PL34055B1 - - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy wlaczania czynników impregnujacych do wlóknistych ma¬ terialów celulozowych oraz sposobu wytwarzania róznych artykulów z tak impregnowanych wló¬ kien. Czynniki impregnujace stosuje sie w po- itaci wbdnych rozproszyli lub emulsji zywic, kle- Iw, elastomerów, wosków, smól, bitumów, ole¬ jów. Jako wlókniste materialy celulozowe sto¬ luje sie miazge papierowa, wlókna bawelniane 1 inne.' Sposób wedlug1 wynalazku obejmuje równiez przeróbke materialów celulozowych na wlókniste materialy spilsriione,. jak papier, tektura, ksztal¬ towane przedmioty celulozowe, wytwarzane badz bezposrednio, badz przez nastepne traktowanie, takie jak: rozdrabnianie, impregnowanie, sflacza¬ nie na zimno lub na goraco, kalandrowanie na goraco itd.

Dotychczas znane metody wlaczania czynni¬ ków impregnujacych do miazgi papierowej lub papieru polegaly na impregnowaniu uksztalto¬ wanej warstwy miazgi lub papieru przy pomocy roztworu wodnego, roztworu w rozpuszczalniku organicznym lub rozproszyny czynnika impregnu¬ jacego, albo 'tez na dodawaniu do zawiesiny wod- tiej miazgi srodka impregnujacego badz w po¬ staci suchego proszku nierozpuszczalnego w wo¬ dzie, badz -w postaci osadu wytraconego z roz¬ tworu wodnego, z roztworu w rozpuszczalniku or¬ ganicznym lub z emulsji. Dodawanie srodków wypelniajacych przed formowaniem arkuszy pa¬ pieru powoduje wytracanie srodków klejacych i tworzenie klaczków,, które nastepnie zostaja wprowadzone do gotowego papieru.

Sposób ten jest zadowalajacy w przypadkach, gdy do papieiu dodaje sie czynników impregnu¬ jacych tylko w niewielkich ilosciach rzedu Ofi — 5o/0 w stosunku do wagi wlókien. Przy wlaczaniu wiekszych ilosci wystepuje wiele trudnosci, a mianowicie: material zywiczny zbija sie w grud¬ ki, wskutek czego powloka na poszczególnych wlóknach jest uboga a arkusze papieru wyka¬ zuja nierówna chlonnosc atramentu; formowanie arkuszy przebiega zle; stracenie zywicy jest cze-sto niezupelne i duzo jej traci sie w wodzie scie¬ kowej (bialej), zwlaszcza ze zywice riiewytracone maja sklonnosc do osadzania sie w przewodach rurowych, zbiornikach i wielu innych czesciach urzadzenia do wytwarzania papieru.

Tworzenie sie grudek materialu zywicznego ma miejsce niekiedy nawet przy dodawaniu tak niewielkich ilosci 'jak 0,25 — 3 niektórych emulsyj zywic lub wosków.

W sposobie wedlug wynalazku unika sie po¬ danych wyzej trudnosci.

Wynalazek opiera sie na odkryciu nieznanego •sposobu wytracania i osadzania, powodowanego dzialaniem kationowej zywicy melaminowo-alde- hydowej, w wodny,m osrodku zawierajacym za¬ wieszony w nim wlóknisty material celulozowy, np. miazge papierowa, oraz rozproszyne nieroz¬ puszczalnych w wodzie czynników impregnuja¬ cych. Stwierdzono, ze kationowa zywica melami- nowo-aldehydowa powoduje takie wytracanie *rodka impregnujacego, przy którym wlókna ce¬ lulozowe zostaja jednolicie .powleczone lub prze¬ pojone. Takie. powlekanie' ilub impregnowanie umozliwia wlaczanie duzych ilosci czynnika im¬ pregnujacego, wiekszych n^wet anizeli ciezar sa¬ mych wlókien, a ponadto unika sie strat czynni¬ ka impregnujacego w wodach sciekowych* Przykladowo, zostal opisany sposób wytraca¬ nia polistyrenu w obecnosci wodnego roztworu koloidalnej kationowej zywicy melaminowo-fal- dehydowej.

Dzialanie wytracajace koloidalnej kationowej zywicy melam\inowo-aldehydowej polega praw¬ dopodobnie na tym, ze zywica melaminowa za- adsorbowana na wlóknach celulozowych otrzy¬ muje ladunek dodatni, przyciagajacy ladunek ujemny zemulgowanego lub .rozproszonego czyn¬ nika impregnujacego, wskutek czego tworzy sie powloka dokola wlókien. W dalszej obróbce na sitach maszyny papierniczej zatrzymane zostaja zarówno wlókna, jak i skoagulowane czastki nie- wlóknistej rozproszyny., Jesli wodna zawiesina materialu celulozowego jest traktowana kationowa zywica melaminowo- aldehydowa w ilosci wiekszej niz potrzeba do nadania wlóknom celulozowym ladunku dodat¬ niego, wówczas niezaadsorbowana dodatnio na¬ ladowana zywica melaminowa równiez wywiera silne dzialanie stracajace. Tak zatem po do¬ daniu emulsji lub rozproszyny organicznego czyn-1 nika impregnujacego zachodza jednoczesnie dwa dzialania stracajace. Czesc czynnika impregnu¬ jacego zostaje przyciagnieta i stracona na do¬ datnio naladowanych wlóknach, tworzac zasadni* czo równomierna powloke. Jednoczesnie pozo¬ stale ^emulgowane lub rozproszone czastki zo¬ staja skoagulowane na drobne klaczki, zawie¬ rajace koloid zywicy melaminowej oraz czastki dodanej emulsji lub rozproszyny. Te klaczki zmieszanych zywic dzieki swemu stanowi sub¬ telnego. rozdrobnienia scisle otaczaja i pokrywa¬ ja czesc wlóknista mieszaniny i stawiaja maly cpór wodzie, odchodzacej w czasie spilsniania lub formowania arkuszy z miazgi na sitach. W wy¬ niku tego kombinowanego stracania jest rzecza mozliwa, przy stosowaniu okreslonej ilosci do¬ dawanego koloidu zywicy. melaminowb-aldehydo- wej oraz innych czynników, osiagnac calkowite lub prawie calkowite zatrzymanie zywicy mela¬ minowej, jak równiez w zadanym stosunku or¬ ganicznego srodka impregnujacego.

