FI95208C - Sekaraaka-aineista valmistettuja absorboivia rakenteita - Google Patents

Description

95208

Sekaraaka-aineista valmistettuja absorboivia rakenteita Tämä keksintö koskee imukykyisten rakenteiden, kuten kertakäyttöisten paperipyyhkeiden, riepujen, pehmopa-5 pereiden tms., valmistamista toisiinsa sekoitetuista raaka-aineista, joista yksi käsitellään lateksilla.

Fysikaalisilta ominaisuuksiltaan parannetun paperin valmistukseen on pyritty jatkuvasti. Tavoitteina ovat erityisesti "kangasmaiset" ominaisuudet pehmeys, imukyky 10 (erityisesti vesipohjaisten nesteiden suhteen) ja lujuus, erityisesti märkälujuus. Pehmeys on tuntoaistimus, joka koetaan kun kuluttaja pitelee tuotetta, hieroo sitä ihoa vasten tai rypistää sen kädessä. Tämä tuntoaistimus voidaan yhdistää paperituotteen jäykkyyteen. Absorboivuudella 15 mitataan tuotteen kykyä imeä nesteitä, erityisesti vesipohjaisia nesteitä tai dispersioita. Lujuus on tuotteen kyky säilyttää fysikaalinen yhtenäisyytensä ja vastustaa repeytymistä ja puhkeamista käyttöolosuhteissa, erityisesti märkänä ollessaan. Tutkimus- ja kehitystyössä on pyrit-20 ty parantamaan kutakin näistä ominaisuuksista vaikuttamatta haitallisesti toisiin samoin kuin parantamaan kahta tai useampaa näistä ominaisuuksista samanaikaisesti.

Vesiliukoisia kationisia hartseja käytetään usein märkälujuutta parantavina lisäaineina paperinvalmistukses-25 sa. Eräs tällainen ryhmä märkälujuutta parantavia lisäaineita ovat polyamidi-epikloorihydriinihartsit, joita myydään kauppanimellä Kymene.

Katso esimerkiksi US-patenttijulkaisu 3 700 623 (Keim, 24. lokakuuta 1972) ja US-patenttijulkaisu 30 3 772 076 (Keim, 13. marraskuuta 1973). Eräs toinen ryhmä vesiliukoisia kationisia märkälujuutta parantavia hartseja ovat polyakryyliamidit, joita myydään kauppanimellä Parez.

• Katso esimerkiksi US-patenttijulkaisu 3 556 932 (Coscia et ai., 19. tammikuuta 1971) ja US-patenttijulkaisu 35 3 556 933 (Williams et ai., 19. tammikuuta 1971).

i 2 95208

Paperinvalmistuksessa käytettävät sellukuidut ovat negatiivisesti varautuneita. Koska vesiliukoiset märkälu-juutta parantavat hartsit ovat kationisia (positiivisesti varautuneita), ne saostuvat ja pysyvät hyvin paikallaan 5 lisättyinä suoraan vesipohjaiseen massalietteeseen. Tällainen "märkäpäässä tehtävä lisääminen" on hyvin toivottavaa paperinvalmistuksessa. Paperinvalmistusprosessin myöhemmissä vaiheissa nämä hartsit silloittuvat ja muuttuvat lopulta veteen liukenemattomiksi. Kun tämä tapahtuu, 10 märkälujuutta parantava hartsi toimii "liimana" ja pitää paperin kuidut yhdessä. Tämä johtaa toivottuun märkälujuuteen.

Paperituotteilla, jotka on valmistettu tällaisia hartseja käyttäen, on yleensä jäykkä paperimainen tuntu.

15 Paperituotteen pehmeyden lisäämiseksi voidaan käyttää pehmeitä kumimaisia latekseja sideainejärjestelmänä. Nämä latekstit ovat kuitenkin joko ionittomia luonteeltaan tai osittain anionisia anionisten komonomeerien tai pinta-ak-tiivisten aineiden mukanaolon vuoksi. Ionittomia latekseja 20 ei voida käyttää "märkäpäälisäaineina" tavanomaisessa paperinvalmistusprosessissa. Nämä ionittomat lateksit täytyy sen sijaan imeyttää tai kuviopainaa myöhemmin levitetylle paperiraaka-aineelle, esimerkiksi EP-hakemusjulkaisussa 33 988 (Graves et ai, 19. elokuuta 1981) kuvatulla mene-25 telmällä.

Anionista lateksia voidaan käyttää tavanomaisessa paperinvalmistuksessa, jossa lisäykset tehdään märkäpää-hän, lisäämällä kationista polyelektrolyyttiä. Katso esimerkiksi US-patenttijulkaisu 4 121 966 (Amano et ai., 30 24. lokakuuta 1978; US-patenttijulkaisu 2 745 744 (Weidner et ai., 15. toukokuuta 1956). Käytettävä kationinen poly-elektrolyytti on tyypillisesti vesiliukoinen kationinen märkälujuutta parantava hartsi. Pohjimmiltaan lisätty kationinen polyelektrolyytti destabiloi dispergoituneet 35 anioniset lateksihiukkaset, jotka sitten hiutaloituvat ja 3 95208 saostuvat paperikuiduille. Niinpä kationista polyelektro-lyyttiä ja anionista styreeni-butadieenilateksia ei voida yhdistää, ennen kuin siinä vaiheessa, kun niitä käytetään sideainejärjestelmänä paperinvalmistuksessa.

5 Latekseja on myös muunnettu siten, että saadaan aikaan lateksihiukkasten pinnalle kemiallisesti sitoutuneita kationisia ryhmiä. Katso esimerkiksi US-patenttijulkaisu 4 189 345 (Foster et ai., 19. helmikuuta 1980; US-patenttijulkaisu 3 926 890 (Huang et ai., 16. joulukuu-10 ta 1975). Kationisten ryhmien tuominen lateksihiukkasten pinnalle muuttaa lateksin vesiliukoisten kationisten mär-kälujuutta parantavien hartsien kaltaiseksi märkäpäälisä-aineeksi. Näillä kationisilla latekseilla on osoittautunut olevan riittävä pysyvyys kolloidina, erityisesti lisät-15 täessä ionittomia tai edullisesti kationisia pinta-aktii-visia aineita. Kationisten lateksihiukkasten saostuminen paperikuiduille ja pysyminen niillä ei kuitenkaan näytä olevan kovin tehokasta. Fosterin et ai. patentin mukainen kationinen lateksi näyttää itse asiassa vaativan rinnak-20 kaislisäainetta, joka edistää lateksihiukkasten saostumista paperikuiduille.

A. Kationiset lateksit, joiden hiukkasissa on sty-reenibutadieeniydin ja kationisia ryhmiä sitoutuneina kemiallisesti pinnalle 25 US-patentti julkaisussa 4 189 345 (Foster et ai., 19. helmikuuta 1980) kuvataan kuitutuotetta, joka sisältää paperimassaa, strukturoituneita hiukkasia sisältävää lateksia, jossa on pH:sta riippumattomia kationisia ryhmiä sitoutuneina hiukkasen pintaan tai sen lähelle, ja rinnak-30 kaislisäainetta.

US-patenttijulkaisussa 3 926 890 (Huang et ai., 16. joulukuuta 1975) julkistetaan menetelmä "stabiilin" kationisen lateksin valmistamiseksi, jolla kuvataan olevan "erinomainen imeytymiskyky" (esimerkin 5 mukaan lateksin 35 absorptioaste on vain 69 %) sellaisille substraateille kuin massalle, paperille tms.

4 95208 B. Kationisten polyelektrolyyttien käyttö edistämään anionisten styreeni-butadieenilateksisideainejärjestelmien saostumista paperikuiduille US-patenttijulkaisussa 4 121 966 (Amano et al., 5 24. lokakuuta 1978) kuvataan menetelmää lateksiflokkulaa- tilla sidotun kuituarkin valmistamiseksi. Tässä menetelmässä lisätään jauhemaista sinkkivalkoista karboksyylimuo-toon muunnettuun anioniseen lateksiin. Tämän seoksen pH säädetään vähintään arvoon 7 ja lisätään sitten vesiliu-10 koista kationista polymeeriä, jolloin saadaan lateksin hiutaloitumistuote (flokkulaatti). Lateksiflokkulaatti lisätään kuitulletteeseen, josta muodostetaan arkki tavanomaisella paperinvalmistusmenetelmällä.

US-patenttijulkaisussa 2 745 744 (Weidner et ai., 15 15. toukokuuta 1956) kuvataan menetelmää polymeeristen tai kumimaisten materiaalien sisällyttämiseksi paperinvalmistukseen käytettäviin sellukuituihin. Tässä menetelmässä sekoitetaan hydrofobisen polymeerin, kuten butadieeni-sty-reenilateksin, kolloidinen dispersio veteen suspendoituun 20 paperimassaan. Orgaanista emäksistä poly-N-yhdistettä li sätään sitten tähän seokseen, jolloin kolloidisesti dis-pergoituneet materiaalihiukkaset tarttuvat vesisuspensiossa oleviin sellukuituihin. Tästä lietteestä valmistetaan paperi.

.25 C. Kaksisegmenttiset polybutadieeni-polyetyleeni- oksidi(PBD-PEO-)ko-oligomeerit US-patenttijulkaisussa 4 279 798 (Aggerwal et ai.) kuvataan PBD-PEO-segmenttikopolymeerejä, joilla on alhainen molekyylimassa, esimerkiksi 4 000. Kaksisegmenttinen 30 kopolymeeri muodostetaan valmistamalla hydroksyylipäättei- ·. nen polybutadieeniesipolymeeri käyttämällä organolitium- initiaattoria ja lisäämällä sitten etyleenioksidia käyttämällä kaksoismetallisyanidikatalysaattoria. Näiden PBD-PEO-kaksisegmenttipolymeerien ilmoitetaan olevan käyttö-35 kelpoisia raakaöljy-alkoholiseosten dispergointiaineina.

5 95208

Katso myös US-patenttijulkaisu 3 978 160 (Seiler et ai., 31. elokuuta 1976), jossa kuvataan antistaattisiksi aineiksi, emulgaattoreiksi, pinta-aktiivisiksi aineiksi ja paperin ja tekstiilien viimeistelyaineiksi soveltuvia pie-5 nimolekyylisiä (M on esimerkiksi 3 600) PBD-PEO-kaksiseg-menttipolymeerej ä.

