FI72556B - Foerfarande foer framstaellning av papper innehaollande ickekoagulerad latex. - Google Patents

Description

72556

Menetelmä koaguloitumatonta lateksia sisältävien papereiden valmistamiseksi.

Tämä keksintö koskee menetelmää sellaisten uusien, parannettujen papereiden valmistamiseksi, jotka sisältävät koaguloitumatonta lateksia. Nämä paperit ovat monta eri tyyppiä, ja ne sisältävät erisuuruisia määriä lateksia, valinnaisten aineiden, kuten hartsien, jne. läsnä- tai poissaollessa, ja niillä on hyvin erilaisia käyttömahdollisuuksia.

Erikoispapereiden kysyntä on kasvanut useiden vuosien aikana. Tämä pitää erityisesti paikkansa vedenkestävien papereiden kohdalla, jotka on tarkoitettu hiomapapereiden, lii-mapapereiden ja keinonahkojen valmistuksen, sekä niiden papereiden ja kartonkien kohdalla, jotka on tarkoitettu rakentamiseen ja päällystämiseen, eristykseen, pakkaamiseen jne. Ennen kaikkea polymeeriset aineet antavat näille erikoispapereille niiden 1äpäis emä11ömyyden, niiden joustavuuden ja/tai niiden lujuuden, ja erityisesti fenolihartsit ( f e n o -limuovit) ja aminohartsit (aminomuovit) ovat tähän asti tehneet mahdolliseksi valmistaa näihin erilaisia tarkoituksenmukaisia päällysteitä, joita näiden erilaisten erikoispapereiden valmistajat ovat tarvinneet.

Niinpä vaikka kirjallisuudesta löytyy paljon keksintöjä erilaisista menetelmistä liittää lateksia kuituseokseen, ja vaikka näitä menetelmiä on tehokkaasti kokeiltu yli kaksikymmentä vuotta, saadut tulokset eivät koskaan ole olleet hyväksikäytön kannalta tyydyttäviä, ja lukuisat taloudelliset ja tekniset vaikeudet ovat ratkaisematta, erityisesti silloin kun lateksin, jota yritetään liittää, määrä ylittää 7 - 10 % kuiturnässästä. Tästä syystä käytetään yleisesti ja laajalti jo valmiin paperiarkin jälki-impreg-nointitekniikkaa.

Tästä johtuen tavallisimmin käytetyt menetelmät näiden erikoispapereiden valmistamiseksi ovat aina seuraavat: (1) vai- 2 72556 mistetaan paperikoneella jatkuva paperiarkki ja se kelataan istukan ympärille kelaksi; (2) täten saatu kela viedään pituussuunnassa jatkuvana toiseen koneeseen yksi, kaksi, kolme kertaa tai vieläkin useammin, jotta saataisiin kuitu-arkin toiselle tai molemmille puolille erilaisia päällysteitä, kuten latekseja, hartseja, vahoja, tervoja jne. Vasta sen jälkeen paperi kelataan sopivan kuivauksen jälkeen uudelleen kelalle. Siten halutun paperin saamiseksi joudutaan toistamaan kelaus-ja aukikelausvaiheet lukuisia kertoja käyttäen joka kerran uutta päällystettä. Tämä nostaa luonnollisesti huomattavasti tuotteen hintaa. Lisäksi on vaikeaa säilyttää huokoisuus, kuten myös kontrolloida muita fysikaalisia ominaisuuksia impregointitekniikä 1 la , ja sitä paitsi käytetään ylimääriä impregnointiaineita.

Viimeisen kahdenkymenen tai useamman vuoden aikana suoritettujen lukuisten sellaisten kokeiden perusteella, joiden tarkoituksena on ollut valmistaa impregnoituja papereita käyttämällä lateksia paperiarkin alkuvaImi stuksen aikana, tällä alalla työskennelleiden alkupäämääränä on ollut aikaansaada lateksin koaguloitumista ja sen saostumista pape-rikuiduille. Valitettavasti silloin kun lateksi koaguloi-tuu, se myös asettuu helmiksi paperikoneen kankaalle ja eri säiliöihin ja muihin laitteisiin, mikä tekee nopeasti seu-raavat käsittelyt vaikeiksi, jollei mahdottomiksi. Tämä ongelma voi myös johtua osittain lateksin ja muiden sellaisten hartsien, joita voidaan käyttää, yleensä huomattavaa alenemista, jos lateksi tai muut lisäaineet voitaisiin lisätä se-osmassaan paperikoneeseen, tätä valmistuksen yksinkertaistamiseksi ei ole toteutettu menestyksellä tähän asti teollisuudessa, kun halustaan käyttää enemmän kuin noin 7 - 10 % lateksia suhteessa kuitumassaan, ja sen seurauksena on turvauduttu melkein poikkeuksetta vaikeaan ja kalliiseen jälki-impregnointimenetelmään. Tästä syystä jo valmiin paperiarkin jäIki-impregnointitekniikkaa käytetään nykyisin hyvin laaja Iti.

Tämän vuoksi yksi keksinnön päämäärä on välttää aikaisemman tekniikan puutteellisuudet, jotka on osoitettu edellä.

3 72556

Toinen päämäärä on tuottaa parannettuja papereita, jotka sisältävät erilaisia määriä lateksia ja joilla on parannettuja ominaisuuksia ja jotka olisivat yksinkertaisia ja edullisempia valmistaa.

Yksi päämäärä on tuottaa parannettuja menetelmiä lateksia sisältävien papereiden valmistajille.

Tällä keksinnöllä on siis päämääräänä tuottaa uusi lateksia sisältävien kuitumateriaalien jatkuva valmistusmenetelmä, joka vastaa paremmin käytännön vaatimuksia kuin aikaisemmin tunnetut menetelmät, joilla on ollut sama tarkoitus, ja erityisesti sellainen, jossa ei ainoastaan vältetä koko levi-tysoperaatiosarjaa valmistamalla paperi lähtien kuituaineista, jotka sisältävät seoksessaan lateksia, vaan myös sellainen, jolla saadaan täysin homogeeninen paperi, toisin sanoen paperi, joka on homogeenisempi ja säännöllisempi kuin mitä saataisiin aikaisemmin tunnetuilla menetelmillä.

Teoriassa on tunnettua, että vastakkaisen sähköstaattisen varauksen omaavat partikkelit vesiliuoksessa kehittävät hydrodynaamisia vetovoimia, joita kutsutaan Van der Waalsin voimiksi, joita voidaan kontrolloida tuntemalla tarkasti kaikkien vesiliuoksessa läsnäolevien eri partikkelien z e t a -potentiaali. On myös mahdollista esimerkiksi määritellä anionisen partikkelin zetapontentiaali vedessä ja toisen positiivisen partikkelin zetapotentiaali vedessä. Näiden asianomaisten zetapotentia a 1iarvojen mukaisesti on mahdollista tuntea näiden kahden partikkelin vetovoima ja -nopeus silloin, kun ne ovat toinen toistensa seurassa läsnä samassa seoksessa .

Tämä keksintö perustuu sen tavan löytämiseen, jolla kontrolloidaan Van der Waalsin voimia silloin, kun anioninen lateksi lisätään anionisen kuituseoksen läsnäollessa, jossa partikkeleilla on taipurnus hylkiä toinen toisistaan. Sillä hetkellä 1 ateksipartikke 1 eiden kiinnittämiseksi kuituihin on tarpeellista lisätä sopivaa verkkoutumis- tai sillanraken- 4 72556 nusainetta, toisin sanoen ainetta, jolla on kationinen tai positiivinen.varaus , sellaista, joka toimii siltana kuitujen ja 1 ateksipartikke1 eiden välillä. Silloin kun tämä vuorovaikutus saadaan aikaan, toteutuu hyvin hieno ja homogeeninen 1ateksipartikke 1 eiden kiini11yminen kuituihin, kuitenkin sillä ehdolla, että verkkoontumisaine on lisätty oikealla hetkellä ja oikeassa määrässä. Keksinnön mukainen tärkein tunnusmerkki on seoksen sisältävän kylvyn pH:n ohjauksen ja säädön tuntemisessa. Paras tapa päästä tähän päämäärään on toimia tarkastetun lateksin pH:ssa, näitä latekseja, joilla on annettu, tarkka, kemia 11 is esti stabiloitu pH-arvo, on kaupan.

