsuoloja, jotka saadaan neutraloimalla tai saippuoimalla hartsihapot (ja muut hapot) kontrolloidulla määrällä alkalista ainetta, kuten natrium- tai kaliumhydroksidia. Yleensä neutraloitumisaste on noin 100 % ja tavallisesti käytetään ylimäärin alkalia (hydroksidina tai karbonaattina), jotta pH-arvo saadaan pidetyksi emäksisellä puolella, mielellään alueella noin 8 - 12.

Kuten jo edellä mainittiin, ilmastettavat liuokset sisältävät myös vesiliukoista polymeeristä materiaalia, joka sisältää funktionaalisia amiiniryhmiä ja sopii yhteen hartsin tai vahvistetun hartsin kanssa. Polymeerinen materiaali on synteettinen liitäntä- tai kon-densaatiotyyppinen polymeeri, joka sisältää aminotyp-peä. Tässä yhteydessä käytetyllä termillä "amiinia sisältävä" tai "funktionaalinen amiiniryhmä" tarkoitetaan aktiivista tai reaktiivista ryhmää, joka sisältää emäksistä typpeä, so. primäärisiä, sekundäärisiä tai terti-äärisiä amiiniryhmiä, tällaisten ryhmien suolamuotoa ja kvaternäärisiä ammoniumsuolaryhmiä. Vähintään yhden tällaisen ryhmän läsnäolo polymeeriyksikössä antaa polymeerille polymeerille emäksisyyden tai kationiset ominaisuudet. Riippuen polymeerin muiden yksiköiden luonteesta, tavallisesti vähintään noin 10 % polymeerin yksiköistä sisältää aminotyppeä. Tällaiset liitäntä- ja kondensaatiotyyppiset polymeerit ovat alalla tunnettuja ja niihin kuuluvat mm. polyaminopolyamidit, poly(alkyleeni-imiinit) ja funktionaalisen amiiniryhmän sisältävien etyleenisesti tyydyttäihätitömi\en'monomeerien liitäntäpolymeerit. Näiden polymeerien johdannaiset ja varsinkin polyaminopolyamidin ja epihalogeenihydrii-nin väliset reaktiotuotteet niin, että epihalogeeni- 6 69157 hydriiniä käytetään 0,02 - 0,2 moolia polyaminopoly-amidin jokaista sekundääristä ja/tai tertiääristä amiiniryhmää kohti, ovat myös käyttökelpoisia, edellyttäen tietenkin, että johdannainen täyttää muut vaatimukset eli on vesiliukoinen ja sopii yhteen hartsin tai vahvistetun hartsin suolan kanssa.

Edullisia vesiliukoisia polyaminopolyamideja ovat kondensaatiotyyppiset polymeerit, jotka on johdettu polyalkyleenipolyamiinista ja dikarboksyylihaposta ja sisältävät seuraavan kaavan mukaisia toistuvia yksiköitä

R

-NHC H (NCH- ) NH-COR1CO-n zn n zn x jossa n on kokonaisluku 2-6, x on kokonaisluku 1-4, R on vety tai -C^-alkyyli ja R on dikarboksyyli-hapon kaksivalenssinen hiilivetyradikaali.

Erittäin sopivia dikarboksyylihappoja ovat diglykoli-happo ja 4 - 10 hiiliatomia sisältävät tyydyttyneet alifaattiset dikarboksyylihapot, kuten meripihkahappo, glutaarihappo, adipiinihappo, pimeliinihappo, korkki-happo, atselaiinihappo ja sebasiinihappo. Muita sopivia dikarboksyylihappoja ovat mm. tereftaalihappo, isoftaali-happo, ftaalihappo, maleiinihappo, fumaarihappo, itakoni-happo, glutakonihappo, sitrakonihappo ja mesakonihappo. Edellä mainittujen happojen saatavissa olevia anhyd-ridejä voidaan käyttää valmistettaessa vesiliukoisia polyaminopolyamideja, samoin happojen estereitä voidaan käyttää. Haluttaessa vesiliukoisten polyaminopolyamidien valmistuksessa voidaan käyttää kahden tai useampien dikarboksyylihappojen, niiden anhydridien ja niiden esterien seoksia.

Polyaminopolyamidien valmistuksessa käytetyt poly-alkyleenipolyamiinit ovat seuraavan kaavan mukaisia

VI

69157 7

R

H2NCnH2n(AcnH2n>xNH2 jossa R on vety tai C^-C^-alkyyli, n on kokonaisluku 2 - 6 ja x on kokonaisluku 1-4. C^-C^-alkyyliryhmS voi olla esim. metyyli, etyyli, propyyli, isopropyyli, n-butyyli, isobutyyli tai tert.-butyyli. Edelläolevan kaavan mukaisia polyalkyleenipolyamiineja ovat mm. dietyleenitriamiini, trietyleenitetraraiini, tetra-etyleenipentamiini, dipropyleenitriamiini, diheksa-metyleenitriamiini, pentaetyleeniheksamiini, metyyli-bis(3-aminopropyyli)amiini, metyyli-bis(2-aminoetyyli)-amiini ja 4,7-dimetyylitrietyleenitetramiini. Haluttaessa voidaan käyttää polyalkyleenipolyamiinien seoksia.

Erittäin hyödyllisiä ovat sellaiset polyamino-polyamidien^vesiliukoiset reaktiotuotteet, jotka on valmistettu saattamalla polyaminopolyamidi reagoimaan epi-halogeenihydriinin, kuten epikloorihydriinin tai epi-bromihydriinin, kanssa niin, että jokaista polyamino-polyamidin sekundääristä ja/tai tertiääristä amiiniryh-mää kohti on käytetty 0,02 - 0,2 moolia epihalogeeni-hydriiniä. Reaktion annetaan edetä lämpötilassa, joka on alueella 25 - 100 °C, mielellään välillä 45 - 70 °C, kunnes 20 % kiinteätä ainetta sisältävän vesiliuoksen Brookfield-viskositeetti on saavuttanut 10 cPs tai tätä suuremman arvon. Tämä reaktio on edullista suorittaa vedessä reaktion vaimentamiseksi. Tavallisesti reaktion annetaan edetä pH-arvossa noin 8-9 epihalogeenihyd-riinin lisäyksen jälkeen 1-5 tuntia ja sen jälkeen pH lasketaan mineraalihapolla alueelle noin 4-5 poly-meeriliuoksen stabiloimiseksi.

