SE430997B - Forfarande for hydrofobering av papper och papp genom anvendning av vaxdispersioner och en polypiperidinhalid - Google Patents

Description

10 15 20 40 '?9Û368Û-2 2 intervall har även den fördelen, att mindre energi erfordras Vid användningen av optiska vitmedel De typer av limnings- för malning av fibrerna. erfordras dessutom mindre mängder av dem. medel, som användes för neutral eller alkalísk, inre limning av papper är emellertid i allmänhet dyrbarare; de är vanligen av det slag, som teoretiskt avser att reagera med pappersfíbrerna, dvs bíndas vid dem. Användningen av vaxdispersioner har sålunda i allmänhet icke varit möjlig.

Alkylketendimerer har använts såsom lim för papper och liknande vid arbete vid pH om cirka 7. Detta slag av pappers- limning har emellertid olika olägenheter, inklusive en överdriven känslighet för användning av alun, den relativt korta livslängden hos alkylketendimererna och en fördröjd limningsverkan, som be- roende på typen av torkning kan utföras endast efter flera dygns förvaring av papperet. Det är dessutom icke möjligt att inställa limníngsgraden exakt. g Man har även föreslagit att dikarboxylsyraanhydrider skulle kunna användas såsom lim vid neutral eller alkalisk, inre limning av papper. På grund av deras begränsade livslängd måste emeller- tid dikarboxylsyraanhydriderna framställas omedelbart innan de användes i pappersmaskinen, dessutom genom dyrbar utrustning.

Av dessa skäl har vaxdispersioner använts för hydrofobe- ring av pappor eller papp endast när massasammansättníngen har ett pH i det sura intervallet.

Ett förfarande för hydrofobering eller limning av papper eller papp genom användning av vax- eller paraffindispersioner i mäldkomposítionen har nu framkommit; varvid massakompositionen eventuellt innehåller fyllmedel och andra konventionella till- satsmedel och har ett pH i det svagt sura, neutrala eller alka- liska intervallet.

Det har i verkligheten visat sig, att vaxpartiklarna i dispcrsionen kan fästas pä pappersfibrerna genom användning av en polypiperidinhalid. I närvaro av polypiperidinhalid kan massakompositionen gívas ett pfl, som är alkaliskt, neutralt eller endast svagt surt, medan fortfarande god retentíon av hydrofoberingsmedlet uppnås. I allmänhet användes pH av 6,5' eller däröver, vanligast cirka 6,5-8,5.

I DE-OS 26-28 571 har beskrivits ett förfarande för för- bättring av optiska vitmedelsprestanda inom pappersindustrin.

Vid detta förfarande bringades konventionella, inom pappers- 20 30 35 40 3 industrin använda anjoniska vitmedel i kontakt med en polypipe- ridínhalid, som absorberas i dispergerat tillstånd på en finför- delad bärare. Lämpliga polypiperidinhalider säges vara poly- piperidinklorid eller polydimetyldiallylammoniumklorid. Finför- delade oorganiska material, såsom kaolin eller talk, och vita pigment, såsom kalcíumkarbonat eller finfördelade organiska material, såsom stärkelse, kan användas såsom bärare. Vid före- liggande förfarande användes emellertid polypiperidinhaliden, företrädesvis polypiperidinklorid eller -bromíd, i en vaxdisper- síon i ett neutralt eller ulkaliskt medium.

Enligt föreliggande uppfinning avses därför ett förfarande för hydrofobering av papper eller papp genom tillsats av vax- díspersioner till massakompositionen (mälden), vilken eventuellt innehåller fyllmedel och andra tillsatsmedel, varvid förfarandet kännetecknas därav, att en vattenhaltig lösning av polypiperidin- halid såsom fixeringsmedel sättes till massakompositionen.

Massan har ett pH inom det svagt sura, neutrala eller alkaliska intervallet.

Det har visat sig, att de problem som förefinnes vid svagt sur, neutral eller alkalisk, inre limning av papper och papp löses genom tillförsel av vaxdispersíoner på detta sätt och framför allt att olägenheterna beträffande kort livstid hos lim- met, känsligheten, t ex gentemot alun, och den fördröjda lim- ningsverkan undanröjes.

Förfarandet enligt uppfinningen har speciellt följande fördelar: (al Kontrollerad hydrofobering (limning) och exakt inställ- ning av limningsgraden vid ett pH av 6,5 och däröver, speciellt 6,5-8,5; (b) omedelbart hydrofoberíngsuppträdande i pappersmaskinomradet före ytbehandling och Följaktligen kontrollcring av napp- ning vid eventuell ytherodning; Co) lätt tillförsel och dosering av hydrofoberings- och fixeringsmedel; (d) icke nagon alunkänslighet hos hydrofoberings- och fixeringsmedlen; ' (e) icke nagon minskning i pappershållfasthet ens med ökade mängder hydrofoberingsmedel; (I) i kraftigt fyllmedelshaltiga papper förbättring av böj~ hàllfasthet (minskning i fladdrighet); 10 15 20 25 35 ?9G56ê0~2 4 (g) låg damnings- och nappningsbenägenhet hos offsetpapper; (h) förbättring i papperets tryckförmâga.