O. Polymeerien vesidispersiot, jotka valmistetaan käyttämällä amfifiilisia kaksisegmenttikopolymeerejä US-patenttijulkaisussa 4 385 164 (Sinclair et ai., 10 24. toukokuuta 1983) kuvataan tyydyttymättömän monomeerin, kuten butadieenin vesidispersiopolymerointia segmenttiko-polymeeridispersiota stabiloivan aineen läsnä ollessa.

E. Dispersiopolymeraatio, jossa käytetään amfifii-lista kaksisegmenttikopolymeeriä 15 US-patentti julkaisussa 4 026 962 (Lambia et ai., 31. toukokuuta 1977) kuvataan menetelmää vinyylimonomee-rien (esimerkiksi styreenin) dispersiopolymeroimiseksi vedessä käyttämällä segmenttikopolymeeriä, joka on A-B-tyyppiä, jossa A on hydrofobinen segmentti ja B on hydro-20 fiilinen segmentti. Tällä menetelmällä saadaan halutusta polymeeristä koostuvia helmiä tai palloja, joiden kokojakautuma on hyvin säännöllinen. Katso myös US-patenttijulkaisu 3 580 880 (Clarke, 25. toukokuuta 1971), jossa kuvataan stabiileja polymeerihiukkasdispersioita, joita val-25 mistetaan polymeroimalla olefiinityyppistä monomeeria nes-teessä (esimerkiksi vedessä) amfipaattisen stabilointiaineen läsnä ollessa, joka liittyy muodostuneeseen polymee-rihiukkasdispersioon ja stabiloi sen.

F. Vesilateksit, joita muodostetaan emulsiopolyme-30 roinnilla, jossa käytetään siemenlateksia US-patenttijulkaisussa 3 397 165 (Goodman et ai., 13. elokuuta 1968) kukvataan paperin kyllästysaineina tai pintapäällysteinä käyttökelpoisten butadieenipolymeerila-teksien valmistusta. Näitä latekseja muodostetaan käyttä-35 mällä butadieeni-styreenikopolymeerisiementä ja polymeroi- 6 95208 maila sitten butadieeni- ja styreenimonomeereja yhdessä akryyli- tai metakryylihapon kanssa.

G. Vesilateksit, joita muodostetaan emulsiopoly-meroinnilla käyttämällä "panoskasvatusmenetelmää" 5 US-patenttijulkaisussa 3 575 913 (Meier, 20. huh tikuuta 1971) kuvataan paperin päällystämiseen erityisen hyviin sopivaa lateksia. Tämä lateksi muodostetaan polyme-roimalla monomeerikoostumusta, joka sisältää tyydyttymä-töntä karboksyylihappoa (itakonihappoa), vinyyliaromaat-10 tista yhdistettä (styreeniä) ja konjugoitua dieeniä (buta-dieeniä), kun vähintään 90 % monomeerikoostumuksesta on polymeroitunut, lisätään 1 - 5 % akryylihappomonomeeria ja jatketaan polymerointia.

Lateksien käyttö muunnettujen paperityyppiSten ma-15 teriaalien valmistuksessa voi ikävä kyllä olla vaikeata.

Lateksi voi erityisesti aiheuttaa "kokkaroitumista" vesipohjaisessa selluraaka-aineseoksessa. Kokkaroituminen johtaa lateksin epäyhtenäiseen jakautumiseen kuiduille sekä myös valmistusviiveisiin.

ft 20 Jos raaka-aineseoksen kaikki kuidut ovat lateksin peittämiä, paperin vedenimevyys heikkenee lisäksi.

Tämä keksintö tarjoaa käyttöön menetelmää, jolla voitetaan nämä ongelmat raaka-aineseosten "sekoituksilla" ja saadaan aikaan parannettuja paperi- ja kuitukangasra- ·. 25 kenteita.

« Tämä keksintö koskee lateksilla käsiteltyjä imuky-kyisiä rakenteita, joille on tunnusmerkillistä niiden muunneltavissa olevalla tavalla optimoitavissa oleva mär-kälujuus ja parantuneet imuominaisuudet. Keksinnön mukai-30 set rakenteet koostuvat erikseen valmistettujen massakom-*; ponenttien A ja B perinpohjaisesti sekoitetusta, märkäle- vitetystä seoksesta, jossa mainitut massakomponentit ovat seuraavat: A. lateksilla käsitelty kuitumassa, jonka osuus 35 mainitusta rakenteesta on noin 10 - 50 paino-% (edullisesti 20 - 40 paino-%); ja 7 95208 B. imevä kuitumassa, jonka osuus mainitusta rakenteesta on noin 50 - 90 paino-% (edullisesti 60 - 80 pai-no-%).

Massan A valmistukseen käytettävä lateksi on edul-5 lisesti lateksiemulsio, jossa lateksihiukkaset ovat koko-alueella 0,1 - 2,5 pm. Tällaiset lateksit voivat olla hydrofobisia tai pinnaltaan hydrofiilisia lateksihiukkasia, erityisesti latekseja, joiden ulkopinnalla on kationisia hydrofiilisiä substituentteja (edullinen), ionittomia hyd-10 rofiilisiä substituentteja tai niiden seoksia, joita kuvataan jäljempänä tarkemmin.

Useimpiin tarkoituksiin massa A ja imevä massa B sisältävät sellukuituja, ja tämän keksinnön mukaiset rakenteet ovat kertakäyttöisten kasvopapereiden, kertakäyt-15 töisten paperipyyhkeiden, kuitukankaiden, kertakäyttövaip-pojen pintakerrosten, vaippojen ytimien päällisten tms. muodossa.

Tämä keksintö koskee myös menetelmää imukykyisen rakenteen valmistamiseksi, jossa « 20 i) sekoitetaan kuitumassa ja lateksiemulsio (mu kaan luettuina pinnaltaan hydrofiilisten lateksien emulsiot), jolloin saadaan lateksilla käsiteltyjä kuituja A; ii) valmistetaan erikseen imeviä kuituja sisältävä massa B; ·. 25 iii) sekoitetaan keskenään massa A ja massa B ve- « siväliaineessa, jolloin muodostuu raaka-aineseos C; ja iv) levitetään mainittu raaka-aineseos C märkänä ja kuivataan mainittu raaka-aineseos, jolloin muodostuu imu-kykyinen rakenne.

30 Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä suoritusmuo- *: dossa lateksilla käsitelty massa A kuvataan ennen sekoit tamistaan massan B kanssa, jolloin mainittu lateksi kiinnittyy lujasti massan A kuituihin. Kun lateksihiukkasten ulkopinnoilla on kationisia hydrofiilisia substituentteja, 35 mainitut hiukkaset tarttuvat itsestään massan A kuituihin e 95208 ilman kuivausvaihetta. Tämä on erityisen tehokasta, kun massa on sellumassa, Ja keksinnön tässä suoritusmuodossa kuivaus-kiinnitysvaihe voidaan jättää pois.

Keksintö koskee myös itse massoja, joita voidaan 5 valmistaa tässä esitettävällä tavalla.

Tämän keksinnön yhteydessä käytetään latekseja ensimmäisen paperinvalmistukseen käytettävää tyyppiä olevan vesipohjaisen raaka-aineseoksen valmistukseen ja yhdistetään sitten mainitun ensimmäisen raaka-aineseoksen latek-10 silla käsitellyt kuidut toiseen raaka-aineseokseen, joka sisältää imevää kuitumassaa, jolloin muodostuu raaka-ai-neseosten sekoitus, joka muutetaan imukykyisiksi rakenteiksi käyttämällä tavanomaisia paperinvalmistusmene-telmiä.

15 A. Määritelmät

Termi "hydrofiilinen" tarkoittaa tässä käytettynä materiaaleja, jotka kostuvat olennaisesti veden vaikutuksesta.

Termillä "hydrofobinen" tarkoitetaan tässä käytet-20 tynä materiaaleja, jotka eivät juurikaan kostu veden vaikutuksesta.

Termillä "elastomeerinen" tarkoitetaan tässä käytettynä materiaaleja, joilla on kumimaisia ominaisuuksia siinä mielessä, että ne ovat venyviä ja elastisesti palau-25 tuvia. Katso teos Condensed Chemical Dictionary, 9. p., 1977, s. 335, jossa määritellään termi "elastomeeri".

Termi "lateksi" tarkoittaa tässä käytettynä sekä alalla hyvin tunnettua tyyppiä olevia hydrofobisia latekseja (emulsiomuodossa) että latekseja, joissa pinnat on 30 tehty hydrofiilisiksi jäljempänä tarkemmin kuvattavalla : tavalla.

Termi "kuitumassa" käsittää tässä käytettynä paperinvalmistus- ja kuitukangasalalla hyvin tunnettua tyyppiä olevat maseroidut kuitulietteet. Tällaisiin materiaaleihin 35 kuuluvat esimerkiksi sellumassat, kuten NSK (Northern 9 95208

Softwood Kraft), SSK (Southern Softwood Kraft) tms., puu-villalintteri, polyolefiinit, polyesterit, polyamidit ja niiden seokset. Sellumassat ovat edullisia.

Termi "imevä kuitumassa" tarkoittaa tässä käytet-5 tynä massoja, joiden kuidut imevät vettä ja turpoavat vedessä. Edullisia tällaisten massojen joukossa ovat sellu-massat, kuten SSK, NSK, puuvillalintteri, haapamassat tms.

Tässä käytettynä termi "sisältää" tarkoittaa sitä, että tämän keksinnön mukaisissa lateksikoostumuksissa voi-10 daan samanaikaisesti käyttää erilaisia komponentteja. Niinpä termi "sisältää" kattaa rajoittavammat termit "koostua olennaisilta osiltaan" ja "koostua".

Kaikki prosenttiosuudet, suhteet ja osuudet on tässä laskettu massan mukaan, ellei toisin mainita.