Tyypillisiä sopivia poly(alkyleeni-imiinejä) ovat vesiliukoiset, suhteellisen pienen molekyylipainon omaavat poly(etyleeni-imiinit), joiden molekyylipaino on vähintään noin 500, ja joiden suurimman molekyylipainon 69157 määrää hartsin liukoisuus veteen. Alkyleeni-imiinien polymeroinnista on Jones esittänyt yhteenvedon "The Polymerization of Olefin Imines" teoksessa The Chemistry of Cationic Polymerization, P.H. Plesh, ed., New York, Macmillan (1963), ss. 521-534. Jones on selostanut tämän keksinnön tarpeisiin sopivia polymeerejä ja niitä ovat mm. etyleeni-imiinin, 2-metyylietyleeni-imiinin, 2-etyylietyleeni-imiinin, cis-2,3-dimetyylietyleeni-imiinin, trans-2,3-dimetyylietyleeni-imiinin ja 2,2-dimetyylietyleeni-imiinin polymeerit. Erittäin hyödyllisiä ovat kaupalliset poly(etyleeni-imiinit), kuten sellaiset, joita on saatavissa Dow Chemical Companyltä nimikkeillä PEI 6, PEI 12 ja PEI 18.

Käyttökelpoisia ovat myös etyleenisesti tyydyttämättömien, funktionaalisen amiiniryhmän sisältävien mono-meerien vesiliukoiset liitäntäpolymeerit. Erityisen hyödyllisiä tämän tyyppisiä polymeerejä ovat liitäntäpolymeerit, jotka on valmistettu seuraavien kaavojen (I), (II), (III), (IV), (V) ja (VI) mukaisista etyleenisesti tyydyttämättömistä monomeereistä.

Rl + (I) CH2=CCOOC2H4N------R2 X- '^^R3 jossa R.j on vety tai metyyli, R2 on C^-C^-alkyyli, kuten metyyli, etyyli, propyyli tai butyyli, on vety, C1-C4~alkyyli, ryhmä

OH

-ch2<!:hch2y (jossa Y on hydroksyyli tai halogeeni, kuten kloori tai bromi) tai 691 57 9 o Λ -CH2CHCH2; jossa X on anioni,' kuten Cl , Br , CH-jOSO^- tai CH^COO”. Kaavan (I) mukaiset monomeerit ovat aminoakry-laattien, kuten dimetyyliaminoetyyliakrylaatin, dietyyli-aminoetyyliakrylaatin, dimetyyliaminoetyyliakrylaatin ja dietyyliaminoetyylimetakrylaatin, kvaternäärisiä ammoniumsuoloja ja happosuoloja. Kaavan (I) mukaisia spesifisiä kvaternäärisiä suolamonomeerejä ovat metakryloyylioksietyylitrimetyyliammoniummetyylisulfaat-ti ja metakryloyylioksietyylitrimetyyliammoniumkloridi. Kaavan (I) mukaisia spesifisiä happosuolamonomeerejä ovat metakryloyylioksietyylidimetyyliammoniumkloridi ja metakryloyylioksietyylidimetyyliammoniumasetaatti.

CH, CH,

(II> Sh CH

I t CH, CH, X- r3 ^*3 jossa ryhmät » jotka voivat olla samoja tai erilaisia» ja X ovat edellä kaavan (I) yhteydessä määriteltyjä. Kaavan (II) mukaiset monomeerit ovat seuraavan kaavan mukaisen diallyyliamiinin CH, CH, II 2 II 2

CH CH

I I

% .CH2

K

il 10 69157 jossa on edellä määritelty, kvaternäärisiä ammoniura-suoloja ja happosuoloja. Kaavan (II) mukaisia kvaternäärisiä ammoniumsuolamonomeerejä ovat esim. N,N-di-metyylidiallyyliammoniumkloridi ja N,N-dimetyylidial-lyyliammoniumbromidi. Kaavan (II) mukaisia happosuola-monomeerejä ovat esim. N-metyylidiallyyliammoniumase-taatti, diallyyliammoniumkloridi, N-metyylidiallyyli-ammoniumbromidi, N-etyylidiallyyliammoniumbromidi, N-isopropyylidiallyyliammoniumkloridi, N-n-butyyli-diallyyliammoniumbromidi ja N-terbutyylidiallyyli-ammoniumkloridi.

CH=ch2 l^l (III) CH0 1 ^ x—

N+ A

/\ R3 R2 R2 jossa R2» R^ ja X ovat kaavan (I) yhteydessä määriteltyjä. Kaavan (III) mukaisia monomeerejä ovat esim. vinyylibentsyylitrimetyyliammoniumkloridi ja vinyyli-bentsyylitrimetyyliammoniumbromidi.

(IV) [jjl____________

V

R3 jossa Rj ja X ovat kaavan (I) yhteydessä määriteltyjä. Sopivia kaavan (IV) mukaisia monomeerejä ovat esim.

11 69157 2-vinyylipyridiniumkloridi ja 2-vinyylipyridiniumbromidi.

*1 + /R2

(V) CH2=CCONH(CH2)nN-R2 X

'Vr3

Kaavassa (V) , R2, R^ ja X ovat kaavan (Γ) yhteydessä määriteltyjä ja n on kokonaisluku 1, 2 tai 3. Sopiva kaavan (V) mukainen monomeeri on esim. metakryyli-amidopropyy1idimetyy1iammoniumkloridi.

