NO165602B - Limingsmiddel for papir og anvendelse av det. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et limingsmiddel

bestående av en blanding av et substituert alkylravsyre-

anhydrid eller et substituert alkenylravsyreanhydrid eller en blanding av disse ravsyreanhydrider, fosfater av polyoksyetylen-alkylestere eller fosfater av polyoksyetylen-alkyl-aryletere eller en blanding av disse fosfater av estere, og den angår også anvendelse av limingsmidlet ved dispergering av det i vandig oppløsning av vannoppløselig polymerforbindelse, tilsetning av det erholdte vandige dispergerings-middel i en masseoppslemning av råmateriale for papirfremstilling, og fremstilling av papir og, mer spesielt, et materiale for liming av papir som har utmerket lagringseffekt og foretrukken undervanns-selvemulsjon. Derved kan det fremstilles papir som har utmerket limingseffekt. Den henvises forøvrig til patentkravene.

Det er kjent et limingsmiddel og spesielt et papirfremstillings-limingsmiddel og en blanding homogenisert ved mekanisk agitering av en vandig oppløsning av kationisk stivelse og et substituert ravsyreanhydrid i en vandig dispersjon som skal blandes med en masseoppslemning, en dispersjon av blanding fra forhåndsblanding av et substituert ravsyreanhydrid og ikke-ionisk overflateaktivt stoff av en viss type i vann (japansk patentpublikasjon nr. 36044/1978), eller en vandig dispersjon av et substituert ravsyreanhydrid og overflateaktivt stoff av undervanns-olje-typen dispergert i et substituert ravsyreanhydrid med diametere av ultrafine partikler dispergert i vandig oppløsning av amfolytisk akrylamid-polymer (i japansk utlegningsskrift nr. 4 5 731/1983). Apparatur i stor målestokk er påkrevet i tilfelle av at dispersjonen produseres ved anvendelse av kationisk stivelse av disse vandige dispersjoner,

og likevel er det vanskelig å pulverisere dispersjonspartiklene tilstrekkelig fint i den erholdte vandige dispersjon. Limingsmidlet har derfor en ulempe i at limingseffekten av dispersjonen forringes, og de vandige dispersjoner av de to sistnevnte har feilaktig lagringsstabilitet av materialet før den vandige

dispersjon av de to sistnevnte dispergeres i den vandige dispersjon, og etter som tiden går utviskes undervanns-dispergeringsmidlet, og limingsytelsen reduseres sterkt eller er ikke så god. Følgelig må blandingsmaterialet justeres øyeblikkelig under anvendelse som limingsmidlet, og det er et problem ved praktisk anvendelse i industriell målestokk .

For å løse de ovenfor beskrevne problemer har nærværende oppfinnere foreslått en vandig dispersjon inneholdende et overflateaktivt stoff som har et substituert ravsyreanhydrid og en halvester-rest av den substituerte ravsyre (i japansk patentsøknad nr. 154 984/1982), men ved den vandige dispersjon, når et substituert alkenylravsyreanhydrid av et addisjonsreaksjonsprodukt av et rettkjedet indre olefin og maleinsyreanhydrid anvendes som det substituerte ravsyreanhydrid, kan tilstrekkelig undervanns-dispergeringseffekt ikke oppnåes med mindre det ovenfor beskrevne overflateaktive stoff innblandes i store mengder, og på grunn av de store mengder av det overflateaktive stoff forstyrres limingseffekten. Det fremgår derfor at utmerket limingseffekt ikke kan oppnåes.

Det er derfor et formål med den foreliggende oppfinnelse

å tilveiebringe et limingsmiddel som oppviser utmerket lagringsstabilitet og undervanns-selvemulsjon og så-

ledes utmerket limingseffekt ved at det består av (a) 70-99,9 vekt% av et subsituert alkylravsyreanhydrid eller et substituert alkenylravsyreanhydrid eller en blanding av disse ravsyreanhydrider, (b) 0,1-30 vekt% fosfater av polyoksyetylen-alkenyleterestere eller fosfater av polyoksyetylen-alkyl-alley-eterestere eller en blanding av disse fosfatestere, og en fremgangsmåte til effektivt å fremstille papir med utmerket limingseffekt ved anvendelse av materialet for limingsmidlet, dvs. en fremgangsmåte til anvendelse av materialet for et limingsmiddel.