Tämän keksinnön mukaan toteutetaan menetelmä lateksia sisältävien kuituaineisten arkkien tai levyjen jatkuvaksi valmistamiseksi vedessä. Menetelmä käsittää seuravat vaiheet: (1) menetelmässä käytettävä vesi analysoidaan kemiallisesti, jotta voidaan määrittää anionien ja kationien määrät ja määrittää, onko se melkein vapaa kloridi-, alumiini-, sulfaatti- ja sulfamaatti-ioneis ta, (2) valitaan haluttu kuituinen lähtöaine lopputuotteen s a aniseks i, (3) mitataan tämän kuituisen aineen zetapotentiaa1i vesisuspensiosta paperinvalmistuskonsentraatiossa (4) valitaan verkkoontumisaine, jonka zetapotentiaa1 in absoluuttiarvo on 60 - 120 X kuituisen aineen ja lateksin vastaavasta arvosta, (5) käytetään sellaista määrää verkkoontumis aine11a, että lateksin lisäämisen jälkeen loppuseoksen zetapotentiaa1i on melkein sama kuin alkuperäisellä kuitujen vesisuspensiolla, 1 valitaan sitten e lastomeeri-, polymeeri- tai sekapoly-meeri1ateksi, joka halutaan kiinnittää kuituiseen aineeseen mitattujen kuituisen aineen zetapotentiaa 1in ja lateksin ze-tapotentiaa 1 in käy11ökons entraatios s a mukaisesti, 5 72556 (7) määritetään kuitujen vesimassan pH ja lateksin pH, ja jälkimmäisen kons entraatio säädetään sitten lisäämällä vettä, edullisesti suunilleen 10 %:iin kiinteistä aineista muuttamatta o 1 ee 11 i 1 s e sti lateksin pH:ta, (8) säädetään sitten yksitellen kuitumassan ja kationisen verkkoontumis aine en pH 0,l:n tarkkuudella samaan arvoon lateksin pH:n kanssa.

Keksinnön mukainen menetelmä välttää lateksin koaguloitumi-sen ja saostumisen ennen kaikkea siten, että lateksista ei muodostu sakka laitteistoihin, ja edelleen, että tuotteessa 1 ateksipartikke 1 it ovat hienosti erottuneena kuitujen päällä, kiinnittyneenä niihin verkkoontumisaineen avulla siten, että saatu paperi on erittäin tasaista, homogeenistä ja huokoista. Tätä viimeistä vaatimusta ajatellen liukuisten klassillisten paperin lisäaineiden, kuten alunan, jolla on taipumus aikaansaada lateksin saostumista tai koaguloitumista, käyttöä pitäisi välttää.

Ajatus estää laajassa mitassa tai vähintään vähentää koagu-loutumista on erittäin tärkeä tässä keksinnössä. Se ei ainoastaan johda paljon parempaan tuotteeseen, kuten edellä on eistetty, vaan edelleen se mahdollistaa keksinnön mukaan valmistetun paperin tai sen jätteiden uudelleen käyttön tai kierrätyksen vähentäen samalla lähtöaineiden hintaa ja saostumista. Klassillisessa paperinvalmistusprosessissa noin 90 % tai enemmän lateksista saostuu. Tämän keksinnön mukaan koaguloituneen lateksin määrä ei ylitä 20 %:a. Mieluummin lateksin koaguloituminen vältetään kokonaan tai sitä sallitaan korkeintaan noin 5 %. Lateksin koagu1 oitumis en estämisen suorana seurauksena tuotteen huokoisuus nousee ja käytetään vähemmän lateksia. Kun tässä sanotaan, että ei esiinny mitään havaittavaa lateksin koagu1 oitumista, se tarkoittaa normaalia koagu1oitumista, toisaalta on mahdollista, että jotkut yksityiset lateksipartikkelit yhdistyvät muodostaen "vähän suurempia partikeleita", mutta nämä "suuremmat partikkelit" jäävät kuitenkin hyvin pieniksi, eikä niitä voi 6 72556 millään tavoin verrata klassillisesta koaguloituneisiin partikkeleihin, joissa lateksi kasautuu helmien muotoon.

Tämä keksintö sisältää tietyn määrän tärkeitä etuja, joista tietyt on osoitettu edellä. Nämä edut ovat: (1) Klassillisen paper invalmistus lai11eiston käyttö tarvitsematta investoida tärkeitä pääomia uuteen laitteistoon.

(2) Lateksin määrä voi nousta 75 Z:iin, edullisesti 55 Z:iin, kiinteitä aineita suhteessa kuivaan kuituiseen tuotteeseen.

(3) Lateksin säilyvyys on täydellistä, eikä kuivauksesta tulevassa vedessä ole hukkaan menneitä partikkeleita, mikä vähentää saastumista, säästää lähtöaineita ja vähentä laitteiston likaantumista.

(4) Tavanomaisen paperinvalmistusprosessin nopeus ei pienene, kun käytetään paperikuituja suhteessa 700 25 CSF:a (Canadian Standard Freeness) kohti.

(5) Lateksin adheesion puuttuminen missä tahansa jauhatus-järjestelmän, pääjärje stelmän tai puhdasvesijärjes teImän kohdassa.

(6) Laitteiston puhdistuksen tarpeettomuus valmistuksen jälkeen millä tahansa käytetyn lateksin suhteella.

(7) Paperinvalmistuskankaan tai -huovan tukkeutumisen p o i s j ä äm in e n .

(8) Arkin kiinnitart tumisen tai adheesion puuttuminen puristus- tai kuivausvaihee s s a. 1 2 3 Lähtöaineiden jätteiden uudelleen käyttö millä tahansa käyettyn lateksin suhteella.

2

Menetelmää voidaan soveltaa kaikille 1ateksityypei11 e.

3

Menetelmä mahdollistaa myös fenolihartsien ja amino-hartsien käytön yksin tai seoksena samanaikaisesti lateksin kanssa .

7 72556 (12) Tuotteilla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet.

(13) Lateksin kulutusta vähennetään tärkeällä tavalla verrattuna jälki-impregnointitekniikkaan.

(14) Tuotteen hintaa alennetaan huomattavasti ottaen huomioon ei ainoastaan sitä, mikä on osoitettu edellä, vaan myös sen, että lopputuote päätyy paperikoneen päähän, ja että kuivausnopeutta voidaan nostaa huomattavasti verrattuna klassillisiin prosesseihin.

(15) Menetelmää voidaan soveltaa kaikkiin paperitehtaissa käyttökelpoisiin kuituisiin materiaaleihin, joita ovat kasvi-, eläin-, mineraali- tai synteettiset kuidut, tai mihin tahansa kierrätettyihin kuituihin, mikäli seos on varautunut erittäin edullisesti anionisella varauksella.

Seuraavat tekijät on tärkeää ottaa huomioon keksinnön mukaisen menetelmän ja tuotteen onnistumiseksi.

(a) Lateksi jää suureksi osaksi koagu1 oituma11a, kuten on osoitettu edellä.

(b) Suurelta osin koaguloituma11omat hienot 1 ateksipartikke-lit kiinnittyvät paperikuituihin homogeenisella tavalla tuottaen huokoisen paperituotteen, jolla on erinomaiset fysikaaliset ominaisuudet. Elektronimikroskoopin paljastama homogeenisuus, sellainen, että on selvää, että lateksista peräisin olevat polymeeripartikke1it ovat kiinnittyneet yk- : sityisille kuiduille yhtenäisellä ja homogeenisella tavalla koagu1oitumatta huomattavasti suuremmiksi partikkeleiksi, erottaa paperin kaikista aikaisemmilla tekniikoilla valmistetuista papereista.

(c) Verkkoontumisaine valitaan polye 1ektro 1 yyteistä , jotka aikaansaavat hienojen lateksipartikke1eiden sitoutumista tai kiinnittymistä kuituihin aiheuttamatta huomattavaa lateksin koagu1oitumista tai saostumista.

(d) Po 1ye 1ektro lyy11iverkkoontumisaineen määrä valitaan siten, että raelkain kaikkia 1ateksipartikke1 eita vedetään po- 8 72556 1 ye 1 ektro 1 yytin puoleen, joka on sitoutunut kuituihin. Parhaiden tulosten saamiseksi seoksen zetapotentiaa 1i verkkoon-tumisaineen ja lateksin lisäämisen jälkeen on sama tai melkein sama kuin lähtömassalla.

