NO153574B - Fremgangsmaate for fremstilling av 3-okso-20-metylpregna-4,20(21)-dien-21-yl-acetat. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av et jevnt,

fettmotstandsdyktig belagt bøyelig ark eller

bane, fortrinnsvis papir.

Oppfinnelsen går ut på en kontinuerlig fremgangsmåte for fremstilling av et jevnt, fettmotstandsdyktig bøyelig ark eller bane, fortrinnsvis papir som belegges med amylose.

I mange år har det vært et sterkt behov for billige fettmotstandsdyktige belegg for papir. Da amylose første gang ble kommersielt tilgjengelig, gikk man ut fra at amylose kunne tilfreds-stille behovet for slike billige fettmotstandsdyktige belegg. Så vidt søkeren kjenner til, har dette imidlertid ikke vist seg å væ-re tilfellet. Inntil nu har ingen åpenbart noen fremgangsmåte for fremstilling av glatte, fettmotstandsdyktige amylosebelegg på papirbaner.

Et stort antall forskjellige fremgangsmåter er blitt anvendt for den kontinuerlige fremstilling av amylosefilmer. Disse fremgangsmåter omfatter ekstrude ringen av amyloseoppløsninger i et koaguleringsbad som utfeller filmen, ekstruderingen av overfla-tetørr amylose og støpning av amyloseoppløsninger på en bevegelig bane eller valse under slike forhold at oppløsningsmidlet fordam-pes så at det dannes en amylosefilm. Alle disse fremgangsmåter er imidlertid bestemt for fremstilling av selvbærende amylosefilmer og er ikke egnet for fremstillingen av jevne, fettmotstandsdyktige . amylosebelagte papirbaner. Amylosens tendens til å gelatinere hurtig, som ofte er en fordel ved støpning av selvbærende amylosefilmer, ér videre en ulempe ved fremstillingen av fettmotstandsdyktig papir.

Selv om man skulle tro at fettmotstandsdyktige belegg kunne påføres papir ved å føre papirbanen gjennom en amyloseopp-løsning, så er dette dog ikke tilfellet. Når en papirbane føres gjennom en amyloseoppløsning, må banen føres gjennom et klemsted for å fjerne overskudd av behandlingsmaterialet, og så at det dannes en glatt eller jevn overflate. Ved denne behandling tvinges amylosen inn i det indre av papiret. Når slikt papir kommer i kontakt med en fettaktig substans, synes cellulosefibrene å virke som en veke, for fettstoffet passerer gjennom papiret. Det er nesten ikke mulig å fremstille et glatt amylosebelegg med en for-støvnings- eller påsprøytningsapplikator som følge av at vandige oppløsninger av amylose har en tendens til å gelatinere før det aktive materialet kan dekke papiret jevnt.

Det har nu vist seg at det faktisk ikke er mulig å fremstille et estetisk brukbart jevnt fettmotstandsdyktig belegg på

et enkelt papirark (f.eks..70 g/m 2) under anvendelse av de vanligvis anvendte laboratorie-håndbeleggere, som f.eks. en Bird-applikator -, Gardner-applikator, et doktorblad, Nordsons luftfrie på-sprøytningsapplikator eller en vire-omviklet valse. Disse ulemper skyldes kombinasjonen av papirets porøse, ujevne karakter og den tendens som vandige oppløsninger av ikke-derivatisert amylose har til å gelatinere hurtig etter som konsentrasjonen av amylose øker og/eller etter som temperaturen av den vandige oppløsning avtar.

De hurtige gelatinerende egenskaper av amylose gjør det nesten ik-ke mulig å glatte eller jevnfc: ut et enkelt papirark før gelatine»» ringen av amyloselaget.