Det har dessutom visat sig, att tillsatsen av polypiperidin- halid såsom fixeringsmedel icke endast fäster hydrofoberingsmed- let utan även förbättrar fyllmedlens retentíon i papperet.

Retentionshjälpmedel för fyllmedel kan eventuellt tillsät- tas, t ex katjoniska retentíonshjälpmedel i en koncentration av 0,02-0,3 %. Såsom lämpligt retentionshjälpmedel kan polyakryl- amid användas i en koncentration av 0,02-0,04 %. Andra katjoniska pappershjälpmedel, såsom vâtstyrkemedel, på basis av epiklorhyd- rinharts kan även användas.

Inställning av pH kan utföras med hjälp av natriumhydroxid, om pH är alltför lågt. Om pH redan är i önskat intervall på grund av närvaron av andra, basiska tillsatsmedel, är en speciell inställning av pH överflödig.

Lämpliga vaxdispersioner för hydrofobering av papper och papp är välkända inom pappersindustrin. Många är kommersiellt Lämpliga hydrofoberingsmedel är anjoníska vax- Eftersom mässans pH tillgängliga. dispersioner som säljes för detta ändamål. kan vara obetydligt surt, kan syrastabila, anjoniska dispersioner användas, t ex den anjoniska, syrastabila vaxdispersionen "MOBILCER RWJ9. Andra typer av dispersion kan emellertid även användas efter önskan, t ex katjoniska vaxdispersioner.

Lämpliga halider för föreliggande förfarande är polypipe- ridinklorid och polydimetyldialkylammoniumkloríd, ehuru halider- na eventuellt även kan användas.

Vaxdíspersionen och fixeringsmedlet kan sättas till massan i vilken som helst ordning, t ex först vaxdispersionen och där- efter fíxeríngsmedlet eller omvänt. Andra modifikationer är uppenbara för fackmannen.

Uppfinningen äskådliggörcs närmare i följande exempel.

Alla angivna procenthaltcr är viktproccnt, såvida intet annat angives. , I exemplen användes följande massakomposítion: Massakomposition: 50 % halvblekt barrvedssulfitmassa 50 % blekt lövvedssulfatmassa ' Avvattningsmotstând: 350 SR vfvikt: so g/mz pH: _ cirka 7,5 10 l5 20 5 Massakompositionen (massakoncentration cirka 5 %), poly- piperidínklorid ("polymer") tillsattes såsom fixeríngsmedel i form av en kommersiellt tillgänglig, 40-procentig, vattenhaltíg lösning i mängder av 0,05-2,0 %, räknat på absolut torrt material.

I förväg utspäddes den 40-procentiga, vattenhaltiga lösningen av polypiperídinklorid med vatten för bättre fördelning i massakom- positionen.

En kommersiellt tillgänglig, anjonisk vattenhaltíg vaxdis- persion (50 % torrsubstans) tillsattes därefter såsom hydrofobe- rings- och limningsmedel i mängder av 1,0-4 %, räknat på absolut torrt material.

I nagra av exemplen (exempel 15-17) utfördes tillsats av kalciumkarbonat i form av en 25-procentig, vattenhaltig uppslam- ning (fyllmedelsuppslamning) till den 5-procentíga massakomposi- tionen.

Före arkbildníngen späddes den på så sätt sammansatta massakompositionen med vatten till cirka 0,5 %.

Massakompositionerna behandlades på en arkbildningsmaskin av typ "Rapid-Koethen" (tillverkare K. Frank, Weinheim, Tyskland).

(Sedan de framställda pappersarken hade torkats (i en tork för fotografiska material] och klimatiserats (under standard- betingelser enligt DIN 50 014) bestämdes värdena för ytabsorp- tionsstyrka, t ex gentemot vatten enligt Cobb (Cobbóns enligt DIN 53 132), slitlängd (enligt DIN 53 ll2] och askhalt (enligt FAK-Merkblatt IV/40/67) hos papperna.

Resultaten visas i tabellerna I-III.

TABELL I Exempel Procenthalt vax- Procenthalt polymer- Cobb60_ dispersion (50 % lösning (40 % torr- 7/ 3 5 tnrrsuhstans), substans) räknat på 5 m räknat pä abs abs torrt material torrt material l 3 ~ 130 z z 0,5 ss 3 Z 1,2 40 4 3 - 135 5 3 , 60' 6 3 ,* 22 7 4 - l30 8 4 0,3 22 8a +) 4 0,3 24 +) pH = 6,5 10 15 Wiíššéêšfi-Z 6 Av tabell I framgår följande: (1) Beroende på de tillsatta mängderna vaxdispersion och poly- mer kan en fullständig hydrofobering (full limning) (Cobb60S = 22 g/m2; exemplen 6 och 8) eller en pârtiell hydrofobering (för-limníng) (Cobbóos = 40-60 g/m ; exemp- len 3 och 5) uppnås. (2) Utan någon polymer såsom fixerin smedel skedde icke någon hydrofobering (Cobbóos = 130 g/mz; exemplen 1, 4 och 7). (3) I exemplet 8a var pH 6,5. Detta betyder att hydrofobering även är möjlig vid svagt surt pH. pH inställde sig själv t ex genom de i systemet närvarande beståndsdelarna.

