FI86210C - Papperslim och dess anvaendning vid pappersframstaellning. - Google Patents

Description

1 86210

Paperiliima ja sen käyttö paperinvalmistuksessa Papperslim och dess användning vid pappersframstalining

Keksintö kohdistuu paperiliimavalmisteeseen, joka käsittää massaliiman ja tärkkelyksen tai kumin pitkäketjui s en alkyyli-johdannaisen välisen seoksen.

Paperi ja kartonki massaliimataan usein erilaisilla hydrofobisilla materiaaleilla, kuten esimerkiksi alkyyliketeenidimee-reillä, rasvahappojen anhydrideillä, triglyseridien maleaa-teilla, ai fa-olefiinien maleaateilla, rasvahappojen maleaa-teilla tai dikarboksyylihappojen substituoituneilla, lineaarisilla tai syklisillä anhydrideillä. Nämä liimat sisällytetään varsinaiseen paperinvalmistukseen, ja näin ollen edellytyksenä on, että liimavalmisteet dispergoituvat tasaisesti ja pieninä hiukkasina kuitulietteeseen.

Yleensä nämä liimat on lisätty emulgoivien aineiden avulla veteen valmistettuna emulsiona, ja näistä emulgoivista aineista mainittakoon esimerkiksi kationiset tai tavalliset tärkkelykset, karboksimetyyliselluloosa, luonnolliset kumit, gelatiini, kationiset polymeerit tai polyvinyylialkoholi, jotka kaikki toimivat suojaavina kolloideina. Kaupallisesti käytettyinä näillä emulgoivilla aineilla on kuitenkin monia - ·’ luontaisia puutteita, lisättiinpä niihin pinta-aktiivisia aineita tai ei. Pääasiallisena haittana on välttämättömyys käyttää suhteellisen monimutkaista, kallista ja raskasta laitteistoa, joka kykenee saamaan aikaan suuria homogenoivia leikkausvoimia ja/tai paineita, sekä emulgointisuhteita ja -lämpötiloja ajatellen tarkat toimenpiteet, jotta kyseisestä liimasta saataisiin syntymään tyydyttävän stabiili emulsio.

. . Tämän lisäksi monien pinta-aktiivisten aineiden käytön yhdessä I.. suojaavien kolloidien kanssa todettiin aiheuttavan käyttö-vaikeuksia paperinvalmistuksessa, kuten sulpun voimakasta vaahtoamista ja/tai liimavaikutuksen katoamista.

2 86210

Erityisesti tekniikan tason mukaisissa kaupallisissa, tällaisia massaliimoja käyttävissä toimenpiteissä edeltäkäsin emul-gointi kationisella tärkkelyksellä ja/tai muilla hydrokolloi-deilla oli välttämätöntä käyttäen suhteellisen tarkkoja menetelmiä ja korotettuja lämpötiloja tärkkelyksen tai hydrokollo-idien keittämiseksi, sekä suuria leikkausvoimia ja/tai suuria paineita tuottavia homogenoivia laitteita. Mikäli näitä mutkikkaita toimenpiteitä ei noudatettu huolellisesti, niin paperinvalmistuksessa törmättiin usein vaikeuksiin, joista mainittakoon kerääntyminen paperijärjestelmään, laadun säädössä esiintyvät vaikeudet sekä yleensä epätyydyttävä suorituskyky.

Monista näistä vaikeuksista päästiin eroon US-patenttijulkai-sun 4 214 948, myönnetty heinäkuun 29. päivänä 1980 nimellä

Mazzarella et ai., sekä uusintajulkaisun US 29 960, myönnetty huhtikuun 10. päivänä 1979 samalla nimellä, perusteella, joissa julkaisuissa esitetään tiettyjä liima-aineita sekä poly-oksialkyleeni-alkyyli-eettereitä tai alkyyli-aryyli-eetterei-tä, tai niiden vastaavia mono- tai di-estereitä sisältävien liimaseosten käyttö, jotka seokset saadaan emulgoitumaan helposti veteen ilman suuria leikkausvoimia normaalissa paineessa. Huolimatta näiden viimeksi mainittujen patenttijulkaisujen mukaisista parannuksista alalla on kuitenkin edelleen olemassa tarve saada aikaan emulsioita, joiden liimaava suorituskyky ja toimivuus on aikaisempaa parempi.

Oheisen keksinnön, jonka tunnusmerkit määritellään patentti-vaatimuksissa, puitteissa todettiin, että paperiliima, joka : - - voidaan valmistaa pieniä leikkausvoimia käyttäen, ja jonka : liimaavat ominaisuudet ovat paremmat verrattuna alalla tois- täiseksi käytettyihin liimoihin, voidaan saada aikaan sisällyttämällä siihen vettä ja 0,1-15 paino-% vähintään yhtä - - hydrofobista liima-ainetta sekä 0,4-30 paino-% tärkkelyksen '.. pi tkäket j uis ta alkyyli j ohdannaista sisältävää suihkukeitettyä dispersiota tai vastaavan kumijohdannaisen dispersiota. Erityi-; sen edullisia oheisen keksinnön mukaisia paperiliimoja ovat : : ne, joiden valmistuksessa hydrofobisina liima-aineina on 3 86210 käytetty dikarboksyylihappojen substituoituja, lineaarisia tai syklisiä anhydridejä.

Oletetaan, että keksinnön mukaisten paperiliimojen paremmat ja synergistiset liimaavat ominaisuudet johtuvat lukuisista tekijöistä. Näistä tekijöistä mainittakoon pinta-aktiivisten aineiden (jotka ovat itse liimavaikutusta estäviä aineita) käytön välttäminen sekä reaktiivisen liima-aineen hydrolysoi-tumisen aleneminen, mikä pitää järjestelmän puhtaampana, ja mikä näin ollen helpottaa koneen toimintaa ja tekee liiman käytön tehokkaammaksi.

Keksinnön mukaisten, polysakkaridiin perustuvien emulgaatto-reiden käytön lisäetuna on niiden kyky toimia "puhdistavina aineina" tai emulgoida paperin valmistukseen käytetyn laitteiston metallipinnoille mahdollisesti jäänyt liima-aine, mikä parantaa edelleen tällä laitteistolla tehtyjen paperiarkkien liimautumista, ja mikä parantaa samoin koko järjestelmän taloudellisuutta.

Oheisessa keksinnössä käyttöä ajatellen edullisimmat liimaavat yhdisteet ovat dikarboksyylihappojen syklisiä anhydridejä, jotka sisältävät hydrofobisen substitution. Paperiliimoina yleisimmin käytetyt, dikarboksyylihappojen substituoituneet sykliset anhydridit voidaan esittää seuraavalla kaavalla: * Ϊ

: : C

/ \

Or- r'

Y

0 . . missä R tarkoittaa dimetyleeni- tai trimetyleeniradikaalia, ja missä R' on enemmän kuin 4 hiiliatomia sisältävä hydrofobinen *.··· ryhmä, joka voidaan valita alkyyli-, alkenyyli-, aralkyyli- :··· tai aralkenyyliryhmien joukosta. Edullisia ovat liimaavat yhdisteet, joissa R' sisältää enemmän kuin 12 hiiliatomia.

4 86210

Laajasti ottaen edellä esitetyn kaavan mukaisia dikarboksyyli-happojen syklisiä anhydridejä ovat esimerkiksi seuraavien patenttijulkaisujen mukaiset liima-aineet: US-3 102 064, myönnetty elokuun 27. päivänä 1963 nimellä Wurzburg et ai. , US-3 821 069, myönnetty kesäkuun 28. päivänä 1974 nimellä

Wurzburg, sekä US-3 968 005, myönnetty heinäkuun 6. päivänä 1976 nimellä Wurzburg, sekä japanilainen patenttijulkaisu JP-95 923 ja JP-Sho-59-144697.

Täten nämä dikarboksyylihappojen substituoituneet sykliset anhydridit voivat olla edellä esitetyn kaavan mukaisia meri-pihkahapon ja glutaarihapon substituohtuneita anhydridejä, kuten esimerkiksi meripihkahapon iso-oktadekenyyli-anhydridi, meripihkahapon n- tai iso-heksadekenyyli-anhydridi, meripihka-hapon dodekenyyli-anhydridi, meripihkahapon dodekyyli-an-hydridi, meripihkahapon dekenyyli-anhydridi, meripihkahapon oktenyyli-anhydridi, meripihkahapon tri-isobutenyyli-anhydri-di, jne.

Liima-aineet voivat olla myös sellaisia edellä esitetyn kaavan mukaisia yhdisteitä, jotka on valmistettu käyttäen seuraavan yleisen kaavan mukaista sisäistä olefiinia:

Rx - CH2-CH * CH-CH2-Ry missä Rx on vähintään neljä hiiliatomia sisältävä alkyyli-radikaali ja Ry on vähintään neljä hiiliatomia sisältävä aikyyliradikaali, ja joilla yhdisteillä on erityisemmin rakenne:

Rx <h H CH2

\ I I

C — c — CH- CH^CH—Ry < 1 / 2 o 5 86210 missä Rx on vähintään neljä hiiliatomia sisältävä alkyyli-radikaali ja Ry on vähintään neljä hiiliatomia sisältävä alkyyliradikaali, ja missä Rx ja Ry voivat korvata toinen toisensa. Erityisinä esimerkkeinä viimeksi kuvatuista liimaa-vista yhdisteistä mainittakoon meripihkahapon (1-oktyyli-2-dekenyyli)-anhydridi ja meripihkahapon (1-heksyyli-2-oktenyy-li ) -anhydridi.

Liima-aineet voidaan myös valmistaa käyttämällä vinylideeni-olefiinia, jolla on seuraava yleinen rakenne:

Qij-Rx

H.C « C

\ CH2—Ry missä sekä Rx että Ry ovat vähintään neljä hiiliatomia sisältäviä alkyyliradikaaleja. Näillä yhdisteillä on erityinen kaava:

0 H

\ I

,C- C-CH,-C-CH-—Rx / «1 Q &

\ I

C-CH, Ry / O' missä Rx on vähintään neljä hiiliatomia sisältävä alkyyliradikaali ja Ry on vähintään 4 hiiliatomia sisältävä alkyyliradikaali, sekä Rx ja Ry voivat korvata toinen toisensa. Niistä voidaan mainita esimerkiksi 2-n-heksyyli-l-okteeni, 2-n-oktyyli-l-dodekeeni, 2-n-oktyyli-l-dekeeni, 2-n-dode-kyyli-l-okteeni, 2-n-oktyyli-l-okteeni, 2-n-oktyyli-l-noneeni, 2-n-heksyyli-dekeeni ja 2-n-heptyyli-l-okteeni.

Näihin liima-aineisiin voivat myös kuulua ne edellä kuvatut yhdisteet, joiden valmistukseen käytetty olefiini käsittää alkyylihaaran yhdessä tyydyttymättömässä hiiliatomissaan, tai yhdessä tyydyttymättomien hiiliatomien viereisessä hiiliatomissa. Esimerkkeinä viimeksi mainituista olefiineista mainit 6 86210 takoon n-okteeni-1; n-dodekeeni-1; n-oktadekeeni-9; n-heksee-ni-1; 7, 8-dimetyyli-tetradekeeni-6; 2, 2, 4, 6, 6, 8, 8-heptametyyli-noni-4; 2, 2, 4, 6, 6, 8, 8-heptametyylinoni-3; 2, 4, 9, 11-tetra-metyyli-5-etyylidodekeeni-5; 6,7-dimetyylidodekeeni-6; 5-etyyli-6-metyyliundekeeni-5; 5, 6-dietyylidekeeni-5; 8-metyyli-tridekeeni-6; 5-etyylidodekeeni-6; sekä 6, 7-dimetyylidodekee-ni - 4.

