NO160086B - Skumregulerende, ph-sensibel alkylamin-polyeter samt anvendelse derav. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et nytt produkt samt anvendelse ay'

dette produktet. De nye produkter er spesifikke alkylamin-

polyoksyalkylen- eller polyeter-overflateaktive midler som omfatter: a) en hydrofob andel som omfatter en eller flere alifatiske grupper som er knyttet til b) et sekundært eller tertiært amin-segment som på sin side er forbundet med c) et enkelt polyeter-segment som omfatter hydrofobe ende-kapper av polyetylenoksyd (EO) og polypropylenoksyd (PO). Produktene i henhold til oppfinnelsen anvendes primært i produksjon av papir fra sekundær-fiber. Av kritisk betydning for oppnåelse av det viktige produkt i henhold til foreliggende oppfinnelse er antallet mol av EO og PO. Det henvises for øvrig til krav 1,4

og 5.

U.S.-patenter nr. 3.117.999 og 3.118.000 åpenbarer pro-

dukter som er beslektet med produktene i henhold til foreliggende oppfinnelse. Førstnevnte patent åpenbarer forbindelser med følgende formel:

hvor R1, 1*2 og R^ er alkylgrupper hvis totale karboninnhold varier-

er fra 7 til 23, a er et helt tall på 15 - 45, b er et tall på 1 5 - 67,5, og forholdet b:a er 1:1 til 1,5:1; eller

hvor R1 , R2 og R3 er som angitt ovenfor, a+c er et helt tall fra 15 til 45, b+d er et tall fra 15 til 67,5, og forholdet (b+d) :

(a+c) er 1:1 til 1,5:1.

U . S patent nr. 3.118.000 åpenbarer forbindelser med formlene:

hvor Q = R3o eller R^NH;

R1 og <R>2 = CH3 eller H;

hvor R1 = CH3 når Rj = H og R? = CH3

når R1 = H;

R3 består av alkylert fenyl som inneholder ialt 4-18 karbonatomer i alkylgruppe eller en rettkjedet eller forgrenet alkylgruppe som har 8-18 karbonatomer;

R^ er en rettkjedet alkylgruppe med 8-18 karbonatomer.

Ikke-ioniske overflateaktive midler som har evne til

å bli protonert eller deprotonert avhengig av hydronium-ion (H ) — konsentrasjonen i deres omgivelser (d.v.s. deres pH-verdi) er beskrevet i Rohm og Haas Company Speciality Chemicals TRITON R-W

Surfactants brosjyre CS-450, datert september, 1978. Denne brosjyre beskriver protonering av ikke-ioniske overflateaktive midler som inneholder amin-funksjonalitet i henhold til følgende ligning I.

Som angitt i brosjyren CS-450, er serien TRITON R-W polyetoksyalkylaminer hvor n i ligning I har en verdi på 1, 2,

3, 5, 7,5, 10, 12,5 og 15 idet det ikke er noen videre spesifisi-tet av strukturen "R".

Endelig beskriver Rohm og Haas Company publikasjon SP-127 med tittelen"Priminox Polyethoxy Amines" datert 12/59 polyetylenoksygen-derivater av 1,1, 1-trialkylmetylaminer (i det følgende av og til betegnet som "TAMA"). Serien "Priminox R" er beskrevet som reaksjonsproduktene av "Primene 81-R" (en 12-14 karbon-TAMA) med etylenoksyd. Serien "Priminox T" er beskrevet^ som reaksjonsproduktet av Primene JM-T (en 18-22 karbon-TAMA) med etylenoksyd. Denne brosjyre hverken åpenbarer eller antyder at seriene "Priminox R" eller T" kan være polypropoksylert, heller intet om de fordeler som derved oppnås.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer uventet pH-sensibilitet som resulterer i forbedret bestrykning, omhyggelig regu-lerbar skummetendens (beskrives nedenunder), resirkulerbarhet og tallrike andre fordeler ved diverse fremgangsmåter i papirfremstilling, spesielt slike som anvender sekundær-fiber-kilder (d.v^.s., ikke-virgin eller resirkulert fiber). Disse fordeler oppnås ved hjelp av den skumregulerende, pH-sensible alkylamin-polyeter i henhold til oppfinnelsen som er karakterisert ved følgende struktur:

hvor

a) Rj^, R2 , R3 og R4 er alkyl eller hydrogen, idet det totale antall karbonatomer i ^ + R2 + R3 + R4 faller i området

7-36;

b) -(C2H40)m-segmentet er en homogen poly(oksyetylen)-kjede-eller -blokkpolymer, hvor m har en gjennomsnittlig verdi i

området 5 - 13; og

c) Y er en homogen poly(oksypropylen)-kjede- eller -blokkpolymer med strukturen -(C3H60)nH, idet n har en gjennomsnittlig verdi i området 6-30,

og med det forbehold at når R^ er hydrogen, så ligger det totale antall karbonatomer i R2 + R3 + R4 i området 7-23, m er 10 og n har en verdi i området 6-24.

De her beskrevne nye forbindelser tilveiebringer forbe-dret skumregulering ved ønskede driftstemperaturer. I de fore-trukne EO-PO-polyetere (som har en polyeterkjede-molekylvekt i området 100 - 4.000, fortrinnsvis ca. 700 - 2.500), foretas skum-reguleringen ved utvelgelse av lengden av EO- og PO- blokkene og PO/EO-forholdet i henhold til skumbrytningstemperaturer (beskrives nedenunder), mens totalt EO og PO begrenses for opprettholdelse av hydronium-ion-sensibiliteten. Det er funnet at hydronium-ion-sensibiliteten er lav til null når EO og PO overstiger henholdsvis 15 og 50, enten de er av blokk- eller hetero-struktur. Det er også funnet at temperatur/skumreguleringsspesifisiteten er avhengig av blokk-alkoksylering og i alt vesentlig uoppnåbar med hetero-polyetere.

Produkter.

Syntese av de nye overflateaktive midler med formel V

er normalt en totrinns prosess med utgangspunkt i omsetning av et alkylamin som har den generelle strukturformel :

hvor R.j , R2» R3 og R4 har de verdier som er angitt ovenfor, og fra ca. 1 til 15 mol (fortrinnsvis fra ca. 7 til ca. 13 mol) etylenoksyd (EO). Denne reaksjon (som, som beskrevet, foretas i to trinn) gir et mellomprodukt som deretter propoksylerer eller forsynes med endekappe (eller begge deler).

Formel VI omfatter minst to klasser alkylaminer avhengig av om R1 er hydrogen eller alkyl. I det tilfelle hvor R1 er alkyl, kan R2, R3 99 R4 uavhengig, av hverandre være hydrogene eller alkyl med ialt (sammen med R^) ca. 7-36 karbonatomer (fortrinnsvis ca. 10-20 karbonatomer). R1 lik alkyl menes å inkludere intermediære alkylaminpolyetere med strukturen

(a og b er hele tall som er like eller kan være forskjellige)

som deretter ville bli omsatt med propylenoksyder eller med for eksempel benzylklorid (eller begge deler) slik at produktet ble komplett. Alkylaminpolyetere av denne struktur har vist seg å være i besittelse av høy pH-sensibilitet som definert her.

