PL101797B1 - Method of manufacturing reinforced paper adhesive - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest otrzymywanie wzmocnionego kleju papierniczego ze zmodyfikowanej kala¬ fonii.

Wynalazek ma zastosowanie w przemysle .papierniczym do wyrobu papieru.

Znany jest sposób otrzymywania wzmocnionego kleju papierniczego z kalafonii zmodyfikowanej droga jej zmydlania roztworem weglanu sodu, wodorotlenku sodu lub wodorotlenku potasu i polega na tym, ze cala ilosc kalafonii stapia sie w kotle wyposazonym w plaszcz grzejny i mieszadlo lub doprowadza ja w postaci stopionej do kotla a nastepnie roztwór weglanu sodu, wodorotlenku sodu lub wodorotlenku potasu, po czym po zmydle- niu kalafonii rozciencza sie ja woda zwykla lub zmiekczona do stezenia 65-75%.

Znany jest równiez sposób, w którym najpierw doprowadza sie do kotla roztwór lugu a nastepnie przy wlaczonym mieszadle rozdrobniona lub stopiona kalafonie. Niedogodnoscia tych sposobów jest wystepowanie nadmiernego kipienia, jak tez nierównomiernego zmydlania kalafonii, przejawiajacego sie w powstawaniu zbrylen i grudek co jest przyczyna zlej jakosci wytworzonego kleju, a niekiedy zupelnego zniszczenia calej jego masy.

Inny sposób wytwarzania wzmocnionego kleju papierniczego znany jest z polskiego opisu patentowego nr 97497, polega on na modyfikacji przez kondensacje terpentynowego roztworu zywicy, zmydleniu zmodyfiko¬ wanego pólproduktu, oddestylowaniu rozpuszczalnika oraz rozcienczeniu woda pozostalosci podestylacyjnej do wymaganej konsystencji, lub oddestylowaniu ze zmodyfikowanego roztworu zywicy terpentyny i zmydleniu zmodyfikowanej kalafonii a nastepnie rozcienczeniu kleju do wymaganego stezenia.

Terpentynowy roztwór zywicy zawierajacy 60-70% skladników stalych modyfikuje sie w temperaturze 75-90°C mieszanina bezwodnika kwasu maleinowego uzytego w ilosci 2-10%, formaldehydu lub paraformalde- hydu w ilosci 0,25-8% i katalizatora w postaci stezonego kwasu siarkowego w ilosci 0,01-0,2% w stosunku do ilosci stalych skladników zywicy.

Sposób wytwarzania wzmocnionego kleju papierniczego wedlug wynalazku polega na modyfikacji przez kondensacje kalafonii balsamicznej, ekstrakcyjnej lub talowej, najkorzystniej uzyskanej bezposrednio z procesu jej wytwarzania, lub ich mieszaniny w temperaturze 140-220°C z formaldehydem, najkorzystniej w postaci para- formaldehydu w ilosci 0,25-8% i/lub bezwodnikiem maleinowym w ilosci 2-12% bez lub w obecnosci kataliza-2 101 797 tora jak: kwas siarkowy, solny, siarka, chlorek cynku, chlorek glinu, w ilosci 0,01-1,5% w stosunku do ilosci kalafonii. Dozowanie reagentów prowadzi sie przy wlóczonym mieszadle jednoczesnie z katalizatorem i z plynna kalafonia o temperaturze 140-220°C, w czasie 10-60 min. Laczny czas modyfikacji kalafonii od chwili dozowa¬ nia reagentów wynosi 20—180 min. Nastepnie zmodyfikowana kalafonie o temperaturze 120—170°C dozuje sie 1 miesza w sposób ciagly jednoczesnie z roztworem lugu, korzystnie wodorotlenku sodu o stezeniu 20-35%, ogrzanego do temperatury 60-90°C, uzytego w ilosci 11-17% stalego wodorotlenku sodu dla uzyskania kleju o zawartosci zywicy wolnej w granicach 3—30%.