R-. . R« 11 + 2 (VI) CHo=CC00CHoCHCH-N=—-R_ X_ C Δ | Δ N. Δ OH ^R3

Kaavassa (VI) R1, R2, R3 ja x“ ovat kaavan (I) yhteydessä määriteltyjä. Sopiva kaavan (VI) mukainen monomeeri on esim. 3-metakryloyylioksi-2-hydroksipropyyli-dimetyyliammoniumkloridi.

Edullisia vesiliukoisia liitäntäpolymeerejä ovat kaavojen (I) - (VI) mukaisten monomeerien muodostamat homopolymeerit, minkä tahansa kaavojen (I) - (VI) mukaisten kahden tai useamman monomeerin muodostamat sekapolymeerit ja sekapolymeerit, joissa on vähintään yhtä kaavojen (I) - (VI) mukaista monomeeriä ja vähintään yhtä etyleenisesti tyydyttämätöntä monomeeriä, joka mielellään on ionoitumaton. Näin ollen edulliset polymeerit sisältävät edullisesti noin 10 - 100 mooli-% vähintään yhtä kaavojen (I) - (VI) mukaista monomeeriä ja noin 90-0 mooli-% vähintään yhtä etyleenisesti tyydyttämätöntä monomeeriä, kuten monoetyleenisesti tyydyttämätöntä amidia ja varsinkin akryyliamidia, met-akryyliamidia, etakryyliamidia tai tert.-butyyliakryyli- 69157 12 amidia; metyyli- tai muuta alkyyliakrylaattia tai -metäkrylaattia;2-hydroksietyyliakrylaattia tai -met-akrylaattia; akrylonitriiliä tai metakrylonitriiliä; vinyyliasetaattia; vinyylisulfonamidia; N-vinyyli-pyrrolidonia tms.

Vesiliukoiset liitäntäpolymeerit voidaan helposti valmistaa edellä mainituista monomeereistä lisäämällä samanaikaisesti halutut monomeerit haluttuina määrinä ja vesiliukoinen vapaaradikaalipolymerointi-initiaatto-ri, kukin vesiliuoksena, reaktioastiaan, jossa on vettä, jonka lämpötila pidetään noin 80 - 90 °C:ssa. Tyypillisiä vapaaradikaalipolymerointi-initiaattoreita ovat lämmön avulla aktivoituvat initiaattorit, kuten natrium-persulfaatti ja amraoniumpersulfaatti ja ns. redox-initiaattorisysteemit, kuten ammoniumpersulfaatti-natriumbisulfiitti-ferroioni ja tert.-butyyli-hydroper-oksidi-natriumformaldehydisulfoksylaatti.

Tämän keksinnön kohteena olevat seokset ovat vaahtoja, jotka on valmistettu ilmastamalla vesiliuoksia, joiden pH on vähintään 8, ja jotka sisältävät 0,1 - 5 % hartsin tai vahvistetun hartsin suolaa ja 0,02 - 5 % tiettyjä vesiliukoisia polymeerejä niin, että suolan ja polymeerin välinen painosuhde on alueella t : 1 -25 : 1. Mielellään hartsin tai vahvistetun hartsin määrä on noin 0,1 - 3 % ja mieluummin noin 0,2 - t % liuoksen painosta ja polymeerisen materiaalin määrä on noin 0,02 - 3 % mieluummin noin 0,02 - T % liuoksen painosta.

Haluttaessa liuokseen voidaan lisätä tavanomaisia laatumateriaaleja, kuten paperikemikaaleja ja varsinkin tärkkelystä ja modifioitua tärkkelystä, natrium-karboksimetyyliselluloosaa, polyvinyylialkoholia, nat-riumalginaattia, styreeni/maleiinihappoanhydridiseka-po.lymeerien suoloja, "latices" , väriaineita, kuiva- ja/tai märkälujuutta antavia hartseja, pigmenttejä, pigmentoituja päällysteitä, vahoja, pergamiiniaineita tms., jotka voidaan levittää kuitumaiselle substraatil- 69157 le käyttämällä tässä kuvattua vaahtoseosta kantaja-aineena. Tavallisesti tällaiset kemikaalit lisätään liuokseen ennen vaahdonmuodostusta ja on selvää, että käytettävä määrä riippuu tyypistä ja käyttötarkoituksesta, mutta sen ei pitäisi vaikuttaa haitallisesti haluttuihin vaahto-ominaisuuksiin eikä vaahdon levitykseen paperirainalle. Tavallisesti laatumateriaalin määrä on noin 0,1 - 50 % liuoksesta.

Tämän keksinnön mukaiset vaahdot valmistetaan vesiliuoksista käyttämällä kaupallisesti saatavissa olevia vaahdongenerointilaitteita, jotka sisältävät yleensä mekaanisen sekoittimen, joka kykenee sekoittamaan liuokseen mitatut määrät kaasua, kuten ilmaa. Kaupallisesti saatavissa olevia generaattoreita ovat mm. Dyna-Foam-generaattori (Dyna-Foam Company, Media, PA) ja Cellier-generaattori (Cellier, Aix-les-Bains, Ranska).

Koska tämän keksinnön mukaiset vaahdot sisältävät hartsipohjaisen materiaalin suolan, ne ovat erittäin hyödyllisiä liimausaineita sellaisille paperimateriaaleille, jotka sisältävät hartsinsaostus- tai "kiinni-tys"-ainetta, kuten alunaa, joka on yleisin hartsin-saostusaine. Se alunamäärä, joka tarvitaan vaahdon hartsikomponenetin kiinnittämiseen paperin pintaan, tiedetään hyvin alalla ja käytännössä se ylittää sen määrän, joka tarvitaan reagoimaan hartsisuolan kanssa. Myös levitettäessä tämän keksinnön mukaisia vaahtoja paperisubstraatin pintaan, joka on sisäisesti liimattu hartsilla, on mahdollista käyttää hyväksi ylimääräisen alunamäärän läsnäoloa ja näin vielä parantaa paperin liimautumisominaisuuksia.