I det tilfelle hvor R1 er hydrogen er det nødvendig at 1*2, og R4 hver er alkyl med i alt 7-23 karbonatomer. I

denne foretrukne klasse av alkylaminer vil det innses at amin-bindingen er sekundær, idet den forbinder polyetersegmentet og et 1, 1, 1 -trialkylmetylhydrokarbonsegment. Således har de her foretrukne polyetere strukturen

hvor

a) R^ må være hydrogen; b) Rj, R, og R^ må være minst metylgrupper, idet de totale karbon atomer i R0 + R-, + R. faller i området 7 til 23;

2 3 4

c) ~'C2<H>4°^m ~ se9mentet må være en homogen polyoksyetylenkjede-eller blokkpolymer, idet m har en gjennomsnittlig verdi i

området 1-15; og

d) _*C3H6°^n se9mentet m^ være en homogen polyoksypropylenkjede-eller blokkpolymer, idet n har en verdi i området 1-50. I de to klasser av alkylaminer som er diskutert ovenfor, er aminfunksjonalitet tertiær i førstnevnte og sekundær i sistnevnte. Med definisjonene R1, R2» R3 og R4 som her er spesifisert, er;ålkyl-aminpolyeterei: med strukturen

utelukket.

Denne utelukkelse er tilsiktet fordi slike materialer overraskende ikke oppviser pH-sensibilitet. Dette fremgår av tabell I hvor kommersielle amin-etoksylater av den type som er ute^ lukket ovenfor, er sammenlignet via sin "pH-sensibilitet" (målt her som overflatespenningssensibilitet) med dialkylamin-alkoksylater

og 1# 1» 1-trialkylmetyl-primær-amin-alkoksylater. Av tabell I

vil man se at ikke-propoksylerte materialer virkelig oppviser et lite nivå av pH-sensibilitet (materialene 2 og 3 ovenfra). Imidlertid ville propoksyleringen av disse materialer redusere pH-sensibiliteten til praktisk talt null (sammenlign materialene 4 og 5 og 6 og 7).

I alle fall, hva enten aminbindingen er sekundær eller tertiær, tilveiebringer alkylgruppen eller -gruppene som nitro-genatomer er bundet til, den hydrofobe andel av de her beskrevne overflateaktive midler. Det er av denne grunn at "hydrokarbon" betyr å bestå primært av hydrogen og karbon for å være hydrofobt. Det er helt kritisk for å oppnå fordelene ved foreliggende opp-finnelse at hydrokarbongruppen eller -gruppene ide her beskrevne overflateaktive midler er hydrofob (e). Fagmannen på området vil erkjenne at denne begrensning må oppfylles for at hele molekylet skal oppvise overflateaktive egenskaper, såsom overflatespennings-reduksjon, grenseflatespenning, fukting, penetrering, emulgering, skumming og vaskeevne når syntesen er fullført. De foretrukne 1, 1, 1-trialkylmetylamin-utgangsmaterialer er kommersielt tilgjengelige fra Rohm & Haas Company under handelsbetegnelsen "Primene". Etoksylerte "Primene"-overflateaktive midler er også tilgjengelige fra Rohm og Haas Company, som beskrevet i "triton" RW-Surfactants, Rohm & Haas Company's tekniske publikasjon FCS-450 datert september, 1978. Serien "TRITON" RW er polyetoksyalkylaminer fremstilt ved omsetning av TAMA og etylenoksyd. I henhold til ti-trerings- og spektroskopisk analyse viser de "TRITON" RW-overflateaktive midler seg å ha en sterkt forgrenet 1,1,1-trialkylmetylamin-struktur idet R^ + R2 + R3 har ialt 12-14 karbonatomer.

I den alternative utførelsesform er fremstillingen av

de foretrukne polyoksyalkylerte 1,1,1-trialkylmetylaminer beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 2.871.266 (Rohm & Haas Company). Dette patent lærer en to-trinns metode for fremstilling av polyoksyalkylerte derivater av 1, 1, 1-trialkylmetylaminer idet det er fra 5 til 100 mol etylenoksyd, propylenoksyd (eller begge deler) tilsatt til 1, 1, 1-trialkylmetylaminer, hvilket skal omtales mer fullstendig nedenunder. Produktene i henhold til sistnevnte patent avviker fra produktene i henhold til foreliggende oppfinnelse ved det at det ikke bringes noen omtale og heller ingen erkjennelse av fordelene ved blokk-polyoksyetylen-polyoksypropylen-derivater av 1, 1, 1-trialkylmetylaminene.

Som angitt ovenfor, er hydrofobe segmenter i det her beskrevne molekyl forbundet ved hjelp av en nitrogenbinding til

en polyeterandel i det som til sist er et sekundært eller ter-tiært amin. Hva enten aminet er sekundært eller tertiært, er det av stor betydning at amin-nitrogenet bare har enkelt oksyalkylering. Alkylaminer med mer enn én polyeterkjede er simpelthen ikke pH-sensible.

I henhold til reaksjonen i U.S.-patentskrift nr. 2.871.266 utføres omsetningen av det foretrukne TAMA med etylen-oksyder på mest bekvem måte ved å blande en syrekatalysator med TAMA alene eller med et organisk løsningsmiddel, for eksempel nafta, benzen eller toluen. Den temperatur som anvendes ved reaksjonen kan være mellom 20 og 180°C, fortrinnsvis mellom 60 og 95°C, spesielt når det anvendes en saltsyrekatalysator. Etylenoksyd føres deretter inn i TAMA-katalysatorblandingen. Anvendelse av overatmos-færiske trykk er valgfritt. Det er i litteraturen beskrevet at tilsetning av det første mol etylenoksyd inntreffer ganske lett, spesielt når det anvendes Cg- eller C^-aminer. Påfølgende mol etylenoksyd tilsettes ikke så lett som det første mol, spesielt da stør-relsen på hydrokarbonandelen øker inntil det ca. C^-C^ bare et enkelt mol etylenoksyd kan tilsettes under hvilke som helst betin-gelser som anvender en syrekatalysator.

Som beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 2.871.266, tilsettes påfølgende mol etylenoksyd svært lett til det monoetoksy-lerte TAMA når, etter tilsetning av det første mol etylenoksyd, syrekatalysatoren nøytraliseres (f.eks. med en base som f.eks. natriumhydroksyd, natriumkarbonat, kaliumhydroksyd o.s.v.) og en alkalisk katalysator, f.eks. et alkalmetalhydroksyd (inklusive natrium- eller kaliumhydroksyd) anvendes. Alkalimetallalkoholater f.eks. natrium-metoksyd, kalium-etoksyd eller natriumbutoksyd, kan også være ønskelige alkaliske katalysatorer. Reaksjonen som går ut på å tilsette påfølgende mol av etylenoksyd kan utføres ved ordinært trykk eller forhøyet trykk (vanligvis et trykk på fra ca. 60 til 120 kPa) gir en høy reaksjonshastighet ved temperaturer mellom 100 og 200°C. Det foretrukne reaksjonstemperaturområdet er 130 - 170°C.

