HU215901B - Adalékanyagos kompozíció papírgyártáshoz, eljárás papír készítésére és papíripari termék - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya adalékanyagős kőmpőzíció papírgyártáshőz, eljáráspapír készítésére és papíripari termék. A kőmpőzíciónak az a lényege,hőgy fehérítő-, áttetszőséget növelő és enyvezőszer ént katiőnőslágyító bázist tartalmaz, ahől a lágyító bázis zsírsav és diaminreakciótermékeként van kialakítva vagy R1 H\ | N–R3–N–R4/R2 általánős képletű katiőnős lágyító bázisttartalmaz, ahől R1 jelentése CnH2n+1–CO– csőpőrt, és n értéke 11 és 17közötti egész szám, tővábbá R2 jelentése CnH2n+1–CO– csőp rt, és nértéke 11 és 17 közötti egész szám vagy hidrőgénatőm, valamint R3jelentése 1–4 szénatőmős alkiléncsőpőrt és R4 jelentése 1–4 szénatőmősalifás alkőhől, tővábbá a kőmpőzíciónak a papír an megfelelő mértékűdiszperzióját biztősító felületaktív összetevővel van kiképezve. Azeljárásban lényeges, hőgy zagy alakú papíripari alapanyaghőz azelőzőekben vázőlt összetételű adalékanyagős kő pőzíciót adagőlják,majd az adalékőlt alapanyagból papírt készítenek. A javasőltpapíripari terméknél, amely cellűlózszálakat tartalmazó alapanyagbólvan kialakítva, lényeges, hőgy az alapanyaghőz ad gőlva katiőnőslágyító bázist és felületaktív összetevőt tartalmazó kőmpőzícióval vankialakítva, ahől a katiőnős lágyító bázist legalább egy alkanől-diaminés legalább egy zsírsav reakcióterméke alk tja. ŕ

Description

A találmány tárgya adalékanyagos kompozíció papírgyártáshoz, eljárás papír készítésére és papíripari termék. A javasolt adalékanyagos kompozíció cellulózszálakat tartalmazó papíripari alapanyaghoz történő hozzáadásra van kialakítva fehérség, áttetszőség és enyvezés javítására. Az eljárás végrehajtása során cellulózszálakat tartalmazó zagy alakú papíripari alapanyagot képezünk és ahhoz adalékanyagot adagolunk, majd az adalékolt alapanyagból papírt készítünk, és a találmány szerinti papíripari termék cellulózszálakat tartalmazó alapanyagból van kialakítva.

A papír minőségét gyakran határozzák meg fehéritettségének, áttetszőségének és enyvezettségének (vagyis víztaszító képességének) alapján. Ezek a tényezők azok, amelyek a papír választásában a felhasználókat leginkább befolyásolják. A papírgyártó vállalatok éppen ezért állandóan törekednek ezeknek a minőségi jellemzőknek a javítására és így a papír piaci értékesítési lehetőségeinek, feltételeinek bővítésére.

A papírgyártás hosszú története folyamán a fehérséget, az áttetszőséget és az enyvezettséget úgy javították, hogy vagy a papíripari alapanyag kiindulási összetételét változtatták, vagy ahhoz a papír készítése előtt megfelelő adalékanyagokat adagoltak. A szakirodalom számos adalékanyagot mutat be.

A fehérítettség kívánatosnak ítélt szintjének elérése céljából szokás volt például az, hogy a nyersanyagba porított titán-dioxidot vittek be, amely a fehérítés szempontjából kiváló eredményt hoz, de hátránya, hogy a papíriparban használatos készítmények közül a legköltségesebbek közé tartozik. Bár a titán-dioxid rendkívül hatásos fehérítő összetevőként, felhasználása a velejáró költségek miatt csak korlátos lehet, ezért állandó igény van arra, hogy a tömegtermelésben hozzá mérhetően jó minőséget biztosító olcsóbb anyaggal váltsák fel.

A papíriparban töltőanyagként ismeretes a kaolinos agyag alkalmazása is, amely szintén a fehérségi jellemzők javítására szolgál. A kaolint, mint általában az agyagokat felhasználás előtt kalcinálják, ezután vizes oldatban szuszpendálják, és így adagolják a papíripari alapanyag összetevői közé. Az agyagot folyamatosan keverésben kell tartani az adagolás előtt, mivel ellenkező esetben szemcséi üledéket képezve összegyűlnek az oldatot befogadó tartály alján. Bár a kaolinos agyag kiváló fehérítőszer, és hozzájárul a végtermék áttetszőségének javításához is, a kezelésével kapcsolatos problémák felhasználását megnehezítik, és ezért a papíripari alapanyagot jelentő zagyhoz történő adagolása nem mindig a megfelelő feltételek között zajlik. Ezért igény van legalább részbeni felváltására.

Egy további problémát az okoz, hogy az agyag hatására a zagy sűrűsége megnövekszik, ezért megemelt súrlódási tényezővel jellemzett folyékony közeg jön létre belőle. A kaolinos agyaggal készített zagyot hasznosító papírgyártási folyamatban ennek hatására a gyártás időtartama megnövekszik ahhoz képest, amire az agyagot nem tartalmazó pépes zagy feldolgozása esetén számítani kell. Még további problémát jelent a kaolinszemcsék kemény anyaga, amely nem képes teljes mértékben a vizes közegben feloldódni, ezért a papírgyártó berendezésekben felhasznált vezetékek vagy sziták nyílásait az agyag eltömheti vagy leszűkítheti, aminek eredményeként a berendezés karbantartási ideje megnövekszik, az a feltétlenül szükségesnél hosszabb időre esik ki a termelésből. A kaolintartalmú papíripari kompozíciók és termékek ismertetését például az US-A 3,014,836 vagy az US-A 4,826,536 lsz. US szabadalmi leírások tartalmazzák.

A kaolin és általában az agyagok felváltására több próbálkozás történt. így a papíriparban ismertté vált hidratált alumínium-szilikátos keverékek alkalmazása. Ez az anyag azonban fizikai jellemzőit tekintve a kaolinos agyaghoz közel áll, ezért felhasználása során az előbb említett nehézségekkel és hátrányokkal kell számolni.

A papír enyvezését, vagyis víztaszító jellegét számos ismert adalékanyag biztosítja. Ezeket a papíripari alapanyagot jelentő zagyhoz adagolják, felhasználásukkal a cél a papír víztaszító vagy vizet csak kismértékben befogadó szerkezetének kialakítása. A papíripari enyvek közül többet szabadalmi bejelentésekben is bemutattak, így utalunk az US-A 2,142,986 és az US-A 3,096,232 lsz. US szabadalmakra. Ezek viaszt vagy ilyen jellegű adalékanyagokat ismertetnek. így az elsőként említett, vagyis az US-A 2,142,986 lsz. szabadalmi leírás szerint diacetilezett kitinben oldott viasz emulziója, paraffinviaszok, japánviasz, kamaubaviasz, magasabb alifás alkoholok és mesterséges viaszok az enyvezőkompozíció vízzel szembeni ellenállást javító összetevőjeként jól használhatók. Lágyítószerként legalább 12 és legfeljebb 20 szénatomszámú alifás alkoholokat javasolnak felhasználni ebben a szabadalmi leírásban. Ugyanitt utalás található arra is, hogy paraffin alapú viaszokat vagy gyanták vízben oldhatatlan deriváltjait használják fel olyan vizes gyantaemulziók kialakítására, amelyek kationos módosított keményítőt tartalmaznak.

Az US-A 2,772,967 lsz. US szabadalmi leírás papír enyvezésére só alkalmazását mutatja be, mégpedig nagy molekulatömegű összetevőt tartalmazó kompozícióban. A nagy molekulatömegű sót dialkanol-amin vagy trialkanol-amin és hosszúláncú zsírsav reakciójával állítják elő. Ezt a sót vízzel hígítják, ezzel az enyvezőszert mintegy 5 tömeg%-os koncentrációban tartalmazó diszperziót készítenek, majd a diszperziót a papíripari alapanyaghoz adagolják. A hígítás a felhasználhatóság alapvető feltétele volt, mivel nem volt ismeretes olyan összetétel, amely mellett 5 tömeg%-nál nagyobb koncentrációban sztearil-amidokat tartalmazó készítmények önthető folyadékot alkotnának. Az emulzióban tartás lehetőségének és így az önthetőségnek a megszűnése miatt nem volt lehetséges olyan koncentrációban sztearil-amidokat tartalmazó adalékok készítése, amelyek papíripari alapanyagok kiegészítésére alkalmasak lettek volna. Fontos jellemzője az ebben a szabadalomban bemutatott kompozícióknak, hogy kationos sókat tartalmaznak, amelyeket az anionos jellegű cellulózszálak jól abszorbeálnak.

Számos enyvezőszer vált az irodalomból ismertté. Ezek általában kationos jellegű anyagok, különösen

HU 215 901 Β azok, amelyeket a textiliparban szövetek írezésére is használnak. Az enyvezőszerek kationos jellege miatt azok jól kapcsolódnak az alapanyagban levő szálakhoz, kationos természetük általában azonban megakadályozza teljes mértékű kihasználásukat abban a vonatkozásban, hogy a fehérítettség és az áttetszőség az adott mennyiség mellett elvileg elérhető szintjét biztosítsák. A szakirodalomból jól ismert, hogy a kationos jellegű anyagok enyvező hatása kiváló, ez azonban együtt jár a fehérítési hatás korlátozásával, bármilyen szálas alapanyag mellett használjuk őket. Ez a textiliparban az esetek többségének nem jelent különösebb problémát, mivel az írezés az alapvető követelmény, az áttetszőség vagy a fehérség kevéssé fontos. Ezzel szemben a papíriparban a kationos jellegű enyvezőszerek hatására a piacon rosszabbul értékesíthető, rosszabb minőségűnek tartott papírok készíthetők. Ez az oka annak, hogy a kationos jellegű enyvezőszereket a papíripar nem igazán széles körben használta, hiszen ezek a papír fehérségét lerontják, és ez különösen igaz abban az esetben, ha a papíripari alapanyagot hulladékpapír felhasználásával készítik, amelynél az esetek többségében az újrahasznosításra kijelölt hulladékból kinyert összetevőt nem tartalmazó kiindulási alapanyagból készült papírok természetes fehérsége hiányzik.