15 B. Lateksikoostumukset Tämän keksinnön yhteydessä käytettävien lateksi-koostumusten peruskomponentteina ovat 1) nestefaasi ja 2) hiukkaset, jotka on dispergoitu nestefaasiin kolloidisessa tilassa pysyväksi suspensioksi. Nestefaasina voivat 20 olla vesi, veteen sekoittuvat liuottimet ja veden ja näiden veteen sekoittuvien liuottimien seokset. Soveltuviin veteen sekoittuviin liuottimiin kuuluvat C^^-alkoholit, kuten metanoli, etanoli ja isopropanoli, ketonit, kuten asetoni, ja muut esimerkiksi maalienformulointialalla hy-t 25 vin tunnetut veteen sekoittuvat liuottimet. Vesifaasi on tyypillisesti edullinen nestefaasina.

Lateksikoostumuksen toimivana komponenttina on ve-sifaasiin dispergoitu hiukkasmainen lateksimateriaali. Nämä lateksihiukkaset ovat tyypillisesti pallomaisia muo-30 doltaan ja kooltaan monodisperssejä, ts. hiukkaskoot ovat . kapealla alueella. Nämä hiukkaset voivat joskus olla jopa muutaman mikrometrin kokoisia tai niin pieniä kuin 10 nm. Koska lateksihiukkaset muodostetaan tyypillisesti emulsio-polymeroinnilla, on niillä kuitenkin taipumus olla kool-35 taan alle mikrometrin suuruisia. Näiden lateksihiukkasten hiukkasläpimitta on tyypillisesti noin 0,1 - 2,5 pm.

10 95208

Hydrofobiset lateksihiukkaset käsittävät vain elas-tomeerisen ytimen. Pinnaltaan muunnetut hydrofUliset lateksihiukkaset koostuvat elastomeerisesta hydrofobisesta ytimestä ja ulommasta hydrofiilisesta vaipasta, joka on 5 sitoutunut elastomeeriytimeen. Hydrofiilisen vaipan tulee olla riittävän yhtenäisesti liittyneenä ytimeen, niin että myöhemmin muodostettavalla elastomeerikalvolla on suurin piirtein pysyvä hydrofiilinen pinta.

Elastomeerinen hydrofobinen ydin perustuu kummas-10 sakin lateksityypissä polymeeriin, joka on muodostettu monomeerista, tyypillisesti yhdistettynä muihin komonomee-reihin, jotka antavat sellaisia ominaisuuksia kuin jäykkyyttä, lujuutta ja juoksemattomuutta korotetuissa lämpötiloissa jne. Elastomeeriytimen muodostavien polymeerien 15 lasiutumislämpötila (Tg) on yleensä noin 35 °C tai alempi.

Edullisten elastomeeriytimiin käytettävien polymeerien T -arvot ovat yleensä korkeintaan noin -10 °C.

Pinnaltaan muunnettujen lateksien hydrofiilinen vaippa on tämän tyyppisen lateksihiukkasen tärkein funk-20 tionaalinen komponentti. Tällä vaipalla on kaksi tehtävää. Hydrofiilinen pinta stabiloi ensinnäkin lateksihiukkaset kolloidisesti nestefaasiin ja estää siten hiutaloitumisen.

Tämän vaipan toisena tehtävänä on tehdä elastomeerikalvon, joka muodostuu poistettaessa nestefaasi, pinta hydrofii-25 liseksi. Kationisten vaippojen ollessa kyseessä merkittävä on myös kolmas tehtävä, ts. kationisen spesieksen taipumus kiinnittää lateksihiukkasia kuitujen, erityisesti sellu-kuitujen, anionisesti varautuneisiin pintoihin. Tätä kiinni tystaipumusta hyödynnetään tämän keksinnön eräässä suo-30 ritusmuodossa.

. Lateksihiukkasia dispergoidaan vesifaasiin vaikut tava määrä. Kuinka suuri lateksihiukkasten "vaikuttava määrä" on, riippuu lateksikoostumuksen kulloisestakin käytöstä, sen muodostustavasta tms. tekijöistä. Tämän keksin-35 nön yhteydessä käytettävät lateksikoostumukset sisältävät n 95208 tavallisesti korkeintaan noin 60 paino -% lateksihiukkasia kiintoaineesta laskettuna. Lateksihiukkasten osuus on tyypillisesti noin 5-25 paino-% lateksikoostumuksesta kiintoaineena laskettuna. Nämä seikat voidaan säätää formuloi-5 Jan harkinnan mukaan.

Lateksihiukkaset muodostavat käytössä elastomeeri-sen kalvon, jolla on hydrofiilinen pinta, kun nestefaasi poistetaan. Prosessia, jolla nämä hiukkaset muodostavat elastomeerikalvon, kutsutaan "sintrautumiseksi". Sintrau-10 tumisen aikana hiukkaset sulautuvat yhteen nestefaasin poistuessa. Nämä yhteensulautuneet hiukkaset muodostavat lopulta yhtenäisen kalvon (sintterin), jolla on suurin piirtein yhtenäinen hydrofiilinen ulkopinta.

Seuraavassa kuvataan yksityiskohtaisesti lateksien 15 valmistusta. Yleisesti ilmaistuna valmistus käsittää emul- siopolymeraatioprosessin, jossa polymeroidaan polymeroita-vissa olevia monomeereja, kuten styreeniä, butadieenia, divinyylibentseeniä tms. tai niiden seoksia. Kun valmistetaan pinnaltaan hydrofiilisiä latekseja, emulgointi teh-20 dään kaksisegmenttisen ko-oligomeeriaineosan (LX, LQ tai niiden seos) läsnä ollessa. Kaksisegmenttinen ko-oligomee-riaineosa sisältää häntäryhmän (L), joka osallistuu poly-meraatioreaktioon, ja pääryhmän (X tai Q), jolla on hydrofiilisiä ominaisuuksia. Häntäryhmä voi sisältää esimerkik-25 si tyydyttymättömiä sidoksia, esimerkiksi oleyyliryhmän, ja hydrofiilinen pää voi olla ryhmä X, kuten polyoksiety-leeniryhmä, tai ryhmä Q, joka voi olla esimerkiksi polyok-sietyleeniketju, jonka päässä on kvaternaarinen ammonium-substituentti. Polymerointireaktion aikana osa kaksiseg-30 menttioligomeerista liittyy kumimaisiin emulsiohiukkasiin häntäryhmästään, ja hydrofUliset päät järjestyvät emul-siohiukkasten pinnoille, jolloin ne tekevät normaalisti olennaisilta osiltaan hydrofobisista kumimaisista emulsio-hiukkasista pinnaltaan hydrofiilisiä hiukkasia.

35 Seuraavassa valaistaan kationisten ja ionittomien pääteryhmällä varustettujen kaksisegmenttimateriaalien 12 95208 valmistusta, joita käytetään valmistettaessa pinnaltaan hydrofiilisiä latekseja käytettäviksi tämän keksinnön käytännön toteutuksessa.

Kationisen pääteryhmällä varustetun kaksisegmentti-5 yhdisteen valmistus

Reaktiosarjassa tässä yhteydessä käytettävien ka-tionisten kaksisegmenttimateriaalien LQ syntetisoimiseksi valmistetaan yleisesti esitettynä LX-etoksylaatin (1) tosylaattijohdannainen (2), minkä jälkeen tehdään aminoin-10 ti amiiniksi (3) ja reaktio alkyylihalogenidin kanssa kva-ternisoiduksi pääteryhmäksi (4) seuraavan reaktiokaavion mukaisesti: ch3 (ch2)‘7ch»ch (ch2) 8 (och2ch2) 20oh P~TsC1 .

15 Et3N / HN(CH3)2 y/ r— ch3(ch2)7ch=ch <ch2)8(och2ch2)20OTs 2 λλ “ di Bit CH3(CH2)?CH=CH(CH2)8(OCH2CH2)19OCH2CH2N(ch3)2 3

CH3(CH2)?CH*CH(CH2)g(OCH2CH2)χ9OCH2CH2N(CHj)3 BF

4 25

Eräs tyypillinen synteesi on seuraavanlainen: 01eyyli(E019)0CH2CH2N(CH3)3+Br‘:n valmistus: Uudelleenki- teytty p-tolueenisulfonyylikloridi (550 g; 2,9 mol) lisättiin kahdessa erässä (20 min:n väliajoin) liuokseen, joka 30 sisälsi 3,0 kg (2,6 mol) oleyylietoksylaattia (E020) ja 871 g (8,61 mol) trietyyliamiinia asetonitriilissä (10 1), argonatmosfäärissä huoneen lämpötilassa (25 - 30 °C). Tätä seosta sekoitettiin kolme vuorokautta huoneen lämpötilassa ja suodatettiin ja väkevöitiin sitten. Lisättiin 3 1 vettä 35 ja seos uutettiin kolmesti metyleenikloridilla. Orgaaniset 13 95208 kerrokset yhdistettiin, kuivattiin, suodatettiin ja väke-vöitiin, jolloin saatiin 3336 g jäykkäliikkeistä öljyä, oleyyli(E019)CH2CH2OTs:a. 1H-NMR : 7,8 (d, Ar), 7,4 (d, Ar), 5.3 (t, =CH), 3,4 - 3,9 (m, OCH2), 2,4 (s, ArCH3), 2,0 (m, 5 =CCH2), 0,9 - 1,6 (m, CH3CH2). Öljy sekoitettiin asetonit- riiliin (3,8 1) ja lisättiin 1654 ml kondensoitua dimetyy-liamiinia. Seosta sekoitettiin yön yli huoneen lämpötilassa ja poistettiin sitten ylimääräinen amiini ja asetonit-riili alipaineessa. Kuumentaen seosta kuumalla vesihau-10 teella lisättiin 3 1 5-%:ista natriumhydroksidiliuosta ja seos uutettiin metyleenikloridilla. Orgaaniset kerrokset yhdistettiin, kuivattiin, suodatettiin ja haihdutettiin, jolloin saatiin 2305 g oleyyli(E019)CH2CH2N(CH3)2:a. 1H-NMR: 5.3 (t, =CH), 3,4 -3,9 (m, OCH2), 2,5 (t, NCH2), 2,3 (s, 15 NCH3), 2,0 (m, =CCH), 0,9 - 1,6 (m, CH3CH2). Oleyyli- (E019)0CH2CH2N(CH3)2 liuotettiin asetonitriiliin (3,8 1) ja syötettiin sitten metyylibromidia pinnan alle liuokseen, joka oli alussa huoneen lämpötilassa. Lämpötila kohosi arvoon 48 °C. Lisäämistä jatkettiin 2,5 tuntia, kunnes yli-20 määräinen metyylibromidi alkoi refluksoitua. Seosta sekoitettiin 3 tuntia huoneen lämpötilassa ja väkevöitiin se sitten. 13C-NMR-analyysi osoitti, että korkeintaan noin 5 % amiinista jäi reagoimatta. Raakatuote liuotettiin uudelleen asetonitriiliin (4 1) ja puhallettiin liuokseen 25 metyylibromidia 45 min:n ajan. Lisättiin 50 ml 10-%:ista natriumkarbonaattiliuosta ja seosta sekoitettiin lämpötilassa 40 °C yön yli. Sitten liuos suodatettiin ja väkevöitiin, jolloin saatiin 2439 g oleyyli- (E019 )OCH2CH2N(CH3 )3*Br":a. 1H-NMR: 5,3 (t, -CH), 3,4 -3,0 30 (m, OCH2), 3,45 (s, N+CH3), 2,0 (=CCH2), 0,9 - 1,6 (m, CH3CH2). Negatiivisella kationi ti trauksella todettiin, että kationisten ryhmien kokonaisosuus oli 87,5 % [N*(CH3)3 + N+H(CH3)2)] ja kvaternaaristen ryhmien osuus 82,2 % [pelkkä N*(CH3)3].

