SK115898A3

SK115898A3 - Sizing of paper

Info

Publication number: SK115898A3
Application number: SK1158-98A
Authority: SK
Inventors: Peter Peutherer; Ian M Waring; Lesley Collett
Original assignee: Allied Colloids Ltd
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1997-02-24
Publication date: 1999-06-11
Also published as: AU715436B2; HUP9900794A3; HU224191B1; NO983857D0; EP0882156B1; NO983857L; CN1214093A; DE69717257D1; KR100499918B1; RU2150542C1; EP0882156A1; AU1887797A; ATE228188T1; GB9603909D0; DE69717257T2; NZ331472A; BR9707734A; CA2247211C; ZA971570B; PT882156E

Description

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka prostriedkov na glejenie, ktoré môžu byť použité na interné glejenie papiera alebo na externé glejenie papiera, a zvlášť sa vzťahuje na spôsoby výroby glejenia papiera použitím týchto prostriedkov.

Doterajší stav techniky

Interne glejený papier sa všeobecne vyrába inkorporáciou vodnej emulzie gleja do riedkej celulózovej suspenzie papieroviny a odvodnením suspenzie na dierovanom plechu a získaný hárok sa potom suší. Externý glejený papier sa všeobecne vyrába natieraním celulózového hárku vodnou emulziou gleja a sušením tohoto hárku. Operácia externého glejenia je často spojená s výrobou papiera tak, že typický spôsob zahrňuje prípravu riedkej celulózovej papieroviny, odvodnenie suspenzie na site, sušenie vytvoreného hárku, natrenie celulózového hárka disperziou gleja a potom opätovným sušením tohoto hárka.

Hoci sú tradične používané nereaktívne gleje, je mnoho príkladov, v ktorých je preferované použitie reaktívneho gleja, ako časti alebo plného podielu všetkého gleja, ktorý je v alebo na papieri.

Pretože reaktívne gleje sú nerozpustné vo vode, musia byť preddispergované pred použitím, tj. pred inkorporáciou do riedkej papieroviny alebo natieraním hárku. Výsledná disperzia (často nazývaná pre väčšiu presnosť ako emulzia) musí byť dostatočne stabilná, aby sa nerozložila pred použitím. Tvorba stabilnej emulzie gleja vo vode je bežne urobená emulgáciou gleja vo vode v prítomnosti emulgačného detergentu a/alebo katiónaktivneho polyelektrolytu, ako je katiónaktívny škrob. Použitie katiónaktivneho polyelektrolytu a/alebo katiónaktivneho detergentu, ako bolo navrhnuté ako výhodné uskutočnenie, podporuje priľnavosť gleja na vláknach celulózy, zvlášť pri použití interného gleja.

Keď je emulgujúci detergent použitý ako jediný emulgátor, tj. bez katiónaktivneho polyelektrolytu, je nevyhnutné použiť dostatočne veľké množstvo emulgátora, aby vznikla stabilná emulzia, obyčajne 7 až 8 % hmotnosti sušiny na hmotnosť gleja. Ak je použitý katiónaktívny polyelektrolyt, potom môže byť použitie menšieho množstva tohoto emulgátora dostatočné, napr. menej ako 2 %.

Aj keď množstvo emulgujúceho detergentu, ktoré je použité na uľahčenie vzniku emulzie, je nízke, rovnako toto množstvo má tendenciu zmenšovať výkonnosť glejenia, a tak je podaných mnoho návrhov redukcie množstva emulgačného detergentu v gleji. Avšak, ak sa množstvo veľmi zmenší, je výsledná emulzia alebo disperzia nestabilná a nie sú dosiahnuté adekvátne výsledky. Preto napriek úsiliu o opak, je vždy v bežných spôsoboch nevyhnutné použiť presné množstvá detergentu na podporenie vzniku stabilnej disperzie alebo emulzie.

Bolo by potrebné vyrábať také prostriedky na glejenie, ktoré majú zodpovedajúcu stabilitu pre použitie a ktoré nemajú nevýhody spojené s nevyhnutnosťou presného množstva emulgačného detergentu.

Glejové emulzie sú obyčajne vyrábané homogenizáciou gleja vo vode, eventuálne použitím predĺženej homogenizácie. Ak je glej vo forme pevnej látky pri teplote miestnosti (20 °C), je bežné robiť homogenizáciu pri zvýšenej teplote, pri ktorej je glej roztopený. Pretože anhydridové gleje majú tendenciu byť nestabilné, je nevyhnutné robiť homogenizáciu a emulgáciu anhydridových glejov v mlyne. Bolo by vhodné zjednodušiť výrobu prostriedkov na glejenie s možnosťou redukovať dobu homogenizácie, ktorá je požadovaná, keď je pre použitie anhydrid alebo iný glej emulgovaný v mlyne .

Vzhľadom na to, že anhydridové gleje sú náchylné na hydrolýzu vo vode, môže predemulgácia a manipulácia s emulziou pred použitím mať za následok hydrolýzu a vznik lepkavej hmoty z gleja.

Keď použitie emulzie zahrňuje inkorporáciu do riedkeho základného materiálu hrozí nebezpečenstvo, že nežiadúca vzniknutá lepkavá hmota z gleja kontaminuje dierovaný plech, a toto ďalej kontaminuje ďalšie komponenty aparatúry počas manipulácie s celulózovou suspenziou.

Ak sa emulzia gleja aplikuje ako externý glej počas výroby hárku, napríklad v glejovacom lise, emulzia sa používa teplá (napr. nad 40 °C) a prebytok emulzie sa recykluje. Vtedy je disperzný glej vystavený na dlhú dobu podmienkam, pri ktorých hydrolyzuje a tak je

I možné pozorovať výskyt vzniku lepkavej hmoty a ďalších nežiadúcich efektov hydrolýzy. To je pravdepodobne dôvod, prečo anhydridové gleje sú nevhodné na aplikáciu v glejovacom lise.

Taktiež by bola žiadúca možnosť vytvoriť viac stabilné anhydridové alebo ďalšie gleje, u ktorých by bola menšia tendencia výskytu vzniku lepkavej hmoty počas prípravy a použitia emulgovaného gleja.

Je taktiež potrebné zlepšiť účinok gleja ako na interné, tak aj na externé glejenie. V niektorých prípadoch je potrebné dosiahnuť celkové zlepšenie, napr. získať zlepšenú (tzn. nižšiu) Cobbovu hodnotu. V ďalších prípadoch je žiadúce dosiahnuť zlepšený účinok gleja s ohľadom na prípadné použitie. V prípadoch externe glejeného papiera, ktorý môže byť použitý v atramentových tlačiarňach, kde čierna farba je kompozitná čerň, ktorá je vytváraná atramentovou tlačiarňou, je žiadúce docieliť maximálnu optickú hustotu pre túto kompozitnú čerň. Bola by potrebná možnosť zlepšiť účinok gleja.

Výroba interne alebo externe glejovaného papiera nevyhnutne obsahuje presný počet procesných krokov a chemických prísad, a bola by potrebná možnosť kombinovať dve z týchto prísad do jednej, ktorá dáva približne rovnaký účinok, alebo s výhodou lepší účinok ako ten, ktorý je dosiahnutý, ak sa pridávajú prísady jednotlivo.

Prostriedky na glejenie sú obyčajne kationaktívne, pretože podľa konvenčných predpokladov sa má za to, že kationaktívne prostriedky na glejenie sú pevnejšie v papierovom substráte, obzvlášť ak sú použité ako interné gleje. Preto je bežné, ak sa zahrňujú katioaktívne polyelektrolyty do interných alebo iných glejov. Avšak je známe použitie aniónaktľvných a neionogénnych emulgačných deteregentov na prípravu anionaktivných a neionogénnych disperzií alebo emulzií glejov.

V EP - 499,448 je popísaný spôsob využívajúci mikročasticový retenčný systém, kde reaktívny glej je pridaný vo forme aniónaktívnej a neionogénnej emulzie k celulózovej suspenzii po flokulácii suspenzie katiónaktívnou pomocnou látkou retencie. Jedna z preferovaných metód uskutočnenia tohoto spôsobu je tá, keď emulzia anhydridového alebo iného gleja, ktorý bol emulgovaný použitím aniónaktľvných a/alebo neionogénnych emulgačných deteregentov, je injektovaná do disperzie bentonitu alebo iného mikročasticového aniônaktívneho materiálu tak, že disperzia smeruje k okamihu, keď je pridaná do celulózovej suspenzie. Tento spôsob nutne vyžaduje predemulgáciu gleja. Tento spôsob je sprevádzaný problémom, ktorý vzniká pridaním emulgačného detergentu (následné potenciálne zníženie účinku klíčidla) a možnosťou prípadnej hydrolýzy anhydridového gleja so vznikom lepkavých usadenín.

