NO800284L - PROCEDURE FOR LIMITING PAPER. - Google Patents
PROCEDURE FOR LIMITING PAPER.Info
- Publication number
- NO800284L NO800284L NO800284A NO800284A NO800284L NO 800284 L NO800284 L NO 800284L NO 800284 A NO800284 A NO 800284A NO 800284 A NO800284 A NO 800284A NO 800284 L NO800284 L NO 800284L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- starch
- paper
- ester
- web
- gluing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 43
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 title description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 128
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 128
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 122
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 claims description 30
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 30
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 17
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 17
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 10
- FLISWPFVWWWNNP-BQYQJAHWSA-N dihydro-3-(1-octenyl)-2,5-furandione Chemical compound CCCCCC\C=C\C1CC(=O)OC1=O FLISWPFVWWWNNP-BQYQJAHWSA-N 0.000 claims description 9
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 8
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 claims description 7
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 claims description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 4
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 4
- KCYQMQGPYWZZNJ-BQYQJAHWSA-N hydron;2-[(e)-oct-1-enyl]butanedioate Chemical group CCCCCC\C=C\C(C(O)=O)CC(O)=O KCYQMQGPYWZZNJ-BQYQJAHWSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 3
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000002619 bicyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 2
- 238000009938 salting Methods 0.000 claims 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 87
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 60
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 59
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 33
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 30
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 25
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 22
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 15
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 12
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- GUOCOOQWZHQBJI-UHFFFAOYSA-N 4-oct-7-enoxy-4-oxobutanoic acid Chemical group OC(=O)CCC(=O)OCCCCCCC=C GUOCOOQWZHQBJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 7
- -1 alkyl ketone Chemical class 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 5
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 5
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 5
- 229940099112 cornstarch Drugs 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 4
- FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)pyridine-3-carbonitrile Chemical compound ClCC1=NC=CC=C1C#N FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 229940014800 succinic anhydride Drugs 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001164 aluminium sulphate Substances 0.000 description 2
- 235000011128 aluminium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000006224 matting agent Substances 0.000 description 2
- 125000004365 octenyl group Chemical group C(=CCCCCCC)* 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- RDDUUHBRMWYBJX-UHFFFAOYSA-N 4-oct-1-enoxy-4-oxobutanoic acid Chemical compound CCCCCCC=COC(=O)CCC(O)=O RDDUUHBRMWYBJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKNYEUXAXWTAPK-UHFFFAOYSA-N 4-octoxy-4-oxobutanoic acid Chemical compound CCCCCCCCOC(=O)CCC(O)=O CKNYEUXAXWTAPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004370 Bleached starch Substances 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019093 NaOCl Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010067482 No adverse event Diseases 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Natural products C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZEMWIYASLJTEHQ-UHFFFAOYSA-J aluminum;sodium;disulfate;dodecahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZEMWIYASLJTEHQ-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 235000019428 bleached starch Nutrition 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001844 chromium Chemical class 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012374 esterification agent Substances 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical group 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001254 oxidized starch Substances 0.000 description 1
- 235000013808 oxidized starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 239000004289 sodium hydrogen sulphite Substances 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/28—Starch
Landscapes
- Paper (AREA)
- Making Paper Articles (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til The present invention relates to another method
liming av papir.gluing paper.
Konvensjonelt, vannresistent papir av høy kvalitet fremstilles ved tilsetning av kolofonium (et naturprodukt som erholdes fra furutrær) i den våte del av papirfremstillingsprosessen. Kolofoniumet er sparsomt vann-dispergerbart, og i nærvær av alun utfelles det i fiberbanen etter hvert som papirarket dannes. Variasjoner i sammensetningen av utgangsmaterialet ved papirfremstillingen kan ha en ugunstig virkning på mengden av kolofonium som utfelles på papirfremstillingsviren. Den vanlige industrielle praksis for å kompensere for slike variasjoner er å tilsette en overskytende mengde av kolofonium til utgangsmaterialet, med sikte på å sikre tilstrekkelig opptak, slik at papiret får den ønskede grad av vann-resistens. Conventional, high-quality water-resistant paper is produced by adding rosin (a natural product obtained from pine trees) in the wet part of the papermaking process. The rosin is sparingly water-dispersible, and in the presence of alum it precipitates in the fiber web as the paper sheet is formed. Variations in the composition of the starting material during papermaking can have an adverse effect on the amount of rosin deposited on the papermaking wire. The usual industrial practice to compensate for such variations is to add an excess amount of rosin to the starting material, with the aim of ensuring sufficient absorption, so that the paper obtains the desired degree of water resistance.
Et økende antall papirfabrikker benytter returpapir som endel av råmaterialet i det.våte utgangsmateriale for papirfremstillingsprosessen. Etter som materialøkonomiske for-anstaltninger er påkrevet, og betingelsene med hensyn til pH, overflate-charge og pulp-bestanddeler i papirmaskinen forandres, må de materialer som kan anvendes for å bibringe papiret vann-resistens, tilfredsstille nye fordringer, uten at papirkvalite-ten reduseres. An increasing number of paper mills use recycled paper as part of the raw material in the wet starting material for the papermaking process. As material economy measures are required, and the conditions with regard to pH, surface charge and pulp components in the paper machine change, the materials that can be used to impart water resistance to the paper must satisfy new requirements, without the paper quality is reduced.
I noen tidligere forsøk på å fremstille et vannresistent papir ved tilsetning av kolofonium/alun-forbindelser i limpressen ble det anvendt for meget kolofonium/alun, og over-skuddet hadde tendens til å koagulere og tiltette limpressen, hvorved det resulterende papir ble "flekket". En forbedret In some previous attempts to produce a water-resistant paper by adding rosin/alum compounds to the size press, too much rosin/alum was used, and the excess tended to coagulate and clog the size press, whereby the resulting paper became "spotted". . An improved
metode til påføring av kolofonium/alun i limpressen er beskrevet i U.S. patentsøknad nr. 909 854 av 26. mai 1978. I den fremgangsmåte sdm er beskrevet i nevnte søknad, anvendes imidlertid kolofonium og begrenses derfor når det gjelder anvendelses-muligheter, av kolofoniumets tilgjengelighet og dets forenlig-het med andre bestanddeler i papiret. Fremgangsmåten krever også at alun tilsettes i limpressen sammen med kolofoniumet. Dette blir i tillegg til alunet normalt tilsatt utgangsmaterialet ved den våte ende av papirmaskinen. Så vidt vites er det ikke enda blitt en resultatrik industriell metode til oppnåelse av vannresistent papir ved hjelp av liming med et stivelses- method for applying rosin/alum in the glue press is described in U.S. patent application no. 909 854 of 26 May 1978. In the method sdm described in said application, however, rosin is used and is therefore limited in terms of application possibilities by the rosin's availability and its compatibility with other components of the paper. The procedure also requires alum to be added to the glue press together with the rosin. In addition to the alum, this is normally added to the starting material at the wet end of the paper machine. As far as is known, there has not yet become a successful industrial method for obtaining water-resistant paper by means of gluing with a starch-
derivat i limpressen ved papirfremstilling.derivative in the glue press during paper production.
I U.S. patent nr. 3 279.975 beskrives en fremgangsmåte til overflateliming under anvendelse av reaksjonsproduktet av en umettet syre og petroleumsharpiks. Forskjellige andre materialer er beskrevet i litteraturen for anvendelse som limingsmidler for overflatebehandling av papir. Slike materialer innbefatter emulsjoner av reaksjonsproduktet av en umettet tobasisk syre eller anhydridet av syren med eksempelvis et meleinbehandlet ("maleated") petroleumsharpiks, aikyl-keton-dimerer, alkali-oppløselige styren-kopolymerer, kromkomplekser av fluorkarbon-kjemikalier og andre. Slike materialer har ikke oppnådd ut-strakt anvendelse, på grunn av kostnadene eller regulerings-problemer, såsom tilstoppingsfenomener ("gum up"), eller tørke-problemer. ' In the U.S. patent no. 3 279,975 describes a method for surface bonding using the reaction product of an unsaturated acid and petroleum resin. Various other materials are described in the literature for use as sizing agents for the surface treatment of paper. Such materials include emulsions of the reaction product of an unsaturated dibasic acid or the anhydride of the acid with, for example, a maleated ("maleated") petroleum resin, alkyl ketone dimers, alkali-soluble styrene copolymers, chromium complexes of fluorocarbon chemicals and others. Such materials have not achieved widespread use, due to the costs or regulation problems, such as clogging phenomena ("gum up"), or drying problems. '
U.S.A. patenter nr. 2 613 206, nr. 2 461 139 og nr. 3 091567 beskriver visse hydrofobe stivelsessyreestere og forskjellige anvendelser for disse stivelsesderivater. En fremgangsmåte til fremstilling av disse stivelsessyreestere og kombinasjon derav med ioner av flerverdige metaller, såsom aluminium, er beskrevet i U.S. patent 2 613 206, og stivelsens hydrofobe karakter er nevnt. De industrielle anvendelser som antydes for det resulterende stivelsesderivat, omfatter imidlertid ikke papirliming. De angitte anvendelser innbefatter: anti-offset-sprøyting for å hindre at sverte overføres mellom nylig trykte ark; insekticid-bærere, matteringsmiddel ved fremstilling av celluloseacetat-rayon, matferingsmiddel i lakkaktige malinger og belegg; gummi-, finish-middel og tekstillimings- og finish-midler. Dette patent nevner ikke anvendelse av stivelsesderivatet ved liming av papir, heller ikke fortynning av stivelsesderivatet før anvendelse. Papirliming av -bestrykning er nevnt i U.S. patent nr. 2 661 349, men bare på en generell måte. Det er ikke gitt noen eksempler som illustrerer slike anvendelser. U.S.A. Patents No. 2,613,206, No. 2,461,139 and No. 3,091,567 describe certain hydrophobic starch acid esters and various uses for these starch derivatives. A process for preparing these starch acid esters and combining them with ions of polyvalent metals, such as aluminum, is described in U.S. Pat. patent 2 613 206, and the hydrophobic character of the starch is mentioned. However, the industrial applications suggested for the resulting starch derivative do not include paper sizing. The indicated uses include: anti-offset spraying to prevent ink transfer between newly printed sheets; insecticide carriers, matting agent in the manufacture of cellulose acetate rayon, matting agent in lacquer-like paints and coatings; rubber, finishing agent and textile bonding and finishing agents. This patent does not mention the use of the starch derivative when gluing paper, nor the dilution of the starch derivative before use. Paper bonding of -coating is mentioned in U.S. Pat. patent No. 2,661,349, but only in a general way. No examples are given to illustrate such applications.