• Jest jednak równiez rzecza mozliwa, ze inne czynniki odgrywaja wybitna role przy stracaniu rozproszonego czynnika impregnujacego. Tak np. zarówno wlókna celulozowe z przylegajacymi do nich koloidalnymi czastkami zywicy melamino¬ wej, jak tez nadmiar koloidu zywicy melamino¬ wej pozostaly w zawiesinie wodnej, przedstawia¬ ja bez watpienia duze powierzchnie, mogace ad- sorbowac z roztworu wodnego czasteczki najroz¬ maitszych , srodków emulgujacych. Taki mecha¬ nizm tlumaczy, dlaczego materialy Fozprosizone za posrednictwem niejonowych a w niektórych przypadkach nawet kationowych .srodków rozpra¬ szajacych lub emulgujacych sa czesto zatrzymy¬ wane na wlóknach celulozowych w obecnosci roztworu koloidalnej kationowej zywicy mela¬ minowej.

Zaleznie od rodzaju czynnika impregnujacego rozproszyny moga nie wymagac dodatku srod¬ ków emulgujacych lub rozpraszajacych, np. w przypadku naturalnych latexów. Niemniej jednak w licznych przypadkach otrzymuje sie rozpro¬ szyny o mniejszym wymiarze czastek i o lepszych wlasciwosciach impregnujacych przy uzyciu srodków rozpraszajacych. Na ogól stosuje sie srodki rozpraszajace anionowe lub niejonowe.

Typowymi anionowymi srodkami emulgujacymi sa np. mydla kwasów alifatycznych i cykloali- fstycznych, mydla aminowe, sulfonowane zwiaz¬ ki alifatyczne.

Jako niejonowe srodki emulgujace mozna sto¬ sowac estry i etery alkoholi wielowodorotlenc- wych.

Innymi rodzajami zwiazków, które równiez mozna stosowac jako srodki emulgujace lub. ja¬ ko stabilizatory emulsji sa gumy i proteiny.

Stracanie czynnika impregnujacego i pokry¬ wanie nim wlóknistego materialu celulozowego moze byc rózne, zaleznie od stosowanego czyn¬ nika impregnujacego, na ogól jednak ma ono po¬ dobny przebieg ogólny. Material celulozowy naj- — 2 -korzystniej jest zawiesic najpierw w wodzie i rozdrabniac w ciagu czasu dostatecznego do uwodnienia celulozy. Stezenie miazgi moze byc dowolne, najlepiej jednak okolo 0,5°/o — 6%. Na¬ stepnie dodaje sie kationowej zywicy melamino- wo-aldehydowej^ najkorzystniej w postaci wod¬ nej rozproiszyny zawierajjacej 5 — 15»/o zywicy italej, po czym dobrze jest pozostawic zawiesi¬ ne w spokoju w ciagu czasu od 15 minut do 3 — 4 gódzin> lub dluzej. To pozostawianie w spoko¬ ju nie jest warunkiem koniecznym, gdyz1 adsorb- cja kationowej zywicy melaminowej przez miaz¬ ge papierowa nastepuje nadzwyczaj szybko, jed¬ nakze nastepne zachowanie sie impregnowanej masy na maszynie papierniczej jest znacznie lep¬ sze, jesli dodanie czynnika impregnujacego opóz¬ ni sie o taki okres czasu.

Zmiana przepuszczalnosci miazgi, impregno¬ wanej'zywica, po krótkim zetknieciu z kationgwa tywica melaminowa, jest zobrazowana na fig., 2 rysunku, wplyw* zas zmiennych warunków kwa¬ sowosci i alkalicznosci w czasie impregnacji jest przedstawiony na fig. ,1. Wyniki, przedstawione w postaci wykresu na fig. 1, otrzymano w powy¬ zej podany sposób. Do 1,5% wodnej zawiesiny bielonej miazgi alfa dodawano takiej ilosci kwa¬ su lub zasady, aby po dodaniu zakwaszonego kwasem solnym koloidu kationowej zywicy me- laminowo-formaldehydowej uzyskac pozadane pH, nastepnie dodawano koloidu zywicy melami¬ nowej az do osiagniecia ilosci 6% stalej zywicy w stosunku do wagi miazgi papierowej, mieszano dokladnie i pozostawiano zawiesine w spokój u przez noc. Nazajutrz doprowadzano pH do 7 przez dodanie kwasu lub zasady i dodawano rozproszy- ny polistyrenu, polimeryzowanego • w postaci emulsji, w ilosci 100% w stosunku do wagi miaz¬ gi papierowej, po czym okreslano przepuszczal¬ nosc na' aparacie1 Williamsa. Aparat ten jest ma¬ lym urzadzeniem do wyrobu arkuszy wykona¬ nym tak, ze mozna mierzyc czas przeciekania wody przez sito, na którym formuje sie papier.

Procentowe zatrzymanie zywicy oznaczano mie¬ rzac przybytek wagi Wysuszonego arkusza. War¬ tosci podane na osi rzednych z lewej strony fig. 1 C 2 oznaczaja: waga suchego arkusza—waga dodanych wlókien '— '— xl00 waga dodanej -zywicy Na. osi odcietych (fig. 1) oznaczono, wartosci pH, Krzywa A obrazuje zaleznosc procentowej zawartosci zatrzymanej zywicy od pH. Krzywa B (fig. 1) przedstawia zaleznosc czasu przecie¬ kania (prawa podzialka na fig. lj od wartosci Nalezy zauwazyc, ze najwieksze zatrzymanie zywicy i najkrótszy czas przeciekania ^osiaga si przy pH=5, które jest tez normalnym pH przy wyrobie papieru. Widac jednak, ze dobre zatrzy¬ manie zywicy osiaga sie tez w szerokich grani¬ cach wartosci pH, co stanowi dalsza korzysc wy¬ nalazku.