A szakirodalom tehát ismerteti, hogy milyen adalékanyagok alkalmasak enyvezőszerként való felhasználásra, melyek biztosítják a fehérséget és melyek azok, amelyekkel a kívánt áttetszőségű papír készíthető. Nem mutat be azonban olyan egységes összetételű kompozíciót, amely alkalmas az említett három fontos tulajdonság egyidejű kívánt irányú befolyásolására és különösen nem található benne utalás olyan adalékanyagra, amely az enyvezési szint beállítása mellett alkalmas lenne a fehérség és az áttetszőség kívánt mértékének elérésére, az utóbbiak korlátozása nélkül. Az ismertté vált adalékanyagok közül számos a fehérséget és az áttetszőséget csak úgy tudja biztosítani, hogy a kialakuló szerkezetek a papírgyártó berendezéseket eltömik vagy vezetékeiket szűkítik.

Megállapítható tehát, hogy igény van a papíriparban alkalmazható olyan kompozíciók létrehozására, amelyek egyidejűleg alkalmasak a fehérség, az áttetszőség és az enyvezettség kívánt szintjének beállítására, amelyeknél az egyik tényező javítása nem vonja maga után a másik kettő közül legalább egy leromlását.

Célunk ennek az igénynek a kielégítése.

Feladatunknak tekintjük tehát olyan kompozíció kialakítását, amely a papírgyártás technológiájában a papír elkészítése előtt kerül a papíripari alapanyagot jelentő pépes zagyba és az elkészült végtermék kívánt jellemzőinek beállítását teszi lehetővé. Ez annyit jelent, hogy feladatunk a fehérség, az áttetszőség és az enyvezettség egyidejű javítását biztosító adalékanyag megalkotása. Más megfogalmazásban feladatunknak tekintjük a fehérséget és az áttetszőséget az enyvezettségi szint leromlása nélkül javító kompozíció létrehozását.

Az is feladatunk, hogy olyan kompozíciót dolgozzunk ki, amely a papíripari alapanyagban egyenletes eloszthatóság mellett teszi lehetővé a fehérség, az áttetszőség és az enyvezés kívánt szintjének beállítását.

Még további feladatunknak tartjuk olyan eljárás létrehozását, amellyel a papíripari alapanyag feldolgozása könnyíthető meg, és így olyan papír nyerhető, amely az előre meghatározott fehérségi, áttetszőségi és enyvezettségi mutatókkal rendelkezik, egyéb fizikai jellemzői nem romlanak.

Újabb feladatunknak tartjuk olyan eljárás kialakítását is, amelynek segítségével a javasolt kompozíció felhasználásával lehetővé válik hulladék papír feldolgozásával nyert papíripari alapanyag előkészítése a kívánt fizikai és egyéb jellemzőket mutató papír gyártásához.

Olyan eljárás kidolgozását is feladatunknak tekintjük, amelynél a javasolt kompozíciót a zagy alakú papíripari alapanyaghoz adagolva az elkészült papírnál megnövelt fehérséget, áttetszőséget és enyvezettségi szintet érhetünk el.

Még további feladataink közé soroljuk olyan papíripari termék létrehozását, amely fehérség, áttetszőség és enyvezettség szempontjából a kívánt paramétereket mutatja, és feladatunk ezzel kapcsolatban olyan alapanyag létrehozása, amely a megfelelő kompozícióval kiegészítve a kívánt fizikai és minőségi jellemzőkkel rendelkezik.

A kitűzött feladat megoldása céljából egyrészt adalékanyagos kompozíciót, másrészt papír készítésére szolgáló eljárást, valamint papíripari terméket dolgoztunk ki. A papírgyártásban szükséges javasolt adalékanyagos kompozíciónak, amely cellulózszálakat tartalmazó papíripari alapanyaghoz történő hozzáadásra van kialakítva fehérség, áttetszőség és enyvezés javítására, az a lényege, hogy fehérítő-, áttetszőséget növelő és enyvezőszerként 5-15 tömeg% kationos lágyító bázist tartalmaz, ahol a lágyító bázis zsírsav és diamin reakciótermékeként van kialakítva, és a kompozíció 0,1-2,0 tömeg% felületaktív összetevőt tartalmaz. A kompozíció lényegében kationos lágyító bázis vizes emulziójaként van kiképezve, ahol a felületaktív összetevő, amely a diszperziót megkönnyítő komponensként van jelen, a felületi feszültséget csökkenti, és ezzel lehetővé teszi, hogy a felhasznált anyagok megfelelő mértékben legyenek az emulzióba vihetők. A felületaktív összetevő további feladata annak biztosítása, hogy a javasolt kompozíció a papíripari alapanyagot jelentő zagyban egyenletes mértékben eloszolhasson, és így a végterméket jelentő papírban is az összetevők egyenletes eloszlásban legyenek jelen. Igen előnyös a találmány szerinti adalékanyagos kompozíciónak az a megvalósítása, amely viszkozitást szabályozó összetevőt is tartalmaz.

A javasolt kompozíciót a papíripari alapanyagot jelentő zagyhoz annak fehérítése előtt adagoljuk, ahol a fehérítés célja a lignin és más nem kívánt összetevők eltávolítása. Az adagolást újrahasznosított (hulladék jellegű) papírt hasznosító folyamatban a tinta eltávolítása előtt hajtjuk végre, de minden esetben a zagynak a papírgyártó berendezés elosztóegységébe való bevezetés előtt. A kompozíciót különálló lépésben adagolhatjuk a zagyhoz, vagy adott esetben kiegészíthetjük más fehérítő, áttetszőséget növelő és enyvező összetevőkkel, majd

HU 215 901 Β a két összetevőt egyidejűleg visszük a folyamatba. A találmány szerinti kompozíció szükség szerint létrehozható a papírgyártásban szokásos anyaggal, többek között a kaolinnal is.

A kompozíciót a papíripari alapanyagot jelentő zagyhoz adagolva a kívánt fizikai jellemzőket hatásosan tudjuk beállítani, és különösen jól hasznosítható a hulladék papírból készült papíripari alapanyag felhasználására épülő eljárásoknál. A találmány szerinti kompozíció mennyisége és a benne felhasznált összetevők mennyisége attól függően változik és választható meg, hogy milyen jellegű zagyhoz adagoljuk azt. Jól ismert az, hogy a különböző forrásokból származó nyersanyagokat tartalmazó papíripari alapanyagoknál a fehérítés, az áttetszőség, a vízzel szembeni ellenállóság széles határok között változó feltételek között állítható be, a megmunkálhatóság jellemzői szintén változnak. Számos esetben találkozhatunk olyan zaggyal, amely a fehérítő- és áttetszőséget növelő szerből sokkal nagyobb mennyiséget igényel, mint más papíripari nyersanyagok, ha azonos szintű jellemzőket kívánunk elérni.

A találmány szerinti adalékanyagos kompozíció egy különösen előnyös megvalósítási módjánál a fehérítő-, áttetszőséget növelő és enyvezőszer alkanol-diaminok egyszeresen helyettesített zsírsavas amidjai, alkanoldiaminok kétszeresen helyettesített zsírsavas amidjai, alkanol-diaminok egyszeresen helyettesített zsírsavas amidjainak és alkanol-diaminok kétszeresen helyettesített zsírsavas amidjainak keverékei és imidazol-származékok közül legalább eggyel van kiképezve. Ennek az intézkedésnek egy különösen célszerű megvalósítását jelenti a találmány szerinti adalékanyagos kompozíciónak az a változata, amelynél a fehérítő-, áttetszőséget növelő és enyvezőszer amino-etil-etanol-amin monosztearil-amid, amino-etil-etanol-amin disztearil-amid, amino-etil-etanol-amin monosztearil-amid és aminoetil-etanol-amin disztearil-amid keverékei és imidazolin közül legalább eggyel van kiképezve. A sztearilamidok önmagukban véve alkalmasak a papír kijelölt jellemzőinek kívánt irányú befolyásolására, de rajtuk túlmenően, mint erről még szó lesz, egyéb összetevőket is használhatunk, amelyek szintén a kijelölt jellemzők kívánt irányú javítását teszik lehetővé.

A találmány szerinti adalékanyagos kompozíció kialakításakor a hosszúláncú zsírsavak bizonyultak különösen előnyösnek, amelyek szénatomszáma 12 és 18 között van. Ilyen zsírsav például a sztearinsav, amelyet alkanol-diaminnal reakcióba víve egyszeresen vagy kétszeresen helyettesített zsirsavas amidot képezünk. Az alkanol-diaminos amidok kialakulásához viszonylag nagy, 200 °C körüli hőmérsékletre van szükség. A reakciót követően a kationos lágyító bázist 93 °C hőmérsékletre hagyjuk lehűlni, és egyidejűleg a kompozíció további összetevőit, mint a felületaktív anyagot, a viszkozitást befolyásoló szert és a szükség szerint alkalmazott vizet mintegy 88 °C hőmérsékletre melegítjük fel. A kationos lágyító bázist ezután a felmelegített folyadékhoz adjuk, és intenzív keverés mellett mintegy 1 órás időtartammal biztosítjuk, hogy a zsírsavas amidok az emulzión belül egyenletes diszperziót alkossanak.

A találmány szerinti adalékanyagos kompozíció egy további előnyös kiviteli alakja felületaktív összetevőként etoxilezett felületaktív készítményt tartalmaz.

Ugyancsak előnyös a találmány szerinti adalékanyagos kompozíciónak az a változata, amely viszkozitást befolyásoló összetevővel van kialakítva, ahol célszerűen viszkozitást befolyásoló összetevőként nátrium-kloridot és/vagy nátrium-acetátot használunk, míg a felületaktív összetevő etoxilezett felületaktív készítmény.

A gyakorlati felhasználás szempontjából előnyös a találmány szerinti adalékanyagos kompozíciónak az a változata, amely a kationos lágyító bázist legalább mintegy 7,5 tömeg% részarányban és általában célszerűen legfeljebb mintegy 13,0 tömeg% közötti részarányban tartalmazza, ahol adott esetben a felületaktív összetevő legalább 0,2 tömeg% részarányban van jelen.

Az így nyert kompozíciót a papírgyártási folyamatban a pépes alapanyagot jelentő zagyhoz adagoljuk, és szokásos papírgyártási műveletekkel nyerjük azt a papíripari terméket, amely fehérség, áttetszőség és enyvezettség szempontjából a kívánt jellemzőket mutatja. A homogenizálást biztosító keveréssel érjük el azt, hogy a zsírsavas amidokat igen kis méretű szemcsékké aprítjuk fel, vagyis a pépes zagyban a kompozíció nagymértékben egyenletes diszperziót képes alkotni.