U.S. patent 2 461 139 beskriver en fremgangsmåte til fremstilling av stivelsesesterderivater ved at stivelse i nærvær U.S. patent 2 461 139 describes a method for the production of starch ester derivatives in that starch in the presence
av fuktighet omsettes med organiske syreanhydrider, hvorved det erholdes en inhibert stivelse som har redusert tendens til å gelere. Patentskriftet angir at et alkalisk reaksjonsmedium (pH 7-11) er vesentlig for utførelse av fremgangsmåten. "An amazing increase in water absorptive powers" ("En overraskende of moisture is reacted with organic acid anhydrides, whereby an inhibited starch is obtained which has a reduced tendency to gel. The patent document states that an alkaline reaction medium (pH 7-11) is essential for carrying out the method. "An amazing increase in water absorptive powers" ("A surprising
økning i vann-absorpsjonsevnen") oppvises av stivelse som er behandlet med ravsyreanhydrid. Papirfremstilling er nevnt (spalte 3, linjer 31-34), med stivelsesderivatet er bare beskrevet som en erstatning for tuberkel-stivelser ved papirfremstilling på grunn av en ikke-gelerende natur og særdeles gode kohesjon. Angjendende anvendelse synes å ha vært anvendelse som et bindemiddel i det våte utgangsmaterialet for papirmaskinen. Eksempler 4 og 5 i patentskriftet beskriver fremstilling av en såkalt "tyntkokende" stivelse, men bare sammen med maleinsyre- og eddiksyre-anhydrid. Eksempel 6 beskriver fortynning av en stivelse-maleatester for oppnåelse av en tyntkokende stivelse. Både eksempel 8 og eksempel 9 beskriver.omsetning av stivelse med ravsyreanhydrid, og den generelle be-skrivelse angir at stivelsesderivatene ifølge samtlige eksempler kan omdannes videre, eksempelvis ved syrehydrolyse. Liming av papir er imidlertid ikke nevnt i det hele tatt, og det stivelsesderivat som erholdes ved anvendelse av ravsyreanhydrid, er beskrevet som en "sterkt vannabsorberende stivelse" ("high water absorptive starch", spalte 12, linjer 2 og 3 i U.S. patent 2 461 139. increase in water absorption capacity") is exhibited by starch treated with succinic anhydride. Papermaking is mentioned (column 3, lines 31-34), with the starch derivative only described as a substitute for tubercle starches in papermaking due to a non-gelling nature and extremely good cohesion. The relevant application seems to have been use as a binder in the wet starting material for the paper machine. Examples 4 and 5 in the patent document describe the production of a so-called "low-boiling" starch, but only together with maleic and acetic anhydride. Example 6 describes the dilution of a starch-maleate ester to obtain a low-boiling starch. Both Example 8 and Example 9 describe the reaction of starch with succinic anhydride, and the general description indicates that the starch derivatives according to all examples can be converted further, for example by acid hydrolysis. The sizing of paper is not mentioned at all, however, and the starch derivative obtained by an conversion of succinic anhydride, is described as a "high water absorptive starch", column 12, lines 2 and 3 of the U.S. patent 2,461,139.
U.S. patent nr. 3 091 567 angår et innkapslingsmiddelU.S. patent no. 3 091 567 relates to an encapsulating agent
basert på stivelsessyreester, hvilket middel har regulert vann-frastøtende egenskaper som oppnås ved omsetning av stivelsessyreesteren med en forbindelse inneholdende et flerverdig metåll-ion. Stivelsessyreesteren kan fremstilles ved omsetning based on starch acid ester, which agent has regulated water-repellent properties obtained by reacting the starch acid ester with a compound containing a polyvalent metal ion. The starch acid ester can be produced by reaction
av stivelse med'oktenyl-ravsyreanhydrid. Generelle angivelser i dette patent antyder at den stivelse som anvendes for fremstilling av den beskrevne stivelsessyreester, "kan ha vært modifisert tidligere ... ved hydrolyse, oksydasjon ..." etc. of starch with'octenyl succinic anhydride. General statements in this patent suggest that the starch used for the production of the described starch acid ester "may have been previously modified ... by hydrolysis, oxidation..." etc.
(spalte 3, linjer 22.-24). Dette patent beskriver imidlertid bare en anvendelse av stivelsesderivatet. Det anvendes til innkapsling av vann-uoppløselige stoffer med sikte på en lang- (column 3, lines 22-24). However, this patent describes only one use of the starch derivative. It is used for encapsulating water-insoluble substances with a view to a long-
som, gradivs frigivelse av det innkapslede materiale. Noen angivelse av en mulig anvendelse i en papirfremstillingsprosess. finnes ikke. as, gradual release of the encapsulated material. Some indication of a possible application in a papermaking process. does not exist.
Det nylig publiserte japanske patent nr. 53-61706 be-The recently published Japanese Patent No. 53-61706 be-
skriver J.iming av papir eller papp med et limingsmateriale om-fattende 1-20 deler hydrofob stivelse og 99-80 deler ikke- printer J.iming of paper or cardboard with a sizing material comprising 1-20 parts hydrophobic starch and 99-80 parts non-
hydrofob stivelse. Den hydrofobe stivelse består av en dikarboksylsyre-stivelse-monoester i hvilken karboksylsyre-gruppene er knyttet til nabo-karbonatomer. Karboksylsyren kan ha 8-22 karbonatomer og kan ha alkyl- eller halogen-substituenter. Ifølge eksempel 2 i det japanske patent anvendes 1-oktenyl-ravsyreanhydrid som et forestringsmiddel for fremstilling av stivelse "C". Fremgangsmåten i eksempel 1 ble fulgt for fremstilling av stivelse "C", og substituerings-graden ble angitt å være 0,027 d.s. hydrophobic starch. The hydrophobic starch consists of a dicarboxylic acid starch monoester in which the carboxylic acid groups are linked to neighboring carbon atoms. The carboxylic acid can have 8-22 carbon atoms and can have alkyl or halogen substituents. According to example 2 in the Japanese patent, 1-octenyl succinic anhydride is used as an esterification agent for the production of starch "C". The procedure of Example 1 was followed to prepare starch "C" and the degree of substitution was reported to be 0.027 d.s.
Et stivelsesderivat som den ovenfor nevnte stivelse "C" ble anvendt for liming av en papirbane fremstilt ut fra bleket kraftmasse inneholdende ca. 1% alun, basert på pulpens tørrvekt. Det dispergerte limingsmateriale inneholdt 5% av en hydrofob stivelse (lik stivelse "C", men med en d.s. på 0,032), og 95% av en ikke-hydrofob kationisk stivelse (med et nitrogeninnhold på ca. 0,24 vekt%). Dispersjonen hadde et innhold av faste stoffer på ca. 4-5%. Det ble anvendt 30 kg av stivelses-dispersjonen pr. tonn papir. Kolofonium ble også anvendt i forsøkene (i mengder på henholdsvis 12 og 6 kg pr. tonn). A starch derivative such as the above-mentioned starch "C" was used for gluing a paper web produced from bleached kraft pulp containing approx. 1% alum, based on the dry weight of the pulp. The dispersed sizing material contained 5% of a hydrophobic starch (similar to starch "C", but with a d.s. of 0.032), and 95% of a non-hydrophobic cationic starch (with a nitrogen content of about 0.24% by weight). The dispersion had a solids content of approx. 4-5%. 30 kg of the starch dispersion was used per tons of paper. Rosin was also used in the experiments (in amounts of 12 and 6 kg per ton respectively).
Det ovennevnte derivatiserte stivelse-limingsmiddel og limingsmetoden avviker fra det foreliggende limingsmateriale og fremgangsmåte i det minste på følgende vesentlige måter: The above-mentioned derivatized starch sizing agent and sizing method differ from the present sizing material and method in at least the following significant ways:
Ved anvendelse av ét bulkbehandlings- Bare et eneste bulk-system må det ved papirfabrikken behandlingssystem er anvendes et dobbelt bulkbehandlings- påkrevet for én system for to sorter av stivelse limpressestivelse. When using one bulk treatment Only a single bulk system must be used at the paper mill treatment system, a double bulk treatment is required for one system for two types of starch sizing starch.
hvis blanding skal utføres på.whose mixing is to be performed on.
stedet, eller manuell håndtering vilthe place, or manual handling will
være nødvendig.be necessary.
Resultater som erholdes i eksempel Bare en lav-substituert 4 viser ikke noen signifikant stivelse behøver å Results obtained in example Only a low-substituted 4 does not show any significant starch need to
forbedring i forhold til det man anvendes med ca. 1-2 kg skulle vente med 12 kg kolofonium kolofonium pr. tonn pr. tonn papir. Denne mengde kolo- papir for regulering fonium kan ventes å gi de resultater av opptaket. Med oven-.som er rapportert uten noen tilsetning stående oppnås 40-50 sek. av det hydrofobe stivelsesderivat. Hercules for papir som 6 og 12 kg kolofonium pr. tonn papir er limet ved fremgangs-ble anvendt, hvilket er ca. seks måten ifølge foreliggende ganger så meget kolofonium som det oppfinnelse, improvement compared to what is used with approx. 1-2 kg should wait with 12 kg rosin rosin per tonnes per tons of paper. This amount of collo- paper for regulation phonium can be expected to give the results of the recording. With the above, which is reported without any addition standing, 40-50 sec is achieved. of the hydrophobic starch deriv. Hercules for paper such as 6 and 12 kg rosin per tonnes of paper is glued in progress-was used, which is approx. six the method according to the present times as much rosin as that invention,
som anvendes i fremgangsmåten ifølgewhich is used in the method according to
foreliggende oppfinnelse.present invention.
