NO146749B - Forgrenet polyester for anvendelse som carboxylsyreholdig komponent i epoxy-pulverlakk eller -maling - Google Patents

Description

Rense- og smøremiddel for papirmaskinwirer.

Denne oppfinnelse angår et rense- og smøremiddel for wirer

på Fourdriniermaskiner.

En måte å angripe problemet med å redusere slitasjen og forlenge livet til Fourdrinierwiren på, omfatter anvendelsen av kjemi-

kalier som wirer kan behandles med enten periodevis eller kontinuerlig for i høy grad å øke levetiden for en Fourdrinierwire.

For en kjemisk behandling for effektivt å forlenge levetiden

for Fourdrinierwirer, er det nødvendig at den fyller flere vitale funksjoner som vil ha en tendens til å lette de grunnleggende proble-

mer som forårsaker Fourdrinierwireslitasje. Mikroskopisk undersøkelse av slitte Fourdrinierwirer har vist at der er tallrike faktorer som innvirker på wirens levetid. En av de mest vanlige faktorer som for-

årsaker Fourdrinierwiresvikt er slipeslitasje forårsaket av en frik-sjon mellom bunnen på wiren og sugekassene, formebordene og avlederne. Det meste av denne slitasje inntreffer ved sugekassene. En alvorlig form for slipeslitasje består av graddannelse i bunnen på wirene, spesielt renningsleddene. I noen tilfeller utvikles tilstoppede steder i wirene. Dette kan mest alminnelig tilskrives dannelse av fremmed-legemér som er fastholdt i wiren.

Andre typer slitasje i Fourdrinierwirer kan tilskrives frik-sjonsvirkninger og viser seg som slitasje i form av hakk og forskyv-ninger. Ofte kan for stor wireslitasje tilskrives dårlige drenerings-egenskaper, enten på grunn av uriktig vakuum i sugekassene, eller andre tilsvarende grunner. Vann av dårlig kvalitet vil også forårsake avsetninger og gjentetning av masker i kantene. På grunn av wirens mekaniske egenskaper inntreffer ofte kantsprekker, kantsplitter og kantforskyvning.

En faktor som noen ganger fremskynder slipeslitasjen på Fourdrinierwirer, er korrosjon. I og for seg er korrosjon ikke spesielt ødeleggende for Fourdrinierwiren, men den vil i høy grad redusere wirens motstandsevne mot slipning og dreneringsegenskapene slik at friksjonsvirkningene som påføres wiren økes.

Et nøyaktig studium av de ovenfor nevnte typer slitasje på en Fourdrinierwire får en fagmann til å trekke den åpenbare konklu-sjon at hvis slipeslitasje eller f riksj.onsegenskapene til Fourdrinierwire som er forårsaket av dens kontakt med de forskjellige deler og seksjoner anvendt i en Fourdriniermaskin kunne reduseres, og hvis dreneringsegenskapene til wiren kunne forbedres og derved hindre blokkering av enten fiber eller fremmedlegemer, så kunne en løsning på forlengelsen av Fourdrinierwirens levetid oppnås. Hvis derfor' en kjemisk behandling skal være.i stand til å forbedre operasjonsegen-skapene til en Fourdriniermaskin ved forlengelsen av brukstiden, må en slik behandling virke på to måter, dvs. den må være i stand til både å hindre slipeslitasje ved å gi en smørevirkning på wiren, og for det annet må den virke som et dispergerings- eller rensemiddel for å hindre eller fjerne avsetninger i wiremaskene. Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe et rense- og smøremiddel som, når det anvendes i små økonomiske doser, vil forbedre driftseffektiviteten til en Fourdriniermaskin ved å hindre blokkeringen av wiremaskene av fremmedlegemer og cellulosefibre, og redusere slipeslitasjen.