Oheisessa keksinnössä käyttökelpoisten hydrofobisten liima-aineiden toisen luokan muodostavat korkeammat orgaaniset keteenidimeerit, joilla on seuraava kaava: R- CH— C-CH- R' I i o-c=o missä R ja R' valitaan toisistaan riippumatta vähintään kahdeksan hiiliatomia sisältävien tyydyttyneiden ja tyydytty-mättömien alkyyliradikaalien, vähintään kuusi hiiliatomia sisältävien sykloalkyyliradikaalien, aryyli-, aralkyyli- ja aikyyliaryyliradikaalien joukosta.

Erityisinä esimerkkeinä tähän luokkaan kuuluvista liimaavista yhdisteistä mainittakoon: oktyyli-, dekyyli-, dodekyyli-, tetradekyyliheksadekyylioktadekyylieikosyyli-, doko-syyli-, tetrakosyylifenyyli-, bentsyyli-, B-naftyyli- ja sykloheksyyli-keteenidimeerit, sekä ne keteenidimeerit, jotka on valmistettu montaanihaposta, naftaanihaposta, Δ-dekyleii-nihaposta, Δ-dodekyleiinihaposta, palmitoleiinihaposta, oleiinihaposta, ri s i nol ei ini haposta, petroseliinihapos ta, vakseenihaposta, linolihaposta, viinihaposta, linoleenihapos-ta, eleosteariinihaposta, likaanihaposta, parinaarihaposta, gadoleiinihaposta, arakidonihaposta, kedtoleiinihaposta, erusihaposta tai selakoleiinihaposta, ja ne keteenidimeerit, jotka on valmistettu rasvahappojen luonnossa esiintyvistä seoksista, esimerkiksi seoksista, joita tavataan kookos-pähkinäöljyssä, babassuöljyssä, palmuydinöljyssä, oliiviöljyssä, maapähkinäöljyssä, rypsiöljyssä, naudan talissa, munuaislaardissa ja valaan traanissa. Keksinnössä voidaan myös 7 86210 käyttää minkä tahansa edellä mainittujen yhdisteiden seoksia. Näiden yhdisteiden valmistus on tuttua alan asiantuntijalle. Tyypillisiä kaupallisesti saatavia tuotteita, joita voidaan käyttää, ovat esimerkiksi yhtiön Hercules Incorporated, Wilmington, Delaware, tuotenimillä Aquapel 364, Aquapel 421, Aquapel 467 ja Hercon 33 myymät tuotteet.

Keksinnön mukaisten liimojen valmistamiseen voidaan myös käyttää heterosyklisiä orgaanisia liima-aineita, joihin kuuluvat esimerkiksi triglyseridien maleaatit, alfa-olefiinien maleaatit, rasvahappoestereiden maleaatit tai niiden seokset. Erityisinä esimerkkeinä tästä viimeksi mainitusta luokasta voidaan mainita liima-aineet, jotka käsittävät maleiinihapon anhydridin ja tyydyttämättömän triglyseridiöljyn välisen reaktion tuotteen, jonka triglyseridiöljyn jodiluku on vähintään 50. Käsitteellä ”triglyseridiöljy" tarkoitetaan glyserolin triesteriä sekä samoja rasvahapposeoksia. Rasvahapoilla tarkoitetaan suoraketjuisia monokarboksyylihappoja, joissa hiiliketjun pituus on C3-C30. Erityisinä esimerkkeinä tällaisista liima-aineista mainittakoon maleiinihapon anhydridin ja soijaöljyn, puuvillan siemenistä saadun öljyn, maissiöljyn, safloriohdakkeesta saadun öljyn, kalaöljyn, pellavan siemenistä saadun öljyn, maapähkinäöljyn, kitikikaöl j yn, dehydratun risiiniöljyn, hamppuöljyn, sekä niiden seosten välisessä kondensaatioreaktiossa syntyvät tuotteet. Tämä heterosyklisten liima-aineiden luokka kuvataan yksityiskohtaisemmin kanadalaisessa patenttijulkaisussa CA-1 069 410, myönnetty tammikuun 8. päivänä 1980 nimellä Roth et ai.

Oheisessa keksinnössä emulgaattoreina käytettävät polysakkaridi johdannaiset ovat tärkkelysten ja kumien pitkäketjuisia alkyylijohdannaisia, joista mainittakoon erityisesti niiden vastaavat pitkäketjuiset kationiset eetterit, meripihkahapolla saadut esterit ja rasvahappoesterit. Vaikka näiden johdannaisten emulgoivat ominaisuudet ovatkin olleet tunnettuja, niin kuitenkin odottamatonta on niiden kyky tuottaa stabiileja emulsioita reaktiivisten liima-aineiden kanssa, sen lisäksi, 8 86210 että ne vaikuttavat synergistisesti liimauksen tehokkuutta parantaen.

Erityisistä polysakkaridijohdannaisista, joita voidaan käyttää ohessa, mainittakoon tärkkelyksen tai kumin hydrofobiset eetteri- tai esterijohdannaiset, joissa eetteri' tai esteri -substituentti käsittää vähintään 5, ja mielellään alle 22 hiiliatomia sisältävän tyydyttyneen tai tyydyttymättömän hi ili vety ket j un.

Oheisissa johdannaisissa käyttökelpoisista tärkkelysperustoista mainittakoon tärkkelyspitoiset materiaalit, kuten käsittelemätön tärkkelys, sekä tärkkelysjohdannaiset, kuten dekstrinoidut, hydrolysoidut, hapetetut, esteröidyt ja eetteröidyt tärkkelykset, jotka sisältävät edelleen tärkkelyspitoista materiaalia. Nämä tärkkelykset voivat olla peräisin mistä tahansa lähteestä, mukaan lukien esimerkiksi maissi, runsaasti amyloosia sisältävä maissi, vehnä, peruna, tapioka, vahamaissi, sago ja riisi. Tärkkelyslähteenä voidaan myös käyttää tärkkelysjauhoja.

Samoin oheisissa johdannaisissa voidaan käyttää mitä tahansa polygalaktomannonnia. Näitä polygalaktomannoneita eli "kumeja" esiintyy tavallisesti tietyistä kasvisukuun "Leguminosae" kuuluvista kasveista saatujen siementen endospermissä, joista kasveista mainittakoon guaari, Johanneksen leipäpuu, honey locust, liekkipuu (flame tree) ja muut vastaavat. Ohessa käyttökelpoiset kumit voivat olla endospermin "pilkkeenä" tai mielellään näistä pilkkeistä saatuna puhdistettuna tai puhdistamattomana jauhettuna endosperminä (jota nimitetään tavallisesti jauhoksi). Mukaan luetaan samoin hapon, lämmön, leikkausvoimien ja/tai entsyymien hydrolyyttisen vaikutuksen seurauksena syntyvät kumin hajoamistuotteet; hapettuneet kumit; kumin johdannaiset, kuten eetterit ja esterit, jotka sisältävät ei-ionisia, anionisia, kationogeenisia ja/tai kationisia ryhmiä; sekä muulla tyypillisellä tavalla muokatut hiilihydraatit.

9 86210

Edullisimmat kumit ovat guaarikumi ja Johanneksen leipäpuusta peräisin oleva kumi, koska niitä on kaupallisesti saatavana. Guaarikumi on olennaisesti suoraketjuinen polygalaktomannaani, jossa haaroittuminen tapahtuu vuorotellen sijaitsevissa mannopyranosyyliyksiköissä, jolloin galaktopyranosyyliyksiköiden ja mannopyranosyyliyksiköiden väliseksi suhteeksi saadaan 1: 2. Johanneksen leipäpuusta peräisin olevalla kumilla on samankaltainen rakenne, jossa galaktopyranosyyliyksiköiden ja mannopyranosyyliyksiköiden välinen suhde on 1:4, mutta jossa haaroittuminen ei tapahdu kuitenkaan tasaisin välein.

Käsitteellä "hydrofobinen tärkkelys tai kumi" tarkoitetaan tärkkelyksen tai kumin eetteri- tai esterijohdannaista, jossa eetteri- tai esterisubstituentti käsittää vähintään 5 hiiliatomia sisältävän tyydyttyneen tai tyydyttymättömän hiilivetyketjun. On selvää, että hiilivetyketju voi olla myös jossain määrin haaroittunut; edullisia ovat kuitenkin ne johdannaiset, joissa hiilivetyketju on haaroittumaton. Samoin tulee ymmärtää, että eetteri- tai esterisubstituentti voi sisältää hiilivetyketjun lisäksi myös muita ryhmiä, kunhan nämä ryhmät eivät vain häiritse substituentin hydrofobisia omi nai s uuks i a.

Ohessa käyttökelpoisten puolihappoestereiden valmistamiseen sopiva reagenssiluokka koostuu dikarboksyylihappojen substituoituneista syklisistä anhydrideistä, joista esimerkkinä mainittakoon US-patenttijulkaisussa 2 661 349 (myönnetty joulukuun 1. päivänä 1953 nimellä Caldwell et ai.) kuvattu yhdiste, jolla on rakenne:

A

O R - A'

V

II

o missä R on dimetyleeni- tai trimetyleeniradikaali ja A' käsittää vähintään 5, mielellään 5-14 hiiliatomia sisältävän 10 8621 0 hiilivetyketjun. Edellä esitetyn rakennekaavan mukaiset, dikarboksyylihappojen substituoituneet sykliset anhydridit ovat meripihkahapon ja glutaarihapon substituoituneita anhydridejä. Anhydridissä voi olla läsnä substituenttina toimivan hiilivetyketjun lisäksi myös muita substituoivia ryhmiä, kuten sulfonihapporyhmiä tai alempia alkyyliryhmiä, jotka eivät vaikuta liiman suorituskykyyn.

Toinen, ohessa käyttökelpoisten esterijohdannaisten valmistamiseen sopiva reagenssiluokka muodostuu karboksyyli- tai sulfonihappojen imidatsolideistä tai N,N-disubstituoituneista imidatsoliumsuoloista, jotka kuvataan esimerkiksi US-patentti-julkaisussa Re. 28 809 (myönnetty toukokuun 11. päivänä 1976 nimellä M. Tessler), joka on US-patenttijulkaisun 3 720 663 (myönnetty maaliskuun 13. päivänä 1973 nimellä M. Tessler) uusinta, sekä US-patenttijulkaisussa 4 020 272 (myönnetty huhtikuun 26. päivänä 1977 nimellä M. Tessler). Näillä yhdisteillä on yleinen kaava:

CH = CH JCH * CH

/ / A-Z-N tai A-Z-N. + X- \ \ 2

CH - N C*^N-R

O

II

missä Z on -C- tai -SO2-, A käsittää vähintään 5 ja mielellään 5-14 hiiliatomia sisältävän hiilivetyketjun, R* on H tai Ci~C4-alkyyli, R2 on Cj-C4~alkyyli, ja X- on anioni.

Kolmas ohessa käyttökelpoinen reagenssiluokka muodostuu eetteröivistä reagensseista, jotka kuvataan US-patenttijulkai-sussa 2 876 217 (myönnetty maaliskuun 3. päivänä 1959 nimellä E. Paschall), ja jotka ovat R3 epihalogeenihydriinin ja rakenteen R4-N-A2 mukaisen tertiääri-sen amiinin välisessä reaktiossa muodostuvia tuotteita. Esitetyssä rakenteessa R3 ja R4 ovat toisistaan riippumatta H tai Cj-C4~alkyyli, ja A2 käsittää vähintään 5, mielellään 5-14 11 86210 hiiliatomia sisältävän hiilivetyketjun.