Det har nu vist seg at fettmotstandsdyktige, amylosebelagte papirbaner kan fremstilles kontinuerlig og på en effektiv måte ved å påføre en vandig oppløsning av amylose på papirbaner med en valseapplikator, etterfulgt nesten umiddelbart av en glat-ningsoperasjon før amylosebelegget kan gelatinere. Et eventuelt overskudd av belegningsmaterialet kan fjernes med en luftstrøm fra en såkalt luftkniv eller ved å føre den belagte side av papirbanen over en roterende valse. På denne måte oppnåes et glatt fettmotstandsdyktig ark. Kombinasjonen av valseapplikator og ut-jevning med en luftkniv er kjent som en. luft-kniv-belegningsanord-ning, mens kombinasjonen av en valseapplikator og en utjevningsan-ordning med roterende valse er kjent som en Champion-knivbelegger. Av disse to foretrekkes luftkniven, da det er mulig å påføre et meget tykkere eller tyngre amylosebelegg ved en enkel passering.

I overensstemmelse med det foran anførte går således fremgangsmåten ut på fremstilling av et jevnt, fettmotstandsdyktig belagt bøyelig ark eller bane, fortrinnsvis papir, og det karak-teristiske ved fremgangsmåten er at den går ut på en kombinasjon av følgende arbeidstrinn: (1) det tilveiebringes en vandig opp-løsning bestående av et amylosemateriale inneholdende minst 50

vekt% amylose, hvor nevnte amylosemateriale er til stede i en konsentrasjon av fra 1 til 20 vekt% av nevnte vandige oppløsning og er utvalgt fra gruppen bestående av en utskilt fraksjon av hel stivelse, eller av hel stivelse som inneholder i det minste 50

vekt% amylose eller blandinger derav, (2) nevnte vandige oppløs-ning av amylosematerialet påføres en overflate som ikke er vannabsorberende, (3) mens amylosematerialet befinner seg i ugelatinert tilstand overføres belegningskomposisjonen fra nevnte overflate til et bøyelig ark eller bane, mens denne elastiske bane beveges med en hastighet av fra 15 til 760 meter/min., (4) belegningen glattes umiddelbart før den overliggende amylosebelegningskomposisjon gelatinerer og (5) det belagte ark eller banen tørkes.

Fortrinnsvis anvendes en vandig oppløsning av amylose

som har en maksimum Brookfield-viskositet av 400 eps. Andre trekk ved fremgangsmåten vil fremgå av den følgende beskrivelse.

Hosføyede tegning viser en typisk valseapplikator av luftkniv-beleggertypen. Ved en typisk belegningsprosess under anvendelse av denne oppfinnelses prinsipper fremstilles et vandig slam av fra 1 til 15 vekt% amylose. Amylosen oppløses derpå ved å opphete det vandige slam under trykk i en kontinuerlig varmeut-veksler til 120 til 160°C eller høyere for å oppløse amylosen.

Den oppløste amylose føres kontinuerlig inn i en belegningsbeholder 1 som holdes over gelatineringstemperaturen for amyloseoppløsningen (særlig 60-100°C). Valseapplikatoren 3 som om ønskes kan opphetes, når nesten umiddelbart til amyloseoppløsningen i belegningsbeholderen 1 etter som valseapplikatoren 3 roterer. Valseapplikatoren 3 overfører den varme amyloseoppløsning til en papirhane 5. Papirha-nen 5 som beveges med en hastighet av ca. 15 til 762 m pr. minutt, passerer over toppen av applikatoren 3 og rundt brystvalsen 7. En luftkniv 9 fjerner overskudd av behandlingsmaterialet og glatter overflaten av papiret ved at det blåses en luftstrøm mot papiret som føres rundt brystvalsen 7. Som følge av den hastighet som banen beveges med, finner glatningsprosessen sted umiddelbart etter at belegget er blitt påført og før amylosen kan gelatinere. Det overskytende behandlingsmateriale oppfanges i en oppfangningsbe-holder 11, som kan opphetes for å holde amylosen i flytende form. Amylosen som oppfanges i oppfangningsbeholderen, kan derpå resir-kuleres til belegningsbeholderen. Det belagte papir tørkes derpå og vinnes opp på en passende valse. Før eller etter tørkingstrin-net kan det amylosebelagte papir om ønskes belegges med ett eller flere ytterligere belegg av amylose og/eller andre behandlingsma-terialer.,