Fra norsk patent nr. 10 3 69-0 er det kjent et preparat for slitasjenedsettende og anti-korroderende behandling av Fourdrinier-trådduker, og dette preparat består av vandige blandinger av 2-amino-etanol og et alkalimetalisalt av 2-merkaptobenzotiazol. Foreliggende middel har en kombinert smørende og rensende virkning hvor den rensende virkning tilveiebringes ved hjelp av spesielle organiske disper-geringsmidler og den smørende virkning tilveiebringes ved hjelp av en nitrogenholdig heterocyklisk forbindelse. Et slikt middel har en total virkning som er mer fordelaktig enn det tidligere kjente middel hvorved en behandling med det foreliggende middel blant annet tillater en lenger brukstid for wiren.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt et rense- og smøremiddel for anvendelse på returdelen på Fourdrinierwirer, omfattende en fortynnet vandig oppløsning av en blanding inneholdende en svovelholdig heterocyklisk forbindelse med den generelle formel:

kjennetegnet ved at oppløsningen inneholder minst 2.3 g per tonn, basert på tørrvekten av papiret og papirproduktene dannet på Fourdrinierwiren, av (A) 5-98 vektprosent av et vannoppløselig, høy-trykks smøremiddel omfattende nevnte heterocykliske forbindelse, og (B) 2-95 vektprosent av et vann-blandbart, organisk, ikke-ionisk eller anionisk dispergeringsmiddel, og at den eventuelt også inneholder 0.01 - 5 vektprosent av en vanndispergerbar organisk silisiumholdig forbindelse.

Dette middel vil i alt vesentlig blir benyttet for behandling av Fourdrinierwirer hvor trådmaterialet består av fosfor-bronse.

De benyttede forbindelser har en dobbel virkning i og med at de gir smøring og forbedrer dreneringen av emnet som dannes og danner derved en overflate som har mindre tendens til å slippes enn en ubehandlet wire når den går over de forskjellige seksjoner til en typisk Fourdriniermaskin. Undersøkelser har ledet til den antagelse at lokaliserte områder med påkjenning er størst på de steder hvor det er høye trykk. Dette betyr at vanlige smøremidler har liten verdi når det gjelder å løse problemene som er nevnt ovenfor. For en mer inngående forståelse av hvorledes midlet ifølge oppfinnelsen anvendes til å forbedre driftsegenskapene til en Fourdriniermaskin, vises det til tegningen.

Tegningen er et enkelt skjematisk diagram av en typisk Fourdrinierende på en papirfremstillingsmaskin. Tallene på tegningen representerer de forskjellige komponenter i Fourdriniersystemet. Det må forstås at tegningen er forenklet, men tjener til å illustrere hovedtrekkene i et typisk Fourdriniersystem. Innløpskassen og for-delingsområdet er i sin alminnelighet representert av henholdsvis tallene 1 og 2. Brystvalsen er illustrert av tallet 3 mens dekkel-valsene og formebordene er vist ved hjelp av tallene 4 og 5. Bord-valsen 6, trauet 7 og sugekassene 8 er en annen alminnelig gruppe komponenter som man finner i Fourdriniermaskiner.

Drivvalsene 9, dandyvalsen 10 og klumpknusevalsen 11 kan be-traktes som om de avslutter toppseksjonen på en typisk Fourdrinier-montering. Wiredusjene 12, vaskevalsene 13, automatiske styrevalser 14, strekkvalsene 15 og wirereturvalsene 16 og 16A danner alle hva som her. i sin alminnelighet er kalt returseksjonen på Fourdrinierwiren og arbeider for å kontrollere bunnbevegelsen på wiren. Selve wiren er indikert av tallet 18. En dusjanordning 17 er plasert mellom wire-returvalsen l6A og brystvalsen 3. Det er åpenbart at sprederen 17 bør være plasert slik at den sprer kjemikaliene ensartet på hele bredden til wiren 18 og den viste plasering er foretrukket.

For at de skal være effektive er det ønskelig at kjemikaliene anvendes på returseksjonen på Fourdrinierwiren mellom driv-valsen 3 og dens etterfølgende kontaktpunkt med brystvalsen 9. Denne del av wiren er meget vel skikket for påføring av behandlingsmidlet. Det er å foretrekke at påføringspunktet er så nær brystvalsen som mulig.

En alternativ måte for påføring av midlet ville være å på-føre det som et belegg ved en passende anordning (ikke vist) på wire-returvalsen 16, hvorved wirens returdel ville bli ensartet belagt. Uansett påføringsmetoden er det viktig at hele wiren 18 dekkes med kjemikaliene og at kjemikaliene påføres i form av en fortynnet vandig oppløsning.