u 95208

Ioniton pääteryhmällä varustettu kaksisegmenttiyh- dlste

Ymmärrettäneen, että lonlttomat materiaalit (LX), joita voidaan käyttää tässä yhteydessä ionittomina kaksi-5 segmenttimateriaaleina ja joita käytetään edellä mainittujen kationisten pääteryhmällä varustettujen kaksiseg-menttimateriaalien syntetisointiin, ovat tyypillisiä al-kenyyli- ja/tai polytyydyttymättömien hydrokarbyyliryh-mien, joiden ketjussa on yleensä noin 10 - 22 hiiliatomia 10 ja joihin kuuluvat esimerkiksi sellaisista materiaaleista kuin öljyhaposta, linoleiinihaposta, linoleenihaposta, eleosteariinihaposta, parinariinihaposta tms. saatavat hydrokarbyyliryhmät, etoksyloituja alkoholijohdannaisia.

Muihin tyydyttymättömiin ryhmiin kuuluvat oligomeerit ja 15 polymeerimateriaalit, joissa on jäljellä kaksoissidoksia, mukaan luettuina polybutadieeniseokset, polyisopreeniseok-set tms. Oleyyliryhmä on eräs edullinen tyydyttymätön hyd-rokarbyyliryhmä keksinnön mukaisissa ionittomissa kaksi-segmenttimateriaaleissa.

20 LX:n polyoksialkyleenisubstituenteilla on kaava (OCH2CH2)n-0H, jossa n on kokonaisluku noin 5 - 50, edullisesti noin 10 - 20. Emulgaattorialan ammattimiehet havainnevat helposti, että nämä ionittomat materiaalit kuuluvat hyvin tunnettujen pinta-aktiivisten aineiden, etok-25 syloitujen alkoholien, ryhmään, sillä edellytyksellä, että hydrokarbyylisubstituentissa on yksi tai useampia tyydyt-tymättömiä kohtia, jotka mahdollistavat materiaalin osallistumisen polymeraatioon ja sitovat siten materiaalin lateksihiukkasiin. Erästä kaupallista tämäntyyppistä ma-30 teriaalia myydään nimellä "VOLPO-20" (Croda, Inc., 183 Madison Ave., New York, NY 10016), ja se sisältää oleyyli-ryhmän ja keskimäärin 20 etoksylaattiyksikköä.

C. Yksittäisten sulppujen ja sulppuseosten valmistus

35 Keksinnön mukaisen lateksilla käsitellyn sulpun A

valmistus käsittää yleisesti esitettynä kuitujen vesiliet- * 95208 15 teen saattamisen kosketukseen lateksihiukkasten kanssa sillä tavalla, että taataan lateksin saostuminen kuitujen pinnoille. Anionisten ja ionittomien lateksien ollessa kyseessä yhdistetään kuitujen vesiliete ja lateksiemulsio 5 ja sekoitetaan homogeeniseksi, minkä jälkeen seos kuivataan lateksihiukkasten kerrostamiseksi kuitujen pinnoille. Kationisten lateksien yhteydessä kuivausvaihe voidaan mahdollisesti jättää pois, koska kationisilla latekseilla on taipumus itsestään tarttua kuituihin, erityisesti anioni-10 sesti varautuneisiin kuituihin, kuten sellukuituihin.

Keksinnön mukaisten sulppujen A tyypillisen valmistuksen yhteydessä valmistetaan massaliete, joka sisältää yleensä 0,1 - 5, edullisesti 2-3 paino-% kuituja. Liete sisältää kokonaisuudessaan suunnilleen 95 - 99 % vettä.

15 Tähän kuitulietteeseen lisätään, edullisesti jatkuvasti tai annoksittain ja voimakkaasti sekoittaen, lateksihiuk-kasemulsio. Yleensä lateksiemulsiot sisältävät noin 10-20 paino-% (kiintoaineena laskettuna) lateksihiukkasia veteen suspendoituina.

20 Yleensä on edullista, että lateksihiukkasten pitoi suus sulpussa A (kuiva-aineesta laskettuna) on noin 0,5-50, edullisesti 1 - noin 10 paino-% käsiteltävistä kuiduista.

Kuumentaminen ei ole tarpeen (kuivausvaihetta lu-25 kuun ottamatta), mutta sitä voidaan mahdollisesti käyttää.

«

Yleensä sekoitusvaihe, jota käytetään valmistettaessa lateksilla käsiteltyä sulppua A, toteutetaan huoneen lämpötilassa.

pH ei ole erityisen ratkaiseva, ja yleensä pH-ar-30 vot, jotka ovat suunnilleen alueella 3-9, ovat tyydyttäviä. Kationisten lateksien ollessa kyseessä edullinen pH-alue on 4 - 6.

Kun lateksiemulsio ja massaliete on sekoitettu perusteellisesti, raaka-aineseos kuivataan (lukuun ottamatta 35 kationisia latekseja tai saostusapuaineita sisältäviä 16 95208 anionisia latekseja, kuten edellä mainittiin) käyttämällä suodatuksen (ylimääräisen veden poistamiseksi) ja lämmön yhdistelmää. Lateksihiukkaset tarttuvat melko lujasti mas-sakuitujen pinnoille.

5 Imevää massaa sisältävän seoksen B valmistuksessa käytetään paperinvalmistusalalla hyvin tunnettuja menetelmiä. Esimerkiksi sellukuidut, jotka on tavallisesti keitetty vesipohjaisessa emäksisessä kemikaaliliuoksessa, jauhetaan perusteellisesti ja sekoitetaan vesilietteeksi. 10 Massapitoisuudet noin 0,1 - 5, edullisesti 2 - 3 %, ovat tyypillisiä tässä vesilietteessä.

Kun on valmistettu erikseen massat A ja B, valmistetaan "raaka-aineseosten sekoitus". Tässä vaiheessa yhdistetään massat A ja B vesiympäristössä, yleensä lisää-15 mällä massa A massaan B jatkuvassa prosessissa käyttämällä suurinopeuksista sekoitusta tuloksena olevan massaseoksen homogeenisuuden takaamiseksi.

Tuloksena oleva sekoitettujen massojen vesiliete sisältää tyypillisesti noin 10 - 50 paino-% massaa A ja 20 noin 50 - 90 paino-% massaa B. Sekoituksen jälkeen massa-seoksen vesipitoisuus voidaan säätää siten, että raaka-aineseosten sekoituksen viskositeetti on sopiva seuraavana vaiheena olevan arkkien valmistuksen yhteydessä tehtävän pumppauksen tai ruiskutuksen kannalta.

25 Tämän keksinnön eräänä lisäpiirteenä on, että imevä massa B voidaan käsitellä myös erilaisilla kaupallisilla lisäaineilla, erityisesti kationisilla märkälujuutta parantavilla lisäaineilla, kuten KYMENEllä (Kymene-557, Hercules Inc.). KYMENE-käsitellyt imevät massat ovat eri-30 tyisen käyttökelpoisia ei-kationisista latekseista valmistettujen lateksimassojen A yhteydessä, sillä arkin lujuus paranee huomattavasti.

D. Raaka-aineseosten levittäminen arkkien muodostamiseksi 35 Kun massoja A ja B sisältävä raaka-aineseosten se koitus on valmistettu edellä esitetyllä tavalla, sitä käy- 17 95208 tetään märkälevitettyjen arkkien valmistukseen käyttämällä paperinvalmistusalalla hyvin tunnettua tyyppiä olevia menetelmiä. Katso esimerkiksi menetelmät paperin ja arkkien valmistamiseksi, joita kuvataan US-patenttijulkaisuissa 5 3 301 746 (Sanford et ai., 31. tammikuuta 1967); 3 905 863 (16. syyskuuta 1975) ja 3 974 025 (10. elokuuta 1976), kummatkin Ayersin nimissä; sekä US-patenttijulkai-sut 4 191 609 ja 4 239 065 (Trokhan, 1980), jotka kaikki mainitaan tässä viitteinä. Eräs tämän menetelmän tärkeim-10 mistä eduista on itse asiassa se, että näitä raaka-aine-seosten sekoituksia voidaan käyttää tällä hetkellä käytettävissä olevissa koneissa ja laitoksissa.