Ďalšia možnosť použitia aniónaktívnej disperzie reaktívneho gleja je WO 96/17127 (publikovaného po dni priority tejto prihlášky). Disperzia aniónaktivného gleja je vyrobená emulgáciou reaktívneho gleja (s výhodou dimér ketónov gleja) vo vode a zmiešaním tejto disperzie s roztokom koloidných anionaktivných hliníkom modifikovaných častíc oxidu kremičitého. Táto technika viacmenej zahrňuje bežnú predemulgáciu gleja vo vode, po ktorej nasleduje zmiešanie emulgovaného gleja s roztokom hliníkom modifikovaného oxidu kremičitého. Ako sa zdá, nemodifikovaný roztok oxidu kremičitého neposkytuje potrebnú stabilitu pre tento spôsob, zatiaľ čo modifikácia s hliníkom túto stabilitu poskytuje. V jednom príklade je suspenzia stabilná jeden týždeň. V príklade bola suspenzia pridaná do celulózovej papieroviny, a potom bol pridaný katiónaktívny škrob. Ako bolo uvedené inde, glejová suspenzia môže byť pridaná pred, medzi, po alebo súčasne s pridaním katiónaktívneho polyméru.

Aniónaktívne dimér ketónové glejace prostriedky sú taktiež popísané v EP-A418,015. Tieto sú pripravené emulgáciou ketón dimérového gleja, roztopeného vo vode v prítomnosti aniónaktivného detergentu alebo emulgátora. Stáva sa, že anionická hustota náboja môže vzrásť prídavkom aniónaktívnych komponentov, ako je aniónaktívny polyakrylamid, aniónaktívny škrob alebo koloidný oxid kremičitý. Príklady ukazujú, že za zreteľných podmienok, interné glejenie použitím aniónaktívnych prostriedkov poskytuje rovnaké výsledky (meraním fluidného polepu), alebo v niektorých prípadoch o niečo horšie, ako pri použití katiónaktívnych prostriedkov. Ďalej výsledky ukazujú, že vzrast aniónovej hustoty náboja nezlepšuje účinok, skôr ho všeobecne zhoršuje. Napríklad odpovedajúca lepkavosť hárkov glejených aniónaktívným prostriedkom obsahujúcim oxid kremičitý je vyššia (horšia) ako u odpovedajúceho aniónaktívneho prostriedku bez oxidu kremičitého (príklady 11 a 13). Ďalšie údaje (napr. príklad 19) taktiež ukazujú horšie výsledky za rovnakých podmienok.

Je taktiež známa z US 5,433,776 príprava emulzie dimér ketónu a emulgátora a rôznych katiónaktívnych látok, vrátane katiónaktívneho oxidu kremičitého. Znova tento spôsob zahrňuje nevyhnutné použitie emulgátorov a znova vzniká katiónaktívny prostriedok.

Mnoho užívateľov berie do úvahy, že anhydridové gleje poskytujú lepší účinok, ale ich nevýhodou sú problémy s manipuláciou a s hydrolýzou. Bola by žiaduca možnosť redukovať alebo eliminovať tieto problémy.

Bolo by vhodné inkorporovať reaktívny glej ako interný alebo externý s redukovanou potrebou prítomnosti emulgačného detergenta, a takto zlepšiť potenciálne glejovacie vlastnosti. Bolo by potrebné môcť inkorporovať reaktívny glej interne ako súčasť prídavku, ktorý je realizovaný počas postupu, a tak minimalizovať počet nutných prídavkov. Bolo by žiadúce môcť zmenšiť nebezpečenstvo, hydrolýzy, zvlášť anhydridových činidiel a tým redukovať nebezpečenstvo kontaminácie lepkavou hmotou počas interného alebo externého glejenia, zvlášť ak sú vhodné reaktívne gleje recyklované. Bolo by žiadúce dosiahnuť tieto ciele použitím jednoduchých látok a v jednoduchých miešacích aparatúrach tak, aby boli možné v mlyne bez ďalších komplikácií v procese výroby papiera.

Podstata vynálezu

V súlade s vynálezom bol pripravený prostriedok na glejenie z reaktívneho gleja, ktorý je kvapalný pri teplote miestnosti takým spôsobom, ktorý zahrňuje dispergovanie reaktívneho gleja ako čistej kvapaliny do disperzie aniónaktívnej mikročasticovej látky vo vode.

Výsledná disperzia je novou látkou a obsahuje glejovaciu disperziu, ktorá je disperziou reaktívneho gleja (s výhodou ASA alebo iný anhydridový glej) vo vode, ktorá je kvapalná pri teplote miestnosti a disperzia je stabilizovaná aniónovou mikročasticovou látkou. Taktiež disperzia obsahuje malé alebo neobsahuje žiadne množstvo emulgačných detergentov.

Vynález taktiež poskytuje spôsob glejenia papiera za predpokladu začlenenia novej disperzie a/alebo vytvorenia glejovacej disperzie spôsobom, ktorý zahrňuje definovaný postup a glejenie papiera glejovacou disperziou.

Vynález zahrňuje spôsoby interného glejenia, kde papier je interne glejený inkorporáciou disperzie do riedkej celulózovej suspenzie papieroviny a preliatím suspenzie cez dierovaný plech a vzniknutý hárok sa potom suší. Externe glejený papier sa všeobecne vyrába pokrývaním celulózového hárka vodnou emulziou a sušením tohoto hárka.

Vynález zahrňuje spôsoby externého glejenia, kde sa natiera celulózový hárok vodnou emulziou gleja podľa vyššie definovaného spôsobu.

Výsledkom vzniku glejovacej disperzie v prítomnosti aniónaktívnej mikročasticovej látky je získanie použiteľnej glejovej disperzie, ktorá používa omnoho menej emulgátorov, ako je potrebné pre taký istý glej, ktorý je dispergovaný v rovnakom množstve vody pri absencii aniónaktívnej mikročasticovej látky. Taktiež vynález umožňuje eliminovať alebo redukovať emulgátor a takto umožňuje zlepšiť účinok glejenia.

Vynálezom je možné získať nie iba zlepšenú fyzikálnu stabilitu, ale taktiež zlepšenú chemickú stabilitu, a tak je možné vyrábať disperzie anhydridových a ďalších reaktívnych glejov majúcich slabú tendenciu k hydrolýze.

Pretože disperzie z vynálezu obsahujú dva nevyhnutné komponenty (glej a mikročasticovú látku), z ktorých každá môže poskytovať prospešné výsledky pri spôsobe výroby papiera alebo pri spôsobe natierania papiera, disperzia dáva možnosť získať prospešné výsledky použitím jednoduchého pridania, zatiaľ čo predtým boli potrebné dve oddelené pridania.

Ďalšou výhodou disperzií je to, že napriek faktu, že obsahujú malé alebo neobsahujú žiadne množstvá emulgátora, môžu byť pripravené použitím menšej homogenizačnej energie, aká je nutná pri emulgácii toho istého gleja v tom istom množstve vody použitím bežného emulgátora namiesto mikročasticovej látky.

Glejovacia disperzia, ktorá je vyrobená a použitá vo vynáleze, musí mať dostatočnú stabilitu, ktorá je použiteľná na glejenie. Taktiež by mala ostať veľmi homogénna bez významných oddelení alebo lomov počas doby postačujúcej na bežnú manipuláciu s disperziou medzi jej prípravou a použitím.

Teda musí byť stabilná aspoň štvrť hodiny, často je vhodné mať príslušnú disperziu od pol hodiny až do dvoch hodín, alebo niekedy aj dlhšie, pred použitím, a tak by mala byť stabilná počas celej určenej doby. Často je výhodné mať disperziu pred použitím. Avšak nie je nevyhnutné skladovať disperziu počas dlhej doby ( napr. viacej ako týždeň), pre väčšinu účelov je adekvátne mať disperziu stabilnú voči separácii alebo lomu aspoň jednu hodinu s výhodou aspoň päť hodín.

Reaktívny glej, ktorý je použitý vo vynáleze, musí byť kvapalný pri teplote miestnosti tj. 20 °C. Teda bežne vysokotopiacie, ketón dimérové gleje nemôžu byť použité a namiesto nich je použitý kvapalný ketón dimérový glej, alebo s výhodou kvapalný anhydridový glej.

