FI74081C - Foerfarande foer att paoskynda neutrallimning. - Google Patents

Description

1 74081

Menetelmä nopeuttaa liimautumista neutraaliliimauksessa

Keksintö koskee tapaa nopeuttaa ja tehostaa liimautumista täyteainetta sisältävän paperituotteen liimauksessa hydrofobisella, selluloosan kanssa reaktiokykyisellä neutraaliliimalla.

Paperin vedenhylkivyyttä eli hydrofobointiastetta voidaan lisätä erilaisilla lisäaineilla. Käytettäessä perinteistä hartsiliimasta ja alunasta muodostuvaa liimausseosta paperituotteiden valmistus tapahtuu happamissa olosuhteissa. Tällöin haittana on mm., että hartsiliima ja aluna vaikuttavat epäedullisesti paperin lujuusominaisuuksiin, vaaleuteen ja vanhenemisen kestävyyteen ja että happamuus edistää korroosiota. Kalsiumkarbonaattia ei voida käyttää täyteaineena, koska se alhaisessa pH:ssa hajoaisi hiilidioksidiksi ja kalsiumoksidiksi ja veteen liukenevat Ca-ionit vaikeuttaisivat hartsiliimausta. Em. syistä kiinnostus neutraaleissa ja jopa emäksisissä oloissa tapahtuvaan liimaa sisältävien paperituotteiden valmistukseen on voimakkaasti kasvanut. Tarkoitukseen soveltuvien synteettisten massaliimojen yhteisenä piirteenä on, että ne päinvastoin kuin hartsiliimat reagoivat selluloosamole-kyylien kanssa, jolloin syntyy kemiallisista kovalenttisidoksista johtuva, erittäin pysyvä, vettä hylkivä eli hydrofobinen liimaus.

"Paperituote" tarkoittaa tässä käytettynä arkkimaisia, rainamai-sia tai muovattuja tuotteita, jotka on valmistettu kuitumaisista selluloosaa sisältävistä aineksista. Niihin sisältyvät myös vastaavanlaiset selluloosan ja muun materiaalin, kuten synteettisen materiaalin tai mineraalikuidun, seokset. Varsinaisen selluloosan lisäksi "paperituote" voi sisältää vaihtelevia määriä mekaanista tai kemimekaanista massaa sekä mineraalitäyteaineita (kuten kaoliinia, talkkia, CaCO :a ja TiO :a).

3 2 2 74081

Neutraaliliimat ovat vesidispersion muodossa, jolloin dispergoin-tiaineena voidaan käyttää kationista tärkkelystä tai muuta kationista yhdistettä (ks. mm. patenttijulkaisut UK 865 727 ja 903 496).

Hyviksi neutraaliliima-aineiksi ovat osoittautuneet sellaiset hydrofobiset yhdisteet, jotka sisältävät selluloosahydroksyylien kanssa reagoivia ryhmiä. Alalla hyvin tunnetuista synteettisistä neutraaliliimoista mainittakoon mm. keteenidimeerien, karboksyy-lihappoanhydridien, orgaanisten isosyanaattien ja karbamoyyliklo-ridin pitkäketjuiset rasvahappojohdannaiset {FI-kuulutusjulkaisu 64 677, US-patenttijulkaisu 4 279 794 ja INSKO 159-81 VIII s. 17). Sen lisäksi on mainittu rasvahappojen kompleksiyhdisteet kromi tai alumiiniyhdisteiden kanssa, pitkäketjuiset N-substituoidut atsi-ridiinijohdannaiset, pitkäketjuiset kestomuovikopolymeerit ja jotkut kondensaatiotyyppiset kertamuovihartsit (US-patenttijulkaisu 3 575 796).

Synteettisillä neutraaliliimoilla on mm. seuraavat edut: - Neutraalilla tai lievästi alkalisella prosessilla saadaan paperia, jolla on paremmat lujuusominaisuudet, stabiilisuus, vanhene-misominaisuudet, eräät painettavuusominaisuudet, optisten vaa-lennusaineiden tehostunut vaikutus ja liimauksen kestävyys.

