SK114497A3

SK114497A3 - Aqueous lecithin-based release aids and methods of using the same

Info

Publication number: SK114497A3
Application number: SK1144-97A
Authority: SK
Inventors: Daniel E Glover
Original assignee: Buckman Labor Inc
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1996-02-12
Publication date: 1998-02-04
Also published as: CA2213727C; AU4918396A; CN1055965C; MX9706510A; CZ263397A3; NO973942L; AU700564B2; US5658374A; WO1996026997A1; FI973522A; NO973942D0; ZA961205B; CA2213727A1; FI973522A0; EP0822971A1; BR9607623A; NZ302992A; JPH11501343A; AR001094A1; CN1176655A

Description

Oblasť techniky

Predmetný vynález sa týka vodného prostriedku proti lepivosti (uľahčujúceho uvoľňovanie) na báze lecitínu. Konkerétnejšie sa tento vynález týka stabilného vodného prostriedku proti lepivosti na báze lecitínu vo forme emulzie. Predmetný vynález sa ďalej týka spôsobu vytvárania protilepivých schopností rôznych viskóznych látok a nelepivých povrchov použitím týchto stabilných vodných protilepivých emulzií.

Doterajší stav techniky

Lecitín je ako účinné činidlo proti lepivosti dobre známy. Pomocou lecitínu sa vytvárajú uvoľňovacie schopnosti produktov a procesov v mnohých rôznych priemyselných odvetviach, ako je výroba buničiny a papiera, tvarovanie rôznych výrobkov a hmôt, ako je napríklad papier, plast, kompozitný materiál, tmel, íl, textílie, guma a keramika, ďalej potravinársky priemysel a mnohé iné. Vlastnosti a schopnosti lecitínu sa podrobnejšie opisujú v publikácii „The Lecithin Book. A Guide to Lecithin.“, Centrál Soya, Chemurgy Division (jún 1991), ktorej obsah predstavuje známy stav techniky.

Lecitín sa všeobecne používa v kombinácii s rozpúšťadlom, ako je napríklad mastná kyselina alebo olej. Použitie samotného lecitínu ako protilepivého prostriedku alebo v kombinácii s rozpúšťadlom, ako je napríklad mastná kyselina alebo olej, sa opisuje napríklad v patentoch USA č. 5,372,637, 5,034,097 a 5,328,567, ktorých predmety tiež predstavujú známy stav techniky.

Lecitín samotný alebo v kombinácii s mastnou kyselinou alebo olejom však predstavuje zmes na báze oleja. Ani samotný lecitín, ani zmes lecitínu na báze oleja nie sú schopné ľahko vytvoriť stabilnú vodnú kompozíciu. Pri mnohých požadovaných aplikáciách kompozícií proti lepivosti na báze lecitínu sa však jedná o použitie do produktov na vodnej báze u procesov, ktoré zahrňujú styk s vodou. Preto je v priemysle často potrebnou alebo požadovanou formou kompozície proti lepivosti jej stabilná vodná forma, ktorá je dispergovateľná vo vode.

Priemyselné odvetvia používajúce kompozície proti lepivosti dlho čelili ťažkostiam pri príprave vodnej emulzie z kompozícií proti lepivosti na báze oleja. Pri použití vodných emulzií je tieto emulzie kompozícii proti lepivosti treba pripraviť tesne pred ich použitím. Príprava takýchto emulzií je zložitý proces vyžadujúci zvláštne prísady a riadne miešanie a emulgovanie. Tým je proces prípravy týchto emulzií pre mnohé odvetvia príliš komplikovaný alebo drahý a alebo prinajmenšom sa považuje za ťažký a zložitý proces príslušnému priemyselnému odboru príliš vzdialený.

Napríklad v papierenskom priemysle, kde sa kompozície proti lepivosti používajú pri výrobe papiera a iných produktov, pri väčšine operácií musí byť vodná emulzia proti lepivosti vytvorená tesne pred použitím a potom sa musí použiť ihneď, ešte pred tým, ako nastane jej separácia. Ďalšia komplikácia v procese prípravy a použití vodnej emulzie kompozície proti lepivosti je, že pokiaľ sa emulzia nepoužije krátko po jej príprave, vyžaduje sa jej stále miešanie, aby zostala emulziou a zabránilo sa tak separácii jej olejovej a vodnej zložky.

Tendencia olejových a vodných emulzií separovať sa komplikovala veľa aplikácií jestvujúcich kompozícií proti lepivosti. Bežné použitie, ako napríklad nastriekanie alebo natretie povrchov kompozíciami proti lepivosti, môže byť problematické, pretože zložky emulzie sa separujú a nastriekaním alebo natretím vznikne nerovný povrch. Navyše následkom tejto separácie je ťažké dosiahnuť požadovaný stupeň dispergácie emulzie, aby bolo možné kompozíciu nastriekať na rôzne povrchy.

Komplikácie súvisiace s nedostatkom stability vodných kompozícií proti lepivosti odraďovali priemysel od možnosti ich nakúpiť a skladovať vo forme hotovej na priame použitie. Dostupnosť stabilnej vodnej kompozície proti lepivosti je preto požiadavka mnohých priemyselných odvetvi, pretože by sa tým odstránili komplikácie a náklady súvisiace s prípravou a použitím týchto vodných kompozícií proti lepivosti.

