NO157012B

NO157012B - Restlenseanordning for tankrom i fartyer.

Info

Publication number: NO157012B
Application number: NO834131A
Authority: NO
Inventors: Werner Fass
Original assignee: Werner Fass
Priority date: 1982-11-13
Filing date: 1983-11-11
Publication date: 1987-09-28
Also published as: GB8329952D0; BR8306314A; NO834131L; SE8306023L; DK512483A; GB2130303A; SE8306023D0; GB2130303B; YU222983A; DK512483D0; DE3242117C2; NL8303886A; NO157012C; DE3242117A1

Abstract

Restlenseanordningen er beregnet for lastetanker. i fartøyer og arbeider uten pumpe. Den består av en lensebrønn (9) med en avløpsledning (6a) og en til-strømningsåpning (11) for tilførsel fra tankrommet.En trykkluftsledning (13) er tilkoplbar til lense-brønnen. Tilførselsåpningen (11) kan ved hjelp av oppflyting av et automatisk virkende avstengningsorgan (12) stenges ved delvis fylt samlebrønn også manuelt.

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av bindemidler

for papirbestrykningsmasser.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av bindemidler for papirbestrykningsmasser på basis av polymerisater. Oppfinnelsen vedrører fremstillingen»av bindemidler som fåes ved sammenblanding av to forskjellige dispersjoner.

Papirpåstrykningsmasser av den art som anvendes for fremstillingen av bestrøket trykkpapir, består i det vesentlige av en suspensjon av et pigment resp. fyllstoff, f.eks. kaolin eller ti-tandioksyd, i et vandig medium som inneholder et bindemiddel.

Mens man tidligere som bindemiddel utelukkende anvendte høymolekylære naturprodukter, som stivelse eller kasein, anvender man i nyere tid for dette formål også syntetiske, høymolekylære produkter for det meste i form av vandige dispersjoner, alene eller i blanding med de nevnte naturprodukter.

Bindemidler på basis av naturprodukter har de ulemper at de ikke alltid fåes med samme kvalitet, er ømfintlige like overfor innvirkningen av mikroorganismer, at de videre må oppsluttes med kostbare fremgangsmåter og sluttelig gir sprø belegg med for det meste liten vannfasthet.

Bindemidler på basis av syntetiske høymolekylære stoffer oppviser ikke de nevnte ulemper.

Påføringen av papirbestrykningsmasser på papir utføres for det meste med de i papirindustrien vanlige innretninger, som børste-, luftbørste-, valse- eller Rakel-påstrykningsanlegg. Særlig ofte anvendes valsebestrykningsprosessen, fordi denne arbeidsmåte lett kan innpasses i papirfremstillingsprosessen på papirma-skinen. Forutsetningene for forarbeidbarheten etter valsebestrykningsprosessen er en god flyteevne og stabilitet av påstryknings-massene ved de mellom påføringsvalsene opptredende skjærepåkjennin-ger, da det ellers dannes koagulat og det oppstår belegg på valsene, slik at en kontinuerlig og jevn påføring av massen på papiret ikke mer er mulig.

Papirbestrykningsmasser som bare inneholder bindemidler på basis av syntetiske høypolymere stoffer, tilfredsstiller i alminnelighet ikke de krav som stilles ved valsebestrykningsproses-ser, fremfor alt når bindemiddelinnholdet, basert på kaolin, ligger under 10 %.

Det viste seg nu at man også etter valsbestrykningspro-sessen får forarbeidbare nøytrale eller alkaliske papirbestrykningsmasser med fortrinlige egenskaper når man anvender bindemidler som fremstilles på følgende, måte.