- Voidaan ottaa kalsiumkarbonaatti täyteaineeksi tai käyttää kal-siumkarbonaattipitoista päällystyshylkyä. Varsinaisia epäkohtia ei paperin laadun kannalta ole osoitettu, päinvastoin on tiettyä lu-juustasoa tavoitettaessa voitu lisätä paperin täyteainepitoisuut-ta. Systeemin pH-säätö yksinkertaistuu.

- Alkalisen jauhatuksen on eräissä tapauksissa havaittu säästävän energiaa ja suosivan lujuuden kehittymistä.

- Paperituotteen pintavärjäys on mahdollista.

- Liima kiinnittyy miltei täydellisesti joten kiertovedet pysyvät puhtaina liimasta.

t 3 74081

Mutta synteettisillä neutraaliliimoilla on myös omat haittansa. Siten - päinvastoin kuin perinteisessä hartsiliimauksessa saattaa lii-mausvaikutus esim. keteenidimeerien kohdalla olla täydellinen vasta muutaman tunnin tai jopa useamman päivän kuluttua, ts. liima kypsyy hitaasti.

- prosessissa voi esiintyä liiman ja vaahdon muodostumista sekä mm. tarttumisongelmia. Mikrobiologinen aktiivisuus lisääntyy neutraaleissa oloissa, - synteettiset neutraali liimat tarvitsevat useimmiten kationisia retentioaineita tai kiihdyttimiä joilla saattaa olla haitallisia vaikutuksia arkin muodostukseen ja muihin märän pään ilmiöihin.

Näiden haittatekijöiden poistamiseksi ja liimauksen tehostamiseksi on keksitty uusia liima-retentioaine-kiihdytinyhdistelmiä sekä näiden komponenttien tehokkaampia suhteita. Yleensä liimadisper-siot sisältävät kationista tärkkelystä stabiloivana aineena. Liimauksen retentioaineena tai kiihdyttimenä käytetään kationista polymeeriä. FI-patenttijulkaisu 64 677, US-patenttijulkaisu 4 279 794 ja FI-kuulutusjulkaisu 677 35 esittävät joukon retentioaineena tai kiihdyttimenä käytettäviä kationisia polymeerejä kuten katio-ninen tärkkelys, mannogalaktaani, polyeteeni-imiini, polyamiini, polyamidiamiini, polyakryyliamidi, polyamiiniamidi-, poly(dial-lyyliamiini)- ja bis-aminopropyylipiperatsiiniepihalohydriini, sekä kationiset melamiini-, urea- ja guanidiiniformaldehydihart-sit. On myös ehdotettu, että kationisen polymeerisen retentioai-neen lisäksi käytettäisiin anionista polymeeristä sideainetta (FI-kuulutus julkaisu 67 735 ja TAPPI Notes, 1985 Alkaline Papermaking, sivu 15).

Tekniikan tason mukaisissa liimaemulsion valmistusmenetelmissä on kiinnitetty huomiota liimakoostumukseen ja syntyvän emulsion stabiilisuuteen. TAPPI-julkaisun (TAPPI Notes, Alkaline Paperma- 4 74081 king, TAPPI PRESS, Atlanta, sivu 15) mukaan liimaus aloitetaan massalietteestä, johon lisätään mineraalitäyteaineen vesisuspensio. Sitten sekoitettuun mineraalitäyteainetta sisältävään massa-lietteeseen lisätään samanaikaisesti hydrofobiliimaa ja kationista retentioainetta. Vähän tämän jälkeen voidaan vielä haluttaessa lisätä anionista polymeeristä sideainetta. Liimauksessa liima kiinnittyy sekä massan kuituihin että täyteainepartikkeleihin. Koska täyteaineen hydrofobisoitumistarve on pienempi kuin massan ja koska se ei jää kokonaan paperituotteeseen, eli sen retentio on rajallinen, täyteaine kuluttaa turhan paljon liimaa, varsinkin kun täyteaineella on huomattavasti pitkiä kuituja suurempi omi-naispinta ja se täten sitoo suhteellisesti enemmän liimaa kuin kuidut. Lisäämällä täyteaineen retentiota kationisen retentioai-neen avulla on siten kyetty jonkin verran vähentämään myös lii-mankulutusta.