Et limingsmiddel ifølge foreliggende oppfinnelse be-

står av (a) 70-99,9 vekt% av et substituert alkylravsyreanhydrid eller et substituert alkenylravsyreanhydrid eller en blanding av disse ravsyreanhydrider, og (b) 0,1-30 vekt% fosfater av polyoksyetylen-alkyleterestere eller fosfater

av polyoksyetylen-alkylaryleterestere eller en blanding av disse fosfat-estere.

Et substituert alkylravsyreanhydrid eller et substituert alkenylravsyreanhydrid i limingsmidlet kan anvende hvilke eller hvilken som helst av forbindelser som hittil er kjent i og for seg som et limingsmiddel, og anvender konkret et substituert ravsyreanhydrid som har 8

eller mer karboner og fortrinnsvis 12-36 alkylgruppe eller alkenylgruppe. Dette substituerte ravsyreanhydrid kan lett fremstilles generelt ved anvendelse av alfa-olefin, indre olefin eller den additive reaksjon mellom alfa-olefin, indre olefin eller blanding derav med karbonatomer av tilsvarende antall eller deres blanding, og anvendelse av den additive reaksjon av disse blandinger med maleinsyreanhydrid.

I særdeleshet, når det substituerte ravsyreanhydrid er eksempel-vis oktadecen-9, tetradecen-7, heksadecen-7, eikosan-11

eller deres blandinger, en blanding av rettkjedede indre olefiner hvor dobbeltbindingen dannet ved dehydratisert reaksjon av et rettkjedet paraffin er hovedsakelig ensartet fordelt på stillingene unntatt alfa-stillingen, addisjonsreaksjonsprodukt av indre olefin og maleinsyreanhydrid av blandingen med rettkjedede indre olefiner som har 70 % eller mer av den totale mengde av indre olefin bundet i 2-, 3- og 4-stillingen av dobbeltbinding dannet ved anisotropisk reaksjon i nærvær av en katalysator med rettkjedet alfa-olefin, dvs. substituert alkenylravsyreanhydrid som har ravsyreanhydrid-gruppen i en substituert gruppe, blir limingseffekten som be-virkes av limingsmidlet ifølge foreliggende oppfinnelse ytterligere utmerket.

Andre fosfater av polyoksyetylen-alkyleterestere eller fosfater av polyoksyetylen-alkylaryleterester er fortrinnsvis forbindelser som representeres av den følgende generelle formel:

hvor R er en alkyl- eller alkylaryl-gruppe med 8 eller mer

karbonatomer, A representerer H eller

R<*-> (0 - <CH>2CH2)m-(R' er alkyl- eller alkylaryl-gruppe, m er

et helt tall på 1 eller mer, og n er et helt tall på 1 eller mer). I særdeleshet, når R i ovenstående generelle formel er alkyl- eller alkylaryl-gruppe med 10-20 karbonatomer og verdién av n er 5 eller mer, så blir undervanns-dispersjonspartiklene av det produserte substituerte ravsyreanhydrid ytterst fine,

og det er mest foretrukket at limingseffekten som materialet ifølge foreliggende oppfinnelse bevirker, blir meget utmerket.