Seuraavat esimerkit valaisevat tämän keksinnön toteuttamiseen tarkoitettujen pinnaltaan hydrofiilisten la- 15 teksien valmistusta

Esimerkki I

Märkäpäähän lisättävissä oleva kationinen styreeni-butadieenikumiin perustuva lateksi valmistettiin seuraavasti. Seos, joka sisälsi pinta-aktiivisen aineen liuosta, 20 joka oli valmistettu liuottamalla 6,44 g noin 20 etoksy-laattiyksikköä sisältävää oleyylietoksylaattia tislattuun veteen (500 ml), toista pinta-aktiivisen aineen liuosta, joka oli valmistettu liuottamalla 2,15 g noin 20 etoksy-laattiyksikköä sisältävää oleyylietoksylaattijohdannaista, 25 jossa oli funktionaalinen kvaternaarinen ammoniumryhmä sidottuna etoksylaattiketjun päähän, tislattuun veteen (150 ml), initiaattoriliuosta, joka oli valmistettu liuottamalla 0,72 g 2,2'-atsobis(2-amidinopropaani)hydroklori-dia tislattuun veteen (50 ml), ja lisäksi 301 ml tislattua 30 vettä, laitettiin ruostumattomasta teräksestä valmistet-. tuun, mekaanisella sekoittimella varustettuun 2 l:n vetoi seen reaktoriin. Tässä reaktiossa käytetyn tislatun veden läpi syötettiin argonia ennen käyttöä ja reaktori huuhdottiin typpikaasulla ennen liuosseoksen laittamista sisään. 35 Liuosseosta sisältävää reaktoria huuhdottiin vielä argon- 95208 18 kaasulla tunnin ajan ja ruiskutettiin sitten 0,72 g divi-nyylibentseeniä ja 57,2 g styreeniä reaktoriin. 1,3-buta-dieeni (85,8 g) siirrettiin reaktoriin kondensoimalla aine ensin 100 ml:n mittalasissa ja ruiskuttamalla kondensaatti 5 reaktoriin. Reaktori suljettiin ja reaktioseos kuumennettiin lämpötilaan 60 °C ja pidettiin tässä vakiolämpötilas-sa koko reaktion ajan, joka toteutettiin sekoittamalla hitaasti mekaanisella sekoittimella 18 tuntia, minkä jälkeen emulsiopolymerointi oli mennyt loppuun.

10 Lateksituotteen kiintoainepitoisuus arvioitiin seu- raavalla menetelmällä. Noin 2 ml lateksia kuvattiin lämpö-kaapissa lämpötilassa 110 eC vähintään 1 tunti. Tämän näytteen massasta ennen kuivausta ja sen jälkeen laskettiin lateksin kiintoainepitoisuuden olevan 13,1 %. Latek-15 sin hiukkaskoko (läpimitta) mitattuna kvasielastisella valon sironnalla oli 0,154 ± 0,036 pm.

Kationisen lateksin saostettavuus puumassan pinnalla märkäpäässä varmistettiin seuraavasti. Valmistettiin kationisen lateksin ja hienonnetun kraftmassan vesisuspen-20 sion, jonka konsistenssi oli 0,1 paino-%, seos siten, että massan ja lateksin kuivamassojen suhteeksi tuli noin 5:1.

Seoksen pH säädettiin rikkihapolla arvoon 4,5. Seoksen sameus väheni nopeasti, ja se muuttui kirkkaaksi 30 min:ssa sekoitettaessa varovasti huoneen lämpötilassa.

25 Massan tarkastelu mikroskoopilla vahvisti, että lateksi-hiukkaset olivat saostuneet massakuitujen pinnalle.

Esimerkki II

Valmistettiin märkäpäähän lisättävissä oleva katio-ninen, styreeni-butadieenikumipohjäinen lateksi esimerkis-30 sä I kuvatulla tavalla. Reaktioseos, jonka koostumus oli samanlainen kuin esimerkissä I, paitsi että siihen ei lisätty divinyylibentseeniä, laitettiin suljettuun, ruostumattomasta teräksestä valmistettuun, mekaanisella sekoittimella varustettuun, 2 l:n vetoiseen reaktoriin. Sitten 35 seos kuumennettiin lämpötilaan 60 °C ja pidettiin tässä 19 95208 lämpötilassa 47 tuntia hitaasti sekoittaen, minkä jälkeen emulsiopolymerointi oli mennyt loppuun. Saatiin lateksi, jonka kiintoainepitoisuus oli 12,3 paino-% esimerkissä I kuvatulla menetelmällä määritettynä.

5 Esimerkki III

Valmistettiin märkäpäähän lisättävissä oleva katio-ninen, styreeni-butadieeni-akryylihappokopolymeerikumiin perustuva lateksi seuraavasti. Seos, joka sisälsi pinta-aktiivisen aineen liuosta, joka oli valmistettu liuotta-10 maila 0,32 g noin 20 etoksylaattiyksikköä sisältävää ole-yylietoksylaattia tislattuun veteen (15 ml), toista pinta-aktiivisen aineen liuosta, joka oli valmistettu liuottamalla 0,105 g noin 20 etoksylaattiyksikköä sisältävää ole-yylietoksylaattijohdannaista, jossa oli funktionaalinen 15 kvaternaarinen (trimetyyli-)ammoniumryhmä sidottuna etok-sylaattiketjun päähän, tislattuun veteen (15 ml), ini-tiaattoriliuosta, joka oli valmistettu liuottamalla 0,142 g 2,2'-atsobis(2-amidinopropaani)dihydrokloridia tislattuun veten (15 ml), ja lisäksi 11,4 ml tislattua 20 vettä, laitettiin paksuseinäiseen lasiseen 250 ml:n vetoiseen reaktiopulloon, jossa oli magneettisekoitussauva. Tässä reaktiossa käytetyn tislatun veden läpi syötettiin argonia 15 min ennen käyttöä. Reaktiopullo, joka sisälsi pinta-aktiivisten aineiden ja initiaattorin liuosten seok-25 sen, huuhdottiin typellä ja pullo suljettiin kumitulpalla, joka peitettiin metallisella pullonkorkilla, jossa oli kaksi reikää. Akryylihappo (0,53 g), divinyylibentseeni (0,073 g) ja styreeni (1,75 g) siirrettiin reaktiopulloon ruiskuttamalla monomeerit kumitulpan läpi injektioruiskun 30 avulla. 1,3-butadieeni (5,25 g) siirrettiin reaktiopulloon kondensoimalla se ensin 15 ml:n mittalasissa, joka oli upotettu hiilihappojäähän, ja ruiskuttamalla kondensaatti reaktiopulloon injektioruiskulla. Sitten reaktiopullo sijoitettiin öljyhauteeseen, jonka lämpötila oli 60 °C koko 35 reaktion ajan, joka tehtiin sekoittamalla reaktioseosta 20 95208 hitaasti magneettisekoittimella 16 tuntia, minkä jälkeen emulsiopolymerointi oli mennyt loppuun. Saatiin lateksi, jonka kiintoainepitoisuus oli 10,4 %. Lateksin saostetta-vuus märkäpäässä varmistettiin esimerkissä 1 kuvatulla 5 menetelmällä.

Esimerkki IV

Valmistettiin märkäpäähän lisättävissä oleva katio-ninen lateksi, joka perustui anionisen vapaa radikaali -initiaattorin avulla syntetisoituun styreeni-butadieeni-10 kumiin, esimerkissä 111 kuvatulla tavalla. Liuossseos, joka valmistettiin liuottamalla 0,28 g noin 20 etoksylaat-tiyksikköä sisältävää pinta-aktiivista oleyylietoksylaat-tia, 0,07 g noin 20 etoksylaattiyksikköä sisältävää pinta-aktiivista oleyylietoksylaattijohdannaista, jossa oli 15 funktionaalinen kvaternaarinen ammoniumryhmä kytkettynä etoksylaattiketjun päähän, ja 0,035 g vapaa radikaali-ini-tiaattoria, kaliumpersulfaattia, tislattuun veteen (56,4 ml), laitettiin paksuseinäiseen lasiseen, 250 ml:n vetoisen reaktiopulloon, jossa oli magneettisekoitussauva.

20 Tislatun veden läpi puhallettiin argonia 15 min:n ajan ennen käyttöä. Reaktiopullo, joka sisälsi pinta-aktiivis-ten aineiden ja initiaattorin seoksen liuoksessa, huuhdottiin typellä ja suljettiin kumitulpalla, joka peitettiin kaksireikäisellä metallikorkilla. Styreeni (1,75 g) ja . 25 1,3-butadieeni (5,25 g) siirrettiin reaktiopulloon injek- « tioruiskun avulla esimerkissä III kuvatulla tavalla. Reaktiopullo sijoitettiin öljyhauteeseen, jonka lämpötila pidettiin arvossa 60 °C koko reaktion ajan, joka tehtiin sekoittamalla reaktioseosta hitaasti magneettisekoittimel-30 la 16 tuntia, minkä jälkeen emulsiopolymerointi oli mennyt loppuun. Esimerkissä I kuvatulla tavalla määritetty lateksin kiintoainepitoisuus oli 7,6 %.

Esimerkki V

Valmistettiin märkäpäähän lisättävissä oleva katio-35 ninen lateksi, joka perustui kationisen pinta-aktiivisen 21 95208 aineen läsnä ollessa syntetisoituun styreeni-butadieeni-kumiin, esimerkissä III kuvatulla tavalla. Liuosseos, joka valmistettiin liuottamalla 0,105 g noin 20 etoksylaattiyk-sikköä sisältävää pinta-aktiivista oleyylietoksylaattijoh-5 dannaista, jossa oli funktionaalinen kvaternaarinen ammo-niumryhmä liitettynä etoksylaattiketjun päähän, ja 0,035 g 2,2'-atsobis(2-amidinopropaani)dihydrokloridia, joka toimi vapaa radikaali -initiaattorina, tislattuun veteen (49 ml), laitettiin paksuseinäiseen lasiseen 10 250 ml:n reaktiopulloon, jossa oli magneettisekoitussauva.

Tislatun veden läpi puhallettiin argonia ennen käyttöä. Reaktiopullo, joka sisälsi pinta-aktiivista ainetta ja initiaattoria liuoksessa, suljettiin kumitulpalla, joka peitettiin kaksireikäisellä metallikorkilla. Styreeni 15 (2,8 g), 1,3-butadieeni (4,2 g) ja divinyylibentseeni (0,035 g) siirrettiin pulloon injektioruiskun avulla esimerkissä III kuvatulla tavalla. Reaktiopullo laitettiin öljyhauteeseen, jonka lämpötila pidettiin 60 eC:na koko reaktion ajan, joka tehtiin sekoittamalla reaktioseosta 20 hitaasti magneettisekoittimella 17 tunnin ajan, minkä jälkeen emulsiopolymeraatio oli mennyt loppuun.