Preto vzniká potreba a požiadavka stabilných vodných kompozícií proti lepivosti schopných vytvoriť nelepivé,uvoľňovacie schopnosti v širokom spektre viskóznych látok a uvoľňovaných povrchov.

Podstata vynálezu

Vzhľadom k vyššie uvedenému je predmetom tohto vynálezu vodná kompozícia proti lepivosti na báze lecitínu schopná existencie ako stabilizovaná emulzia.

Predmetom tohto vynálezu je taktiež kompozícia proti lepivosti na báze vody obsahujúca lecitín.

Ešte ďalším predmetom tohto vynálezu je stabilizovaná protilepivá emulzia, ktorá sa môže použiť ako emulgovateľný koncentrát schopný vytvoriť po nariedení stabilizovanú disperziu.

Ďalším predmetom tohto vynálezu je stabilizovaná kompozícia proti lepivosti, ktorá sa môže použiť tak, že sa vnesie do viskóznej látky alebo hmoty, čim látka alebo hmota získa schopnosť nelepenia sa, alebo sa aplikuje na uvoľňovaný povrch, ktorý získa nelepivú.uvoľňovaciu schopnosť.

Ešte ďalším predmetom tohto vynálezu je potravinárska stabilizovaná kompozícia proti lepivosti.

Ešte ďalším predmetom tohto vynálezu je protilepivá emulzia aplikovateľná striekaním.

Ďalšie znaky a výhody predmetného vynálezu sa čiastočne uvedú v nasledujúcom texte, čiastočne sú zrejmé z opisu, alebo je ich možné získať ako skúsenosti pri praktickom uskutočňovaní vynálezu. Ciele a ďalšie výhody tohto vynálezu je možné realizovať a dosiahnuť pomocou prvkov a ich kombinácii, ktoré sú podrobne rozobrané v písanom opise a pripojených nárokoch.

Vyššie uvedené predmety sa uskutočnili podľa tohto vynálezu tak, že sa vytvorila vodná kompozícia proti lepivosti obsahujúca alkohol, mastnú kyselinu alebo olej, lecitín, vo vode rozpustné alebo vo vode dispergovateľné povrchovo aktívne činidlo a vodu.

Predmetný vynález taktiež zahrňuje spôsob, ktorým sa na uvoľňovanom povrchu vytvárajú uvoľňovacie schopnosti. Tento spôsob zahrňuje aplikáciu kompozície proti lepivosti na uvoľňovaný povrch v množstve dostatočnom na umožnenie uvoľnenia hmoty, ktorá je v styku s uvoľňovaným povrchom.

Ďalšie uskutočnenie predmetného vynálezu zahrňuje spôsob, ktorým sa vytvárajú nelepivé schopnosti viskóznej hmoty. Tento spôsob zahrňuje pridanie kompozície proti lepivosti do viskóznej hmoty v množstve dostatočnom na umožnenie uvoľnenia viskóznej hmoty od uvoľňovaného povrchu, ktorý je v styku s touto hmotou.

Predmetný vynález sa taktiež týka spôsobu prípravy kompozície proti lepivosti na báze vody. Tento spôsob zahrňuje vytváranie homogénnej zmesi prostriedku proti spekaniu alebo gelovateniu, alkoholu, zahusťovadla a vody, ku ktorej sa pridá povrchovo aktívne činidlo, mastná kyselina a lecitín, čím vznikne emulzia. Výhodné uskutočnenie tohto spôsobu zahrňuje nasledujúce kroky: a) v prvej nádobe dispergovanie prostriedku proti spekaniu alebo gelovateniu vo vode miešaním do vytvorenia zmesi; b) v druhej nádobe dispergovanie zahusťovadla v alkohole miešaním do vytvorenia suspenzie (riedkej kaše); c) následné vmiešavanie suspenzie do zmesi, kým nevznikne homogenná zmes; d) potom pridanie vo vode rozpustného alebo vo vode dispergovateľného povrchovo aktívneho činidla, mastnej kyseliny a lecitínu za miešania, dokiaľ nevznikne disperzia všetkých prísad; a e) miešanie homogénnej zmesi kým nevznikne emulzia. Je výhodné, ak je vzniknutá emulzia hladká, nepriehľadná a biela.

Vyššie uvedený všeobecný opis a nasledujúci podrobný opis je potrebné považovať iba za príklady a vysvetlenia, ktorých účelom je len podrobnejšie vysvetlenie predmetného vynálezu, ako sa nárokuje.