Det fremgår ikke klart av ovennevnte japanske patent at det må anvendes noe alun i papirbanen når denne kommer inn i limpressen. Det antas dessuten at de samlede utgifter og materialkostnader for utførelse av fremgangsmåten ifølge det japanske patent vil måtte bli for høye for anvendelse som en konkurransedyktig fremgangsmåte til liming av papir. Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å skjære ned på den meget store bruk av kolofonium. Fremgangsmåten ifølge det japanske patent reduserer.ikke mengden av anvendt kolofonium vesentlig, og det antas at den samme limingseffekt kan oppnås ved anvendelse av de angitte mengder av kolofonium uten den sterkt substituerte oktenyl-ravsyre-stivelse-ester. De resultater som oppnås ifølge foreliggende oppfinnelse, er langt bedre enn de resultater som rapporteres i ovenneynte japanske patent, og søkerne anvender et stivelsesderivat som har en langt lavere substitusjonsgrad, og hvor kolofonium bare er til stede i tilstrekkelige mengder til å regulere opptaket (1-2 kg kolofonium pr. tonn papir). It is not clear from the above-mentioned Japanese patent that some alum must be used in the paper web when it enters the glue press. It is also believed that the overall expenses and material costs for carrying out the method according to the Japanese patent will have to be too high for use as a competitive method for gluing paper. The purpose of the present invention is to cut down on the very large use of rosin. The method according to the Japanese patent does not substantially reduce the amount of rosin used, and it is believed that the same gluing effect can be obtained by using the specified amounts of rosin without the highly substituted octenyl succinic starch ester. The results obtained according to the present invention are far better than the results reported in the above-mentioned Japanese patent, and the applicants use a starch derivative which has a far lower degree of substitution, and where rosin is only present in sufficient quantities to regulate absorption (1- 2 kg of rosin per tonne of paper).
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte til utvendig liming av en cellulosebane inneholdende ioner av et flerverdig metall som gir banen en forbedret vannresistens, ved påføring av et vandig limingsmateriale på cellulosebanen,karakterisert vedat det vandige limingsmateriale inneholder 2-15 vekt% av en dikarboksylsyre-stivelsesester fremstilt ved at stivelse omsettes med et dikarboksylsyreanhydrid med 8-22 karbonatomer, hvilket er et alifatisk, aromatisk, alisyklisk eller bisyklisk alifatisk dikarboksylsyreanhydrid eller substituert . dikarboksylsyreanhydrid, hvor stivelsesesteren har en grad av substitusjon av dikarboksylsyreanhydridet i området fra 0,005 til 0,023 ved at det vandige limingsmateriale har en Brookfield-viskositet i, området 10-150 cp. (spindel nr. 1; 20 omdreininger pr. minutt; 66°C), ved at limingsmaterialet har en pH på 4-7,5 og en temperatur på 50-80°C, og ved at limingsmaterialet påføres på cellulosebanen med en ha-stighet på 10-100 kg pr. tonn. Stivelsesesteren fremstilles fortrinnsvis ved omsetning av stivelse med 1-oktenyl-ravsyreanhydrid. The present invention provides a method for the external gluing of a cellulose web containing ions of a polyvalent metal which gives the web an improved water resistance, by applying an aqueous gluing material to the cellulose web, characterized in that the aqueous gluing material contains 2-15% by weight of a dicarboxylic acid starch ester produced by reacting starch with a dicarboxylic acid anhydride with 8-22 carbon atoms, which is an aliphatic, aromatic, alicyclic or bicyclic aliphatic dicarboxylic acid anhydride or substituted. dicarboxylic anhydride, where the starch ester has a degree of substitution of the dicarboxylic anhydride in the range from 0.005 to 0.023 in that the aqueous sizing material has a Brookfield viscosity in the range 10-150 cp. (spindle no. 1; 20 revolutions per minute; 66°C), in that the gluing material has a pH of 4-7.5 and a temperature of 50-80°C, and in that the gluing material is applied to the cellulose web with a height of 10-100 kg per ton. The starch ester is preferably produced by reacting starch with 1-octenyl succinic anhydride.
Stivelsesesteren kan således være en 1-pktenyl-ravsyre-halvester av maisstivelse hvis substitusjonsgrad er i området 0,008-0,016, eksempelvis 1-oktenyl-ravsyre-halvester av mais-stivelse som er noe oksydert, slik at mengden av protein som er tilbake i halvesteren, er mindre enn 0,1 vekt% basert på vekten av stivelsen. The starch ester can thus be a 1-pktenyl-succinic acid half-ester of corn starch whose degree of substitution is in the range 0.008-0.016, for example 1-octenyl-succinic acid half-ester of corn starch which is somewhat oxidized, so that the amount of protein remaining in the half-ester , is less than 0.1% by weight based on the weight of the starch.
Det flerverdige matellion, som kari være aluminium, kalsium, magnesium, mangan eller barium, er fortrinnsvis i form av et svakt vannoppløselig salt og tilsettes til det vandige utgangsmateriale hvorav cellulosebanen dannes. Saltet av flerverdig metall er fortrinnsvis aluminiumsalt og erholdes av aluminiumklorid, åluminiumsulfat eller natriumaluminat. Saltet av flerverdig metall kan således være aluminiumssulfat som er til stede i cellulosebanen i en.mengde på minst 5 kg åluminiumsulfat pr. tonn fiber i cellulosebanen, eller natriumaluminat som er til stede i cellulosebanen i en mengde på minst 1,5 kg pr. tonn fiber i cellulosebanen. The polyvalent matellion, such as aluminium, calcium, magnesium, manganese or barium, is preferably in the form of a slightly water-soluble salt and is added to the aqueous starting material from which the cellulose web is formed. The salt of the polyvalent metal is preferably an aluminum salt and is obtained from aluminum chloride, aluminum sulfate or sodium aluminate. The salt of multivalent metal can thus be aluminum sulphate which is present in the cellulose web in an amount of at least 5 kg of aluminum sulphate per tonnes of fiber in the cellulose web, or sodium aluminate which is present in the cellulose web in an amount of at least 1.5 kg per tonnes of fiber in the cellulose web.
Den reduserte viskositet av stivelsesesteren erholdes fortrinnsvis ved syrehydrolyse av stivelsesesteren eller ved termisk-kjemisk behandling av stivelsesesteren. Alternativt kan den substituerte stivelse være svakt oksydert og den redu serte viskositet oppnådd ved termisk behandling ved høy temperatur, f.eks. ved 107-163°C. Papirbanen er fortrinnsvis fri for kolofonium. The reduced viscosity of the starch ester is preferably obtained by acid hydrolysis of the starch ester or by thermal-chemical treatment of the starch ester. Alternatively, the substituted starch can be slightly oxidized and the reduced viscosity achieved by thermal treatment at a high temperature, e.g. at 107-163°C. The paper web is preferably free of rosin.
Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte til fremstilling av et vannresistent papir ved liming av papirbanen ved limpressen med en vandig oppløsning av et viskositet-fortynnet, hydrofobt stivelsesderivat. Det foretrukne stivelsesderivat er stivelsessyreesteren av oktenyl-ravsyreanhydrid. Alun som er til stede i banen fra våt-enden av papirfremstillingsprosessen, reagerer med stivelsesderivatet under dannelse av et vannresistent ark. når dette stivelsesderivat påføres fra en oppløsning ved limpressen i en papirmaskin, synes det å forbinde seg med aiunet på en unik måte under oppnåelse av en høy grad av vann-resistens konsentrert ved: papirets overflate. Det flerverdige metallion (aluminium) tilføres fra papirbanene idet den passerer gjennom limpressen fra våt-enden (utgangsmaterialet) i papir- . maskinen, eller - hvis det våte utgangsmaterialet ikke inneholder alun - åluminiumsulfat kan tilsettes til utgangsmaterialet ved våt-enden av papirmaskinen, slik at det er til stede i papirbanen ved limpressen hvor oktehylsuccinat-stivelsessyreesteren påføres.. The invention thus relates to a method for producing a water-resistant paper by gluing the paper web at the gluing press with an aqueous solution of a viscosity-diluted, hydrophobic starch derivative. The preferred starch derivative is the starch ester of octenyl succinic anhydride. Alum present in the web from the wet-end of the papermaking process reacts with the starch derivative to form a water-resistant sheet. when this starch derivative is applied from a solution at the size press of a paper machine, it appears to bond with the aiun in a unique way, achieving a high degree of water resistance concentrated at: the surface of the paper. The polyvalent metal ion (aluminium) is supplied from the paper webs as it passes through the glue press from the wet end (starting material) in the paper. the machine, or - if the wet feedstock does not contain alum - aluminum sulphate can be added to the feedstock at the wet end of the paper machine, so that it is present in the paper web at the sizing press where the octyl succinate starch acid ester is applied.
De følgende eksempler vil ytterligere belyse oppfinnelsen.. The following examples will further illustrate the invention.
Eksempel 1Example 1
Den stivelsessyreester som anvendes ved fremgangsmåten The starch acid ester used in the method
ifølge oppfinnelsen, kan fremstilles som følger:according to the invention, can be produced as follows:
Perlestivelse (100 deler) innstilles med vann til en oppslemning tilsvarende ca. 21-22° Bé (ved 16°C). Ca. 2,9 deler av en 60° Bé svovelsyre som er blitt fortynnet med 2,9 deler vann, blir så tilsatt til ovennevnte stivelsesoppslemning, og temperaturen innstilles på 53°C. Pearl starch (100 parts) is mixed with water to a slurry corresponding to approx. 21-22° Bé (at 16°C). About. 2.9 parts of a 60° Bé sulfuric acid which has been diluted with 2.9 parts of water is then added to the above starch slurry and the temperature is adjusted to 53°C.