Zmydlanie kalafonii zachodzi w procesie jednoczesnego dozowania i mieszania kalafonii z roztworem wo¬ dorotlenku sodu, a po jej zmydleniu dodaje sie wode dla rozcienczenia kleju, korzystnie z hydroksypropylomety- loceluloza w ilosci 0,5-1,5% lub innym dyspergatorem oraz stopiona parafine w ilosci do 15% w stosunku do iloscikalafonii. ' Dla wytworzenia kleju stosuje sie równiez zmodyfikowana kalafonie balsamiczna, lecz z odpowiednio wieksza iloscia reagenta lub reagentów modyfikujacych - paraformaldehydu w ilosci 0,5-8% i/lub bezwodnika maleinowego w ilosci 4—12% w obecnosci kwasu mineralnego np. Jcwasu barkowego jako katalizatora w ilosci 0,01—1,5% w'stosunku, do ilosci kalafonii, zmieszana ze zwykla kalafonia niezmodyfikowana ekstrakcyjna lub talowa dodana w ilosci 10-80% zmodyfikowanej kalafonii balsamicznej, które po ogrzaniu do temperatury 120—170°C dozuje* sie i miesza jednoczesnie z roztworejn lugu w analogiczny sposób jak przy zmydlaniu zmody¬ fikowanej kalafonii bez dodatku kalafonii zwyklej.

Zaleta wynalazku jest otrzymanie jednowodnego, stabilnego kleju o duzej efektywnosci zaklejania papieru, latwo rozpuszczalnego w wodzie, nie tworzacego zadnych osadów, co znacznie poprawia jakosc kleju, jak tez produkowanego papieru. Ponadto wytworzenie kleju wedlug wynalazku skraca czas wykonania szarzy kleju o okolo 50%.

Zmydlanie zmodyfikowanej kalafonii balsamicznej zmieszanej ze zwykla niezmodyfikowana kalafonia ekstrakcyjna lub talowa wedlug wynalazku umozliwia uzyskiwanie kleju o stosunkowo jasnej barwie, bardzo duzej efektywnosci zaklejania papieru i duzej trwalosci. W procesie modyfikacji zwlaszcza kalafonii ekstrakcyjnej nastepuje intensywne pociemnienie barwy kalafonii, co wplywa ujemnie na barwe uzyskiwanego kleju i ograni¬ czenie jego stosowania tylko do ciemniejszych gatunków papieru i tektury.

Wynalazek jest blizej objasniony na przykladach jego wykonania.

Przyklad I. Do reaktora wyposazonego w plaszcz grzejny oraz mieszadlo doprowadza sie z butli azot dla usuniecia powietrza, a nastepnie przez wlaz reaktora doprowadza sie w stanie plynnym bezposrednio z pro¬ cesu wytwarzania 2.000 kg kalafonii ekstrakcyjnej ogrzanej do temperatury 160°G mieszajac z predkoscia 160 obrotów mieszadla na minute jednoczesnie z dozowaniem 40 kg paraformaldehydu oraz 4 kg stezonego kwasu siarkowego w czasie 10 minut. Nastepnie przy uruchomionym mieszadle w czasie 20 minut doprowadza sie 120kg stopionego bezwodnika maleinowego wraz zreszta kalafonii. Reakcje kondensacji prowadzi sie w atmo¬ sferze azotu w temperaturze do 190°C i w lacznym czasie do 120 minut liczac od rozpoczecia dozowania paraformaldehydu. Zmodyfikowana kalafonie po jej ostudzeniu do 160°G w ilosci 400 kg dozuje sie do kotla o pojemnosci 16001, ogrzewanego para, zaopatrzonego w mieszadlo, jednoczesnie z roztworem wodorotlenku sodu o stezeniu 30% w ilosci 173 kg, zawierajacego 52 kg stalego wodorotlenku sodu i 121 kg wody zmiekczo¬ nej, ogrzanego do temperatury 80°C mieszajac z predkoscia260 obrotów mieszadla na minute.