Najvýhodnejšie uskutočnenia vynálezu

Dôležitou výhodou predmetného vynálezu je, že kompozícia proti lepivosti je na báze vody, čo umožňuje jej použitie ako prostriedku proti lepivosti pri mnohých priemyselných aplikáciách. Ďalšou výhodou predmetného vynálezu je stabilita vodnej kompozície proti lepivosti vo forme emulzie. Skutočnosť, že táto emulgovaná vodná kompozícia proti lepivosti je vo forme pripravenej na priame použitie, umožňuje tiež široké priemyselné využitie predmetného vynálezu. Ešte ďalšou výhodou predmetného vynálezu je možnosť použiť stabilizovanú emulziu ako koncentrát, z ktorého po nariedení vodou vznikne stabilizovaná disperzia. Táto vlastnosť predmetných protilepivých emulzií umožňuje, že sa môžu použiť v akejkoľvek požadovanej koncentrácii, čo ďalej rozširuje potenciálne využitie predmetného vynálezu. Schopnosť vytvárať stabilizované disperzie zo stabilných emulzií podľa predmetného vynálezu umožňuje použiť emulziu, alebo nariedenú emulziu, ako spray, čo sa často požaduje.

Vodné kompozície proti lepivosti podľa predmetného vynálezu obsahujú alkohol, mastnú kyselinu alebo olej, lecitín, vo vode rozpustné alebo vo vode dispergovateľné povrchovo aktívne činidlo a vodu. Množstvo jednotlivých zložiek uvedených nižšie je v percentách celkovej hmotnosti kompozície.

Alkoholy, ktoré sa môžu použiť podľa tohto vynálezu, sú s výhodou glykoly, ale môžu sa použiť aj iné. Alkoholová zložka má s výhodou funkciu ako spájajúce činidlo, ktoré zabezpečuje schopnosť stuhnúť a roztaviť. Preto je možné podľa predmetného vynálezu použiť akýkoľvek alkohol, ktorým kompozícia podľa vynálezu túto schopnosť získa. Výhodne je alkoholom etanol alebo propanol alebo podobný alkohol. V prípade použitia glykolu je ním s výhodou etylénglykol, propylénglykol, dietylénglykol alebo dipropylénglykol a pod.

Alkoholová zložka je s výhodou prítomná v množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od asi 1 % do asi 15 % hmotnosti, ešte výhodnejšie asi 2.% až asi 8 % hmotnosti, vzťažené na celkovú hmotnosť kompozície.

Zložka tvorená mastnou kyselinou alebo olejom používaná v predmetnom vynáleze má predovšetkým funkciu ako rozpúšťadlo lecitínu a je ešte výhodnejšia, ak vykazuje s lecitínom synergický účinok v tom zmysle, že s lecitínom vytvára dobrú disperziu. Podľa predmetného vynálezu sa môžu použiť mastná kyselina alebo olej samotné, ich zmes alebo akákoľvek ich kombinácia. Podľa vynálezu sa môžu použiť akékoľvek prírodné získané mastné kyseliny alebo olej. Je výhodné použiť mastnú kyselinu či olej nenasýtenú, teda kvapalnú pri teplotách okolia. Výhodne sú mastnými kyselinami kyseliny C₈ až C₂o, ešte výhodnejšie kyselina olejová, linolová alebo TOF, pričom vynález nie je obmedzený iba na použitie uvedených komponentov. Mastné kyseliny či oleje, ktoré sa môžu v predmetnom vynálezu použiť, sú komerčne dostupné, napríklad od the Humko Chemical Division of Witco Corporation, Memphis, Tennessee.

Zložka tvorená mastnou kyselinou či olejom je s výhodou prítomná v množstve pohybujúcom sa v rozmedzí asi 5 % až asi 40 % hmotnosti, a ešte výhodnejšie asi 10 % až asi 30 % hmotnosti, vzťažené na celkovú hmotnosť kompozície.

Lecitínová zložka predmetného vynálezu má výhodne funkciu ako aktívna ingrediencia v kompozícii proti lepivosti tu opísanej. Lecitín, v podobe rôznych zmesí, sa predáva pod komerčnými názvami ako Centrolene, Centrophase a Centrophil. Prednostne sa používa rada Centrophase HR vzhľadom na jej tepelnú odolnosť. Tieto komerčné produkty sú dostupné napríklad od Centrál Soya Company, Inc., Fort Wayne, Indiana.

Lecitínová zložka je výhodne prítomná v množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od asi 3 % do asi 30 % hmotnosti, ešte výhodnejšie v množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od asi 5 % do asi 10 % hmotnosti, vzťažené na celkovú hmotnosť kompozície.

Zložka tvorená vo vode rozpustným alebo vo vode dispergovateľným povrchovo aktívnym činidlom má výhodne podľa vynálezu funkciu ako povrchovo aktívny prostriedok, emulgátor, stabilizátor a/alebo dispergačné činidlo. Podľa predmetného vynálezu sa môže použiť akékoľvek vo vode rozpustné alebo vo vode dispergovateľné povrchovo aktívne činidlo, ktorým je možné vniesť tieto vlastnosti. Je výhodné, ak je vo vode rozpustné či vo vode dispergovateľné povrchovo aktívne činidlo polyméme. Vo vode rozpustnou či vo vode dispergovateľnou povrchovo aktívnou zložkou je s výhodou neiónogenné polymérne povrchovo aktívne činidlo. Neiónogenné polymérne povrchovo aktívne činidlo je s výhodou vybrané zo skupiny vo vode rozpustných blokových kopolymérov. Je ešte výhodnejšie, ak je neiónogenným povrchovo aktívnym činidlom vo vode rozpustný blokový kopolymér etylénoxidu a propylénoxidu, blokový butoxykopolymér etylénoxidu a propylénoxidu, polyetylénglykolester alebo etoxylovaný alkohol. Podľa predmetného vynálezu je možné tiež použiť povrchovo aktívne anionoaktívne činidlo. Ako anionoaktívne povrchovo aktívne činidlo sa prednostne používa dioktylsulfojantaran (DOSJ). Vyššie uvedené povrchovo aktívne činidlá sú komerčne dostupné napríklad od Stepan Chemical Company, Northfield, lllinois; Harcros; a BASF, Parsippany, New Jersey.