Exemplen 9-14 visar verkan på papperets slitlängd.

TABELL II Exempel Procenthalt vax- Procenthalt polymer- Slit- dispersion (50 % lösning (40 % torr- längd, torrsubstans), substans) räknat på m räknat på abs abs torrt material torrt material 9 3 0,1 5200 10 4 3 0,4 5600 11 3 - 4800 12 4 0,1-0,2 4800 13 4 0,3 5200 14 4 - 4700 Tabell II visar: (1) Till och med när 3-4 % vaxdispersion användes i närvaro av polymeren íakttogs icke någon minskning av slítlängden, vilket eljest skulle inträda i närvaro av 3-4 % vaxdisper- sion. (2) En ökning i tillsatsen av polymer åstadkommer en ökning i slitlängd (jämför exemplen 10 och 13).

Exemplen 15-17 visar verkan av polymeren på retentionen av fyllmedel (kalciumkarbonat) samt på hydrofoberingsegenskaperna hos papperet. 10 15 7963680-2 7 TABELL III Exempel Procent vax- Procent polymer Procent Cobbóos dispersion (40 % torrsub- aska, /mz (50 % torr- stans) räknat CaC03 g substans] på abs torrt räknat på material abs torrt material 15 3 , , 100 16 3 , 2,5 80 17 3 , , 60 9 Tabell III visar verkan av polymeren (i form av en 40- procentig, vattenhaltig lösning) såsom fixerings- och retentions- medel, sålunda: (1) Såsom fixeringsmedel för vaxdispersionen minskas värdet på Cobbbos, dvs ökas hydrofoberingen, vid en ökad tillsats av polymer. (7) Såsom retentionsmedel för fyllmedlet ökar polymeren pappe- rets askhalt. I I exemplen 15-17 kan dessutom ett retentionshjälpmedel för fyllmedlet, t ex en katjonisk polyakrylamid (Percol 292) till- sättas. Värdet på Cobböüs förblir härvid oförändrat, medan askhalterna likformígt ökas.

Förfarandet enligt uppfinningen kan utföras genom tillför- sel av såväl anjoniska som katjoníska vaxdispersioner.

I exempel 18 användes en 50-procentig, katjonisk vaxdis- persíon såsom hydrofoberíngsmedel.

Procent polymer- lösning (40 % torrsubstans) räknat pâ abs torrt material IS ' 3,5 0,3 20 Procent vaxdispersion (00 % torrsubstans) räknat pà abs torrt material Exempel Cobböos '7 alm*

Claims (9)

am kg 53 QM CM G0 in I På 8 9; Patentkrav

1. Förfarande för hydrofobering av papper och papp genom användning av vaxdispersioner.í en massakomposition, som even- tuellt innehåller fyllmedel och andra tillsatsmedel, k ä n n e t e c k n a t därav, att en vattenhaltig lösning av en polypiperidinhalid tillsättes såsom fixeringsmedel till massa- komposítionen, som har ett pH inom det svagt sura, neutrala eller alkaliska intervallet. . '

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att polypiperidinklorid användes såsom polypinieridin~ halíd.

3. Pörfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t därav, att den vattenhaltíga lösningen av polypiperidin- halid tillsättes i en koncentration av 0,05-2,0 %, räknat på absolut torr massablandning.

4. Förfarande enligt något av krav 1-3, k ä n n e - t e c k n a t därav, att tillsatsen av polypiperidinhalidlös- ningen till massakompositionen utföres vid en massakoncentratíon av 0,05-6,5 a.

5. Förfarande enligt något av krav 1-4, k ä n n e - t e c k n a t därav, att en anjonisk vaxdispersion anbringas på den absolut torra massablandningen i en koncentration av 0,1-4,0 %.

6. Förfarande enligt något av krav 1-5, k ä n n e - t c c k n u t därav, att dessutom ett rctentionshjälpmedel för fyllmedel tillsättes.

7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t därav, att retentionshjälpmedlet för fyllmedlet är en vatten- haltig lösning av en katjonisk polyakrylamid, som tillsättes i en koncentration av 0,02-0,04 %, räknat pâ den torra blandning- en av massa och fyllmedel.

8. Förfarande enligt något av krav 1-7, k ä n n e - t e c k n a t därav, att massakompositionen har ett pH av 6,5 eller däröver.

9. Förfarande enligt något av krav 1-8, k ä n n e - t e c k n a t därav, att massakompositionen har ett pH av ' 6,5-8,5. '7O^7 ”P f* 's É f\7[{°'.i'¿1'"2_ ..._- Sammandrag Papper och papp göres hydrofoba genom användning av vax- dispersion i massan. En polypiperidínhalid sättes till massan, som har ett pH, vilket är neutralt, alkaliskt eller icke mer än svagt surt.