For å syntetisere de overflateaktive midler i henhold

til foreliggende oppfinnelse er det nødvendig å kondensere på amin-gruppen en enkelt-blokk-polyeterkjede som har 1 - 15 mol etylenoksyd (fortrinnsvis 7-13 mol). Det er svært avgjørende at etylen-

oksyd*jeden er homogen. Angitt på annen måte innebærer foreliggende oppfinnelse at etylenoksydpolyetersegmentet vil være en homopolymer eller "blokk"-polymer. Tilsetning av blandinger av etylen-oksyd eller propylenoksyd (eller andre epoksyder) eller kondense-ring av annet enn etylenoksyd med de tidligere beskrevne alkyl-aminer er utenfor rammen av foreliggende oppfinnelse. Det er bare når dette svært viktige krav iakttas at fordelene ved foreliggende oppfinnelse oppnås.

For å fullføre syntesen av produktet i henhold til foreliggende oppfinnelse er det nødvendig å sette til enden av poly-etylenoksydkjeden en mer hydrofob, mindre polar annen polyeterkjede som har enten 1-50 mol propylenoksyd, (fortrinnsvis 6-30 mol), hydrofob endekappe, eller en blanding med flere mol propylenoksyd mellom polyEO og endekappen. Med andre ord innebærer foreliggende oppfinnelse i sitt foretrukne aspekt at det er tilføyd en "blokk"-eller homopolymer-kjede av polypropylenoksyd på hydroksyendedelen av det polyetylenoksyd-mellomprodukt som på forhånd er kondensert med alkylaminer.

Etter totrinns-tilsetningen av etylenoksyd til alkyl-aminet fortsetter tilsetning av propylenoksyd i et enkelt trinn. Propylenoksyd reagerer relativt glatt med den hydroksylavsluttede etylenoksydkjede slik at produktene i henhold til oppfinnelsen produseres. Propylenoksyd-blokk-polyeterkjeden tilsettes best ved anvendelse av basiske katalysatorer, f.eks. natriumhydroksyd, natriumkarbonat, kaliumhydroksyd, kaliumkarbonat eller kalsiumhydrok-syd. Således tilsettes fra 1-50 mol propylenoksyd (fortrinnsvis 6-30 mol) til alkylamin-etylenoksyd-mellomproduktet.

Flere andre syntetiske metoder er blitt eller kan anvendes for å kondensere aminet og etylenoksydet. En fremgangsmåte for å foreta en slik kondensasjon er beskrevet i US-patentskrift nr. 4.112.231.

Spesielt beskriver nevnte patent en fremgangsmåte for konden-sering av epoksyder med organiske forbindelser som har aktive hydrogenatomer, f.eks. alkoholer, polyoler og aminer, under anvendelse av et nøytralt uorganisk salt valgt fra gruppen som består av natriumfluorborat, magnesiumperklorat, kalsiumperklorat, manganperklorat, nikkelperklorat og sinkperklorat.

Patentet beskriver den foretrukne katalysator som sinkperklorat. Reaksjonsbetingelsene i henhold til det nevnte patent er innen området 80 til ca. 200°C og fortrinnsvis innen området 100 til 150°C. Reaksjonstemperaturen er i alle tilfeller under spaltnings-temperaturen for reaktantene og øker således utbyttet. Anvendelse av et inert organisk løsningsmiddel og eventuelt anvendelse av trykksatte reaksjonskar er også beskrevet. US-patentskrift nr. 3.117.999 beskriver katalysatorsystemet som består av alkohol og vann, idet reaksjonsbetingelsene er 80°C i temperatur og et trvkk på 120-150 kPa.

Produktene i henhold til foreliggende oppfinnelse er sterkt "pH-sensible". Med hensyn til de her anvendte termer så betyr pH-sensibilitet at bare ved justering av aciditeten eller basiciteten til det vandige miljø som de her beskrevne produkter anvendes i, er det mulig å regulere den grad som disse produkter oppfører seg i som overflateaktive midler. Sagt konsist er, ved pH-verdier over ca. 8, de her beskrevne produkter ikke-ioniske overflateaktive midler som oppviser alle de fordelaktige egenskaper hva angår vaskeevne, avskumming, overflatespenningsreduk-sjon o.s.v., som er felles for slike ikke-ioniske overflateaktive midler. Når pH-verdien til det vandige miljø som de dispergeres i reduseres under 8 (det vil si at de beskrevne overflateaktive midler begynner å påtreffe et miljø med større aciditet), blir aminfunksjonaliteten protonert (se ligning I), hvorved det skapes et kationisk overflateaktivt middel. (Dette skiftet i egenskaper inntreffer ved omtrent pH = 7-9 avhengig av hvilken katalysator eller hvilket amin som anvendes.) De resulterende kationiske overflateaktive midler oppviser ikke de fordelaktige egenskaper ved ikke-ioniske overflateaktive midler, det vil si at de ikke stabiliserer ellers ublandbare suspensjoner som for eksempel olje-i-vann. Disse kationiske substanser har tendens til å være hydro-file i sine egenskaper og således å samle seg i vandige medier.

I praktiske termer betyr dette at hvis en olje/vann-emulsjon

(for eksempel trykkfarve i vann) stabiliseres ved hjelp av de overflateaktive midler i henhold til oppfinnelsen ved høy pH-verdi, vil nedsettelse av pH-verdien (det vil si ved tilsetning av syre) bryte emulsjonen og oljen og vannet separerer i skikt. Som et ytterligere eksempel har et Cj 2~ c-\ 4-trialkylmetylamin-(EO) 1 Q-(P0) 12 en skumbrytningstemperatur (defineres nedenunder) og et tåkepunkt på ca. 18°C. I en alkalisk løsning ved 37°C er det ikke løselig,

men i en dispergert, tåket tilstand (over sitt tåkepunkt). Allike-vel, når det er surgjort, blir løsningen klar og indikerer at den katerniserte analog er mer vannløselig. Andre målbare fenomener som endrer seg etter hvert som pH-verdien til de her beskrevne overflateaktive midler faller, inkluderer tap av vaskeevne, samt økning i overflatespenning;

Sensibilitet overfor pH er hentydet til i noe av den tekniske litteratur som er publisert av Rohm & Haas Company Imidlertid hadde disse diskusjoner bare referanse til blokk-etylenoksyd-, 1, 1, 1-trialkylmetylamin-derivater, og ikke med overflateaktive midler som har både etylenoksyd- og propylenoksyd-blokker (eller ekvivalenter) innbefattet av foreliggende oppfinnelse.