I blandingen av (b) fosfatene av estere på samme måte som

(a) det substituerte ravsyreanhydrid produserer blandingen av (a) 7 0 - 90 vekt% av substituert ravsyreanhydrid og (b) 10 - 3 0 vekt% av fosfatene av estere en vanndispersjon inneholdende substituert ravsyreanhydrid med tilstrekkelig fin partikkel-størrelse ved bare å blande blandingen, hvorved det tilveie-bringes papirfremstillings-limingsmiddel av såkalt selvemulsjons-type. Ennvidere, blandingen av (a) 90 - 99,9 vekt% av substituert ravsyreanhydrid og (b) 0,1 - 10 vekt% av fosfatene av estere dispergerer blandingen i vandig oppløsning av vandig polymer-forbindelse, hvorved det produseres vandig dispersjon av substituert ravsyreanhydrid med fin partikkelstørrelse tilstrekkelig stabil ved blandende midler av graden for ytterst langsom agitering. Når blandingen av (a) det substituerte ravsyreanhydrid og (b) fosfatene av estere anvendes som limingsmiddel ved papirfremstilling, er det derfor foretrukket å bruke vandig dispersjon under anvendelse av vandig oppløsning av vann-oppløselig polymerforbindelse på grunn av forholdet med å redu-sere blandingens mengde av (b) fosfatene av estere slik at den limingseffekt-forstyrrende virkning som forårsakes av (b) fosfatene av estere, reduseres til så lite som mulig.

Fremstilling av papir ved anvendelse av det nevnte limingsmiddel omfatter tilsetning av vandig dispersjon

den blanding av (a) 70 - 99,9 vekt% av substituert alkylravsyreanhydrid eller substituert alkenylravsyre-

anhydrid eller deres blanding av disse ravsyreanhydrider ravsyreanhydrid eller deres blanding av disse ravsyreanhydrider og (b) 0,1 - 30 vekt% fosfater av polyoksyetylen-alkyleterestere eller fosfater av polyoksyetylen-alkylaryleterestere

eller deres blanding av disse fosfater av estere i vandig oppløsning av vannoppløselig polymerforbindelse til masseoppslemning av papirfremstillingsmateriale, fremstilling av papiret i henhold til en vanlig metode for tilveiebringelse av papir.

Ved den ovennevnte papirlimingsprosess kan den vann-oppløselige polymerforbindelse som inneholdes i den vandige dispersjon, anvende ikke bare kationisk stivelse, amfolyttisk akrylamid-polymer som hittil i og for seg kjent, men også

andre vannoppløselige stivelses-derivater, vannoppløselige cellulosederivater, forskjellige akrylamid-polymerer, poly-vinylalkohol, polyetylen-imin og dettes derivater, vannopp-løselig polyamid, vannoppløselig akrylharpiks, vannoppløselig polyester, vannoppløselig maleinharpiks og forskjellige vann-oppløselige vinylpolymerer. De ovennevnte vannoppløselige polymerforbindelser som inneholdes i den vandige oppløselige dispersjon, er fortrinnsvis i området 0,1-5 vektdeler og fortrinnsvis 0,5-2 vektdeler til 1 vektdel av substituert ravsyreanhydrid i den vandige oppløselige dispersjon.

Ved fremstilling av papir ved anvendelse av et limingsmiddel ifølge foreliggende oppfinnelse kan forskjellige hjelpemidler kjent i alminnelighet i limingstrinnet med tilsetning av vandig dispersjon av limingsmidlet i en masseoppslemning såsom papir-styrke-forbedrende middel, filtrat-akselerator, fyllstoff-ytelsesmiddel, fikseringsmiddel eller annet limingsmiddel anvendes arbitrært. Som en annen prosess blir den vandige dispersjon av den produserte substituerte ravsyre belagt på vått papir eller halvtørket papir ved hensiktsmessige, i og for seg kjente midler etter fremstilling eller ark-dannelse, hvorved overflateliming kan oppnåes.

Materialet for et limingsmiddel ifølge foreliggende oppfinnelse oppbygget som beskrevet ovenfor består av en blanding av et spesielt overflateaktivt stoff og et substituert ravsyre-anhydrid. Da det overflateaktive stoff har høy oppløselig-het til det substituerte ravsyreanhydrid, oppnåes utmerket lagringsstabilitet uansett typen av det substituerte ravsyreanhydrid, stabil undervanns-selvemulsjon oppnåes, vandig dispersjon av substituert ravsyreanhydrid med ytterst fin partikkel-størrelse oppnåes i nærvær av små mengder av overflateaktivt stoff, og utmerket operasjon oppnåes med materialet for papirfremstillings-limingsmidlet av forskjellige typer.