Preto je s výhodou kvapalným ketón dimérovým glejom oleyl ketón dimérový glej alebo bežný anhydridový glej, pretože väčšina alebo všetky sú kvapalné pri teplote miestnosti. Výhodný ahydridový glej je alkenylsukcín anhydridový (ASA) glej.

Glej je dodávaný výrobcom buď čistý, alebo v kombinácii s emulgujúcim detergentom. Vo vynáleze je množstvo detergentu potrebné na vznik stabilnej disperzie pre použitie vo vynáleze omnoho nižšie, ako to, ktoré je potrebné v bežných spôsoboch. Preto ak je to možné, vynález používa gleje, ktoré sú dodávané s nižším množstvom, ako je bežné množstvo emulgujúcich detergentov, s výhodou používa gleje, ktoré sú dodávané s nulovým množstvom detergentov. Množstvá, ak vôbec nejaké sú, detergentov, ktoré je treba pridať k optimálnemu vzniku disperzie, sú určené obsluhou mlyna.

Hoci je vo vynáleze možné zahrnúť detergent do disperzie, prítomnosť detergentu zvyšuje náklady a zapríčiňuje technické problémy ako je horšie, podradné glejenie, a preto je množstvo detergentu držané na nule, alebo tak nízko, ako je možné v súlade so získaním odpovedajúcej stabilnej disperzie.

Prakticky množstvo detergentu, ktoré je inkorporované do disperzie, je vždy výrazne nižšie, ako je nutné na vytvorenie stabilnej emulzie v neprítomnosti mikročasticovej látky použitím detergenta alebo zmesi detergentov. Množstvo detergentu je o viac ako polovicu menšie, ako množstvo potrebné na vytvorenie stabilnej emulzie toho istého gleja v tom istom množstve vody v prítomnosti mikročasticovej látky. Napríklad, ak (ako je bežné) je nevyhnutné zahrnúť aspoň 5 hmotnostných % (počítané na reaktívny glej) detergentu alebo zmesi detergentov, aby vznikla stabilná emulzie gleja vo vode, potom vo vynáleze je množstvo detergentu nižšie ako 2 %. Preto ak je detergent zastúpený, vybraný detergent a jeho množstvo je s výhodou také, že stabilná emulzia nie je vytvorená použitím toho istého gleja v rovnakom množstve vody s dvojnásobkom a s výhodou a troj- alebo štvornásobkom množstva detergentu.

Celkové množstvo detergentu je pod 2 hmotn. % gleja, s výhodou je nižšie ako 1 % , obvykle menšie ako 0,5 %. Najlepšie výsledky sú obyčajne dosiahnuté za neprítomnosti detergentu.

Ak je detergent prítomný, je obyčajne vybraný neionogénny a ariiónaktívny detergent. Preto disperzie gleja sú obvykle aniónaktívne.

Obyčajne sa považuje za nevyhnutné použiť na interné glejenie glej v kombinácii s kationaktívnym polyeletrolytom, napr. na zlepšenie priľnavosti k vláknam, ak je glej použitý ako interný glej. Avšak vo vynáleze nie je toto nevyhnutné a v skutočnosti je toto nežiadúce. S výhodou je teda taktiež disperzia bez prítomnosti kationaktívnych polyelektrolytov, ako je kationaktívny škrob alebo syntetický kationaktívny polymér. Všeobecne je množstvo kationaktivneho polyeletrolytu nulové, hoci nepatrné neinterfejúce množstvo môže byť inkorporované, a skutočne, je prítomné v malých množstvách kvôli recyklovacím okruhom v mlyne. Avšak takýmto látkam je najlepšie sa vyvarovať.

Ak sú emulgujúce alebo ďalšie prísady proreaktívneho gleja prítomné v disperzii, ich množstvo by nemalo byť nedostačujúce na vytvorenie disperzie toho istého gleja v tom istom množstve vody bez prítomnosti mikročasticovej látky a ktorá je stabilná, v zmysle stability počas niekoľkých hodín. Ďalej množstvo by malo byť nedostatočné pre vznik semi-stabilnej emulzie, tj. takej, u ktorej vzniká rozdelenie až po piatich minútach od začiatku výroby.

Výrokom, že bol dispergovaný čistý kvapalný reaktívny glej vo vode a anionaktívne časticové látky sa rozumie, že glej bol dispergovaný v jeho kvapalnej neemulgujúcej forme a ako celkom čistá látka, tj. že neobsahoval žiadne veľké množstvo detergentu, vody alebo iného riedidla, ale je náhradou za dostatočné čisté látky skôr vyrábané a ktoré, pred vynálezom, bežne boli emulgované do vody použitím emulgujúceho detergenta. Ak riedidlo alebo ďalšia prísada sú prítomné počas výroby disperzie, je to výhodou, ktorá významne neuberá na vlastnostiach disperzie.

Spôsob zahrňuje dispergovanie reaktívneho gleja, ako čistej kvapaliny, do disperzie anionaktívnej mikročasticovej látky vo vode. Táto disperzia mikročasticovej látky vo vode je obyčajne predpripravená, a tak výhodný spôsob vynálezu zahrňuje vytvorenie disperzie mikročasticovej látky vo vode, napr. vmiešaním látky do vody a potom dispergovaním reaktívneho gleja do vzniknutej disperzie. Avšak vynález taktiež obsahuje spôsoby, ktoré disperziu mikročasticovej látky vo vode vytvárajú v podstate v tom istom momente, kedy je dispergovaný reaktívny glej do disperzie. Teda napr. mikročasticová látka, reaktívny glej a voda môžu byť dodávané oddelene do dispergujúceho zariadenia tak, aby vznikla súčasne disperzia mikročasticovej látky vo vode a v nej disperzia reaktívneho gleja. Vynález neobsahuje spôsoby, v ktorých sa glej najskôr vytvorí ako stabilná disperzia vo vode, pretože vynález sa primárne zaoberá situáciou, kedy stabilita disperzie je získaná mikročasticovou látkou. Prirodzene je možné kombinovať čistý reaktívny glej a vodu v jednoduchej dávke dispergujúceho zariadenia, do ktorej je privedená anionická mikročasticová átka, pretože voda a reaktívny glej netvoria disperziu (za neprítomnosti mikročasticovej látky), ale skôr bude reaktívny glej dispergovaný vo vode za prítomnosti mikročasticovej látky. Avšak toto je nevýhodné a je bežne lepšie preddispergovať mikročasticovú látku a potom do nej dispergovať reaktívny glej.

Výhodou vynálezu je to, že nie je nutné aplikovať tak veľa homogenizačnej energie, ta ako je to bežne nutné na vytvorenie disperzie reaktívneho gleja vo vode tradičnými spôsobmi. Teda homogenizácia nie je potrebná, skôr vytvorené disperzie reaktívneho gleja je obyčajne treba dostatočné miešať. Všeobecne intenzívne miešanie, také ako u vysoko šmykového miešadla s primerane krátkou periódou (napr. menšou ako 10 minút a často menšou ako päť alebo dve minúty), je dostatočné na vznik dostatočnej disperzie.

Množstvo mikropartikulárnej látky vo výslednej disperzii je väčšinou v rozmedzí 0,03 až 10 hmotnostných % disperzie, často 0,5 až 2 alebo 3 %. Hoci stačí pridať glej do mikročasticovej disperzie, ktorá má žiadaný konečný obsah mikročasticovej látky, zdá sa, že lepšie výsledky sú dosiahnuté pridaním gleja do disperzie, ktorá má vyššiu koncentráciu mikročasticovej látky ako konečne žiadaná, a potom konečnú disperziu nariediť. Napr. glej je vmiešaný do disperzie aspoň 0,5 %, typicky 5 % mikročasticovej látky a táto disperzia je 2 až 20x nariedená, obyčajne okolo 10 x na žiadaný obsah solí.

Voda, ktorá je použitá v disperzii, je s výhodou pomerne mäkká, pretože je jednoduchšie získať dostatočnú glejovú disperziu pomocou vynálezu za neprítomnosti alebo čiastočnej neprítomnosti emulgátora, keď je voda mäkká, ako keď je tvrdá. Keď je glejová disperzia pripravovaná mletím, voda ktorá obsahuje interferujúce látky, spôsobuje vyššiu spotrebu emulgujúceho detergentu, ako keď je použitá predupravená voda na výrobu disperzie.