Syren får omdannes til stivelse ved 53°C i ca. 4 timer, slik at den tilsiktede alkali-fluiditetsverdi på 56 ml oppnås, under anvendelse av en 10 g prøve av stivelse i 90 ml 0,375 N NaOH for bestemmelse av alkali-fluiditetsverdien. Når den tilsiktede alkalifluiditet er blitt oppnådd, innstilles pH i den fortynnede (tynngjorte! ) stivelsesoppslemning på o 4,5-5,0 med 18Q Bé natriumkarbonat. Ca. 2,8 deler natriumkarbonat går med. Oppslemningen blir så siktet, filtrert og filterkaken vasket. Den vaskede filterkake blir så igjen oppslemmet i vann til 21-22 Bé The acid is allowed to convert to starch at 53°C for approx. 4 hours, so that the intended alkali fluidity value of 56 ml is obtained, using a 10 g sample of starch in 90 ml of 0.375 N NaOH to determine the alkali fluidity value. When the intended alkali fluidity has been achieved, the pH of the diluted (thinned out!) starch slurry is adjusted to o 4.5-5.0 with 18Q Bé sodium carbonate. About. 2.8 parts of sodium carbonate are added. The slurry is then sieved, filtered and the filter cake washed. The washed filter cake is then resuspended in water to 21-22 Bé
(ved 16°C), og temperaturen innstilles på 32-35°C. Oppslemningen agiteres.deretter kraftig gjennom de gjenværende trinn (at 16°C), and the temperature is set to 32-35°C. The slurry is then vigorously agitated through the remaining steps
. av prosessen... of the process..
To deler 1-oktenyl-ravsyreanhydrid blir så tilsatt til oppslemningen. Umiddelbart deretter tilsettes 5% NaOH-oppløs-ning for innstilling av oppslemningens pH til 6,5-7,5. Denne pH (6,5-7,5) opprettholdes ved hjelp av 5% NaOH inntil oppslemningens pH holder seg konstant. Ca. 2,5 timer er nødvendig for oppnåelse av pH-likevekt, etter en samlet tilsetning på ca. 0,5 deler NaOH. Two parts of 1-octenyl succinic anhydride are then added to the slurry. Immediately afterwards, 5% NaOH solution is added to adjust the pH of the slurry to 6.5-7.5. This pH (6.5-7.5) is maintained using 5% NaOH until the pH of the slurry remains constant. About. 2.5 hours are required to achieve pH equilibrium, after a total addition of approx. 0.5 parts NaOH.
Oppslemningens pH blir så igjen innstilt på 6,0-6,5 medThe pH of the slurry is then again adjusted to 6.0-6.5 with
30° Bé svovelsyre (ca. 0,5 del 60° Bé H2S04er påkrevet). Den reagerte stivelse blir så siktet og filtrert. Filterkaken vaskes grundig med vann ved 4 3°C maksimum. Det vaskede stivelsesderivat blir så tørket og siktet. Det tørkede produktets vanninnhold bør være i området 10-13%, og minst 1 vekt%, regnet på basis av tørre faste stoffer, av 1-oktenyl-ravsyreanhydridet bør være omsatt med stivelsen. Ovennevnte stivelsesderivat er deretter klart for anvendelse ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og de forskjellige utførelsesformer som er beskrevet, 30° Bé sulfuric acid (about 0.5 part 60° Bé H2S04 is required). The reacted starch is then sieved and filtered. The filter cake is washed thoroughly with water at 4 3°C maximum. The washed starch derivative is then dried and sieved. The water content of the dried product should be in the range 10-13%, and at least 1% by weight, calculated on the basis of dry solids, of the 1-octenyl succinic anhydride should be reacted with the starch. The above-mentioned starch derivative is then ready for use in the method according to the invention and the various embodiments described,
i det f orelig.gende .in the meantime.
Eksempel 2Example 2
Det stivelsesderivat som ble fremstilt i henhold til eksempel 1 ovenfor, er med gode resultater blitt anvendt som én limpressestivelse for å bibringe papiret en høy grad av vannresistens, ved påføring på et papirark under papirfremstillingsprosessen. Arket bør inneholde tilstrekkelig alun (natriumaluminat) fra den våte ende. av en papirmaskin av Fourdrinier-typen. Tilsetningen av dette stivelsesderivat i limpressen utvikler også dé mindre styrkeegenskaper likeså effektivt som hvilke som helst konvensjonelle limpressestivelser. The starch derivative which was prepared according to example 1 above has been used with good results as a sizing starch to give the paper a high degree of water resistance, when applied to a sheet of paper during the papermaking process. The sheet should contain sufficient alum (sodium aluminate) from the wet end. of a paper machine of the Fourdrinier type. The addition of this starch derivative in the adhesive press also develops the minor strength properties as effectively as any conventional adhesive press starches.
Et forsøk ble utført i en papirfabrikk som normalt anvender alun (natriumaluminat) i den våte ende av papirmaskinen. Denne fabrikk anvendte også normalt et forsterket kolofonium i den våte ende og en annen stivelse (enzym-ondannet) i limpressen for oppnåelse av grenseliming (borderline sizing). Forskjellige forsøk ble utført som beskrevet nedenfor. Forsøkene viste at en betydelig forbedring i vannresistensen kan.oppnås gjennom påføring av stivelsesderivatet ved limpressen i en papirmaskin. An experiment was carried out in a paper mill which normally uses alum (sodium aluminate) in the wet end of the paper machine. This factory also normally used a reinforced rosin in the wet end and another starch (enzyme-modified) in the sizing press to achieve borderline sizing. Various experiments were performed as described below. The tests showed that a significant improvement in water resistance can be achieved by applying the starch derivative at the glue press in a paper machine.
Et antall forsøk ble utført på en industriell papirmaskin A number of experiments were carried out on an industrial paper machine
under anvendelse av det i eksempel 1 beskrevne stivelsesderivat,. tilsatt i limpressen. Et kontrollforsøk ble utført i den samme papirmaskin under anvendelse av en enzym-omdannet perlestivelse i limpressen.ved det samme faststoff-nivå. Det ble utført for-søk som. betegnes Hercules H.S.T. nr. 2 INK, og resultatene ble notert. I en annen forsøksserie ble perlestivelse og det stivelsesderivat som er beskrevet i eksempel 1, påført ved limpressen. I begge ovennevnte tilfeller var stivelses-faststoffet i limpressen ca. 7,8%. Resultatene fra disse forsøk er gjen-gitt nedenfor i tabell I: using the starch derivative described in example 1. added in the glue press. A control trial was carried out in the same paper machine using an enzyme-converted pearl starch in the size press at the same solids level. A pre-search was carried out which. is designated Hercules H.S.T. No. 2 INK, and the results were noted. In another series of experiments, pearl starch and the starch derivative described in example 1 were applied by the glue press. In both of the above cases, the starch solid in the glue press was approx. 7.8%. The results from these experiments are reproduced below in Table I:
Tabell I viser at entydig og effektiv liming ble oppnådd under anvendelse av det i det foreliggende beskrevne stivelsesderivat, tilsatt i limpressen. Bare grense-liming ble oppnådd når en enzym-omdannet perlestivelse ble anvendt i limpressen i kombinasjon med et forsterket kolofonium ved papirmaskinens våte ende. Tabell I viser imidlertid at det stivelsesderivat som anvendes ifølge foreliggende oppfinnelse, ikke bare gav en meget god virkning når det gjelder å bibringe papiret vann-resistens, men det innvendige forsterkede kolofoniumlim ble også redusert med 25%. Det stivelsesderivat som anvendes ifølge oppfinnelsen, hadde dessuten ingen ugunstige -virkninger på andre fysikalske egenskaper hos arket, såsom sprengstyrke, riv-styrke, voks, opptak,* opasitet og lyshet. Limpressedispersjonens pH ble opprettholdt ved ca. 6 under forsøkene. Alun-innholdet i det nettopp dannede ark var ca. 7,5-10 kg pr. tonn, uttrykt som alun. Mengden av alun i arket ble bestemt ved den metode som e>r hpskrpvAt. i nsdpnståendflekserrmel Table I shows that clear and effective gluing was achieved using the starch derivative described herein, added to the gluing press. Only boundary sizing was achieved when an enzyme-converted pearl starch was used in the sizing press in combination with a reinforced rosin at the wet end of the paper machine. Table I shows, however, that the starch derivative used according to the present invention not only gave a very good effect in terms of imparting water resistance to the paper, but the internal reinforced rosin glue was also reduced by 25%. The starch derivative used according to the invention also had no adverse effects on other physical properties of the sheet, such as burst strength, tear strength, wax, absorption,* opacity and lightness. The pH of the adhesive press dispersion was maintained at approx. 6 during the experiments. The alum content in the newly formed sheet was approx. 7.5-10 kg per tonnes, expressed as alum. The amount of alum in the sheet was determined by the method which is hpskrpvAt. in nsdpnstandendflexermel
Eksempel 3Example 3
Et annet forsøk i en papirfabrikk ble også utført som ytterligere viste effektiviteten av det stivelsesderivat som anvendes i henhold til oppfinnelsen, når det gjelder oppnåelse av et vannresistent ark når stivelsen kommen til anvendelse ved limpressen i en papirmaskin som beskrevet nedenfor. Another experiment in a paper factory was also carried out which further showed the effectiveness of the starch derivative used according to the invention, in terms of obtaining a water resistant sheet when the starch is used in the glue press in a paper machine as described below.