Fremgangsmåten for fremstilling av bindemidler for papirbestrykningsmasser i henhold til oppfinnelsen er karakterisert ved at man blander vandige dispersjoner av: a) 95 til 60 vektdeler kopolymerisater A med glasstemperatur mellom -60 og +20°C av

40 til 70 vektprosent styren,

30 til 60 vektprosent av en ester av akryl- og/eller

metakrylsyre med alkoholer som inneholder 2 til 12 karbonatbmer i kjeden, og

0 til 10 vektprosent av andre etylenisk umettede ko-polymeriserbare forbindelser

med vandige dispersjoner av:

b) 5 til 40 vektdeler kopolymerisater B av

15 til 55 vektprosent akryl- og/eller metakrylsyre,

2 til 6 vektprosent akryl- og/eller metakrylamid og

85 til 45 vektprosent av andre lavere etylenisk umettede

karboksylsyreestere, vinylhalogenider, styren og/eller nitriler av olefinisk umettede lavere karboksylsyrer, som danner vannuoppløselige homopolymerisater, hvorav i det minste 20 vektprosent, fortrinnsvis 25-45 vektprosent, basert på disse hydrofobe forbindelser, er estere av akryl- og/eller metakrylsyre med alkoholer som inneholder 1 til 4 karbonatomer,

og blandingen gjøres omtrent nøytral inntil alkalisk ved tilsetning av en base.

Estere av akrylsyre resp. metakrylsyre som er egnet for kopolymerisatet A, er f.eks. etylakrylat, n-heksylakrylat, n-oktyl-akrylat, n-dodecylakrylat samt de tilsvarende metakrylater. Meget godt egnet er akrylsyreesterne av alkoholer som inneholder 4 til 8 karbonatomer, særlig n-butylakrylat, 1-butylakrylat og 2-etylheksylakrylat.

Som videre etylenisk umettede forbindelser som kan delta

i mengder av 0 til 10 vektprosent ved oppbyggingen av kopolymerisatet A, kommer f.eks. i betraktning akrylnitril, vinylklorid eller vinylidenklorid. Særlig kan polymerisatet også inneholde innpoly-merisert små mengder av polare monomerer. Egnete forbindelser er de etylenisk umettede syrer med 3 til 5 karbonatomer i molekylet, deres amider, monoalkylamider, dialkylamider, metylolamider og/eller eterne av metylolamidene. Også halvamidene og halvesterne av de nevnte flerbasiske umettede syrer kommer i betraktning. Som eksempler skal nevnes akrylsyre, metakrylsyre, krotonsyre, maleinsy-re, fumarsyre, itakonsyre, maleinsyrehalvamid, N-mety1olmetakryl-amid og dettes metyleter. Særlig egnete monomerer av denne art er akrylsyre, metakrylsyre, akrylamid og metakrylamid. Dessuten kan også sterkt sure monomere forbindelser, som vinylsulfonsyre eller styren-p-sulfonsyre bidra til oppbyggingen av kopolymerisatet A. Det er videre mulig å tilføre polymeriseringssatsen blandinger av

de foran nevnte monomerer. Alltid skal imidlertid summen av deres andeler ikke overstige 10 vektprosent av kopolymerisatet A.

Sammensetningen av monomerblandingen som tjener til fremstillingen av kopolymerisatet A, er begrenset ved følgende betingelse: glasstemperaturen til polymerisatet A skal ligge mellom -60 og +20°C. (For definisjonen av glasstemperaturen se P.J. Flory, Principles of polymer Chemistry, Cornell University Press, Ithaca, New York, 1953, s. 56). Denne betingelse har sin innlysende be-grunnelse ved det faktum at polymerisatet A utgjør hovedbestandde-len til en bindemiddelblanding for papirbestrykningsmasser. Den må derfor ved temperaturer omkring eller bare noe over romtempera-turen fremdeles være plastisk formbar for at den ferdige papirbe-strykning kan glattes på vanlig måte. Alle polymerisater som ikke tilfredsstiller den nevnte betingelse, er ikke egnet for bindemid-lene i henhold til oppfinnelsen. Således har f.eks. et blandings-polymerisat som ble fremstillet ved kopolymerisering av 60 vektdeler styren, 38 vektdeler tert. butylakrylat og 2 vektdeler akrylsyre en glasstemperatur som ligger langt over 20°C og er derfor ueg-net som kopolymerisat A. Godt egnet og foretrukket er derimot kopolymerisat A av 40 til 60 vektdeler akrylsyre-n-butylester og/eller akrylsyre-iso-butylester, 60 til 40 vektdeler styren og 0 til 5 vektdeler akryl- og/eller metakrylsyre, hvorunder forholdene velges slik at summen er 100.