(e) Saatu paperi on voimakkaasti huokoista, se lähestyy sellaisen paperin huokoisuutta, joka on valmistettu ilman lateksia, lateksin suhteilla 55 %:iin asti.

(f) Halutun päämäärän saavuttamiseksi kons en traatioiden (määrien), järjestyksien ja muiden parametrien, kuten pH:n valinta on tärkeää, mikä tulee selvästi esiin siitä, mitä on osoitettu edellä. Siten parhaimpien tulosten saamiseksi valitaan missä tahansa erityisissä olosuhteissa lateksi, joka on stabiili annetussa papaerimass an pH:ssa, tai massan pH säädetään käytetyn lateksin stabiloituun pH:hon.

pH:n tärkeyden todistaa se seikka, että jos seoksen pH eroaa lateksin pH:sta ja nämä kaksi sekoitetaan keskenään, aiheuttaa tämä väistämättä vähintään tietynlaisen lateksin koagu-laation kuidun ympärillä, ja väistämättä menetelmän tarkkailu ja tuotteen edulliset ominaisuudet vähenevät.

Yleensä seuraavia paperilaatuja voidaan valmistaa keksinnön mukaan: lisätyn kestävyyden omaavia papereita tai repeytymättömiä papereita, esimerkiksi kortteihin, karttoihin, järjestyssääntöihin, julisteisiin, luetteloiden kansin, lasten kirjoihin, pusseihin, teknillisiin kirjoihin; papereita, joita käytetään tekonahan tai nahan korvaamiseen tarkoitettujen tuotteiden valmistukseen, kuten kirjojen kansiin, matkalaukkuihin, auton ja lentokoneen istuimiin, muovitettuihin päällysteisiin, vöihin, jalkineisiin, matkatavaroihin; synteettisiin, kutomattomiin papereihin, esimerkiksi kiinnitarttuviin siteisin, tapetteihin, sisäverhouksiin, sa-detakkeihin; papereita liimautuviin tuotteisiin, kuten lääketieteellisiin liimautuviin tuotteisiin, teippeihin, teollisuuden liimautuviin tuotteisiin, liimautuviin terveydenhoito t uo t t e i s i i n yksilöllisiin käyttötarkotuksiin, liimautu- 9 72556 viin etikeCte ib in ; vedenpitäviin papereihin, esim. vedenpitäviin kirjekuoriin; papereita hionatuotteisiin, kuten hio-mapapereihin ; papereita seinien päällystämiseen, esimerkiksi tapetteihin; papereita rakennus pöhjien verhoiluun; suodatin-papereita, esim. veden suodattamiseen, kahvin suodattamiseen, öljyn suodattamiseen, öljyn, ilman, bensiinin ja dieselpolttoaineen autosuodatukseen , papereita kaas unsuoda11i-miin, suodatinpapereita imemiseen, pölynimurin pusseihin; ja papereita sis ustelaminaa11eihin. Näillä papereilla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, erityisesti siinä, mikä koskee murtumispiste11ä, vetomurto 1ujuu11a , 1 ämpödeformaati- ota, niillä on hyvä kestävyys vedessä ja hyvä kestävyys sellaisia vahinkoja vastaan, jotka aiheutuvat toistuvista taitoista.

Paremman käsityksen saamiseksi keksinnöstä, sen luonteesta ja eduista, viitataan nyt sarjaan erityisiä toteuttamistapoja, joista tiettyjä kuvaillaan seuraavassa viitaten mukaan liitettyyn piirrokseen, jossa:

Kuvio 1 on kaaviokuva, jossa esitetään anionisen kuidun verkkoontumismekanismi koaguloitumattomien anionisten lateksi partikke1 ien kanssa kationisen verkkoontumisainevä1ittäjän avulla; ja

Kuvio 2 on kaavio, joka esittää jätteiden tai käytettyjen papereiden talteenottamista keksinnön mukaan.

Tärkeä keksinnön näkökohta on sellaisen veden käyttö, joka sisältää vain hyvin pieniä määriä alumiini-, kloridi-, sulfaatti- ja su1 famaa11i-ioneja. Jos näitä ioneja on läsnä massan vesis eokses s a, aiheutuu häiriö, ja verkkoontumisaine ei enää pysty täyttämään tehtäväänsä. Käytännössä on huomattu, että kova vesi, joka ei sisällä edellä mainittuja ioneja, antoi parhaat tulokset tässä keksinnössä.

Vielä erityisesti vesi. jota käytetään menetelmässä, ei saa sisältää enempää kuin noin 22 mg/1 klooria, noin 46 mg/1 ; sulfaattia, noin 0,2 mg/1 sulfamaattia ja noin 0,2 mg/1 a 1umi i n i a.

‘O 72556

Mieluummin käytetty verkkoontumis aine tässä keksinnössä on diamidin ja formaldehydin kondens aa11i, joka vastaa kaavaa: NH2 _ HNC X, :yCH20: L i ! NHCN -- suhteen x/y ollessa 0,1 - 3 ja mieluummin 0,7 - 1,7, mole- kyylipainon ollessa 400 - 1500 ja mieluummin 1000 - 1100. Tärkeän ominaisuuden mukaan käytetty pH on valitun stabiloidun lateksin pH. Tämä avaa menetelmälle laajoja mahdollisuuksia siinä mielessä, että voidaan käyttää käytännöllisesti katsoen mitä tahansa anionista lateksia, mutta tämä vaatii vastaavasti kationisen verkkoontumis aineen erittäin huolellista valintaa, verkkoontumis aine ei keksinnön mukaan saa aikaansaada lateksin merkittävää koaguloitumista. Työskenneltäessä siinä pH:s s a, jossa lateksi myydään stabiloidussa tilassa, minimoidaan koagu1 oitumis en mahdollisuudet. Esimerkiksi jos valitulla lateksilla on stabiloitu pH 9, tämä pH on se, johon koko systeemi säädetään. Lateksin ja lähtömassan zetapotentiaali mitataan ja valitaan sitten verkkoontumis aine, ja sitä käytetään sellainen määrä, että loppuseoksen zetapotentiaali, verkkoontumis aineen ja lateksin lisäyksen jälkeen, on käytännö11i1 s esti katsoen sama kuin lähtömassalla.

Parhaiden tulosten saamiseksi seuraavat toimenpiteet suoritetaan rutiinilähtöanalyyseinä: (1) Analysoidaan kemai1lisesti vesi, jota käytetään paperinvaImi stusmenetelmässä anionien ja katioinien ja kovuuden määrittämiseksi, erityisesti siinä, mikä koskee maa-alkali s uo 1 o j a . Kuten on osoitettu edellä, veden tulee olla käytännöllisesti katsoen vapaa kloridi-, alumiini-, sulfaatti- ja su1 famaa11i-ioneista.

(2) Valitaan haluttu kuituinen materiaali lopputuotteen s aami s eks i .

n 72556 (3) Mitataan tämän kuituisen aineen zetapotentiaa 1i suspensiosta vedestä paperinvalmistuskonsentraatiossa.

(4) Valitaan kationinen verkkoontumis aine ja määritetään sen zetapotentiaa 1 i . Verkkoontumisainee1 la pitää olla zetapo-tentiaali, jonka absoluuttiarvo on 60 - 120 Z kuituisen aineen ja lateksin zetapotentiaalista.

(5) Kationisen verkkontumisaineen tarvittava määrä lasketaan sitten aikaisemmin mitatun zetapotentiaa1 in mukaisesti.

Kuten on osoitettu edellä, käytetään hyvin mielellään sellaista määrää verkkoontumisainetta, että lateksin lisäämisen jälkeen loppuseoksen zetapotentiaa1i on käytännöllisesti katsoen sama kuin lähtökuitujen vesisuspensiolla.

(6) Valitaan sitten e lastomeeri-, polymeeri- tai sekapoly-meerilateksi kiinnitettäväksi kuituiseen aineeseen kuituisen aineen zetapotentiaa1 in ja käy11ökons entraatioss a olevan lateksin zetapotentiaa 1 in mukaisesti. On huomattava, että prosessi voi olla päinvastainen, mikä tarkoittaa sitä, että on mahdollista esimerkiksi valita ensin lateksi ja sitten valita kuituinen aine ja verkkontumisaine lateksin zetapo-tentiaalin mukaisesti. Kuitenkin keksinnön yleisten ominaisuuksien mukaisesti lateksi varataan anionisesti, mikä tarkoittaa, että sen varus on sama kuin kuituisen materiaalin varaus .