Tämän keksinnön mukaiset vaahdot voidaan levittää paperille millä tahansa sopivalla tavalla, kuten käyttämällä ilmapyyhkäisypäällystystä, valssia, Meyer-tankoa tai edestakaisin liikkuvaa päällystyssivellintä. Sitten vaahto hajotetaan puristimen välissä tai paperirainan yli ulottuvalla terällä. Vaahdon gene- 69157 14 rointiin, levitykseen ja hajotukseen käytetyt välineet ovat alalla tunnettuja eivätkä muodosta osaa tästä keksinnöstä.

Seuraavissa esimerkeissä A - F kuvataan niitä hartsi-suoloja ja amiinipitoisia polymeerejä, joita käytetään esimerkeissä 1 - 11, joissa kuvataan tämän keksinnön mukaisten vaahtojen valmistusta. Kaikki osat ja prosentit perustuvat painoon, ellei toisin mainita.

Esimerkki A

Hartsin suola valmistettiin seuraavasti. 200 g mäntyöljyhartsinäyte hienonnettiin ja sijoitettiin n. litran (1/4 gallona) Waring-sekoittimeen ja sekoitettiin neljä kertaa, joka kerta 30 sekuntia. Lisättiin hitaasti liuos, jossa oli 19,5 g natriumhydroksidia 82,2 grammassa tislattua vettä ja saatua seosta sekoitettiin, kunnes se oli sileätä (20 - 25 minuuttia). Tuote jäähdytettiin huoneenlämpötilaan, sen happoluku säädettiin nat-riumhydroksidiliuoksella arvoon 22 ja tuotteen sisältämä kiinteän aineen kokonaismäärä säädettiin 70,6 prosenttiin tislatulla vedellä.

Esimerkki B

Pihkahartsi, johon oli liitetty 16 % maleiinihappo-anhydridiä, valmistettiin seuraavasti. Yhden litran kolmikaulaiseen kolviin, joka oli varustettu lämpömittarilla, mekaanisella sekoittajalla, lisäyssuppilolla ja 1 ml:n ruiskulla, lisättiin 500 g hienonnettua pihkahartsia (happoluku 160,1), joka kuumennettiin sekoituksen laisena 150 °C:een. Sitten lisättiin 0,27 ml väkevää rikkihappoa ja kuumennusta jatkettiin 144 -150 °C:ssa kolmekymmentä minuuttia ja sen jälkeen lisättiin 0,27 ml väkevää rikkihappoa. Sitten lisättiin 89,2 g maleiinihappoanhydridiä 37 minuutin aikana pitäen lämpötila samalla 146 - 155 °C:ssa ja seuraavaksi lisättiin väkevää suolahappoa kahtena 0,07 ml eränä 69157 pitäen lämpötila koko ajan noin 148 °C:ssa. Tuote kaadettiin alumiinikattilaan ja annettiin jäähtyä. Tuotteen happoluku oli 310 ja se sisälsi 0,8 % vapaata maleiinihappoanhydridiä.

Edellä saadusta, 16 % maleiinihappoanhydridiä sisältävästä pihkahartsiadduktista valmistettiin natrium-suola siten, että 500 g adduktia, 510 g vettä ja 105 g natriumhydroksidia sisältävää seosta kuumennettiin 90 °C:ssa 45 minuuttia samalla sekoittaen, lisättiin vielä 3 g hartsiadduktia ja tuote jäähdytettiin huoneenlämpötilaan. Tuote oli vesiliuos, joka sisälsi kaikkiaan 48,0 % kiinteätä ainetta, ja jonka pH oli 12,8 ja Brookfield-viskositeetti 25 °C:ssa 350 cPs.

Esimerkki C

Polyaminopolyamidihartsi valmistettiin seuraavasti. Yhden litran hartsikattilaan, joka oli varustettu sekoittajalla, lämpömittarilla, typpisuihkulla, jääh-dyttimellä, Dean-Stark-loukulla ja kuumennusvaipalla, laitettiin 300,2 g dietyleenitriamiinia (2,94 mol). Adipiinihappoa (438,3 g, 3,00 mol) lisättiin varovaisesti 10 minuutin aikana. Seosta sekoitettiin ja kuumennettiin 159-202 °C:ssa ja reaktiossa muodostunut vesi (107 ml) poistettiin Dean-Stark-loukun kautta.

Tuote kaadettiin alumiinikattilaan ja annettiin jäähtyä. Tuote sisälsi 559,2 g (saanto 89 %) keltaisenoranssia hartsia, jonka redusoitu ominaisviskositeetti (RSY, reduced specific viscosity) oli 0,137 mitattuna 2 % liuoksena, joka oli tehty 1 M ammoniumkloridiin. Kun tuote liuotettiin kuumaan veteen, saatiin vesiliuos, joka sisälsi kiinteätä ainetta kaikkiaan 50,3 %.

Esimerkki D

Esimerkissä C valmistetun polyaminopolyamidin. epi-kloorihydriinijohdannainen valmistettiin siten, että 69157 16 astiaan lisättiin 240,75 g (121,1 g kuivaa, 0,57 mol) esimerkissä C saatua polyaminopolyamidiliuosta, 406,5 g tislattua vettä ja 2,73 g (0,03 mol) epikloori-hydriiniä (ekvivalenttinen 0,05 moolille epikloorihyd-riiniä jokaista sekundääristä amiiniryhmää kohden, joka on läsnä polymeerissä), saatua seosta sekoitettiin 3 tuntia 49 - 52 °C:ssa, jona aikana pH putosi arvosta 8,8 arvoon 8,4. Tuote jäähdytettiin huoneenlämpötilaan ja pH laskettiin väkevällä rikkihapolla arvoon 4,5. Näin saatiin 671,6 g (saanto 97 %) liuosta, jonka kiinteän aineen kokonaispitoisuus oli 21,2 %. Hartsin RSV oli 0,156 (mitattuna 2 % liuoksesta, joka oli tehty 1 M ammoniumkloridiin).