Ut fra den ovenfor nevnte beskrivelse er det åpenbart at midlet ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis påføres som en fortynnet van-' dig oppløsning på bunnen av wiren like før den kommer i kontakt med emnet som kommer inn fra innløpskassen 1 gjennom fordeleren 2. Denne påføring av en fortynnet vandig oppløsning kan fås i stand ved å opp-løse kjemikaliene i en passende vannkilde (ikke vist) og derved på-føre dem ved hjelp av vanntank eller spreder 17. Midlet kan tilberedes til å begynne med enten i tørr form som deretter blir fortynnet i papirfabrikken eller der den skal anvendes, eller de kan fremstilles som et vandig konsentrat for lett forsendelse til fabrikken hvor den kan fortynnes av maskinoperatørene.

De vannoppløselige, høytrykks smøremidler er sulfhydryl-inneholdende forbindelser. De kan klassifiseres stort sett som nitro-genholdige heterocykliske forbindelser som er karakterisert ved at et ring-nitrogen er bundet til et ringkarbon. Til ringkarbonet er knyt-tet en ikke-ringsulfhydrylgruppe., Den karakteristiske strukturformel som dekker denne sulfhydryl-heterocykliske kombinasjon av elementer kan illustreres ved hjelp av formel I nedenfor:

Forbindelser som har denne illustrerende molekylkonfigurasjon er slike velkjente forbindelser som 2-merkaptotiazol, 2-merkaptobenzimidazol, 2-merkaptobenzoksazol og 2-merkaptobenzotiazol. Av disse forbindelser er 2-merkaptobenzotiazol foretrukket fordi den er relativt bil-lig og er kommersielt tilgjengelig.

De ovenfor nevnte forbindelser er for praktiske formål relativt vannuoppløselige, men de kan lett gjøres oppløselige ved å om-danne dem til deres alkalimetallsalter. Hvilke som helst av de velkjente alkalimetallsalter til disse forbindelser f.eks. natrium, kalium, cesium og rubidium kan anvendes, skjønt natriumsaltene er foretrukket på grunn av deres tilgjengelighet og pris. Likeverdige med natriumsaltene til disse forbindelser er ammoniumsaltene, men de er ikke spesielt foretrukket på grunn av flytighetsproblemet som man støter på når maskinene arbeider med høye temperaturer.

De vannblandbare anioniske og ikke-ioniske dispergerings-midler som kan anvendes til å forbedre dreneringsegenskapene og derved forminske slitasjen på wiren, kan velges fra et stort antall av vel-, kjente kjemikalier. I tilfellet med de anioniske rensemidler kan de velkjente alkarylsulfonsyrer og deres alkalimetallsalter, slik som natriumdodecylbenzensulfonat anvendes såvel som alkalimetallsaltene av sulfonerte alkoholer og de sulfonerte ligniner.

Skjønt anioniske fuktemidler kan anvendes er det å foretrekke at et ikke-ionisk fuktemiddel kombineres med det vannoppløs-bare høytrykks smøremidlet. Foretrukne ikke-ioniske materialer er de alkylsubstituerte etoksylerte fenoler som illustreres av strukturformel II..

I formelen ovenfor er R en alkylgruppe med fra 8 til 20 karbonatomer og n et helt tall som har en verdi på- høyst 20. En forbindelse som faller innenfor denne gruppe er dodecylfenol som er omsatt med 9 mol etylenoksyd.

Andre egnede ikke-ioniske fuktemidler er de velkjente "Pluronic" materialene som er blokk-kopolymere av propylen- og etylenoksyd og er beskrevet i US patent nr. 2 .674 619.

For en mer omfattende og detaljert liste over forskjellige ikke-ioniske og anioniske fuktemidler som kan anvendes vises det til "Detergents and Emulsifiers to Date" av John W. McCutcheon, John W. McCutcheon, Inc., 1960.

Under behandling av Fourdrinierwiren for å gi øket varighet under dens normale operasjon, tilføres midlet i en relativt lav dose, f.eks. 2.37 g per tonn basert på tørrvekten av papiret som er laget på Fourdrinierwiren med den valgte dose mellom fra 11.4 til 45.4 g per tonn.