W poczatkowym stadium jednoczesnego dozowania i mieszania goracej kalafonii z ogrzanym roztworem wodorotlenku sodu wystepuje pienienie kalafonii, jednak poczatkowa mala jej ilosc w stosunku do pojemnosci kotla i natychmiastowe wymieszanie obydwu skladników powoduje szybkie zmydlenie kalafonii, co oslabia tendencje do dalszego jej pienienia. Dozowanie w sposób ciagly dalsze ilosci zmodyfikowanej kalafonii z roztwo¬ rem wodorotlenku sodu równiez szybko sie mieszaja ze soba oraz ze zmydlona juz kalafonia doprowadzona wczesniej, co ulatwia proces dalszego jej zmydlania.

Wydzielajaca sie para wodna w czasie zmydlania kalafonii jest odprowadzana na zewnatrz pomieszczenia wyciagiem mechanicznym zainstalowanym nad kotlem i/lub jest schladzana w chlodnicy zwrotnej, a kondensat ponownie odprowadzany do kotla. W koncu procesu dozowania obydwu skladników - kalafonii z roztworem wodorotlenku sodu, kalafonia natychmiast miesza sie z nim i z kalafonia juz calkowicie zmydlona lub bedaca w trakcie zmydlania, stad caly proces zachodzi równomiernie bez zaklócen, wskutek czego zmydlanie kalafonii mozna prowadzic w temperaturze do 160°C i w otwartym kotle pod normalnym cisnieniem. Po zakonczeniu dozowania obydwu skladników, które prowadzi sie w czasie 60 minut oraz calkowitym zmydleniu zmodyfiko¬ wanej kalafonii obniza sie temperature w kotle do 95—100°C przez wylaczenie lub zmniejszenie doplywu pary do kotla i przy wlaczonym mieszadle w czasie 15 minut wlewa sie 1001 wody ogrzanej do temperatury 80°C oraz 20 kg stopionej parafiny, zas w znany sposób sprawdza sie gestosc uzyskanego kleju i w razie potrzeby101797 3 dolewa sie odpowiednia ilosc wody ogrzanej do temperatury 80°C dla uzyskania kleju o zawartosci 70-75 substancji stalych, po czyni zawartosc te miesza sie w czasie 10 minut. Czas wytworzenia jednej szarzy trwa od 90 do 120 minut.

Przyklad II. Do reaktora wyposazonego w plaszcz grzejny oraz mieszadlo doprowadza sie z butli azot dla usuniecia powietrza, po czym doprowadza sie powoli w stanie plynnym bezposrednio z procesu wytwa¬ rzania 2000 kg kalafonii balsamicznej o temperaturze 160°C jednoczesnie z dozowaniem 40 kg paraformaldehydu i 4 kg stezonego kwasu siarkowego w czasie 10 minut, a nastepnie 160 kg stopionego bezwodnika maleinowego wraz z reszta kalafonii w czasie 20 minut intensywnie mieszajac dozowane skladniki z predkoscia 160 obrotów mieszadla na minute.

Reakcje kondensacji prowadzi sie w temperaturze 160-180 °C w lacznym czasie 120 minut liczac od rozpoczecia dozowania skladników. 400 kg zmodyfikowanej kalafonii balsamicznej w podany sposób lub uzyska¬ nej z modyfikacji roztworu zywicy analogicznymi ilosciami tych samych reagentów dostarcza sie do topielnika ogrzewanego para posrednia o cisnieniu 12 atm, do którego wsypuje sie nastepnie 200 kg rozdrobnionej, niemo- dyfikowanej kalafonii ekstrakcyjnej i stapia razem z nia. Stop zmieszanych kalafonii o temperaturze 160°C do¬ prowadza sie do kotla o pojemnosci 20001, zaopatrzonego w plaszcz ogrzewany para o cisnieniu 6 atm i miesza¬ dlo jednoczesnie z roztworem wodorotlenku sodu o temperaturze 80° C i stezeniu 25% w ilosci 336 kg, zawiera¬ jacym 84 kg stalego wodorotlenku sodu i 252 kg wody, mieszajac z predkoscia 300 obrotów mieszadla na minu¬ te. Czas jednoczesnego dozowania kalafonii z roztworem lugu wynosi 50—60 minut a temperatura zawartosci kotla w czasie zmydlania kalafonii zawiera sie w granicach 160-100°C.