Voda, ktorá je používaná, môže byť pred použitím zmäkčovaná pomocou iontomeniča, ale je čiastočne výhodné zahrnúť odlučovacie činidlo do vody, ktorá je použitá na prípravu disperzie gleja a mikročasticovej látky a do ktorej je potom pridaný reaktívny glej. Odlučovacie činidlo, alternatívne známe ako chelatačné činidlo, pravdepodobne interaguje s najtvrdšími soľami a zvlášť s polyvalentnými kovovými iónmi vo vode. Odlučovacie činidlo je s výhodou aminokarboxylová kyselina ako je etyléndiamíntetraoctová kyselina alebo nitriloctová kyselina, ale alternatívne môže byť bežne použitá kyselina fosforečná, hydroxykarboxylová kyselina alebo odlučovacie činidlá z polykarboxylových kyselín, ktoré sú známe vhodným odstraňovaním divalentných a trivalentných kovových iónov ako je vápnik, horčík, železo a hliník.

Množstvo gleja je vybrané s ohľadom na kvalitu papiera a rozsah požadovaného glejenia. Obyčajne je množstvo 0,1 až 10 násobok často 0,3 až 3 násobok hmotnosti suchej anioaktívnej mikročasticovej látky, často je množstvo gleja aspoň 1,1 násobok množstva aniónaktívnej látky. Optimálne množstvo komponentov na získanie dostatočne stabilnej glejovej disperzie musí byť nájdené experimentálne. Typická disperzia obsahuje 0,05 až 2 hmotnostných %, obyčajne 0,07 až 0,3 alebo 0,5 hmotnostných % ako gleja, tak aj aniónaktívnej mikročasticovej látky.

Anionická mikročasticová látka, ktorá je používaná vo vynáleze na vytvorenie disperzie (a výhodne tiež ako pomocná látka mikročasticovej retencie), môže byť vybraná z takých anorganických a organických látok, ktoré sú vhodné na použitie ako mikročasticové retenčné látky. Musia byť aniónaktívne a obyčajne majú maximálnu veľkosť pod 3 pm, obyčajne pod 1 pm pre aspoň 90 % hmotnostných častíc.

Výhodné mikročasticové látky na použitie vo vynáleze sú bobtnajúce íly. S výhodou je mikročasticová látka montmorilonitový alebo smektitový bobtnajúci íl. Obvyklý je bobtnajúci íl, ktorý je bežne nazývaný ako bentonit. Mikročasticová látka užitočná pre inkorporáciu do gleja disperzie vynálezu, môže byť bentonit alebo iný bobtnajúci íl bežne používaný na výrobu papiera napr. Hydrocol (obchodné meno) mikročasticový retenčný spôsob popísaný v EP-A-235,863 a EP-A-335,575. Použité látky sú separované ria sitách alebo iných štruktúrach, ktoré majú maximálnu veľkosť menej ako 1 pm, napr. 0,5 pm a menej. Minimálna veľkosť je 0,001 pm (1 nm) alebo menej.

Bobtnajúci íl je výhodne aktivovaný pred použitím bežným spôsobom tak, aby bola odstránená väčšina alebo všetok vápnik, horčík, alebo ďalšie polyvalentné kovové ióny, ktorými sú sodík, draslík alebo ďalšie vhodné kovy. Výhodná mikročasticová látka pre použitie vo vynáleze je aktivovaný bentonit typu, ktorý je bežne používaný v Hydrocole a ďalších spôsoboch výroby papiera.

Namiesto bobtnajúceho ílu môže byť použitá mikročasticová syntetická látka oxidu kremičitého. Výhodné látky tohoto typu sú mikrogély kyseliny polykremičitej, polysilikátové mikrogély a polyalumíniumsilikátové mikrogély, ako je popísané v US 4,927,498 a 4,954,220, 5,176,891 alebo 5,279,807 a ich použitie pre výrobu papiera je komerčne využívané pod obchodnou známkou Particol firmou Dupont and Allied Colloids. Mikrogély typicky majú plochu povrchu 1200 až 1700 m² / g alebo viac.

Namiesto týchto gélov je možné použiť'hydrosoli oxidu kremičitého, v ktorých typicky majú častice oxidu kremičitého plochu povrchu v rozsahu 200 až 800 rn²/g. Spôsoby použitia hydrosoli oxidu kremičitého ako pomocnej látky mikročasticovej retencie sú popísané v US 4,388,150 a WO86/05826 a sú komerčne využívané pod obchodnou známkou Composoli a ďalšie spôsoby použitia hydrosoli oxidu kremičitého sú popísané v EP 308,752 a sú komerčne využívané pod obchodnou známkou Positek.

Hoci je výhodné používať anorganické mikročasticové látky, zvlášť bobtnajúce íly alebo kremičité látky, ktoré majú plochu 200 až 1700 m²/g alebo viac, organické mikročasticové polymérne látky sú taktiež potenciálne použiteľné, napr. látky popísané v US 5,167,766 a 5,274,055 a sú použité v mikročasticovom retenčnom spôsobe a sú komerčne využívané pod obchodnou známkou Polyfex. Organické polymérne častice majú veľkosť pod 1 μπι a často priemernú veľkosť pod 0,5 μητ

Disperzia môže byť použitá na interné glejenie, v prípade ak je to výhodné, ak je papier ďalej externe glejený a ak je potom použitý buď reaktívny glej alebo nereaktívny glej.

Keď je disperzia použitá na interné glejenie, glejová disperzia, ktorá je pridaná do riedkej papieroviny, je látka, ktorá bola vytvorená definovaným spôsobom, teda ako je obvykle bez katiónaktívnych polyelektrolytov, detergentov alebo iných prísad, všetko bolo popísané vyššie.

Keď je disperzia použitá na externé glejenie, často je papier gl ejený interne, a to buď reaktívnym glejom alebo nereaktívnym glejom, ak je to výhodné pre interné glejenie. Glejovacia disperzia môže obsahovať ďalšie komponenty do nej vmiešané pred jej použitím a to externé glejovacie disperzie, napr. modifikátory viskozity, pomocné prostriedky na pokrytie, spojivá a ďalšie látky, ktoré sú bežné pre operáciu dokonalého pokrytia, v ktorých sa disperzia používa. Prirodzene tieto látky by mali byť vybrané tak, aby sa zabránilo destabilizácii disperzie.

Keď je glejová disperzia použitá na interné glejenie, je inkorporovaná do riedkej papieroviny na bežnom mieste a môže byť inkorporovaná do zriedenej riedkej papieroviny. Všeobecne je pridaná do riedkej papieroviny.

Výhodne, interne glejený papier je vyrábaný mikročasticovým retenčným spôsobom, v ktorom disperzia dovoľuje čiastočnú alebo úplnú mikročasticovú retenciu látky. Mikročasticový retenčný spôsob zahrňuje, ako je známe, inkorporovanie polymérnej pomocnej látky retencie do riedkej papieroviny a potom vmiešanie mikročasticovej retenčnej látky do riedkej papieroviny za dostatočného miešania, ktoré odstraňuje vločky vzniknuté pridaním pomocnej látky retencie. Takto pripravená disperzia gleja môže byť použitá v hociktorom mikročasticovom retenčnom spôsobe, ktorý bol vyššie uvedený alebo popísaný v citovaných patentoch.

Preto výhodným spôsobom podľa vynálezu na výrobu interne glejeného papiera je mikročasticový retenčný spôsob, ktorý zahrňuje inkorporáciu polymérnej pomocnej látky retencie do celulózovej riedkej papieroviny, potom vmiešanie disperzie reaktívneho gleja retencie do celulózovej riedkej papieroviny, a potom vmiešanie disperzie reaktívneho gleja a aniónaktívnej mikročasticovej látky do suspenzie, čím mikročasticová látka vystupuje ako mikročasticová retenčná látka, a nasledujúce vysušenie suspenzie.

Obzvlášť výhodný spôsob podľa vynálezu pre výrobu glejeného papiera z celulózovej suspenzie používa mikročasticový retenčný systém, ktorý obsahuje polymérnu pomocnú látku retencie a mikročasticovú aniónaktívnu látku a spôsob zahrňuje za predpokladu, že celulózová suspenzia obsahuje polymérnu pomocnú látku retencie, vmiešanie suspenzie do disperzie, ktorá sa skladá z upravenej vody, mikročasticovej aniónaktívnej látky, kvapalného vo vode nerozpustného reaktívneho gleja a preliatie suspenzie cez dierovaný plech a vytvorený hárok sa potom suší. V tomto spôsobe disperzia vo vode obsahuje mikročasticovú látku a reaktívny glej a neobsahuje emulgačné aditíva pre reakčný glej.

V takýchto spôsoboch disperzia môže obsahovať všetku mikročasticovú látku, ktorá je potrebná, alebo ďalšia aniónaktívna retenčná látka môže byť pridávaná súčasne alebo postupne.