A találmány szerinti kompozíció kialakításánál amfoter jellegű lágyítót alkalmazhatunk, amely a kationos lágyító bázis mellett a fehérítés kívánt szintjének eléréséhez járul hozzá. Ez esetben a kompozícióba olyan savat, például ecetsavat viszünk be, amely a kationos lágyító összetevőt képes teljes mértékben feloldani, és a kompozíció pH-értékét legalább mintegy 4 és legfeljebb mintegy 5 közötti szinten tartani. A kompozíció a megfelelő mértékű diszpergálás elősegítésére felületaktív összetevőt, karbamidot és vizet is tartalmazhat.

Az amfoter jellegű lágyítószert zsírsavas amfoglicinátként, például nátrium-sztearo-amfoglicinátként visszük a folyamatba. Ennél a megvalósítási módnál az amfoter jellegű lágyító összetevőt és a kationos lágyító bázist a felületaktív összetevővel és a vízzel együtt keverőbe adagoljuk. Ezután a keverő tartalmát 196 °C és 204 °C közötti hőmérsékletre melegítjük, és addig keverjük, amíg a szilárd összetevők megolvadnak és homogén diszperziót alkotnak. Ezután a savat adagoljuk be a kompozícióba, miközben a keverést tovább folytatjuk. Szükség szerint a viszkozitást szabályozó összetevőt ugyancsak a keverékhez adjuk, ezzel a keverék viszkozitását is csökkentjük. Ezután vízzel a kompozíciót lehűtjük, és a megfelelő mértékű hűtést biztosítva karbamidot adunk hozzá. A keverést a karbamid teljes feloldódásáig folytatjuk. Ezt követően a kompozíciót a papíripari alapanyagot jelentő zagyhoz adagoljuk, és szokásos módon belőle a papírt elkészítjük.

A találmány szerinti adalékanyagos kompozíció egy másik megvalósítási módjánál szacharózszármazékot, vagyis szacharidos reakció termékét és savat használunk az amfoter lágyító, a felületaktív összetevő és a karbamid felváltására. Ez esetben a szacharózt savval visszük reakcióba, ezzel hozunk létre olyan terméket, amely a javasolt kompozíció felhasználásával készült papír kí4

HU 215 901 Β vánt mértékű fehérségét és enyvezettségét biztosítja. A reakciótermék felületaktív összetevőként is hasznosul, mivel a kompozíció felületi feszültségét csökkenti és összetevőinek emulzióban való tartását megkönnyíti.

A kitűzött feladat megoldásaként papírgyártásban hasznosítható olyan adalékanyagos kompozíciót is kidolgoztunk, amely cellulózszálakat tartalmazó papíripari alapanyaghoz történő hozzáadásra van kialakítva fehérség, áttetszőség és enyvezés javítása céljából, és lényege, hogy a kompozíció fehérítő-, áttetszőséget növelő és enyvezőszerként 5-15 tömeg% kationos lágyító bázist tartalmaz, ahol a lágyító bázis zsírsav és alkanoldiamin, valamint víz reakciótermékeként van kialakítva, és a kompozíció 0,1-2,0 tömeg% felületaktív összetevőt tartalmaz. Itt is célszerű az a megoldás, amikor a találmány szerinti adalékanyagos kompozícióban a kationos lágyító bázis amino-etil-etanol-amin monosztearil-amid, amino-etil-etanol-amin disztearil-amid, amino-etil-etanol-amin monosztearil-amid és aminoetil-etanol-amin disztearil-amid keverékei és imidazolin közül legalább eggyel van kiképezve, míg adott esetben felületaktív összetevőként etoxilezett felületaktív készítményt tartalmaz.

A kitűzött feladat egy további megvalósítását jelenti a papírgyártásban felhasználható olyan adalékanyagos kompozíció, amely cellulózszálakat tartalmazó papíripari alapanyaghoz történő hozzáadásra van kialakítva fehérség, áttetszőség és enyvezés javítása céljából, és lényege, hogy a kompozíció

R.! H \ I

N-Rj-N-R, /

R₂ általános képletű kationos lágyító bázist tartalmaz, ahol R, jelentése C_nH_2n+1-CO- csoport és n értéke 11 és 17 közötti egész szám, továbbá R₂ jelentése vagy hidrogénatom, vagy C_nH_2n+)-CO- csoport (ahol n értéke 11 és 17 közötti egész szám), valamint R₃ jelentése 1-4 szénatomos alkiléncsoport és R4 jelentése 1 -4 szénatomos alifás alkohol, továbbá a kompozíciónak a papírban megfelelő mértékű diszperzióját biztosító felületaktív összetevővel van kiképezve. Itt is célszerű az a kiviteli alakja a találmány szerinti adalékanyagos kompozíciónak, amely viszkozitást befolyásoló összetevőt, például nátrium-kloridot és/vagy nátriumacetátot tartalmaz, valamint a felületaktív összetevő adott esetben etoxilezett felületaktív készítmény.

A találmány elé kitűzött feladat megoldását szolgálja az a papíriparban alkalmazható gyártási eljárás is, amelyben cellulózszálakat tartalmazó zagy alakú papíripari alapanyagot képezünk, és ahhoz adalékanyagot adagolunk, majd az adalékolt alapanyagból papírt készítünk, és amelynek lényege, hogy adalékanyagként zsírsavak és diaminok legalább egy reakciótermékeként létrehozott 5-15 tömeg% kationos lágyító bázist tartalmazó és 0,1-2,0 tömeg% felületaktív összetevővel kiegészített kompozíciót adagolunk. Célszerűen kationos lágyító bázisként amino-etil-etanol-amin monosztearilamid, amino-etil-etanol-amin disztearil-amid, aminoetil-etanol-amin monosztearil-amid és amino-etil-etanol-amin disztearil-amid keverékei és imidazolin közül legalább egyet viszünk a kompozícióba.

A találmány szerinti eljárás egy gyakorlati szempontból különösen előnyös megvalósítási módját az jelenti, ha az adalékanyagot viszkozitást befolyásoló összetevővel egészítjük ki, amely célszerűen nátriumacetát és/vagy nátrium-klorid. A kompozíciót adott esetben etoxilezett felületaktív készítményként kialakított felületaktív összetevővel egészítjük ki.

A létrehozandó papír jellemzőinek beállítása szempontjából előnyös a találmány szerinti eljárásnak az a megvalósítási módja, amelynél legalább mintegy 7,5 tömeg%, és adott esetben legfeljebb 13,0 tömeg% kationos lágyító bázist tartalmazó kompozíciót adagolunk az alapanyaghoz, és a kompozíciót szükség szerint legalább mintegy 0,2 tömeg% felületaktív összetevővel egészítjük ki.

Az ismertté vált eljárásokhoz hasonlóan a találmány értelmében is célszerű, ha a fehérítés szintjét növelő kaolinos agyagot adagolunk a kompozícióba, és azt végül is általában 4 1/perc és 22 1/perc közötti tömegáramban adagoljuk az alapanyaghoz.

A találmány elé kitűzött feladat megoldását szolgálja az a papíripari termék is, amely cellulózszálakat tartalmazó alapanyagból van kialakítva, és amelynek lényege, hogy az alapanyaghoz adagolva 5-15 tömeg% kationos lágyító bázist és adott esetben etoxilezéssel létrehozott 0,1-2,0 tömeg% felületaktív összetevőt tartalmazó kompozícióval van kialakítva, ahol a kationos lágyító bázist legalább egy alkanol-diamin és legalább egy zsírsav reakcióterméke alkotja. Különösen előnyös a találmány szerinti papíripari terméknek az a kiviteli alakja, amelynél a kationos lágyító bázis amino-etil-etanol-amin monosztearil-amid, amino-etil-etanol-amin disztearil-amid, amino-etil-etanol-amin monosztearilamid és amino-etil-etanol-amin disztearil-amid keverékei és imidazolin közül legalább eggyel van kiképezve.

A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alakok és megvalósítási módok kapcsán, példák bemutatásával ismertetjük részletesen.

A találmány értelmében papírgyártásban hasznosítható kompozíciót, ennek felhasználására épülő papírgyártási eljárást és a szokásos módon felhasznált papíripari alapanyagból, a javasolt kompozíció alkalmazása mellett készült papíripari terméket hoztunk létre. Megoldásaink lényege, hogy az eljárásban alkalmazott alapanyagok révén a végtermék áttetszőségét, fehérségét és vízállóságát egyidejűleg javítva a kívánt paramétereket mutató terméket készítjük.

Mint már említettük, felismerésünk szerint kationos jellegű lágyító bázist kell felhasználnunk, ehhez a diszpergálási folyamatot könnyítő komponenst adagolunk és a keveréket vízzel egészítjük ki. A diszpergálási műveletek megkönnyítésére felületaktív készítmény használható. Javasoljuk a kompozíció amfoter jellegű lágyítóval történő létrehozását is, amikor is a kationos lágyító bázis mellett a keverék pH-értékének beállítására szolgáló savat, felületaktív összetevőt, karbamidot és vizet használunk. Egy további megoldás szerint az

HU 215 901 Β amfoter lágyító, a karbamid és a felületaktív összetevő felváltására szacharóz alapú fehérítő- és enyvezőszert használunk. A kompozíció kiegészíthető viszkozitást szabályozó szerrel is, amely a javasolt kompozíció bármelyikének kialakításában hasznos lehet, mivel megkönnyíti a keverési műveleteket.

A találmány szerinti kompozíciót papíripari alapanyagot jelentő zagyhoz adagoljuk, célszerűen annak fehérítése után, de még mielőtt a zagyot a papírgyártó berendezés beömlésébe vezetnénk. A javasolt kompozíció egyedül is használható, de szükség szerint vele egyidejűleg a zagyba egyéb fehérítő, áttetszőséget javító összetevők, enyvezőszerek és további, a papíriparban szokásos adalékanyagok ugyancsak bevihetők.

A találmány szerinti kompozíció kialakításának módját a vele kiegészítendő pépes jellegű zagy összetétele nem befolyásolja. Ha azonban összetételét tekintjük, akkor a pépes zagy típusa és összetétele nem feltétlenül másodlagos jelentőségű, és meghatározásakor figyelembe szokás venni azt, hogy a pépes zagy milyen jellegű cellulózszálakból készült. így például ha a zagy összetételéből következően sötét színű keveréket alkot és fehérítésére szükség van, az amfoter jellegű lágyítószer vagy a szacharóz mennyiségét megnövelve javíthatjuk az elkészített papír fehérségi jellemzőit. Ha viszont a zagyból készülő papír víztaszítása nem megfelelő mértékű, a kationos lágyító bázist vagy a szacharózt használhatjuk nagyobb mennyiségben, ez ugyanis az enyvezettség szintjét javítja. Az áttetszőség javítását a kationos lágyító bázis nagyobb mennyisége teszi lehetővé, de ugyanezt a célt a bázissal együttműködve vagy anélkül a karbamid mennyiségének növelésével is elérhetjük. Ha hulladék papír felhasználásával készült pépes zagyból kívánunk papírt előállítani, a javasolt kompozíció összetétele tovább változhat, különös tekintettel arra az esetre, amikor az újrahasznosított papírból készült zagy sötét vagy más módon meghatározatlan színű keveréket alkot. A kompozíció összetételének beállítása az itt foglaltak ismeretében szakember számára nyilvánvaló intézkedést jelent, annak minden részletére itt nem tudunk kitérni.