Esimerkissä I kuvatulla tavalla määritetty lateksin kiintoainepitoisuus oli 12,5 %. Lateksin saostettavuus märkäpäässä puumassan pinnalle varmistettiin.

• 25 Esimerkki VI

Kationisen lateksin käyttökelpoisuus märkäpäälisä-aineena jatkuvassa paperinvalmistusprosessissa osoitettiin seuraavasti. Noin 227 kg (kuivamassa) jauhettua pohjoisista havupuulajeista valmistettua kraftmassaa dispergoitiin 30 veteen siten, että konsistenssiksi tuli noin 2,5 %, ja säilytettiin dispersio sekoituksella varustetussa säiliössä. Massaseoksen pH säädettiin arvoon 4,5 rikkihapolla. Massaan lisättiin noin 380 1 esimerkin I mukaisesti valmistettua kationista lateksia sideaineen saostamiseksi 35 kuiduille märkäpäässä. Saostumisaste määritettiin sentri- 22 95208 fugoimalla massaseoksesta otettuja näytteitä ja tarkistamalla supernatantin sameus. Saostumattomien lateksihiuk-kasten aiheuttama sameus hävisi 30 min:ssa.

Lateksia käyttämällä valmistettujen lopullisten 5 paperituotteiden lateksipitoisuus voidaan mitata röntgen- fluoresenssianalyysillä. Analyysi tehdään bromaamalla lateksin styreeni-butadieenikumikomponentin tyydyttymättö-mät kaksoissidokset ja mittaamalla sitten röntgenfluore-senssi-intensiteetti.

10 Esimerkki VII

Valmistettiin styreeni-butadieenikumiin perustuva ioniton pinnaltaan hydrofiilinen elastomeerilateksi seuraavasti. Seos, joka sisälsi pinta-aktiivisen aineen liuosta, joka oli valmistettu liuottamalla 0,28 g noin 20 15 etoksylaattiyksikköä sisältävää oleyylietoksylaattia ("VOLPO-20") tislattuun veteen (20 ml), initiaattoriliuos-ta, joka oli valmistettu liuottamalla 0,035 g kaliumper-sulfaattia tislattuun veteen (20 ml), ja lisäksi 16,4 ml tislattua vettä, laitettiin 250 ml:n vetoiseen paksusein-20 äiseen lasiseen reaktiopulloon, jossa oli magneettisekoi-tussauva. Tässä reaktiossa käytetyn tislatun veden läpi puhallettiin-argonia 15 minin ajan ennen käyttöä. Reaktio-pullon, joka sisälsi pinta-aktiivisen aineen ja initiaat-torin liuosseoksen, läpi puhallettiin argonia 20 min ja se ' 25 suljettiin kumitulpalla, joka peitettiin kaksireikäisellä metallikorkilla. Styreeni (1,75 g) siirrettiin reaktiopulloon ruiskuttamalla monomeeri kumitulpan läpi injektio-ruiskun avulla. 1,3-butadieeni (5,25 g) siirrettiin pulloon vastaavasti kondensoimalla se ensin 15 ml:n mittala-30 sissa, joka oli upotettu hiilihappojäähän, ja ruiskutta-* maila kondensaatti reaktiopulloon injektioruiskun avulla.

Reaktiopullo laitettiin sitten öljyhauteeseen, joka pidettiin lämpötilassa 60 °C koko reaktion ajan, joka toteutettiin sekoittamalla reaktioseosta hitaasti magneettisekoit-35 timella 16 tuntia, minkä jälkeen emulsiopolymerointi oli mennyt loppuun.

23 95208

Lateksituotetta (noin 2 ml) kuivattiin lämpökaapis-sa lämpötilassa 110 °C vähintään tunnin ajan. Ennen kuivausta ja sen jälkeen saaduista punnitustuloksista saatiin lateksin kiintoainepatoisuudeksi 9,5 %.

5 Esimerkki VIII

Valmistettiin ioniton, pinnaltaan hydrofiilinen, styreeni-butadieeni-akryylihappokopolymeeriin perustuva elastomeerilateksi seuraavasti. Seos, joka sisälsi pinta-aktiivisen aineen liuosta, joka oli valmistettu liuotta-10 maila 0,32 g noin 20 etoksylaattiyksikköä sisältävää ole-yylietoksylaattia tislattuun veteen (15 ml), initiaattori-liuosta, joka oli valmistettu liuottamalla 0,142 g kalium-persulfaattia tislattuun veteen (15 ml), ja lisäksi 26,4 ml tislattua vettä, laitettiin 250 ml:n vetoiseen, paksu-15 seinäiseen lasiseen reaktiopulloon, jossa oli magneetti-sekoitussauva. Tässä reaktiossa käytetyn tislatun veden läpi puhallettiin argonia 15 min:n ajan ennen käyttöä. Pinta-aktiivisen aineen ja initiaattorin liuosseosta sisältävän reaktiopullon läpi puhallettiin argonia 30 min ja 20 pullo suljettiin kumitulpalla ja kaksireikäisellä metalli-korkilla. Divinyylibentseeni (0,07 g), akryylihappo (0,526 g) ja styreeni (1,75 g) siirrettiin reaktiopulloon ruiskuttamalla ne kumitulpan läpi injektioruiskulla. 1,3-butadieeni (5,25 g) siirrettiin pulloon kondensoimalla se * 25 ensin 12 ml:n mittalasissa, joka oli upotettu hiilihappo- jäähän, ja ruiskuttamalla kondensaatti reaktiopulloon injektioruiskun avulla. Reaktiopullo laitettiin sitten öljy-hauteeseen, jonka lämpötila pidettiin 60 °C:na koko reaktion ajan, joka toteutettiin sekoittamalla reaktioseosta 30 hitaasti magneettisekoittimella 16 tuntia, minkä jälkeen emulsiopolymerointi oli mennyt loppuun. Saatiin lateksi, jonka kiintoainepitoisuus oli 7,1 paino-% mitattuna esimerkissä VI kuvatulla tavalla.

Esimerkki XI

35 Ioniton, pinnaltaan hydrofiilinen elastomeerilatek si, joka sisältää kaksisegmenttistä butadieeni-etyleeni- 24 95208 oksidiko-oligomeeria, valmistettiin seuraavasti. Pyöreä-pohjäistä 250 ml:n pulloa huuhdottiin typellä 30 min ja upotettiin se sitten hiilihappojää-asetonihauteeseen. Reaktioastiaan siirrettiin 3,1 g nestemäistä 1,3-butadiee-5 nia kalsiumhydridiä sisältävässä 25 ml:n pullossa tehdyn kondensoinnin jälkeen ja sekoitettiin 3 tuntia. Liuos, joka oli valmistettu 0,033 g:sta butadieeni-etyleenioksi-dikaksisegmenttiko-oligomeeria, jonka keskimääräinen mole-kyylimassa oli 1845 mitattuna höyryfaasiosmometrisesti ja 10 etyleenioksidioligomeerisegmentin ja butadieenioligomeeri-segmentin välinen molekyylimassasuhde 2,85, liuottamalla se tislattuun veteen (15 ml), 1 ml 1-dodekaanimerkaptääniä, initiaattoriliuos, joka oli valmistettu liuottamalla 0,096 g kaliumpersulfaattia tislattuun veteen (10 ml), ja 15 lisäksi 5 ml tislattua vettä lisättiin reaktioastiaan. Tässä reaktiossa käytetty vesi tislattiin juuri ennen käyttöä. Reaktioseoksen sisältävä pullo suljettiin, poistettiin hiilihappojää-asetonihauteesta ja sen annettiin lämmetä, kunnes pullon sisältö suli. Sitten reaktioastia 20 lämmitettiin öljyhauteessa suunnilleen lämpötilaan 53 'C ja pidettiin tässä lämpötilassa sekoittaen sisältöä hitaasti magneettisekoittimella 64 tuntia emulsiopolymeroin-nin saattamiseksi loppuun.

Esimerkki X

' 25 Ioniton, pinnaltaan hydrofiilinen elastomeerilatek si, jolla oli perusteellisen dialyysinkin jälkeen kyky muodostaa pinnaltaan hydrofiilisiä kumimaisia kalvoja, valmistettiin seuraavasti. Pyöreäpohjäistä 500 ml:n pulloa huuhdottiin typpikaasulla 15 min, ja se jäähdytettiin sit-30 ten upottamalla hiilihappojää-asetonihauteeseen. Seos, ; joka sisälsi 15 g kondensoitua 1,3-butadieeniä, 5 g sty reeniä, 0,4 g 1-dodekaanitiolia, pinta-aktiivisen aineen liuosta, joka oli valmistettu liuottamalla 0,8 g noin 20 etoksylaattiyksikköä sisältävää oleyylietoksylaattia tis-35 lettuun veteen (40 ml), initiaattoriliuosta, joka oli vai- 25 95208 mistettu liuottamalla 0,4 g kaliumpersulfaattia tislattuun veteen (40 ml), ja lisäksi 100 ml tislattua vettä, laitettiin reaktioastiaan. Tässä reaktiossa käytetyn tislatun veden läpi puhallettiin argonkaasua 15 min:n ajan ennen 5 käyttöä. Reaktioseoksen sisältävä pullo suljettiin, poistettiin hiilihappojää-asetonihauteesta Ja sen annettiin lämmetä, kunnes pullon sisältö suli. Reaktioastia upotettiin öljyhauteeseen, joka oli säädetty lämpötilaan 65 °C, 20 tunnin ajaksi emulsiopolymeroitumisen saattamiseksi 10 loppuun. Saatiin lateksi, jonka kiintoainepitoisuus oli 10,5 %.

Esimerkki XI

Ioni ton, pinnaltaan hydrofiilinen elastomeerilatek-si, joka pystyy muodostamaan kumimaisia kalvoja, jotka 15 säilyttävät hydrofiilisen pintansa jopa useita tunteja kestävän vesipesun jälkeen, valmistettiin seuraavasti.

Seos, joka sisälsi 2,5 g 1,3-butadieeniä, 2,5 g styreeniä, 0,0845 g 1-dodekaanitiolia, 0,2 g noin 20 etoksylaattiyk-sikköä sisältävää oleyylietoksylaattia, 0,1 g kaliumper-20 sulfaattia ja 45 ml tislattua ja argonilla huuhdottua vettä, laitettiin 250 ml:n pulloon ja toteutettiin emulsio-polymeraatio esimerkissä IV kuvatulla tavalla. Saatiin lateksi, jonka kiintoainepitoisuus oli 10,7 %.