Siten tekniikan tason mukaisilla toimenpiteillä on pystytty vaikuttamaan etupäässä retentioon ja lopulliseen liimaustulokseen. Paperin valmistusprosessin helpottamiseksi ja nopeuttamiseksi on kuitenkin tärkeää parantaa nimenomaan liimausnopeutta. Huolimatta siitä, että liimausnopeutta on jonkin verran kyetty parantamaan tekniikan tason mukaisilla uusilla kationisilla kiihdyttimillä, prosessin eräänä pullonkaulana on edelleenkin neutraaliliimauksen hitaus.

Nyt on yllättäen havaittu, että käsittelemällä täyteaine erikseen kationisella polymeerillä ennen täyteaineen lisäystä massaliet-teeseen aikaansaadaan paljon nopeampi neutraaliliimaus. Siten on keksitty uusi, nopea paperin neutraaliliimausmenetelmä, joka tekee paperin hydrofobiseksi melkein heti helpottaen siten paperituotteen valmstusprosessia huomattavasti.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on siis tunnusomaista, että täyteaine käsitellään erillisessä vaiheessa esikäsittelyaineella, joka on kationinen polymeeri, ennen täyteaineen lisäystä kuitu-massalietteeseen. Tarkoituksena on päällystää täyteainepartikke- 5 74081 lit kationisella polymeerillä siten, ettei liima tartu niihin, jolloin liimaus nopeutuu ja tehostuu.

Keksinnön mukaisessa täyteainepartikkelien esikäsittelyssä käytettävä kationinen aine, edullisesti kationinen polymeeri voi olla erityyppinen tai samantyyppinen kuin neutraaliliimauksessa käytettävä retentioaine tai kiihdytin. Siten se voi olla kationinen polymeeri kuten esim. kationinen tai kationisoitu tärkkelys; man-nogalaktaani; melamiini-, urea- tai guanidiiniformaldehydihartsi; alkyleenipolyamiinihalohydriinihartsi; aminohartsi; disyaanidia-midi-formaldehydi-amiinipolymeeri; ureamonosubstituoitu ureahart-si; polyamiini-polyamidipolymeeri; polyakryyliamidi; sulfonoitu dimetyloliureahartsi; aminorikkihappo-melamiini-formaldehydihartsi; polyamiinipolyamidihalohydriinihartsi; kationinen polyamiini, disyaanidiamidiformaldehydihartsi; disyaanidiamidin, ammoniumsuo-lan, formaldehydin ja vesiliukoisen aminopolyamidin happosuolan reaktiosta syntyvä hartsimainen seos; polyeteeni-imiini; poly(di-allyyliamino)epihalohydriini; disyaanidiamidin tai syanamidin, bisaminopropyylipiperatsiinin ja epihalohydriinin reaktiosta syntyvä hartsi; tai poly (bis-aminopropyylipiperatsiini)epihalohyd-riinihartsi. Erityisen edullisia ovat ns. kationiset dispergoin-tiaineet, jotka ovat huomattavasti pienemmän moolimassan omaavia kationisia polymeerejä kuin retentioaineet. Niiden moolimassa on kaikkein edullisimmin suuruusluokkaa alle 100 000 g/mol. Kriteerinä on, että esikäsittelyssä käytettävä kationinen polymeeri tarttuu täyteainepartikkeleihin, koska keksinnön havainnon mukaan on oletettavaa, että täyteainepartikkelit reagoivat massan kuituja nopeammin liiman kanssa hidastaen siten liimausta, joten täyteainepartikkeleihin täytyy etukäteen kiinnittää liimaa torjuvia kationisia polymeerejä.

Keksinnössä käyttökelpoiset liimat perustuvat hydrofobisiin, selluloosan kanssa reaktiokykyisiin liimausaineisiin kuten pitkäket-juisiin keteenidimeereihin, dikarboksyylihappoanhydrideihin, orgaanisiin isosyanaatteihin ja karbamoyyliklorideihin. Nämä ns. tehoaineet tekevät paperituotteen hydrofobiseksi reagoidessaan 6 74081 paperituotteessa olevan selluloosan kanssa. Seuraavassa on määritelty muutamia hydrofobisia, selluloosan kanssa reagoivia liimaus-aineita, joita edullisesti voidaan käyttää keksinnön mukaisessa neutraaliliimauksessa.