Esimerkki E

Dow Chemical Companyltä saatiin tavaranimikkeellä PEI 18 polyetyleeni-imiini, jonka, keskimääräinen mo-lekyylipaino oli 1800, minimipitoisuus 99 % ja Brook-field-viskositeetti 4,1 cPs 25°C:ssa 5-prosenttisena vesiliuoksena mitattuna.

Esimerkki F

Dimetyyliaminoetyylimetakrylaatin ja akryyliamidin sekapolymeeri valmistettiin seuraavasti. Vaipoitet-tuun, yhden litran hartsikattilaan, joka oli varustettu sekoittajalla, jäähdyttimellä, lämpömittarilla, pH-mittarilla, lisäyssuppilolla ja 50 ml:n byretillä, lisättiin 86,0 g tislattua vettä. Lisäyssuppiloon laitettiin liuos, joka sisälsi 44,75 g dimetyyliamino-etyylimetakrylaattia (0,285 mol), 44,75 g akryyli-amidia (0,630 mol) ja 250,5 g tislattua vettä, ja jonka pH oli säädetty väkevällä suolahapolla arvoon 4,0, ja byrettiin laitettiin 2,2 g ammoniumpersulfaattia, joka oli liuotettu 24,5 grammaan tislattua vettä. Kattilassa oleva vesi kuumennettiin 85 °C:een ja lisäys- 69157 suppilon ja byretin sisältö lisättiin tipoittain kahden tunnin aikana pitäen lämpötila samalla 82 - 86 °C:ssa. Näin saatu liuos jäähdytettiin huoneenlämpö-tilaan ja se sisälsi 22,6 % sekapolymeeriä, jonka RSV oli 0,411 (mitattu 1 % liuoksena, joka oli tehty 1 M ammoniumkloridiin).

Seuraavilla esimerkeillä 1-11 valaistaan tämän keksinnön mukaisten vaahtojen valmistusta. Kaikki osat ja prosentit perustuvat painoon, ellei toisin ilmoiteta.

Esimerkki 1

Vaahdotettavissa oleva liuos valmistettiin siten, että sekoitettiin keskenään 8,5 osaa esimerkin A liuosta, riittävästi 25 % natriumhydroksidiliuosta pH:n kohottamiseksi arvoon noin 10 ja 4,73 osaa esimerkin D liuosta, seos laimennetiin vedellä niin, että saatiin liuos, joka sisälsi 0,6 % hartsisuolaa ja 0,1 % polyaminopolyamidin epikloorihydriinijohdannaista, ja jonka kiinteän aineen kokonaispitoisuus oli 0,7 %. Liuoksen pH säädettiin arvoon 10 ja liuos vaahdotettiin käyttämällä modifioitua kaupallista vaahtoge-neraattoria (valmistaja Dyna-Foam Company, Media, PA). Generaattori oli modifioitu alemmilla virtausnopeuksilla käytettäväksi siten, että pakatun putken halkaisija oli pienennetty 1,27 cm:iin ja pituus nostettu 61 cm:iin. Liuosta pumpattiin generaattorin läpi nopeudella 128 ml/min ja syötettiin ilmaa paineen alaisena niin, että syntyisi vaahtoa, jonka laajenemiskerroin (vaahdon tilavuus/vaahdon paino) olisi noin 20. Näin saadun vaahdon laajenemiskerroin oli 19,7 ja puoliintumisaika 455 sekuntia. Vaahdon puoliintumisaika on vaahdon stabiilisuuden mitta ja se arvioidaan määrittämällä se aika, jossa painoltaan ja tiheydeltään tunnettu määrä vaahtoa antaa nestetilavuuden, joka vastaa puolta alkuperäisen vaahdon painosta.

TT" 18 69157

Kun valmistettiin vertailuvaahto samalla tavalla siten, että käytettiin vesiliuosta, joka sisälsi 0,7 % hartsisuolaa (esimerkki A, 100 % kiinteän aineen perusteella) eikä lainkaan esimerkin D liuosta, oli vaahdon laajenemiskerroin 19,3 ja puoliintumisaika 305 sekuntia, mikä osoittaa sitä, että tämän esimerkin mukaisella vaahdolla oli huomattavasti parempi stabiilisuus kuin ' vertailuvaahdolla, vaikka esimerkissä käytetty hartsi-suolamäärä oli vain 85 % vertailuvaahdossa käytetystä määrästä. Edelleen tulokset osoittavat,ettei polyamino-polyamidijohdannaisen läsnäolo häirinnyt liuoksen vaah-toamisominaisuuksia, koska vaahdonvalmistusolosuhteita ei tarvinnut muuttaa.

Esimerkki 2

Vaahdotettavat liuokset valmistettiin esimerkin 1 mukaisesti liuoksista, joihin oli sekoitettu eri määriä esimerkin B ja esimerkin D liuosta, ja jotka oli laimennettu vedellä 0,7 % kiinteän aineen pitoisuuteen, ja joiden pH oli säädetty arvoon 10. Näistä liuoksista ja vertailuliuoksesta, joka sisälsi 0,7 % esimerkin B hartsisuolaa (100 % kiinteän aineen perusteella), valmistettiin vaahdot esimerkin 1 mukaisesti. Tämän esimerkin mukaisten kokeiden yktityiskohdista ja vaahtojen arvioinnista on esitetty yhteenveto taulukossa Γ.

19

TAULUKKO I

69157 _Vesiliuos Vaahto_

Hartsi- Poly- Painosuh- Laajene- Puoliin- suola meeri de suola: misker- tumisaika

Koe B^ (%) D^ (%) polymeeri roln(ml/g) (s) 2-1 0,673 0,027 25 19,7 286 2-2 0,667 0,033 20 20,5 340 2-3 0,656 0,044 15 20,3 237 2-4 0,636 0,064 10 20,9 475 2-5 0,583 0,117 5 19,4 736 2-6 0,467 0,223 2 19,7 849 2-7 0,350 0,350 1 18,9 591

Vertailu 0,700 ----- — 19,4 169 ^ 100 % kiinteän aineen perusteella Esimerkki 3

Esimerkin 2 mukainen menettely toistettiin siten, että esimerkin D mukainen polymeerijohdannainen korvattiin yhtä suurella määrällä esimerkin C mukaista polymeeriä (100 % kiinteän aineen perusteella laskettuna). Tämän esimerkin mukaisten kokeiden yksityiskohdat ja vaahtojen arviointitulokset on esitetty yhteenvetona taulukossa II.