Som foran nevnt anvendes til oppbygningen av kopolymerisat B:

15 til 55 vektprosent akryl- og/eller metakrylsyre,

2 til 6 vektprosent akryl- og/eller metakrylamid og 85 til 45 vektprosent av andre lavere etylenisk umettede karboksylsyreestere, vinylhalogenider, styren og/eller nitriler av olefinisk umettede lavere karboksylsyrer, som danner vannuopplø-selige homopolymerisater, hvorav i det minste 20 vektprosent, fortrinnsvis 25-45 vektprosent, basert på disse hydrofobe forbindelser, er estere av akryl- og/eller metakrylsyre med alkoholer som inneholder 1 til 4 karbonatomer.

Godt egnet er kopolymerisater B av:

15 til 55 vektprosent akryl- og/eller metakrylsyre,

2 til 6 vektprosent akrylamid og/eller metakrylamid,

25 til 45 vektprosent estere av akryl- og/eller metakrylsyre med alkoholer som inneholder 1 til 4 karbonatomer, som f.eks. butylakrylat eller etylakrylat, og 20 til 40 vektprosent hydrofobe etylenisk umettede forbindelser som danner vannuoppløselige homopolymerisater. Som hydrofobe, etylenisk umettede forbindelser kommer f.eks. i betraktning akrylsyre- og metakrylsyreestere av alifatiske, cykloalifatiske eller aromatiske hydroksylforbindelser med 1 til 18 karbonatomer, som butylakrylat, 2-etylheksylakrylat,

styren, vinylklorid, vinylidenklorid, vinylestere av mono-karbonsyrer som særlig

vinylacetat og vinylpropionat, enn videre akrylnitril, metakrylnitril og blandinger av disse monomerer. Fortrinnsvis anvendes imidlertid som hydrofobe monomerer for fremstilling av kopolymerisatet B utelukkende eller i overveiende grad akrylsyre- og metakrylsyreestere av de alifatiske alkoholer med 1 til 4 karbonatomer. Ved tilsvarende valg av de hydrofobe monomerer kan egenska-pene, særlig hårdheten, av kopolymerisatet B på kjent måte tilpasses det til enhver tid foreliggende anvendel-sesformål for papirbestrykningsmassene.

Kopolymerisatene A og B kan være fremstillet ved polyme-risering av monomerene i vandig emulsjon etter i og for seg kjente fremgangsmåter under anvendelse av de vanlige anioniske og resp. eller ikkeionogene emulgeringsmidler, f.eks. av n-dodecylsulfon-surt kalium, isooktylbenzensulfonsurt natrium, et med 25 mol ety-lenoksyd omsatt p-isooktylfenol, natriumlaurat osv., i mengder av 0,5 til 5 vektprosent, basert på monomerene som skal polymeriseres.

Som polymeriseringsinitiatorer kan anvendes vanlige radi-kaldannende forbindelser som peroksyder, persulfater eller azofor-bindelser, eksempelvis kaliumpersulfat, cumolhydroperoksyd eller azodiisosmørsyrediamid, i mengder mellom ca. 0,02 og 2 vektprosent, basert på monomerene. Polymeriseringstemperaturene som anvendes ved fremstillingen av kopolymerisatene, ligger i alminnelighet i det vanlige område, dvs. mellom ca. 50 og 90°C. De kan ligge lavere når man arbeider med redox-katalysatorer eller aktiverte initiator-systemer, f.eks. med et system av kaliumpersulfat og ascorbinsyre, oksymetansulfonsjjrt natrium eller trietanolamin.

For regulering av molekylvekten kan med fordel anvendes de vanlige kjedeoverførere, f.eks. n-dodecylmerkaptan, cykloheksen eller tetrabromkarbon, i mengder av 0,05 til 0,5 vektprosent, basert på monomerene.

Dispersjonene kan som bekjent fremstilles i nesten hvilke s6m helst små konsentrasjoner, f.eks. i en konsentrasjon av 0,5 vektprosent. Dette er imidlertid økonomisk ikke hensiktsmessig, fremfor alt med henblikk på nødvendigheten av å transportere slike dispersjoner over store avstander. Derfor ligger de foretrukkede konsentrasjoner mellom 20 og 60 vektprosent.