Zložka tvorená vo vode rozpustným či vo vode dispergovateľným povrchovo aktívnym činidlom je s výhodou prítomná v množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od asi 0,2 % do asi 7 % hmotnosti, výhodnejšie asi 1 % až asi 4 % hmotnosti, vzťažené na celkovú hmotnosť kompozície.

Ako ďalšiu zložku, okrem vyššie uvedených, kompozícia proti lepivosti obsahuje vodu. Kompozície podľa predmetného vynálezu s výhodou obsahujú najmenej približne 45—50 % vody, aby sa zabezpečilo vytvorenie emulzie typu olej vo vode.

Protilepivé emulzie podľa predmetného vynálezu môžu ešte navyše obsahovať prostriedok proti spekaniu alebo gelovateniu na zabezpečenie stability kompozície. Týmto prostriedkom proti spekaniu alebo gelovateniu môže s výhodou byť kremičitan hlinitohorečnatý, napríklad Veegum, ktorý je komerčne dostupný od R. T. Vanderbilt & Co., Norwalk, Connecticut. Ako prostriedok proti spekaniu alebo gelovateniu je možné použiť tiež kremičitan vápenatý alebo oxid hlinitý. V prípade, ak sa použije prostriedok proti spekaniu alebo gelovateniu , je s výhodou prítomný v množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od asi 0 % do asi 1 % hmotnosti, výhodnejšie asi 0,1 % až asi 1 % hmotnosti, vzťažené na celkovú hmotnosť kompozície.

Protilepivé emulzie podľa predmetného vynálezu môžu obsahovať tiež zahusťovadlo, ktorého prítomnosťou sa docielia ďalšie vlastnosti, ako je modifikácia viskozity, emulgácia a/alebo stabilizácia. Ak je prítomné zahusťovadlo, je výhodné, ak je ním živica, alginát alebo derivát celulózy. V prípade použitia živice je ňou s výhodou xantanová živica. Ak sa použije derivát celulózy, je nim s výhodou karboxymetylcelulóza (KMC). V prípade, ak sa použije zahusťovadlo, je s výhodou prítomné v množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od asi 0 % do asi 3 % hmotnosti, výhodnejšie asi 0 % až asi 0,5 % hmotnosti, vzťažené na celkovú hmotnosť kompozície.

Navyše môžu kompozície proti lepivosti podľa predmetného vynálezu obsahovať rôzne konzervačné činidlá, ak sú potrebné či požadované. Tieto konzervačné činidlá môžu okrem iného pôsobiť ako antioxidanty, udržovať čerstvosť, a protibakteriálne. Bežným konzervačným činidlom je Kathon®, BHT, BHA, TBHQ, benzoan sodný a pod. Je výhodné použiť ako konzervačné činidlo Busan® 1078, ktorý vyrába Buckman Laboratories International, Inc. a ktorý je mikrobicíd.

Požadovaná viskozita predmetných kompozícií proti lepivosti je taká, aby ich bolo možné ľahko čerpať a aby tiekli voľne.Tieto vlastnosti značne zvýšia použiteľnosť predmetných kompozícií vo forme spraya.

Jednou z vynikajúcich vlastností predmetného vynálezu je, že kompozície proti lepivosti vytvárajú vodné emulzie, ktoré sú stabilné pri izbovej teplote a od teplôt asi 8 °C do asi 50 °C sú dlhodobo stabilné. Stabilita vodných emulzií podľa predmetného vynálezu pri izbovej teplote a pri 8 °C je charakterizovaná neprítomnosťou separácie a iných fyzikálnych defektov, ako je gelovatenie, zrážanie, flokulácia, sedimentácia a odfarbovanie emulzie počas najmenej približne 4 mesiacov, výhodnejšie počas približne 6 mesiacov až rok. Poznamenávame, že pri 8 °C by emulzie mali byť stabilné počas rovnakej doby ako pri izbovej teplote, ale môžu byť stabilné i dlhšie. Pri 50 °C je stabilita vodných emulzií podľa predmetného vynálezu charakterizovaná neprítomnosťou separácie alebo iných fyzikálnych defektov počas najmenej 14 dní, pričom pri takýchto teplotách môžu sa po tomto čase pozorovať známky rýchlejšieho starnutia.