Wyniki, przedstawione graficznie na fig. 2, otrzymano stosujac te same ilosci polistyrenu i miazgi papierowej w zawiesinie 1,5%, lecz doda¬ jcie 10t'/o zakwaszonego kwasem solnyn koloida kationowej zywicy melaminowo-formaldeiiydo- wej. 'W tej serii t pomiarów do zawiesiny miazgi papierowej dodawano koloidu zywicy melamino¬ wej z wytworzeniem pH okolo 3, po czym zawie¬ sin^ pozostawiano w spokoju w ciagu zmiennych okresów czasu przed zobojetnieniem jej przy po¬ mocy wodorotlenku sodu do.pH=6 — 7 i do¬ daniem ro^pj-oszyny polistyrenu. Nastepnie mie¬ rzono czas przeciekania na aparacie Wiiliamsa i ^okreslano zatrzymanie zywicy, wazac wysuszony arkusz.

Podane krzywe wskazuja, ze dostatecznie kró¬ tki czas przeciekania mozna osiagnac nawet przy bardzo duzych ilosciach zywicy, jak, w tym przy¬ padku przy ilosci równej wagowo ilosci miazgi papierowej, i to po czasie stania, wynoszacym tylko 30 minut. Wfdac jednak, ze. lepsze wyniki osiaga sie przy dluzszym czasie stania az .do 3 — 4 godzin, przy czym nie nastepuje spadek za¬ trzymania zywicy.

Po przesycenu'wlókien celulozowych kationo¬ wa zywica melaminowa dodaje sie czynnika im¬ pregnujacego w postaci zawiesiny wodnej,, utwo¬ rzonej najkorzystniej z £Zastek o stosunkowo niewielkich rozmiarach okolo 1 — 2. jx Dzialanie wytracajace kationowej zywicy melaminowo-al- dehydowej nie zalezy od wielkosci czastek doda¬ wanego czynnika impregnujacego, jednakze o- siaga sie równomierniejisze powleczenie wlókien celulozowych i lepsze wyniki na maszynie pa^ - pierniczej, jesli sie stosuje zawiesine o malych rozmiarach czastek. Wytracenie czynnika impre¬ gnujacego i jego adsorbeja na wlóknach celulo¬ zowych nastepuje bardzo szybko tak, ze czas sta¬ nia mieszaniny po dodaniu czynnika, impregnu¬ jacego ma niewielki wplyw.

. Ilosc koloidalnej zywicy melaminowej, która nalezy uzyc, aby osiagnac najwieksze zatrzyma¬ nie czynnika impregnujacego, jest zalezna od rodzaju i wielkosci czastek rozproszyny, ód ro¬ dzaju koloidu zywicy melaminowej, od czasa zetkniecia wlókien miazgi z koloidem zywicy me¬ laminowej, od pH mieszaniny oraz od rodzaju artykulu koncowego, który chce sie wytworzyc; Sia ogól ilosc koloidu zywicy melaminowej waha sie ód ilosci rzedu 0,1% w stosunku do wagi miaz-gi papierowej az impregnujacego.

Wykonano szereg prób/ majacych na celu wy¬ kazanie wplywu zmiany warunków.

Tak np. jedna serie prób zrobiono, do¬ dajac do zawiesiny 3 g miazgi papierowej kraf- ta w 500 cm3 wody. 0,15 g ^koloidalnej zywicy me- laminowo-formaldehydowej oraz, wzrastajacych ilosci wodnej rozproszyny polistyrenu polimery¬ zowanego w postaci emulsji, która, to rozproszy- ne przygotowano przy uzyciu anionowego srodka emulgujacego i która zawierala czastki o wiel¬ kosci mniejszej niz 0,5 mikrona srednicy.

Stwierdzono, ze w roztworach obojetnych (pH=7j okolo 10 czesci wagowych polistyrenu zo¬ staje zatrzymanych w arkuszu papieru, wytwo¬ rzonego z wyzej podanej mieszaniny, na kazda czesc zywicy melaminowej. Gdy pH mieszaniny, przed dodaniem rozproszyny polistyrenu, po¬ wiekszono do 10 przez dodanie alkaliów, takich jak wodorotlenek amonu lub sodu, wówczas oko¬ lo 6 czesci polistyrenu zostalo zatrzymanych w arkuszu, a przy pH, doprowadzonym do 4, przez dodanie kwasu zatrzymanych zostalo w arkuszu okolo 14 czesci polistytenu na kazda czesc ko¬ loidalnej zywicy melaminowej. Wyniki te wskazuja, ze aczkolwiek pH mieszaniny ma du- %y wplyw na zatrzymanie rozproszyn we wszel¬ kich warunkach, to jednak mozna zatrzymac w papierze duze ilosci zywicy lub innej 'rozproszo¬ ny w szerokich granicach pH mieszaniny.

Inna serie prób przeprowadzono z miazgami o trzech róznych stezeniach, w których to próbach utrzymano wszystkie warunki jednakowe z wy¬ jatkiem stosunku koloidu zywicy melaminowej do polistyrenu. Wyniki tych prób przedstawiono graficznie na fig. 3 rysunku, przy czym, krzywe ciagle A, B, C przedstawiaja procentowa zawar¬ tosc zatrzymanej zywicy (zarówno zywicy mela¬ minowej, jak i polistyrenu), podczas gdy krzywe przerywane oznaczaja czas przeciekania (podzial- ka prawa) w zaleznosci od zmiany stosunku wa¬ gowego zywicy melaminowej do polistyrenu. Na¬ lezy zauwazyc, ze zatrzymanie zywic wzrasta gwaltownie do maksimum wynoszacego ponad 80% przy uzyciu okolo 2 — 10»/o koloidu zywi¬ cy melaminowej ,w stosunku do wagi polistyre¬ nu, pirzy czym dokladna ilosc zmienia Sie zalez¬ nie od stezenia miazgi. Ze wzrastajacym stosun¬ kiem wagowym koloidu zywicy melaminowej do polistyrenu zmniejsza sie nieco procentowe za¬ trzymanie zywicy. Czas przeciekania wzrasta wraz ze wzrostem stosunku wagowego koloidu zywicy melaminowej do polistyrenu. Poniewaz w przemysle w wiekszosci przypadków pozada¬ ne jest miec do czynienia z mozliwie najwie¬ kszym zatrzymaniem zywicy i najkrótszym cza¬ sem przeciekania, widac, ze najkorzystniejszy rezultat osiaga sie przy dodatku 3 — 8% zywicy melaminowej w stosunku dó wagi polistyrenu.