For foreliggende oppfinnelses formål betyr uttrykket "amylose" amylose som fåes fra utskillelsen av amylose- og amyl-pektinkomponentene fra hel stivelse eller stivelse som består av minst 50% amylose. Kommersielt tilgjengelige kilder for amylose omfatter "Nepol"-amylose (amylosefraksjonen av maisstivelse), "Superlose" (amylosefraksjonen av potetstivelse), "Amylomaize" eller "Amylon" (amyloserik maisstivelse som inneholder ca. 54% amylose), "Amylon VII" (amyloserik maisstivelse som inneholder opp til 70% amylose) osv. Amylosebeleggene basert på amyloserik maisstivelse kan oppnås ved å blande tilsvarende konsentrasjoner av utskilt amylose med utskilt amylpektin. Fortrinnsvis er amylpektininnholdet i amylosematerialet mindre enn 20 vektprosent, da jo høyere konsentrasjonen av amylosen er, jo bedre er beleggets strekkstyrke. Forskjellige derivater av amylose (amyloseacetat, hydroksyetylamylose og hydroksypropylamylose) av den art som er beskrevet i U.S. patent 3 038 895, kan også anvendes.

Som angitt ovenfor, fremstilles belegningskomposisjonen vanligvis ved at det først fremstilles et vandig slam av fra 1

til 15 vekt% amylose, og derpå oppløses amylosen ved en temperatur av fra 120 til 200°C i en kontinuerlig varmeutvekslingsenhet,

som f.eks. en "Votator" eller en av de vanlige typene for stivel-seskokere. Jo høyere konsentrasjonen av amylose i belegningspre-paratet er, desto, tykkere belegg av amylose kan påføres papiret ved en eneste passering og overensstemmende hermed fåes mer fettmotstandsdyktig papir. Jo høyere konsentrasjonen av amylose er,

desto høyere er imidlertid viskositeten av belegningskomposisjonen og desto større er amylosens tendens til å gelatinere for tidlig i belegningsbeholderen eller før glatningstrinnet. Følgelig er det å foretrekke å anvende vandige belegningskomposisjoner som innehol-

der fra 6 til 12 vekt% oppløst amylose.

For å hindre for tidlig geldannelse og en for høy viskositet holdes amyloseoppløsningen i belegningsbeholderen varm, fortrinnsvis ved en temperatur av fra 60 til 100°C. Imidlertid kan temperaturer så lave som 25°C anvendes med fortynnete vandige opp-løsninger av størrelsesordenen ca. 1 vektprosent amylose. Generelt skal temperaturen og amylosekonsentrasjonen velges slik at det tilveiebringes et belegningspreparat med en maksimums viskositet av ca. 400 eps målt på et Brookfield-viskosimeter.

De ovenfor angitte fremgangsmåtebetingelser er mest eg-

net når det anvendes de nu for tiden kommersielt tilgjengelige for-

mer for ikke-derivatisert amylose og kornet amyloserik maisstivel-

se. Imidlertid kan også andre former for amylose som oppløses i koldt vann eller i kokende vann, slik som mange av amylosederiva-

tene som er beskrevet i US-patent 3 038 895 og ikke-degenerert amylose som er beskrevet i US-patent 3 086 890, oppløses ved la-

vere temperaturer. Likeledes kan selve belegningskomposisjonen holdes ved en lavere temperatur hvis det anvendes et amylosederi-

vat med redusert tendens til å gelatinere. Dessuten kan anvendes forskjellige amylosederivater som oppløses i vann ved en lavere temperatur enn 100°C, og amylosederivater som oppløses i vann ved temperaturer over 100°C, men danner stabile vandige oppløsninger. Videre kan det anvendes enkelte amylosederivater som er mindre vis-køse enn ikke-derivatisert amylose ved høyere konsentrasjoner opp til ca. 20 vekt%. For oppnåelse av de beste resultater skal imidlertid temperaturen og konsentrasjonen av amylosederivatene utvel-

ges på en slik måte at det tilveiebringes en belegningskomposisjon som har en maksimums Brookfield-viskositet av ca. 400 eps.