Mer spesielt anvender U.S.-patenter nr. 3.117.999 og 3.118.000 EO i området 15-45. og PO i området 15 - 67,7,

idet forholdet n:m er i området 1:1 - 1,5:1.

Disse materialer oppviser liten eller ingen pH-sensibilitet, heller ikke de lavtskummende karakteristikker hos materialene i henhold til foreliggende oppfinnelse fordi polyetersegmentene er for store. Dette vises i kolonnen merket "endring" i tabell II hvor overflatespenningsdifférensen nærmer seg null etter hvert som mol EO og PO øker. Dette viser den ugunstige effekt av å øke molekylvekten på pH-sensibiliteten.

Av tabell II kan det sees at økning av mengden av etylen-oksyd og propylenoksyd i praktisk talt alle tilfeller hadde tendens til å redusere pH-sensibiliteten til produktet (det vil si at "end-ring" blir mindre). Således sees den uventede sensibilitet hos de her beskrevne produkter i forhold til dem som er beskrevet i de nevnte US-patentskrifter nr.3.117.999 og 3.118.000 (som ville ha polyeterkjede-molekylvekter over ethvert av de materialer som er angitt i tabellen).

Den ekstreme pH-sensibilitet hos de her beskrevne overflateaktive midler med lavere molekylvekt kan tilskrives det faktum at ladningen på nitrogenatomet som resulterer fra protonering er mindre dispergert i annet polyetermateriale enn det ville være i materialene med høyere molekylvekt i !henhold til de ovennevnte patenter. Det er simpelthen ingen erkjennelse av dette fenomen i disse materialer.

"Skumbrytningstemperaturer" måles ved tilsetning av tilnærmet 0,1 vekt% av det ikke-ioniske overflateaktive middel som skal testes, til 3 liter koldt vann som inneholdes i et tempera-turregulerbart, 3 liters begerglass av metall. Oppadragende fra kanten av metallbegeret, i en avstand av ca. 30 cm, slik at det inneholder skum som utvikles fra vannet i metallbegeret, er en glass-sylinder som har en vertikal linjal for måling av høyden på en søyle av skum som er utviklet i det. Anbragt nær den åpne ende av glass-sylinderen og rettet inn i metallbegeret er et "V-Jet" dusjmunnstykke som står i kommunikasjon med en trykkregulerbar vann-pumpe. Vannpumpen sirkulerer innholdet av begerglasset gjennom munnstykket. For formål med vurdering her ble det tilveiebrakt et trykk på 70 kPa av pumpen til munnstykket. Et kort tidsrom etter aktivering av pumpen produseres en likevekts-skumhøyde i glass-sylinderen, og denne likevektsskumhøyde er karakteristisk for et gitt overflateaktivt middel ved en gitt temperatur på vann-løsningen av overflateaktivt middeli Ved dette punkt økes temperaturen på vannet i begerglasset gradvis, idet høyden på skum-søylen registreres ved intervaller på ca. 3°C. Tempera-

turen ved hvilken høyden på skumsøylen faller til en høyde på

7,5 cm over vannets overflate i metallbegeret defineres å være skumbrytningstemperaturen for det materialet som testes. Denne definisjon av "skumbrytningstemperatur" har vist seg å samsvare godt med skumbegrensningsevnen til materialet ved faktiske papir-fremstillingsprossesser.

Fremgangsmåter.

De fremgangsmåter som de her beskrevne produkter er spesielt godt egnet for (selv om de ikke er begrenset til disse)

er bredt sagt på området fremstilling av papir og papirprodukter fra sekundær-fiber. "Sekundær-fiber", slik uttrykket her brukes, betyr cellullosefiber som allerede er omdannet til papirprodukter minst én gang. Derfor inkluderer sekundær-fiber gjenbrukt fiber som er prossessavfall fra papirmøller, og resirkulert fiber som er fiber som minst én gang er omdannet fullstendig til en tilsiktet sluttbruk og som er returnert (det vil si "resirkulert")

for ny bruk. En annen potensiell anvendelse av den her beskrevne fremgangsmåte er på området bestrykningsforbedring av virgin-fiber utviklet fra råfiberkilder, for eksempel tre.

Ved fremstilling av papirprodukter fra sekundær-fiber

er det allerede anerkjent to distinkte prossesser, nemlig av-svertning og "repulping" (og fornyet dannelse av masse). Begge prossesser krever et innledende trinn hvor sekundær-fiberen reduseres til en fiberoppslemming i vann. Dette innledende trinn kalles her defibrering eller "pulping" (massedannelse) for ikke å blande sammen utrykkene med en flertrinns "repulping"prosess ved avsvertingsprosessen dekontamineres sekundær-fiber, hvilket betyr at praktisk talt all sekundær cellullosefiber separeres fra praktisk talt alle ikke-cellullosematerialer eller forurensninger for produksjon av dekontaminert sekundær-fiber som kan anvendes for fremstilling av hvitt eller praktisk talt hvitt papir. De ikke-cellulloseholdige forurensninger i enhver avsvertningsprosess er generelt bestrykningsmasse, trykkfarver, "lim" (hvilket betyr materialer som er tilbøyelige til å forsterke vannresistiviteten eller trykkfarveresiptiviteten til papirproduktet), og andre forurensninger, for eksempel stifter, smuss o.s.v.

"Repulping"-prosesser er det på den annen side ikke hen-sikten å produsere et papirsluttprodukt med hvor sekundær-cellullose fiberen og ikke-cellullosebestanddelene separeres bortsett fra det som utilsiktet eller tilfeldig kan inntreffe under papirdannelses-operasjoner. Repulping betyr simpelthen at den massedannede sekundærfiber behandles for ensartet og dispergere ikke-cellullosemateri-alene (for eksempel trykning, trykkfarve, bestrykninger) i hoved-mengden av cellullosemassen. Sluttproduktet i en repulpingprosess er et papir som har en viss grad av trykk, trykkfarve, bestryknings-

masse o.s.v. jevnt dispergert i seg. Med andre ord produserer repulping normalt ikke et cellulloseprodukt av høy renhet.