A találmány szerinti kompozícióval kiegészítendő pépes zagy elkészítésével szemben a találmány nem támaszt feltételeket. Annak gyártása hagyományos technológiai folyamatokban zajlik, és szokás szerint az elkészült zagyot tartályokban raktározzák vagy közvetlenül papírgyártó berendezésbe, például Fourdrinier-féle síkszitás papírgépbe vezetjük, aminek módja szintén a szokásos eljárásokat követi. A pépes közeget alkotó zagyot szükség szerint fehérítjük, ezzel belőle a nemkívánatos szennyező összetevőket, például a lignint kiválasztjuk, és ha a zagy újrahasznosított papír felhasználásával készül, abból a tinta jellegű és hasonló színező összetevőket szintén eltávolítjuk (a zagyot tintátlanítjuk). A papírgyártás alapanyagát jelentő zagyhoz a javasolt kompozíciót a gyártási folyamatban bármikor adagolhatjuk, például akkor, amikor azt tartályban pihentetjük, vagy amikor a zagyot a papírgyártó berendezés beömléséhez irányítjuk. Előnyösnek bizonyult az az intézkedés, amelynek értelmében a találmány szerinti kompozícióval a pépes zagynak a papírgyártó berendezés felé továbbított áramát felülről beszóljuk.

Amikor a javasolt kompozíciót tartalmazó zagy a papírgyártó berendezés bemenetét eléri, megkezdődik a szokásos technológiával és az abban eddig is használatos intézkedések végrehajtásával, az ismert anyagok és a találmány szerinti kompozíció felhasználásával végzett papírgyártás. Az így kapott papír a találmány szerinti papíripari terméket alkotja, amelyre a fehérség, az áttetszőség és a vízzel szembeni ellenálló képesség kiváló értékei jellemzőek.

Ha a találmány szerinti kompozíciót a pépes zagyhoz a gyártási folyamatban adagoljuk, ezzel az utóbbi mozgására, áramlására negatív befolyást nem gyakorlunk, sőt adott esetben a zagy anyagát jellemző súrlódási tényező értékét csökkenteni is tudjuk. A nagyobb súrlódási tényezővel (viszkozitással) jellemzett zagyok a szitáknál és az áramlás során a viszkozitás mértékétől függően viszonylag lassan tudnak csak mozogni, ami a papírgyártás időtartamát adott esetben jelentősen megnövelheti. Ha a zagyhoz kaolint vagy más fehérítő agyagot adagolunk, ezzel a folyékonyságot jelentős mértékben lecsökkentjük, a nagy súrlódási tényező miatt a papírgyártás üteme ugyancsak lelassul.

A találmány szerinti kompozíció szükség szerint további adalékanyagokkal is kiegészíthető, amelyek jelenléte a kompozíció alapvetően pozitív hatását fokozza vagy legalábbis nem rontja le. A fehérség javítását például a kaolinos agyag bevitelével érhetjük el, amely így a találmány szerinti kompozíciót egészíti ki. A szakirodalomból és az ipari gyakorlatból jól ismert egyéb adalékanyagokat szintén a találmány szerinti kompozícióhoz keverve vihetjük a papírgyártási folyamatba, amely a szokásosan elfogadott technológiákkal hajtható végre.

A találmány szerinti kompozíció általában kationos lágyító bázist tartalmaz, amely egyidejűleg látja el a fehérítőszer, az áttetszőséget javító és az enyvezettséget fokozó, tehát a vízzel szembeni áteresztőképességet csökkentő szer szerepét, mellette legalább egy felületaktív összetevőt használunk, és szükség szerint a kompozíciót a továbbiakban még ismertetendő módon viszkozitást szabályozó szerrel egészíthetjük ki. A kationos lágyító bázisok különösen célszerűnek tekintett változatai az amino-etanol-aminok egyszeresen vagy kétszeresen szubsztituált sztearil-amidjai, ezek keverékei, a zsírsavas amidok. A kationos jellegű lágyító azonban nem csak a sztearinsavak amidjaival valósítható meg. A kívánt cél elérését biztosító amino-etanol-aminok között találjuk az amino-etil-etanol-amint, az amino-butil-etanol-amint, az amino-metil-etanol-amint, továbbá az alkillal szubsztituált amino-etanol-aminokat. A sztearilamid-származékok közül különösen előnyösnek bizonyult az amino-etil-etanol-amin monosztearil-amid és az amino-etil-etanol-amin disztearil-amid, vagyis az alkanol-diaminok egyszeresen és kétszeresen helyettesített zsírsavas amidjai közé tartozó anyagok bármelyike. A kationos lágyító bázisok további hasznos változatait az imidazolszármazékok, különösen az imidazolin jelentik, amelyek a találmány szerinti kompozíció felhasználási céljainak elérését ugyancsak lehetővé teszik.

HU 215 901 Β

A kationos lágyító bázis egy különösen előnyös változatát a

R, H \ I N-R₃-N-R4 /

^R2 általános képletű vegyületek adják, ahol Rí jelentése C_nH_2n+1—CO— csoport és n értéke 11 és 17 közötti egész szám, továbbá R₂ jelentése vagy C_nH_2n+1-COcsoport, amelynél n értéke 11 és 17 közötti egész szám, vagy hidrogénatom, valamint R₃ jelentése 1 -4 szénatomos alkiléncsoport és R₄ jelentése 1 -4 szénatomos alifás alkohol. A fenti általános képletnek megfelelő vegyületek zsírsavak és diaminok reakciótermékeként jönnek létre, általában a zsírsavak és az alkanol-diaminok (diaminos alifás alkoholok) reakciótermékeit használjuk. A kiindulási összetevőket jelentő zsírsavat és az alkanoldiamint keverés közben 160 °C és 200 °C közötti hőmérsékleten tartjuk, ezzel monosztearil-amidot, disztearil-amidot, illetve ezek keverékeit hozzuk létre. Az amino-etil-etanol-amin mono- és disztearil-amidjait jelentő különösen előnyös kationos lágyító bázisokat a

C₁₇H₃₅CONHCH₂CH₂NHCH₂CH₂OH vagy a (C₁₇H₃₅CO)₂NCH₂CH₂NHCH₂CH₂OH képlettel írhatjuk le.

A kationos lágyító bázis a jelen találmány szerinti kompozíció összetételében célszerűen alapvetően kétszeresen szubsztituált zsírsavas amidokból tevődik össze, különösen disztearil-amidokból. Mivel a kétszeresen helyettesített amidokban két zsírsavas amidcsoport van szemben az egy zsírsavas amidcsoportot tartalmazó egyszeresen helyettesített amidokkal, a kétszeresen helyettesített amidok kationos bázikus jellegét a nagyobb aktivitás jellemzi. A disztearil-amidok a cellulóz anyagú szálakkal szemben nagyobb affinitást mutatnak az egyszeresen helyettesített vegyületekhez képest, és így adszorpciójuk azokhoz képest kedvezőbb feltételek mellett zajlik le.

Az előzőeken túlmenően az is igen célszerű, ha a kationos lágyító bázis szemcsenagysága a lehető legkisebb. A kationos lágyító bázist az 1. példa szerint előállítva kemény szilárd szemcséket kapunk. Hogy a kationos lágyító összetevőt emulzió formájában tarthassuk a találmány szerinti kompozíció összetételében, erőteljes keverésre és melegítésre van szükség. Az is igen kívánatos, hogy a találmány szerinti kompozícióval, a javasolt eljárással előállított és ugyancsak a találmány tárgyát képező papíripari termékek fehérsége, áttetszősége és víztaszító képessége felületük egészén egyenletes értéket mutasson. Minél kisebb részecskeméretet sikerül elérnünk, annál jobban tudjuk a zagyban a részecskéket eloszlatni, és így az elkészült papírnál a kívánt tulajdonságok egyenletességét javítani tudjuk. A kisebb méretű szemcséket vagy a kompozíciónak nagy sebességű keverőben való homogenizálásával, vagy a kompozíciónak nagy sebességű hűtésével érhetjük el, ahol a hűtéskor a kiindulási hőmérsékletet a kationos lágyító bázis előállítási feltételei határozzák meg.

A jelen találmány szerinti kompozíció és eljárás megvalósításában felületaktív összetevő jelenlétére van szükség, amit célszerűen polioxi-etilezett (15) tallolajaminnal, vagy más etoxilezett felületaktív készítménnyel biztosítunk. A felületaktív összetevő feladata a zsírsavas amidnak a vizes emulzióban való kívánt mértékű diszpergálásához szükséges feltételek biztosítása. Ha a felületaktív összetevőt viszonylag nagy mennyiségben adjuk a kompozícióhoz, azzal a vele készült papíripari termék egyes tulajdonságait és különösen a vízzel szembeni ellenálló képességét, tehát az enyvezettséget leronthatjuk. A felületaktív összetevő hiányában viszont a találmány szerinti kompozíció eloszlathatóságának (diszpergálhatóságának) leromlása miatt az elkészült papír minőségi jellemzői maradhatnak el a kívánalomtól, mivel a papír felületén foltok, elszíneződött területek alakulhatnak ki, amelyek az egyenetlen anyageloszlásra utalnak.

A találmány szerinti kompozíció egy további előnyös megvalósításánál az amfoter jellegű lágyító komponenst só formájában visszük a keverékbe, amivel oldhatóságát javítjuk. Az amfoter jellegű lágyítók feladata a találmány szerinti kompozícióval készült papírok fehérségének javítása. Mivel ez az összetevő meghatározásából következően amfoter jellegű, különböző kémiai tulajdonságú környezetekben eltérő ionos struktúrák létrehozására képes. így például az amfoter jellegű lágyító savas környezetben kationként viselkedik, tehát a találmány szerinti kompozícióban a kationos összetevőt adhatja, ami hozzájárul ahhoz, hogy az alábbiakban leírt módon a kationos lágyító bázis aktivitása növekedhessen. A találmány szerinti kompozícióban felhasznált amfoter jellegű lágyító célszerűen zsírsav olyan származékát jelenti, amelynek alapját legalább 12 és legfeljebb 18 szénatomszámú zsírsav alkotja. A sztearinsav amfoglicinátos származékaiból képzett sók és különösen a nátrium-sztearil-amfoglicinát különösen célszerűnek bizonyult, amfoter jellegű lágyító komponensként ezek jól használhatók, és külön előnyük, hogy a piacon könnyen beszerezhetők.