20

TAULUKKO II

69157 ____Vesiliuos_ _Vaahto_

Painosuhde Laajennus- Puoliintu-

Koe Suola; polymeeri kerroin (ml/g) misaika (s) 3-1 25 20,3 273 3-2 " 20 .20,7 320 3-3 15 20,3 267 3-4 10 20,2 209 3-5 5 20,7 213 3-6 2 19,8 246 3- 7 1 20,5 109

Vertailu — 19,5 165

Esimerkki 4

Esimerkin 2 mukainen menettely toistettiin siten, että esimerkin D mukainen polymeerijohdannainen korvattiin yhtä suurella määrällä esimerkin E mukaista poly-etyleeni-imiiniä (100 % kiinteän aineen perusteella laskettuna), ja saatujen liuosten pH säädettiin arvoon 10,5 (10,1 vertailuliuokselle). Tämän esimerkin mukaisten kokeiden yksityiskohdat ja vaahtojen arviointi-tulokset on esitetty yhteenvetona taulukossa III.

TAULUKKO III

_Vesiliuos_ _Vaahto _

Painosuhde; Laajenemis- Puoliintu-

Koe Suola: polymeeri kerroin (ml/g) misaika (s) 4- 1 25 20,7 ' 258 4-2 20 18,8 595 4-3 15 19,4 618 4-4 10 19,7 514 4-5 5 20,0 493 4-6 2 19,5 630 4-7 1 19,4 616

Vertailu — 19,1 140 n 69157 21

Esimerkki 5

Esimerkin 2 mukainen menettely toistettiin siten, että esimerkin D mukainen polymeerijohdannainen korvattiin yhtä suurella määrällä esimerkin F mukaista seka-polymeeriä (100 % kiinteän aineen perusteella laskettuna). Tämän esimerkin mukaisten kokeiden yksityiskohdat ja vaahtojen arviointitulokset on esitetty yhteenvetona taulukossa IV.

TAULUKKO IV

_Vesiliuos_ Vaahto_

Painosuhde Laajenemis- Puoliintu-

Koe Suola: polymeeri kerroin (ml/g) misaika (s) 5-1 25 19,2 323 5-2 20 19,7 343 5-3 15 20,9 305 5-4 10 20,2 278 5-5 5 19,7 277 5-6 2 19,8 293 5-7 1 19,2 584

Vertailu 1 — 19,7 161

Vertailu 2 -- 19,2 169

Esimerkki 6

Vaahdotettava liuos valmistettiin siten, että sekoitettiin keskenään 12,5 osaa esimerkin B liuosta ja 4,73 osaa esimerkin D liuosta, näin saatu seos laimennettiin liuoksella, joka sisälsi 0,5 % selluloosaku-mia (viskositeetiltaan keskimääräinen natriumkarboksi-metyyliselluloosa, jonka substituoitumisaste oli 0,9) niin, että kiinteän aineen pitoisuudeksi tuli 1,2 % ja näin saadun liuoksen pH säädettiin arvoon 10. Sitten tästä liuoksesta ja vertailuliuoksesta, joka sisälsi 0,7 % esimerkin B mukaista hartsisuolaa (100 % kiinteän aineen perusteella laskettuna) ja 0,5 % selluloosakumia, 22 691 57 valmistettiin vaahto esimerkin 1 mukaisella vaahtogene-raattorilla. Tämän esimerkin mukaisen vaahdon laajene-miskerroin oli 11,4 ja puoliintumisaika 661 sekuntia, kun taas vertailuvaahdon laajenemiskerroin oli 12,6 ja puoliintumisaika 459 sekuntia.

Esimerkki 7

Esimerkin 6 mukainen menettely toistettiin siten, että 0,5-prosenttisen selluloosakumiliuoksen tilalla käytettiin styreeni/butadieenisekapolymeerilateksia (Dow 620 SBR latex, kiinteän aineen kokonaismäärä 50 %), ja tästä dispersiosta (kiinteän aineen kokonaismäärä 50,7 %) valmistettiin vaahto. Tämän esimerkin mukaisen vaahdon laajenemiskerroin oli 6,8 ja puoliintumisaika 54 minuuttia, kun taas vertailuvaahdon (dispersio, joka sisälsi 50 % lateksia ja 0,7 % hartsisuolaa) laajenemiskerroin oli 6,9 ja puoliintumisaika 32 minuuttia.

Esimerkki 8

Esimerkin 6 mukainen menettely toistettiin siten, että 0,5-prosenttisen selluloosakumiliuoksen tilalla käytettiin vesiliuosta, joka sisälsi 2,6 % hapetettua tärkkelystä (Stayco C), ja seos laimennettiin 3,6 % kokonaiskiinteäainepitoisuuteen. Sitten saadusta liuoksesta ja vertailuliuoksesta, joka sisälsi 1,0 % hartsisuolaa ja 2,6 % tärkkelystä, kehitettiin vaahto esimerkin 1 mukaisesti. Tämän esimerkin mukaisen vaahdon laajenemiskerroin oli 18,9 ja puoliintumisaika 500 sekuntia, kun taas vertailuliuoksen laajenemiskerroin oli 17,7 ja puoliintumisaika 325 sekuntia.