Amylosebelegningskomposisjonen kan naturligvis innehol-

de ytterligere bestanddeler. F„eks. mykningsmidler som glycerol, sorbitol, choliriklorid osv. er nyttige for å øke elastisiteten og

forlengelsen av amylosebelegget. Polyvinylalkohol og/eller 1,2,6-heksantriol er særlig effektive tilsetningsmidler.

Som nevnt ovenfor kan amylosebelegget anvendes med en eneste passering eller med flere passeringer. For fremstilling av effektivt fettmotstandsdyktig papir har vi imidlertid funnet at amylosebelegget (amylose og andre tilsetningsstoffer som f.eks. mykningsmidler) må veie minst 4,7 g pr. m 2 papir og fortrinnsvis i det minste 9,4 g pr. m 2 papir. Ved lavere belegningsvekter kan papiret anvendes ved offsettrykk hvor det bare er nødvendig å ned-sette penetrasjonen av den hydrofobe trykksværte.

Oppfinnelsen skal klargjøres ved følgende eksempler.

Eksempel 1

En vandig oppløsning av avfettet amylose ble fremstilt ved 155°C ved å føre et vandig slam med et totalinnhold av faste stoffer av 10% (8,5 vekt% amylose og 1,5 vektdeler amylpektin) gjennom en stivelseskoker. Oppløsningen ble kontinuerlig tilført en forvarmet belegningsbeholder (70°C) til en luftknivbelegger.

(Luftknivbeleggeren var en som var anordnet på en 12,2 meter lang pilotanleggsbelegger). Den vandige oppløsningen av amylose ble kontinuerlig påført overflaten av en valse som dykket delvis ned i belegningsbeholderen. Overflaten av valsen var ikke vannabsorberende. Amylosen ble mens den befant seg i ugelatinert tilstand, overført fra overflaten av valsen til en papirbane (en papirrull med en gramvekt av 70 g/m 2), som beveget seg med en hastighet av 75 meter pr. minutt. Umiddelbart deretter, men før den overliggende amylosebelegningskomposisjon gelatinerte, ble belegget glattet eller jevnet ut ved å føre papirhanen mellom en valseoverflate og en luftblåst fra et munnstykke. Den belagte side av papiret ble utsatt for blåsten. Det belagte papir ble tørket og derpå ført gjennom luftknivbeleggeren ennå en gang. Papiret som ble tørket ennå o en gang, oppviste et amylosebelegg av 5,2 g/m 2 papir..

En kvadratisk papirprøve med en sidelengde av 10 cm passerte den vanlige fettundersøkelsesprøve til Technical Associa-tion of the Pulp and Paper Industry. Baksiden av det belagte papir oppviste ikke noen passering av farvestoff når 1,1 ml terpen-tin som inneholdt et oljeoppløselig rødt farvestoff, ble dryppet på en 5 g sandhaug, som var anbragt på den belagte side av papiret.

Eksempel 2

Eksempel 1 ble gjentatt bortsett fra at det ble anvendt en rull av belagt kraftpapir og den første amylosebelegningsopp-løsning ble fremstilt fra et 12 vekt% vandig slam av amylose. Papir som oppviste et lag av amylose, 2,8 g/m 2 papir, tilfreds-stillet ikke den prøve som er beskrevet i eksempel 1. Papirbeleg-get med et annet lag av amylose med en belegningsvekt av 9,4 g// m<2 >papir passerte imidlertid det i eksempel 1 beskrevne forsøk.