(7) Määritetään kuitujen vesimassan pH. Määritetään lateksin pH, ja sen kons entraatio säädetään sitten lisäämällä vettä siten, että saadaan noin 10 % kiinteitä tuotteita muuttamatta merkittävästi lateksin pH:ta, toisin sanoen sen pH säilytetään 0,2:n tarkkuudella alkuperäisessä stabiloidussa arvossa. 1 2 Säädetään sitten yksitellen kuituisen massan pH ja kationisen verkkoontumisaineen pH samaan arvoon 0,1:n tarkkuudella lateksin pH:n kanssa.

2

Tehdään sitten laboratoriokoe kiinni11ymis ajoista, toisin sanoen ajoista, joita tarvitaan suorittamaan loppuun po- 12 72 5 5 6 1ymee r in kiinnittäminen kuituiseen aineeseen käyttämällä kationista verkkoontumis aine11a.

On huomattava, että keksinnön yleisellä menetelmällä voidaan kiinnittää hyvin erilaisia latekseja kuituiselle aineelle pH:n ollessa mikä tahansa, toisin sanoen paperituote voidaan valmistaa kiinnittämällä lateksi, jonka pH on mikä tahansa välillä 1 - 14. (Edellä mainittujen lateksien lisäksi on keksinnön mukaan käytetty styreni/akryy1iharts ia Rohm & Haas E 941 ja karboksy1 oitua styreenibutade enihartsia Dow 685 , jotka on stabiloitu pH:hon välille 5,0 - 6,5 ja joiden par-tikkeleiden koko on 140 - 160 nm).

Tämä menetelmä soveltuu siis minkä tahansa vesiolosuhte is s a stabiloidun happaman, neutraalin tai emäksisen anionisen hartsin käyttöön. Tästä johtuen edellä esitettyjen alustavien kokeiden jälkeen tuote voidaan saada seuraavan työtvan mukaan: (i) Valittu kuituinen aine laitetaan suspensioon veteen.

(ii) Puhdistetaan, sekoitetaan jne. täten muodostettu kuituinen seos valittujen kriteerien mukaan halutun lopputuo-teen valmistamiseksi klassillisen käytännön mukaan.

(iii) Säädetään kuituisen massan pH niin paljon kuin se on järkevästi mahdollista lateksin pH:hon, koska se lisätään myöhemmin.

(iv) Lisätään massaan säädetyssä pH:ssa kationisen verkkoon t umi s a i n e en laimennettu liuos suhteessa, joka perustuu lateksin, joka pitää lisätä seokseen myöhemmin, kuivapainoon.

(v) Sen jälkeen, kun verkkoontumisaineen laimennettu liuos on lisätty kuituiseen aineeseen, sekoitusta tulee ylläpitää riittävä aika, jotta kaikki verkkooniumisaine kiinnittyy kuiduille. Tämä vie yleensä 2-4 minuuttia ja se voidaan määrittää tarkemmin laboratoriossa, kuten on osoitettu edel- 13 72556 lä, ajan riippuessa kuituisen aineen alkuzetapot entiaa1 ista ja lisätyn verkkoontumisaineen zetapotentiaalista.

(vi) Säädetään verkkoontumiaineeseen kiinnittyneen massan pH, jos se on tarpeellista, 0,2:n tarkkuude11a lisättävän lateksin pH:oon.

(vii) Lisätään lateksi seokseen sekoittama1la varovasti välttäen kaikkea murtamista vapaassa ilmassa ja samoin välttäen rajua sekoittamista.

(viii) Odotetaan 2-3 minuuttia, jotta voidaan olla varmoja siitä, että kiinnityminen on ollut täydellistä. Tämä toteutuu helposti tiputtamalla pieni määrä seosta, jolloin vesi on erittäin kirkasta, vapaa polymeeripartikke1eista, jos kaikki lateksin polymeeripartikkelit ovat kiinnittyneet kuiduille.

(ix) Jos on tarpeellista, lisätään lisäannos verkkoontumi-sainetta, jos alussa lisätyn verkkoontumisaineen määrä oli pienempi kuin mitä tarvitaan vesifaasin 1ateksipartikke1ei-den täydellisen siirron toteuttamiseksi kuiduille.

(x) Ja säädetään loppuseoksen zetapotentiaa 1i samaan arvoon kuin kuituisella aineella oli alussa.

(xi) Tässä vaiheessa seos on valmis muutettavaksi paperiarkiksi esimerkiksi klassillisella paperinva Imistukonee1 la tai tasaisella tai muovatulla jne. levyllä. Tämän vuoksi on ehdottoman välttämätöntä katsoa, että erityisesti pH-olosuhteissa ei tapahdu mitään muutosta, toisin sanoen tuotetta täytyy jalostaa ja kuivata muuttamatta pH:ta ja kaikki laimennus, mitä pitää tehdä seoksen suhteen , täytyy olla vesio losuhteis s a, kuten etikkahaposs a, joka on esisäädetty täten valmistetun seoksen pH:hon. Sanottakoon, että tämä jälkimmäinen asia eroaa suuresti klassillisista lateksia sisältävien papereiden valmistusmenetelmistä, joissa pH:ta ei kontrolloida yhtä huo1 e 11i1 s esti ja joissa erilaiset lisätyt aineet, kuten aluna ja säilymis 1isäaineet, lisätään usin välittömästi ennen tuotteen muodostumista, ίο 72556

Kaikkien läsnäolevien vapaiden aineiden zetapotentiaa 1ien määrittäminen mahdollistaa sen, että voidaan säätää Van der Waalsin voimia, jotka muodostuvat eri par eikkele iden välille, ja että tiedetään tarkasti vesiliuoksessa läsnäolevien eri partikkeleiden vatovoiman voima ja nopeus. Toisin sanoen kaikkien läsnäolevien aineiden (kuitujen, lateksin ja verkkoontunis ineen) zetapotentiaa 1 in määrittäminen mahdollistaa plastomeeri- tai e lastomeeripartikke1eiden kiinnittymisen kuidille erittäin hienon ja homogeenisen kontrolloidun päällysteen saamiseksi. Reaktiivisen väliaineen pH:n säädöllä ja asettamisella on siis tärkein merkitys. Jos pH:ssa tapahtuu vaihtelua tai jos reaktiivisen väliaineen pH eroaa lateksin pH:sta, on tuloksena väistämättömästi ei-toivottu lateksin koaguloituminen.

Kosteaa arkkia tai levyä, joka poistuu muokkauskoneesta, voidaan erinomaisesti kierrättää ilman mitään vaikeutta, koska lateksi ei ole koaguloitunut. Kaikki jätteet ja palaset, jotka saadaan teollisen valmistamisen kuluessa, voidaan hyödyntää yksinkertaisella ja helpolla tavalla uuden tuotteen valmistamisen lähtöaineena. Edellä on jo huomautettu, että Van der Waalsin voimat voidaan murtaa käyttämällä kloridi-, sulfaatti-, sulfamaatti- tai a 1umiini-ioneja.

Kuvio 1 kuvaa keksinnön mukaista menetelmää. Kuviossa liitetään yhteen negatiivisesti varattu kuitu 30 ja positiivisesti varattu verkkoontumis a ine 32. Koska lateksi lisätään kuitujen vesis us pe n siooon, verkkoontumis aine 32 vetää luokseen yksittäiset hienot lateksipartikke1it 34 koaguloitumat-tomassa tilassa.

Tästä johtuu myös, että kyseessä olevan keksinön mukaan valmistettuja papereita voidaan käyttää uudelleen, ottaen talteen tai kierrättää vastoin aikaisemmalla tekniikalla valmistettuja lateksia sisältäviä papereita. Tämä mahdollisuus massan uudelleen käyttöön ja kierrätykseen voidaan helposti toteuttaa vettä sisältävässä väliaineessa kylmässä tilassa tai joissain tapauksissa lämmittämällä vettä sisältävää vä 15 72556 liainetta kostuttavan aineen läsnäollessa ja pienen määrän, esim. 0,01 - 0,15 Z vesitilavuudesta ja 0,2 - 1,5 % kuivan kuituisen aineen painosta, kloridi- ja/tai alumiini- ja/tai sulfaatti- ja/tai su1 famaa11i-ioneita ollessa läsnä. Kuiduille asettuneiden lateksin polymeeripartkke1eiden erityisen hieno koko selvästi selittää tämän keksinnön mukaan valmistettujen papereiden massan helpon uudelleenkäytön.