Siden fremstilling av papir ved anvendelse av limingsmidlet ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter å tilsette den vandige dispersjon av substituert ravsyreanhydrid med de ovenfor beskrevne egenskaper som limingsmiddel i papirfremstillings-masse-oppslemningen, kan den eliminere kompleksiteten med fremstilling av materialet umiddelbart før anvendelse uten emulgeringsapparatur i stor målestokk for fremstilling av vandig dispersjon. Den er derfor effektiv for fremstilling av papir med utmerket limingseffekt i industriell målestokk.

I det følgende vil den foreliggende oppfinnelse bli beskrevet ytterligere i detalj ved de foretrukne eksempler sammen-lignet med referanseeksempler for fremstilling av papir, under anvendelse av limingsmidlet og den vandige dispersjon av dette ifølge foreliggende oppfinnelse, og egenskapene av den vandige dispersjon av materialet og papirlimingseffekten vil dessuten bli beskrevet.

Eksempel 1, sammenligningseksempel 1

Substituert alkenylravsyreanhydrid og overflateaktivt stoff angitt i forhåndsbestemte kolonner i tabell 1 anvendes, begge agiteres og blandes under langsom oppvarmning ved omgivelses-temperatur eller 40°C eller lavere, og materialer (a), (b),

(c), (d) for limingsmiddel ifølge foreliggende oppfinnelse og materialer (1), (2) for sammenligning fremstilles. Det substituerte alkenylravsyreanhydrid A er maleinsyreanhydrid omsatt med indre olefin som har 15-18 karbonatomer, og det susbtituerte alkenylravsyreanhydrid B er maleinsyreanhydrid omsatt med oligomer som hovedsakelig inneholder pentamer av propylen.

Forsøk 1

1 vektdel av materialer (a) til (d) og (1), (2) tilveie-brakt i eksemplet og sammenligningseksemplet blandes med 99 vektdeler vann, agiteres, dispergeres for fremstilling av vandige dispersjoner av forskjellige typer.

De fremstilte vandige dispersjoner tilsettes til 2 vekt% masseoppslemning inneholdende 20 vekt% masse (L-BKP, c.s.F.

4 00 ml) med tungt kalsiumkarbonat-fyllstoff (Escalon) nr. 800 slik at materialet i den vandige dispersjon inneholder 0,3 vekt% av masse, deretter blir kationisk stivelse (Neo-Posiparin) av fikseringsmiddel tilsatt til 0,5 vekt% av masse, papir tilsvarende 80 g/m 2 fremstilles i henhold til en vanlig prosess, tørkes i en roterende tørker ved 110°C i 120 sekunder for fremstilling av papir.

Det erholdte papir måles med hensyn til limingsgrad etter fuktning i henhold til JIS og angis i tabell 2.

Tabell 2 viser materialene som tillates å stå i 10 dager, og resultatene av forsøk lignende de tidligere eksempler er angitt sammen med emulsjonens midlere partikkelstørrelse (ym) i vandige dispersjoner.

Eksempel 2, sammenligningseksempel 2

Substituert alkenylravsyreanhydrid og overflateaktivt stoff angitt i forhåndsbestemte kolonner i tabell 3 anvendes, begge agiteres og blandes under langsom oppvarmning ved omgivelses-temperatur eller 40°C eller lavere, og materialer (e), (f), (g), (h) for limingsmiddel ifølge foreliggende oppfinnelse og materialer (3), (4) for sammenligning fremstilles.

Det substituerte alkenylravsyreanhdyrid A er maleinsyreanhydrid omsatt med indre, olefin som har 15-18 karbonatomer,

og det substituerte alkenylravsyreanhydrid B er maleinsyreanhydrid omsatt med oligomer hovedsakelig inneholdende pentamer av propylen.