Vodné emulzie podľa predmetného vynálezu sú vynikajúce tiež preto, že majú vynikajúcu schopnosť stuhnúť a roztaviť sa. Napríklad pri -15 °C je stabilita vodných emulzií podľa vynálezu daná tým, že emulzia pri tejto teplote stuhne, ale po roztavení sa vráti do homogenného stavu a pri izbovej teplote zostane stabilná najmenej jeden mesiac.

Stabilita vodných emulzií podľa predmetného vynálezu je výrazná výhoda oproti existujúcim emulziám, ktoré vyžadujú stále miešanie, aby zostali vo forme emulzie (t. j. aby sa zabránilo separácii). Existujúce emulzie sa neuskladňujú dobre, nech je doba skladovania akákoľvek, vzhľadom na ich separáciu a výskyt fyzikálnych defektov a je teda ťažké kúpiť komerčne žiadanú formu na priame použitie.

Okrem toho, že sú vodné emulzie podľa predmetného vynálezu stabilné, majú tieto emulzie ešte ďalšiu schopnosť, a to možnosť prípravy v koncentrovanej forme, ktorá sa dá riediť vodou za vzniku stabilného nariedenia určeného na priame použitie. Pri príprave nariedenia predmetných emulzií je možné nariediť emulzie na 1 % koncentráciu vo vode. Takéto nariedenie väčšinou zostane stabilné, t. j. nevyskytne sa fyzikálna separácia alebo iné fyzikálne defekty, najmenej počas 3 hodín.

Stabilné vodné protilepivé emulzie podľa predmetného vynálezu sa môžu použiť v mnohých priemyselných odvetviach a na mnohé účely. Všeobecne o početnom použití vodných kompozícií proti lepivosti pozri patenty USA č. 5,372,637; 5,302,330 a 5,342,872, ktorých predmety predstavujú známy stav techniky.

Ďalšie výhody kompozícií proti lepivosti podľa predmetného vynálezu pre ich mnohé priemyselné použitia sú, že majú nízku tvorbu peny a nemusia obsahovať materiály podliehajúce ohlasovacej povinnosti podľa SARA 313 ani prchavé organické látky.

Emulzie podľa predmetného vynálezu sa môžu pridať priamo, t. j. bez riedenia, na mokrý koniec papierenského stroja. Emulzie podľa predmetného vynálezu sa do papierenského stroja pridávajú výhodne v koncentráciách od asi

0,08 % do asi 0,15 %, vzťažené na celkovú hmotnosť suchého vlákna, v závislosti na intenzite problémov s adhéziou alebo „priľnavosťou“. Prídavok tohto množstva vodnej emulzie podľa predmetného vynálezu pri výrobe papiera by mal zabezpečiť vynikajúcu uvoľňovaciu schopnosť papierového materiálu od rôznych povrchov, t. j. od lisovacích valcov, yankee valcov, gaučovacích valcov, sušiacich bubnov atď., s ktorými materiál na výrobu papiera prichádza do styku. Podrobnejšie diskusie o použití prostriedkov proti lepivosti v mokrej časti papierenského stroja pozri všeobecne patenty USA č. 4,686,119 a 4,857,126, ktorých predmety predstavujú známy stav techniky.

Vodné emulzie podľa predmetného vynálezu sa môžu taktiež použiť v suchej časti papierenského stroja tak, že sa aplikujú priamo alebo sa rozriedia a potom aplikujú, napríklad nastriekaním na rôzne povrchy, napríklad hladiace stolice, sušiace bubny, nasávacie a iné valce, ktoré sú súčasťou papierenských strojov, kde adhézia priľnievajúcich zvyškov prináša problémy. Všeobecne o použití prostriedkov proti lepivosti v suchej časti papierenského stroja pozri patent USA č. 5,256,254, ktorého predmet predstavuje známy stav techniky.

Ďalším priemyslom, kde môžu byť vodné protilepivé emulzie podľa predmetného vynálezu výhodné, je priemysel potravinársky. Predmetné emulzie podľa vynálezu sa môžu tvoriť zložkami potravín všetkých akostných tried. Kompozície proti lepivosti sa môžu v potravinárskom priemysle použiť pri príprave potravín, t. j. pri varení, pečení atď., a tiež pri úprave potravín, napríklad pri výrobe potravinových hmôt. Príklady použitia kompozícií proti lepivosti v potravinárskom priemysle všeobecne pozri patent USA č. 5,374,434 zameraný na použitie potravinovej kompozície proti lepivosti a patent USA č. 5,376,320 zameraný na použitie pri akostných potravinárskych formách, ktorých predmety predstavujú známy stav techniky.

V rozsahu ochrany predmetného vynálezu je taktiež použitie vodných emulzií pri formovaní, napríklad papiera, plastov, kompozitných materiálov, tmelu, ílu, textílií, gumy a keramických materiálov, a v akýchkoľvek ďalších priemyselných procesoch, kde sú potrebné nelepivé, uvoľňovacie schopnosti povrchov alebo substrátov. Emulzie proti lepivosti podľa predmetného vynálezu sa môžu použiť pri formovaní ako uvoľňovací prostriedok z formy, t.j. umožňujúci ľahké vybratie formovaného materiálu z formy a zabraňujúci priľnutie materiálu na formu, ako je tomu napríklad pri príprave formy podľa patentu USA č. 5,387,750, ktorého predmet predstavuje známy stav techniky.