Tärkkelyksen eetteröinti- tai esteröintireaktiot voidaan toteuttaa lukuisilla alalla tunnetuilla ja kirjallisuudessa kuvatuilla tekniikoilla, käyttäen reaktiossa väliaineena esimerkiksi vettä tai orgaanista liuotinta, tai käyttäen kuivaan lämpöön perustuvaa reaktiotekniikkaa. Katso esimerkiksi julkaisut R. L. Whistler, Methods in Carbohydrate Chemistry, Voi. IV, 1964, sivut 279-311; R. L. Whistler et all., Starch: Chemistry and Technology, toinen painos, 1984, sivut 311-366; sekä R. Davidson ja N. Sittig, Water-Soluble Resins, 2. painos, 1968, kappale 2. Oheiset tärkkelysjohdannaiset valmistetaan mielellään käyttäen reaktiossa väliaineena vettä sekä alueella 20-45 °C olevia lämpötiloja.

Ohessa käytettävät tärkkelysjohdannaiset voidaan tuottaa joko gelatinoituneessa tai gelatinoitumattomassa muodossa. Gelati-noitumattoman johdannaisen etu on se, että se voidaan suodattaa, pestä, kuivata ja kuljettaa tehtaalle kuivana jauheena.

Käytettäessä reagenssina dikarboksyylihappojen syklisiä anhydridejä tärkkelys käsitellään mielellään rakeisessa muodossa tällä reagenssilla alkalisessa vesiliuoksessa, jonka pH on vähintään 7 ja korkeintaan 11. Tämä voidaan toteuttaa suspendoimalla tärkkelys veteen, johon on lisätty (joko ennen tärkkelyksen lisäämistä tai sen jälkeen) niin paljon emästä, esimerkiksi alkalimetallin hydroksidia, maa-alkalimetallin hydroksidia, kvaternääristä ammoniumhydroksidia, tai muuta vastaavaa, että seos saadaan pysymään alkalisena koko reaktion ajan. Tämän jälkeen seokseen lisätään tarvittava määrä reagenssia, sekoittaen reaktioseosta niin kauan, kunnes toivottu reaktio on edennyt loppuun. Reaktion nopeuttamiseen voidaan käyttää toivottaessa lämpöä; kuitenkin, mikäli lämpöä käytetään, lämpötilan tulisi pysyä 40 °C: n alapuolella. Edullisessa menetelmässä alkali ja reagenssina toimiva anhydridi lisätään yhtä aikaa tärkkelyslietteeseen säädellen kummankin materiaalin virtausnopeutta siten, että lietteen pH pysyy mielellään alueella 8-11.

i2 8621 0

Tiettyjen, ohessa reagensseina käyttökelpoisten, dikarbok-syylihapoista saatujen substituoituneiden syklisten anhydri-dien (eli niiden, joiden substituentti on CIO tai sitä suurempi) suuremmasta hydrofobisesta luonteesta johtuen ainoastaan pieni määrä näitä reagensseja reagoi tärkkelyksen kanssa tavanomaisissa, vedessä toteutetuissa reaktioissa. Tärkkelys-reaktion tehokkuuden parantamiseksi tärkkelys saatetaan reagoimaan tämän hydrofobisen reagenssin kanssa tavanomaisissa, vettä sisältävissä olosuhteissa, joissa on läsnä vähintään 5 %, mielellään 7-15 % (laskettuna reagenssin painosta) vesiliukoista orgaanista kvaternääristä suolaa, jota käytetään faasinsiirtoaineena. Tällaiset orgaaniset suolat, joista käytetään mielellään trioktyylimetyyli-ammoniumkloridia tai trikaprylyylimetyyli-ammoniumkloridia, kuvataan US-patentti-julkaisussa 3 992 432 (myönnetty marraskuun 16. päivänä 1976 nimellä D. Napier et ai. ).

Vastaavien hydrofobisten kumijohdannaisten valmistamiseen käytetään myös perinteisiä esteröinti- ja eetteröintiteknii-koita. Nämä reaktiot toteutetaan tavallisimmin aikalisissä olosuhteissa kaksi faasia käsittävänä järjestelmänä, jossa kiinteä kumi on lietetty veteen sekoittuvaa liuotinta sisältävään vesipitoiseen väliaineeseen.

Käytettävän eetteröivän tai esteröivän reagenssin osuus riippuu erityisesti valitusta reagenssista (koska niiden reaktiivisuus ja reaktion tehokkuus vaihtelee luonnostaan), sekä toivotusta substitutioasteesta. Täten liiman tehokkuus on saatu paranemaan olennaisesti käytettäessä johdannaista, jonka valmistukseen on käytetty 1 % reagenssia, tärkkelyksen tai kumin painosta laskien. Käsittelyn yläraja vaihtelee erityisesti muodostettavasta johdannaisesta riippuen, ja tätä ylärajaa rajoittaa yksinomaan lopullisen tuotteen liukoisuus tai dispergoituvuus. Korkein taso on yleensä alle 25 %, edullisen alueen ollessa noin 3-20 %, mielellään 3-10 %.

Käytännössä ollaan todettu, että hydrofobisia tärkkelys- tai i3 8621 0 kumijohdannaisia voidaan käyttää ohessa kaikkein tehokkaimmin emulgaattoreina, kun niitä dispergoidaan veteen 2-40 osaa sataan osaan vettä.

Ohessa emulgaattoreina käytettäessä tärkkelykset on gelatinoi-tava etukäteen suihkukeittämällä, koska muut menetelmät tärkkelysdispersioiden valmistamiseksi on todettu sopimattomiksi. Suihkukeitto on perinteinen menetelmä, ja se kuvataan esimerkiksi US-patenttijulkaisussa 3 674 555, joka on myönnetty heinäkuun 4. päivänä 1972 nimellä G. R. Meyer et ai. Tärkkelysliete pumpataan kuumennettuun keittokammioon, jossa siihen injektoidaan paineistettua höyryä. Keitetty tärkkelys-liuos poistuu keittokammiosta ja tulee ulos ulostuloputken kautta. Tätä keitosta voidaan käyttää suoraan keksinnön mukaisissa liimoissa tai tärkkelysliuos voidaan sumutus-kuivata, ja dispergoida myöhemmin uudestaan. Kumit voidaan dispergoida helposti veteen käyttäen perinteisiä menetelmiä, tai ne voidaan esimerkiksi dispergoida kiehuvaan vesihauteeseen.

Keksinnön mukaisen menetelmän mukaisesti liima-aineseos muodostetaan sekoittamalla veteen 0,1-15 paino-% edellä mainittua hydrofobista reaktiivista liima-ainetta sekä 0,4-30 paino-% (kiintoaineena laskien) dispergoitua polysakkaridia.

Huomattakoon, että tietyn liima-aineseoksen valmistamiseen voidaan käyttää seoksia, jotka sisältävät erilaisina yhdistelminä liima-aineita ja/tai polysakkarideja, kunhan vain ne kuuluvat oheisen keksinnön puitteisiin.

Liimaseoksen emulgointi etukäteen voidaan toteuttaa helposti lisäämällä liimaa ja dispergoitua polysakkaridia veteen niin suurina määrinä, että aikaansaadussa emulsiossa liima-aineen pitoisuus on noin 0,1-15 paino-%. Tämän jälkeen vesiseos saadaan emulgoitumaan riittävästi johtamalla se yksinkertaisesti sekoitusventtiilin, imurin tai suuttimen läpi niin, että hiukkasten keskimääräinen koko tuloksena olevassa emulsiossa on vähemmän kuin noin 5 mikronia. Emulsiota valmistettaessa i4 8621 0 huomattakoon, että liima-aine ja dispergoitu polysakkaridi voidaan lisätä veteen myös toisistaan erillään, ja että emulsio voidaan valmistaa käyttäen jatkuvia tai panostyyppisiä menetelmiä.

Seoksen emulgoituminen tapahtuu vaivattomasti ympäristön lämpötilassa. Näin ollen emulgoituminen saadaan tapahtumaan suoraan kylmässä vedessä, jolloin veden lämmittäminen ennen liimaseoksen lisäämistä ei ole välttämätöntä, vaikka järjestelmä onkin suhteellisen epäherkkä lämmölle, ja jopa noin 85 °C: n lämpötiloja voidaan käyttää.

Varsinaisessa käytössä emulsion laimentaminen edelleen on tavallisesti tarpeetonta. Tällä tavalla valmistettua emulsiota lisätään yksinkertaisesti paperikoneen märkäpäähän tai sulpun valmistusjärjestelmään siten, että liima-aineen pitoisuudeksi saadaan noin 0,01-2,0 % kuivan kuidun painosta. Mainitulla alueella täsmälleen käytettävä liimamäärä riippuu pääasiallisesti käsiteltävästä massasta, erityisistä käyttöolosuhteista sekä valmistettavan paperituotteen lopullisesta käytöstä. Esimerkiksi paperissa, jolta toivotaan hyvää vedenkestävyyttä tai hyvää painovärin absorptiovastusta, liimaa on käytettävä suurempana pitoisuutena kuin sellaisessa paperissa, jonka käyttösovellutuksissa nämä ominaisuudet eivät ole kriittisiä.

Vaihtoehtoisesti, liimaemulsiota voidaan sumuttaa muodostetun rainan pinnalle missä tahansa vaiheessa ennen kuivaamista sellaisia määriä, joilla päästään liiman tarvittavaan pitoisuuteen.

Kuten tavallisesti synteettistä liimaa käyttävissä toimenpiteissä, liimaseoksia käytetään yhdessä sellaisen materiaalin kanssa, joka materiaali on joko kationista tai joka kykenee ionisoitumaan tai dissosioitumaan siten, että se tuottaa yhden tai useamman kationin tai muun positiivisesti varautuneen yksikön. Esimerkkeinä niistä materiaaleista, joita voidaan käyttää kationisinä aineina, mainittakoon pitkäketjuiset rasva-amiinit, amiinipitoiset synteettiset polymeerit (mukaan is 86210 lukien primäärit, sekundääriset, tertiääriset ja kvaternääri-set amiinit), substituoitunut polyakryyliamidi, eläinperäinen liima, kationiset, kuumassa kovettuvat hartsit sekä poly-amidi-epikloorihydriini-polymeerit. Erityisen käyttökelpoisia ovat erilaiset kationiset tärkkelysjohdannaiset, mukaan lukien tärkkelyksestä primäärillä, sekundäärisellä, tertiäärisellä tai kvaternäärisellä amiinilla saadut johdannaiset sekä muut kationiset, typellä substituoituneet tärkkelysjohdannaiset ja tärkkelyksen kationiset sulfonium- ja fosfoniumjohdannaiset. Tällaisia johdannaisia voidaan valmistaa kaikentyyppisistä tärkkelyksistä, mukaan lukien tärkkelys maissista, tapiokasta, perunasta, vahamaissista, vehnästä ja riisistä. Tämän lisäksi ne voivat olla alkuperäisessä rakeisessa muodossaan tai ne voidaan muuttaa esigelatinoiduiksi, kylmään veteen liukoisiksi tuotteiksi. Liima-aineen levittämiseksi kuitujen päälle ja pidättämiseksi voidaan myös käyttää tehokkaasti amfoteerisia, luonnollisia ja synteettisiä polymeerejä, jotka sisältävät sekä anionisia että kationisia ryhmiä. On selvää, että mikäli käytettävä hydrofobinen polysakkaridi sisältää rungossaan myös kationisen ryhmän, niin muun kationisen tärkkelyksen käyttö ei ole välttämätöntä.