Eksempel 3

Eksempel 1 ble gjentatt bortsett fra at det ble anvendt en rull av belagt kraftpapir og det ble påført tre belegg av amylose til mesteparten av rullen. Papir som var blitt belagt med to lag av amylose, oppviste en belegningsvekt av 10,8 g/m 2, mens papir som var blitt belagt med tre lag av amylose, oppviste en belegningsvekt av 1,6 g/m 2 papir. Begge belagte papirsorter oppfylte den i eksempel 1 beskrevne prøve.

Eksempel 4

Dette eksempel viser belegningen av polyetylensiden til kommersielt tilgjengelig koronautladningsbehandlet polyetylenbe-lagt naturkraftpapir og polyetylenlaget hadde en tykkelse av ca. 0,012 mm. En vandig oppløsning av amylose ble fremstilt ved å opphete til 155°C et vandig slam med 11% faste stoffer av 7,2 vektdeler maisamylose, 0,8 vektdeler maisamylpektin og 3 vektdeler polyvinylalkohol med 2 acylgrupper pr. 100 monomere enheter. Amylosekomposisjonen ble påført polyetylensiden til et bøyelig

ark på den måte som er beskrevet i eksempel 1, tørket og det ble påført et annet belegg på samme måte. Det belagte papir oppfylte den fettundersøkelsesprøve som er beskrevet i eksempel 1.

Eksempel 5

Eksempel 1 ble gjentatt med i alt vesentlig de samme resultater bortsett fra at amylosekomposisjonen ble påført den belagte side av en papirhane som var blitt limt med en komposisjon inneholdende leire og 14 vekt% alkalisk hypoklorittoksydert stivelse, basert på vekten av leiren.

De forutgående eksempler viser påføringen av amylose på papir (belagt og ubelagt) med en luftknivbelegger, men den samme belegningsteknikk kan anvendes for å belegge et hvilket som helst elastisk ark eller bane med amylose. For foreliggende oppfinnelsesøyemed omfatter uttrykket "elastisk ark" filmer eller belegg av polyetylen, polypropylen, polyetylen, tereftalat, polyvinylidenklo-rid, polyvinylklorid, polyvinylfluorid og aluminiumfolie.

Uttrykket "papir" anvendesgenerelt for å omfatte papir av alle slags arter, enten papiret er belagt eller ubelagt, og omfatter også papirkartongprodukter.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et jevnt, fettmotstandsdyktig belagt bøyelig ark eller bane, fortrinnsvis papir, karakterisert ved en kombinasjon av følgende arbeidstrinn: (1) det tilveiebringes en vandig oppløsning bestående av et amylosemateriale inneholdende minst 50 vekt% amylose, hvor nevnte amylosemateriale er til stede i en konsentrasjon av fra 1 til 20 vekt% av nevnte vandige oppløsning og er utvalgt fra gruppen bestående av en utskilt fraksjon av hel stivelse eller av hel stivelse som inneholder i det minste 50 vekt% amylose eller blandinger derav, (2) nevnte vandige oppløsning av amylosematerialet påfø-res en overflate som ikke er vannabsorberende, (3) mens amylosematerialet befinner seg i ugelatinert tilstand overføres belegnings-komposis jonen fra nevnte overflate til et bøyelig ark eller bane, mens denne elastiske bane beveges med en hastighet av fra 15 til 760 meter/min., (4) belegningen glattes umiddelbart før den overliggende amylosebelegningskomposisjon gelatinerer og (5) det belagte ark eller banen tørkes.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det anvendes en vandig oppløsning av amylose som har en maksimums Brookfield-viskositet av 400 eps.

3. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1 til 2, karakterisert ved at det anvendes en vandig oppløs-ning av amylose med en temperatur av fra 60 til 100°C.

4. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at det anvendes en vandig oppløs-ning av amylose som inneholder fra 6 til 12% amylose.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at amylpektininnholdet i amylosematerialet er mindre enn 20 vekt%.