Vo výhodných spôsoboch je polymérna pomocná látka retencie pridaná do riedkej papieroviny, potom je riedka základná hmota výdatne miešaná turbulentne alebo šmykovo, disperzia a výhodne ďalšia aniónová látka je následne pridaná, obyčajne po poslednom bode vysokého šmyku, napr. práve pred alebo v nátokovej skrini. Hoci v spôsobe môže byť pridaná jednoduchá polymérna pomocná látka retencie, často sú pridávané dva alebo väčší počet rôznych polymérov pred pridaním mikročasticovej látky. Napríklad katiónaktívny koagulant môže byť pridaný prvý a po ňom je pridaná polymérna pomocná látka retencie. Koagulant môže byť anorganický, ako je kamenec alebo ďalšie polyvalentné kovové anorganické koagulanty, alebo môže byť vysoko nabitý katiónaktívny polymér s nízkou molekulovou hmotnosťou.

V týchto spôsoboch je často pomocná látka retencie katiónáktivna, ale môže byť aj aniónaktívna alebo neionogénna (a môže byť amfotérna).

Ak je v spôsobe pridanie mikročastic robené oddelene, mikročasticová látka na to použitá môže byť rovnaká alebo odlišná od mikročasticovej látky v disperzii. Obyčajne je to tá istá látka.

V týchto uskutočneniach vynálezu je to signifikantnou výhodou, že je použitá tá istá prísada, ako pre požadované interné glejenie tak aj pre mikročasticovú retenciu. Ďalej mikročasticová retencia môže byť zlepšená v dôsledku prítomnosti gleja v procese a schopnosť vytvoriť disperziu gleja v neprítomnosti emulgátora znamená, že je dosiahnutý zlepšený účinok gleja.

Glejové disperzie vo vynáleze môžu byť inkorpované do riedkej papieroviny (alebo hustej papieroviny) v mnohých rôznych spôsoboch výroby papiera, tj. v spôsoboch spoliehajúcich sa na iné retenčné systémy.

Napríklad môže byť pridaná pred polymérnou pomocnou látkou retencie. Teda v ďalšom výhodnom uskutočnení vynálezu je glejová disperzia pridaná clo riedkej papieroviny (alebo hustej papieroviny) a polymérna pomocná látka retencie (často katiónaktívna) je pridaná následne za ňou, napr. pred alebo po poslednom bode vysokého šmyku. Potom glejová disperzia môže byť pridaná pred stredovým sitom a polymérna pomocná látka retencie po stredovom site, napr. na ceste k nátokovej skrini alebo v nátokovej skrini.

V ďalších spôsoboch môže byť disperzia pridaná namiesto používaného bentonitu alebo inej mikročasticovej látky. Napr. do glejovej disperzie môže byť pridaná náhrada časti všetkého bentonitu alebo inej mikročasticovej látky, ktorá je použitá v predúprave riedkej papieroviny alebo hustej papieroviny, do ktorej je potom pridaná neionogénna polymérna pomocná látka retencie alebo katiónaktívna polymérna pomocná látka retencie alebo aniónaktívna polymérna pomocná látka retencie. Toto je obzvlášť významné, ak je riedka papierovina relatívne znečistená a polymér s výhodou obsahuje nízky podiel iónových látok napr. do 10 hmotnostných % iónového monoméru a 90 až 100 % neiónového monoméru, hoci vyššie katiónaktívne (alebo aniónaktívne) polyméry môžu byť použité.

Vo všetkých skôr popísaných spôsoboch vynálezu, ktorý zahrňuje použitie pomocnej látky retencie, môže byť touto látkou katiónaktívny škrob alebo s výhodou vysokomolekulárny syntetický polymér, obyčajne majúci vnútornú viskozitu nad 4 dl/g. IV hodnoty tu sú merané viskozimetrom so závesnou libelou pri 20 °C v 1N chloride sodnom, ktorý je pufrovaný na pH 7. Hodnoty IV sú bežne nad 6 alebo 8 dl/g. Ak je polymér katiónaktívny, hodnoty IV sú v rozsahu 8 až18 dl/g, ale keď je polymér neiónový alebo aniónaktívny, hodnoty IV sú typicky v rozsahu 10 až 30 dl/g.

Ak je polymérna pomocná látka retencie neionogénna, tak môže byť z polyetylénoxidu, ale je to polymér vytvorený etylenáciou nenasýtených monomérov.

Polymérnou pomocnou látkou retencie je obyčajne značne vo vode rozpustný polymér vytvorený polymerizáciou vo vode rozpustného etylénového nenasýteného monoméru alebo zmesou monomérov. Polymér môže byť aniónaktívny, neionogénny, katiónaktívny (vrátane amfoterný) a je vybraný v súlade s bežnými kritériami.

Vhodné neiónové monoméry zahrňujú akrylamid. Vhodný katiónaktívny monomér zahrňuje dialyldimetylamonium chlorid a dialkylaminoalkyl (metyl)-akryláty a akrylamidy (všeobecne ako kvartérne amíny alebo prídavné kyslé soli). Dimetylaminoetylakrylát alebo metakrylátová kvartérna amóniová soľ je čiastočne výhodná. Vhodný aniónaktívny monomér zahrňuje akrylovú kyselinu, metakrylovú kyselinu, akrylamido-metylpropansulfonovú kyselinu a iné karboxylové a sulfónové monoméry.

Výhodné aniónaktívne a katiónaktívne polyméry sú spravidla kopolyméry z 30 až 70 (často 5 až 50) hmotnostných % iónového polyméru a z 97 až 30 hmotnostných % akrylamidu alebo iného neiónového polyméru.

Polyméry s vysokou molekulovou hmotnosťou sú rozvetvené alebo ľahko zosieťované, napr. ako je popísané v EP 202,780.

Ak spôsob zahrňuje použitie nižšej molekulovej hmotnosti, vysokej hustoty náboja, polymér je obyčajne homopolymér s pravidelne sa opakujúcimi katiónaktívnymi skupinami alebo kopolymér s aspoň 80 hmotnostnými % katiónaktívneho monoméru a do 20 % hnotnostných akrylamidu alebo iného neionového monoméru. Kationaktívne skupiny sú odvedené z hociktorého vyššie uvedeného kationaktívneho monoméru. Alternatívne polyméry s nižšou molekulovou hmotnosťou sú kondenzačné polyméry, ako je polymér dikyanodiamidu, polyamín alebo polyetylénimín. Môžu byť použité anorganické koagulanty (ako je kamenec).

Glejové disperzie podľa vynálezu sú taktiež použité v spôsoboch, v ktorých retenčný systém obsahuje fenolsulfonovú živicu a polyetylénoxid. V týchto spôsoboch je glejová disperzia pridávaná na ľubovoľnom stupni procesu a tu môže byť pridaná pred alebo po pridaním polyetylénoxidu, ale obyčajne po fenolsulfonovej živici. Vhodné spôsoby tohoto typu sú popísané v EP 693,146.

Ďalšie vhodné spôsoby výroby papiera, na ktoré môže byť vynález aplikovaný, sú popísané napr. EP 235,893, US 4,297,498, US 5,176,891, US 5,279,807, US 5,176,766, US 5,274,055 a EP 608,986 (vrátane patentov tam uvedených).

Celulózová suspenzia je hociktorá suspenzia, ktorá je vhodná na výrobu papiera. Môže obsahovať recyklovaný papier. Môže byť nenaplnená alebo naplnená, a tak môže obsahovať bežné plnivá. Vynález ja obzvlášť cenný, keď suspenzia obsahuje aspoň 10 % plniva, napr. viac ako 50 %.

Príprava suspenzie a detaily spôsobu výroby papiera sú konvenčné s výnimkou inkorporácie interného a/alebo externého gleja vo forme popísaných disperzií. Ako bolo povedané vo vyššie citovaných patentoch, niektoré popísané spôsoby sú obzvlášť cenné ak je suspenzie znečistená, napr. dôsledkom predĺženej recyklácie bieleho papiera a/alebo použitím aspoň 25 % mechanickej alebo polomechanickej papierovej drte, z ktorej je odstránený atrament.

Množstvo retenčného polyméru, ktoré je použité, je vybrané v obvyklých dávkach a je obyčajne v rozsahu 0,01 až 0,5 %, často okolo 0,03 až 0,1 % z hmotnosti suchého papiera. Množstvo mikročasticovej látky, keď retenčný spôsob je mikročasticový retenčný spôsob, je obyčajne v rozsahu 0,03 až 3 % z hmotnosti suchého papiera.