\\ Sulppuun, eli massalietteeseen voidaan lisätä mitä tahansa edellä mainittua kationista pidättävää ainetta joko ennen • · liimaseoksen tai liimaemulsion lisäämistä, tämän lisäämisen aikana tai sen jälkeen perinteisinä määrinä, jotka ovat vähintään noin 0, 01 %, mielellään 0, 025-3, 0 % kuivan kuidun painosta. Vaikka sulpussa voidaankin käyttää määriä, jotka ylittävät noin 3 %, niin pidättymistä parantavien aineiden suurten määrien käytöllä liimauksessa saavutettavat edut eivät ole kuitenkaan tavallisesti taloudellisesti perusteltavissa.

Liimaseosten käyttö ei rajoitu mihinkään erityiseen pH-aluee-.·. seen, ja niitä voidaan käyttää sekä neutraalien, alkalisten että happamien massojen käsittelyyn. Näin ollen liimaseoksia voidaan käyttää yhdessä alunan kanssa, jota alunaa käytetään hyvin tavallisesti paperin valmistuksessa, koska keksinnön mukaisia liimaseoksia voidaan saada kypsyttämällä tuloksena ie 86210 olevia rainoja, arkkeja tai kehikossa valmistettuja tuotteita. Tämä kypsyttämisen jälkeinen toimenpide käsittää yleensä paperin kuumentamisen alueella 80-150 °C oleviin lämpötiloihin 1-60 minuutiksi.

Oheisen keksinnön mukaisia liimaseoksia voidaan käyttää menestyksellisesti kaikentyyppisistä kuiduista, mukaan lukien selluloosakuidut ja selluloosakuitujen ja muuta kuin selluloosaa olevien kuitujen yhdistelmät, valmistetun paperin ja kartongin liimaamiseen. Mahdollisia ovat myös arkkimaiset massat sekä kehikoissa valmistetut tuotteet, jotka on valmistettu selluloosan ja muuta kuin selluloosaa olevan materiaalin yhdistelmistä. Nämä muuta kuin selluloosaa olevat materiaalit voivat olla peräisin synteettisistä kuiduista, kuten polyamidi-, polyesteri- ja polyakryylihartsia olevista kuiduistaa, sekä mineraalikuiduista, kuten asbestista tai lasista. Käyttökelpoisia, lehtipuusta ja havupuusta peräisin olevista selluloosakuiduista mainittakoon valkaistu ja valkaisematon sulfaattimassa (Kraft), valkaistu ja valkaisematon sulfiittimassa, valkaistu ja valkaisematon soodamassa, neutraali sulfiittimassa, puolikemiallinen massa, hierre, kemihierre, sekä näiden kuitujen mikä tahansa yhdistelmä. Lisäksi keksinnössä voidaan myös käyttää viskoosin raionin tai regeneroidun selluloosan tyyppisiä synteettisiä selluloosa-kuituja, sekä erilaisista lähteistä peräisin olevaa kierrätettyä jätepaperia.

Liimattavaan paperituotteeseen voidaan lisätä tavalliseen tapaan kaikentyyppisiä pigmenttejä ja täyteaineita. Tällaisia materiaaleja ovat esimerkiksi savi, titaanioksidi, kalsium-karbonaatti, kalsiumsulfaatti ja erilaiset piimaat. Ohessa kuvattujen liimaseosten kanssa massalietteessä voidaan myös käyttää lisäaineita, kuten vaahdonestoaineita, pihkaa disper-goivia aineita, limaa torjuvia aineita, jne., sekä myös muita liimayhdisteitä.

Kuten edellä mainittiin, ohessa kuvatuilla liimaseoksilla, jotka emulgoidaan pieniä leikkausvoimia käyttäen, ja joita i7 8621 0 käytetään paperinvalmistuksen massalietteessä, saadaan paperituotteita, jotka ovat liimautuneet erinomaisesti. Seuraavat esimerkit havainnollistavat edelleen oheisen keksinnön suoritusmuotoja. Näissä esimerkeissä kaikki esitetyt osat perustuvat painoon, ja kaikki lämpötilat ovat Celsius-asteinä, mikäli toisin ei mainita.

Esimerkit

Seuraavissa esimerkeissä kuvataan kolmen erilaisen, reaktiivisia liima-aineita emulgoivien tärkkelysjohdannaisen valmistus.

Tärkkelyksen A valmistus Tässä esimerkissä havainnollistetaan menetelmää ohessa käyttökelpoisen tärkkelyksen sukkinaattijohdannaisen, joka on muunnettu puolihappoesteri, valmistamiseksi.

Noin 100 osaa maissitärkkelystä lietetään 150 osaan vettä ja pH asetetaan arvoon 7, 5 lisäämällä laimeata natriumhydroksidia (3 %). Sekoitettuun tärkkelyslietteeseen lisätään hitaasti yhteensä kolme osaa reagenssina toimivaa merkipihkahapon ··.·. oktenyyli-anhydridiä (OSA) pitäen lietteen pH arvossa 7,5 lisäämällä siihen laimeata natriumhydroksidia käyttäen apuna pH-mittaria. Sen jälkeen, kun reaktio on edennyt loppuun, pH asetetaan noin arvoon 5,5 laimealla kloorivetyhapolla (3:1). Tärkkelys otetaan sitten talteen suodattamalla, se pestään kolmasti vedellä ja kuivataan ilmassa. Karboksyylipitoisuue .lopullisessa tuotteessa on noin 2, 5 %.

Edellä kuvattua menetelmää käyttäen myös seuraavista polysakkarideista valmistettiin OSA-johdannainen:

Polysakkaridi Käsittelytaso (%)

Maissitärkkelys 6

Vahamaissin tärkkelys 1 ' Vahamaissin tärkkelys 2 ·]. Vahamaissin tärkkelys 3 ie 8621 0

Vahamaissin tärkkelys 5

Vahamaissin tärkkelys 10

Tapiokatärkkelys 3

Guaarikumi 25

Vahamaissin dekstriini 3

Vahamaissi, jonka juoksevuus vedessä on 85 3

Pitempiketjuisia ASA-johdannaisia valmistettiin samankaltaisella menetelmällä, jossa kuitenkin vahamaissin tärkkelys ja maissitärkkelys käsiteltiin 10 prosentilla meripihkahapon tetradekenyylianhydridiä (TDSA) faasinsiirtoaineena toimivan trikaprylyylimetyyli-ammoniumkloridin (5-15 % yhdisteen TDSA

painosta) läsnäollessa, pH-arvossa 8.

Tärkkelyksen B valmistus

Oheisessa keksinnössä käyttökelpoisia ovat myös ne tärkkelyksen esterijohdannaiset, jotka on valmistettu pitkäketjuisten karboksyylihappojen N,N-disubstituoituneista imidatsolium-suolois ta.

Noin 100 osaa vahamaissia lietettiin 150 osaan vettä, ja pH asetettiin arvoon 8,0 3-prosenttisella natriumhydroksidillä, minkä jälkeen reagenssi lisättiin hitaasti tärkkelysliettee-seen. Reaktion annettiin edetä 2-3 tuntia huoneen lämpötilassa pitäen pH arvossa 8,0 3-prosenttista natriumhydroksidia jatkuvasti lisäämällä. Kun reaktio oli edennyt täydellisesti loppuun, lietteen pH asetettiin arvoon 4 kloorivetyhapolla (3:1). Tärkkelyksen esterijohdannainen otettiin talteen suodattamalla, se pestiin kolmasti vedellä, jonka pH oli 4, ja kuivattiin ilmassa.

Tärkkelyksen C valmistus

Oheisessa keksinnössä voidaan myös käyttää sellaisia tärkkelyksen eetterijohdannaisia, jotka on valmistettu käyttäen reagenssina pitkän hiilivetyketjun käsittäviä kvaternäärisiä ami i ni epoks i dej a.

if 86210

Noin 100 osaa vahamaissia lietettiin 150 osaan vettä, joka sisältää 40 osaa natriumsulfaattia ja 3 osaa natriumhydroksi-dia. Reagenssi (10 osaa dimetyyliglysidyyli-n-dodekyyli-ammoniumkloridia) lisättiin, ja seosta sekoitettiin 16 tuntia 40 °C: n lämpötilassa. pH asetettiin arvoon 3 kloorivetyhapolla (3:1). Tärkkelyseetterit suodatettiin, ja pestiin sitten kolmeen kertaan vedellä, jonka pH on noin 3, ja kuivattiin ilmassa.

Esimerkki 1

Vahamaissia, joka oli muunnettu käyttäen 3 % meripihkahapon oktenyyli-anhydridiä, suihkukeitettiin 150 °C: n lämpötilassa lietteenä, jonka kiintoainepitoisuus oli 6 %. Tämä keitos laimennettiin vesijohtovedellä siten, että kiint©ainepitoisuudeksi saatiin 0,38 %, ja sen annettiin jäähtyä huoneen lämpötilaan.

Tätä keitosta käytettiin meripihkahapon alkenyyli-anhydridin, jossa aikenyyliryhmät sisältävät 15-20 hiiliatomia, ja josta . , tämän jälkeen käytetään lyhennettä ASA, emulgoimiseen pieniä leikkausvoimia käyttäen, tärkkelyksen ja yhdisteen ASA välisen suhteen ollessa 2: 1. Tuloksena oleva emulsio oli stabiili yli 2 tuntia.

Toinen emulsio (jota kutsutaan seuraavassa "standardiksi") valmistettiin suihkuksittämällä amfoteeristä maissitärkkelystä 120 °C:n lämpötilassa, minkä jälkeen liete laimennettiin siten, että kiintoainepi toi s uudeksi saatiin 0,69 %, ja se jäähdytettiin huoneen lämpötilaan. Standardina toimiva emulsio valmistettiin olosuhteissa, jotka määritellään US-uusinta-julkaisussa Re 29960, tärkkelyksen ja öljyn välisen suhteen ollessa 2:1, ja lisäten meripihkahapon alkenyyli-anhydridiin 7 % nonyyli-fenoli-etoksilaattia.

Paperimassasuspensio valmistettiin jauhamalla 195 g seosta, joka käsittää 70 % lehtipuusta ja 30 % havupuusta saadun 20 8621 0 sulfaattimassan kuituja 8 litrassa käsittelemätöntä vesijohtovettä (kokonaiskovuus 100 ppm), Valley-jauhatushollanterissa niin kauan, kunnes kanadalaisen standardin mukaiseksi jauhau-tuneisuudeksi saatiin 400. Tätä massaa laimennettiin edelleen vesijohtovedellä siten, että kokonaiskiintoainepitoisuudeksi saatiin 0,5 %, ja sen pH asetettiin arvoon 8,5 natriumhydr-oksidilla. 700 ml tätä massaa laitettiin 1 litran dekantte-riin, johon lisättiin sitten sekoittaen 5 ml alunan 0,35-pro-senttista liuosta, minkä jälkeen massaa sekoitettiin 30 sekuntia nopeudella 40 rpm. Liimaemulsio lisättiin 30 sekunnin kuluttua, ja seoksen sekoittamista jatkettiin vielä 15 sekuntia. Tämän ajan kuluttua massaan lisättiin 0,25 % sen painosta amfoteerista maissitärkkelystä, ja sekoittaminen lopetettiin jälleen 15 sekuntia kestäneen sekoittamisen jälkeen. Massa siirrettiin sitten 8 tuumaiseen (n. 20,3 cm) Williams-perä- laatikkoon (joka oli täytetty käsittelemättömällä vesijohtovedellä kolmen tuuman päähän sen huipusta).