Tabell II nedenfor er en rapport av den annen serie av forsøk som ble utført i den samme papirfabrikk som eksempel 2, Table II below is a report of the second series of experiments carried out in the same paper mill as Example 2,
og på den samme industrielle papirmaskin. Stivelsesderivatet ble på ny anvendt ved limpressen i de forskjellige kombinasjoner som er angitt i tabell II: and on the same industrial paper machine. The starch derivative was used again at the glue press in the various combinations indicated in Table II:
Som det vil sees fra tabell II, var mengden av stivelsesfaststoff i limpressen ca. 7.5%, idet de enkelte stivelser om-fattende, det samlede stivelsesfaststoff ble forandret som an-ført frå én 50/50 blanding av stivelsen fra eksempel 1 og en enzym-omdannet perlestivelse til 100% enzym-omdannet perlestivelse og deretter tilbake til en 50/50 blanding av ovennevnte stivelsesderivater. Den virkning på forsøksresultatene med H.S.T. nr. 2 INK som skyldtes at det stivelsesderivat som anvendes ifølge foreliggende oppfinnelse, ble fjernet fra limpresse-stivelsesblandingen, var dramatisk og klar. En meget god vann-resistens (149 sek.) ble oppnådd når en 50/50-blanding ble anvendt som innbefattet det stivelsesderivat som anvendes ifølge oppfinnelsen. Resultatene fra forsøk med H.S.T. nr. 2 INK falt As will be seen from Table II, the amount of starch solids in the size press was approx. 7.5%, including the individual starches, the total starch solids was changed as indicated from a 50/50 mixture of the starch from example 1 and an enzyme-converted pearl starch to 100% enzyme-converted pearl starch and then back to a 50 /50 mixture of the above-mentioned starch derivatives. The effect on the test results with H.S.T. No. 2 INK due to the starch derivative used in the present invention being removed from the glue press starch mixture was dramatic and clear. A very good water resistance (149 sec.) was achieved when a 50/50 mixture was used which included the starch derivative used according to the invention. The results of experiments with H.S.T. No. 2 INK dropped
i verdi med en faktor større enn 2, til en verdi mindre enn halvparten av den opprinnelige verdi (61 sek.). Når 50/50-blandingen av enzym-omdannet perlestivelse og stivelsesderivatet fra eksempel 1 igjen ble etablert i limpressen, steg verdien fra forsøket med H.S.T. nr. 2 INK til over det tredobbelte sammenlignet med 100% enzym-omdannet perlestivelse påført ved limpressen. Dette eksempel- viser klart at den økte liming kan tilskrives stivelsesderivatet fra eksempel 1 og ikke noen annen årsak. Det prosentvise opptak av stivelse ble også målt i dette forsøk og var ca.. 3%. Forsøket viser at en 50/50-blanding av en enzym-omdannet perlestivelse med stivelsesderivatet fra eksempel 1 er meget godt egnet for oppnåelse av god vann-resistens når den anvendes ved limpressen. in value by a factor greater than 2, to a value less than half the original value (61 sec.). When the 50/50 mixture of enzyme-converted pearl starch and the starch derivative from Example 1 was again established in the size press, the value from the experiment with H.S.T. No. 2 INK to more than triple compared to 100% enzyme-converted pearl starch applied at the glue press. This example clearly shows that the increased sticking can be attributed to the starch derivative from example 1 and not to any other cause. The percentage uptake of starch was also measured in this experiment and was approx. 3%. The experiment shows that a 50/50 mixture of an enzyme-converted pearl starch with the starch derivative from example 1 is very suitable for achieving good water resistance when used in the glue press.
Innholdet av.oktenylsuccinat-grupper.i papirbanen i det beskrevne substitusjonsområde synes å bestemme graden av vann-resistens i det resulterende papir, ikke mengden av anvendt stivelse, skjønt stivelse i og for seg gir papirbanen indre styrke. Et stivelsesderivat som har en d.s. på 0,016, kan med andre ord anvendes i en liten mengde for oppnåelse av den samme grad av vannresistens som kan oppnås med en større mengde av et stivelsesderivat som har et lavere innhold av oktenylsuccinat-grupper. Når graden av substitusjon med oktenylsuccinat-grupper er 0,016 eller lavere, synes det å være unødvendig å tilsette noen annen stivelse, fordi det da er til stede tilstrekkelig av den stivelse som anvendes ifølge oppfinnelsen, til å gi papiret både vannresistens og indre styrke. De lavere d.s.-nivåer forenkler derfor i høy grad fremstillingen av limingsmaterialet, da bare et stivelsesderivat er nødvendig. The content of octenyl succinate groups in the paper web in the described substitution range seems to determine the degree of water resistance in the resulting paper, not the amount of starch used, although starch in itself gives the paper web internal strength. A starch derivative having a d.s. of 0.016, in other words, can be used in a small amount to achieve the same degree of water resistance as can be achieved with a larger amount of a starch derivative having a lower content of octenyl succinate groups. When the degree of substitution with octenyl succinate groups is 0.016 or lower, it seems unnecessary to add any other starch, because sufficient of the starch used according to the invention is then present to give the paper both water resistance and internal strength. The lower d.s. levels therefore greatly simplify the production of the sizing material, as only a starch derivative is required.
Tabell III nedenfor viser sammenhengen mellom det prosentvise opptak av oktenylsuccinat-stivelse og virkningen på limingen som det prosentvise opptak har. Table III below shows the relationship between the percentage uptake of octenyl succinate starch and the effect on sizing that the percentage uptake has.
Tabell III ovenfor viser klart en dramatisk økning i vannresistensen når mengden av opptak av det stivelsesderivat som anvendes ifølge oppfinnelsen, økes. Tredobbling av opptaket av stivelsesderivatet bevirker en betydelig økning i papirarkets vannresistens, jfr. limingsresultatene ved Hercules-prøven Table III above clearly shows a dramatic increase in water resistance when the amount of absorption of the starch derivative used according to the invention is increased. Tripling the absorption of the starch derivative causes a significant increase in the paper sheet's water resistance, cf. the bonding results of the Hercules test
(122 sek.). Ovennevnte limingsvirkning ble oppnådd uten anvendelse av kolofonium i papirmaskinens våte ende, men ved noen anvendelser kan det være ønskelig å tilsette en liten mengde (122 sec.). The above gluing effect was achieved without the use of rosin in the wet end of the paper machine, but in some applications it may be desirable to add a small amount
(1-1,5 kg kolofonium pr. tonn papir-utgangsmateriale) i den våte ende for å lette reguleringen av limpresse-opptaket. (1-1.5 kg of rosin per ton of paper starting material) in the wet end to facilitate the regulation of the glue press uptake.
Som påpekt ovenfor må man for å oppnå effektiv liming ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse tilsette noe alun (åluminiumsulfat) eller natriumaluminat ved den våte ende, slik at det vil foreligge en minimumsmengde av aluminium-ion i papirbanen når denne kommer inn i limpressen. Det er hittil blitt funnet at ca. 5 kg alun pr. tonn fiber i fiberbanen er det minimum som er påkrevet for oppnåelse av effektiv vannresistent liming i det endelige- papirark. As pointed out above, in order to achieve effective gluing with the method according to the present invention, one must add some alum (aluminium sulphate) or sodium aluminate at the wet end, so that there will be a minimum amount of aluminum ion in the paper web when it enters the gluing press. It has so far been found that approx. 5 kg of alum per tonnes of fiber in the fiber web is the minimum required to achieve effective water-resistant sizing in the final paper sheet.
Stivelsesderivatet kokes før påføring på papirarkét, enten chargevis eller ved en kontinuerlig kokemetode, såsom jet-koking. Stivelsesderivatet kan kombineres med en konvensjonell limpresse-stivelse (f.eks. perle-mais-stivelse) med sikte på å øke papirarkets styrke. Påføringstemperatureh bør ikke falle under 51°C og er fortrinnsvis i området 76-82°C. For oppnåelse av de beste resultater med hensyn til opptak og liming ved limpressen under anvéndelse av det foreliggende stivelsesderivat er en pH i den våte ende av papirmaskinen på ca. 4-6 blitt funnet å være ønskelig. The starch derivative is boiled before application to the paper sheet, either in batches or by a continuous cooking method, such as jet cooking. The starch derivative can be combined with a conventional size press starch (eg pearl corn starch) with the aim of increasing the strength of the paper sheet. The application temperature should not fall below 51°C and is preferably in the range 76-82°C. To achieve the best results with regard to uptake and gluing at the gluing press using the present starch derivative, a pH at the wet end of the paper machine of approx. 4-6 have been found to be desirable.
Stivelsesderivatet har meget god virkning når det tilsettes til limpressen for utvikling av en høy grad av vann-resistens hos en papirhane som inneholder alun, natriumaluminat eller annet flerverdig metallion tilsatt ved papirmaskinens våte ende. Stivelsesderivatet utvikler også indre styrke ekvivalent med de mest effektive av de konvensjonelle limpresse-stivelser. Man tar også sikte på at det foreliggende stivelsesderivat kan påføres et celluloseark fra en kalander-stabel, slik åt det oppnås ark med høy vannresistens. The starch derivative has a very good effect when added to the sizing press to develop a high degree of water resistance in a paper tap containing alum, sodium aluminate or other polyvalent metal ion added at the wet end of the paper machine. The starch derivative also develops internal strength equivalent to the most effective of the conventional glue press starches. It is also intended that the present starch derivative can be applied to a cellulose sheet from a calender stack, so that sheets with high water resistance are obtained.
Viskositetsegenskapene av denne stivelse beskrives nedenfor. Etter hvert som konsentrasjonen øker fra en 2% dsb stivelse til 12% dsb stivelse, øker Brookfield-viskositeten. For eksempel var Brookfield-viskositeten av en 2% dsb vandig stivelsesprøve ca. 13 cp ved 52°C. Når konsentrasjonen ble øket til 8%, var Brookfield-viskositeten ca. 45 cp, og ved en konsentrasjon på 10% var Brookfield-viskositeten ca. 69 cp, og ved en stivelseskonsentrasjon på 12% var Brookfield-viskositeten ca. 97 cp. Med stigende temperatur er viskositetsøkningene med økende faststoffinnhold ikke så store som de er ved lavere temperaturer. For direkte sammenligning av temperatur-virkningen se tabellen nedenfor: The viscosity properties of this starch are described below. As the concentration increases from a 2% dsb starch to a 12% dsb starch, the Brookfield viscosity increases. For example, the Brookfield viscosity of a 2% dsb aqueous starch sample was approx. 13 cp at 52°C. When the concentration was increased to 8%, the Brookfield viscosity was approx. 45 cp, and at a concentration of 10% the Brookfield viscosity was approx. 69 cp, and at a starch concentration of 12% the Brookfield viscosity was approx. 97 cp. With increasing temperature, the increases in viscosity with increasing solids content are not as large as they are at lower temperatures. For a direct comparison of the temperature effect see the table below:
Ovenstående Brookfield-viskositeter ble oppnådd under anvendelse av en spindel nr. 1 ved 100 omdreininger pr. minutt. The above Brookfield viscosities were obtained using a #1 spindle at 100 rpm. minute.