Selvästi, ennen uudelleenkäyttöä vettä sisältävä väliaine täytyy käsitellä siten, että siitä poistetaan kloridi-, sulfaatti-, tai sulfamaatti-ionit, tai näitä ioneja sisältävä suspensio täytyy laimentaa, esimerkiksi suunnilleen 22 mg/1 kloridi-ioneja litrassa vettä enintään sisältäväksi. Sitoutuminen verkkoontumisaineen avulla ei tapahdu vettä sisältävässä väliaineessa, jos vettä sisältävä väliaine sisältää enemmän kuin noin 22 mg/1 kloridia, noin 46 mg/1 sulfaattia, noin 0,2 mg/1 sulfamaattia ja noin 0,2 mg/1 alumiinia. Tosin myös näiden ionien suuremmilla pitoisuuksi11a voidaan massaa käyttää uudelleen klassillisessa paper invaImistukses-s a .

Normaalisti edellä mainitut ionit ovat tarpeen kierrätysope-raatiossa ainoastaan, kun tuotteen lateksipitoisuus ylittää 40-45 p% kuivaa polymeeriä suhteessa kuivan tuotteen kokonaispainoon. Muuten riittää jätteiden tai palasten klassillinen puhdists homogeenisella lateksilla sidottuen kuitujen irrottamiseksi toinen toisestaan. Edellä esitetyistä syistä pH:n säätämiseksi keksinnön mukaisen menetelmän käytössä on käytettävä happoa, joka ei sisällä edellä mainittuja ioneja, kuten etikkahappoa.

Kuvio 2 esittää laitteistoa, joka on välttämätön tämän keksinnön mukaan valmistettujen lateksipohjaisten papereiden kierrättämiseksi. Kierrätettävä paperi viedään säiliöön 101, jossa on vettä ja edellä mainittuja ioneja sekä sekoittaja. Sekoittaja pienentää paperin kappaleiksi. Säiliöön jää joitakin hienoja agglomeraatteja, kuten rakeita, ja siksi seos viedään pienennys lai11ees een, jota kutsutaan 16 7255 6 "rakeiden pienentäjäksi", joka kierrättää osan seoksesta putken 105 läpi säiliöön 101. Uudelleen käytettäväksi sopiva kuituinen aine kerätään putkeen 104.

Mitä tulee aineiden suhteisiin, on huomautettu edellä, että parhaiden tulosten saamiseksi lateksin ja valitun verkkoon-tumisaineen suhteelliset määrät eivät pohjaudu niiden ominaispainoihin, vaan niiden suhteellisiin zetapotentiaa1eihin siten, että tehdään välittömästi ennen tuotteen muodostumista seos, jolla zetapotentiaali on melkein sama kuin alkuperäisellä massalla. Lisäksi nämä tulokset voidaan saada käyttämällä erilaisia lateksimääriä sutheessa kuituisiin lähtöaineisiin, ja on selvää, että mitä vähemmän lateksia käytetään suhteessa kuituiseen aineeseen, sitä enemmän tuote lähestyy klassillisen paperin ominaisuuksia. Siten lateksin määrä suhteessa kuituisen aineen määrään riippuu oleellisesti tuotteelle ennakolta sovitusta käytöstä, ja tätä selostetaan yksityskohtais emmin jäljempänä. Ottaen huomioon, että lateksin luonne itse, toisin sanoen se seikka, että on kysymyksessä enemmän tai vähemmän kova tai pehmeä polymeeri, vaikuttaa tuotteen ominaisuuksiin, käytetyn lateksin määrä vaikuttaa niihin samoin.

Kun tuote on muodostunut ja kun vesi on suodatettu siitä, voi olla toivottavaa ja myös tarpeellista joissain erityisissä sovellutuksissa suorittaa yksi tai useampia pintakäsittelyjä enismmäisen kuivauskierroksen jälkeen.

Nämä erilaiset käsittelyt voidaan suorittaa tunnettujen tekniikkojen mukaan.

Pintakäsittelyn luonteen mukaisesti voi olla tarpeellista kiinnittää termisesti lisätty aine pintakäsittelyn aikana, esim. kuivauksen yhteen 1ii11ämisoperaatiossa. Nyt, jos tuote on ollut levy, se siis rullataan ja se on valmis joko kaupalliseen tai 1isäkäsittelyyn halutun lopullisen käytön mukaan.

Näiden pintakäsittelyjen joukosta, joita voidaan käyttää, siteerataan eri käsittelymenetelmiä, joiden joukosta liuo 17 72556 tettujen tai liuottamattomien tärkkelysten käyttöä, liuotettujen tai liuottamattomien karboksimetyyliselluloosien käyttöä, akryylisuspensioiden käyttöä, liuotettujen tai liuottamattomien polyvinyylialkoholien käyttöä, rajakerrosten käyttöä orgaanisille 1iuottimi 1le, luonnon tai synteettisten käsittelyaineiden käyttöä, koheesioaineiden käyttöä jne.

Esimerkkinä erikoiskäsittelystä voidaan siteerata käsittelyä, jossa tälle paperille laitetaan tarttuva kerros. Siten tarttuvia papereita lääketieteelliseen, teolliseen ja tekniseen käyttöön valmistetaan nykyisin aikaisemman tekniikan mukaan lähtien paperista, jonka neliömassa on 50 - 160 g/m^. Tämän paperin substraatti impregnoidaan polymeerillä tai se-kapolymeeri1 la tai polymeerien seoksella, esim. styreenin polymeereillä yhdessä tai useammassa vaiheessa. Kun tämä operaatio on päättynyt, impregnoidulle paperille suoritetaan kaksi operaatiota 1iuottimess a, toisin sanoen (1) tarttumat-toman kerroksen asettaminen paperin substraatin toiselle pinnalle, joka mahdollistaa paperin myöhemmän rullaamisen kelalle ja lopputuotteen rullaamisen käyttöä varten, jota seuraa (2) tarttuvan kerroksen asettaminen paperin substraatin toiselle pinnalle toisessa koneessa.

: Keksinnön mukaisen menetelmän erilaisia käyttötapoja ymmär retään helpommin seuraavien erityisten esimerkkien avulla. Täytyy kuitenkin huomata, että ne on annettu vain asian selventämiseksi, eivätkä ne aseta millään tavoin keksinnölle rajoituks ia.

E s imerkk i 1A

Laitetaan suspensioon 1200 kg selluloosaa, joka sisältää 980 kg soodalla valkaistuja havupuun s e 11 u 1 oosakuituja ja 220 kg soodalla valkaistuja lehtipuiden selluloosakuituja, 30 moriin vettä pHrssa 7,3, jolloin saadaan kons e n t r aa t i o 4 7.. Seoksen zetapotentiaa 1i on -7,8 (mV). Tämän mittaus suoritetaan zetametrillä tyyppiä "Laser Zee Model 500", jota myy Pen Kem 18 72556 N.Y. Kuituisen suspension pH säädetään 4,8:aan, joka on valitun lateksin pH-arvo, lisäämällä etikkahappoa. Valitun, diamidin ja formaldehydin konden s aatista koostuvan verkkoon-tumisaineen liuos säädetään 3 % kiinteitä aineita sisältäväksi ja pH:hon 4,8; sen zetapotentiaa 1i on +13,7. Massaan lisätään sitten 14.5 litraa tätä 3 %:sta verkkoontumisaine-1iuos ta .

Sitten massaan lisätään 240 kg valittua lateksia, joka koostuu etyy1iakrylaatin kanssa sekoitetusta akry 1 onitrii 1 ista ("Rhoplex p-339) säädettynä veden avulla kiinteiden aineiden pitoisuuteen 10 % pH:ssa 4,8 lateksin zetapotentiaa 1 in ollessa -6,8. Koska alussa lisätty verkkoontumis a ineen määrä on pienehkö, lisätään sitten täydennysmäärä 2,5 litraa samaa liuosta. Seoksen zetapotentiaa 1i on sitten -7,8, identtinen arvo lähtömassan zetapotentiaa 1 in kanssa. Tämä seos, jolla vedellä laimennuksen jälkeen on paperinva Imi stuks ee en sopiva konsistenssi ja pH 4,8, on valmis paperin muodostamiseen.