Tätä seosta, joka käsitti massalietteen, lisäaineet sekä veden, sekoitettiin hitaasti, jotta massa jakaantuisi tasaisesti. Perälaatikon tyhjennysaukko avattiin, jolloin vakuumin seurauksena massan kuidut ja pidättyneet lisäaineet kerääntyivät Williams-perälaatikon pohjalle sijoitetulle 80 mesh: in (2,38 mm) seulalle. Seula poistettiin Williams-perälaatikosta 5 sekunnin kuluttua, ja seulan pinnalla olevan kuitumaton . päälle laitettiin 2 imupaperia. Sitten näiden imupapereiden päälle laitettiin 30 sekunniksi huopalevy, minkä jälkeen :huopalevy ja päällimmäinen imupaperi poistettiin.

: Arkki ja kaksi imupaperia poistettiin varovaisesti seulalta, kaksi imupaperia laitettiin kuitumaton alle, ja tätä kerros-tetta puristettiin Williams-puristimella 2 min. 1200 psi:n . . (82,7 bar) paineella. Kuitumatto ja imupaperit poistettiin puristimesta, ja imupaperit korvattiin laittamalla yksi uusi imupaperi maton kummallekin puolelle. Mattoa puristettiin ·*·· jälleen 1 min. 1200 psi: n (82,7 bar) paineella. Puristettua ?*": arkkia kuivattiin sitten yhdessä imupapereiden kanssa Pako-kui- vattimessa (joka oli asetettu 150 * C: n lämpötilaan).

21 8621 0

Lopulliset arkit (52,5 lbs eli 23,8 kg/riisi); (24x36 tuumaa eli 61x92 cm/500 arkkia) erotettiin suodatinpapereista, ja niitä kypsytettiin 1 tunnin ajan 110 °C: n lämpötilassa.

Kypsytetyt arkit jaettiin neljään neliöön, jonka sivun pituus oli kaksi tuumaa. Sitten näillä neliöillä arvioitiin happaman musteen tunkeutuvuusvastus käyttäen muurahaishappoon perustuvaa vihreätä mustetta, pH 2, 5, (1 % muurahaishappoa), sekä laitetta, joka määrittää musteen tunkeutuvuuden paperiin (PIP-tester, jonka valmistaja on yhtiö Electronic Specialties, South Plainfield, N. J. ). Tämä laite määrittää sen ajan, jonka vihreä hapan muste tarvitsee alentaakseen arkin heijastuskyvyn 80 prosenttiin alkuperäisestä arvostaan. Tämä heijastuskyvyn alentuminen johtuu värillisen happaman musteen tunkeutumisesta paperiarkin läpi.

Keskimääräiseksi ajaksi, joka kuluu 80-prosenttisen heijastus-arvon saavuttamiseen sellaisilla “standardina" toimivasta emulsiosta valmisteuilla arkeilla, joihin on lisätty 0, 1 % yhdistettä ASA, määritettiin 362 sekuntia. Sitä vastoin vaha-maissin oktenyylisukkinaatti/ASA-emulsiosta, johon on lisätty .· 0, 1 % yhdistettä ASA, valmistetuilla arkeilla liimautuneisuus- arvoksi saatiin 1057 sekuntia, joka on 291 % "standardina" ·.: käytetyllä emulsiolla saadusta liimautuneisuudesta.

Esimerkki 2 Tässä esimerkissä havainnollistetaan sen lämpötilan, jossa tärkkelys suihkukeitetään, vaikutusta liiman suorituskykyyn. Täten vahamaissin tärkkelystä, jota oli muokattu 3 prosentilla meripihkahapon oktenyyli-anhydridiä (OSA), suihkukeitettiin alueella 105-160 °C olevissa lämpötiloissa. Näitä suihku-keitoksia käytettiin sitten ASA: n emulgointiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla.

"Standardina" toimiva ASA-emulsio muodostettiin, ja siitä V tehtiin käsin arkkeja käyttäen esimerkin 1 mukaista menetel- 22 862 1 0 mää, ja lisäten emulsioon yhdistettä ASA 0,1 ja 0,2 % kuivan kuidun painosta.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (sekuntia 80-prosenttiseen heijastuskykyyn), jotka saatiin PIP-laitteella ja värillisellä, 10 % maitohappoon perustuvalla musteella:

Emulgointi- Suihku- Liimautuneisuus Liimautuneisuus järjestelmä keiton ASA-lisäys 0, 1 % ASA-lisäys 0,2%

lämpöt., °C

Standardi 120 97 179 3% OSA-vahamaissi 105 98 340 3% OSA-vahamaissi 120 210 316 3% OSA-vahamaissi 132 276 341 3% OSA-vahamaissi 150 250 291 3% OSA-vahamaissi 160 286 381

Tuloksista nähdään OSA-muokatun tärkkelyksen tehokkuus liimau-tuneisuutta parantavana aineena, sekä liimautuneisuuden paraneminen keittolämpötilojen suurentuessa.

Esimerkki 3 Tässä esimerkissä havainnollistetaan keksinnön mukaisten, tärkkelyksellä emulgoitujen paperiliimojen käyttöä happamassa paperinvalmistusmenetelmässä.

ASA emulgoitiin 3 % OSA-vahamaissilla pieniä leikkausvoimia käyttäen, esimerkissä 1 kuvatulla tavalla, ja käyttäen emulgointiin kiintoainepitoisuudeltaan 3-prosenttista tärkke-lysliuosta.

Tätä emulsiota verrattiin ASA-emulsioon, joka valmistettiin US-patenttijulkaisun 4 040 900 mukaisesti ("standardi") käyttäen amfoteerista maissitärkkelystä 3 prosentin kiintoainepi toisuutena, sekä lisäten 7 % tuotetta Surfonic N-95 (Texaco Chemicals) ASA: n painosta, sekä hartsisaippuaan (Pexol 23 8621 0 200, Hercules Inc. ).

Arkkeja valmistettiin käsin esimerkin 1 mukaisesti, lukuunottamatta kuitenkaan kahta muutosta: 1. Massan pH laskettiin arvoon 5,5, millä jäljiteltiin hapanta paperinvalmistusj ärj estelmää; 2. Alunan osuus nostettiin esimerkin 1 mukaisesta arvosta 0,5 % 4 prosenttiin massan painosta, joka arvo vastaa happamassa paperinvalmistuksessa käytettyä alunatasoa.

ASA-emulsioita lisättiin sitten 0,2 % kuivan paperin painosta ASA: na laskien, ja papereita kypsytettiin esimerkissä 1 esitetyllä tavalla. Hartsisaippuaa lisättiin 1 % kuivan paperin painosta.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (sekuntia 80-prosenttiseen heijastuskykyyn), jotka saatiin käyttäen PIP-laitetta sekä värillistä, 10-prosenttiseen maitohappoon perustuvaa mustetta.

Emulgointij ärj estelmä PIP-liimautuneisuus (sekuntia)

Hartsi saippua 411

Standardi 272 3 % OSA-vahamaissi 717 5 % OSA-vahamaissi 695 10 % OSA-vahamaissi 725

Esimerkki 4 ASA emulgoitiin OSA-muokatuilla (3, 5 ja 10 %) vahamaissi- tärkkelyksillä (tärkkelys A) käyttäen pieniä leikkausvoimia, kuten esimerkissä 1 esitetään, paitsi että emulgointiin käytetyn tärkkelysliuoksen kiintoainepitoisuus asetettiin arvoon 3 %. Näitä emulsioita verrattiin US-patenttijulkaisun 4 • 040 900 mukaisesti amfoteerista maissitärkkelystä käyttäen valmistettuun ASA-emulsioon ("standardi"), johon on samoin lisätty 7 % tuotetta Surfonic N-95 ASA: n painosta.

24 86210 ASA-emulsioita lisättiin 0, 2 % ja 0, 4 % kuivan paperin painosta ASA:na laskien, ja papereita kypsytettiin sitten esimerkissä 1 esitetyllä tavalla.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (sekuntia 80-prosenttiseen heijastuskykyyn), jotka saatiin käyttäen PIP-laitetta ja värillistä, 10-prosenttiseen maitohappoon perustuvaa mustetta:

Emulgointi- PIP-liimautuneisuus PIP-liimautuneisuus järjestelmä (sekuntia) (sekuntia) lisäys 0, 2 % lisäys 0, 4 %

Standardi 128 261 3% OSA-vahamaissi 504 659 5% OSA-vahamaissi 680 587 10% OSA-vahamaissi 752 630

Esimerkki 5 ASA emulgoitiin 3 % OSA-vahamaissilla käyttäen pieniä leikka-usvoimia, kuten esimerkissä 1 esitetään, paitsi että emulgaat-torina toimivan tärkkelysliuoksen kiintoainepitoisuus asetettiin arvoon 3 %, ja että emulsiot valmistettiin tärkkelyksillä, joiden lämpötila on 22 ja 82 °C.

Näitä emulsioita verrattiin US-patenttijulkaisun 4 040 900 mukaisesti amfoteeristä maissitärkkelystä käyttäen valmistettuun ASA-emulsioon ("standardi”), johon on samoin lisätty 7 % tuotetta Surfonic N-95 ASA: n painosta.

ASA-emulsioita lisättiin sitten 0,2 %, ASA: na laskien, kuivan paperin painosta, ja sitten papereita kypsytettiin esimerkissä 1 esitetyllä tavalla.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (sekuntia 80-prosenttiseen heijastuskykyyn), jotka saatiin PIP- 25 86 2 1 0 laitteella ja värillisellä, 10-prosenttiseen maitohappoon perustuvalla musteella:

Emulgointi- ASA: n hydro- Emulgoinnin PIP-liimautu- järjestelmä lyysi, % lämpötila neisuus (sekuntia) 20 %

Standardi 5,6 22 °C 106 3% OSA-vahamaissi 0, 8 22 °C 234 3% OSA-vahamaissi 5,2 82 °C 224

Liimautuneisuusarvot eivät olleet ainoastaan samankaltaisia, kun emulgoiminen toteutettiin huoneen lämpötilassa tai 82 °C:n lämpötilassa, vaan 3-prosenttisten OSA ASA-emulsioiden hydro-lyysiaste oli pienempi kuin "standardina" toimivassa emulsiossa, jopa silloinkin, kun emulgointiin käytetyn tärkkelyksen lämpötila oli 82 °C. Reaktiivisen liima-aineen hydrolyysin pieneneminen pitää järjestelmän puhtaampana, ja parantaa näin ollen koneiden toimintaa. Sen ansiosta liiman käyttö saadaan myös tehokkaammaksi.

Esimerkki 6 ASA emulgoitiin saattamalla se reagoimaan OSA:11a, jota käytettiin 5 tai 10 %, muokatun peruna-amyloosin kanssa pieniä leikkausvoimia käyttäen, kuten esimerkissä 1 esitetään, paitsi että emulgaattorina käytetyn tärkkelysliuoksen kiintoaine-pitoisuus asetettiin arvoon 3 % sen jälkeen, kun se oli suih-kukeitetty 120 °C: n lämpötilassa.

Tätä emulsiota verrattiin US-patenttijulkaisun 4 040 900 mukaisesti amfoteerista maissitärkkelystä käyttäen valmistettuun ASA-emulsioon ("standardi"), johon oli lisätty 7 % tuo--.·* tetta Surfonic N-95 ASA: n painosta.