V rozsahu ochrany predmetného vynálezu je taktiež použitie vodných emulzií pri viskóznych hmotách, napríklad pri buničitej a papierenskej kaši, papieri, plastu, kompozitného materiálu, tmelu, ílu, textílií, gumy a keramických hmôt, a/alebo pri suspenziách (riedkych kasách), pripravených v priebehu rôznych priemyselných procesov, kde je treba nelepivých vlastností na uvoľnenie materiálu, ktorý sa má formovať, z povrchov, napríklad foriem, valcov a rôznych iných substrátov, ktoré prichádzajú do kontaktu s hmotami, ktoré sa majú tvarovať, ako je napríklad papier, plast, kompozitný materiál, tmel, íl, textílie, guma a keramický ateriál. Všeobecne o použití vodných kompozícií proti lepivosti ako uvoľňovacích činidiel pre formy pozri patent USA č. 5,372,637, ktorého predmet predstavuje známy stav techniky.

Uvoľňovacie schopnosti vykazované vyššie opísanými kompozíciami proti lepivosti sa potvrdili štandardnými laboratórnymi postupmi, ako sa ilustruje nižšie. Predmetný vynález sa ďalej objasní nasledujúcimi príkladmi, ktoré sú čisto príkladnými uskutočneniami vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Pripravila sa kompozícia nasledujúceho zloženia:

Zložka	% z celkovej hmotnosti kompozície
- voda	66,37
- Veegum - kremičitan hlinitohorečnatý od R. T. Vanderbilt & Co.	0,22
- propylénglykol - Toximul 8320 - blokový butoxykopolymér etylénoxidu a propylénoxidu od Stepan Chemical Co. - xantanová živica	2,2 1.1 0,11
- Industrene 106 - kyselina olejová od Witco - Centrophase HR - lecitín, približne 60 % aktívnej	24,0

zložky od Centrál Soya 6,0

- Busan® 1078 - Kathon® mikrobicíd od Buckman

International Laboratories 50 ppm

Príprava

V prvej nádobe sa dispergoval prostriedok proti spekaniu, Veegum, vo vode za vzniku zmesi. V druhej nádobe sa dispergovalo zahusťovadlo, xantanová živica, v alkohole, propylénglykole, za vzniku riedkej kaše. Riedka kaša sa potom zamiešavala do zmesi kým nevznikla homogenná zmes. Do homogénnej zmesi sa pridalo povrchovo aktívne činidlo, blokový butoxykopolymér etylénoxidu a propylénoxidu, pričom nasledovalo miešanie, kým nevznikla úplná disperzia. Potom sa pridala kyselina olejová ako zložka tvorená mastnou kyselinou či olejom a nasledovalo miešanie až do vzniku disperzie. Nakoniec sa pridal lecitín a mikrobicíd Busan® 1078 a výsledná zmes sa miešala, kým nevznikla stabilná emulzia, ktorá bola hladká, nepriehľadná a biela.

Príklad 2

Rovnakým spôsobom a s rovnakými použitými množstvami ako v Príklade 1 sa pripravila podobná kompozícia, s tým rozdielom, že namiesto blokového butoxykopolyméru Toximul 8320 sa použil Tergitol XD, blokový butoxykopolymér etylénoxidu a propylénoxidu dostupný od Union Carbide.

Výsledná kompozícia bola stabilná, hladká, nepriehľadná a biela a podobala sa emulzii pripravenej v Príklade 1.

Príklad 3

Rovnakým spôsobom a s rovnakými použitými množstvami ako v Príklade 1 sa pripravila podobná kompozícia, s tým rozdielom, že Toximul 8320 sa nahradil blokovým kopolymérom etylénoxidu a propylénoxidu Plutronic L-64, dostupný od BASF. Plutronic L-64 sa použil v množstve, ktoré tvorilo 2,0 % celkovej hmotnosti kompozície, a obsah zložky tvorenej vodou sa tak znížil na 65,47 % celkovej hmotnosti kompozície.

Vytvorená kompozícia bola stabilná, hladká, nepriehľadná a biela emulzia podobná emulzii vytvorenej v Príklade 1.

Príklad 4

Rovnakým spôsobom a s rovnakými použitými množstvami ako v Príklade 1 sa pripravila podobná kompozícia, s tým rozdielom, že Toximul 8320 sa nahradil kombináciou Chemax E-600 ML, polyoxyetylovanej (14) kokosovej mastnej kyseliny, a Chemax PEG-600 DT, polyetylénglykol MV 600 diesteru s mastnou kyselinou talového oleja, obidva dostupné od Chemax Inc., Greenville, South Carolina. Kombinácia Chemax E-600 ML a Chemax PEG-600 DT sa použila v celkovom množstve predstavujúcom 4,0 % celkovej hmotnosti kompozície, a obsah vodnej zložky sa tak znížil na 63,47 % celkovej hmotnosti kompozície. Kombinácia Chemax E-600 ML a Chemax PEG-600 DT sa vytvorila zo 75 % ML (monolaurátovej) zložky a 25 % DT (ditalátovej) zložky.