Równoczesnie jednak mozliwe jest wlaczanie do gotowego arkusza wiekszej proporcji zywicy me¬ laminowej bez zbytniego zmniejjszenia procen¬ towej zawartosci zatrzymanej zywicy i przepusz¬ czalnosci miazgi.

Fig. 4 obrazuje wplyw zmian stosunku czyn¬ nika impregnujacego do miazgi papierowej.

Krzywe 'A, B, C, D, przedstawiaja dla róznych stosunków czynnika impregnujacego do wagi wlókient. (10o/0> 20%, 50«/0ir 100 % zaleznosc pro¬ centowej zawartosci zatrzymanego czynnika im¬ pregnujacego od procentowego stosunku wago¬ wego zywicy melaminowej do czynnika impre¬ gnujacego.

Krzywe te wskazuja, ze przy zmniejszajacych sie ilosciach czynnika impregnujacego potrzebne sa wieksze ilosci kationowej zywjcy melamino- wo-formaldehydowej w celu osiagniecia maksi¬ mum zatrzymania. Przy uzyciu stosunkowo du¬ zych ilosci czynnika impregnujacego, rzedu 50 — 100o/o lub wiekszych w stosunku do wagi wló¬ kien celulozowych, najkorzystniejsza ilosc zy¬ wicy kationowej waha sie w granicach 2 — 15%.

Przy mniejszych ilosciach czynnika impregnuja¬ cego, takich jak 5 — 50% w stosunku do wagi celulozy nalezy uzyc wiekszych ilosci kationo'- wej zywicy, rzedu 5 — 30%. Wieksze ilosci ko¬ loidu zywicy melaminowej, wynoszace do 100V* lub wiecej w stosunku do wagi czynnika impre¬ gnujacego, mozna stosowac w razie potrzeby w celu zmian wlasciwosci- gotowego produktu, lecz we * wszystkich przypadkach polaczone to jest ze spadkiem zatrzymania oraz ze wzrostem cza¬ su przeciekania.

Aczkolwiek przy uzyciu samej tylko kationo¬ wej zywicy melaminowo-aldehydowej osiaga sie w duzym stopniu wytracenie i zatrzymanie do¬ danego czynnika impregnujacego, jest niekiedy rzecza korzystna dodanie przy obróbce miazgi dodatkowego czyiinika stracajacego, np. alunu w niewielkich ilosciach, rzedu 0,5 — 3% w stosun- • ku do wagi materialu Celulozowego. Alunu lub innych czynników stracajacych dodaje sie pra¬ wie zawsze po zmieszaniu innych skladników, gdyz w razie dodania ich wpierw powodowalyby one koagulacje i wytracanie koloidalnej katio¬ nowej zywicy melaminowej z roztworu.

Sposób wedlug wynalazku nadaje sie zwlasz¬ cza do stosowania w papiernictwie.

Papier lub tekture, zawierajace w stanie w/t konczonym 5 — 75% wagowych zywic, smól* wosków lub tym podobnych, mozna stosowac do> — 4 —wielu celów, do których^sie papier zwykle sto¬ suje; przy czym wykazuje on zwiekszona wy¬ trzymalosc, lepsza odjporriosc na wode, na pare wodna, na tluszcze^ zmniejszona sklonnosc do kurczenia sie lub rozciagania pod wplywem zmiennych warunków wilgotnosci .itd. W wielu przypadkach pelne wystapienie tych pozadanych wlasciwoici zalezy od obróbki takiej jak susze¬ nie w wysokiej temperaturze, kalandrowanie na zimho iub na goraco i tym podobne. Tektury wy¬ tworzone sposobem wedlug wynalazku nadaja sie cio wytwarzania pudelek i naczyn o dobrych wlasciwosciach ochronnych, przy czym koszty ich wytwarzania niozna utrzymac na niskim po¬ ziomie, stosujac rozproszyny lub emulsje tanich materialów zywicznych.. Mozna równiez wytwa¬ rzac tektury do wykladania scian, podlóg, tektu¬ ry lub papiery stosowane do róznych konstrukcji, do izolacji, gonty i tym podobne.

Wlóknisty -material celulozowy taki, jak mia¬ zga papierowa, impregnowany zywicznymi ma¬ terialami sposobem wedlug wynalazku, stanowi wazny artykul przemyslowy i mozna go sprzeda^ wac po * odwodnieniu lub w postaci lekko spra¬ sowanej spoistej masy. Mase te mozna ksztalto¬ wac dowolnym sposobem na ksztaltki, które na¬ stepnie ksztaltuje sie na goraco, albo tez mozna je zemlec (w etanie suciiym lub mokrym) i uzyc nastepnie do procesów ksztaltowania.

Przy ksztaltowaniu w formach duzych przed¬ miotów o nieregularnym ksztalcie z mieszanin, zawierajacych zywiczny material wiazacy oraz celulozowy wypelniacz, natrafiano na duze trud¬ nosci w osiagnieciu równomiernego wypelnienia wszystkich czesci formy. W celti przezwyciezenia tej trudnosci jednorodna mieszanine zywicznego materialu wiazacego i wypelniacza ksztaltowano bez utwardzania zywicy w przyblizeniu nadajac mu pozadany ksztalt koncowego 'produktu. Spo¬ sób wedlug wynalazku nadaje sie szczególnie do procesów ksztaltowania wstepnego, mogacego sie odbywac na mokro.