Teda výhodný spôsob je ten, keď na tonu suchého papiera je dávkované aspoň 100 gramov polyméru a aspoň 300 gramov bentonitu alebo inej mikročasticovej látky.

Ak je vynález aplikovaný pre výrobu externe glejovaného papiera, disperzia je aplikovaná ako externý glejový prostriedok na predpripravený papier. Papier je vyrobený a natiahnutý bežným spôsobom, a potom je natrený glejovou disperziou podľa vynálezu, výhodne obsahujúcou ďalšie aditíva.

Vynález taktiež poskytuje spôsoby, v ktorých je externé glejovanie jednou časťou z celkového procesu výroby papiera, v ktorom výsledný glejovaný papier je vyrobený spôsobom zahrňujúcim inkorporáciu polymérnej pomocnej látky retencie do riedkej papieroviny, vytvorenie hárku odvodnením riedkej papieroviny, sušenie hárku, aplikáciu vodnej disperzie na vysušený hárok a opätovné sušenie hárku.

Teda glejová disperzia je pridaná bežným spôsobom v bežnom mieste pri výrobe papiera. Prakticky papier je obyčajne vyrábaný v stroji na výrobu papiera, v ktorom je suspenzia nadávkovaná na dierovaný plech nátokovou skriňou, pod tlakom je odvodnená a prehnaná sušičkou a glejená na glejovacom lise. Potom stroj na výrobu papiera obyčajne obsahuje glejovací lis a disperzia je s výhodou aplikovaná v glejovacom lise s prebytkom disperzie, ktorý je získaný naspäť a recyklovaný. Vynález zahrňuje spôsoby, v ktorých je prebytok disperzie aplikovaný za tepla napr. nad 40 °C na hárok a prebytok disperzie je získaný späť a recyklovaný.

Pretože bežný výrobný postup je kontinuálny s prebytkom disperzie, je zjavné, že glejovací prostriedok je držaný pri zvýšenej teplote dlhšiu dobu. Táto teplota je obyčajne 50⁰C a môže byť 70 až 80 °C, často okolo 60 °C . Za týchto podmienok pred predložením tohoto vynálezu, dochádzalo k zvýšeniu hydrolýzy anhydridového gleja s následným vznikom lepkavej hmoty, ale vynález tento nežiadúci vznik lepkavej hmoty redukuje alebo celkom odstraňuje. Takže toto je prvý prípad, keď je možné použiť ASA alebo anhydridový glej v glejovacom lise bez signifikantného vzniku lepkavej hmoty a bez potreby ďalšej modifikácie podmienok glejenia v glejovacom lise.

Externý glejovací prostriedok môže byť aplikovaný na vlhký hárok, ktorý sa potom suší, ale hárok je bežne, celkom alebo čiastočne suchý pred aplikáciou disperzie podľa vynálezu. Teda keď je externé glejenie robené počas výroby papiera v papierenskom stroji, hárok sa obyčajne suší na alebo pod objem vlhkosti prostredia, pred aplikáciou glejovej disperzie podľa vynálezu na povrchové glejenie. Typický spôsob zahrňuje odvodnenie riedkej papieroviny na site, stlačenie, celkové alebo čiastočné vysušenie, aplikovanie disperzie a opätovné vysušenie.

Ak je glejová disperzie podľa vynálezu použitá na externé glejenie, papier je obyčajne interne glejený inkorporáciou reaktívneho alebo nereaktívneho gleja do riedkej papieroviny. Nereaktívne alebo reaktívne gleje sú inkorporované do riedkej papieroviny (výhodne do hustej papieroviny, z ktorej je riedka základná hmota vytvorená) bežným spôsobom alebo interné glejenie je vykonávané v súlade s vynálezom.

Papier, ktorý je externe glejený, je pripravený konvenčným spôsobom. Preto je normálne vyrábaný použitím retenčného systému. Teda celkový spôsob zahrňuje inkorporáciu polymérnej látky retencie do celulózovej riedkej papieroviny, vytvorenie hárka odvodnením riedkej papieroviny, sušenie hárka, aplikáciu vodnej disperzie na vysušený hárok a opätovné sušenie hárka. Polymérna pomocná látka retencie je iba látka, ktorá je pridaná na podporu retencie alebo na zvýšenie množstva látok použitých v retenčnom systéme. Napríklad retenčný systém je mikročasticový systém, ako bol popísaný vyššie. Mikročasticová retenčná látka, ktorá je použitá, je buď ta istá alebo rozdielna od mikročasticovej látky, ktorá je prítomná v disperzii, a ktorá je aplikovaná na hárok. Obyčajne sú rovnaké. Preto je výhodné, keď je bentonit alebo iný bobtanajúci íl použitý ako súčasť mikročasticového retenčného systému a ako mikročasticová látka v externej glejovej disperzii.

Náhradou za používaný mikročasticový retenčný systém môže systém na výrobu papiera, ktorý je externe glejovaný, obsahovať jednoduchú polymérnu retenčnú látku (polymér) alebo multiplicitný dávkovací systém obsahujúci kontraiónový polymér. Spôsob zahrňuje pridanie katiónaktívnej polymérnej látky retencie nasledovanej prídavkom aniónaktívnej pomocnej látky retencie alebo iného aniónaktívneho organického polyméru. Ak je to potrebné, retenčný spôsob môže zahŕňať predúpravu, napr. bentonitom alebo inou mikročasticovou látkou alebo katiónaktívnym polymérom s nízkou molekulovou hmotnosťou alebo anorganickým koagulantom. Hociktorý z týchto spôsobov môže byť použitý v spôsoboch interného glejenia vynálezu, ako bolo naznačené vyššie.

Množstvo ASA alebo iného gleja v glejovej disperzii podľa vynálezu, ktoré je použité na externé glejenie, je všeobecne v tom istom rozsahu ako bolo vyššie diskutované na interné glejenie, typicky 0,05 až 5 % gleja a 0,05 až 10 % časticovej látky z celkovej hmotnosti prostriedku. Celková hmotnosť suchého náteru vzniknutého povrchovým glejením tj. suchá hmotnosť gleja a časticovej látky a ďalších látok, ktoré sú v ňom obsiahnuté, je obyčajne v rozsahu 0,07 až 65 g/m².

Hoci je spravidla výhodné pre systémy interného glejenia to, že disperzia neobsahuje polyelektrolyt alebo iné aditíva, výhodné externé glejovacie prostriedky obsahujú bežné glejové komponenty a hlavne bežné glejové spojivá. Hoci je glejová disperzia podľa vynálezu všeobecne vyrobená bez prítomnosti alebo s malým množstvom detergentu, spojivo ako škrob alebo iné vhodné polyméry môžu byť v nej obsiahnuté. Hmotnosť suchého škrobu k hmotnosti reaktívneho gleja je obyčajne v pomere 5 : 1 - 40 : 1, tj. takom, aby zodpovedal všeobecne proporciám škrobu a gleja bežne aplikovaným počas glejenia v glejovacom lise. Optimálne množstvo závisí od ďalších podmienok, napr. od rozsahu (ak nejaký je), v ktorom je hárok už interne zglejený. Množstvo škrobu alebo iného spojiva, ktoré je aplikované v externom glejovacom natieraní, je obyčajne do 40 g/m².

Ak sú spojivo, modifikátor viskozity, alebo ďalšie aditíva obsiahnuté v disperzii, sú obyčajne vmiešané do disperzie podľa vynálezu vtedy, keď disperzia bola vyrobená bez prítomnosti aditív, ako bolo vyššie popísané.

Zdá sa, že sušenie, ktoré je aplikované po internom a externom glejení, zlepšuje úspešné glejenie, pravdepodobne v dôsledku migrácie gleja z mikročasticovej látky, s ktorou je spojená v disperzii, na okolité vlákna papiera. Sušenie je robené pri obvyklých teplotách.

Výhody použitia glejovacích disperzií v externom glejení obsahujú možnosť externe glejiť v tých spôsoboch, kde by to bolo skôr kontraproduktívne s ohľadom na prílišnú nestabilitu gleja ASA. Ďalšie výhody vychádzajú zo zjavných účinkov glejenia, ktoré sú získané (napr. na určenie hustoty kompozitnej černe pre atramentové tlačiarne) a úžitku, ktorý dáva bentonit alebo mikročasticový povlak v externe glejenom náteri. Toto poskytuje žiadúce vlastnosti náteru a prostredníctvom vynálezu je možné získať aj prospech z inkorporovania ASA alebo iného gleja.