Bindemidlet i henhold til oppfinnelsn for papirbestrykningsmasser inneholder en blanding av kopolymerisat A og kopolymerisat B. Herunder skal blandingsforholdet velges slik at, basert på faststoffene, 95 til 60 vektdeler av kopolymerisatet A foruten 5 til 40 vektdeler av kopolymerisatet B foreligger i den ferdige blanding. Blandinger som det foretrekkes å anvende, inneholder 90 til 70 vektdeler av kopolymerisat A foruten 10 til 30 vektdeler av kopolymerisat B.

For oppnåelse av den ønskede tekniske effekt er det like-gyldig om blandingsprosessen finner sted før eller under fremstillingen av bestrykningsfarven. Også rekkefølgen ved foreningen av komponentene til bestrykningsfarven er uten betydning for egenska-

pene av bestrykningsmassen eller det bestrøkede papir. Det er imidlertid til tross herfor av fordel når de vandige dispersjoner av kopolymerisatet A og B før fremstillingen av bestrykningsmassen blandes i det ønskede mengdeforhold og den ferdige blanding oppbe-vares. De to dispersjoner er nemlig i fremragende grad forlikeli-

ge med hverandre, særlig når begge dispersjoner blandes med hver-

andre på en slik måte som de fåes ved den vanlige emulsjonspolyme-risering og de i kopolymerisatet inneholdte karboksylgrupper ikke er nøytralisert før blandingsprosessen. Disse blandinger er full-stendig stabile og kan lett fremstilles i konsentrasjoner inntil et faststoffinnhold av over 50 vektprosent. De forblir tyntflyten-

de inntil man ved tilsetning av en base, som ammoniakk eller nat-riumkarbonat, nøytraliserer de tilstedeværende karboksylgrupper. Utfører man nøytraliseringen først når alle deler av bestryknings-massesatsen foruten alkaliet er homogent blandet med hverandre, så

har man den teknisk betydelige fordel at man ikke må befordre høy-viskøse materialer, men utelukkende tyntflytende, dvs. pumpbare,

som bindemiddelblåndingen, og faste som f.eks. det anvendte pigment.

Blander man f.eks. 77,25 vektdeler av en 50%'s dispersjon

av kopolymerisatet A av 49 vektprosent styren, 49 vektprosent n-butylakrylat og 2 vektprosent akrylsyre med 22,75 vektdeler av en 30%'s dispersjon av kopolymerisatet B av 75 vektprosent etylakrylat,

20 vektprosent akrylsyre og 5 vektprosent akrylamid, så får man en blanding som inneholder 45 vektprosent faststoffer. Faststoffet består av 85 vektdeler av kopolymerisatet A og 15 vektdeler av kopolymerisatet B. Viskositeten av blandingen andrar til 18 centipoise, målt med et Brookfield-viskosimeter, system 5 ved 20 omdrei-ninger pr. minutt. Etter tilsetning av 2 vektdeler 2%'s ammoniakk-vann til 100 vektdeler av blandingen går denne over til en neppe flytbar pasta. Fortynner man derimot 100 vektdeler av blandingen først ved tilsetning av 50 vektdeler vann til et faststoffinnhold av 30,5 vektprosent og tilsetter derpå 2 vektdeler 25%'s ammoniakk-vann, så andrar viskositeten av denne blanding til 15 300 centipoi-

se, målt med et Brookfield-viskosimeter, system 200.

Polymerisatblandingen er i henhold til oppfinnelsen i fremragende grad egnet som bindemiddel for fremstilling av papirbestrykningsmasser. De blandes før anvendelsen for bestrykningen dessuten på i og for seg kjent måte med fyllstoffer, særlig med leire eller titanoksyd og eventuelt andre hjelpestoffer og nøytra-liseres ved tilsetning av alkali, f.eks. natrium- eller kalium-hydroksyd, fortrinnsvis imidlertid ammoniakk.