Do wstepnego ksztaltowania przy Uzyciu -roz¬ tworów kationowej zywicy melaminowo-aldehy- dowej mozna uzywac wieksza liczbe pospolitych wypelniaczy, jak drzewa sproszkowanego, odpad¬ ków bawelnianych, miazgi papierowej krafta, równie dobrze jak i macerowanych wyrobów ce¬ lulozowych .i innych wypelniaczy, "które ksztal¬ tkom nadaja wieksza twardosc i wytrzymalosc, na uderzenia. Wypelniacz taki lub dowolna ich- mieszanjne 'zawiesza sie w wodzie, traktuje sie roztworem kationowej zywicy melaminowo-alde- hydowej a nastepnie impregnuje zywicznymi ma¬ terialami wiazacymi termoutwardzalnymi, po Czym ksztaltuje sie je wstepnie przez odsaczanie na; sicie a pozadanym ksztalcie. Straty zy^wlc^ przechodzacej przez sito sa zwykle ^mniejsze niz 25% i nawet te niewielkie ilosci zywicy moga^ byc latwo odzyskane przez ponowne uzycie wo¬ dy. W metodzie tej korzystnie jest stosowac zy*. wice fenolowo-formaldehydowe i . krezolowo-for- maldehydowe w ilosciach 10 — 100% w stosun¬ ku do wagi suchych wlókien celulozowych! Grub¬ sze plyty wytwarza sie czesto na tak zwanej ,|,mokrej'? maszynie, w której cylinder maszyny papierniczej zasila beben, na który mokre arku¬ sze mozna nawijac az/do otrzymania plyty o za¬ danej grubosci; W przypadku uzycia zywic ter¬ moutwardzalnych mozna na mokry papier, przed wysuszeniem go, rozpylic katalizator utwardzaja¬ cy taki, jak kwas ftalowy, kwas , .szczawiowy i tym podobne, albo' tez w przypadku zywic feno- lowo-fórmaldehydowych mozna zastosowac szer sciometylenoczterbamine i rozpylic ja na suchy papier lub plyte. Uwarstwienie uskutecznia sie przez sprasowanie stosu impregnowanych arku¬ szy miedzy goracymi plytami, ksztaltuje sie badz bezposrednio papier lub plyty, uzyte jako ksztaltki wstepne, badz fez po uprzednim pocie¬ ciu lub poszarpaniu spilsnióncgo materialu wló¬ knistego w celu uzyskania lepszego wypelnienia formy. Sposobem tym" otrzymuje sie ksztaltki o duzej wytrzymalosci mechanicznej i odpornosci na -uderzenie.

Sposób wedlug wynalazku jest wyjasniony blizej" w podanych w dalszym ciagu przykladach.

Przyklad I. Odwazone próbki suGhej mie¬ lonej miazgi krafta rozcienczano do stezenia 1% porcje 1200 cm8 traktowano nastepujaco: A. Bez dodatków.

B. Dodano 10% koloidalnej zywicy melami- no-formaldehydowej w stosunku do wagi suchej miazgi.

C. T)odano 100% polistyrenu polimeryzowa- necfo w pos-taci .emulsji w stosunku do wa- .gi suchej miazgi.

D. Dodano mieszajac 10% koloidalnej zywi¬ cy melaminowo-formaldehydowej a na¬ stepnie 100% rozproszyny polistyrenu.

Arkusze robiono odsaczajac porcje 1000 cm5 kazdej mieszaniny przez miedziane sito 150-ocz- kowe umieszczone w lejku Buchnera. Przesacz zawracano dwukrotnie przez osad. Objetosc prze¬ saczu mierzono nastepnie i okreslano calkowita zawartosc w nim substancji stalych._ Arkuaz su¬ szono, wazono i analizowano na calkowita za¬ wartosc azotu.

Wyniki zebrano w nizej podanej tabeli, w której wszystkie dane sa wyrazone w gramach- — .5 —| M 1 T E R 1 A L Y J)OD A N E l '' ' I Proces A B C 1 D Wlókna1) 6 6 6 6 HCl 4 0,6 0,h Polisty- ien 6,0 6,0 Ogólnie 6,0 6,6 12,0 12,6 MATERIALY ZNALEZIONE j Substancje stale w wodzie sciekowej 0,08 0/35 6,08 0,25 Suchy arkusz 6,19 6,82 6,70 Ogólnie 6,27 7,15 12,78 13.77 Zywica') 1 melami- 1 nowa w' arkuszu 0,25 053 | Wyniki wykazuja jasno wzrost zatrzymania zarówno polistyrenu, jak i kationowej zywicy melamino-formaldehydowej, ' który osiaga sie, jesli obie zywice stosuje sie razem. Miazga pa¬ pierowa niepot-raktowana. zywica melaminowa nie byla zdolna do zatrzymania znaczniejszych ilos¬ ci polistyrenu mimo, ze przesacz zawracano przez filtr dwukrotnie. Miazga zatrzymala tez tylko oko¬ lo 40% dodanego koloidu zywicy melaminowej, jes¬ li nie dodawano polistyrenu. Natomiast gdy do¬ dano obu zywic, zatrzymany zostal zasadniczo caly polistyren (co najmniej 95%) i okolo 90"/o zywicy melaminowej.

P r z y k La d II. Zawiesine miazgi papierowej- krafta traktowano najpierw w ciagu 30 minut, Stale mieszajac, koloidalna zywica melaminowo- ipimaldehydowa w ilosci .3% w stosunku do wa¬ gi suchych wlókien. Nastepnie doprowadzono pH do okolo 6 — 7, przez docfanie:wodorotlenku 'sodu lub amonu, po czym dodano, emulsji poli- akrylanu etylu. Mieszanine poddawano miesza¬ niu w ciagu 30 minut i formowano z niej arku¬ sze.