For å komplettere bakgrunnen for anvendelse av produktet i henhold til foreliggende oppfinnelse kan avsvertingsprosesser spaltes i to brede klasser, nemlig "notasjon'* og "vasking". Flotasjonsmetoder for avsverting innebærer generelt å føre en strøm av luftbobler gjennom en vandig massedannet eller defibrert cellullosefiberoppslemming slik som den som ville bli produsert i et defribreringstrinn i en massedannelsesprosess. Cellullose-fiberoppslemmingen passerer gjennom en fIotasjonsapparatur eller -celle (for eksempel en luftfIotasjonscelle) som generelt er blitt behandlet med fIotasjonsmidler for å påskynde adhesjon av trykkfarvepartikler til luftbobler som passerer gjennom den. Luft-boblene stiger mot toppen av den vandige fiberoppslemming og bærer trykkfarvepartiklene med seg hvorved det utvikles en vesentlig mengde skum som så fjernes fra fIotasjonscellen. I "vaske"-metoder for avsverting blir uønskede ikke-cellullosematerialer,

for eksempel trykkfarve og bestrykningsmasse, mer eller mindre ensartet dispergert eller emulgert i den vandige cellullosefiberoppslemming, i det det ikke er noe spesielt ønske om å danne bobler og påfølgende skum. (Faktisk nedsetter skum generelt vaske-prosessens effektivitet.) Formålet i en vaskeprosess er å tvinge uønskede ikke-cellullosematerialer, for eksempel trykkfarve, til å migrere fra cellullosefiberen inn i dette vandige medium og deretter separere det vandige medium fra fiberen. Produktene i henhold til oppfinnelsen er anvendelige ved repulping, fIotasjonsav-sverting og vaske-avsverting. Den uventede anvendelighet av de her beskrevne produkter på hver av disse tre metoder for sekundærfiberbehandling skal nå omtales.

Det første området med sekundærfiberbehandling som de her beskrevne produkter har vist seg å være nyttige i, gjelder repulping. Som omtalt ovenfor, anvender repulpingsprosesser sekundærfiber for

å produsere lavere kvaliteter av papir og papirprodukter, for eksempel papirhåndklær for industribruk, lineære plater og korrugerte medier. Uventet har produktene i henhold til foreliggende oppfinnelse vist seg å være "limsikre" i repulpingsprosesser.

For at man skal forstå hva som menes med "limsikker",

må det huskes på at sluttformålet med en repulpingsprosess er å produsere papir som har en i alt vesentlig homogen dispersjon av ikke-cellullosematerialer gjennom seg. I tillegg, siden en vesenfe-

lig del av gjenvinningspapir anvendes for å produsere papir-inner-materiale og mellomlegg der hvor det er ønskelig med vannmotstand-evne (for eksempel i en papirstrømpe for seks ølbokser), er anven-delse av konvensjonelle ikke-ioniske- overflateaktive midler i re-pulping generelt unngått. Konvensjonelle overflateaktive midler har vært tilbøyelige til å interferere med, eller inhibere, depo-nering av alunlim som tilsettes etterpå. Siden det ikke er ønskelig at limet eller limingsavsetningen interfereres med (for å for-bedre slike kvaliteter som trykkfarvemottagelighet eller vannresistens), følger det at konvensjonelle overflateaktive midler ikke er blitt anvendt i repulpingsprosessene.

For å illustrere ovennevnte viser tabell III noen Hercules-test-verdier (i sekunder) for en rekke materialer som er testet. Antall sekunder indikerer det tidsrom som trenges for at et farvet, vandig testfluid kan gjennomtrenge et standard gjenvunnet tørke-ark laget under anvendelse av de angitte overflateaktive midler. Jo større antallet sekunder som trenges for at vannet skal trenge gjennom, desto bedre er limet blitt opprettholdt på fiberen og desto større er papirets vannresistens.

Således benyttes foreliggende oppfinnelse i

en repulpingsmetode for utvikling av avfibret, limingsforbedret, vannresistent papirprodukt fra sekundærfiber omfattende trinnene å agitere sekundærfiberen i et vandig, alkalisk medium, omfattende et praparat av formel V, idet det nevnte medium holdes på en pH-verdi i området 9-12 og en temperatur i området 27-93°C; hvorved

det produseres en fiberoppslemming, oppslemmingen blandes med en limingsforløper; oppslemmingen surgjøres forsenkning av dens pH-verdi i området fra ca. 4,5 til 6,0, slik at limet utfelles; det dannes en limforsterket papirbane av den surgjorte oppslemming;

det tørkes og banen dannes slik at det produseres et limforsterket resirkulert papir.

Videre kan produktet i henhold til oppfinnelsen anvendes i en lavtskum-metode for avsverting av sekundærfiber, omfattende følgende trinn: A. Agitering av tilstrekkelig sekundærfiber i vandig alkalisk massedannelsesmedium omfattende et preparat av formel V for fremstilling av en fiberoppslemming av opptil 15 vekt% fiber og emulgerte og dispergerte ikke-cellullose-forurensninger, idet mediet har en pH-verdi over 8 og en temperatur i området 27-82°C;

B. Konsentrering av oppslemmingen til en vektprosent

av fiber på opptil 25; hvorved det produseres et vandig avløp og et oppslemmingskonsentrat;

C. Eventuelt resirkulering av det vandige avløp til agiteringstrinn A etter klaring ved: 1. surgjøring av avløpet til pH under 8, hvilket forårsaker at emulgerte materialer bir de-emulgert; 2. tilsetning av et flokkuleringsmiddel til nevnte avløp, hvorved de-emulgerte ikke-cellullosematerialer kan separeres fra avløpet; 3. tilsetning av base til det klarede avløp;

D. Separering av ikke-cellulloseforurensninger i opp-slemmingskonsentratet fra cellullosefiberen i konsentratet ved avsverting; og

E. Dannelse av cellullosefiberen til papir.

I en foretrukken utførelsesform av den ovenfor beskrevne metode foretas E slik: 1. surgjøring av konsentratet til pH under ca. 8; 2. føring av den surgjorte oppslemming gjennom en

fIotasjonscelle; og

3. eventuelt økning av oppslemmingens pH-verdi og

føring av den gjennom et vasketrinn.