Príklad 5

Kompozície z Príkladov 1—4 sa pripravili v dostatočnom množstve, aby od každej z nich bolo možné pripraviť štyri vzorky a tak bolo možné vyhodnotiť stabilitu pri štyroch rôznych teplotách.

Pri kompozíciách Príkladov 1—4 sa vyhodnotila stabilita pri izbovej teplote, 50 °C, 8 °C a -15 °C. Každá vzorka sa skúmala vizuálne v periodických intervaloch za účelom zistenia, či sa vyskytla separácia zložiek emulzie a či sa v emulzii vyskytli fyzikálne defekty. Z fyzikálnych defektov sa špeciálne sledovalo gelovatenie, flokulácia, sedimentácia a odfarbenie.

Čo sa týka štyroch vzoriek vyhodnocovaných pri -15 °C, nechali sa cez noc zmrznúť (približne 12 hodín) a potom sa zahriali na izbovú teplotu. Po dosiahnutí izbovej teploty sa každá vzorka preskúmala, aby sa zistilo, či emulzia po zmrznutí a následnom roztopení ostala nezmenená. Ak emluzia zostala nezmenená, vyhodnotila sa stabilita týchto vzoriek za účelom určenia, či táto emulzia zostala stabilná po neobmedzený čas.

Výsledky:

Všetky štyri vzorky vyhodnotené pri izbovej teplote zostali stabilné najmenej počas štyroch mesiacov.

Všetky štyri vzorky vyhodnotené pri 8 °C zostali stabilné taktiež najmenej počas štyroch mesiacov.

Všetky štyri vzorky vyhodnotené pri 50 °C zostali stabilné najmenej počas 14 dní, ako sa objavili známky zrýchleného stárnutia, alebo sa pozorovali fyzikálne defekty.

Všetky štyri vzorky vyhodnotené pri -15 °C nezmenené v dôsledku toho, že sa nechali zmrznúť a následne roztopiť. Po roztopení pri izbovej teplote zostali tieto štyri vzorky stabilné najmenej počas jedného mesiaca kým sa spozorovali známky separácie alebo fyzikálne defekty.

Príklad 6

Každá z kompozícií podľa Príkladu 1—4 sa vyhodnotila ohľadne svojej riediteľnosti vodou.

K jednému gramu každej kompozície sa pridalo 99 gramov vody a zmes sa trepala alebo miešala kým nedispergovala. Akonáhle vznikla disperzia, každá vzorka sa vyhodnotila za účelom určenia doby, počas ktorej zostala dispergovaná.

Každá zo štyroch kompozícií vytvorila homogennú disperziu, ktorej doba trvania bola najmenej tri hodiny kým došlo k separácii na zložky napríklad tým, že jedna zložka vyplávala na povrch alebo aglomerovala na dne. Všetky vzorky boli uznané za vhodné pre vytvorenie prijateľného nariedenia.

Príklad 7

Kompozícia z Príkladu 1 sa použila na vyhodnotenie uvoľňovacích schopností kompozícií podľa predmetného vynálezu.

Počas 1 hodiny sa uskutočnilo rozvlákňovanie pri 0,5 % konzistencii. Potom sa do rozvlákňovača pridal 20 % (hmotnostné) polyvinylalkohol (PVOH) v množstve zodpovedajúcom 50 g buničiny na 10 g PVOH. Vznikla buničitá kaša.

Táto kaša sa umiestnila do formy na ručný hárok, kde sa pridali kompozície proti lepeniu podľa predmetného vynálezu v množstvách uvedených nižšie. Ručné hárky sa potom vylisovali a umiestnili na hliníkovú fóliu a potom sa sušili na oceľovom bubne. Pokus o uvoľnenie hárkov z hliníkovej fólie priniesol nasledujúce výsledky.

Výsledky:

A. Hárky vyrobené bez kompozícií proti lepivosti (kontrolná vzorka):

Ručné hárky nebolo možné snímať z hliníkovej fólie bez ich poškodenia.

B. Hárky vyrobené so 40 ppm (hmotnosť vlákna) kompozície proti lepivosti:

Ručné hárky držali na hliníkovej fólii, ale dali sa z nej ľahko snímať, bez toho, aby sa poškodili.

C. Hárky vyrobené s 80 ppm (hmotnosť vlákna) kompozície proti lepivosti:

Ručné hárky dokonca na hliníkovej fólii nedržali. Uvoľnili sa z hliníkovej fólie, akonáhle sa vysušili.

Vyššie uvedené výsledky demonštrujú, na základe štandardných laboratórnych postupov, že použitím kompozícií proti lepivosti podľa predmetného vynálezu sa docielia požadované uvoľňovacie schopnosti uvoľňovaného povrchu, t.j. hliníkovej fólie, pri koncentrácii 40 ppm, vzťažené na hmotnosť vlákna.