Esimerkki 9

Vaahdotettava liuos valmistettiin siten, että sekoitettiin keskenään 12,5 osaa esimerkin B liuosta ja 4,73 osaa esimerkin D liuosta, seos laimennettiin liuoksella, joka sisälsi 6 % hydroksietyloitua tärkkelystä

II

69157 23 (Penford Gum 290), niin, että kokonaiskiinteäainepitoi-suudeksi tuli 6,8 %, ja saadun liuoksen lämpötila säädettiin 50 °C:een ja pH arvoon 9,0. Sitten tästä liuoksesta ja vertailuliuoksesta, jonka lämpötila oli 50 °C ja pH noin 9,0, ja joka sisälsi 0,8 % esimerkin B mukaista hartsisuolaa (100 % kiinteän aineen perusteella laskettuna) ja 6 % hydroksietyloitua tärkkelystä, valmistettiin vaahto käyttämällä esimerkin 1 mukaista vaahtogeneraattoria ja riittävää ilmanpainetta niin, että saavutettiin laajenemiskerroin noin 17.

Tämän esimerkin mukainen vaahto ja vertailuvaahto levitettiin paperin yläpuolelle pilot-mittakaavaisen paperikoneen pintaliimauskoneessa. Paperi oli tehty massasta, joka sisälsi 50 % valkaistua lehtipuuta ja 50 % valkaistua havupuuta, ja joka oli jauhettu kanadalaiseen standardijauhautumisasteeseen 500. Vaahto levitettiin neljään yhtä etäällä toisistaan olevaan kohtaan liimauskoneen ylemmän valssin yli niin, että paperin pinnalle liimausvalssirullien puristuskohdan eteen muodostui "pato". Sitten vaahto hajosi kokonaan kulkiessaan puristimen rullien puristuskohdan läpi. Paperia säilytettiin 3 viikkoa ja sen jälkeen sitä pidettiin 24 tuntia 50 % suhteellisessa kosteudessa 23 °C:ssa, ennenkuin mitattiin lujuus (vetolujuus kuivana ja Mullen-puhkaisu) ja sileys (Sheffield). Tulokset on esitetty taulukossa V.

TAULUKKO V Vetolujuus

Perus- kuivana ko- Mullen- paino neen suun- puhkaisu Shetfield- • o

Esimerkki (g/m ) nassa (kg/rc) psi (kPa) sileys

Esinerkki 9 75,8 428 242,9 260

Vertailu 81,3 473 360,4 290

Sokko 81,1 345 161,0 310 24 69157

Esimerkki 10

Vaahdotettava seos valmistettiin siten, että sekoitettiin keskenään 14,5 osaa esimerkin B liuosta ja 4,73 osaa esimerkin D liuosta, seos laimennettiin vedellä 0,8 % kokonaiskiinteäainepitoisuuteen ja näin saadun liuoksen pH säädettiin arvoon noin 9,6. Sitten tästä liuoksesta ja vertailuliuoksesta, joka sisälsi 0,8 % esimerkin B hartsisuolaa (100 % kiinteän aineen perusteella laskettuna), valmistettiin vaahto käyttämällä esimerkin 1 mukaista vaahtogeneraattoria ja riittävää ilmanpainetta niin, että saavutettiin laajenemiskerroin noin 12.

Tämän esimerkin mukainen vaahto ja vertailuvaahto levitettiin sisäisesti liimatun paperin yläpuolelle pilot-mittakaavaisen paperikoneen liimauskoneessa käyttämällä esimerkin 9 mukaista menettelyä. Liimattu paperi oli valmistettu massasta, jossa oli seossuhde valkaistu lehtipuumassa : valkaistu havupuumassa = 50 : 50, ja joka oli jauhettu kanadalaiseen standardi-jauhautumisasteeseen 500. Laimennettuun massaliettee-seen lisättiin alunaa ja hartsiliimaa sellaiset määrät, että alunapitoisuudeksi tuli 1,25 % ja hartsiliimapitoi-suudeksi 0,25 % kuivan massan perusteella laskettuna. Massalietteen pH oli 4,5. Papereita säilytettiin ensin 3 viikkoa ja sen jälkeen niitä pidettiin 24 tuntia 50 % suhteellisessa kosteudesssa 23 °C:ssa, ennenkuin mitattiin liimautumistasot (Hercules-liimauskoe) (tämän esimerkin mukaisesti käsitelty paperi, vertailupaperi ja käsittelemätön paperi eli sokko). Tulokset on esitetty taulukossa VI.

TAULUKKO VI

25 69157

Peruspaino Hercules-liimauskoe (s)_ (g/m2)_ Yläpuoli Viirapuoli

Esimerkki 10 91/1 405 155

Vertailu 93,1 456 176

Sokko 79,5 149 124

Esimerkki 11

Vaahdotettavat liuokset valmistettiin esimerkin 10 mukaisesti, mutta seos laimennettiin eri väkevyyksiin alueella 0,2 - 1,0 %. Tämän esimerkin mukaisten liuosten ja vertailuliuosten, jotka sisälsivät 0,5 ja 1,0 % esimerkin B mukaista hartsisuolaa (100 % kiinteän aineen perusteella laskettuna), vaahtoavuudet arvioitiin tekemällä vaahdot esimerkin 1 mukaisella generaattorilla ja käyttämällä eri ilmanpaineita. Tässä arvioinnissa määritettiin minimi-ilmanpaine (paine, joka tarvittiin saamaan aikaan poistuvan vaahtovirran, joka ei hajonnut välittömästi ja rakentui jatkuvasti) ja maksimi-ilmanpaine (paine, jossa poistuva vaahto ei enää voinut tukea ilmavirtausta ja vaahtovirtaan ilmaantui ilmataskuja) ja tulokset on esitetty taulukossa VII.