Det skal bemerkes at den ovénfor beskrevne avsvertings-metode har et eventuelt resirkuleringstrinn "C". Dette eventuelle trinn betegnes i teknikken som "hot-loop clarification". I tekno-logisk forstand består "hot-loop"-apparatet av massedannelses-eller defibreringsapparaturen, dumpekasse, en rengjører, et hjel-pemiddel for å konsentrere oppslemmingen opptil 25% fiber (for eksempel en fortykker), et klaringssystem for tilsetning av klar-ende folokkuleringsmidler, sammen med returneringshjelpemiddel som forsøker å resirkulere noen av de kostbare kjemikalier og vann som oppstår i konsentrasjonstrinnet til starten av massedannelsesprosessen. Det innledende massedannelsestrinn foregår ved hjelp av agitering i et miljø med høy skjærkraft, tilveie-bragt av massedanneren med eller uten andre massedannelseshjelpe-midler. Temperaturer i området 27-82°C anvendes sammen med kaustiksoda (NaOH), andre defibrerings- eller massedannelses-kjemikalier (kalt pulping-hjelpemidler) såvel som konvensjonelle ikke-ioniske overflateaktive midler som anvendes i dette massedannelsestrinn. "Hot-loop Clarification" benyttes for fjerning av uønskede forurensninger av materialer i "hot-loop"-strømmen for klaring og fjerning av uønskede materialer fra denne. Klaring av kokevesken (som den kalles) etter konsentrasjonstrinnet utføres normalt ved tilsetning av et flokkuleringsmiddel med høy molekylvekt (for eksempel en million eller mer), hvorved de opaktgjørende materialer utfelles. Som praksisen er ved massedannelse, har produkter i henhold til foreliggende oppfinnelse en pH-verdi i området 9 til 12 og har en temperatur på ca. 27 til ca. 82°C. I en foretrukken praksis anvendes ett eller flere andre pulping-hjelpemidler for defibrering av sekundærfiberkiIden. Etter massedannelsen, eller defibreringen, behandles den varme masse med syre for senkning av pH-verdien til området 8 eller lavere. Denne senkning i pH-verdien har tendens til å forårsake at de overflateaktive midler taper sine emulgeringsegenskaper, hvilket resulterer i at masse-dannelsesvesken separeres i en vannfase (sammen med de overflateaktive midler i henhold til oppfinnelsen) og en praktisk talt vann-fri fase av uønskede "forurensninger. På dette punkt kan de uønskede forurensninger bli separert fra prosess-strømmen og forkastes. Etter at man således har klaret nevnte "hot-loop" pH-justering, returnerer så denne vandige blanding til starten av prosess-strømmen. På denne måte resirkulerer kostbare kjemikalier og u-ønskede forurensninger fjernes fra prosesslinjen og "klarer" således nevnte "loop". Vannfasen som inneholder de overflateaktive midler i henhold til oppfinnelsen behandles deretter med base for deprotonering av aminfunksjonaliteten for tilveiebringelse av de gode emulgeringsegenskaper som er karakteristiske for ikke-ioniske overflateaktive midler.

Som bemerket, har også produktene i henhold til foreliggende oppfinnelse anvendelse i avsvertingsprosesser hvor det ønskede sluttresultat er praktisk talt gjenbrukbart hvitt papir. Polypropoksylering av enkeltkjede-alkylamin-polyetylenoksyd-polyetere tilveiebringer ikke-ioniske overflateaktive midler som kan anvendes både i vaskings- og flotasjons-avsvertingsprosesser. Denne universelle anvendelse stammer også fra pH-sensibiliteten til de her beskrevne produkter. Hvis de for eksempel holdes i et sterkt basisk pH-område, har de her beskrevne ikke-ioniske overflateaktive midler liten eller ingen skummingstendens avhengig av utstrekningen av PO eller endestå-ende blokk og den temperatur som de anvendes ved. Dette er viktig i det innledende massedannelsestrinn fordi svært meget skum på dette punkt bare tjener til å nedsette massedannelseseffektivi-teten. Overdreven skumming eller tendens til skumming fører også til at luft blir innfanget i prosess-strømmen, hvilket igjen nedsetter den totale effeltivitet ved massedannelsesprosessen. De propoksylerte materialer i henhold til oppfinnelsen gir vesentlige fordeler i forhold til seriene "PR" og "Priminox" av materialer som er kommersielt tilgjengelige, det

at de har vesentlig mindre skummingstendens enn disse materialer. Derfor er det svært avgjørende for økningen i effektiviteten av repulping at propoksylering og benzylering inntreffer. Det finnes ingen omtale av denne økning i effektivitet i noe av den litteratur som er tilgjengelig angående disse materialer.

Deretter er det, ved selektiv nedjustering av pH-verdien funnet mulig å justere svært presist skummingstendensen eller skumstabiliteten til mediet som inneholder produktene i henhold til oppfinnelsen. Med andre ord kan produktene i henhold til oppfinnelsen ved hjelp av pH-justering anvendes med hell i avsvertingsprosesser av vaskingstype der hvor det kreves liten skummingstendens, og prosesser av fIotasjonstype der hvor det kreves vesentlig skummingstendens. Begge disse tidligere gjensidig utelukkende mål kan nås ved å benytte pH-justering med overflateaktive midler i henhold til oppfinnelsen.

Oppfinnelsen skal i det følgende illustreres under hen-visning til en rekke eksempler som er ment å være illustrerende.

Eksempel 1

Anvendelse av produkter i henhold til oppfinnelsen ved papirfremstilling, i avsvertingsprosesser både av vaske- og flota-sjonstype.

Sekundærfiber som besto av 50% oppmalt trefritt 'bok-papir og 50% påtrykt hoyedbokpapir ble ved 5,5% fiberkonsistens satt til en "Morden Slush Maker" papirblander. 1500 g av fibermaterialet, 15 g av 50% kaustiksoda (1% regnet på o fiber) og 4,5 cm<3 >av det spesifiserte papirdannelsesadditiv (0,3% regnet på fiber) ble også satt til papirdanneren. Papirdannelsen ble utført ved 60°C i 3 minutter, fulgt av 40 minutter uten agitering og:deretter en 30 sekunders papirdannelses-"burst". De 1.600 ml oppslemming som således var produsert i papirdanneren, ble deretter fortynnet til 15.000 ml (0,6 konsentrasjon) for forarbeidelse via en f Io-tas jonscelle. Voith Morden 17 liter-fIotasjonscellen hadde en resirkuleringspumpe og et luftinjeksjonssystem som utvikler skum som kan løfte uønsket trykkfarve gjennom overflaten av vannstrøm-men. For å forenkle sammenligningen mellom forråd som utvikles i en fIotasjonscelle og slike som utvikles ved vasking, ble forrådsprøver tatt fra under overflaten, fra fIotasjonscellen hvert fjerde minutt i ialt 20 minutter og ble omdannet til tørke-ark. Etter 20 minutters repulping ble en sluttproduktprøve vasket på en "side-hill" sikt (et avsvertingstrinn av vasketype) 3 ganger og deretter omdannet til et tørkeark. Tørkearkene som ble utviklet under fIotasjonscelleprosessen ble sammenlignet med tørke-arkene fra forrådet fra massedanneren (det vil si uten noen vaske-eller fIotasjons-avsverting) etter å ha passert tre "side-hill"-vaskere. De data som fremkom i dette forsøk er oppsummert i tabell IV.

Såpe i forsøkene 1, 2 og 6 ble laget in situ ved anvendelse av en kommersielt tilgjengelig talloljefettsyre tilgjengelig som "Unitrol" DSR 90 nøytralisert med natrium-

hydroksyd.

Forsøkene 7 og 8 er produkter i henhold til oppfinnelsen. I begge tilfeller var lyshetsverdier som ble oppnådd i dette fIotasjonsforsøk bedre ved den laveste pH-verdi (det vil si 4,5). Videre var ytelsen (som antydet ved lyshetsverdiene) bedre 1 de høyere propoksylerte materialer. Med andre ord var lyshetsverdiene som ble oppnådd etter 16 minutter fIotasjons-avsverting 78,8 for materiale med 12 mol propylenoksyd, 72,9 for materiale med 6 mol propylenoksyd og 68,6 for materiale uten noen propoksylering.