Po calkowitym zmydleniu kalafonii, która trwa lacznie z dozowaniem kalafonii i lugu 70—80 minut, obniza sie temperature w kotle do 95-100°C przez wylaczenie lub zmniejszenie doplywu pary do kotla.

Nastepnie w znany sposób sprawdza sie gestosc kleju i dolewa odpowiednia ilosc wody o temperaturze 70°C dla rozcienczenia kleju do wymaganego stezenia. Dla uzyskania kleju o zawartosci okolo 70% substancji stalych, dolewa sie okolo 1001 wody, do której domieszano uprzednio 3 kg hydroksypropylometylo-celulozy. Zawartosc kotla miesza sie w czasie 10 minut i uzyskuje gotowy produkt, który spuszcza sie do zbiornika kleju. Czas wytworzenia 1 szarzy kleju wynosi 90—120 minut.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania wzmocnionego kleju papierniczego polegajacy na modyfikacji kalafonii, zmydlaniu produktów modyfikacji oraz rozcienczaniu gotowego produktu, znamienny tym, ze modyfikuje sie kala¬ fonie balsamiczna, ekstracyjna, talowa lub ich mieszaniny przez kondensacje z paraformaldehydem w ilosci 0,25—8% lub bezwodnikiem maleinowym w ilosci 2—10% w obecnosci kwasu mineralnego jako katalizatora, korzystnie kwasu siarkowego w ilosci 0,01—1,5% w stosunku do ilosci kalafonii, przy czym dozowanie reagentów prowadzi sie jednoczesnie z katalizatorem i z plynna kalafonia o temperaturze 140-180° C, korzystnie uzyskana bezposrednio z procesu jej wytwarzania, po czym zmodyfikowana kalafonie balsamiczna, ekstrakcyjna, talowa lub ich mieszaniny, ogrzane do temperatury 120—160°C jednoczesnie dozuje sie i miesza z roztworem wodoro¬ tlenku sodu o stezeniu 20-35% ogrzanego do temperatury 60-90°C w ilosci 11—17% stalego wodorotlenku sodu w stosunku do ilosci zmodyfikowanej kalafonii, dla uzyskania kleju o zawartosci zywicy wolnej w granicach 3—30%, po czym po zmydleniu dodaje sie wode dla rozcienczenia kleju, korzystnie z hydroksypropylometylo-ce- luloza w ilosci 0,5—1,5% oraz stopiona parafine w ilosci do 15% w stosunku do ilosci kalafonii.

2. Sposób wytwarzania wzmocnionego kleju papierniczego polegajacy na modyfikacji kalafonii, zmydlaniu produktu modyfikacji oraz rozcienczeniu gotowego produktu, znamienny tym, ze zmodyfikowana kalafo¬ nie balsamiczna droga kondensacji z paraformaldehydem w ilosci 0,25-8% i/lub bezwodnikiem maleinowym w ilosci 2—10% kwasu mineralnego jako katalizatora, korzystnie kwasu siarkowego w ilosci 0,01—1,5% w stosun¬ ku do kalafonii, przy czym dozowanie reagentów prowadzi sie równoczesnie z katalizatorem i plynna kalafonia o temperaturze 140—180°C w czasie 15—180 minut, miesza sie ze zwykla kalafonia niezmodyfikowana ekstrak¬ cyjna lub talowa, dodane w ilosciach 10—80% w stosunku do zmodyfikowanej kalafonii i po ogrzaniu stopu do temperatury 120—170°C dozuje sie jednoczesnie i miesza z roztworem wodorotlenku sodu o stezeniu 20—35% w ilosci 11—17% stalego wodorotlenku sodu w stosunku do ilosci kalafonii dla uzyskania kleju o zawartosci zywicy wolnej w granicach 3—30%, po czym po zmydleniu dodaje sie wode do rozcienczenia kleju do stezenia 60-75% korzystnie z hydroksy-propylometyloceluloza w ilosci 0,5-1,5%.