Ovenstående viskositet/faststoff/temperatur-karakteristika er typiske for limpresse-stivelser. Det ansees å være ønskelig at den foreliggende stivelse har slike viskositetskarakteristika, The above viscosity/solids/temperature characteristics are typical for glue press starches. It is considered desirable that the present starch has such viscosity characteristics,
slik at. den bekvemt.kan påføres, spesielt når den påføres fraso that. it can be conveniently applied, especially when applied from
en limpresse i kombinasjon med andre konvensjonelle stivelser. a glue press in combination with other conventional starches.
Skjønt den nøyaktige grunn ikke er kjent med visshet, er det foreliggende stivelsesderivat ikke effektivt når det under-kastes viskositets-uttynning ved hjelp av enzym-omdannelse. Although the exact reason is not known with certainty, the present starch derivative is not effective when subjected to viscosity thinning by enzyme conversion.
Det er mulig at enzymet skiller oktenyl-gruppene fra stivelsesesteren, slik at de hydrofobe egenskaper tapes. It is possible that the enzyme separates the octenyl groups from the starch ester, so that the hydrophobic properties are lost.
Også andre stivelse-ester-derivater menes å være hensiktsmessige ved fremgangsmåten til liming av papir ved limpressen for oppnåelse av høy vannresistens. Disse ytterligere stivelsesderivater kan fremstilles ut fra substituerte cykliske dikarboksylsyre-anhydrider og blandede anhydrider som binder seg til stivelsemolekylet gjennem ester-gruppen, har hydrofobe egenskaper og er i stand til å regerere med det flerverdige metallion (aluminium-ion) i papirbanen under dennes passasje gjennom limpressen. Hydrokarbonkjede-forlengelser som kan erholdes ut fra C6~C24cykliske dikarboksylsyréanhydrider er formentlig hensiktsmessige for dette formål med de nødvendige justeringer med hensyn til konsentrasjonen av de respektive stivelsesderivater i limpresse-dispersjonen. For meget hydrofobe stivelsesderivater kreves det mindre for oppnåelse av vann-resistens, og i visse tilfeller anvendes .en mer konvensjonell limpresse-stivelse for oppnåelse av indre styrke i papirarket. Other starch ester derivatives are also believed to be suitable for the method of gluing paper at the gluing press to achieve high water resistance. These further starch derivatives can be prepared from substituted cyclic dicarboxylic acid anhydrides and mixed anhydrides which bind to the starch molecule through the ester group, have hydrophobic properties and are able to bind with the polyvalent metal ion (aluminum ion) in the paper web during its passage through the glue press. Hydrocarbon chain extensions which can be obtained from C6~C24 cyclic dicarboxylic acid anhydrides are probably suitable for this purpose with the necessary adjustments with regard to the concentration of the respective starch derivatives in the glue press dispersion. For very hydrophobic starch derivatives, less is required to achieve water resistance, and in certain cases, a more conventional glue press starch is used to achieve internal strength in the paper sheet.
Eksempel 4Example 4
100 deler maisstivelse oppslemmes i vann til ca. 22,5° Bé ved 16°C. Oppslemningens temperatur heves deretter til ca. 32-35°C, og pH justeres til ca. 6,5-7,0 med 5% (7,0-7,4° Bé) natriumhydroksyd-oppløsning. Deretter tilsettes ca. 2 vekt%, basert på vekten av stivelsen, av 1-oktenyl-ravsyreanhydrid til oppslemningen under agitering (så hurtig som mulig). Så snart alt anhydrid. er tilsatt, begynner man tilsetningen av 5% 100 parts of cornstarch are suspended in water to approx. 22.5° Bé at 16°C. The temperature of the slurry is then raised to approx. 32-35°C, and the pH is adjusted to approx. 6.5-7.0 with 5% (7.0-7.4° Bé) sodium hydroxide solution. Then add approx. 2% by weight, based on the weight of the starch, of 1-octenyl succinic anhydride to the slurry with agitation (as quickly as possible). As soon as all anhydride. has been added, one begins the addition of 5%
(7,0-7,4° Bé), og oppslemningens pH justeres til 6,5-7,5. Tilsetningen av natriumhydroksyd fortsettes under omrøring i ca. (7.0-7.4° Bé), and the pH of the slurry is adjusted to 6.5-7.5. The addition of sodium hydroxide is continued with stirring for approx.
2,5 timer med konstant omrøring, mens oppslemningens pH holdes ved ca. 6,5-7,5 ved hjelp av 5% natriumhydroksyd. Reaksjonen 2.5 hours with constant stirring, while the pH of the slurry is kept at approx. 6.5-7.5 using 5% sodium hydroxide. The reaction
l fortsettes inntil pH holder seg konstant. Substitusjonsgraden ved fullstendig reaksjon bør være i området 0,008-0,016. l is continued until the pH remains constant. The degree of substitution at complete reaction should be in the range 0.008-0.016.
pH-verdien av den derivatiserte stivelsesoppslemning blir så. innstilt på 5,5-6,0, og temperaturen innstilles på 43°C.. Det resulterende produkt blir deretter silt, filtrert, vasket The pH of the derivatized starch slurry then becomes set at 5.5-6.0 and the temperature set at 43°C.. The resulting product is then strained, filtered, washed
og tørket. Det resulterende produkt bør ha de følgende karakteristika: and dried. The resulting product should have the following characteristics:
Vanninnhold: 10-13%Water content: 10-13%
pH: 6-7pH: 6-7
d.s. 1-oktenylsucciant: 0,008-0,016 i.e. 1-octenyl succinate: 0.008-0.016
Ovennevnte stivelsesderivat tynngjøres ikke, men dette bør The above starch derivative is not thinned, but this should be
gjøres før bruk. Det kan tynngjøres i papirfabrikken når det done before use. It can be thinned in the paper mill when it
skal anvendes, ved termisk-kjemisk koking som beskrevet i eksempel 6 nedenfor. is to be used, by thermal-chemical boiling as described in example 6 below.
Eksempel 5Example 5
100 deler maisstivelse. oppslemmes i vann til et faststoffinnhold tilsvarende ca. 22,5° Bé. ved 16°C. Oppslemningens pH innstilles på ca. 7,5 med vannfritt natriumkarbonat, og oppslemningens temperatur innstilles på 4 9-52°C. Oppslemningen blir deretter underkastet alkalisk blekning i ca. 2 timer under anvendelse av ca. 1,7 vekt%NaOCl eller ca. 0,5 vekt% klor (basert på vekten av stivelsen). Alkali-fluiditeten av den blekede stivelse bør være minst 65 ml ved anvendelse av en 2,5 g prøve, 0,375 N og den test-prosedyre som er beskrevet i de følgende eksempler. Blekningstrinnet avsluttes ved tilsetning av 0,13 vékt%, basert på den samlede stivelsesvekt, av natrium-bisulfitt. 100 parts cornstarch. slurried in water to a solids content corresponding to approx. 22.5° Bé. at 16°C. The pH of the slurry is set to approx. 7.5 with anhydrous sodium carbonate, and the temperature of the slurry is set at 49-52°C. The slurry is then subjected to alkaline bleaching for approx. 2 hours using approx. 1.7% by weight NaOCl or approx. 0.5 wt% chlorine (based on the weight of the starch). The alkali fluidity of the bleached starch should be at least 65 ml using a 2.5 g sample, 0.375 N and the test procedure described in the following examples. The bleaching step is terminated by the addition of 0.13% by weight, based on the total starch weight, of sodium bisulphite.
Oppslemningens temperatur innstilles på ca. 32-35°C, og pH holdes i området 6,5-7,0. Deretter tilsettes ca. 2 vekt% 1-oktenyl-ravsyreanhydrid mens oppslemningen omrøres kraftig. Deretter tilsettes straks natriumhydroksyd inntil pH-verdien er 6,5, og. deretter holdes pH i området 6,5-7,5, og' forestrings-reaksjonen fortsettes i ca. 2\ time til sluttpunktet, hvorunder pH holdes innen området 6,5-7,0 ved hjelp av NaOH. Mengden av l-'oktenyl-ravsyrearihydrid begrenses til en samlet mengde på The temperature of the slurry is set to approx. 32-35°C, and the pH is kept in the range 6.5-7.0. Then add approx. 2% by weight of 1-octenyl succinic anhydride while stirring the slurry vigorously. Sodium hydroxide is then immediately added until the pH value is 6.5, and. then the pH is kept in the range 6.5-7.5, and the esterification reaction is continued for approx. 2\ hours to the end point, during which the pH is kept within the range 6.5-7.0 by means of NaOH. The amount of 1-octenyl succinic acid arihydride is limited to a total amount of
3%, basert på tørrstoffvekten av stivelsen. Oppslemningens temperatur innstilles deretter på 43°C; fulgt av siling, filtrering og tørking. Det tørre produkt bør ha.de følgende egenskaper: alkali-fluiditet: 75 ml minimum (2,5 g prøve, 0,375 N) 3%, based on the dry matter weight of the starch. The temperature of the slurry is then set to 43°C; followed by straining, filtering and drying. The dry product should have the following properties: alkali fluidity: 75 ml minimum (2.5 g sample, 0.375 N)
d.s. av oktenylsuccinat-grupper: 0,008-0,016i.e. of octenyl succinate groups: 0.008-0.016
(1-3 vekt% oktenylsuccinat-grupper, basert på stivelsen)(1-3 wt% octenyl succinate groups, based on the starch)
Den foretrukne substitusjonsgrad for oktenylsuccinat-gruppene er 0,008-0,016. Substitusjonsgraden kan imidlertid være så lav som 0,005 eller så høy som 0,023 og fremdeles gi fordelene med øket liming for enkelte papirsorter. The preferred degree of substitution for the octenyl succinate groups is 0.008-0.016. However, the degree of substitution can be as low as 0.005 or as high as 0.023 and still provide the benefits of increased sizing for some papers.