Kuten edeltävistä esimerkeistä on havaittavissa, ‘ 25 tässä käytetyssä emulsiopolymerointimenetelmässä käytetään alalla tyypillisiä reaktio-olosuhteita; tärkeänä erona on se, että reaktioseoksessa on läsnä reaktioon osallistuvaa kaksisegmenttimateriaalia. Yleensä lämpötila noin 50 °C on riittävä polymeroitavissa olevan komponentin emulsio-30 polymerointiin kohtuullisella nopeudella. Tällaiset lämpötilat takaavat myös sen, että amfifiilinen kaksisegmentti-nen emulgaattori tulee sisällytetyksi elastomeerihiukka-siin tarvitsematta käyttää mitään ylimääräistä silloitus-monomeeria, kuten divinyylibentseeniä. Emulsiopolymeroin-35 nissa käytettävä lämpötila on tyypillisesti suunnilleen 26 95208 alueella 60 - 65 °C. Emulsiopolymerointia jatketaan riittävän pitkään lateksikoostumuksen muodostumisen takaamiseksi, esimerkiksi noin 8-64 tuntia. Vaikka tässä kuvatussa emulsiopolymeroinnissa muodostuu vesipohjaisia 5 lateksikoostumuksia, voidaan liuotinta vaihtamalla muodostaa latekseja, joissa on muita, veteen sekoittuvia liuottimia nestefaasina.

Muita initiaattoreita kuin esimerkissä esitettyjä voidaan mahdollisesti käyttää, mutta tällaiset seikat ovat 10 lateksienpolymerointialan ammattimiesten hallitsemia eikä niitä tarvitse kuvata tässä yksityiskohtaisesti.

Eräs toinen, vaikkakin vähemmän edullinen, menetelmä tämän keksinnön mukaisten lateksikoostumusten valmistamiseksi on amfifiilisen kaksisegmenttimateriaalin oksas-15 taminen ennalta muodostetussa lateksissa olevien elasto-meerihiukkasten pinnalle. Tällaisia ennalta muodostettuja latekseja on saatavana kaupallisesti, tai niitä voidaan syntetisoida tavanomaisin emulsiopolymerointimenetelmin.

Katso US-patenttijulkaisu 3 397 165 (Goodman et ai., 20 13. elokuuta 1968), jossa kuvataan butadieenipolymeerin vesilateksin valmistamista emulsiopolymeroinnilla, jossa käytetään siemenlateksia. Katso myös US-patenttijulkaisu 3 575 913 (Meier, 20. huhtikuuta 1971), jossa kuvataan lateksien valmistusta esimerkiksi polymeroimalla itakoni-25 happoa, styreeniä ja butadieeniä "panoskasvatusmenetel- mällä".

Soveltuvia amfifiilisia kaksisegmenttimateriaaleja ovat mm. materiaalit, joita edellä esitettiin käytettäviksi emulsiopolymerointimenetelmässä tämän keksinnön mukais-30 ten lateksikoostumusten valmistamiseksi. Kaksisegmentti- materiaalia käytetään tyypillisesti noin 2-20 paino-% ennalta muodostetun lateksin määrästä.

Jotta saataisiin aikaan amfifiilisen kaksisegmenttimateriaalin oksastuminen ennalta muodostetun lateksin 35 lateksihiukkasten pinnoille, käytetään vapaa radikaali [ 27 9 5 2 0 8 -initiaattoria. Soveltuvat vapaa radikaali -initiaattorit voivat olla vesi- tai öljyliukoisia. Tyypillisiä esimerkkejä öljyliukoisista vapaa radikaali -initiaattoreista ovat mm. atsobis-isobutyronitriili (AIBN), dimetyyli-at-5 sobis-isobutyronitriili,l,4-diatsobis-syklo(2.2.2)oktaani tms. Vapaa radikaali -initiaattoria käytetään määrä, joka saa aikaan amfifiilisen kaksisegmenttimateriaalin oksas-tumisen ennalta muodostetussa lateksissa olevien elasto-meerihiukkasten pinnoille, esimerkiksi noin 0,1-1 pai-10 no-% lateksikiintoaineesta.

Amfifiilisen kaksisegmenttimateriaalin oksastaminen ennalta muodostetussa lateksissa olevien lateksihiukkasten pinnoille tehdään tyypillisesti vähintään noin 50 eC:n lämpötilassa. Pinnalle oksastamisen kannalta edullinen 15 lämpötila-alue on noin 60 - 65 °C. Ennalta muodostetun lateksin, amfifiilisen kaksisegmenttimateriaalin ja vapaa radikaali -initiaattorin seosta pidetään sopivassa lämpötilassa riittävän pitkään, jotta taataan amfifiilisen kaksisegmenttimateriaalin oksastuminen ennalta muodostetun 20 lateksin lateksihiukkasten pinnoille. Pintaoksastuksella muodostetut vesipohjaiset lateksikoostumukset voidaan muuttaa veteen sekoittuvaa liuotinta (alkoholia) sisältäviksi latekseiksi liuottimenvaihtomenetelmin.

Seuraava esimerkki valaisee erästä tyypillistä ru-* 25 tiinimenetelmää tämän keksinnön yhteydessä käyttökelpois ten hydrofobisten lateksien valmistamiseksi.

Esimerkki XII

Styreeni-butadieenikumilateksi valmistetaan seuraavasti. Komonomeeriseos, joka koostuu kondensoidusta 1,3-30 butadieenista (15 g) ja styreenistä (5 g) dispegoidaan ja polymeroidaan tislatussa vedessä (180 ml) käyttämällä 2,8 g natriumlauryylisulfaattiemulgaattoria, 0,4 g kalium-persulflaatti-initiaattoria ja 0,4 g ketjunvaihtoaineena toimivaa 1-dodekanolia. Saadaan lateksi, jonka kiintoaine-35 pitoisuus on 11,0 %.

28 9 5 2 0 8

Seuraavat esimerkit valaisevat tämän keksinnön mukaisella tavalla toteutettavaa käsin tehtyjen arkkien valmistusta. Esimerkeissä lyhenne "NSK" tarkoittaa pohjoisista havupuulajeista valmistettua kraftmassaa (Northern 5 Softwood Kraft pulp) ja "SSK" eteläisistä havupuulajeista valmistettua kraftmassaa (Southern Softwood Kraft pulp).

Esimerkki XIII

Tyyppiä A oleva massaliete

1,0638 g NSK-massaa (kuivamassa 1,00 g) dispergoi-10 daan tislattuun veteen (800 ml). pH säädetään 0,5 N

HCl:lla arvoon 3,5. Massaliete kuumennetaan sekoittaen lämpötilaan 60 °C. Tähän lietteeseen lisätään 1,44 g kationista lateksia (kiintoainepitoisuus 10,4 %), joka on esimerkissä I kuvattua tyyppiä. Tämä vastaa lateksikiinto-15 aineosuutta 15,0 % massan kuivapainosta. Kuivamassa 1,00 g vastaa 40 %:a kationisella lateksilla käsiteltyä NSK-massaa käsin tehdyssä arkissa, jonka massa on 2,5 g.

Tyyppiä B oleva massaliete 1,60 g NSK-massaa (kuivamassa 1,5 g) - joka vastaa 20 60 %:a 2,5 g:n käsin tehdyssä arkissa - dispergoidaan 1 000 ml:aan tislattua vettä. pH säädetään 0,5 HCl:lla arvoon 3,5.

Liete A lisätään lietteeseen B sekoittaen noin 5 min huoneen lämpötilassa (noin 24 °C).

* 25 Yhdistetyt lietteet (A + B) kaadetaan pilot plant -kokoiseen Deckle Box -kehilöön ja dispergoidaan veteen. Muodostetaan arkki, jonka massa on 2,5 g. Ylimääräinen vesi poistetaan alipaineraon avulla. Kostea arkki leikataan neljään osaan (noin 15 x 15 cm). Kukin neljännes kui-30 vataan Carver-puristimella paineen alaisena lämpötilassa ·' 110 °C 15 min. Ennen kuivausta arkit asetetaan 25 meshin

c ' I

muoviverkkojen väliin, jotka sijoitetaan polytetrafluori-eteenilevyjen väliin.

Tuloksena olevilla käsin tehdyillä arkeilla on 35 erinomainen vetolujuus kuivana ja märkänä, erinomainen 95208 29 tuntu samoin kuin hyvä puhkaisulujuus ja vesipisaran sorp-tioaika.

Esimerkki XIV

Tyyppiä A oleva massaliete 5 1,06 g SSK-massaa (kuivamassa 1,00 g) dispergoidaan tislattuun veteen (800 ml). pH säädetään 0,5 N HCl:lla arvoon 3,5. Massaliete kuumennetaan lämpötilaan 60 eC sekoittaen. Tähän lietteeseen lisätään 1,44 g kationista lateksia (kiintoainepitoisuus 10,4 %), joka on esimerkissä 10 III valmistettua tyyppiä. Tämä vastaa 15,0 %:a lateksi- kiintoainetta massan kuivapainosta. Kuivamassa 1,00 g vastaa 40 %:a kationisella lateksilla käsiteltyä SSK-massaa 2.5 g:n käsin tehdyssä arkissa.

Tyyppiä B oleva massaliete 15 1,60 g SSK-massaa (kuivamassa 1,5 g), joka vastaa 60 %:a 2,5 g:n arkista, dispergoidaan tislattuun veteen (1 000 ml). pH säädetään 0,5 N HCl:lla arvoon 3,5.

Liete A lisätään lietteeseen B sekoittaen 5 min huoneen lämpötilassa (noin 24 eC).

20 Yhdistetyt lieitteet (A + B) kaadetaan pilot plant -mittakaavaiseen Deckle Box -kehilöön ja dispergoidaan veteen. Muodostetaan käsin tehty arkki, jonka massa on 2.5 g. Ylimääräinen vesi poistetaan alipaineraolla. Kostea arkki leikataan neljään osaan (noin 15 x 15 cm). Kukin ' 25 neljännes kuivataan Carver-puristimella paineen alaisena lämpötilassa 110 °C 5 min. Arkit laitetaan ennen kuivausta 25 meshin muoviverkkojen väliin, jotka puolestaan sijoitetaan polytetrafluorieteenilevyjen väliin.