En fagmann på fIotasjonsområdet vil erkjenne at produkt

2 i tabell IV er et konvensjonelt fIotasjonshjelpemiddel av industristandard. Det er svært avgjørende å bemerke at produktene i henhold til oppfinnelsen (det vil produktene fra forsøkene 7 og 8) indikerer (i siste kolonne i tabell IV, "endring") at produktene i henhold til oppfinnelsen produserer en lyshetsøkning som er bedre enn, eller lik, materialer som for tiden er tilgjengelige. Det må bemerkes at grovt sett halvparten så meget materiale anvendes i hvert av forsøkene i henhold til oppfinnelsen i motsetning til produktene av industristandard. Det oppnås således en prismessig

fordel. Kanskje viktigere er det at det fIotasjonshjelpemiddel av industristandard som inneholder såpe vanligvis anvendes slik at det produseres et såpe-"skum" som det i industrien refereres til som en kalsiumsåpe, vann-uløselig oppsamler. Under drift løfter bobler av ikke-ionisk overflateaktivt middel vann og uløselig såpe som det er festet løsrevne trykkfarvepartikler. Således kan trykkfarvepartiklene som inneholder det uløselige såpeskum trekkes bort fra flotasjonscellen. Ulempen med denne varietet av fIotasjonshjelpemiddel er tosidig. For det første kan restsåpe fra fIotasjonstrinnet forårsake avsetningsproblemer i påfølgende trinn av avsvertingsprosessen. For det annet, hvis kombinasjoner av vaske- og flota-sjons-avsvertingsprosesser anvendes (noe som er vanlig i U.S.A.), kan restsåpe forårsake skummeproblemer som interfererer med riktig drenering i de påfølgende vasketrinn.

Eksempel 2

Anvendelse av de her beskrevne produkter i fIotasjons-

avsverting.

Lyshet på tørkeark av tre forskjellige sammensetninger

i fIotasjons-avsverting ble sammenlignet i et industrimiljø. De tre produkter var: 1. Nonylfenol EOg-P06; 2. Et lavtskummende ikke-ionisk overflateaktivt middel som i 1, pluss butylcellosolv pluss en akrylsyre polymer-polyektrolyt;

og

3. Et trialkylmetylamin-EO^q-PO^2 i henhold til oppfinnelsen.

De ovenfor beskrevne produkter ble vurdert med hensyn på fIotasjons-avsvertingsevne som beskrevet nedenunder.

Først ble en masse av trykt regjeringsdokumentkvalitet-sekundærfiber (det vil si en sekundærfiberkilde) massedannet ved en temperatur på 49°C og pH 11,0 i et tidsrom av fem minutter, i en kjøkkenmikser. Dette fibermaterialet ble anvendt i alle de eksperimenter som er beskrevet her. Før eventuelt natriumhydroksyd eller eventuelt annet avsvertingshjelpemiddel ble satt til fibermaterialet, ble det tatt ut en prøve og et tørkeark laget av denne som startreferanse for hver av tre massedannersatser. Deretter ble natriumhydroksyd (perler) ved 1 vekt% og det respektive avsvertingskjemikaliet satt til fibermaterialet. Avsvertingspro-duktet som ble testet, ble tilsatt i en takt av 22 ml pr 1,816 kg fiber eller tilnærmet 9,1 kg avsvertingsprodukt pr. ton fiber.

Den gjendannede fibermasse som inneholdt avsvertingpreparatet og natriumhydroksyd ble tillatt å sirkulere gjennom en fIotasjonscelle som var kommersielt tilgjengelig fra (Bird Equipment Company) i et tidsrom av 30 minutter. Det ble anvendt en pH-verdi i området 10,5 eller 11,5 (med untagelse av at under en pH-sensibilitetstest i hvilket tilfelle den ble senket til 7,0), en temperatur i området 24 - 68°C og med en fiberkonsistens på tilnærmet 6%. Skummet som ble utviklet i fIotasjonsapparatet ble oppsamlet og brukt for fremstilling av tørkeark merket "rejects". Tørkeark merket "rejects" ble også laget ved periodisk å ta ut prøver fra flotasjonscellen. Resultatene av denne sammenlignende vurdering er beskrevet i tabell V.

Bemerkning:

Tørkearkene ble undersøkt under forstørrelse for vurdering av trykkfarrepartikkelstørrelsen, fordelingen over arket og generell ark-kvalitet.

Basert på den informasjon som er gitt i tabell V, er det klart at produkt 3 (produktet i henhold til oppfinnelsen) er det mest effek-tive avsvertingspreparat for bruk i fIotasjons-avsvertingscellen blandt dem som er testet. Det skum som utviklet seg med produkter i henhold til oppfinnelsen er svært ustabilt, idet det danner store "fluffy" bobler som klapper sammen hurtig ved fjerning av en prøve fra fIotasjonscellen. Dette er en av fordelene ved oppfinnelsen, nemlig at det ustabile skum tillater benyttelse av mindre lagrings-og transport faciliteter for det skum som tappes ut av flotasjonscellen.

Videre bekreftelse oppnås fra Hunter Laboratory's vurdering av de tørkeark som ble utviklet fra flotasjons-avsvertings-fiberforrådet. Under produkt 3 finnes det at forskjellen mellom "accepts" og "rejects" er tilnærmet 24 Hunter Laboratory lyshets-enheter. For produkt 2 er den tilnærmet 16 og for produkt 1 tilnærmet 7. Av dette følger at produktene i henhold til oppfinnelsen tilveiebringer en økning i lyshet på fra ca. 300 til ca. 150% av konvensjonelle fIotasjonshjelpemidler. Dette presenterer en vesentlig fordel som hverken er beskrevet eller antydet i noe av den del av teknikkinstans som behandler denne teknologi.

De ovenstående eksempler var ment å skulle illustrere foreliggende oppfinnelse. En fagmann på området vil innse at flere alternativer og variasjoner kunne inkluderes innen oppfinnelsens ramme.

Eksempel 3

For å illustrere en ytterligere skumregulering som kan oppnås ved utførelse av foreliggende oppfinnelse, henvises det til

tabellene VI, VII og VIII. Tabell VI viser effekten av propoksylering på skumbrytningstemperaturen for et antall aminpolyetere. Tabell VII illustrerer effekten av propoksylering på skumstabiliteten for de samme produkter som er angitt i tabell VI. Tabell VIII illustrerer effekten av temperaturen på skumstabiliteten for en spesifikk forbindelse t-Cj 3-NH-E01 q-PC^ ^ angitt i tabellene VI og VII.