W podanej nizej tabeli liczby w rubryce „^ dodanego akrylanu" wyrazaja procent poliakry- lanu etylu stalego dodany do zawiesiny miazgi, w "stosunku do wagi suchych wlókien papiero¬ wych.

Wyniki, wykazuja, ze osiaga sie duze zatrzy¬ manie poliakryla-nu etylu.

Próbka i) (bez zywic me¬ lamiuowej i akrylowej) 2) bez zywicy , melaminowej) 3) 4) 5) 6) 7) 8) % dodanego akrylanu 5 10 0 5 10 20 50 Formowanie arkuszy (sto>unkowo) dobre Przyklad III. Bielona miazge papierowa krafta rozdrabniano i rozcienczano woda do osia¬ gniecia stezenia 1,2%. Wówczas dodano koloidal¬ nej zywicy melaminowo-formaldehydowej, w ilosci równej wadze suchej miazgi i mieszano w ciagu 30 minut. Mieszanine odsaczono i przemy¬ to* duza iloscia wody-w celu usuniecia w calos¬ ci pozostalego koloidu zywicy melaminowej nie- zadsorbowanego na wlóknach miazgi.

Woda sciekowa Waga 500 , arkuszy (kg) klarowna metna bardzo metna klarowna nieco metna 66 73 76 81 89 Z impregnowanej miazgi sporzadzono, zawiesi¬ ne wodna o stezeniu- 1% przy'pH= 6^3 i z jednej porcji robiono reaznie arkusze, które, jak wy¬ kazala, analiza, zawieraly 1,1% zywicy melami¬ nowej. Druga.taka sama porcje zadano polisty¬ renem, polimeryzowanym w postaci emulsji, w ilosci 100% w stosunku do wagi suchej miazgi papierowej i równiez robiono z niej recznie ar¬ kusze. Taka sama ilosc emulsji polistyrenowej 1) w przyblizeniu 2) oznaczona przy pomocy analizy JCjeldahra na azot. — () —¦dodano równiez. do innej 1% zawiesiny tej samej iniazgi papierowej, „ której jednakze nie trakto¬ wano zywica melaminowa, i mieszanine równiez przerobiono recznie na arkusze.

Wiecej niz 80% ^polistyrenu zostalo zatrzyma- mych przez miazge traktowana zywica melamino¬ wa, przy czym wytworzone arkusze wykazywa¬ ly impregnacje równomierna. Arkusze otrzyma--, ne z miazgi nietraktowanej zywica melaminowa zatrzymaly polistyrenu malo lub wcale nie.

P r z y k lad IV. 12% róstwór. .koloidalnej zywicy melaminowo-formaldehydowej, zawieraja¬ cy o gramów" zywicy, rozcienczono woda do 2 litrów i do roztworu dodano, mieszajac 200 gfa- mów wodnej emulsji, zawierajacej 50 gramów polistyrenu. Polistyren zostalf natychmiast wytra¬ cony i otrzymany osad odsaczono. Przesacz byl klarowny, có ,wskazujef ze wytracenie bylo cal-- Lowiie.

Wytracona zywice wysuszono, zmielono i pod¬ dano ksztaltowaniu w temperaturze 155°C i przy cisnieniu 253 kg/cm2.

Próbke zywicy analizowano na azot i znale¬ ziono, ze zawiera ona 6,75 zywicy melaminowo- formaldehydowej.

Opisane wyzej postepowanie powtórzono, sto¬ sujac 25 g zywicy melaminowej, 25 g polistyre¬ nu oraz ?zobojetniajac amoniakiem przed sacze¬ niem. Otrzymano równiez przesacz* klarowny.

-Osad zawieral 46% zywicy melaminowo-formal¬ dehydowej.

"Przyklad ten wykazuje-dzialanie wytracajace roztworów koloidalnej kationowej zywicy mela- minowo-aldehydowej w nieobecnosci wlókniste¬ go materialu celulozowego.

Przy k l a d V. -80 czesci wagowych suchej bielonej miazgi krafta zmieszano z woda na 1% zawiesine i dodano 168 czesci 12% koloidalne¬ go roztworu kationowej zywicy melaminowo-for¬ maldehydowej (2Óo/o w stosunku do suchej miazgi papierowej), po^czym mieszano w ciagu 10. mi¬ nut. PH ^mieszaniny doprowadzono do 4,0 i do¬ dano 160 czesci rozproszyny polistyrenu, polime¬ ryzowanego w postaci emulsji, wykazujacej wiel¬ kosc czastek okolo 0,5 mikrona. Mieszanine mie¬ szano w ciagii dalszych 10 minut, po czym roz¬ cienczono ja do 0,6% miazgi i przerobiono recz- uie na arkusze. Woda sciekowa byla klarowna! co .wskazywalo, ze zasadniczo caly polistyren zo¬ stal zatrzymany przez miazge papierowa.

Arkusze papieru rrozwlókniono mechanicznie, napelniono nimi forme w temperaturze 155°C i w tej temperaturze poddano cisnieniu w ciagu 5 -minut. Otrzymano ksztaltki o dobrej wytrzyma¬ losci mechanicznej i o ladnym wygladzie.

Druga porcje miazgi krafta impregnowano ,20o/0 zywicy "melaminowo-formaldehydowej i 200:% zycicy polistyrenowej tak jak wyzej, z tym wyjatkiem, ze pH/zawiesiny miazgi, zawierajacej kationowa zywioe melaminowo-aldehydowa, pod¬ niesiono, do 7,0 przed dodaniem rozproszyny po¬ listyrenu. Impregnowana miazge uksztaltowano na arkusz o grubosci 0,635 cm na lejku Buch%era i wysuszono w temperaturze 93,S°C.

Ze srodkaxtego arloisza wycieto krazek i u-, mieszczono go w okraglej formie w temperatu- Tze 155°C.Po' kilku minutach potrzebnych do nagrzania krazka zamknieto forme f zastosowa¬ no cisnienie 253 kg/cm2 w ciagu 5 minut: Kra¬ zek przybral ksztalt formy.