Alkyyliketeenidimeereillä (AKD) on yleinen kaava /r-ch=c=o7 (i) “ “2 jossa R on hiilivetyryhmä kuten alkyyli, jossa on ainakin 8 hiiliatomia, sykloalkyyli, jossa on ainakin 6 hiiliatomia, aryyli, aralkyyli tai alkaryyli. Esimerkkejä keteenidimeereistä ovat oktyyli-, dekyyli-, dodekyyli-, tetradekyyli-, heksadekyyli-, oktadekyyli-, eikosyyli-, dokosyyli-, tetrakosyyli-, fenyyli-, bentsyyli-beta-naftyyli ja sykloheksyyliketeenidimeerit, sekä myös sellaiset keteenidimeerit jotka on valmistettu montaaniha-posta, nafteenihaposta, delta-9,10-dekyleenihaposta, delta-9,10-dodekyleenihaposta, palmitoleiinihaposta, oleiinihaposta, ri-sinoleiinihaposta, pellavaöljyhaposta, linoleenihaposta ja oleo-steariinihaposta, sekä myös sellaiset keteenidimeerit jotka ovat valmistetut luonnosta saatavista rasvahapposeoksista, kuten niistä seoksista, joita on saatu kookospähkinäöljystä, babassuöljystä, palmunydinöljystä, palmuöljystä, oliiviöljystä, maapähkinäöljystä, rypsiöljystä, naudan talista, silavasta (lehtisilavasta) tai valaan rasvasta. Kaikkien edellä mainittujen rasvahappojen seoksia jokaisen toisen kanssa voidaan myös käyttää.

Käyttökelpoisiin happoanhydrideihin kuuluvat (A) hartsianhydridi, ks. US-patenttijulkaisua 3 582 464, (B) anhydridit, joiden ra kennekaava on R1 - C^= 0

No (II)

R2 - c/= O

7 74081 1 2 jossa R ja R voivat olla samoja tai erilaisia tyydytettyjä tai tyydyttämättömiä hiilivetyryhmiä, jotka ovat suoraketjuisia tai haaraketjuisia alkyyliryhmiä, aromaattisia substituoituja alkyyliryhmiä tai alkyylillä substituoituja aromaattisia ryhmiä, jotka sisältävät 11-39 hiiliatomia, sekä (C) sykliset dikarbok-syylihappoanhydridit, joiden kaava on 0 4 ' R - R O (III ) c = o 3 . 4

jossa R tarkoittaa dimetyleem- tai trimetyleeniryhmää ja R

on hiilivetyryhmä, joka sisältää 8-22 hiiliatomia, ja joka on alkyyli, alkenyyli, aralkyyli tai aralkenyyli. Sykliset anhydridit ovat siis substituoituja meripihkahapppo- tai glutaarihappoanhyd-ridejä. Tyypillisiä esimerkkejä suoraketjuisista anhydrideistä ovat myristoyylianhydridi, palmitoyylianhydridi, oleoyylianhydridi ja stearoyylianhydridi. Tyypillisiä esimerkkejä syklisistä anhydrideistä ovat iso-oktadekenyylimeripihkahappoanhydridi, m-heksa-dekenyylimeripihkahappoanhydridi, oktenyylimeripihkahappoanhydridi ja oktyyliglutaarihappoanhydridi.

Orgaaniset isosyanaatit ovat käyttökelpoisia, silloin kun niiden hiilivetyketjut sisältävät ainakin 12 hiiliatomia, edullisesti 14-36 hiiliatomia. Sellaisia isosyanaatteja ovat hartsi-isosyanaatti, dodekyyli-isosyanaatti, oktadekyyli-isosyanaatti, tetradekyyli-isosyanaatti, 6-etyylidekyyli-isosyanaatti, 6-fenyylidekyyli-isosyanaatti sekä polyisosyanaatit kuten 1,18-oktadekyyli-di-isosyanaatti ja 1,12-dodekyyli-di-isosyanaatti, joissa on kahta isosyanaattiryhmää kohden yksi pitkäketjuinen alkyyliryhmä, joka antaa koko molekyylille sen hydrofobiset ominaisuudet.