ASA-emulsioita lisättiin sitten 0,1 ja 0,2 %, ASA: na laskien, kuivan paperin painosta, ja papereita kypsytettiin esimerkissä 26 8621 0 1 esitetyllä tavalla.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (sekuntia 80-prosenttiseen heijastuskykyyn), jotka saatiin PIP-laitteella ja värillisellä, 1-prosenttiseen muurahaishappoon perustuvalla musteella:

Emulgointi- PIP-liimautu- PIP-liimautu- järjestelmä neisuus neisuus (sekuntia) 0, 1 % (sekuntia) 0,2 %

Standardi 189 328 3 % OSA-peruna-amyloosi 284 500 5 % OSA-peruna-amyloosi 199 361

Esimerkki 7 ASA emulgoitiin kvaternäärisillä amiinijohdannaisilla, jotka oli valmistettu säätämällä 9, 3 % dimetyyli-glysidyyli-N-dekyy-li-ammoniumkloridia tai dimetyyli-glysidyyli-N-lauryyli-ammo-niumkloridia reagoimaan vahamaissin kanssa, seka samankaltaisilla johdannaisilla, joiden annettiin myös reagoida dietyyli-aminoetyyli-kloridin, jota käytettiin 4 %, kanssa tärkkelyksen C valmistuksen yhteydessä kuvattua perusmenetelmää käyttäen.

Nämä emulsiot tehtiin käyttäen pieniä leikkausvoimia, kuten esimerkissä 1 esitetään, paitsi että emulgaattorina toimivan tärkkelysliuoksen kiintoainepitoisuus asetettiin arvoon 1 % sen jälkeen, kun se oli suihkukeitetty 160 °C: n lämpötilassa.

Tätä emulsiota verrattiin US-patenttijulkaisun 4 040 900 mukaisesti amfoteerista maissitärkkelystä käyttäen valmistettuun ASA-emulsioon, johon oli lisätty 7 % tuotetta Surfonic N-95 ASA: n painosta.

ASA-emulsioita lisättiin sitten 0,2 ja 0,4 %, ASA: na laskien, kuivan paperin painosta, ja niitä kypsytettiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla. Pidättymisen apuaineena toimivaa amfotee- 27 8621 0 rista maissitärkkelystä lisättiin 0,25 % ainoastaan "standardina" käytetyn emulsion jälkeen, eikä tärkkelyksellä emulgoi-dun ASA: n jälkeen.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (sekuntia 80-prosenttiseen keijastuskykyyn), jotka saatiin PIP-laitteella ja värillisellä, 1 % muurahaishappoon perustuvalla musteella:

Emulgointij ärj estelmä PIP-liimautuneisuus (sekuntia) (sekuntia) 0, 2 % 0, 4 %

Standardi 333 678 1. 9, 3 % dimetyyli-glysidyyli-N-de- kyyli-ammoniumkloridia vahamaississa 465 972 2. 9, 3 % dimetyyli-glysidyyli-N-de-kyyli-ammoniumkloridia ja 4 % di-etyyli-aminoetyylikloridia vaha- maississa 824 947 3. 9, 3 % dimetyyli-glysidyyli-N- lauryyli-ammoniumkloridia vahamaississa 888 950 4. 9,3 % dimetyyli-glysidyyli-N-lauryyli- ammoniumkloridia ja 4 % dietyyli-aminoetyylikloridia vaha- maississa 787 1101 "Standardina" toimivien arkkien valmistamisen jälkeen tehtiin myös arkki, johon lisättiin ainoastaan 0,8 % hydrofobista tärkkelystä no. 3 arkin painosta. Tällä arkilla, johon ei oltu lisätty lainkaan yhdistettä ASA, liimautuneisuudeksi saatiin 677 sekuntia. Seuraavalla arkilla, joka valmistettiin samalla tavalla, ei saavutettu minkäänlaista liimautuneisuutta, mikä osoittaa ASA: n puhdistuneen täydellisesti perälaatikosta ja seulalta. Tämä havainto osoittaa selvästi hydrofobisten tärkkelys johdannaisten kyvyn poistaa pidättymätöntä ASA: aa perä-laatikosta ja seulalta, joita käytettiin arkin muodostamiseen.

28 8621 0

Esimerkki 8 ASA emulgoitiin saattamalla vahamaissi reagoimaan dimetyyli-glysidyyli-N-lauryyli-ammoniumkloridin (9,3 %) sekä dietyyli-aminoetyyli-kloridin (4 %) kanssa, sekä saattamalla vahamaissi reagoimaan dimetyyli-glysidyyli-N-lauryyli-ammoniumkloridin (9,3 %) kanssa tärkkelyksen C yhteydessä kuvatulla tavalla.

Nämä emulsiot valmistettiin käyttäen pieniä leikkausvoimia, kuten esimerkissä 1 esitetään, paitsi että emulgaattorina toimivassa tärkkelysliuoksessa kiintoainepitoisuus asetettiin arvoon 1 % sen jälkeen, kun se oli suihkukeitetty 150 °C: n lämpötilassa, ja sitä käytettiin suhteessa 8:1 ASA: aan verrattuna.

Tätä emulsiota verrattiin US-patenttijulkaisun 4 040 900 mukaisesti amfoteerista maissitärkkelystä käyttäen valmistettuun ASA-emulsioon, johon on lisätty 7 % tuotetta Surfonic N-95 ASA: n painosta. ASA-emulsioita lisättiin sitten 0,05, 0,10 ja 0,20 %, ASA: na laskien, kuivan paperin painosta, minkä jälkeen niitä kypsytettiin esimerkissä 1 esitetyllä tavalla.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (sekuntia 80-prosenttiseen heijastuskykyyn), jotka saatiin PIP-laitteella ja värillisellä, 1-prosenttiseen muurahaishappoon perustuvalla musteella:

Emulgoi nti j ärj es t elmä PIP-li i mautunei s uus (sekuntia) (sekuntia) (sekuntia) 0,5 % 0, 10 % 0, 20 %

Standardi 129 413 651 9,3 % dimetyyli-glysidyyli-N-lauryyli-ammoniumkloridia ja 4 % dietyyli-aminoetyyli- kloridia vahamaississa 1001 1204 1787 29 8621 0

Esimerkki 9 ASA emulgoitiin muodostamalla vahaamissista tärkkelyksen C yhteydessä kuvatulla tavalla kvaternääriset amiinijohdannai-set, jotka käsittävät 8-18 hiiliatomin ketjun.

Nämä emulsiot tehtiin käyttäen pieniä leikkausvoimia, kuten esimerkissä 1 esitetään, paitsi että emulgaattorina toimivassa tärkkelysliuoksessa kiintoainepitoisuus asetettiin arvoon 1,54 % sen jälkeen, kun se oli suihkukeitetty 150 °C: n lämpötilassa, ja sitä käytettiin suhteessa 8: 1 ASA: aan verrattuna.

Näitä emulsioita verrattiin US-patenttijulkaisun 4 040 900 mukaisesti amfoteerista maissitärkkelystä käyttäen valmistettuun ASA-emulsioon, johon oli lisätty 7 % tuotetta Surfonic N-95 ASA: n painosta.

ASA-emulsioita lisättiin sitten 0, 10 % ASA: na laskien kuivan paperin painosta, minkä jälkeen niitä kypsytettiin esimerkissä 1 esitetyllä tavalla.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (sekuntia 80-prosenttiseen heijastuskykyyn), jotka saatiin PIP-laitteella ja värillisellä, 1-prosenttiseen muurahaishappoon perustuvalla musteella:

Emulgointijärjestelmä PIP-liimautuneisuus ·.·. (sekuntia) 0, 10 %

Standardi 301 9, 3 % dimetyyli-glysidyyli-N-oktyyli-ammoniumkloridia vahamaississa 542 9, 3 % dimetyyli-glysidyyli-N-dekyyli-···: ammoniumkloridia vahamaississa 820 ...: 9, 3 % dimetyyli-glysidyyli-N-heksadekyyli- ammoniumkloridia vahamasississa 499 30 86210 9, 3 % dimetyyli-glysidyyli-N-oktadekyyli-ammoniumkloridia vahamaississa 872 "Puhdistavan" vaikutuksen eliminoimiseksi asetonia käytettiin perälaatikon ja seulan huuhtomiseen kutakin tärkkelykseen perustuvaa emulgointijärjestelmää käyttäen valmistettujen arkkien välissä.

Esimerkki 10 ASA emulgoitiin rasvahappojohdannaisilla, jotka oli valmistettu saattamalla myristyyli-N-metyyli-imidatsoliumkloridi, jota käytettiin 5 tai 10 %, ja dietyyli-aminoetyylikloridi, jota käytettiin 4 %, reagoimaan vahamaissin kanssa tärkkelyksen B yhteydessä kuvatulla tavalla.

Tämä emulsio tehtiin käyttäen pieniä leikkausvoimia esimerkissä 1 kuvatulla tavalla, paitsi että tärkkelyksen 5 % rasva-happoesterijohdannaisen liuoksessa kiintoainepitoisuus asetettiin arvoon 1, 52 sen jälkeen, kun se oli suihkukeitetty 120 °C: n lämpötilassa, ja tärkkelyksen 10 % rasvahappoesterijohdannaisen liuoksessa kiintoainepitoisuus asetettiin arvoon 1,12 % sen jälkeen, kun se oli keitetty 120 °C: n lämpötilassa. Kumpaakin tärkkelysemulgaattoria käytettäessä tärkkelysemul-gaattorin ja ASA: n välinen suhde oli 1: 1.

Näitä emulsioita verrattiin US-patenttijulkaisun 4 040 900 mukaisesti amfoteerista maissitärkkelystä käyttäen valmistettuun emulsioon, johon oli lisätty 7 % tuotetta Surfonic N-95 ASA: n painosta.

ASA-emulsioita lisättiin sitten 0,2 ja 0,4 % ASA: na laskien kuivan paperin painosta, minkä jälkeen niitä kypsytettiin esimerkissä 1 esitetyllä tavalla.

Il 3i 86210

Emulgointij ärj estelmä PIP-liimautuneisuus (sekuntia) (sekuntia) 0, 2 % 0, 4 %

Standardi 477 642 5 % myristyyli-N-metyyli-imidatsolium-kloridia ja 4 % dietyyli-aminoetyyli- kloridia vahamaississa 794 682 10 % myristyyli-N-metyyli-imidatsolium-kloridia ja 4 % dietyyli-aminoetyyli- kloridia vahamaississa 722 757

Sen jälkeen, kun kaikki ASA-emulsiota sisältävät arkit oli valmistettu, valmistettiin arkki, johon lisättiin ainoastaan 0,8 % arkin painosta vahamaissin 10 % myristyyli-N-metyyli- imidatsoliumkloridia. Seuraavien kahden arkin, jotka valmistettiin lisäämättä niihin ASA-emulsiota, keskimääräinen lii-mautuneisuus oli 841 sekuntia. Seuraavien neljän, samalla tavalla tehdyn arkin liimautuneisuus oli keskimäärin 1, 7 sekuntia, mikä osoittaa perälaatikon ja seulan puhdistuneen täydellisesti pidättymättömästä ASA: s ta.

Esimerkki 11 ASA emulgoitiin 3 % OSA-vahamaissilla käyttäen pieniä leikka-usvoimia, kuten esimerkissä 1 esitetään, paitsi että emulgaat-torina toimivassa tärkkelysliuoksessa kiintoainepitoisuus asetettiin arvoon 3 %. 3 % OSA-vahamaissi suihkukeitettiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla, kuitenkin 140 °C: n lämpötilassa.