A szilárd halmazállapotú kationos lágyító bázist a találmány szerinti kompozíciónak amfoter lágyítót alkalmazó változatánál célszerűen gyenge savval oldjuk fel. Ez a sav a végül is savas közeg pH-értékét a találmány szerinti kompozíció készítésének teljes időtartama alatt mintegy 4 és mintegy 5 közötti szinten tartja. A sav katalizátor jellegű összetevőként lép fel, savas környezetet teremt, és így a kationos lágyító bázis megemelt reakciókészséget mutathat, amivel együtt az esetlegesen alkalmazott amfoter jellegű lágyító kationos tulajdonságokat vesz fel. A gyenge szerves savak, mint például az ecetsav vagy a hangyasav, a találmány szerinti kompozíció létrehozásában különösen hasznosak. A pH értékének befolyásolására természetesen az erős savak is alkalmasak, ezek felhasználása során azonban a költségtényezőket és a biztonsági szempontokat figyelembe kell venni, és ezek korlátot jelenthetnek.

A találmány szerinti kompozíció kialakításakor karbamid bizonyult különösen előnyösnek a papír áttetszőségének növelése céljából. A karbamidszármazékok

HU 215 901 Β szintén jól használhatók, ha az elkészítés folyamatában képesek a találmány szerinti kompozícióban feloldódni, és egyéb összetevőik nem rontják le az elkészült papíripari termék áttetszőségét.

A találmány szerinti kompozíció egy másik kiviteli alakjánál felületaktív összetevőként szacharóz származékát hasznosítjuk, amely egyúttal fehérítőszerként és enyvező összetevőként is aktív. Ennél a kiviteli alaknál az előzőekben már leírt kationos lágyító bázisra továbbra is szükség van, de mivel a szacharóz származéka felületaktív összetevőként van jelen, ezzel a kívánt mértékű diszperziót teszi lehetővé, így a már említett etoxilezett készítmény, például a tallolaj-amin felhasználására nincs szükség. Ennél a kiviteli alaknál a karbamid szintén elhagyható, mivel az ilyen összetételű kompozícióval készült papíripari termék áttetszősége ennek bevetése nélkül is elérheti a kívánt szintet. A találmány szerinti kompozíció enyvező hatását a szacharóz alapú összetevő jelenléte adott esetben akár kétszeresére növelheti.

A találmány szerinti kompozíció létrehozása során célszerű lehet a viszkozitást befolyásoló összetevő alkalmazása is, amely a papírgyártásban juthat fontos szerephez. A viszkozitás szabályozására mindenekelőtt a nátriumos és a kloridos sók különösen megfelelőek. Ezért alapvetően a nátrium-acetát és a nátrium-klorid alkalmazását javasoljuk. Erre az összetevőre nem feltétlenül van szükség, de felhasználása nélkül a találmány szerinti kompozíció elkészítésének ideje esetleg jelentős mértékben megnyúlhat.

A találmány szerinti kompozíciót és eljárást a továbbiakban néhány példa ismertetésével mutatjuk be még részletesebben.

1. példa

Első lépésben amino-etil-etanol-amin és sztearinsav reakciójával az amino-etil-etanol-amin monosztearilamidját és disztearil-amidját állítottuk elő. Ebből a célból 1845 g sztearinsavat (amely 65 tömeg% sztearinsavból és 35 tömeg% palmitinsavból állt) és 405 g amino-etil-etanol-amint reaktoredénybe adagoltunk, és azt mintegy 280 1/perc tömegarányban áramoltatott nitrogént befuvatva átmostuk. Az alapanyag lassú keverése mellett a reaktor belső hőmérsékletét fokozatosan emeltük, mégpedig 196 °C és 204 °C közötti hőmérsékletre, általában 200 °C hőmérsékletet állítottunk be. A beállított hőmérsékletet mintegy 45 percen keresztül tartottuk. Ezután a reaktor tartalmát szobahőmérsékletre hagytuk lehűlni. A sztearil-amidok előállításában felhasznált összetevők részaránya folyadék halmazállapotú kiindulási anyagok esetén a következő volt: 82,83 tömeg% sztearinsav és 17,17 tömeg% amino-etiletanol-amin.

2. példa

A találmány értelmében, mint az előzőekben már részletesen ismertettük, olyan adalékanyagos kompozíciót javasolunk, amely kationos jellegű lágyító bázist, különösen amino-etil-etanol-amin legalább egy monosztearil-amidját és/vagy legalább egy disztearil-amidját tartalmazza, ahol a sztearil-amidokat az 1. példa szerint hoztuk létre. A találmány szerinti kompozíció összeállítása során viszkozitást befolyásoló összetevőként nátrium-acetátot vagy nátrium-kloridot használhatunk, míg a felületaktív összetevő polioxi-etilezett felületaktív készítmény, például a már ismertetett tallolaj-amin. A viszkozitás szabályozására szolgáló összetevőt adott esetben nem feltétlenül kell a kompozícióba vinni, de ez a már említett módon azzal a hátránnyal jár, hogy a papíripari alapanyag feldolgozásának időtartama megnövekszik.

A találmány szerinti kompozíciót példaként úgy valósítottuk meg, hogy az 1. példa szerint készített monosztearil-amidokat és disztearil-amidokat, valamint ezek keverékét 110 g mennyiségben keverővei ellátott kamrába adagoltuk. A kamra hőmérsékletét mintegy 100 °C értékre emeltük, és megkezdtük a keverék homogenizálását, amit addig folytattunk, amíg belőle olvadék nem alakult ki. A megolvadt keverékhez vizet adtunk, és így belőle emulziót készítettünk, amelynek hőmérsékletét hagytuk 82 °C és 88 °C közötti értékre beállni. Ezt szükség szerint hűtéssel értük el. A nátrium-acetátból ezután 2 g-ot adagoltunk a keverékbe, amivel azt hígítottuk. Miután a hőmérséklet leesett mintegy 74 °C értékre, célszerűen 71 °C alatti értéket vett fel, a polioxietilezett (15) tallolaj-aminból (ez a Henkel Co. TAM 15 jelű terméke) 2 g-ot a keverékhez adagoltunk. Ez a felületaktív összetevő hozzájárul ahhoz, hogy a találmány szerinti kompozíció a kívánt emulzió formáját vegye fel. Ezt követően 30 percen keresztül tovább kevertük az anyagokat, miközben vizet adagoltunk a kamrába, mégpedig olyan mennyiségben, amennyivel összesen 886 g vizet használtunk fel a találmány szerinti kompozíció készítéséhez. A jelen példa szerinti kompozíció készítésével kapott anyagban az összetevők részaránya a következő volt:

Összetevő Részarány, tömeg%

Kationos lágyító bázis (aminoetil-etanol-aminnak az 1. példa szerint készült monosztearilamidjai és disztearil-amidjai) 11,00

Viszkozitást befolyásoló összetevő (nátrium-acetát) 0,20

Felületaktív összetevő [polioxietilezett (15) tallolaj-amin] 0,20

Víz 88,60

3. példa

A 2. példa szerinti anyagokból az ott megadott mennyiségekkel összeállított kompozíciót papírgyártó berendezés beömlése előtt pépes papíripari alapanyaghoz adagoltuk, mégpedig percenként mintegy 16 1 mennyiségben, és az így kezelt pépes zagyból papírt készítettünk. A kapott anyag vizsgálata alapján további ellenőrző mintákat is előállítottunk, amelyeknél a találmány szerinti kompozíciót 7,5 1/perc és 22 1/perc közötti térfogatáramokban vittük a technológiai folyamatba. Különösen kedvezőnek bizonyult végül is az, amikor a találmány szerinti kompozíciót a 2. példa szerinti összetételben végül is 7,5 1/perc és 11 1/perc közötti térfogat8

HU 215 901 Β áramban adtuk az alapanyaghoz. A papírgyártó berendezés kimenetén a kívánt jellemzőket mutató papírt nyertünk.

Amint az előzőekben már elmondtuk, az 1. példa szerint előállított sztearil-amidok szilárd halmazállapotú kemény anyagot képeznek. Ahhoz, hogy a velük készült kompozíció kívánt eloszlathatóságát biztosíthassuk, a kationos lágyító bázist a kompozíció egyéb összetevőivel való összekeverés előtt homogenizálni kell. A homogenizálás egyik lehetősége a nagy intenzitású keverés és az eközben alkalmazott melegítés. Célszerű tehát, ha az amino-etil-etanol-amin monosztearilamidjait és disztearil-amidjait nem hagyjuk az 1. példa szerint szobahőmérsékletre lehűlni, hanem a hűlési folyamatot mintegy 93 °C hőmérséklet elérése után megszakítjuk. A kationos lágyító bázist ezen a hőmérsékleten tartjuk, ez valamivel a folyadék fonáspontja alatt van, és ezen a hőmérsékleten adagoljuk hozzá a többi összetevőt. Hozzáadás előtt a szükséges összetevőket 88 °C hőmérsékletre melegítjük elő, és ezután egyesítjük azokat a kationos lágyító bázissal, mégpedig olyan arányban, hogy így a kívánt összetételű kompozíciót nyerjük. Ezt követően mintegy 93 °C hőmérsékleten tartjuk a találmány szerinti kompozíciót, és körülbelül 1 órán keresztül intenzíven keverjük azt. Ennek eredményeként olyan emulziót nyerünk, amelyre az egyenletesen kis méretű szemcsék jellemzőek, és ezért a kompozíció a pépes zagyhoz keverve abban jól eloszlik.

Egy másik lehetőség szerint a javasolt kompozíciót úgy homogenizáljuk, hogy ezzel a jó diszperziós jellemzőket érjük el. Ennek célszerű megoldása az is, amikor a kompozíciót gyors (nagy sebességű) hűtésnek vetjük alá. Ennél a megoldásnál a sztearil-amidokat mintegy 93 °C hőmérsékleten tartjuk, majd egyesítjük az előmelegített további összetevők kívánt mennyiségével, és biztosítjuk, hogy az így kapott keverék hőmérséklete visszaálljon a 93 °C értékre. Ezután a keveréket szárazjég hűtő hatásának tesszük ki, és hőmérsékletét igen gyorsan szobahőmérsékletre csökkentjük le. A gyorshűtés más módszerei szintén alkalmazhatók. Ennek eredményeként az emulzió egyenletesen kis méretű részecskékből álló készítménnyé alakul át. A szupergyors hűtés ismert eljárásai közé tartozik az is, amikor az anyagot áramoltatott freonnal hűtött tartályba visszük. A találmány szerinti kompozíció előállítása szempontjából végül is a hűtési eljárás milyensége másodlagos jelentőségű, a lényeges az, hogy a kapott diszperzió megfelelően kis méretű szemcsékből álljon.