Karbamoyylikloridien kaava on r1. ° (IV) N - R2^ ^C1 8 74081 1.2 . .

jossa R ja R ovat pitkäketjuisia ryhmiä, edullisesti stea-ryyliryhmiä (INSKO 159-81 Vili).

Yleensä liimadispersiot sisältävät kationista tärkkelystä stabiloivana aineena mutta myös muita alalla hyvin tunnettuja suoja-kolloideja voidaan käyttää, kuten kationiset veteen liukenevat hartsit, esim. aminopolyamiinin ja epikloorihydriinin reaktiotuote .

Synteettiset ns. neutraaliliimat vaativat usein kationisen reten-tioaineen alkukiinnittäjäkseen kuituihin ja mahdollisesti voidaan käyttää kiihdytintä liimausreaktion nopeuttamiseksi. Tällaisia retentioaineita tai kiihdyttimiä ovat kationiset polymeerit, kuten esim. kationinen tärkkelys; kationinen mannogalaktaani; melamii-niformalyylihartsit; urea-formaldehydihartsit; guanidiini-forma-lyylihartsit; alkyleenipolyamiini-halohydriinihartsit; aminohart-sit; disyaanidiamidi-formaldehydi-amiinipolymeerit; urea-mono-substituoidut ureahartsit; polyamiini-polyamidipolymeerit; kationinen polyakryyliamidi; sulfonoidut dimetyloliureahartsit; amino-rikkihappo-melamiini-formaldehydihartsit; selluloosaa turvottava amiinioksidi; polyamiinipolyamidihalohydriinihartsit; kationinen polyamiini; disyaanidiamidiformaldehydihartsit; disyaanidiamidin, ammoniumsuolan, formaldehydin ja vesiliukoisen aminopolyamidin happosuolan reaktiosta syntyvä hartsimainen seos; polyeteeni-imii-ni; poly(diallyyliamino)epihalohydriini; disyaanidiamidin tai syanamidin, bis-aminopropyylipiperatsiinin ja epihalohydriinin reaktiosta syntyvä hartsi; ja poly(bisaminopropyylipiperatsii-ni)epihalohydriinihartsi. Kationinen retentioaine on yleensä hyvin suurimolekyylinen; sen moolimassa voi olla jopa suuruusluokkaa 10 g/mol. Kationisen retentioaineen tai kiihdyttimen lisäksi voidaan myös käyttää anionista polymeeristä sideainetta.

Keksinnön mukainen menetelmä eroaa tekniikan tason mukaisesta neutraaliliimausmenetelmästä siten, että täyteaine käsitellään erikseen esikäsittelyaineella ennen täyteaineen lisäystä kuitu-massalietteeseen. Ensin valmistetaan täyteaineen, edullisesti mi- 9 74081 neraalitäyteaineen liete sekoittamalla, jolloin liete on huomattavasti väkevämpi kuin kuitumassaliete. Sitten sekoitetaan lietteeseen esikäsittelyaine, joka edullisesti on kationista polymeeriä, vielä edullisemmin dispergointiaineeksi tarkoitettua kationista polymeeriä, jonka moolimassa on huomattavasti pienempi kuin tavanomaisten retentioaineiden moolimassa. Edullinen esikäsitte-lyaineen määrä on 0,05 - 10,0 %, edullisesti 0,1 - 1,0 % täyteaineen painosta. Sekoitettu, kationista esikäsittelyainetta sisältävä täyteaineliete kaadetaan konekyyppiin, jossa on valmis, tekniikan tason mukainen kuitumassaliete. Sitten lisätään lietteeseen tunnetulla tavalla hydrofobinen neutraaliliima, joka on edullisesti em. keteenidimeerijohdannaisen, happoanhydridin, isosyanaatin tai karbamoyylikloridin, kaikkein edullisimmin ensiksi-mainitun aineen dispersio, ja kationista retentioainetta, joka voi olla jokin edellä mainituista kationisista polymeereistä. Edullinen neutraaliliiman määrä on 0,01 - 1,0 % (tehoainetta), vielä edullisempi 0,04 - 0,20 % paperituotteen koko kuivasta painosta. Edullinen retentioaineen määrä on 100 - 500 g/t kuivaa paperituotetta, mikäli retentioaineena on polyakryyliamidi.