Fuktemidlene og de vanndispergerbare høytrykks-smøremidlene kombineres slik at de gir en sammensetning som inneholder fra 5 til 98 vektprosent av det vannoppløsbare høytrykks smøremidlet og fra 2 til 95 vektprosent av det vannblandbare ikke-ioniske eller anioniske dis-pergeringsmidlet.

Egenskapene til de to bestanddelene kan selvfølgelig variere, avhengig av de spesielle forhold ved Fourdriniermaskinen og wiren som skal behandles. For eksempel, hvis det er fastslått av slipnings-slitasjen i høy grad kommer av gjenstopping av maskeåpningene i wiren, vil det være ønskelig at det anvendes en større mengde av overflate-aktivt middel, mens hvis slipningsslitasje er et fremherskende pro-blem så bør mengden av vannoppløsbart høytrykks smøremiddel økes.

Rensemidlet ifølge oppfinnelsen kan enten formuleres som

en tørr blanding og så oppløses på anvendelsesstedet eller fortrinnsvis tilberedes de som et vandig konsentrat som så utblandes til bruks-konsentrasjon.

En typisk sammensetning som er hensiktsmessig er følgende

vandige konsentrat:

Skjønt produkter av typen som er illustrert ovenfor har vært meget gode med hensyn til å forbedre arbeidsegenskapene til Fourdriniermaskiner, har det også blitt oppdaget at midlet kan forbedres når det gjelder virkningsgrad, spesielt i tilfeller hvor sugekassefrik-sjonen er meget stor, ved å innarbeide i fra 0.001 til 0.5 vektprosent av en vanndispergerbar organisk silisiumholdig forbindelse.

De silisiumholdige forbindelser kan være av to hovedtyper, den første er et organisk silisiumoksyd kondensasjonsprodukt som omfatter slike velkjente produkter som de kondenserte estere av orto-og metakiselsyre og de velkjente silisiumpolymere slik som polydimetyl-siloksaner. Produkter av denne hovedtype er beskrevet i detalj i US

2 4l6 503-4. Når silisiumholdige forbindelser av denne type anvendes, er det viktig at de i det minste kolloidalt er dispergerbare i vann. Når forbindelsene ikke er dispergerbare i seg selv, er det mulig å bringe dem til en tilstrekkelig oppdelt tilstand f.eks. en mikron eller mindre, for derved å gjøre det mulig kolloidalt å dispergere slike silisiumholdige forbindelser i vannet. En foretrukken gruppe silisiumholdige forbindelser er de organisk funksjonelle silaner med den generelle formel III:

I formelen ovenfor er R en lavere alifatisk hydrokarbon-gruppe med høyst 4 karbonatomer i kjeden. Y er en alifatisk aminholdig gruppe og n = 0 eller 1. Typiske eksempler på forbindelser som kommer innenfor strukturformelen ovenfor er gamma-aminpropyltrietoksysilan, delta-aminobutylmetyl-dietoksysilan og 2-(3-trimetoksysilylpropylamin)-etylamin. De ovenfor nevnte vanndispergerbare organiske silisium-holdige forbindelser har ikke bare en tendens til å forbedre smøre-egenskapene til rensemidlet, men de virker også i noen tilfeller som skumhindrende middel til å hindre overdreven skumdannelse i det punkt hvor formelen påføres.

Følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

Eksempel I

Dette forsøk ble utført i en papirfabrikk som fremstilte ub leket kraftforingsplater på en Fourdriniermaskinwire med arbeidB-hastigheter mellom 152.5 og 411.75 m per minutt. Fourdrinierwiren hadde en levetid på mellom 8 og 10 dager. Inspeksjon av wiren indi-kerte at slipningsødeleggelse inntraff på grunn av passasjen av wiren over sugekassene. Det ovenfor angitte konsentrat ble sprøytet på wiren ved hjelp av et spredehode plasert mellom brystvalsen og bord-valsen, idet dosene ble startet opprinnelig med 68.1 g per tonn i flere timer og så ble redusert til 45.4 g per tonn. Ved slutten av flere måneders prøve var det åpenbart at wirelevetiden var drastisk øket. Noen omganger tillot en maskin å arbeide i 20 dager med den korteste wirelivstid på 12 dager. Inspeksjon av wiren viste alltid at den var ren med lite eller ingen tilstopping med enten cellulose-materiale eller fremmedlegemer av noen sort.