Pre optimálne výsledky sa zdá žiadúce to, aby mikročasticová látka mala interagovať blízko s exponovanými povrchmi častíc gleja tak, aby vytvorili disperziu. Napr. fotografická skúška výhodných prostriedkov vynálezu (použitím anhydridového gleja a bentonitu alebo iného bobtnajúceho ílu) urobená v mäkkej vode ukazuje, že mnoho alebo celkom všetky povrchy častíc gleja sú podľa všetkého pokryté asociovanými doštičkami bobtnajúceho ílu. Avšak v prostriedku, ktorý je menej uspokojivý (ako tie, ktoré majú marginálnu stabilitu alebo boli pripravené v tvrdej vode a s nedostatočným emulgátorom pre kompenzáciu tvrdosti ) sú signifikantné exponované povrchy častíc gleja podľa všetkého, bez asociácie medzi týmito exponovanými povrchmi a mikročasticovou látkou.

Z hľadiska mechanizmu bolo zistené, že je tu tesná interakcia medzi glejom a mikročasticovou látkou, ktorá ma za následok, že jednoduchou extrakciou disperzie organickým rozpúšťadlom neprechádza do organického rozpúšťadla žiadne alebo iba veľmi malé množstvo gleja z disperzie.

Výhodné mikročasticové látky sú tie, ktoré v spôsoboch vynálezu vykazujú fotografickou (pod optickým mikroskopom) skúškou tesnú asociáciu medzi mikročasticovou látkou a glejom. Je nezreteľné, či asociácia je zapríčinená ionovou interakciou (pravdepodobne medzi čiastočne hydrolyzovanými skupinami na povrchu častíc gleja) alebo či je ťo zapríčinené inou fyzikálnou interakciou.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Predložený vynález je konkrétne objasnený na príkladoch, ktoré ho v žiadnom prípade neobmedzujú.

Príklad 1

Papier bol vyrobený v súlade so spôsobom Hydrocol ako je popísané v EP-A-23,893 vmiešaním zodpovedajúceho množstva (obyčajne v rozsahu 300 až 800 g/t) vo vode rozpustnej kationaktívnej polymérnej pomocnej látky retencie, ktorá mala hodnotu IV nad 6 dl/g, pričom nasledovalo šmykové miešanie v normálnom zariadení na výrobu papiera a potom bola pridaná vodná disperzia aktivovaného bentonitu. Suchá hmotnosť papiera bola okolo 165 g/m².

Glej ASA bol emulgovaný v tvrdej vode v prítomnosti 5 % (vztiahnuté na glej) emulgátora za vzniku stabilnej emulzie. Táto bola potom pridaná do disperzie bentonitu v dávke 2 kg/t (vztiahnuté na finálny papier). Keď bola predupravená voda veľmi tvrdá, bola Cobbova hodnota finálneho papiera 35, ale keď bola predupravená voda mäkká, bola Cobbova hodnota papiera 30.

Keď bol spôsob opakovaný s použitím čistého gleja, ktorý obsahoval 1 % detergentu homogenizovaného priamo do suspenzie bentonitu, odpovedajúca Cobbova hodnota bola 30 až 27. Nie je možné vytvoriť stabilnú emulziu z gleja ASA, ktorá obsahuje toto množstvo emulgátora za prítomnosti bentonitu ako v tvrdej, tak aj v mäkkej vode. Redukované Cobbove hodnoty ukazujú na vhodnosť pôsobenia spôsobu podľa vynálezu ako v tvrdej, tak aj v mäkkej vode s menším množstvom emulgátora, ako je nutné na vytvorenie stabilnej emulzie gleja vo vode.

Keď bol tento spôsob opakovaný použitím gleja ASA pri úplnej neprítomnosti detergentov, bolo obtiažne získať adekvátnu stabilnú disperziu mikročasticovej látky a gleja v tvrdej vode, ale v mäkkej vode stabilná disperzia vznikla a Cobbova hodnota finálneho papiera bola 26. Toto demonštruje ďalšiu výhodu a to, že je možné spôsob urobiť za absencie emulgačného detergentu.

Toto ukazuje, že hoci dostatočná disperzia je pripravená v prítomnosti 5 % emulgátora, najlepšie výsledky sú získané s nízkym alebo nulovým množstvom detergentu.

Príklad 2

0,65 časti čistého ASA (bez emulgátora alebo iného aditíva je vmiešané do disperzie 1 časti aktivovaného bentonitu v 99 častiach vody. Keď je voda v disperzii bentonitu tvrdá, výsledná disperzia má tendenciu byť ako olejovitá. Keď je voda v disperzii bentonitu mäkká, výsledná disperzia sa zdá byť menej olejovitá. Keď 0,2 časti sodnej soli EDTA je zahrnuté do vody disperzie bentonitu pred dispergovaním bentonitu do nej, výsledná disperzia, ktorá obsahuje glej ASA sa zdá byť uniformná a stabilná a poskytuje zlepšený účinok glejenia ako na interné glejenie tak i na externé glejenie.

Každý z týchto testov bol miešaný, tj. homogenizovaný niekoľko sekúnd použitím Silversonovho miešadla.

Príklad 3

Tento príklad je príkladom spôsobu podobného príkladu 1 s tou výnimkou, že disperzia podľa vynálezu je vyrobená použitím ASA a 1 % detergentu homogenizovaného priamo do vodnej disperzie BMA koloidného oxidu kremičitého. Cobbove hodnoty boli nasledujúce.

Tabuľka 1

ASA dávka kg/T	2	4	6	8	12
Cobb 60 sek. (gsm)	205	185	150	120	50

Príklad 4

Spôsob podľa príkladu 1 bol opakovaný s použitím čistého ASA emulgovaného do 4 % bentonitovej suspenzie. Získané výsledky sú prezentované v tabuľke 2

Tabuľka 2

		Cobb (gsm)
ASA (kg/T) na vrchnú vrstvu	ASA (kg/T) na celkovú produkciu	z m/c	z navíjača
6.6	2,25	38	21
6.6	2,25	36	25
6.6	2,25	36	23
5.9	2,01	41	25
5,9	2,01	49	23
6,25	2,13	31	24

Príklad 5

Čisté ASA bolo dispergované do vodného bentonitu ako v príklade 1.

V spôsobe A bola glejová disperzia vmiešaná do celulózovej papieroviny založenej na vode, nasledovalo vmiešanie celkom neionogénneho polyméru po 4 obratoch. V spôsobe B bola pridaná polymérna pomocná látka retencie, systém bol smykovaný a potom bola pridaná glejová disperzia a zamiešaná použitím 4 obratov. V spôsobe C bola glejová disperzia pridaná a zamiešaná 4 obratmi, ale žiadna pomocná látka retencie nebola pridaná.

Získané výsledky sú uvedené v tabuľke 3

ASA dávka (kg/T)	A-Cobb (gsm)	B-Cobb (gsm)	C-Cobb(gsm)
2	124	73	171
4	70	31	150
8	31	19	95
12	24	14	26

Príklad 6

V tomto a v ďalších príkladoch s bentonitom, bola suspenzia bentonitu smykovaná použitím Silversonovho vysoko šmykového miešadla pri 1200 ot/min a ASA bolo pridané do tejto suspenzie a smykovanie pokračovalo 30 sekúnd.

Prezentovaný príklad reprodukuje spôsob príkladu 1 použitím takých disperzií, ktoré boli vytvorené s alebo bez detergentu. V spôsobe C bolo čisté ASA dispergované do glejového prostriedku za neprítomnosti detergentu. V spôsobe D bolo dispergované v prítomnosti 1 % detergentu.

Získané výsledky sú prezentované v tabuľke 4

ASA dávka (kg/T)	C-Cobb(gsm)	D-Cobb(gsm)
0	187	187
1	126	156
2	114	124
4	35	109
8	19	21
12	16	16

Príklad 7

V tomto spôsobe bola pripravená 5 % dávka bentonitovej disperzie použitím demineralizovanej vody, a potom bolo do tejto disperzie vmiešané čisté ASA, ako v predchádzajúcom príklade, za neprítomnosti emulgátora. 100 g/t fenolsulfonovej živice bolo vmiešané do odpadnej papieroviny, potom nasledovalo 10Og/t polyetylénoxidu, a potom ASA bentonitová glejová disperzia.

Získané výsledky sú prezentované v tabuľke 5

ASA dávka (kg/T)	C-Cobb (gsm) (60 sekúnd)
6	34
8	27
10	24
12	22
15	19
20 \	21

Príklad 8

100 ml 0,1 % bentonitovej suspenzie vo vode bolo smykované použitím Silversonovho emulgátora. Po 5 sekundách bol pridaný 1 ml čistého gleja ASA a výsledná disperzia bola smykovaná ďalších 30 sekúnd.