Esimerkit

Seuraavassa on esitetty esimerkkejä siitä, miten keksintöä voidaan toteuttaa.

Täyteaineen esikäsittely kationisella polymeerillä suoritettiin seuraavalla tavalla. Tehtiin täyteaineliete sekoittamalla kaupallista täyteainekalsiumkarbonaattia (Faxekalk) veteen n. 10 % lietteeksi joskin tehdasolosuhteissa voidaan ja on syytäkin käyttää huomattavasti suurempia lietteen kuiva-ainepitoisuuksia. Noin 5 minuutin sekoittamisen jälkeen liete oli valmis. Sen jälkeen täyteainelietteeseen lisättiin ilmoitettu määrä esikäsittelyainetta, joka oli kationinen polyakryyliamidipöhjäinen dispergoin-tiaine (Fennodispo K 91), kationinen pihkanpoistoaine (Fennodispo K 92), voimakkaasti kationinen massatärkkelys (Posenyl 51265), tai kationinen polyakryyliamidipohjäinen kuivalujaliima (Sumirez 906). Esikäsittelyaineen lisäämisen jälkeen sekoitusta jatkettiin vielä 10 74081 noin 15 minuuttia. Sekoitettu, esikäsittelyaineella käsitelty täyteaineliete syötettiin konekyyppiin, jossa oli valmis noin 2 %: nen kuitumassaliete. Käytetty selluloosa sisälsi 40 % valkaistua o mäntyselluloosaa, 25 SR ja 60 % valkaistua koivuselluloosaa, o 25 SR. Täyteaineannostus oli 22 % kokonaiskiintoainemäärästä, jolloin retentio huomioiden tuli paperin täyteainpitoisuudeksi n. 20 %. Retentio oli erittäin hyvä, koska kyseessä oli hyvin hidas-käyntinen koepaperikone (nopeus 6 m/min).

Seokseen lisättiin ilmoitettu määrä alkyyliketeenidimeeriliimaa (AKD-liimaa), ja niin paljon kationista, hyvin suurimolekyyliseen polyakryyliamidiin perustuvaa retentioainetta (Fennopol K304), että sitä oli n. 230 g/t kuivaa paperituotetta. Liima lisättiin ns. tasauspataan ja retentioaine viiraveteen.

Tekniikan tason mukaisissa vertailukokeissa joko jätettiin esikäsittely pois tai korvattiin se lisäämällä AKD-liiman sijasta AKD-liiman ja tekniikan tason mukaisen kiihdyttimen seos täyteainetta sisältävään puumassaliettteeseen. Vertailukokeissa käytetyt tekniikan tason mukaiset kiihdyttimet olivat kationinen urea-formal-dehydihartsi (UF-kiihdytin) ja kationinen disyandiamidihartsi (DCD-kiihdytin).

AKD-liimaa valmistettiin kahta lajia, ns. kartonkiliimaa ja hieno-paperiliimaa.

Kartonkiliima valmistettiin seuraavalla tavalla. 2 paino-osaa kationista tärkkelystä (esim. Posamyl E6) lietetään 100 paino- o osaan vettä ja seosta sekoitetaan noin 30 minuuttia 95 C:ssa.

o Tärkkelysliuos jäähdytetään 65 C:een, siihen sekoitetaan 10 paino-osaa keteenidimeeriä ja pH-arvo säädetään rikkihapolla alueelle 2-3. Seosta emulgoidaan roottori/staattorityyppisellä emulgointilaitteella (esim. Ultra-Turrax, Jank & Kunkel KG) noin 10 minuuttia ja jäähdytetään huoneen lämpötilaan.