For å illustrere hvordan tabellene VI og VII kan leses sammen for å vise de tilsatte skumreguleringsparametere som tilveie-bringes ved foreliggende oppfinnelse, kan man for eksempel ta det først angitte materiale i hver tabell. Dette materialet ville være et trialkylmetylamin med 13 karbonatomer i sin hydrofobe del. Det sekundære amin knytter den hydrofobe del og et gjennomsnitt av 7,5 mol etylenoksyd. Som angitt i tabell VI, er skumbrytningstemperaturen for materialet 58°C. Hvis man ser på tabell VII, samt måler skumhøyden ved 43°C, 26°C og 10°C, finner man at hver måling gir en skumhøyde på 20,3 cm eller mer. Dette er tilfelle fordi måle-temperaturene hver er under den 58°C-skumbrytningstemperatur som produktet har. Hvis man fokuserer på det neste angitte materiale som har 7,5 mol etylenoksyd, 6 mol propylenoksyd, med en skumbrytningstemperatur på 25°C, finner man at skumhøyden ved 43°C er 0. Ved 26°C, nær skumbrytningstemperaturen, utvikles en relativt liten, 7,6 cm skumsøyle. Ved 10°C (det vil si vesentlig under skumbrytningstemperaturen på 25°C) blir resultatet et 20,3 cm høyt skumhode. Likeledes, i variantene med -EO^qH og (EO)^ 5H hvor skumbrytningstemperaturene er henholdsvis 74 og 83°C, er skumhøydene ved 43, 26 og 10°C alle i overkant av 20,3 cm.

Tilsetning av en relativt liten mengde av propylenoksyd vil etylenoksydpolyeteren føre med seg en vesentlig reduksjon i skumbrytningstemperaturen. For eksempel reduserer tilsetning av 6 mol propylenoksyd til en alkylaminpolyeter som har 10 mol etylenoksyd skumbrytningstemperaturen til 36°C. Således, ved 43°C under kolonnen pH 12,0, er skumhøyden praktisk talt null mens skumhøyden ved 26 og 10°C er over 20,3 cm.

Hvis man så vender tilbake til kolonnen pH 6,0 i tabell VII, er det antydet at alle varianter der gir en skumhøyde i området fra 10,2 til 15,2 cm. Man må huske på at ved denne pH-verdi vil produktene i henhold til oppfinnelsen være vesentlig kvaterni-sert (det vil si at de er blitt protonert). Kvaternisering reduserer vesentlig effekten av propoksyleringen med hensyn til skum-egenskapene til molekylet. Videre er det skum som utvikles for hvert av disse materialer i dette pH-området ustabilt, fluffy og svært utsatt for sammenklapping. Dette er illustrert i tabell VIII hvor både utstrekningen av skumming og stabiliteten er vist for et enkelt materiale fra tabellene VI og VII.

Tabell VIII indikerer for tre forskjellige temperatur-områder og fire forskjellige pH-områder skumhøyden og skumstabiliteten. For eksempel utvikles det null skum ved 43°C og en pH på 8-10. Dette viser effekten av propyksylering av det etoksylerte alkylamin. Videre, etterhvert som pH-verdien faller fra tilnærmet 8 til tilnærmet 6, indikerer tabellen at effekten av propoksyleringen avtar. Det skal bemerkes at dette er den "dyna-miske skumhøyde". Dynamisk skumhøyde avviker fra "statisk skum-høyde" ved det at sprøytemekanismen skrus av i sistnevnte. Så-snart sprøytemekanismen er skrudd av ved pH-verdier i området 6 - 8, klapper skummet sammen svært hurtig. Derfor, hvis man leser bortover fra 43°C-kolonnen ved en pH-verdi på 6, ville dynamisk skumhøyde på 6 og skumhøyde etter 5 minutter på 0 være en 15,2 cm søyle som var sammenklappet til 0 i grovt regnet 30 sekunder. Likeledes, ved en pH-verdi på 4, kreves grovt regnet 50 sekunder etter at sprøytemekanismen er skrudd av for at skumhøyden skal klappe sammen til 0.

Dette er et svært viktig aspekt ved de her beskrevne metoder. I essens betyr evnen til å regulere dynamisk og statisk skum som en funksjon av pH-verdien og drifts-temperaturen, at en ytterligere parameter for skumregulering er blitt identifisert i papirfremstillingsprosessen. Anvendes produktene i henhold til oppfinnelsen ved papirfremstilling på den alkaliske side, så er skum strikt avhengig av nærværet eller fraværet av propylenoksyd (eller dets ekvivalent). På den sure side finnes innflytelsen av propylenoksyd på skumkarakteristika ikke lenger. Man finner at nærvær eller fravær av skum (og dets stabilitet) er strikt avhengig av pH-verdien. Dette betyr at i avsvertingsprosesser som anvender enten fIotasjon, vasking eller en kombinasjon av trinn, kan utstrekningen og stabiliteten av skum reguleres ved justering av pH-verdien, temperaturen eller begge deler.

Hvis det derfor er ønskelig med store mengder av stabilt skum, ville utvelgelse av et passende propoksylert alkylamin eller en driftstemperatur under skumbrytningstemperaturen være ønskelig. Hvis det ønskes et mindre stabilt, frådende skum, vil justering av pH-verdien være på sin plass. Derved ser man at en ytterligere parameter som styrer utstrekningen og stabiliteten av skummet er blitt identifisert.

Claims (6)

1. Skumregulerende, pH-sensibel alkylamin-polyeter, karakterisert ved at den har følgende struktur: hvor a) R±, R2 , R3 og R4 er alkyl eller hydrogen, idet det totale antall karbonatomer i R± + R2 + R3 + R4 faller i området 7-36; b) -(C2H40)m-segmentet er en homogen poly(oksyetylen)-kjede-eller -blokkpolymer, hvor m har en gjennomsnittlig verdi i området 5 - 13; og c) Y er en homogen poly(oksypropylen)-kjede- eller -blokkpolymer med strukturen -(C3H60)nH, idet n har en gjennomsnittlig verdi i området 6-30, og med det forbehold at når R^ er hydrogen, så ligger det totale antall karbonatomer i R2 + R3 + R4 i området 7-23, m er 10 og n har en verdi i området 6-24.

2. Polyeter som angitt i krav 1, karakterisert ved at R^ + R2 + R3 + R4 har et totalt antall karbonatomer i området 10 - 20.

3. Polyeter som angitt i krav 1, med følgende struktur: hvor a) Rj er hydrogen, og R2 , R3 og R4 er minst metylgrupper, idet det totale antall karbonatomer i R2 + R3 + R4 faller i området 7-23; b) ~(c2H4°)m~segmentet er en homogen poly(oksyetylen)-kjede-eller -blokkpolymer, hvor m har en gjennomsnittlig verdi på 10; og c) -(C^HgO)n-segmentet er en homogen poly(oksypropylen)-kjede- eller -blokkpolymer, idet n har en verdi i området 6-24.

4. Polyeter som angitt i krav 3, karakterisert ved at R2 + R3 + R4 har et totalt antall karbonatomer i området fra 12 til 22.

5. Anvendelse av en polyeter som angitt i hvilket som helst av kravene 1 til 4, i en lavtskummende repulpingsmetode for defibrering av sekundærfibre.

6. Anvendelse av en polyeter som angitt i hvilket som helst av kravene 1 til 4, i en fremgangsmåte for fremstilling av papir fra sekundærfiber.