Táto disperzia bola potiahnutá na podložnú plochu, ktorá má nepovlakovú 60 sekundovú Cobbovu hodnotu nad 200 gsm použitím K bar č. 7 . Upravená podložná plocha bola sušená na rotačnej glazúrovej sušičke pri 60 °C počas 4 minút. Hárok bol ďalej sušený v sušiarni pri 110 °C 30 minút. Po kondicionovaní počas noci bola 60 sekundová Cobbova hodnota 20,0 gsm.

Príklad 9

Čisté ASA bolo emulgované do vody, ktorá obsahovala rôzne množstvo bentonitu na vytvorenie glejovej disperzie, ktorou bol vzápätí natretý biely tlačiarenský/písací papier, ktorý bol už interne zglejený. Natrením ASA glejovej disperzie podľa vynálezu sa uskutočnilo interné glejenie, ktoré poskytlo substrát pre atramentové tlačiarne. Tento bol podrobený štandardnému Hewlett Packard stanoveniu kompozitnej černe a bolo zmerané minimum optickej hustoty.

Získané výsledky sú prezentované v tabuľke 6

Úprava	Minimum optickej hustoty
1 % ASA + 0 % bentonit	0,782
1 % ASA + 0,5 % bentonit	0,816
1 % ASA +1,0% bentonit	0,840
1 % ASA +1,5 % bentonit	0,914
1 % ASA + 5,0 % bentonit	0,974

Bolo zistené, že vo všetkých týchto prípadoch najlepšie výsledky glejenia sú preukázané najnižšími Cobbovými hodnotami a že v tabuľke 6 najlepšia kvalita pokrytia je indikovaná hodnotou najvyššej optickej hustoty.

Takže rôzne príklady dokazujú úžitok glejenia podľa vynálezu a tieto úžitky sú maximalizované, keď je vypustený detergent.

I

Priemyselná využiteľnosť

Vynález poskytuje glejovací prostriedok, ktorý zjednodušuje spôsob výroby papiera a zlepšuje kvalitu vyrábaného papiera. Výhodný spôsob podľa vynálezu na výrobu interne glejeného papiera je mikročasticový retenčný spôsob a zahrňuje inkorporáciu polymérnej pomocnej látky retencie do celulózovej riedkej papieroviny, a potom vmiešanie disperzie reaktívneho gleja a anionaktívnej mikročasticovej látky do suspenzie, čím mikročasticová látka vystupuje ako mikročasticová retenčná látka, a nasledujúce vysušenie suspenzie.

Vynález taktiež poskytuje spôsoby, v ktorých externé glejenie je jednou časťou celkového procesu výroby papiera, v ktorej výsledný glejený papier je vyrobený spôsobom zahrňujúcim inkorporáciu pomocnej látky retencie do riedkej papieroviny, vytvorenie hárka odvodnením riedkej papieroviny, sušenie hárka, aplikácia vodnej disperzie na vysušený hárok a opätovné sušenie hárka.

Claims

1. Spôsob výroby glejovej disperzie reaktívneho gleja, ktorý je kvapalný pri teplote miestnosti, vyznačujúci sa t ý m, že sa disperguje reaktívny glej ako čistá kvapalina do disperzie aniónaktívnej mikročasticovej látky vo vode.

2. Spôsob podľa nároku 1,v yznaču j úcisa t ý m, že glej je reaktívny anhydridový glej.

;

3. Spôsob podľa nárokov 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m, že anionická mikročasticová látka je vybraná z bobtnajúcich ílov, oxidu kremičitého, polykremičitej ¹ kyseliny, polykremičitanového mikrogélu a polyaluminokremičitanového mikrogélu.

4. Spôsob podľa nárokov 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m, že mikročasticová látka je bentonit.

5. Spôsob podľa nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že voda je mäkká.

6. Spôsob podľa nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa t ý m, že disperzia sa tvorí za úplnej absencie katiónaktívnej látky.

7. Spôsob podľa nárokov 1 alebo 6, vyznačujúci sa t ý m, že disperzia sa tvorí za úplnej absencie aditíva vybraného z katiónaktívnych polyelektrolytov a detergentov.

8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa t ý m, že disperzia sa tvorí za absencie katiónaktívneho polyelektrolytu a za absencie emulgujúceho detergentu alebo v prítomnosti nie viac ako 2 % (vztiahnuté na hmotnosť reaktívneho gleja) detergentu.

9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa t ý m, že disperzia sa tvorí za absencie emulgujúceho detergentu alebo v prítomnosti nie viac ako 1 % detergentu a kde je detergent vybraný z neionogénnych a aniónaktívnych detergentov.

10. Spôsob podľa nárokov 1 až 9, vyznačujúci sa t ý m, že poskytuje stabilnú • disperziu mikročasticovej látky a potom do nej zamiešava glej.

11. Spôsob podľa nárokov 1 až 10, v y z n a č u j ú c i sa t ý m, že voda sa mäkčí * iontomeniacou úpravou a/alebo je disperzia tvorená v prítomnosti sekvestračného činidla.

12. Glejová disperzia, ktorá obsahuje disperziu vo vode reaktívneho gleja, ktorý je kvapalný pri teplote miestnosti, a aniónaktívne mikročasticové látky, ktoré disperziu stabilizujú a je takou disperziou, ktorá je úplne bez prítomnosti katiónaktívneho polyelektrolytu alebo detergentu alebo obsahuje nie viac ako 2 %, s výhodou 1 % detergentu.

13. Spôsob glejenia papiera, vyznačujúci sa tým, že sa skladá z vytvorenej glejovej disperzie podľa nárokov 1 až 11, poskytnutej glejovej disperzie podľa nároku 12 a glejenia papiera glejacou disperziou;

14. Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa t ý m, že papier je glejený interne inkorporáciou disperzie do suspenzie celulózovej riedkej papieroviny a potom je odvodnená na dierovanom plechu za vzniku hárka a tento je sušený.

15. Spôsob podľa nároku 14, v y z n a č u j ú c i sa t ý m, že obsahuje inkorporáciu polymérnej pomocnej látky retencie do celulózovej riedkej papieroviny, potom vmiešanie vodnej disperzie reaktívneho gleja do riedkej papieroviny ako mikročasticovej retenčnej látky, a potom odvodnenie suspenzie.

16. Spôsob podľa nároku 15, v y z n a č u j ú c i sa t ý m, že disperzia, ktorá je inkorporovaná do celulózovej riedkej papieroviny je vyrobená podľa nárokov 7 až 9 alebo je disperziou podľa nároku 12 a je úplne bez aditív vybraných z katiónaktívnych polyelektolytov a detergentov.

17. Spôsob podľa nároku 14, výroby glejovaného papiera z celulózovej suspenzie použitím mikročasticového systému obsahujúceho pomocnú látku retencie a anionickú mikročasticovú látku, vyznačujúci sa t ý m, že poskytne kontakt celulózovej suspenzie s polymérnou pomocnou látkou retencie, a potom vmieša do suspenzie vodnú disperziu aniónaktívnej mikročasticovej látky a vo vode nerozpustný reaktívny glej, odvodnenie suspenzie za vzniku hárka a sušenie hárka, charakterizovaný tak, že disperzia v predupravenej vode obsahuje mikročasticovú látku a reaktívny glej a je úplne bez aditív vybraných z katiónaktívnych polyelektrolytov a detergentov.

18. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa t ý m, že sa disperzia inkorporuje do celulózovej suspenzie, a potom je pridaná polymérna pomocná látka retencie.

19. Spôsob podľa nároku 14, v y z n a č u j ú c i sa t ý m, že fenolsulfónová živica inkorporuje do suspenzie, pred pridaním polyetylénoxidovej živice ako retenčného systému a disperzia je pridaná do suspenzie pred pridaním polyetyllénoxidu.

20. Spôsob podľa nároku 13, vyznačujúci sa t ý m, že sa papier glejí externe natrením papiera disperziou.

21. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa t ý m, že sa pridajú ďalšie viskózne a/alebo natieracie komponenty do disperzie pred natrením papiera disperziou.

22. Spôsob podľa nárokov 20 až 21 výroby glejeného papiera, vyznačujúci sa tým, že obsahuje inkorporáciu polymérnej pomocnej látky retencie do celulózovej riedkej papieroviny a potom odvodnenie suspenzie za vzniku hárku, aplikáciu vodnej disperzie na hárok a opätovné sušenie hárka.