Stivelses-halvesteren i eksempel 5 blir også tynngjortThe starch half-ester in Example 5 is also thinned
før bruk, som beskrevet i eksempel 4, ved termisk-kjemisk koking, jet-koking, høytemperatur-trykkoking, syrehydrolyse eller ved hvilken som helst konvensjonell metode unntatt enzym-tynning, hvorved det erholdes en mindre viskøs stivelse med before use, as described in Example 4, by thermal-chemical cooking, jet cooking, high temperature pressure cooking, acid hydrolysis or by any conventional method except enzyme thinning, whereby a less viscous starch is obtained with
en Brookfield-viskositet i området 10-150 cp (2-15% faststoffinnhold; 66°C; spindel nr. i ved 100 omdreininger pr. minutt). Når stivelsesderivatet er blitt bleket, som i eksempel 5, er den kjemiske omdannelse ved papirfabrikken unødvendig. Det blekede produkt frembringer bedre farge i det belagte papir også. a Brookfield viscosity in the range of 10-150 cp (2-15% solids content; 66°C; spindle No. i at 100 rpm). When the starch derivative has been bleached, as in Example 5, the chemical conversion at the paper mill is unnecessary. The bleached product produces better color in the coated paper as well.
Viskositeten av stivelsesmaterialet innstilles for oppnåelse av det mest ønskelige opptak av materialer fra limpressen. Det gis viskositeteforskjeller som dikteres av det spesielle papirmaskin-apparat, og også av den spesielle papirkvalitet som fremstilles. For visse vanskelig limbare papirsorter antas, at det ville være ønskelig å øke substitusjonsgraden over den normale øvre grense på 0,023, opp til ca. 0,039. Et slikt stivelsesderivat blir så uttynnet og kan anvendes alene ved limpressen uten et ytterligere, eller supplerende, stivelse-■ limingsmiddél. pH-området ved den våte ende kan være opp til 6, og ved limpressen kan pH-området være 4-7,5. The viscosity of the starch material is adjusted to achieve the most desirable uptake of materials from the glue press. Viscosity differences are given which are dictated by the particular paper machine apparatus, and also by the particular paper quality that is produced. For certain types of paper that are difficult to glue, it is assumed that it would be desirable to increase the degree of substitution above the normal upper limit of 0.023, up to approx. 0.039. Such a starch derivative is then diluted and can be used alone in the glue press without a further, or supplementary, starch ■ sizing agent. The pH range at the wet end can be up to 6, and at the glue press the pH range can be 4-7.5.
De stivelsesderivater som anvendes ifølge den foreliggende oppfinnelse, kan anvendes uten at kolofonium er til stede ved den våte ende. Det kan imidlertid være ønskelig å anvende ca. 1-1,5 kg kolofonium pr. tonn papir i det våte utgangsmateriale som tilføres papirmaskinen, som hjelp til å regulere limpresse-opptaket og å lette utførelsen av papirfremstillingsprosessen. The starch derivatives used according to the present invention can be used without rosin being present at the wet end. However, it may be desirable to use approx. 1-1.5 kg rosin per tons of paper in the wet feedstock fed to the paper machine to help regulate the size press intake and facilitate the performance of the papermaking process.
Limingseffektiviteten er blitt observert å falle etter hvert som alun-tilsetningen i den våte ende nedsettes, og etter hvert som pH i den våte ende økes. Skjønt alun (aluminium- sulfat) for tiden foretrekkes, tar man også sikte på å anvende andre forbindelser isteden. Natriumaluminat, f.eks., kan anvendes for tilveiebringelse av flerverdige aluminium-ioner i papirbanen idet dennes kommer inn i limpressen. Videre regner man med at CaC^, MaC^f MnC^ eller BaCl2kan anvendes i utgangsmaterialet for tilveiebringelse av ioner av et flerverdig metall i papirbanen ved limpressen. For tiden ser det ut til at 5 kg alun pr. tonn fiber i papirbanen er det minimum som er påkrevet for oppnåelse av effektiv liming. The bonding efficiency has been observed to decrease as the alum addition in the wet end is decreased, and as the pH in the wet end is increased. Although alum (aluminium sulphate) is currently preferred, other compounds are also being used instead. Sodium aluminate, for example, can be used to provide polyvalent aluminum ions in the paper web as it enters the glue press. Furthermore, it is expected that CaC^, MaC^f MnC^ or BaCl2 can be used in the starting material for providing ions of a polyvalent metal in the paper web at the glue press. Currently, it appears that 5 kg of alum per tonnes of fiber in the paper web is the minimum required to achieve effective gluing.
Som påpekt ovenfor har man funnet at enzym-tynning av oktenylsuccinat-esteren av stivelse ikke er en effektiv eller ønskelig.arbeidsmåte når det gjelder å tynngjøre stivelsesderivatet. Det ser ut til at okténylsuccinat-gruppene blir skilt fra stivelsesmolekylene ved enzymets innvirkning, og stivelsesderivatet taper sin limingseffektivitet. As pointed out above, it has been found that enzyme thinning of the octenyl succinate ester of starch is not an efficient or desirable method of thinning the starch derivative. It appears that the octenyl succinate groups are separated from the starch molecules by the action of the enzyme, and the starch derivative loses its gluing efficiency.
Eksempel 6Example 6
Det stivelsesester-derivat som ble fremstilt i eksempel 4, ble utprøvet under laboratoriebetingelser med sikte på å simu-lere påføring på en papirhane ved limpressen i en papirmaskin. 600 g av stivelsesderivatet i eksempel 4 ble, sammen med 0,2% ammoniumpersulfat basert på stivelsen (tørrstoffvekten), ble oppslemmet i tilstrekkelig vann til å gi en samlet vekt på 4000 g. Oppslemningen ble deretter kokt ved ca. 157-160°C gjennom en koker av sløyfe-typen lignende den som.er beskrevet i U.S-. patent 3 661 640. Faststoff innholdet i den kokte stivelsespasta var 13% ved en pH på 4,9. pH ble deretter innstilt på . 5,7 med 5% NaOH-oppløsning. Faststoffinnholdet i den kokte stivelsespasta ble innstilt på 10%. Brookfield-viskositeten The starch ester derivative which was prepared in example 4 was tested under laboratory conditions with the aim of simulating application to a paper tap at the glue press in a paper machine. 600 g of the starch derivative in Example 4, together with 0.2% ammonium persulfate based on the starch (dry matter weight), was slurried in sufficient water to give a total weight of 4000 g. The slurry was then boiled at approx. 157-160°C through a loop-type reboiler similar to that described in U.S. Pat. patent 3 661 640. The solid content of the cooked starch paste was 13% at a pH of 4.9. The pH was then adjusted to . 5.7 with 5% NaOH solution. The solids content of the cooked starch paste was set at 10%. The Brookfield viscosity
under anvendelse av spindel.nr. 1 ved 20 omdreininger pr. min. using spindle no. 1 at 20 revolutions per my.
.og 66°C var 35 cp..and 66°C was 35 cp.
Et basisark inneholdende 10 kg. alun pr. tonn papir men ikke noe .kolofonium, ble limet ved hjelp av ovennevnte stivelses-derivatpasta ved 10% faststoffinnhold og en pH på 5,7. Opptaket av lim ble beregnet til 6,2%, hvilket ble ansett som et utmerket, resultat. Resultatet ved Hercules-limingsprøven for A base sheet containing 10 kg. alum per tons of paper but no rosin, was glued using the above starch derivative paste at 10% solids content and a pH of 5.7. The uptake of glue was calculated at 6.2%, which was considered an excellent result. The result of the Hercules bonding test for
i ovennevnte limede papir var 4 9,5, hvilket viser at en utmerket liming vår oppnådd. in the above-mentioned glued paper was 4 9.5, which shows that an excellent gluing was achieved.