I: 11 74081

Hienopaperiliima valmistettiin seuraavalla tavalla. Liiman esiseos valmistetaan samalla tavoin kuin kartonkiliimaa valmistettaessa. Emulgoinnin jälkeen liima ajettiin 2 kertaa korkeapainehomogeni-saattorin (paine-ero 400 baaria) läpi.

Keksinnön ja tekniikan tason mukaisille liimoille suoritettiin liimaustestit määrittämällä Cobb-arvot ja suorittamalla tippakoe sekä HST-koe.

Cobb-arvolla eli paperin vesiabsorptiolla tarkoitetaan sitä vesimäärää, jonka paperin jompikumpi pinta tietyssä ajassa absorboi sitä tasaisesti peittävästä 1 cm:n korkuisesta vesipatsaasta.

Koska liimauksella pyritään paperin hydrofobisuuden lisäämiseen, niin seuraa, että mitä pienempi Cobb-arvo sen parempi liimaustu-los. Cobb-menetelmä on lähemmin selostettu standardissa SCAN-B 12:64. Sen periaatteen mukaan ilmastoidut koepalat punnitaan sekä ennen että sen jälkeen, kun ne on asetettu veden kanssa kosketuksiin tietyissä olosuhteissa. Ennen jälkimmäistä punnitusta poistetaan vesiylimäärä puristamalla koepalat imupaperien välissä määrämittaisella ja määräpainoisella messinkirullalla. Cobb-arvojen yhteydessä ilmoitetaan myös käytetty veden absorptioaika alaindeksinä. Siten Cobb ja Cobb tarkoittaa, että veden 30 60 absorptioaika on ollut vastaavasti 30 ja 60 sekuntia.

Tippakokeen mukaisesti paperin pinnalle laitetaan vesitippa ja mitataan se aika jonka tipan kestää imeytyä paperin sisään. Koska on kysymys imeytymisajasta, niin seuraa, että mitä suurempi lukema, sen parempi liimaus. Paperin valmistusprosessin kannalta on tärkeää aikaansaada hydrofobisuus mahdollisimman nopeasti. Siten tippakoe on mitattu heti paperin valmistuttua ja Cobb 10 mi- 30 nuutin kuluttua. Nämä arvot kuvaavat niinsanottua heti-liimausta eli sitä, miten nopeasti liimaus kypsyy (kehittyy). Arvo Cobb 60 1 viikko on mitattu yhden viikon luonnollisen kypsytyksen , ° . .

(23 C 50 % RH) lälkeen. Cobb -arvo kuvaa lopullista liimaus- 60 ta.

74081 12 HST-kokeessa (Hercules Sizing Tester) kaadetaan paperin yläpinnalle mustetta ja luetaan se aika, jolloin paperin alapinnalta tapahtuvan valon heijastuksen lukema on laskenut 80 %:iin alkuperäisestä heijastumasta. Koetta on lähemmin selostettu standardissa TAPPI T 530 pm-83. Koska liimauksella pyritään lisäämään paperin hydrofobisuutta, seuraa, että mitä suurempi HST-arvo, sen parempi liimaustulos.

Seuraavassa taulukossa on esitetty mittaustulokset. Siitä ilmenee, että keksinnön mukaisella nopeutetulla liimausmenetelmällä, jossa täyteaine käsitellään erikseen kationisella polymeerillä ennen täyteaineen lisäystä puumassalietteeseen, aikaansaadaan paljon nopeampi ja parempi neutraaliliimaus.

li 74081 E-· rn m r> o r- W M » \a ld γμ o -Π Tr n t— γί <r 0 n, •h e

s <T

^ <— σιΓ'-Γ'-σι^οΓη*— o

I rr <N τ— (N ® (S (N O

0 ^OJOIOItNINiNOJiNtN VO

s

In

E

° "pi <N O r- Π fO

1 » » » * s 0 vor^invor^ront— or- ·*τ *y ro LnrrrorsirnrrmrNoji— vo r- 8 u (15

CU

&. Φ •ΡΟιηιηιηοονηοοοο o o

E-ι X (Nromm^rnvovovD

Λ A A

t— t— 1— r- r- I a\ CTi O Ov ID ΟΊ (Tv >1 ^«^«VO ««

»H <N VO

<D Ο Ο Ο Ο T- o OO

•p a a c< Q< io m a a P (/] (/) (/) (/) (/) y]