Przyklad VI. Roztwór 200 g produktu kon¬ densacji trzeciorzedowego butylofenolu i formal¬ dehydu w '300 g metylocykloheksanonu zmiesza¬ no w temperaturze 93°C z 440 g wody zawiera¬ jacej 2,5 g dwuoktylosulfobursztyruanu sodu 10 g produktu kondensacji jednopalmitynianu sorbitu z tlenkiem etylenu. Mieszanine homoge¬ nizowano na emulsje o sredniej wielkosci cza¬ stek 1 —- 2 mikronów, Zawartosc substancji sta¬ lych wynosila 23,8o/o* Miazge krafta rozcienczono woda do zawar¬ tosci l°/o.wlókien i dodano roztworu koloidalnej zywicy melaminowo-aldehydowej, po czym mie¬ szano w ciagu 5 minut i doprowadzono pH. do zadanej wartosci przez dodawanie wodorotlenku sodu lub kwasu solnego,. Nastepnie dodano emul¬ sji zywicy fenolowo-aldehydowej, otrzymanej w sposób opisany powyzej, mieszano w ciagu 5 mi¬ nut i impregnowane wlókna formowano na ar¬ kusze, na laboratoryjnej maszynie do iobiehia_ar- kuszy. Arkusze te wyciskano miedzy bibula i su¬ szono w temperaturze 100 — 120°C w suszarce bebnowej, po czym ogrzewano je w ciagu jednej godziny do temperatury 260°C.

Wlaczano do miazgi rózne ilosci zywicy fe- noiowo-formaldehydowej i koloidu melaminowo- formaldehydowego i okreslano zatrzymanie zywi¬ cy. Otrzymano Svyniki podane ponizej.Próba Al A2 A3" A4 Bi.

Bi B3 B4 Cl C2 C3 C4 1 Dl D2 D3 D4 El' E2 E3 E4 Fi F2 F5 F4 Gl G2 G3 G4 H H H H Wlókien1) 0,5 1,0 2,0 3,0 0,5 1,0 2,0 3,0 0,5 1,0 2,0 3,0 0,5 1,0 2,0 3,0 0,5- 1,0 2,0 3,0 0,5 . 1,0 2,0 3,0 0,5 1,0 20 3,0 ' 0,5 1,0 2,0 3,0 % zywicy w stosunku do suchych wlókien fenolowej 50 100 150 200 150 150 150 Fez melami¬ nowej 5 10 15 20 15 15 15 Bez Ph miazgi \ 7,0 7,0 7,0 7,0 4,0 5,0 6,0 7,0 Grubosc arkusza w cm 0,0254 0,0432 0.0787 0,1168 0,0254 0,0557 0,813 0,1205 0,0305 0,558 0,1067 0,1598 0,0305 0,0635 0,1205 01578 0,0229 0,0432 Q,0813 0,1205 0,0254 0,0^58 0,1041 0,L549 0,0279 0,0558 0,1082 0,1524 0,0229 0,0406 0,0660 0 0889 Srednia waga arkusza w g 0,60 1,29 2,70 4,34 0,75 IJbl 3,36 5,38 0,94 2,00 4,30 6,91 1,01 2,38 -5,22 6,92 0,62 1,37 2,89 4,63 0,82 1,86 3,99 6,55 0,*-8 % 1,97 4,27 6,76 0.53 1.05 2,06 3,16 Zatrzy¬ mana2) zywica w % 31 53 64 81 45 ~- 56 62 72 53 61 70 79 46 63 ' 73 t 90 14 ¦22 27 33 . 39 52 60 . 72 46 59 69 76 — 1) gramów suchych wlókien w zawiesinie, z której robiono arkusz £j waga arkusza — waga wlókien — — — x 100 Wage zywic dodanychWyniki wskazuja, ze przy uzyciu roztworów koloidalnej zywicy melaminowo-aldehydowej u- •syskuje sie duzy stopien zatrzymania zywic ter¬ moutwardzalnych, w rodzaju produktów konden¬ sacji feholowo-formaldehydowych.

Przyklad VII. Arkusze, impregnowane zy¬ wica fenolowp-formaldehydowa sposobem ^opisa¬ nym w poprzednim przykladzie, ksztaltowano na uwarstwione, plyty. Zawiesine wodna bielonej miazgi krafta o stezeniu l°/o traktowano 20% koloidu zywicy melaminowo-formaldehydowej a nastepnie 200% zywicy fenolowej w stosunku do wagi suchych wlókien papieru, po czym otrzy¬ mana impregnowana miazge formowano na' arku¬ sze o wymiarach 15,24 x 15,24 cm ha recznej ma¬ szynie papierniczej. Mokre arkusze wyciskano miedzy bibula, suszono w suszarce bebnowej w temperaturze 100 — 120°Cf a nastepnie ogrzewa¬ no do temperatury 126,6°C w ciagu jednej go¬ dziny. Suche arkusze zawieraly okolo 60-— 70% zywic.

Uwarstwianie przeprowadzano skladajac 3 — 6 arkuszy jeden na drugi, stlaczajac je pomiedzy plytami stalowymi pod cisnieniem 210 kg/cm2 w temperaturze 160°C w ciagu 10 minut i nastepnie ochladzajac pod cisnieniem. Otrzymane uwarst¬ wione^ plyty byly. dostatecznie sztywne i wyka¬ zywaly równomierne rozdzielenie zywicy.

Przyklad Viii. Do rozcienczonej 2% miaz¬ gi krafta, dobrze mieszajac, dodano koloidalne¬ go roztworu kationowej zywicy melaminowo-for¬ maldehydowej, zawierajacego 12°/© zywicy stalej, który to roztwór zakwaszony byl 0,8 mola kwasu solnego na mol melaminy i pozostawiony do sta¬ rzenia w ciagu 16 — 20 godzin. Po uplywie oko¬ lo 90 minut dodano dostatecznej ilosci roztworu wodorotlenku sodu1 w celu podniesienia pH do 0,7 po czym wmieszano polistyren. Uzyto poli¬ styrenu polimeryzowanego w postaci emulsji i rozcienczonego do zawartosci 24,3% substancji stalej.