Iné uskutočnenia predmetného vynálezu sú pre odborníka z odboru zrejmé z opisu a príkladov tu uvedených. Zámerom opisu a príkladov je, že sú iba exemplárnymi prípadmi, pričom skutočný rozsah a duch vynálezu určujú nasledujúcimi nárokmi.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Kompozícia proti lepivosti na báze vody vyznačujúca sa tým, že obsahuje:

a) alkohol;

b) mastnú kyselinu alebo olej;

c) lecitín;

d) vo vode rozpustné alebo vo vode dispergovateľné povrchovo aktívne činidlo; a

e) vodu.
2. Kompozícia proti lepivosti podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje jednu alebo viacej z nasledujúcich zložiek:

a) prostriedok proti spekaniu alebo gelovateniu;

b) zahusťovadlo; a/alebo

c) konzervačné činidlo.
3. Kompozícia proti lepivosti podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že alkohlom je glykol, etanol alebo propanol.
4. Kompozícia proti lepivosti podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že mastná kyselina alebo olej je prírodné získaná mastná kyselina alebo olej; nenasýtená mastná kyselina alebo olej, mastná kyselina C₈—C20; kyselina olejová; kyselina linolová alebo mastná kyselina talového oleja.
5. Kompozícia proti lepivosti podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že vo vode rozpustné alebo vo vode dispergovateľné povrchovo aktívne činidlo je polymérne.
6. Kompozícia proti lepivosti podľa nároku 5, vyznačujúca sa tým, že polymérne povrchovo aktívne činidlo je vybrané z vo vode rozpustných blokových kopolymérov etylénoxidu a propylénoxidu, blokových butoxykopolymérov etylénoxidu a propylénoxidu, polyetylénglykolesterov alebo etoxylovaných alkoholov.
7. Kompozícia proti lepivosti podľa nároku 2, vyznačujúca sa tým, že prostriedok proti spekaniu alebo gelovateniu je vybraný z kremičitanu hlinitohorečnatého, kremičitanu vápenatého alebo oxidu hlinitého; a zahusťovadlo sa vyberie zo živice, alginátu alebo derivátu celulózy.
8. Kompozícia proti lepivosti podľa nároku 7, vyznačujúca sa tým, že živica je xantanová živica; derivát celulózy je karboxymetylcelulóza (KMC); a konzervačné činidlo sa vyberie z Kathonu®, BHT, BHA, TBHQ alebo benzoanu sodného.
9. Kompozícia proti lepivosti podľa nároku 2, vyznačujúca sa tým, že alkohol je prítomný v množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od asi 1 % do asi 15 % hmotnosti, vzťažené na celkovú hmotnosť kompozície; mastná kyselina alebo olej sú prítomné v množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od asi 5 % do asi 40 % hmotnosti, vzťažené na celkovú hmotnosť kompozície; lecitin je prítomný v množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od asi 3 % do asi 30 % hmotnosti, vzťažené na celkovú hmotnosť kompozície; vo vode rozpustné alebo vo vode dispergovateľné povrchovo aktívne činidlo je prítomné v množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od asi 0,2 % do asi 7 % hmotnosti, vzťažené na celkovú hmotnosť kompozície; prostriedok proti spekaniu alebo gelovateniu je prítomný v množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od asi 0 % do asi 3 % hmotnosti, vzťažené na celkovú hmotnosť kompozície; a zahusťovadlo je prítomné v množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od asi 0 % do asi 3 % hmotnosti, vzťažené na celkovú hmotnosť kompozície.
10. Spôsob vytvárania nelepivých vlastností uvoľňovaného povrchu alebo viskóznej hmoty, vyznačujúci sa tým, že zahrňuje postup spočívajúci v aplikácii kompozície podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 9 na tento uvoľňovaný povrch alebo pridanie kompozície do viskóznej hmoty v množstve dostatočnom na dosiahnutie nelepivosti hmoty, ktorá je v styku s týmto uvoľňovaným povrchom alebo touto viskózovou hmotou.
11. Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že uvoľňovaným povrchom je mokrá časť podávacieho valca, lisovacieho valca, yankee valca, nasávacieho valca, sušiacieho bubna, hladiacej stolice alebo sušiaceho valca.
12. Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že uvedenou hmotou je kompozícia alebo kaša vytvorená z materiálu vybraného z papiera, plastu, kompozitného materiálu, tmelu, ílu, textílie, gumy alebo keramického materiálu.
13. Spôsob prípravy kompozície proti lepivosti na báze vody vyznačujúci sa tým, že zahŕňa tieto kroky:

a) v prvej nádobe dispergovanie prostriedku proti spekaniu alebo gelovateniu vo vode miešaním do vytvorenia zmesi;

b) v druhej nádobe dispergovanie zahusťovadla v alkohole miešaním do vytvorenia riedkej kaše;

c) následne vmiešavanie pripravenej riedkej kaše do pripravenej zmesi, kým sa nevytvorí homogenná zmes;

d) ďalej pridanie vo vode rozpustného alebo vo vode dispergovateľného povrchovo aktívneho činidla, mastnej kyseliny a lecitínu za miešania, kým nevznikne disperzia medzi všetkými prísadami; a

e) miešanie homogénnej zmesi, kým sa nevytvorí emulzia.
14. Spôsob podľa nároku 13, v y z n a č u j ú c i sa tým, že po pridaní lecitínu sa pridá aspoň jedno konzervačné činidlo.