De ferdige papirbestrykningsmasser kan påføres på råpa-piret etter alle kjente fremgangsmåter. Deres særlige fordeler ligger imidlertid for det første i deres overordentlig høye skjære-stabilitet, som muliggjør den foretrukkete forarbeidelse etter den teknisk særlig enkle valsebestrykningsprosess, og for det annet i den høye bindekraft av polymerisatblandingen som tillater binde-middelinnhold av bare 6 til 8 vektprosent basert på leire. De utmerker seg videre ved deres jevne forløp, deres resistens like overfor bakteriell nedbygning samt ved deres vannfasthet og særlig ved glattheten av den ferdige bestrykning. De herved fremstilte kunst-trykkpapir har fremragende trykktekniske egenskaper.

De i de følgende eksempler nevnte deler er vektdeler. Eksempel 1

a) Fremstillingen av en dispersjon av kopolymerisat A.

I et rørekar emulgeres 1050 deler styren, 1050 deler

akrylsyre-n-butylester, 42 deler akrylsyre og 10 deler natriumvi-nylfosfat sammen med 42 deler av et addisjonsprodukt av 25 mol ety-lenoksyd til p-isooktylfenol, 84 deler av et likeartet addisjonsprodukt , som imidlertid var blitt tilsatt svovelsyre og 9,6 deler kaliumpersulfat i 1960 deler vann. Denne blanding innføres i løpet av 4 timer ved 80 til 85°C under omrøring i et polymeriseringskar i hvilket det fra begynnelsen av befant seg 180 deler til 80°C forvarmet vann. Etter tilsetning av 1,5 deler kaliumpersulfat i 60 deler vann utpolymeriseres ved 85°C. Man får en ca. 50%'s polymer isatdispersjon.

b) Fremstilling av en dispersjon av kopolymerisat B.

I et polymeriseringskar anbringes 345 deler vann, 0,6

deler kaliumpersulfat, 1,5 deler p-isooktylbenzensulfonsurt natrium og 0,1 del natriumpyrofosfat og det oppvarmes til 85°C. I denne oppløsning lar man i løpet av to timer strømme en blanding av 112,5 deler etylakrylat, 30 deler akrylsyre, 7,5 deler akrylamid og 0,08 deler dodecylmerkaptan under omrøring. I tilslutning her-til utpolymeriseres i ca. 30 minutter ved 90°c og det dampesytter-ligere i 15 minutter under nitrogeninnledning.

Hl

Man får en ca. 30%' s polymerisatdispersjon med en K-verdi (H. Fikentscher, Cellulosechemie, 13, 1932, 60) av polymerisatet av 68 (målt 1%'s i cykloheksanon) og en viskositet av 14 se-kuner (målt i DIN-beholder 4 mm).

c) Fremstilling av papirbestrykningsmassen.

I en vandig oppløsning av 0,3 deler natriumpolyakrylat

innrøres ved hjelp av en hurtigrører 100 deler kaolin. Som bindemiddel tilsettes 18,6 deler av en blanding av 75 deler av den etter

a) og 25 deler av den etter b) fremstilte polymerisatdispersjon og bestrykningsfarven innstilles med ammoniakk på en pH av 8. Ved

et faststoffinnhold av 45 vektprosent og en temperatur av 20°C har bestrykningsmassen en viskositet av 1000 centipoiser (Brookfield-viskosimeter, (20 omdr./min.).

Den på denne måte fremstilte papirbestrykningsmasse på-føres ved hjelp av en valsepåføringsinnretning mellom to gummival-ser med forskjellig hårdhet med et linjetrykk av 15 kg/cm på et papir med en stoffsammensetning av 70 % tremasse, 30 % bleket sul-fittcellulose, 0,4 % harpiks og 4 % alum, et akseinnhold av 20 %

og en flatevekt av 80 g/cm 2.. Selv etter lengere brukstid dannes ikke noe koagulat eller belegg på valsene. Bestrøkne og satiner-te papir utmerker seg ved sin glans og sin glatthet og oppviser fremragende trykktekniske egenskaper, fremfor alt ved dyptrykk.