Po dodaniu calej ilosci zywicy stezenie miaz¬ gi wynosilo 2,57°/o. Sucha substancja ladunku za¬ wierala 62,8% miazgi suchej, .S3,7«/0 polistyrenu i 3,5% zywicy melaminowo-formaldehydowej.

Ogrzewano poczatkowo miazge do temperatury . 35°C, i dodano pod koniec wytwarzania do ho¬ lendra i do zamknietego obiegu wody sciekowej alunu w ilosci 1 — 2«/o w stosunku do wagi wló¬ kien. Otrzymano papier^ uwarstwiony o grubosci 0,0254 cm. t Maszyna wyposazona byla w J.7 walców su¬ szacych, które pracowaly w temperaturach wzra¬ stajacych od 37,7°C do 86,6°C. Przylepiania sie i osadzania na walcach nie bylo. Gotowy arkusz zawieral 74,6o/0, wlókien papierowych, 22,6% po¬ listyrenu i 2,8% zywicy melaminowo-formalde¬ hydowej. Zatrzymania zywic wynosily wiec od¬ powiednio 57°/o. i 68%. ATkusz zawieral tylko 0,06% jonów chlorkowych, co wskazuje, ze kwas solny zostal z kationowej zywicy melaminowej usuniety w czasie proceau.

Przykla'd IX Dwie dodatkowe próby wy¬ konano na maszynie papierniczej podobnie jak w przykladzie poprzednim, stosujac inne ilosci emulsji polistyrenu i kationowe] zywicy melami¬ nowo-formaldehydowej.

W-pierwszej z tych prób sucha substancja la¬ dunku zawierala 48,1% bielonej miazgi papiero¬ wej krafta, 47,l°/o polistyrenu i 4,8% zywicy me¬ laminowo-formaldehydowej. Miazge przygotowa¬ no, tak Jak w poprzednim przykladzie, nie do¬ dajac' alunu, przy czym stezenie w kadzi dopro¬ wadzono do 3,63°/o a pH do 4,5. Otrzymano pa¬ pier zawierajacy 55,5% miazgi celulozowej, 40,3<70 polistyrenu i 4,2% zywicy melaminowo- formaldehydowej, a zatem zatrzymanie wynosilo 75»/o polistyrenu i 75% zywicy melaminowej. Je¬ szcze wieksze ilosci zywic wlaczono do papieru przy drugiej próbie. Sucha substancja ladunku zawierala 35,4 nu i 5,7% kationowej zywicy melaminowo-foi- maldehyclowej. Otrzymano papier O' grubosci 0,03048 cm zawierajacy 50,6«/0 miazgi, 44,5% po¬ listyrenu i 4,9°/0 zywicy melaminowej, papier z obu prób wykazywal tylko bardzo niewielka za¬ wartosc chlorków (0,05%).' Zastrze z. e nia patentowe 1 Sposób wlaczania czynników impregnujacych do wlóknistych materialów celulozowych, zna¬ mienny tym, ze wlóknisty material celulozo¬ wy, zawiesza sie w wodzie i dodaje sie do nie¬ go, koloidalnego roztworu kationowej zywicy melaminowo-aldehydowej i wodnej rozpro- szyny, zawierajacej czynnik impregnujacy w stanie niewytraconym, przy czym znaczna czesc wspomnianego czynnika dzialaniem ka¬ tionowej zywicy melaminowo - aldehydowej wytraca sie równomiernie na wlóknach. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze najpierw dodaje* sie wspomnianego koloidal¬ nego roztworu kationowej zywicy melamino¬ wo-aldehydowej do wodnej zawiesiny wlókien a nastepnie dodaje sie rozproszyny, zawiera¬ jacej wspomniany czynnik impregnujacy. 3A Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze po dodaniu zywicy melaminowej lecz przed dodaniem wspomnianej rozproszyny czynnika impregnujacego zawiesine pozostawia sie w — 9 —7. spokoju w stanie niealkalicznym najkorzyslT niej co najmniej na 30 minut.

Sposób, wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze pH zawiesiny przed pozostawieniem w sp d- koju dobiera sie okolo 3 — 6.

Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, znamienny tym, ze stosuje sie rozproszyne czynnika impregnu¬ jacego, zawierajaca anionowy lub niejonowy srodek emulgujacy.

Sposób wedlug zastrz. 1 — 5, znamienny tym, ze dodaje sie czynnika impregnujacego w ilosci wiekszej niz 5%, a w razie potizeby 50 — lOOo/o w stosunku do wagi wlóknistego ma¬ terialu celulozowego.

Sposób wedlug zastrz. 1 — 6. znamienny tym, ze jako czynnik impregnujacy stosuje sie niewytracona zywice taka, jak polistyren w stanie niestraconym. 8.' Sposób wedlug zastrz. 1 — 7, znamienny tym, ze stosuje sie wodna zawiesine materialu ce¬ lulozowego o stezeniu 0,5 — 6ft/o. 9. Sposób wedlug zastrz. 1 — 8, znamienny tym, ze kationowej zywicy melaminowo-aldehydo¬ wej dodaje sie do wspomnianej zawiesiny ma¬ terialu celulozowego w ilosciach 2 —r 30°;V, korzystnie 2 — 15%, w stosunku do wagi wspomnianego materialu.

American Cyanamic Company Zastepca: inz. W. Zakrzewski rzecznik patentowy 20 3.0 a,.o 5.o ©.O 7.0 Q.O 90 A" FIGI TLztfiatco C?af/rvi FIG. 2. / 5 10 15 BO 23 30 35 *-<> 4-S 5 'O 5 20 25 30 35 <*0 -t5 CO 4 zyuj/Cy taflom/'oou>