Eksempel II

I en papirfabrikk fremstilte en maskin ubleket kraftpapp

og papir med en hastighet på 366 til 640.5 ni i minuttet. Normal wire-levetid ved denne fabrikk var gjennomsnittlig f. 5 dager. Det ovenfor angitte konsentrat ble påført wirens returdel ved hjelp av en spreder som var plasert nær brystvalsen med en dose som gikk fra mellom 36.32

g til 113.6 g per 907.2 kg. Prøven strakte seg over flere måneder og på slutten av denne tid ble det beregnet at wirens varighet var for-lenget til et gjennomsnitt på 10 1/3 dag. Dette er selvfølgelig en anseelig forøkning i forhold til gjennomsnittet for den opprinnelige varighet som man hadde før behandlingen. Behandlingen forbedret og holdt dreneringsegenskapene over dreneringen som man oppnådde på en

wire ved starten av prøven. Eksemplet ovenfor illustrerer at dose-størrelsene kan varieres. Erfaring og virkelige papirfabrikkforhold har vist at det er ønskelig å innledningsvis forbehandle wiren ved å påføre over en kort tidsperiode f.eks. flere timer til. flere dager, noe større dose som så reduseres til en minimumsmengde. Således ville det i et typisk papirfabrikksystem være ønskelig å behandle med 113.6 g per tonn med en sammensetning som nevnte konsentrat i flere timer og så holde en dose på 45.4 g per tonn. Dette gjør det mulig for et beskyttende lag av fuktemidlet og et vannoppløselig høytrykkssmøre-middel, i tilstrekkelig grad å belegge wiren og å gi en smøremiddel-basis på wiren som så opprettholdes ved den etterfølgende kontinuer-lige dose. Det er mulig å mate behandlingsmidlene i mengder avbrutt med mellomrom på wirens returdel, men det er en foretrukket praksis at den kjemiske behandling holdes kontinuerlig gjennom hele wirens levetid for å oppnå maksimal varighet.

Som vist ovenfor er et viktig resultat oppnådd ved å anvende foreliggende rensemiddel, nemlig den store forbedring som oppnås i dreneringen av emnene som dannes på de ubehandlede wirer. Denne virkning tillater at en bedre papirkvalitet fremstilles samt hurtigere tørking og flakdannelse. Oppfinnelsen tillater også at det anvendes større variasjoner i raffinerings- og maskinhastigheter.

Claims (4)

1. Rense- og smøremiddel for anvendelse på returdelen på Fourdrinierwirer, omfattende en fortynnet vandig oppløsning av en blanding inneholdende en svovelholdig heterocyklisk forbindelse med den generelle formel: karakterisert ved at oppløsningen inneholder minst 2.3 g per tonn, basert på tørrvekten av papiret og papirproduktene dannet på Fourdrinierwiren, av (A) 5-9 8 vektprosent av et vannopp-løselig, høy-trykks smøremiddel omfattende nevnte heterocykliske forbindelse, og (B) 2-95 vektprosent av et vann-blandbart, organisk, ikke-ionisk eller anionisk dispergeringsmiddel, og at '.en eventuelt også inneholder 0.01-5 vektprosent av en vanndispergerbar organisk silisiumholdig forbindelse.

2. Middel ifølge krav 1, karakterisert ved at det vannoppløselige smøremiddel er 2-merkaptotiazol, 2-merkaptobenzimidazol, 2-merkaptobenzoksazol eller 2-merkaptobenzotiazol.

3. Middel ifølge krav 1, karakterisert ved at det vann-blandbare, ikke-ioniske dispergeringsmiddel har den generelle formel: hvor R er en alkylgruppe med fra 8-20 karbonatomer og n er et helt tall med en verdi på høyst 20.

4. Middel ifølge krav 1, karakterisert ved at det vannblandbare anioniske dispergeringsmiddel er vann-blandbart alkalimetall-lignosulfonat.