A szupergyors hűtés kiegészítheti a találmány szerinti kompozíció fentiekben már leírt keveréses homogenizálással történő előállítását, vagy ahelyett használjuk arra, hogy a megfelelő szemcsenagyságot beállítsuk. A továbbiakban a homogén összetételű és anyageloszlású találmány szerinti kompozíciókat mutatjuk be.

4. példa

Az 1. példa lépéseit követve amino-etil-etanol-amin monosztearil-amidjait és disztearil-amidjait állítjuk elő, de a reakcióterméket az előző példához hasonlóan nem hagyjuk szobahőmérsékletre lehűlni, hanem a hűlési folyamatot 93 °C hőmérséklet elérése után leállítjuk. A 2. példában ismertetett mennyiségben ezután a találmány szerinti kompozíció összetevőit adagoljuk a sztearilamidokhoz, miután azokat a Hill Manufacturing Company által gyártott keverőben (Shear Hill Mixer) homogenizáltuk és 88 °C hőmérsékletre előmelegítettük. A keverőbe a 2. példának megfelelően a polioxietilezett (15) tallolajból 2 g-ot, nátrium-acetátból 2 g-ot és vízből 886 g-ot vittünk be. Az előállítandó kompozíció teljes mennyiségében 11 tömeg%-ot képviselő monosztearil-amidokat és disztearil-amidokat adtunk ezután a keverékhez, vagyis azok mennyisége 110 g-ot ért el. Az összetevők összeállítása után nagy sebességű keverést végeztünk, mégpedig 1 órán keresztül, tartva a 93 °C körüli hőmérsékletet. Az így kapott kompozíció eloszlathatóságát tekintve kiváló jellemzőket mutatott, az a 3. példa szerinti módon a pépes zagy térfogatilag egyenletes kezelését tette lehetővé.

5. példa

A találmány szerinti kompozíció megfelelő eloszlathatóságát, mint említettük, azzal is biztosítani tudjuk, ha a pépes zagyhoz való adagolás előtt az előállítási folyamatba a nagy sebességű hűtés lépését iktatjuk be. Az 1. példa szerint először az amino-etil-etanolamin monosztearil-amidjait és disztearil-amidjait készítettük el, de a keveréket a példától eltérően nem hagytuk szobahőmérsékletre lehűlni, hanem a hűlési folyamatot 93 °C körüli érték elérésekor leállítottuk, ezt a hőmérsékletet tartottuk. A 2. példa szerinti mennyiségben a találmány szerinti kompozíció további összetevőit, vagyis a felületaktív komponenst, a viszkozitást szabályozó összetevőt és a vizet, illetve a 6. és

7. példában bemutatandó módon a felületaktív komponenst, az amfoter jellegű lágyító összetevőt, a vizet, a karbamidot és a savat, illetve a 13. példában bemutatandó módon a szacharóz-oxi-acetátot, a vizet és a viszkozitást szabályozó összetevőt körülbelül 88 °C hőmérsékletre előmelegítettük. A sztearil-amidokat és a többi összetevőket ezután körülbelül 93 °C hőmérsékleten 10 percen keresztül kevertük, homogén keveréket állítottunk elő. A keverés befejezése után a keverőedény tartalmát igen gyorsan lehűtöttük, mégpedig úgy, hogy az edényt szárazjéggel kitöltött csomagba helyeztük, és így az emulzió hőmérsékletét legfeljebb 10 perc alatt, de inkább ennél jóval rövidebb idő alatt szobahőmérsékletre csökkentettük le. A hűtési folyamat révén olyan kompozíciót nyertünk, amely a szükséges mértékben eloszlatható, diszpergálható.

A 6. és 7. példa szerint amfoter lágyító alkalmazását javasoljuk, és az amfoter jellegű lágyítót, a viszkozitást szabályozó összetevőt, a savat, a felületaktív összetevőt, a karbamidot, valamint a vizet a Hill Manufacturing Company már említett keverőjébe homogenizáltuk, illetve melegítettük elő. A kívánt mennyiségű kationos lágyító bázist 93 °C hőmérsékleten tartottuk, és szabályozott áramban öntöttük a keverőbe. A keverést a 93 °C hőmérséklet tartása mellett 1 órán keresztül folytattuk, és így olyan kompozíciót állítottunk elő, amely a pépes zagyban egyenletesen eloszlatható anyagot ké9

HU 215 901 Β pez, az elkészült papírnál a fehérség, az áttetszőség és a vízzel szembeni ellenállás tekintetében a kívánt minőségi mutatók elérését teszi lehetővé. A 13. példában a szacharóz-oxi-acetát alkalmazását mutatjuk be, ahol a szacharóz-oxi-acetátot, a vizet és a viszkozitást befolyásoló összetevőt a Hill Manufacturing Co. már említett keverőjében homogenizáltuk és melegítettük elő, majd a kationos lágyító bázist 93 °C körüli hőmérsékleten vittük a keverő belső terébe. Ezt követően a 93 °C hőmérséklet fenntartása mellett a keverő tartalmát 1 órán keresztül homogenizáltuk, és így alakítottuk ki a találmány szerinti kompozíciót. A keverési folyamat révén a szemcsék méretei csökkennek, az emulzió kis szemcsékből áll össze, és a szemcseméretek eloszlása nagymértékű homogenitást biztosít.

A fentiekben említett módon a nagy sebességű hűtés az 1 órás keveréshez csatlakozóan is végrehajtható, vagyis a 4. példában bemutatott keverési folyamatot követi a hűtés. Egy másik lehetőség az, hogy a nagy sebességű hűtést a keverés helyett végezzük el. Célszerű azonban, ha a viszonylag hosszú időtartamú nagy intenzitású keverést, amit a 4. példa mutat be, az 5. példában említett nagy sebességű hűtéssel kombináljuk, és így állítjuk elő a találmány szerinti kompozíciót. Szakember számára az is nyilvánvaló, hogy a nagy sebességű hűtés az itt bemutatottaktól eltérő módszerekkel és eszközökkel szintén elvégezhető. Szakember számára az is egyértelműen következik az előbbiekből, hogy a nagy intenzitású keverés és/vagy a nagy sebességű hűtés 4. és 4. példában leírt változatai és a hozzá hasonló lépések alkalmasak a találmány szerinti kompozíció különböző kiviteli alakjainak megvalósítására, minden esetben a megfelelő mértékű eloszlathatóság biztosítható, vagyis a papíripari alapanyagot jelentő pépes zagyban a találmány szerinti kompozíció egyenletesen eloszlatható változatai hozhatók létre.

A 12. és 13. példában még visszatérünk az alkanoldiamin zsírsavas amidjaiból álló vizes emulzió készítésére, ahol a zsírsavas amidok részaránya 5 tömeg%-nál nagyobb. A korábbiakban már leírtuk, hogy a szakirodalomból ismertté vált eljárásokkal nem lehetett zsírsavas amidok olyan vizes emulzióit készíteni, amelyeknél a zsírsavas amidok részaránya 5 tömeg%-nál nagyobb, és ezek az eljárások inkább az említett határnál jóval alacsonyabb részarányú emulzió előállítására alkalmasak. Az alkanol-diamin zsírsavas amidjait körülbelül 93 °C hőmérsékleten tartottuk, a zsírsavas amidokat emulgeálószerként szolgáló folyadékkal kevertük, ezzel a zsirsavas amidokat a folyadék közegében egyenletesen eloszlattuk, és ezt követően a zsirsavas amidokat tartalmazó keveréket nagy hűtési sebességgel lehűtöttük, aminek eredményeként a zsírsavas amidok az emulgeálószerhez képest emulgeált állapotban maradtak meg, és képesek olyan emulzió biztosítására, amelynél a zsírsavas amidok koncentrációja az 5 tömeg%-os határt túllépi. A 13. példában leírt gyors hűtést igénylő eljárások természetesen összekapcsolhatók a 12. példában bemutatott nagy intenzitású keveréses eljárásokkal, és így a zsírsavas amidok részaránya az előállítandó emulzióban még tovább növelhető.

6. példa

A találmány szerinti adalékanyagos kompozíció egy másik kiviteli alakjára készítettünk példát a következő módon: nátrium-sztearil-amfoglicinátból 1075 g, az 1. példa szerint amino-etil-etanol-aminból készített és monosztearil-amidokból, valamint disztearil-amidból álló keverékből 3400 g, a polioxi-etilezett (15) tallolajaminból 325 g mennyiséget és 9996 g vizet keverőedénybe vittünk be, amelyben keverő elrendezés volt. A keverés megindításával egyidejűleg az edény tartalmát melegíteni kezdtük, és a belső hőmérsékletet 91 °C és 96 °C közötti értéktartományban tartottuk körülbelül 1 órán keresztül. A megemelt hőmérséklet hatására a szilárd összetevők megolvadtak és belőlük homogén diszperzió alakult ki, majd ezt követően az edénybe 499 g ecetsavat adagoltunk, és további 15 perc és 30 perc közötti időtartamon át a keverést folytattuk. A hőközlést ezután megszakítottuk, a keverőedény falait körbevevő csővezetéken hideg vizet áramoltattunk át, és egyidejűleg a keverőedény tartalmának hűtésére a belső térbe kiegészítőleg 8330 g hideg vizet adagoltunk. A keveréket hagytuk 60 °C hőmérsékletre lehűlni, a hűlés folyamatát követtük. Ezután a keverőedénybe 6000 g karbamidot vittünk be, és a hűtést, illetve a keverést addig folytattuk, amíg az edényben levő keverék hőmérséklete egyenletesen 42 °C és 46 °C közötti értéket vett fel, továbbá a karbamid teljes mennyisége feloldódott.