Tuloksena olevilla käsin tehdyillä arkeilla on 30 erinomainen vetolujuus kuivana ja märkänä, erinomainen tuntu samoin kuin hyvä puhkaisulujuus ja vesipisaran sorp-tioaika.

Esimerkki XV

Tässä esimerkissä käytetään 2,5 g raaka-aineseok-35 sista sekoitettua massaa (2,66 g korjattuna kosteuspitoi- 30 95208 suuden suhteen) 20 % lateksilla käsiteltyä massaa sisältävän käsin tehdyn arkin valmistukseen.

Käyttämällä esimerkin XIII mukaista menetelmää käsitellään 0,5 g NSK-massaa esimerkissä I kuvattua tyyppiä 5 olevalla 20-%:isella kationisella lateksiemulsiolla pH:n ollessa 4,5 lämpötilassa 60 °C ja sekoittaen 30 min.

2,0 g NSK-massaa dispergoidaan erikseen veteen (100 ml) - pH 4,5.

Käsitelty lateksi-massaliete jäähdytetään lämpöti-10 laan 30 °C ennen yhdistämistään käsittelemättömään massa-lietteeseen. Massaseosta sekoitetaan sitten 5 min.

Valmistetaan esimerkissä XIII kuvatulla tavalla arkki Deckle Box -kehilössä; ylimääräinen vesi poistetaan alipaineraolla. Puristuksen ja lämmön avulla tehdyn kui-15 vauksen (110 eC) jälkeen on tuloksena oleva arkki soveltuva käytettäväksi imukykyisenä kasvopaperina.

Esimerkki XVI

Tyyppiä A oleva massa (kuivattu) 1.5 g kuivaa SSK-massaa dispergoidaan tislattuun 20 veteen (800 ml). pH säädetään 0,5 N NH4Cl:lla arvoon 5,0.

Massaliete kuumennetaan lämpötilaan 60 *C sekoittaen. Tähän lietteeseen lisätään 1,4 g ionitonta lateksia (kiin-toainepitoisuus 10,5 %), joka on esimerkissä XI valloitettua tyyppiä. Jatketaan sekoitusta 30 min, minkä jälkeen ‘ 25 ylimääräinen vesi poistetaan sentrifugoimalla ja massakui- dut kuivataan lämmön avulla (110 °C).

Tyyppiä B oleva massaliete 2.6 g NSK-massaa (kuivamassa 1,5 g) dispergoidaan tislattuun veteen (1 000 ml). pH säädetään 0,5 N HCl:lla 30 arvoon 3,5. Lisätään KYMENEä (0,1 paino-% kuiduista) ja ' sekoitetaan perusteellisesti 20 min.

Kuiva massa A lietetään uudelleen veteen (1,5 g/ 17 ml vettä) voimakkaasti sekoittaen. Lietteeseen B lisätään liete A sekoittaen noin 5 min huoneen lämpötilassa 35 (noin 24 °C).

31 95208

Yhdistetyt lietteet (A + B) kaadetaan pilot plant -kokoa olevaan Deckle Box -kehilöön ja dispergoidaan veteen. Muodostetaan käsipyyhepaperin kaltainen tuote. Ylimääräinen vesi poistetaan alipaineraolla. Kostea arkki 5 kuivataan Carver-puristimella paineen alaisena lämpötilassa 110 °C 15 min. Ennen kuivausta arkit laitetaan 25 meshin muoviverkkojen väliin, jotka laitetaan polytetra-fluorieteenilevyjen väliin.

Tuloksena olevalla "pyyhkeellä" on erinomainen kui-10 va- ja märkälujuus ja tuntu samoin kuin hyvä puhkaisulu-juus ja vesipisaran sorptioaika.

Esimerkki XVII

Toistetaan esimerkin XVI mukainen menettely ilman esimerkin XI mukaista lateksia ja käyttäen sen sijasta 15 sama määrä (kiintoaineena laskettuna) esimerkin X mukaista lateksia; tulokset ovat samanlaiset.

Esimerkki XVIII

Tyyppiä A oleva massaliete 1,0 g SSK-massaa ja 0,5 g polyolefiinikuituja (pi-20 tuus 0,5-2 mm) dispergoidaan tislattuun veteen (800 ml). pH säädetään 0,5 N HCl:lla arvoon 3,5. Massaliete kuumennetaan sekoittaen lämpötilaan 60 °C. Tähän lietteeseen lisätään 1,4 g kationista lateksia (kiintoainepitoisuus 10,38 %), joka on esimerkissä III valmistettua tyyppiä.

• 25 Tyyppiä B oleva massaliete 1,65 g NSK-massaa dispergoidaan tislattuun veteen (1 000 ml), pH säädetään 0,5 N HCltlla arvoon 3,5.

Liete A lisätään lietteeseen B sekoittaen noin 5 min huoneen lämpötilassa (noin 24 °C).

30 Yhdistetyt lietteet (A + B) kaadetaan pilot plant -kokoiseen Deckle Box -kehilöön ja dispergoidaan veteen. Muodostetaan lujitettu arkki. Ylimääräinen vesi poistetaan alipainereaolla. Kostea arkki leikataan neljään osaan (noin 15 x 15 cm). Kukin neljännes kuivataan Carver-puris-35 timella paineen alaisena lämpötilassa 110 °C 15 min. Ennen 32 95208 kuivausta arkit laitetaan 25 meshin muoviverkkojen väliin, jotka sijoitetaan polytetrafluorieteenilevyjen väliin.

Tuloksena olevilla olefiinikuiduilla lujitetuilla "kuitukangasarkeilla” on erinomainen kuiva- ja märkäveto-5 lujuus ja tuntu samoin kuin hyvä puhkaisulujuus ja vesipisaran sorptioaika.

Esimerkki XIX

Toistetaan muuten esimerkin XVI mukainen menettely, mutta korvataan esimerkin XVI mukainen lateksi esimerkin 10 XII mukaisella hydrofobisella lateksilla; tulokset ovat samanlaisia.

Kaikki edellä olevat esimerkit valaisevat arkkien valmistusta homogeenisesti sekoitetuista massoista. Tämän keksinnön mukaista on myös käyttää lateksilla käsiteltyjä 15 massoja kerroksittaisten rakeinteiden, ts. rakenteiden, joissa on vuorotellen lateksikäsiteltyjä ja imeviä massa-kerroksia, muodostamiseen. Tämäntyyppiset monikerroksiset "sandwich"-rakenteet ovat myös ajateltavissa olevia. Esimerkki XX valaisee erästä tällaista tuotetta.

20 Esimerkki XX

Valmistetaan kaksi massalietettä, jotka ovat tyyppejä A ja B, esimerkin XVI mukaista menettelyä noudattaen.

Puolet lietteestä B kaadetaan Deckle Box -kehilöön ja poistetaan suurin osa vedestä alipaineen avulla.

• 25 Sitten kaadetaan lietettä A tasaisesti lietteelle B ja käsitellään seos taas alipaineella. Tällöin on tuloksena kaksikerroksinen A-B-rakenne.

Sitten lisätään loppuosa lietteestä B suunnaten rakenteeseen alipaine, jolloin muodostuu "sandwich"-raken-30 ne B-A-B.

Puristuksen ja lämpökuivauksen jälkeen rakenne on käyttökelpoinen imukykyisenä tyynynä, siteenä tms.

«

Claims (8)

33 95208

1. Lateksilla käsitelty imukykyinen rakenne, jolla on muutettavissa olevalla tavalla optimoitavissa oleva 5 märkälujuus ja parannetut imuominaisuudet, tunnettu siitä, että se koostuu perinpohjaisesti sekoitetusta, mär-kälevitetystä erikseen valmistettujen massakomponenttien A ja B seoksesta, jossa mainitut massakomponentit ovat seu-raavat:

10 A. lateksilla käsitelty kuitumassa, jonka osuus mainitusta rakenteesta on 10 - 50 paino-%; ja B. imevä kuitumassa, jonka osuus mainitusta rakenteesta on 50 - 90 paino-%.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakenne, t u n- 15. e t t u siitä, että massan A valmistukseen käytettävä lateksi on lateksiemulsio, jossa lateksihiukkaset ovat kokoalueella 0,1 - 2,5 pm.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että massan A valmistukseen käy- 20 tettävä lateksi sisältää pinnaltaan hydrofiilisiä latek-sihiukkasia.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että lateksihiukkasten ulkopinnoilla on kationisia, hydrofiilisiä substituentteja, ionittomia, * 25 hydrofiilisiä substituentteja tai niiden seoksia.

5. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-4 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että se on kertakäyttöisen kasvopaperin, kertakäyttöisen paperipyyhkeen, kuitukankaan, kertakäyttövaipan pintakerroksen, vaipan ytimen 30 kääreen tms. muodossa.

6. Menetelmä imukykyisen rakenteen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että i) sekoitetaan keskenään kuitumassaa ja lateksi-emulsiota, jolloin saadaan lateksilla käsiteltyjä kuituja

35 A; 34 95208 ii) valmistetaan erikseen imevä kuitumassa B; iii) sekoitetaan massa A massaan B vesiväliaineessa, jolloin muodostuu raaka-aineseos C, jossa massan A osuus mainitusta rakenteesta on 10 - 50 paino-% ja massan 5. osuus mainitusta rakenteesta ca 50 - 90 paino-%; ja iv) levitetään mainittu raaka-aineseos C märkänä ja kuivataan mainittu raaka-aineseos, jolloin muodostuu imu-kyky inen rakenne.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, t u n-10 n e t t u siitä, että lateksilla käsitelty massa A kuivataan ennen sekoittamistaan massaan B, jolloin mainittu lateksi tarttuu lujasti massan A kuituihin.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitussa lateksiemulsiossa ole- 15 vien lateksihiukkasten ulkopinnoilla on kationisia hydro-fiilisiä substituentteja, jotka tarttuvat itsestään massan A kuituihin ilman kuivausvaihetta. « 35 95208