Näitä emulsioita verrattiin US-patenttijulkaisun 4 040 900 mukaisesti amfoteerista maissitärkkelystä käyttäen valmistettuun ASA-emulsioon, johon oli lisäksi lisätty 7 % tuotetta

Surfonic N-95 reaktiivisen liiman painosta.

Näitä ASA-emulsioita lisättiin sitten 0, 2 % ASA: na laskien 32 86210 kuivan paperin painosta, minkä jälkeen niitä kypsytettiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (sekuntia 80-prosenttiseen heijastuskykyyn), jotka saatiin PIP-laitteella ja värillisellä, 1 % muurahaishappoon perustuvalla musteella.

Emulgointij ärjestelmä PIP-liimautuneisuus (sekuntia) 0, 20 %

Standardi 367 3% OSA-vahamaissi (tuore emulsio) 514 3% OSA-vahamaissi (2 tuntia vanhennettu emulsio) 555 Nämä tulokset osoittavat, ettei 3 % OSA-vahamaissia ja ASA: aa sisältävän emulsion vanhentaminen vaikuttanut negatiivisesti emulsion liimaamiskykyyn.

Esimerkki 12 ASA ja tuote, joka saatiin antamalla maleiinihapon anhydridin (20 %) reagoida maissiöljyn kanssa, emulgoitiin 3 % OSA-vaha-maissilla käyttäen pieniä leikkausvoimia esimerkissä 1 esitetyllä tavalla. Emulgaattorina toimivassa tärkkelysliuoksessa kiintoainepitoisuus oli 3 % (suihkukeitetty esimerkin 1 mukaisissa olosuhteissa).

Näitä emulsioita verrattiin US-patenttijulkaisun 4 040 900 mukaisesti amfoteerista maissitärkkelystä käyttäen valmistettuun ASA-emulsioon ("standardi") ja maissiöljyn 20 % maleaat-tiin perustuvaan emulsioon ("standardi A"), joissa emulsioissa kiintoainepitoisuus oli 3 %, ja joihin oli lisätty 7 % tuotetta Surfonic N-95 reaktiivisen liiman painosta.

33 86210

Koearkkeja valmistettiin käsin esimerkin 1 mukaisesti, lukuunottamatta kuitenkaan kahta muutosta: 1. Massan pH laskettiin arvoon 5,0, millä jäljiteltiin happa-missa olosuhteissa tapahtuvaa paperinvalmistusta.

2. Alunan prosenttista osuutta massan painosta lisättiin esimerkin 1 mukaisesta arvosta 0,5 % arvoon 4 %, mikä vastaa happamissa olosuhteissa tapahtuvassa paperinvalmistuksessa käytettyjä pitoisuuksia.

Sitten reaktiivisia liimaemulsioita lisättiin 0, 4 % liimana laskien kuivan paperin painosta, minkä jälkeen niitä kypsytettiin esimerkissä 1 esitetyllä tavalla.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (sekuntia 80-prosenttiseen heijastuskykyyn), jotka saatiin PIP- laitteella ja värillisellä, 1-prosenttiseen muurahaishappoon perustuvalla musteella.

Emulgointijärjestelmä PIP-liimautuneisuus (sekuntia)

Standardi 998

Standardi A 287 1 3 % OSA-vahamaissi/ASA 1241 3 % OSA-vahamaiesi/maissiöljyn 20 % maleaatti 611

Kummankin tyyppinen reaktiivinen liima paransi synergistisesti liimautumista, kun emulgointijärjestelmänä käytettiin 3 % OSA-vahamaissia. Tämä osoittaa OSA/vahamaissin kyvyn parantaa synergistisesti selluloosan kanssa reaktiivisten liimojen, jotka eivät ole ASA-liimoja, liimaavaa suorituskykyä.

Esimerkki 13 ;-· ASA emulgoitiin tekemällä perustoina toimivista muuntamatto- niista vahamaisseista, joiden juoksevuudet vedessä (WF) ovat 34 8621 0 30, 60 ja 80, kvaternäärinen amiinijohdannainen, jossa on 8 hiiliatomin ketju.

Nämä emulsiot tehtiin käyttäen pieniä leikkausvoimia, kuten esimerkissä 1 esitetään, paitsi että emulgaattorina toimivassa tärkkelysliuoksessa kiintoainepitoisuus asetettiin arvoon 0, 38 % sen jälkeen, kun se oli suihkuksitetty 150 °C: n lämpötilassa, ja sitä käytettiin suhteessa 2:1 ASA: aan verrattuna.

Näitä emulsioita verrattiin US-patenttijulkaisun 4 040 900 mukaisesti amfoteerista maissitärkkelystä käyttäen valmistettuun ASA-emulsioon, johon oli lisätty 7 % tuotetta Surfonic N-95 reaktiivisen liiman painosta.

ASA-emulsioita lisättiin sitten 0,20 % ASA:na laskien kuivatun paperin painosta, minkä jälkeen kypsyttäminen toteutettiin esimerkissä 1 kuvatusti.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (sekuntia 80-prosenttiseen heijastuskykyyn), jotka saatiin PIP-laitteella ja värillisellä, 1-prosenttiseen muurahaishappoon perustuvalla musteella:

Emulgointij ärj estelmä PIP-liimautuneisuus (sekuntia) 0, 20 %

Standardi 521 9, 3 % dimetyyli-glysidyyli-N-oktyyli-ammoniumklori di a muokkaama11omass a vahamaississa 746 9, 3 % dimetyyli-glysidyyli-N-oktyyli-ammoniumkloridia 30 WF vahamaississa 782 9, 3 % dimetyyli-glysidyyli-N-oktyyli-ammoniumkloridia 60 WF vahamaississa 840 9, 3 % dimetyyli-glysidyyli-N-oktyyli-ammoniumkloridia 80 WF vahamaississa 836 35 8621 0

Puhdistavan vaikutuksen eliminoimiseksi kunkin arkin välissä tehtiin nolla-arkki, joka sisältää ainoastaan 0, 4 % muuntamat-tomasta vahamaissista dimetyyli-glysidyyli-N-oktyyli-ammonium-kloridilla saatua johdannaista, minkä jälkeen tämä nolla-arkki heitettiin pois.

Nämä tulokset osoittavat, että vahamaissin kvaternääristen amiinijohdannaisten, joissa on 8 hiiliatomia, ne muunnokset, joiden juoksevuutta on parannettu hapolla, vaikuttavat tehokkaammin synergistisesti ASA: n liimaavaan suorituskykyyn kuin muuntamattomaan polysakkaridiin perustuva emulgaattori.

Esimerkki 14

Keteeni-dimeeri (Aquapel yhtiöstä Hercules Inc. ) ja distearii-nihapon anhydridi emulgoitiin laboratoriomitan Cenco-astiassa 3 % OSA-vahamaissilla esimerkissä 1 esitetyllä tavalla, paitsi että emulgaattorina toimivassa tärkkelysliuoksessa kiintoaine-pitoisuus asetettiin arvoon 3 %, ja sitä käytettiin 82 °C: n lämpötilassa.

Tärkkelysemulsio suihkukeitettiin esimerkissä 1 esitetysti.

Näitä emulsioita verrattiin US-patenttijulkaisun 4 040 900 mukaisiin, amfoteerista maissitärkkelystä käyttäen valmistettuihin keteenidimeerin ja disteeriinihapon anhydridin emulsioihin (standardi 1), joihin lisättiin myös 7 % tuotetta

Surfonic N-95 (standardi 2), ja jotka oli valmistettu Cenco-astiassa. Näitä emulsioita lisättiin sitten 0,2 % reaktiivisena liimana laskien kuivan paperin painosta, minkä jälkeen kypsyttäminen toteutettiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (se-.. kuntia 80-prosenttiseen heijastuskykyyn), jotka saatiin PIP- laitteella ja värillisellä, 1-prosenttiseen muurahaishappoon perustuvalla musteella: 36 8621 0

Emulgointij ärj estelmä PIP-liimautuneisuus (sekuntia) 0, 20 %

Standardi 1 519

Standardi 2 28 3 % OSA-vahamaissi/keteenidimeeri 577 3 % OSA/vahamaissi/disteariinihapon anhydridi 49 Tämän esimerkin perusteella nähdään, että liimaavan suorituskyvyn synergistinen paraneminen emulgaattorina toimivan hydrofobisen tärkkelyksen käytön johdosta ei riipu reaktiivisen liiman tyypistä, mikä nähdään siitä, ettei ainoastaan substi-tuoituneilla syklisillä anhydrideillä todeta tällaista liima-uskyvyn parantumista, vaan myös sekä lineaarisilla anhydrideillä että keteenidimeereillä.

Esimerkki 15 ASA emulgoitiin saattamalla muuntamaton vahamaissi sekä perustat, joiden juoksevuus vedessä (WF) oli 85, reagoimaan 3 % OSA: n kanssa. 1 Nämä emulsiot valmistettiin käyttäen pieniä leikkausvoi mi a esimerkissä 1 esitetyllä tavalla, paitsi että emulgaattorina toimivassa tärkkelysliuoksessa kiintoainepitoisuus asetettiin arvoon 3, 0 % muokkaamattoman vahamaissin tapauksessa ja arvoon 10 % 3-prosenttisen OSA-vahamaissin, jonka WF on 85, tapauksessa sen jälkeen, kun ne oli suihkukeitetty 150 °C: n lämpötilassa, ja niitä käytettiin suhteessa 2: 1 ASA: aan verrattuna.

Näitä emulsioita verrattiin US-patenttijulkaisun 4 040 900 mukaisesti amfoteerista maissitärkkelystä käyttäen valmistettuun ASA-emulsioon, johon oli lisäksi lisätty 7 % tuotetta Surfonic N-95 reaktiivisen liiman painosta.

Sitten näitä ASA-emulsioita lisättiin 0,10 ja 0,20 % ASA: na 37 8621 0 laskien kuivan paperin painosta, minkä jälkeen kypsyttäminen toteutettiin esimerkin 1 mukaisesti.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (sekuntia 80-prosenttiseen heijastuskykyyn), jotka saatiin PIP-laitteella, sekä värillisellä, 1-prosenttiseen muurahaishappoon perustuvalla musteella:

Emulgointij ärj estelmä PIP-liimautuneisuus (sekuntia) (sekuntia) 0, 10 % 0, 20 %

Standardi 207 307 3 % OSA-vahamaissi (muuntamaton) 543 640 3 % OSA-vahamaissi (WF 85) 450 483

Puhdistavan vaikutuksen eliminoimiseksi kunkin arkin välissä valmistettiin nolla-arkki, joka sisälsi ainoastaan 0,4 % muokkaamattoman vahamaissin 3 % OSA-johdannaista, minkä jälkeen nolla-arkit heitettiin pois.

Nämä tulokset osoittavat, että vahamaissista saadun OSA-joh-dannaisen muunnoksella, jonka juoksevuutta on parannettu ha- ' polla, on lähes yhtä tehokasta synergististä vaikutusta lii-: maavaan suorituskykyyn kuin muuntamattomalla muodollakin.

Esimerkki 16 ASA emulgoitiin reaktiotuotteilla, jotka valmistettiin käsittelemällä muuntamaton maissitärkkelys 3 tai 6 prosentilla yhdistettä OSA, tapiokatärkkelys 3 prosentilla yhdistettä OSA, vahamaissin dekstriini (Capsul yhtiöstä National Starch and Chemical Corp. ) 3 prosentilla yhdistettä OSA, sekä saattamalla vahamaissi reagoimaan meripihkahapon tetradekyylianhydridin, jota käytettiin 10 %, kanssa.