A fentiek szerint kapott kompozícióban az összetevők részaránya a következő volt:

Összetevő Részarány, tömeg%

Amfoter jellegű lágyító (nátrium-sztearil-amfoglicinát) 3,60

Kationos lágyító bázis (aminoetil-etanol-aminnak az 1. példa szerint készült monosztearilamidjai és disztearil-amidjai) 11,50

Viszkozitást befolyásoló összetevő (nátrium-klorid) 0,34

Savas összetevő (ecetsav) 1,70

Felületaktív összetevő [polioxietilezett (15) tallolaj -amin] 1,10

Karbamid 20,30

Víz 61,50

7. példa

A 6. példában bemutatott módon és az ott ismertetett összetevőkből a találmány szerinti adalékanyagos kompozíció egy újabb változatára készítettünk példát. Ennél a változatnál az összetevők részaránya a következő volt: amfoter jellegű lágyító (nátrium-sztearil-amfoglicinát) körülbelül 1,13 tömeg%, kationos lágyító bázis (amino-etil-etanol-aminnak az 1. példa szerint készült monosztearil-amidjai és disztearil-amidjai különkülön és keverékben) körülbelül 8,00 tömeg%, viszkozitást befolyásoló összetevő (nátrium-klorid) körülbelül 0,25 tömeg%, savas összetevő (ecetsav) körülbelül 0,98 tömeg%, felületaktív összetevő [polioxi-etilezett (15) tallolaj-amin] körülbelül 0,75 tömeg%, karbamid körülbelül 14,00 tömeg% és a maradékban víz, amelynek részaránya körülbelül 74,89 tömeg% volt.

HU 215 901 Β

A találmány szerinti kompozíció összetételének további részletes vizsgálata és elemzése során azt találtuk, hogy ha az amfoter jellegű lágyítót, amely általában célszerűen nátrium-sztearil-amfoglicinát, 0,5 tömeg% és 4 tömeg% közötti mennyiségben, a kationos lágyító bázist, amely általában amino-etil-etanol-aminnak az 1. példa szerint készült monosztearil-amidjaiból és disztearil-amidjaiból külön-külön, illetve ezek keverékéből tevődik össze 7,5 tömeg% és 13 tömeg% közötti mennyiségben, a viszkozitást befolyásoló összetevőt 0,25 tömeg% és 0,35 tömeg% közötti mennyiségben, a savas összetevőt, amely célszerűen ecetsav vagy hangyasav, 0,9 tömeg% körüli, az elkészült kompozíció legalább 4 és legfeljebb 5 pH-értékét biztosító mennyiségben, a nemionos felületaktív összetevőt, amely célszerűen polioxi-etilezett (15) tallolaj-amin, legalább 0,20 tömeg% mennyiségben alkalmazzuk, ahol a karbamid részaránya 10,0 tömeg% és 25 tömeg% között van, míg a víz a maradékot teszi ki, részaránya ezért 60 tömeg% és 75 tömeg% között van, a találmány elé kitűzött célnak megfelelő kiváló jellemzőket mutató adalékanyagos kompozíció nyerhető.

8. példa

A 6. példa szerint kialakított adalékanyagos kompozíciót a találmány értelmében a pépes zagyhoz akkor adtuk hozzá, amikor a zagyot a Fourdrinier-féle papírgyártó gép betápláló mechanizmusa szállította. A találmány szerinti kompozíciót 12 1/perc és 15 1/perc közötti tömegáramban adagoltuk a zagyhoz, majd az utóbbiból ismert módon papírt készítettünk. A kapott papír kiváló minőségi jellemzőket mutatott. A zagy súrlódási tényezőjét a találmány szerinti adalékanyagos kompozíció bevitele után megmértük és arra 0,3 adódott.

9. példa

A 6. példa szerinti lépésekkel kialakított adalékanyagos kompozíciót a találmány értelmében a pépes zagyhoz akkor adtuk hozzá, amikor a zagyot a Fourdrinier-féle papírgyártó gép betápláló mechanizmusa szállította. A találmány szerinti kompozíciót mintegy 11 1/perc tömegáramban adagoltuk a zagyhoz, amelyből ismert módon papírt készítettünk. A kapott papír a kívánt minőségi jellemzőket mutatta.

10. példa

A 6. példa szerinti lépésekkel kialakított adalékanyagos kompozíciót a találmány értelmében a pépes zagyhoz akkor adtuk hozzá, amikor a zagyot a Fourdrinier-féle papírgyártó gép betápláló mechanizmusa szállította. A találmány szerinti kompozíciót mintegy 19 1/perc tömegáramban adagoltuk a zagyhoz, amelyből ismert módon papírt készítettünk. A kapott papír áttetszősége és enyvezettsége a 8. példa szerint kapott papírra jellemzőnél jobb volt, míg fehérsége lényegében azonosnak bizonyult.

11. példa

A 6. példa szerinti lépésekkel kialakított adalékanyagos kompozíciót a találmány értelmében a pépes zagyhoz adtuk hozzá, mégpedig mintegy 7,5 1/perc tömegáramban. Az adalékanyagos kompozícióval egyidejűleg mintegy 33 tömeg%-os koncentrációjú vizes kaolinos agyagoldatot is a pépes zagyhoz adagoltunk, mégpedig mintegy 32 1/perc tömegáramban, és az így kezelt zagyból ismert módon papírt készítettünk. A kapott papír a minőségi követelményeknek mindenben eleget tett, de a találmány szerinti adalékanyagos kompozíció és a kaolinos oldat bevitele után a pépes zagyra jellemző súrlódási tényezőre 0,7 adódott.

Egy másik próbálkozás során a pépes zagyhoz, miközben azt a Fourdrinier-féle papírgyártó gépbe vezettük, 33 tömeg% koncentrációjú vizes kaolinos agyagoldatot adagoltunk, és így készítettünk papírt, amelyet a jelen találmány szerinti eljárással készült papírral hasonlítottunk össze. A 8. példában bemutatott módon készült papírhoz hasonló fehérségi jellemzőket mutató papír előállítása céljából a kaolinos agyagoldatot a zagyhoz percenként mintegy 50 1 mennyiségben adagoltuk.

Amikor a találmány szerinti adalékanyagos kompozíciót a 8. példában leírt módon használtuk a pépes zagy kezelésére, vagyis kaolinos agyagot nem vittünk a folyamatba, a Fourdrinier-féle papírgyártó berendezés futása egyenletes, akadálymentes volt, a berendezés viszonylag kis teljesítményfelvétellel működött, és általában jobban kezelhető volt, mint a kaolinos agyagot tartalmazó pépes zagy feldolgozása során. A jelen találmány szerinti adalékanyagos kompozíció felhasználásával ezen túlmenően nyomtatás szempontjából kedvezőbb jellemzőket mutató papír volt készíthető.

A kaolinos agyagoldat nélkül használt pépes zagyra jellemző súrlódási tényezőt megmértük a találmány szerinti adalékanyagos kompozíció bevezetése előtt és után is. Az adalékanyagos kompozíció nélküli pépes zagynál erre 0,5 adódott. A 8. példa ismertetése során már bemutattuk, hogy a súrlódási tényező értéke a pépes zagynál a találmány szerinti adalékanyagos kompozíció beadagolása után lecsökken, és ezért a papírgyártó berendezés igénybevétele a találmány szerinti kompozíció nélkül kialakított pépes zagy feldolgozásához képest csökkentett mértékű.

12. példa

A jelen találmány szerinti adalékanyagos kompozíció egy újabb változatát szacharóz-oxi-acetáttal készítettük el a következő módon: 84 tömeg% koncentrációjú ecetsavból 600 g mennyiséget 400 g szacharózhoz adagoltunk, mégpedig keverővei ellátott edényben, például az előző példák kialakításánál használt elrendezésben. A két anyagot ezután összekevertük, és 57 °C és 60 °C közötti hőmérsékletre melegítettük. Ezt a hőmérsékletet addig tartottuk, amíg a titrálási vizsgálatok szerint a reakciókeverék 1 g-ja 100 ml vizet nem oldott fel (1,0 M nátrium-hidroxid 6,0 és 7,0 ml közötti mennyiségével titráltunk fenolftaleint). A kapott szacharóz-oxi-acetátot végül hagytuk lehűlni, így tettük el a további felhasználáshoz.

HU 215 901 Β

13. példa

Fehérítő adalékanyagként poliszaeharidot alkalmazó keveréket készítettünk ugyancsak a találmány szerinti adalékanyagos kompozíció hasznos voltának bemutatására. A poliszacharid enyvezőszerként is működik. Az 1. példa szerint készített, monosztearil-amidokból és disztearil-amidokból álló keverék 110 g mennyiségét mintegy 100 °C hőmérsékletre melegítettük és ezzel a keveréket megolvasztottuk. Az olvasztott keveréket vízzel öntöttük fel, és ezzel belőle folyamatos keverés mellett emulziót készítettünk. Az emulzió kialakulása után az edény tartalmát hagytuk 82 °C és 88 °C közötti hőmérsékletre lehűlni, és ekkor a keverőedénybe 2 g nátrium-acetátot szórtunk. A hűlés közben is folytattuk a keverést, mégpedig mintegy 74 °C hőmérséklet eléréséig, amikor is a 12. példa szerint készült szacharóz-oxi-acetátból 50 g mennyiséget vittünk a keverékbe. Ezt követően még további 30 percen keresztül az elegyet kevertük, és annyi vizet adagoltunk hozzá, hogy a keverőben levő elegy végül is összesen 838 g vizet tartalmazott.

A jelen példa szerint megvalósított adalékanyagos kompozíció összetétele a következő volt:

Összetevő Részarány, tömeg%

Kationos lágyító bázis (aminoetil-etanol-aminnak az 1. példa szerint készült monosztearilamidjai és disztearil-amidjai) 11,00

Szacharóz-oxi-acetát (előállítva a 12. példa szerint) 5,00

Viszkozitást befolyásoló összetevő (nátrium-acetát) 0,20

Víz 83,80

14. példa

A 13. példa szerint készített adalékanyagos kompozíciót a papírgyártó berendezésbe való bevezetés előtt pépes zagyhoz adagoltuk, mégpedig 11 1/perc és 15 1/perc közötti tömegarányban, majd a zagyból ismert módon papírt készítettünk. A kapott papír a kívánt minőségi jellemzőket mutatta.

15. példa

A 13. példában leírt módon elkészített adalékanyagos kompozíciót mintegy 9 1/perc tömegarányban papírgyártási alapanyagot jelentő pépes zagyhoz adagoltunk, és eközben a pépes zagyba mintegy 32 Epére tömegarányban 33 tömeg%-os vizes kaolinos agyagoldatot vezettünk. A zagyból papírt készítettünk, amely kiváló minőségi jellemzőket mutatott, de a súrlódási tényező eközben 0,7 értéket vett fel.