Eksempel 3, sammenligningseksempel 3

Materialer (e) til (h) og (3), (4) fremstilles i eksempel 2 og sammenligningseksempel 2 fylles i 5 vekt% av vandig opp-løsning av vannoppløselig polymer-forbindelse angitt i forhåndsbestemte kolonner i tabell 4, agiteres ved 50V i 2 minutter i en homogeniseringsblander (HV-M-type) hvorved det fremstilles vandige dispersjoner.

De fremstilte vandige dispersjoner tilsettes til 2 vekt% masseoppslemning inneholdende 20 vekt% masse (L-BKP, c.s.F.

400 ml) med tungt kalsiumkarbonat-fyllstoff (Escalon nr. 800) slik at materialet av substituert alkenylravsyreanhydrid og overflateaktivt stoff i emulsjonen inneholder 0,5 vekt% av masse, deretter blir kationisk stivelse (Neo-Posiparin)

av fikseringsmiddel tilsatt til 0,5 vekt% av masse, papir tilsvarende 80 g/m 2 fremstilles i henhold til en vanlig prosess, tørkes i en roterende tørker ved 110°C i 12 0 sekunder for fremstilling av papir.

Det erholdte papir måles med hensyn til limingsgrad etter fuktning i henhold til JIS og angis i tabell 4.

Tabell 4 viser materialene som tillates å stå i 10 dager, og resultatene av forsøk lignende de tidligere eksempler er angitt sammen med emulsjonens midlere partikkelstørrelse (pm) i vandige dispersjoner.

Industriell anvendbarhet.

Som beskrevet ovenfor gir limingsmidlet ifølge foreliggende

oppfinnelse og anvendelse av det utmerket lagringsstabilitet og undervanns-selvemulsj on.

Claims (5)

1. Limingsmiddel for papir, omfattende (a) et substituert alkylravsyreanhydrid, et substituert alkenylravsyreanhydrid eller en blanding av disse ravsyreanhydrider, og (b) polyoksyalkylen-derivater, karakterisert ved at 70-99,9 vekt% av (a) det substituerte alkylravsyreanhydrid, det substituerte alkenylravsyreanhydrid eller en blanding av disse ravsyreanhydrider inngår i materialet, (b) polyoksyalkylen-derivatene er fosfater av polyoksy- etylenalkyl-eterestere, fosfater av polyoksyetylenalkylaryleter-estere eller en blanding av disse fosfatestere, og 0,1-30 vekt% av fosfatene av polyoksyetylenalkyl-eterestere, fosfatene av polyoksyetylenalkylaryl-eterestere eller en blanding av disse fosfatestere inngår i materialet.

2. Limingsmiddel ifølge krav 1, karakterisert ved at det substituerte alkylravsyreanhydrid eller substituerte alkenylravsyreanhydrid er addisjonsreaksjonsprodukt av et rettkjedet indre olefin med 12-3 6 karbonatomer og maleinsyreanhydrid.

3. Limingsmiddel ifølge krav 1, karakterisert ved at polyoksyetylen-alkyl-eteresterne eller fosfatene av polyoksyetylen-alkylaryleter- esterne er forbindelser som representeres av den følgende generelle formel: hvor R er en alkyl- eller alkylaryl-gruppe med 8 eller mer karbonatomer, A representerer H eller R'- (0 - CH2CH2)m-(R' er alkyl- eller alkylaryl-gruppe, m er et helt tall på 1 eller mer), og n er et helt tall på 1 eller mer.

4. Limingsmiddel ifølge krav 3, karakterisert ved at Ri deri generelle formel er en alkyl- eller alkylaryl-gruppe med 10-20 karbonatomer, og verdien av n er 5 eller mer.

5. Anvendelse av et limingsmiddel i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, ved dispergering av det, tilsetning av den produserte vandige dispersjon til puls-oppslemning av papirfremstillingsmateriale, og fremstilling av papir.