E s imerkki 1B

Toistetaan esimerkki IA paitsi, että verkkoontumisaineen ensimmäisessä lisäyksessä lisätään 17 litraa 3 %:sta liuosta. Mitään toista verkkoontumsaineen lisäystä ei siis tarvi ta .

Esimerkki 2

Laitetaan suspensioon 30 moriin vettä 840 kg ka 1 siumkarbo-naattia, jonka zetapotentiaa 1i on -7.2 ja 340 kg soodalla valkaistuja havupuiden s e 11u loosakuituja , joiden zetapoten-tiaali on -16,1. Saadun suspension zetapotentiaa 1i on -7,3. Suspension pH säädetän 7,5:een lisäämällä n atriumhydroksidia, tämä pH on valitun polymeerin lateksin pH. Lisätään sitten 21,5 litraa esimerkissä IA käytettyä verkkoontumisaineen liuosta (voidaan myös, koska pH on lähellä neutraalia, lisätä verkkoontumis aineena "Nadavine LT":ä, Bayerin kationista polyelektrolyyttiä, joka sisältää polyamidi/polyaminidikloo-rihydriiniharts in vesiliuosta, jonka tiheys on 1,06 g/cm^ 20 ° C:ssa).

Il 19 7255 6

Muutaman minuutin odotuksen jälkeen lisätään siten 360 kg styreeni/but adieenilateksia , joka on stabiloitu pH:hon 7,5. Lateksi lisätään 10 Z vesiliuoksena, jonka zetapotentiaa 1 i on -11,3. Sitten lisätään 35 litraa verkkoontumis aineen täydennystä ja loppuseoksen zetapotentiaa 1 i on noin -7,3, sama kuin lähtösuspensio 1 la.

Seosta käytetään siis sellaisen paperin valmistamiseksi, jonka lateksipitois uus onnoin 23 %. Paperin ominaisuudet ovat erinomaiset, ja havaitaan, että sillä on korkea säännöllisyys- ja huokoisuusaste.

Esimerkki 3 30 moriin vettä lisätään 1200 kg s e 1lu1oosakuituja, jotka sisältävät 980 kg soodalla valkaistuja havupuiden selluloo-sakuituja ja 220 kg soodalla valkaistuja lehtipuiden sellu-1oosakuituja , 4 %:n kons entraation saamiseksi pH:ssa 7,3, jolloin zetapotentiaa 1 i on -7,8. Alennetaan kuituisen suspension pH:ta 4,8:aan etikkahapo 11 a siten, että keitolla on sama pH kuin lateksilla, joka lisätään jatkossa. Sen jälkeen lisätään verkkoontumis aine, joka sisältää formaldehy-di/diamidikonsentraattia, jolla on edellä esitetty kaava, pH:ssa 4,7, suhteessa 7 Z kiinteitä aineita sen polymeerin kuivapainoa kohti, jota on jatkossa lisättävässä lateksissa; kun verkkoontumisaine on laimennettu 3 %:seksi vedellä, lisätään sitä seuraavaksi 17 litraa verkkoontumis aineen liuoksen zetapotentiaaIin ollessa +13,7.

Seuraavaksi lisätään lateksi ("Rhoplex P-339") suhteessa 20 % kuitujen kuivapainoa kohti tai 240 kg laimennettuna 10 %:ksi vedellä pH:n ollessa -6,8. Saadun seoksen zeta-potentiaali on -7,8.

Tämä seos käytetään sellaisen paperin valmistukseen, jota muokataan sitten liimauspuristimessa hydrolysoidun polyvi-nyylialkoholin (PVA-117h, Kuraray Co., Ltd; 10 Z kiinteitä aineita, zetapotentiaa 1 i +7,4); kromikompleksin ("Quilon", Dupont; 5 % kiinteitä aineita, zetapoensiaa 1 i +28,5); ja ka- 20 7255 6 oliinin (5 % kiinteitä aineita, zetapotentiaa1i -12,1) seoksella koko seoksen zetapotentiaa 1 in ollessa +12,2. Koska seoksella on positiivinen zetapotentiaa 1i, se kiinnittyy erittäin hyvin paperialustaan, jolla on negatiivinen zetapotentiaali.

Esimerkki 4 30 moriin vettä lisätään 1200 kg s e 1 lu 1 oosakuituja ( 770 kg soodalla valkaistuja havupuiden s e 1 lu 1 o osakuituja ja 430 kg soodalla valkaistuja lehtipuiden s e 1 lu 1 oosakuituja) 4 %:n kons entraation tuottamiseksi pH:s s a 7,3, jolloin zetapotentiaali on -7,8. Säädetään pH etikkahapo11 a 4,8:aan. Sen jälkeen lisätään samaa verkkoontumisainetta kuin esimerkissä 3, suhteessa 3,5 litraa (6 Z kiinteitä aineita lisättävässä lateksissa olevan kiinteän polymeerin määrää kohti).

Sen jälkeen lisätään samaa lateksia kuin esimerkissä 3, suhteessa 5 X kuitujen kuivapainoa kohti (60 kg laimennettuna 10 %:ksi vedellä pHrssa 4,8), jonka zetapotentiaali on -6,8. Koska alussa lisätyn verkkoontumisaineen määrä on pienehkö, lisätään sitten täydennystä 0,6 litraa verkkoontumis aine11a, joka on laimennettu 3 %:ksi vedellä (1 % kiinteitä aineita lateksissa olevan polymeerin kuivapainoa kohti).

Saatu seos, jonka zetapotentiaali on -7,8, käytetään sitten sellaisen paperin valmistukseen, joka päällytetään sitten 1iimauspuristimes s a akryy1iharts in vesiliuoksella (2,5 % kiinteitä aineita), jonka zetapotentiaali on +21,3.

E s imerkki 5 30 moriin vettä lisätään 1200 kg kuituista materiaalia, joka sisältää 720 kg soodalla valkaistuja havupuiden selluloosa-kuituja, joiden zetapotentiaali on -16,1 ja 480 kg synteettisiä viskoosikuituja, joiden zetapotentiaali on -3,4. Suspension kuitukonsentraatio on 4 X, pH 7,3 ja zetapotentiaali -5,7. Sen pH säädetään sitten 4,8:aan etikkahapolla. Seurataan esimerkin 3 toimintatapaa käyttäen samaa verkkoontu- 21 72 5 5 6 misainetta (7 % lateksissa olevien kiinteiden aineiden painoa kohti), sen jälkeen lisätään lateksi, tässä tapauksessa 10 p-Z kiinteitä aineita kuitujen kuivapainoa kohti (120 kg laimennettuna 10 %:seksi vedellä). Loppuseoksen zetapoten-tiaali on -5,7. Tästä seoksesta lähtien valmistetaan paperi, joka päällystetään sitten 1iimauspuristimess a 5 Zrsella QuiIon-1iuokse 1la , jonka zetapotentiaa1i on +28,5.

E s imerkk i_6 30 m .im vettä lisätään 1200 kg selluloosaa, joka sisältää 1080 kg soodalla valkaisemattomia havupuiden selluloosakui-tuja ja 120 kg soodalla valkais emä11oma lehtipuiden selluloosa ku i t u j a . Saadun suspension kons entraatio on 4 Z, pH 7,3 ja zetapotentiaa 1 i -10,3. Sen pH säädetään 4,8:aan etikkahapolla. Kuten esimerkissä3, lisätään 7 p-Z diami-di/forma1dehydikodensaattipöhjaista verkkoontumisainetta lateksin kuivapainoa kohti. (25 litraa laimennettuna 3 Zrseksi vedellä). Sen jälkeen lisätään lateksi ("Rhoplex P-339") suhteessa 30 p-Z kiinteitä aineita kuitujen kuivapainoa kohti. Loppuseoksen zetapotentiaa 1i on -10,3. Tästä seoksesta lähtien muodostettu paperi päällystetään 1iimaus puristimess a Qui1on-seokse 1 la (7 p-Z kiinteitä aineita) ja hydrolysoidulla polyvinyylialkoholilla (7 p-Z kiinteitä aineita).