A 3., 8. és 14. példa szerint papíripari alapanyagot jelentő zagyból készített papír fehérségét, áttetszőségét és víztaszító képességét ezután megmértük, a különböző mintákból nyert adatokat átlagoltuk, és összehasonlítottuk azoknak a papíroknak az adataival, amelyeknél a gyártáshoz hasonló összetételű, de a találmány szerinti adalékanyagos kompozíció nélkül létrehozott pépes zagyot használtunk. Az eredmények a következők voltak :

Vizsgált anyag	Áttet- szőség*	Fehér- ség*	Enyvc- zettség**
sima papír	90,5-91,0	58-59	azonnali
3. példa szerinti papír	94,5-95,5	58-60	47 s
8. példa szerinti papír	94,0- 94,5	58-59	50 s
14. példa szerinti papír	94,0-94,5	60-61	90 s

Megjegyzések:

* Az áttetszőséget és a fehérséget a Technidyne Tcchnibrite Micro TB-IC eszközzel mértük, a kapott eredményeket TAPPI standard egységekben adtuk meg.

** Az cnyvezettséget vízcseppes vizsgálattal állapítottuk meg a standard tesztnek megfelelően.

A szakember számára egyértelmű, hogy a találmány szerinti adalékanyagos kompozíciónak a papíripari alapanyagot jelentő pépes zagyhoz való adagolási üteme a zagy összetevőitől, jellemzőitől, az előállítani kívánt papír minőségi mutatóitól, a papírgyártó berendezésre jellemző adatoktól és a zagyot betápláló részegység működési módjától függ. A korábbiakban már elmondtuk, hogy ezek a tényezők azok, amelyek alapján a papírgyártási folyamatban az egyes anyagok mennyiségeit pontosan be lehet állítani. A vizsgálatok azt mutatták, hogy a súrlódási tényező kis értéken tartása miatt, a kívánt karakterisztika megfelelő beállítása érdekében célszerű, ha a javasolt adalékanyagos kompozíciót 7,5 1/perc és 13 Epére tömegáramban juttatjuk a zagyhoz.

A találmány szerinti adalékanyagos kompozíciót, papírgyártási eljárást és papíripari terméket a fentiekben néhány kiválasztott megvalósítási mód, néhány szokásosan alkalmazott berendezés, koncentráció és eljárás kapcsán mutattuk be, ami azonban csak a találmány lényegének illusztrálására szolgál, a legfontosabb jellemzőket a csatolt igénypontok foglalják össze.

Claims (28)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Adalékanyagos kompozíció papírgyártáshoz, amely cellulózszálakat tartalmazó papíripari alapanyaghoz történő hozzáadásra van kialakítva fehérség, áttetszőség és enyvezés javítására, azzal jellemezve, hogy a kompozíció fehérítő-, áttetszőséget növelő és enyvezőszerként 5-15 tömeg% kationos lágyító bázist tartalmaz, ahol a lágyító bázis zsírsav és diamin reakciótermékeként van kialakítva, és a kompozíció 0,1-2,0 tömeg% felületaktív összetevőt tartalmaz.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti adalékanyagos kompozíció, azzal jellemezve, hogy a fehérítő-, áttetszőséget növelő és enyvezőszer alkanol-diaminok egyszeresen helyettesített zsírsavas amidjai, alkanol-diaminok kétszeresen helyettesített zsírsavas amidjai, alkanol-diaminok egyszeresen helyettesített zsírsavas amidjainak és alkanol-diaminok kétszeresen helyettesített zsírsavas

   HU 215 901 Β amidjainak keverékei és imidazol-származékok közül legalább eggyel van kiképezve.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti adalékanyagos kompozíció, azzal jellemezve, hogy a fehérítő-, áttetszőséget növelő és enyvezőszer amino-etil-etanol-amin monosztearil-amid, amino-etil-etanol-amin disztearilamid, amino-etil-etanol-amin monosztearil-amid és amino-etil-etanol-amin disztearil-amid keverékei és imidazolin közül legalább eggyel van kiképezve.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti adalékanyagos kompozíció, azzal jellemezve, hogy felületaktív összetevőként etoxilezett felületaktív készítményt tartalmaz.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti adalékanyagos kompozíció, azzal jellemezve, hogy viszkozitást befolyásoló összetevővel van kialakítva.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti adalékanyagos kompozíció, azzal jellemezve, hogy viszkozitást befolyásoló összetevőként nátrium-kloridot és/vagy nátrium-acetátot tartalmaz, valamint a felületaktív összetevő etoxilezett felületaktív készítmény.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti adalékanyagos kompozíció, azzal jellemezve, hogy a kationos lágyító bázist legalább 7,5 tömeg% részarányban tartalmazza.
8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti adalékanyagos kompozíció, azzal jellemezve, hogy a kationos lágyító bázist 7,5 tömeg% és 13,0 tömeg% közötti részarányban tartalmazza.
9. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti adalékanyagos kompozíció, azzaljellemezve, hogy a felületaktív összetevő legalább 0,2 tömeg% részarányban van jelen.
10. 10. Adalékanyagos kompozíció papírgyártáshoz, amely cellulózszálakat tartalmazó papíripari alapanyaghoz történő hozzáadásra van kialakítva fehérség, áttetszőség és enyvezés javítására, azzal jellemezve, hogy a kompozíció fehérítő-, áttetszőséget növelő és enyvezőszerként 5-15 tömeg% kationos lágyító bázist tartalmaz, ahol a lágyító bázis zsírsav és alkanol-diamin, valamint víz reakciótermékeként van kialakítva, és a kompozíció 0,1-2,0 tömeg% felületaktív összetevőt tartalmaz.
11. 11. A 10. igénypont szerinti adalékanyagos kompozíció, azzaljellemezve, hogy a kationos lágyító bázis aminoetil-etanol-amin monosztearil-amid, amino-etil-etanolamin disztearil-amid, amino-etil-etanol-amin monosztearil-amid és amino-etil-etanol-amin disztearil-amid keverékei és imidazolin közül legalább eggyel van kiképezve.
12. 12. A 10. vagy 11. igénypont szerinti adalékanyagos kompozíció, azzal jellemezve, hogy felületaktív összetevőként etoxilezett felületaktív készítményt tartalmaz.
13. 13. Adalékanyagos kompozíció papírgyártáshoz, amely cellulózszálakat tartalmazó papíripari alapanyaghoz történő hozzáadásra van kialakítva fehérség, áttetszőség és enyvezés javítására, azzal jellemezve, hogy a kompozíció

    R, H \ I n-r₃-n-r₄ /

    r₂ általános képletű kationos lágyító bázist tartalmaz, ahol Rí jelentése C_nH_2n+1-CO- csoport, és n értéke 11 és 17 közötti egész szám, továbbá R₂ jelentése C_nH_2n+1-CO- csoport, és n értéke 11 és 17 közötti egész szám vagy hidrogénatom, valamint R₃ jelentése 1-4 szénatomos alkiléncsoport és R₄ jelentése 1 -4 szénatomos alifás alkohol, továbbá a kompozíciónak a papírban megfelelő mértékű diszperzióját biztosító felületaktív összetevővel van kiképezve.
14. 14. A 13. igénypont szerinti adalékanyagos kompozíció, azzal jellemezve, hogy viszkozitást befolyásoló összetevőt tartalmaz.
15. 15. A 14. igénypont szerinti adalékanyagos kompozíció, azzal jellemezve, hogy viszkozitást befolyásoló összetevőként nátrium-kloridot és/vagy nátrium-acetátot tartalmaz, valamint a felületaktív összetevő etoxilezett felületaktív készítmény.
16. 16. A 13-15. igénypontok bármelyike szerinti adalékanyagos kompozíció, azzal jellemezve, hogy a kationos lágyító bázis mennyisége legalább 7,5 tömeg%, míg a felületaktív összetevő mennyisége legalább 0,2 tömeg%.
17. 17. Eljárás papír készítésére, amikor is cellulózszálakat tartalmazó zagy alakú papíripari alapanyagot képezünk és ahhoz adalékanyagot adagolunk, majd az adalékolt alapanyagból papírt készítünk, azzal jellemezve, hogy adalékanyagként zsírsavak és diaminok legalább egy reakciótermékeként létrehozott 5-15 tömeg% kationos lágyító bázist tartalmazó és 0,1-2,0 tömeg% felületaktív összetevővel kiegészített kompozíciót adagolunk.
18. 18. A 17. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kationos lágyító bázisként amino-etil-etanolamin monosztearil-amid, amino-etil-etanol-amin disztearil-amid, amino-etil-etanol-amin monosztearilamid és amino-etil-etanol-amin disztearil-amid keverékei és imidazolin közül legalább egyet viszünk a kompozícióba.
19. 19. A 17. vagy 18. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az adalékanyagot viszkozitást befolyásoló összetevővel egészítjük ki.
20. 20. A 19. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy viszkozitást befolyásoló összetevőként nátrium-acetátot és/vagy nátrium-kloridot használunk, míg a kompozíciót etoxilezett felületaktív készítményként kialakított felületaktív összetevővel egészítjük ki.
21. 21. A 17-20. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább 7,5 tömeg% kationos lágyító bázist tartalmazó kompozíciót adagolunk az alapanyaghoz.
22. 22. A 17-21. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább 0,2 tömeg% felületaktív összetevőt tartalmazó kompozíciót adagolunk az alapanyaghoz.
23. 23. A 17-22. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a papíripari alapanyag zagy alakú közegébe kaolinos agyagot adagolunk.
24. 24. A 17-23. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kompozíciót 4 1/perc és

    HU215 901 Β

    22 1/perc közötti tömegáramban adagoljuk az alapanyaghoz.
25. 25. Papíripari termék, amely cellulózszálakat tartalmazó alapanyagból van kialakítva, azzal jellemezve, hogy az alapanyaghoz adagolva 5-15 tömeg% kationos lágyító bázist és 0,1-2,0 tömeg% felületaktív összetevőt tartalmazó kompozícióval van kialakítva, ahol a kationos lágyító bázist legalább egy alkanol-diamin és legalább egy zsírsav reakcióterméke alkotja.
26. 26. A 25. igénypont szerinti papíripari termék, azzal jellemezve, hogy a kompozíció felületaktív összetevőként etoxilezett felületaktív készítményt tartalmaz.
27. 27. A 25. vagy 26. igénypont szerinti papíripari termék, azzal jellemezve, hogy a kompozícióban a kationos lágyító bázis amino-etil-etanol-amin monosztearilamid, amino-etil-etanol-amin disztearil-amid, amino5 etil-etanol-amin monosztearil-amid és amino-etil-etanol-amin disztearil-amid keverékei és imidazolin közül legalább eggyel van kiképezve.
28. 28. A 25-27. igénypontok bármelyike szerinti papíripari termék, azzal jellemezve, hogy a kompozíció a

    10 kationos lágyító bázist legalább 7,5 tömeg% részarányban, a felületaktív összetevőt legalább 0,2 tömeg% részarányban tartalmazza.