Nämä emulsiot tehtiin käyttäen pieniä leikkausvoimia kuten esimerkissä 1 esitetään, paitsi että emulgaattorina toimivassa 38 8621 0 tärkkelysliuoksessa kiintoainepitoisuus asetettiin arvoon 3,0 % muuntamattoman tärkkelyksen tapauksessa, ja arvoon 30 % Capsul-dekstriinin tapauksessa sen jälkeen, kun ne oli suihku-keitetty 300 ' F: n (n. 149 "C) lämpötilassa, ja niitä käytet tiin suhteessa 2: 1 ASA: aan verrattuna.

Näitä emulsioita verrattiin US-patenttijulkaisun 4 040 900 mukaiseen, amfoteerista maissitärkkelystä käyttäen valmistettuun ASA-emulsioon, johon oli myös lisätty 7 % tuotetta

Surfonic N-95 reaktiivisen liiman painosta.

Näitä ASA-emulsioita lisättiin sitten 0,10 % ASA: na laskien kuivan paperin painosta, minkä jälkeen kypsyttäminen toteutettiin esimerkissä 1 esitetyllä tavalla.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (sekuntia 80-prosenttiseen heijastuskykyyn), jotka saatiin käyttäen PIP-laitetta ja värillistä, 1-prosenttiseen muurahaishappoon perustuvaa mustetta:

Emulgointij ärj estel mä PIP-liimautuneisuus (sekuntia) 0, 10 %

Standardi 191 . .* 3 % OSA-maissitärkkelys 337 .**' 6 % OSA-maissitärkkelys 466 3 % OSA-tapiokatärkkelys 474 : 3 % OSA vahamaissin dekstriini 236 10 % TDSAA-vahamaissi 340

Puhdistavan vaikutuksen poistamiseksi kunkin arkin välissä . . valmistettiin nolla-arkki, joka sisältää ainoastaan 0,4 % ; / muuntamatonta 3 % OSA-vahamaissia, ja joka heitettiin sitten pois.

Nämä tulokset osoittavat, että vahamaissin OSA-j ohdannaisen dekstriinimuunnoksella on tehokasta synergististä vaikutusta li 39 8621 0 ASA: n liimaavaan suorituskykyyn. Tämän lisäksi vahamaissin OSA-johdannaisilla todettu synergismi ei riipu käytetystä tärkkelysperustasta, koska sekä maissi- että tapiokatärkkelys, jotka reagoivat yhdisteen OSA kanssa, paransivat selvästi ASA: n liimaavaa suorituskykyä, kun niillä korvattiin pinta-aktiivinen aine ja amfoteerinen maissi tärkkelys standardina käytetyssä ASA-emulgointij ärj estelmässä.

Vahamaissin ja meripihkahapon tetradekyylianhydridin välisen reaktiotuotteen, joka on 14 hiiltä käsittävä muunnos 8 hiiltä käsittävästä OSA-vahamaissista, todetaan myös kykenevän parantamaan synergistisesti ASA-liiman suorituskykyä.

Esimerkki 17 ASA emulgoitiin saattamalla vahamaissin tärkkelys reagoimaan yhdisteen OSA, jota käytettiin 1 tai 2 %, kanssa, saattamalla maissitärkkelys reagoimaan meripihkahapon tetradekyylianhydridin, jota käytettiin 10 %, kanssa, sekä saattamalla guaarikumi reagoimaan yhdisteen OSA, jota käytettiin 25 %, kanssa.

Nämä emulsiot tehtiin pieniä leikkausvoimia käyttäen, kuten esimerkissä 1 esitetään, paitsi että emulgaattoritärkkelys-liuoksessa kiintoainepitoisuus asetettiin arvoon 3,0 % sen jälkeen, kun se oli suihkukeitetty 300* F: n (n. 149* C) lämpötilassa, ja sitä käytettiin suhteessa 2:1 ASA: aan verrattuna.

Näitä emulsioita verrattiin US-patenttijulkaisun 4 040 900 mukaiseen, amfoteerista maissitärkkelystä käyttäen valmistet-: tuun ASA-emulsioon, johon oli lisäksi lisätty 7 % tuotetta

Surfonic N-95 reaktiivisen liiman painosta.

- : Näitä ASA-emulsioita lisättiin sitten 0,10 % ASA: na laskien kuivan paperin painosta, minkä jälkeen kypsentäminen toteutettiin esimerkin 1 mukaisesti.

Seuraavaan taulukkoon on koottu liimautuneisuustulokset (se-- kuntia 80-prosenttiseen hei j astuskykyyn), jotka saatiin PIP- «o 86210 laitteella ja värillisellä, 1-prosenttiseen muurahaishappoon perustuvalla musteella:

Emulgointij ärj estelmä PIP-liimautuneisuus (sekuntia) 0, 10 %

Standardi 168 1 % OSA vahamaissin tärkkelys 379 2 % OSA vahamaissin tärkkelys 345 25 % OSA-guaarikumi 232 10 % TDSAA-maissitärkkelys (jota käytettiin 82 °C: n lämpötilassa) 369

Puhdistavan vaikutuksen eliminoimiseksi kunkin arkin välissä valmistettiin nolla-arkki, joka sisältää ainoastaan 0,4 % 3-prosenttista OSA-vahamaissia, ja joka heitettiin sitten pois.

Nämä tulokset osoittavat, että pienilläkin määrillä yhdistettä OSA vahamaississa, kuten myöskin yhdisteen OSA ja guaarikumin välisellä reaktiotuotteella, on tehokasta synergististä vaikutusta ASA: n liimaavaan suorituskykyyn. '

Maissitärkkelyksen ja meripihkahapon tetradekyyli-anhydridin välisellä reaktiotuotteella, samalla tavalla kuin vahamaissin vastaavalla johdannaisellakin, todetaan kykyä parantaa syner-gistisesti ASA-liiman suorituskykyä.

Il

Claims (9)

1. 41 86210
2. 1. Paperiliima, joka voidaan emulgoida pieniä leikkausvoimia käyttäen, tunnettu siitä, että se koostuu olennaisesti vedestä sekä 0,1-15 paino-%: sta vähintään yhtä hydrofobista liima-ainetta, joka on valittu alkyyliketeenidimeerien, rasvahappojen anhydridien, triglyseridien maleaattien, alfa-olefii-nien maleaattien, rasvahappojen maleaattien sekä dikarboksyy-lihappojen substituoituneiden, lineaaristen tai syklisten anhydridien joukosta, sekä 0,4-30 paino-%: sta hydrofobisen tärkkelyseetteri- tai -esterijohdannaisen, jonka eetteri- tai esterisubstituentissa on tyydytetty tai tyydyttymätön, vähintään 5 hiiliatomia käsittävä hiilivetyketju, suihkukeitettyä dispersiota tai kumin vastaavanlaisen johdannaisen dispersiota.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperiliima, tunnet-t u siitä, että mainittu hydrofobinen liima-aine voidaan esittää seuraavalla kaavalla: 0 c / \ O R - R' \ / C ' 0 ·.**: missä R tarkoittaa dimetyleeni- tai tri metyleeni radikaali a ja · missä R' on enemmän kuin 4 hiiliatomia sisältävä hydrofobinen : : : ryhmä, joka voidaan valita alkyyli-, alkenyyli-, aralkyyli- :Υ: tai aralkenyyliryhmien joukosta. .·. ; 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperiliima, tunnet- t u siitä, että mainittu hydrofobinen liima-aine on orgaaninen korkeampi keteenidimeeri, jolla on seuraava kaava: • « Λ • · « · • · · 42 8621 0 R-CH=C-CH-R' I I o-c=o missä R ja R' valitaan toisistaan riippumatta ryhmästä, joka koostuu vähintään kahdeksan hiiliatomia käsittävistä tyydyttyneistä ja tyydyttymättömistä alkyyliradikaaleista, vähintään kuusi hiiliatomia käsittävistä sykloalkyyliradikaaleista, aryyli-, aralkyyli- sekä alkaryyliradikaaleista.
4. 4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen paperiliima, tunnettu siitä, että mainittu dispersio käsittää tärkkelyksen esterijohdannaisen, joka on valmistettu rakenteeltaan 0 c / \ O R - A' \ / C o olevasta dikarboksyyylihapon substituoituneesta syklisestä anhydridistä, missä rakennekaavassa R on dimetyleeni- tai trimetyleeniradikaali ja A' käsittää vähintään 5 hiiliatomia sisältävän hiilivetyketjun.
5. 5. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen paperiliima, tunnettu siitä, että mainittu dispersio käsittää tärk-- ” kelyksen johdannaisen, joka on valmistettu yleisen kaavan :.i.: CH = CH CH = CH / / A-Z-N tai A-Z-N + \ \\ CH = N CH-=ii-NR2 •v·: I R1 X- mukaisista, karboksyyli- tai sulfonihappojen imidatsolideista tai N, N' -disubstituoituneista imidatsoliumsuoloista, missä • · · • · · li 43 8621 0 0 kaavoissa Z on -C- tai -S02-, A käsittää vähintäään 5 hiili-atomia sisältävän hiilivetyketjun, R1 on H tai Ci-C^-alkyyli, R2 on Ci-C^-alkyyli, ja X- on anioni.
6. 6. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen paperiliima, tunnettu siitä, että mainittu dispersio käsittää tärkkelyksen johdannaisen, joka on valmistettu epihalogeenihydrii-nin ja rakenteeltaan R3 R4-N-A2 olevan tertiäärisen amiinin välisestä reaktiotuotteesta, missä rakennekaavassa R3 ja R* ovat toisistaan riippumatta H tai Ci-C4-alkyyli ja Aa käsittää vähintään 5 hiiliatomia sisältävän hiilivetyketjun.
7. 7. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen paperiliima, tunnettu siitä, että mainittu tärkkelyksen tai kumin johdannainen valmistetaan käsittelemällä tärkkelystä tai kumia vähintään 1 prosentilla polysakkaridin painosta johdannaisia muodostavaa pitkäketjuista alkyylireagenssia.
8. 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen paperiliima, ··.*. tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi kationista ... pidättävää ainetta.
9. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1...8 mukaisen paperiliiman käyttö paperinvalmistuksessa, jolloin paperisulppujärjestelmään dispergoidaan joko ennen rainan muodostamista tai rainan muodostamisen jälkeen, mutta kuitenkin ennen rainan johtamista paperinvalmistukseen kuuluvan kuivausvaiheen läpi, normaali- : ·.* paineissa ja ilman suuria leikkaavia voimia muodostettua liimaavaa emulsiota, joka koostuu olennaisesti vedestä sekä 0,1-15 paino-%: sta vähintään yhtä hydrofobista liima-ainetta, joka on valittu alkyyliketeenidimeerien, rasvahappojen an-hydridien, triglyseridien maleaattien, ai fa-olefiinien male-; aattien, rasvahappojen maleaattien sekä dikarboksyylihappojen substituoituneiden, lineaaristen tai syklisten anhydridien 44 8621 0 joukosta, sekä 0,4-30 paino-%: sta hydrofobisen tärkkelyseet-teri- tai -esterijohdannaisen, jonka eetteri- tai esterisubs-tituentissa on tyydytetty tai tyydyttymätön, vähintään 5 hiiliatomia käsittävä hiilivetyketju, suihkukeitettyä dispersiota tai kumin vastaavanlaisen johdannaisen dispersiota, jolloin emulsiota käytetään sellaisena määränä, että liima-aineen pitoisuudeksi saadaan 0,01-2 % kuivan kuidun painosta. Il -15 86210