Esimerkki 7 30 moriin vettä lisätään 1200 kg soodalla valkaistuja havupuiden s e 1luloosakuituja 4%:n konsentraation tuottamiseksi, pH:n ollessa 7,3 ja zetapotentiaa1 in -16,1. Säädetään suspension pH 4,8:aan etikkahapolla. Sen jälkeen lisätään verkkontumis aine (polyamidi, jolla on korkea mo 1 ekyy 1i-pai-no), jonka pH on 13 (kiinteiden aineiden) suhteessa 3,6 Z lateksissa olevan polymeerin kuivapainoa kohti (13,8 litraa 1 Z:sta liuosta pH:sa 7,3). Sen jälkeen säädetään suspension pH uudelleen 4,8:aan etikkahapolla ja suspension zeta-potentiaali on silloin noin 7,6. Sitten lisätään lateksi ("Rhoplex P-339") (32 Z kiinteitä aineita kuitujen kuivapai- 22 72556 noa kohti tai 384 kg laimennettuna 10 Z:seksi vedellä pH:ssa 4,8 zetapotentiaa 1 in ollessa -6,8). Seoksen zetapotentiaa 1i on -16.

Tästä seoksesta lähtien muodostettu paperi päällystetään sitten 1iimauspuristimes s a tärkkelyksen (5 p-% kiinteitä aineita), kaoliinin (22,5 p-Z kiinteitä aineita) rutiilin titaanioksidin (2, 5 p-Z kiinteitä aineita), akryylin vesi-liuoksen (5 p-Z kiinteitä aineita), urea-formaldehydihartsin (0,3 p-Z kiinteitä aineita) ja saostuneen ka Isiumstearaatin (0,5 p-Z kiinteitä aineita) seoksella.

Esimerkki 8 O , , 30 i :nn vettä lisätään 1200 kg kuituista ainetta, joka sisältää 900 kg banaanikasvin kuituja (zetapotentiaa1i -7,8), 180 kg synteettisen nailonin kuituja (zetapotentiaa 1i -0,1) ja 120 kg luonnon nahan jätteiden kuituja (zetapoten-tiaali +6,6) 4 Z:n kons entraation valmistamiseksi, jonka pH on 7,3 ja zetapotentiaali -7,3. Säädetään pH 4,8:aan etik-kahapolla. Verkkoontumisaine pH:ssa 4,7 (diamidi/formalde-hydikondensaatti) lisätään suhteessa 8 p-Z lisättävän lateksin kuivapainoa kohti. Sen jälken lisätään "Rhoplex P-339", jotta saataisiin 35 p-Z po 1ymeeripartikke1 eja kuituisen seoksen kuivapainoa kohti (220 kg laimennettuna 10 %:seksi vedellä pH:ssa 4,8). Sen jälkeen lisätään 2 % verkkoontumi-aineen täydennystä. Seoksen zetapotentiaali on -7,2.

Tästä seoksesi lähtien valmsitettu paperi päällystetään nesteellä, joka sisältää 2 p-Z hydrolysoidun po1yvinyy1ia 1koho-lin kiinteitä aineita ja 8 p-Z "Quilonin" kiinteitä aineita.

E s imerkki 9

Valmistetaan paperi kuiten on kuvattu esimerkissä 6. Se päällystetään 1iimauspuristimes s a Qui1 on-1iuokse 11a (5 p-Z kiinteitä aineita).

23 7255 6

Esimerkki 10

Valmistetaan paperi kuten on kuvattu esimerkissä 3. Tämä paperi päällystetään 1iimauspuristimes s a anionisen polymeerin liuoksella (20 p - Z kiinteitä aineita), jonka zetapoten-tiaali on -14,7.

Esimerkki 11 30 moriin vettä lisätään 840 kg ka 1 siumkarbona11ia, jonka zetapotentiaa 1i on -7,2 ja 360 kg soodalla valkaistuja havupuiden s e 1luloosakuituja, joiden zetapotentiaa1i on -16,1 sellaisen suspension valmistamiseksi, jonka kons entraatio on 4 Z ja zetapotentiaa1i -7,3. Suspension pH säädetään 7,5:een (lisättävän lateksin pH) natriumhydroksidi1la. Sen jälkeen lisätään verkkoontumis aine (pH 4,7) (6 Z lisättävän polymeerin kuivapainoa kohti, toisin sanoen 21,5 litraa laimennettuna 3 Zrseksi vedellä pHrssa 7,3, sen jälkeen kun pH on säädetty 7,5:een laimennetulla n atriumhydroksidi 11 a ) ; käytetty verkkoontumia ine on diamidi/forma1dehydikonden s aa11i, jonka zetapotentiaa1i on +13,7.

Sen jälkeen lisätään polymeerin lateksi, styreeniakryylila-teksi, suhteessa 31 p-Z kiinteitä aineita kuituisen aineen kuivapainoa kohti (360 kg laimennettuna 10 Zrseksi vedellä pHrssa 7,5; zetapotentiaa 1i -11,3). Sen jälkeen lisätään verkkoontumis aineen täydennysmäärä (1 Z lateksissa olevan polymeerin kuivapainoa kohti tai 3,5 litraa laimennettuna 3 Zriin vedellä pHrssa 7,3 pHrn saamiseksi 7,5:een laimennetulla natriumhydroksidi1 la). Seoksen zetapotentiaa1i on -7,3.

Toinen styreeni-butadeenilateksi, jota voidaan edullisesti käyttää, on Dow 685, karboksyloitu styreeni/butadeenilateksi, joka on stabiloitu pHrhon välille 5,0 - 6,5 ja jota myydään vedellä laimennettuna konsentraatioon 47 Z partikkeleiden koon ollessa 140 - 160 nm. Kun käytetään Dow 685:tta, esimerkin 11 menetelmälle suoritetaan tarkoituksenmukaiset säädöt menetelmän sovittamiseksi lateksin stabiloituun pHrhon.

24 72556

Es imerkki 12 30 moriin vettä lisätään 1200 kg soodalla valkaistuja havupuiden s e 11uloosakuituja, sellaisen suspension valmistamiseksi, jonka konsentraatio on 4 %, pH 7,3 ja zetapotentiaa1i -16,1. Säädetään pH 4,8:aan etikkahapo1la, lisätään kuituiseen suspensioon verkkoontumisaine, jonka pohjana on korkean molekyy1ipainon omaava polyamiini (alk-pH 13) laimennettuna vedellä ja sen pH säädetään etikkahapolla, jotta saataisiin pH 4,8, 3 % kiinteitä aineita (7,2 litraa) käytettävän lateksin kuivapainoa kohti zetapotentiaa 1 in ollessa +7,6. Sen jälkeen lisätään lateksi (20 p-% kiinteitä aineita kuitujen kuivapainoa kohti; 240 kg laimennettuna 10 %:seksi vedellä pH:ssa 4,8), jonka zetapotentiaa 1i on -6,8. Sen jälkeen lisätään täydennysmäärä verkkoontumis aine11a (2,5 itraa edellä kuvattua liuosta). Lopuksi lisätään po1ymeroitumaton feno-lihartsi (6 % kiinteitä aineita kuitujen kuivapainoa kohti). Loppuseoksen potentiaali on 16,0.

E s imerkki 13

Uusitaan esimerkki 12 mutta käyttäen merkittävämpää määrää verkkooni umi s ainetta ja lateksia. Tässä tapauksessa lisätään ensin 3 Z verkkoontumis aine11a (11, 5 litraa), sitten 32 X lateksin kiinteitä aineita kuitujen kuivapainoa kohti (384 kg laimennettuna 1 %:seksi). Loppusus pens ion zetapo-tentiaali on -16.

Vertailevia esimerkkejä

Seuraava taulukko vertailee sen polymeerin tai elastomeerin määriä, jota on käytetty tämän keksinnön mukaan erikoistyyp-pisen paperin tuottamiseen niihin polymeerin tai elastomeerin määriin, joita on tarvittu aikaisemmassa impregnointi-tekniikassa samanlaisen paperin tuottamiseen.