TAULUKKO VII

Liuoksen väke- _Ilmanpaine psi kPa

Koe vyys (%)_ Minimi Maksimi 11-1 0,2 42 56 11-2 0,3 42 98 11-3 0,4 42 168 11-4 0,5 42 196 11-5 1,0 42 252

Vertailu 11-A 0,5 42 56

Vertailu 11-B 1,0 42 266 26 691 57

Liuoksen väkevyyden suhdetta liuoksen vaahtoavuuteen valaistaan lisäksi liitteenä olevan piirroksen avulla. Piirros on graafinen esitys taulukon VII tuloksista siten, että ilmanpaine (psi) on esitetty x-akselilla ja liuoksen väkevyys (rajoissa 0,2 - 1,0 %) y-akselilla. yhtenäinen viiva, joka yhdistää pisteet "X" (kokeet 11-1 - 11-5) osoittaa, että minimipaine 6 psi (42 kPa) antaa vaahdot, jotka ovat käyttökelpoisia väkevyysalueel-la 0,2 - 1,0 %, kun taas katkoviiva, joka yhdistää pisteet ”0" (vertailunäytteet 11-A ja 11-B) osoittaa, että suurempia väkevyyksiä tarvitaan käyttökelpoisten vaahtojen aikaansaamiseen samalla paineella. Näin ollen käyrät määrittelevät alueen, jolla käyttökelpoisia vaahtoja saadaan aikaan eri väkevyyksillä, ja osoittavat sitä vaahtoavuuden paranemista, joka saavutetaan tämän keksinnön mukaisesti.

Claims

691 57

1. Seos, joka on tarkoitettu levitettäväksi kuitumaisen aineen pintaan, ja joka on vaahto, joka on valmistettu ilmastamalla vesiliuosta, joka sisältää 0,1 - 5 paino-% koiofonin tai vahvistetun kolofonin vesiliukoista suolaa, tunnettu siitä, että mainitun vesi-liuoksen pH on vähintään 8 ja se sisältää 0,02 - 5 paino-% vähintään yhtä vesiliukoista, amiinipitoista synteettistä liitäntä- tai kondensaatiotyyppistä polymeeristä materiaalia, joka sopii yhteen mainitun suolan kanssa, ja mainitun suolan ja mainitun polymeerisen materiaalin välinen painosuhde on alueella 1:1-25 : 1 .

2. Vaatimuksen 1 mukainen seos, tunnettu siitä, että polymeerinen materiaali voi olla (a) polyaminopolyamidi, (b) polyaminopolyamidin ja epi-halogeenihydriinin välinen reaktiotuote niin, että epihalogeenihydriiniä käytetään 0,02 - 0,2 moolia polyaminopolyamidin jokaista sekundääristä ja/tai tertiääristä amiiniryhmää kohti, (c) polyalkyleeni-imiini tai (d) funktionaalisen amiiniryhmän sisältävien etyleenisesti tyydyttämättömien monomeerien lii-täntäpolymeeri.

3. Vaatimuksen 2 mukainen seos, tunnettu siitä, että liitäntätyyppinen polymeeri on liitäntä-polymeroitumistuote, joka on muodostunut (i) noin 10 - 100 mooliprosentista vähintään yhtä monomeeriä, joka voi olla (I) CHo=CC00C 0H * N-R_ X- 2 2 4 v 2 R3 jossa R.j on vety tai metyyli, 1*2 on C^-C4~alkyyli, R^ on vety, C^-C^-alkyyli, oh 69157 -CH2CHCH2Y jossa Y on hydroksyyli tai halogeeni tai 0 -ch2(/h^h2, ja X on anioni; CH0 CH~ n 2 n ^ (II) CH CH /\ R3 R3 jossa ja X ovat kaavan (I) yhteydessä määriteltyjä; CH=CH~ Λ (m) I z N+ X- /\ R3 R2 R2 jossa R2» R^ ja X ovat kaavan (I) yhteydessä määriteltyjä; il 691 57 ,- \Ν -- CH=CH0 (iv) !| -—2 ! » Ν+ υ R3 jossa ja X ovat kaavan (I) yhteydessä määriteltyjä; R1 + .^*2 (V) CH2=icONH(CH2)nN-R2 X- ^R3 jossa R^ , R2, R^ ja X ovat kaavan (I) yhteydessä määriteltyjä ja n on kokonaisluku 1, 2 tai 3, tai Ri (VI) CH2=CCOOCH2CHCH2N—-R Χ ΟΗ R3 jossa R1, R2, R3 ja X- ovat kaavan (I) yhteydessä määriteltyjä, ja (ii) noin 90-0 mooliprosentista vähintään yhtä erilaista etyleenisesti tyydyttämätöntä monomeeriä.

4. Vaatimuksen 2 mukainen seos, tunnettu siitä, että mainittu suola on kolofonin maleiinihappo-adduktin natriumsuola.

5. Vaatimuksen 4 mukainen seos, tunnettu siitä, että sen polymeerinen materiaali on polyamino-polyamidi.

6. Vaatimuksen 5 mukainen seos, tunnettu siitä, että polyaminopolyamidi on kondensaatiopoly-meeri, joka on johdettu dietyleenitriamiinista ja adipiinihaposta.

7. Vaatimuksen 4 mukainen seos, tunnettu siitä, että polymeerinen materiaali on polyaminopolyami-dsiivvja epikloorihydriinin reaktiotuote niin, että epi-kloorihydriiniä käytetään 0,05 moolia polyaminopolyami-din jokaista sekundääristä ja/tai tertiääristä amiini-ryhmää kohti. 69157

8. Vaatimuksen 4 mukainen seos, tunnettu siitä, että sen polymeerinen materiaali on polyetyleeni-imiini.

9. Vaatimuksen 2 mukainen seos, tunnettu siitä, että mainittu vesiliuos sisältää myös 0,1 -50 paino-% laatumateriaalia.

10. Menetelmä vaahdon valmistamiseksi ilmastamalla vesiliuosta, joka sisältää 0,1 - 5 paino-% kolofonin tai vahvistetun kolofonin vesiliukoista suolaa, tunnet-t u siitä, että mainittuun vesiliuokseen sisällytetään ennen ilmastusta 0,02 - 5 paino-% vähintään yhtä vesiliukoista, amiinipitoista synteettistä liitäntä-tai kondensaatiotyyppistä polymeeristä materiaalia, joka sopii yhteen mainitun suolan kanssa, ja mainitun suolan ja mainitun polymeerisen materiaalin painosuhde on alueella 1:1— 25 : 1, ja näin saadun liuoksen il-mastusvaihe suoritetaan pH-arvossa, joka on vähintään 8. li 31 69157