‘P Ή *P *P *P rp N Ή -H

« Ό TS Ό T3 >i ω Ό Ό :(0

:(0 2 0000ΕΡ OO -P

X ~ C C C C (0 -P I C C I I (/> •H2 C C C C (/) £ c c :φ ιη^ιοοοΦΟΦ α> cu p(0

W fo fo fo fo fo c/) fob :(0 -P

:(0 in E QJ 0) 0) ., c c (N ·γΗ ·η :(u dPcftPdPdPdPdP <#> c/P (0(0 .¾ ο ω

•<o mooooifi oo -P-P

:[0 O <— (N *— (P *— CN

E *»-**.- - -P :to

OOOOOO OO -P-P

’“, Λί S 4. + ® Λ

3 + + -H 4J

(0(Λ (0W (Ο <τ vfl <τ G (0 κοιηιηιηιηίΛιηιηα^ιηιηιητ-ίητ- 0>

•PCOOOOOOOOOOOOOO x -P

ι-ΐ(θοοοοοοοοοοοοοο (O (O (O c*o <#>

E E E

•P ·Ρ *H * n.

(O (0 (O (0 (O (O (O -P -P -P e (0(0 EEEEEEEr-ii—if-t C -p +j+j

•P ·Η ·Η -H -H ·Ρ ·Ρ -P ·Ρ ·Ρ + -H + 4J 4-1 -P

-P -P -H -P -H -P -P P p J-l 4J >, <X) <D

iPfP^-lrP(PfP<—I <U O <U (O >ι(ΟΌ CC

O -P -p -p .p -h ·Ρ ·Ρ £i Q-i Oi E Ό E .c -P -P

X XXXXXXX Π3Π} ia -r^X -H (0(0 £ C £ £ £ £ £ di 0* O* Ή Ή ·Η Ή o o

3 (0. ΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟγΗ-η,—ιλ: -C.G

rH £ 4J4J4J4J4J4-)-PCCCI^II Q)(U

3 -P PPPPPPMiDoqj^is^q 4J4J

(T3 ·Η *H Ή Q Q n ^ f\j E-t i4 xfofofofofoböEKa: <^_ο,

Claims (7)

1. Menetelmä 1iimautumisen nopeuttamiseksi ja tehostamiseksi täyteainetta sisältävän paperituotteen liimauksessa hydrofobisella, selluloosan kanssa reaktiokykyisei 1ä neutraali1iimal1 a, tunnettu siitä, että täyteaine käsitellään erillisessä vaiheessa esikäsittelyaineella, joka on kationinen lisäaine, edullisesti kationinen polymeeri, ennen täyteaineen lisäystä kuitumassaliet-teeseen liimausta varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että täyteaineen esi käsittelyaineena käytetään dispergointi ai -neeksi kelpaavaa kationista polymeeriä, jonka moolimassa on oleellisesti pienempi kuin mahdollisesti retentiotarkoitukseen käytettävien kationisten polymeerien moolimassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että täyteaineen käsittelyssä käytetään esikäsittelyainetta 0,05 - 1,0 %, edullisesti 0,1 - 1,0 % täyteaineen painosta.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hydrofobisena, selluloosan kanssa reaktio-kykyisenä neutraali1iimana käytetään pitkäketjuista keteenidimee-ri ä.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään selluloosan kanssa reaktioky-kyistä neutraali1iimaa 0,01 - 1,30 % (tehoainetta), edullisimmin 0,04 - 0,20 % paperituotteen kuivasta painosta.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsiteltävä täyteaine on mineraalitäyteai-ne, edullisesti kai siumkarbonaattia.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsiteltävää täyteainetta lisätään kuitu-massalietteeseen noin 10 - 50 % paperituotteen kuivasta painosta.