Eksempel 7Example 7
Stivelsesester-derivatet i eksempel 5 ble også utprøvetThe starch ester derivative in Example 5 was also tested
i laboratoriet som beskrevet ovenfor i eksempel 6. Det lett oksyderte stivelsesderivat ble først underkastet termisk koking (uten tilsatt ammoniumpersulfat). En oppslemning av stivelsesderivatet i eksempel 5 inneholdende 15% faste stoffer ble jet-kokt ved en temperatur på ca. 16 0°C i en jet-koker (uten et sløyfe-rør). Faststoffinnholdet i det kokte stivelsesderivat in the laboratory as described above in example 6. The slightly oxidized starch derivative was first subjected to thermal boiling (without added ammonium persulfate). A slurry of the starch derivative in example 5 containing 15% solids was jet-boiled at a temperature of approx. 16 0°C in a jet cooker (without a loop tube). The solids content of the cooked starch derivative
ble innstilt på 10% ved tilsetning av varmt vann. Brookfield-viskositeten var 23 cp (spindel hr. 1, 20 omdreininger pr. minutt, 66°C). Opptaket av den kokte stivelsespasta var 6,2%. Hercules-limingsprøven viste et resultat på 85,6, hvilket viser uventet god liming. Flere ytterligere forsøk ble utført, og skjønt Hercules-prøven for disse forsøk ikke viste så gode verdier som i det første, ovenfor beskrevne forsøk, var de betydelig bedre enn de verdier som ble oppnådd med en lignende substituert stivelse som ikke først har blitt svakt oksydert. En mulig forklaring på den vesentlig bedre kvalitet hos stivelsesderivatet ifølge eksempel 5 er at lett blekning ytterligere reduserer proteininnholdet i stivelsen til under ca. 0,1%. Lavere proteininnhold og de karboksylgrupper som tilsettes ved blekning, forbedrer stivelsens filmdannende egenskaper. Karboksylinnholdet blir imidlertid holdt under 0,3%, da for store mengder av karboksyl-grupper fra'resirkulert avfall virker som et dispergeringsmiddel i den våte ende av papirmaskinen, med ugunstige virkninger på fyllstoffretensjonen til følge. Problemer i papirmaskinens våte ende unngås ved begrensning av mengden av karboksylgrupper på stivelsesderivatet som anvendes i limpressen. was set to 10% by adding hot water. The Brookfield viscosity was 23 cp (spindle hr. 1, 20 rpm, 66°C). The absorption of the cooked starch paste was 6.2%. The Hercules bonding test showed a result of 85.6, which shows unexpectedly good bonding. Several further tests were carried out, and although the Hercules sample for these tests did not show as good values as in the first test described above, they were considerably better than the values obtained with a similar substituted starch which has not first been slightly oxidized . A possible explanation for the significantly better quality of the starch derivative according to example 5 is that light bleaching further reduces the protein content in the starch to below approx. 0.1%. Lower protein content and the carboxyl groups added during bleaching improve the film-forming properties of the starch. However, the carboxyl content is kept below 0.3%, as excessive amounts of carboxyl groups from recycled waste act as a dispersant in the wet end of the paper machine, with unfavorable effects on filler retention as a result. Problems in the wet end of the paper machine are avoided by limiting the amount of carboxyl groups on the starch derivative used in the sizing press.
• TESTMETODER'• TEST METHODS'
Bestemmelse av substitusjonsgradenDetermination of the degree of substitution
Oktenylsuccinats d.s. kan måles ved bestemmelse av karboksylinnholdet i den usubstituerte stivelse og subtraksjon av denne verdi av det karboksylinnhold som bestemmes i den reagerte'og filtrerte(stivelse. Bestemmelsen kan utføres ved at man titrererkjente prøver med standardisert (0,100 N) natriumhydroksyd-oppløsning til pH 7,5. De respektive prøver vaskes grundig før utprøvning, slik at eventuelt ureagert reagens fjernes fra produktprøven, og kontrollprøven under-kastes de samme betingelser som testprøven. Octenyl succinates d.s. can be measured by determining the carboxyl content in the unsubstituted starch and subtracting this value from the carboxyl content determined in the reacted and filtered starch. The determination can be carried out by titrating known samples with standardized (0.100 N) sodium hydroxide solution to pH 7, 5. The respective samples are washed thoroughly before testing, so that any unreacted reagent is removed from the product sample, and the control sample is subjected to the same conditions as the test sample.
Alkali- fluiditetAlkali fluidity
: Alkali-f luiditet-testen ('■ inhiberings-indeks"-testen) ut-føres i det vesentlige som beskrevet i U.S. patent 3 876 629, spalte 7, linjer 33-67 og spalte 8, linjer 1-10. : The alkali fluidity test (the "inhibition index" test) is performed essentially as described in U.S. Patent 3,876,629, column 7, lines 33-67 and column 8, lines 1-10.
Hercules- limingsprøvenThe Hercules bonding test
Denne test er.beskrevet i Hercules Sizing Tester Instruc-tion Manual HST-1A under anvendelse av Model KA Hercules Sizing Tester, som leveres av Hercules, Inc., Wilmington, Delaware, U.S.A. Samtlige resultater oppnås under anvendelse This test is described in Hercules Sizing Tester Instruction Manual HST-1A using the Model KA Hercules Sizing Tester, supplied by Hercules, Inc., Wilmington, Delaware, U.S.A. All results are obtained during application
av en Hercules-trykkfarge nr. 2 og 80% refleksjon. of a Hercules printing ink No. 2 and 80% reflectance.
Mullen- styrke- test Mullen strength test
Denne test er beskrevet i TAPP i Standard T403 os-76 (Technical Association of the Pulp and Paper Industry). This test is described in TAPP in Standard T403 os-76 (Technical Association of the Pulp and Paper Industry).
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US955479A | 1979-02-05 | 1979-02-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO800284L true NO800284L (en) | 1980-08-06 |
Family
ID=21738369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO800284A NO800284L (en) | 1979-02-05 | 1980-02-04 | PROCEDURE FOR LIMITING PAPER. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0014520B1 (en) |
| JP (1) | JPS55107598A (en) |
| CA (1) | CA1143914A (en) |
| DE (1) | DE3063384D1 (en) |
| NO (1) | NO800284L (en) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4721655A (en) * | 1985-12-20 | 1988-01-26 | National Starch And Chemical Corporation | Paper size compositions |
| US4687519A (en) * | 1985-12-20 | 1987-08-18 | National Starch And Chemical Corporation | Paper size compositions |
| WO1995015414A1 (en) * | 1993-12-03 | 1995-06-08 | Evercorn, Inc. | Paper surface treatment |
| US5595631A (en) * | 1995-05-17 | 1997-01-21 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | Method of paper sizing using modified cationic starch |
| US6521088B1 (en) | 1999-11-23 | 2003-02-18 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | Degraded hydrophobic, particulate starches and their use in paper sizing |
| US7101587B2 (en) | 2001-07-06 | 2006-09-05 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method for wetting and winding a substrate |
| US6649262B2 (en) | 2001-07-06 | 2003-11-18 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Wet roll having uniform composition distribution |
| DE102007005927B4 (en) * | 2007-02-06 | 2011-05-05 | Emsland - Stärke GmbH | Process for the preparation of a hydrophobic starch derivative |
| US8017249B2 (en) * | 2007-02-13 | 2011-09-13 | Tate & Lyle Ingredients Americas Llc | Starch-containing compositions for use in imparting oil or grease resistance to paper |
| CA2728278C (en) | 2008-06-20 | 2016-06-28 | Zheng Tan | Composition and recording sheet with improved optical properties |
| US20100322538A1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-23 | Powell Greg L | Flexible bulk containers constructed to be liftable from below by a forklift |
| US8962092B2 (en) * | 2013-01-30 | 2015-02-24 | Corn Products Development, Inc. | Paper sizing using an agent containing uniformly bound octenyl succinic anhydride groups made by the reaction of octenyl succinic anhydride onto a dispersed waxy starch |
| EP4095217B1 (en) | 2016-05-24 | 2024-05-08 | Basf Se | Copolymer and its use in reducing the crystallization of paraffin crystals in fuels |
| CN116289293A (en) * | 2022-11-14 | 2023-06-23 | 华邦古楼新材料有限公司 | Degradable straw base paper and manufacturing method thereof |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2303114A1 (en) * | 1975-03-05 | 1976-10-01 | Nalco Chemical Co | Paper-bonding agents - by reacting starch or polyvinyl alcohol with derivs of cyclohexenes substd. by carboxylic acid gps. |
| US4239592A (en) * | 1976-11-15 | 1980-12-16 | National Starch And Chemical Corp. | Starch blend, process of sizing paper therewith, and product thereof |
-
1979
- 1979-08-17 CA CA000333961A patent/CA1143914A/en not_active Expired
-
1980
- 1980-01-08 DE DE8080300078T patent/DE3063384D1/en not_active Expired
- 1980-01-08 EP EP80300078A patent/EP0014520B1/en not_active Expired
- 1980-02-04 NO NO800284A patent/NO800284L/en unknown
- 1980-02-05 JP JP1295080A patent/JPS55107598A/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1143914A (en) | 1983-04-05 |
| JPS55107598A (en) | 1980-08-18 |
| DE3063384D1 (en) | 1983-07-07 |
| EP0014520B1 (en) | 1983-05-25 |
| EP0014520A1 (en) | 1980-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO800284L (en) | PROCEDURE FOR LIMITING PAPER. | |
| KR101516901B1 (en) | Filler composition and method of producing composite materials | |
| NO166359B (en) | PACKAGING SUBJECTS FOR USE FOR AIR-CLOSED CONTAINERS SPECIAL FOR FOOD PRODUCTS. | |
| AU703943B2 (en) | Swollen starches as papermaking additives | |
| US4689381A (en) | Modified protein adhesive binder and process for producing using cationic monomers | |
| JPS6411759B2 (en) | ||
| NO328242B1 (en) | Composition and method for improved performance of inkjet printing, as well as method for improving the printing quality of inkjet printing characters and the resulting inkjet printing paper. | |
| DE2750717A1 (en) | PAPER OR CARDBOARD PRODUCT | |
| US4310360A (en) | Method for producing pigment for use in sizing compositions | |
| RU2190717C1 (en) | Method of manufacturing fluids-packaging coated cardboard | |
| NO145280B (en) | LIMITABLE FOR LIMITING PAPER AND PROCEDURE FOR MANUFACTURING THEREOF. | |
| US5554261A (en) | Dyeing of paper | |
| NO303397B1 (en) | Stabilized rosin product, method of preparation and use thereof, as well as adhesive composition and aqueous sizing dispersion containing the stabilized rosin | |
| EP0011303B1 (en) | Starch-sized paper | |
| CN108914680A (en) | A kind of production technology of myopia prevention paper | |
| US3817768A (en) | Method of preparing aqueous dispersions of fortified rosin. | |
| GB2159183A (en) | Paper sizing composition | |
| US1886120A (en) | Paper manufacture | |
| US5225527A (en) | Modified colophony resins, a process for their preparation, their use and paper-sizing agents containing colophony resins of this type | |
| US2077393A (en) | Paper manufacture | |
| US2849326A (en) | Paper coating composition and process of making it | |
| US1607519A (en) | Paper product and process of making same | |
| NO800754L (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ADHESIVE COMPOSITIONS FOR CELLULOSE PRODUCTS | |
| JPH0121279B2 (en) | ||
| NO118019B (en) |