En papirbestrykningsmasse som ble fremstillet alene med 16 deler av den etter a) fremstilte dispersjon og forøvrig på samme måte, har ved 20°C en viskositet av 21 centipoise (Brookfield-viskosimeter, 20 omdr./min.). Ved påføring av denne masse på papiret etter den foran angitte arbeidsmåte dannes det etter få minutter tykke belegg på valsene slik at en jevn påføring er umulig.

Eksempel 2

Fremstillingen av bestrykningsmassen finner sted som i eksempel 1, imidlertid anvendes som bindemiddel, basert på kaolin, 16,3 deler av en blanding bestående av 70 deler av en 50 %'s dispersjon av en kopolymerisat av 45 deler isobutylakrylat, 53 deler styren og 2 deler akrylsyre samt 30 deler av den i eksempel 1 under b) beskrevne kopolymerisatdispersjon.

Den 45 %'s bestrykningsmasse har ved 20°C en viskositet av 1000 centipoise (Brookfield-viskosimeter, 20 omdr./min.) og kan forarbeides på samme måte som bestrykningsmassen etter eksempel 1.

Eksempel 3

For fremstilling av en 60 %'s bestrykningsmasse innrøres med en hurtigrører 100 deler kaolin i en vandig oppløsning av 0,3 deler natriumpolyakrylat i 62 deler vann. Som bindemiddel tilsettes til pigmentoppslemmingen 17,6 deler av en blanding av 85 deler av den etter eksempel 1 a) og 15 deler av den etter eksempel 1 B) fremstilte polymerisatdispersjon.

Bestrykningsmassen innstilles med natronlut på en pH-verdi 8, og den har ved 20°C en viskositet av 2400 centipoise (Brookfield-viskosimeter, 20 omdr./min.). Bestrykningsmassen kan påføres helt tilfredsstillende på papiret med et glattskave-be-strykningsanlegg.

Eksempel 4

Som beskrevet i eksempel 3, fremstilles en ca. 60%'s bestrykningsmasse ved blanding av 100 deler kaolin i 62 deler vann, som inneholder 0,3 deler natriumpolyakrylat, med 15 deler bindemiddel. Bindemidlet består av en blanding av 85 deler av en 50%'s kopolymerisatdispersjon av 50 deler akrylsyre-n-butylester , 40 delar styren, 8 deler akrylnitril, 2 deler akrylsyre og 15 deler av en 45%'s kopolymerisatdispersjon av 30 deler etylakrylat, 15 deler metylakrylat, 30 deler akrylnitril, 20 deler akrylsyre og 5 deler metakrylamid. Etterat pH-verdien er innstillet på 8,5, har bestrykningsfarven en viskositet av 2700 centipoise (Brookfield-viskosimeter, 20 omdr./min.). Bestrykningsfarven

kan forarbeides uten vanskeligheter med et skave-bestryknings-anlegg.

Claims

Fremgangsmåte for fremstilling av bindemidler for papirbestrykningsmasser, karakterisert ved at man blander vandige dispersjoner av:

a) 95 til 60 vektdeler kopolymerisater A med glasstemperatur mellom -60 og +20°C av 40 til 70 vektprosent styren, 30 til 60 vektprosent av en ester av akryl- og/eller metakrylsyre med alkoholer som inneholder 2 til 12 karbonatomer i kjeden, og 0 til 10 vektprosent av andre etylenisk umettede ko- polymeriserbare forbindelser med vandige dispersjoner av b) 5 til 40 vektdeler kopolymerisater B av 15 til 55 vektprosent akryl- og/eller metakrylsyre, X til 6 vektprosent akryl- og/eller metakrylamid og 85 til 45 vektprosent av andre lavere etylenisk umettede karboksylsyreestere, vinylhalogenider, styren og/eller nitriler av olefinisk umettede lavere karboksylsyrer, som danner vannuoppløselige homopolymerisater, hvorav i det minste 20 vektprosent, fortrinnsvis 25-45 vektprosent, basert på disse hydrofobe forbindelser, er estere av akryl- og/eller metakrylsyre med alkoholer som inneholder 1 til 4 karbonatomer, og blandingen gjøres omtrent nøytral inntil alkalisk ved tilsetning av en base.