25 7 2 5 5 6

Taulukko

NIIDEN POLYMEERIEN PROSENTTIMÄÄRIEN VERTAILU, JOITA ON KÄYTETTY ERI TEKNOLOGIOISSA, SAMANTASOISELLE LAADULLE JA SAMALLE LOPPUTUOTTEELLE

Lopullinen käyttö Puhtaalle Kuiduille kiin- paperille nitetyn elasto- saostetun elas- meerin paino tomeerin paino (keksintö) (impregnoint i)

Korkean lujuuden omaava paperi 40 - 60 1 20 - 25 %

Nahan korvikkeen tuki 30 - 50 % 20 - 30 Z

Kuitumattomat synteettiset tuotteet 25 - 50 % 18 - 22 %

Faperit kiinnitarttuviin tuotteisiin 70 - 100 % 25 - 35 %

Paperit hiomatuotteisiin 70 - 100 % 30 - 35 %

Tapettipaperit 25 - 40 % 8 - 15 %

Rakennus pöhjien verhoilut 40 - 60 % 20 - 30 %

Suodatinpaperit 10 - 80 % 5 - 20 %

Paperit sisuste 1aminaa11ei- hin 100 - 300 % 30 - 100 % (odotet tu)

Prosenttimäärät ilmaistuna kuituisen aineen tai paperin kuivapainoa kohti: elastomeerin kuivapaino kuituisen materiaalin kuivapaino 26 7 2 5 5 6

Tekniikalla, jossa käytetään saostumis-koagulaatiota massassa, vaikka se onkin selvästi taloudellisempi, on lukuisia haittoja, joista johtuu tarve huomattaviin muutoksiin kartongin va Imi s t u s kon e e s s a ennen käyttöä, kuituiselle ja mine-raa 1imateriaa 1i11 e tapahtuvan koagulaat io-saos tunisreaktion tehokkaan kontrollin puuttuminen ja erityisen korkea tukkeutumis- ja 1 ikääntumisas te kuten myös luotettavuuden ja säännöllisyyden puuttuminen ei ainoastaan menetelmässä vaan samoin valmistetun materiaalin laadussa.

Tämän keksinnön mukaan toteutettu menetelmä eliminoi aikaisemman tekniikan erilaiset haitat. Verrattuna impregnointi-tekniikkaan, keksinnön mukaan valmistetut materiaalit aikaansaavat materiaalin säästöä, sillä ei tarvita kuin 20-30 % (kuivasta painosta) elastomeeria kuivan lopputuotteen painoa kohti, verrattuna 40-60 %:iin impregnointitekniikas s a. Sen lisäksi keksinnön mukaan toteutettu kiinnittäminen vesiolo-suhteissa estää myöhemmän muuttumisvaiheen, sillä tuotteessa, joka tulee suoraan kartonginvaImi stus koneesta, elasto-meeri on kiinnittynyt kuiduille erinomaisen homogeenisella tavalla.

Verrattuna saostumiskoagulaatiotekniikkaan, keksinnön mukaan valmistetut materiaalit tuovat mukanaan luotettavan säännöllisyyden ja homogeenisuuden vaImistus pros es sis s aja tuotetun materiaalin laadussa sellaisella tasolla, joka ei voi olla sama saostumis-koagulaatiopros es sis s a . Keksinnön tekniikan mukaan, jossa pH:ta ja zetapotentiaalia kontrolloidaan siten, että verkkoontumisaineen tarkka määrä, joka tarvitaan lateksin kaikkien partikkelien sitomiseen kuiduille käytetään aikaansaamatta lateksin koaguloitumista tai saostumista, polymeerin, s ekapo1ymeerin tai elastomeerin kiinnittyminen on täydellistä, ja jätevesien s aastuma11omuus on siten taattu, kuten myös täydellinen ja pysyvä uusimismahdollisuus tavanomaisella kartonginvalmistuskonee 1 la , jolle ei ole tehty mitään muutoksia rakenteessa tai järjestelmässä.

Esimerkkinä valmistetaan keksinnön mukaan tuki sellaiselle kartongille, joka sopii käytettäväksi rakennuspohj ien ver- 27 7 2 5 5 6 hoiluja valmistettaessa käyttäen siihen vinyylihartsia tai muuta polymeeriä lopputuotteen tarkan luonteen mukaisesti. Tämä tukimateriaali sisältää 19,5 % hartsikuituja, 62 % mineraali par t ikke 1 e j a (karbonaatteja), 18,4 % e lastomeeria (käytettynä lateksin muodossa) ja 0,6 % verkkoontumisainetta.

On huomattava, että keksintö ei rajoitu siteerattuihin esimerkkeihin, jotka on annettu havainno11 istamistarkoituksessa, ja että muutoksia voidaan tehdä ilman, että poistutaan keksinnön puitteista.

Claims (1)

1. 72556 28 Patenttivaatimus: Menetelmä lateksia sisältävien arkkien tai levyjen jatkuvaksi valmistamiseksi vesiympäristössä kuituaineista, jonka menetelmän mukaan valmistetaan kuituihin ja lateksiin perustuva massa, joka sen jälkeen muunnetaan arkeiksi tai levyiksi, t u n n e t t u siitä, että se käsittää yhdistelmänä seuraavat vaiheet: - käytetään vettä, joka sisältää korkeintaan noin 22 mg klooria litraa kohti, korkeintaan noin 46 mg sulfaattia litraa kohti, korkeintaan noin 0,2 mg sulfamaattia litraa kohti ja korkeintaan 0,2 mg alumiinia litraa kohti, - kuituaine suspendoidaan tähän veteen, - suspendoidun kuituaineen pH-arvo ja jeta-potentiaali mitataan, - mainitun kuituain e suspen sion pH-arvo säädetään vastaamaan myöhemmin lisättävän 1ateksihiukkas sus pension pH-arvoa, - käytetään vesiliuosta, joka käsittää verkloontumisaineen, joka koostuu disyanamidin ja formaldehydin kondensaatis-ta, jolla on kaava: nh2 HNC x, yCH20 —NHCN jossa x/y-suhde on 0,1...3, edullisesti 0,7...1,7, molekyylimassa on 400...1500, edullisesti 1000...1100, ja säädetään tämän liuoksen Zeta-potentiaali absoluutti-arvoon, joka on 60...120 % kuitujen vesisuspension ja lateksisuspension vastaavasta arvosta, jolloin tämä säätö suoritetaan säätämällä mainitun kondensaatin konsentraa-tiota vesiliuoksessa, - säädetään mainitun verkkoontumisaine 1iuoks en pH-arvo siten, että se vastaa 1 ateksisuspen sion ja kuitususpen-sion pH-arvoa, tl 29 72556 - 1ateksis uspensio lisätään kuitususpensioon, sekä - lisätään mainittu verkkoontumisaine 1iuos lateksista ja kuiduista saatuun seokseen sellaisena määränä, että tuloksena saatavan seoksen Zeta-potentiaali on oleellisesti yhtä suuri kuin kuitujen alkususpen sion vastaava arvo. 30 7 2 5 5 6 Förfarande för kontinuerlig framstälining i akvatisk railjö av ark eller skivor innehallande latex utgaende frln fiber-material, enligt vilket förfarande man fraraställer en pa fibrer och latex baserad massa, son därefter konverteras tili ark eller skivor, k a n n e t e c k n a t därav, att den omfattar korabinationen av följande skeden: - man använder vatten, som innehaller högst ca 22 mg klor per liter, högst ca 46 mg sulfat per liter, högst ca 0,2 mg sulfamat per liter och högst ca 0,2 rag aluminium per liter, - man suspenderar fiberämnet i detta vatten, - man uppmäter det suspenderade fiberämnets pH-värde och dess zeta-potentia 1, - man justerar nämnda pH-värde hos fiberämnessuspensionen att motsvara pH-värdet hos den latexpartike 1 s us pen sion som tillsättes senare, - man utnyttjar en vattenlösning, sora omfattar en tvärbin-dande agens bestaende av ett kondensat av dicyanamid och formaldehyd med formeln: nh2 HNC X, yCH20 NHCN väri förhällandet x/y är mellan 0,1 och 3 och företrä-desvis mellan 0,7 och 1,7, varvid molekylvikten är mellan 400 och 1500 och företrädesvis mellan 1000 och 1100, och man justerar zeta-potentialen hos denna lösning tili ett absolutvärde pa mellan 60 och 120 % av motsvarande värde hos fibrernas vattensuspension och latexsuspensio-nen, varvid denna justering utföres genora regiering av koncentrationen av nämnda kondensat i den vattenhaltiga 1ösn ingen, - man justerar pH-värdet hos nämnda lösning av den t verbin d a n d e agensen s a att den sk ali motsvara pH-värdet hos li