SK285268B6 - Vodná disperzia, spôsob jej prípravy a použitie, v podstate bezvodá glejacia kompozícia a jej použitie - Google Patents

Vodná disperzia, spôsob jej prípravy a použitie, v podstate bezvodá glejacia kompozícia a jej použitie Download PDF

Info

Publication number
SK285268B6
SK285268B6 SK1025-99A SK102599A SK285268B6 SK 285268 B6 SK285268 B6 SK 285268B6 SK 102599 A SK102599 A SK 102599A SK 285268 B6 SK285268 B6 SK 285268B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
anionic
cationic
compound
dispersion
dispersant
Prior art date
Application number
SK1025-99A
Other languages
English (en)
Other versions
SK102599A3 (en
Inventor
Hans H�Llstr�M
Sten Fr�Lich
Erik Lindgren
Rein Sikkar
Original Assignee
Akzo Nobel N.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akzo Nobel N.V. filed Critical Akzo Nobel N.V.
Publication of SK102599A3 publication Critical patent/SK102599A3/sk
Publication of SK285268B6 publication Critical patent/SK285268B6/sk

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16Sizing or water-repelling agents
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H3/00Paper or cardboard prepared by adding substances to the pulp or to the formed web on the paper-making machine and by applying substances to finished paper or cardboard (on the paper-making machine), also when the intention is to impregnate at least a part of the paper body
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/14Carboxylic acids; Derivatives thereof
    • D21H17/15Polycarboxylic acids, e.g. maleic acid
    • D21H17/16Addition products thereof with hydrocarbons
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/17Ketenes, e.g. ketene dimers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/23Lignins
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24Polysaccharides
    • D21H17/28Starch
    • D21H17/29Starch cationic
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/42Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups anionic
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/22Agents rendering paper porous, absorbent or bulky
    • D21H21/24Surfactants

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)

Abstract

Vodná disperzia obsahuje dispergátor a disperznú fázu obsahujúcu hydrofóbny materiál, dispergátor obsahuje aniónovú zlúčeninu s molekulovou hmotnosťou menšou ako 50 000, vybranú zo zlúčenín obsahujúcich uhlík a zlúčenín obsahujúcich kremík, a katiónovú organickú zlúčeninu s molekulovou hmotnosťou menšou ako 50 000. Vynález sa ďalej týka prípravy apoužitia disperzie pri výrobe papiera. Vynález saďalej týka v podstate bezvodej kompozície obsahujúcej hydrofóbny materiál, aniónovú zlúčeninu s molekulovou hmotnosťou menšou ako 50 000, vybranú zo zlúčenín obsahujúcich uhlík a zlúčenín obsahujúcich kremík, a katiónovú organickú zlúčeninu s molekulovou hmotnosťou menšou ako 50 000, ako aj jej použitia pri príprave vodnej disperzie.

Description

Vynález sa týka vodnej disperzie hydrofóbneho materiálu a najmä disperzie, ktorej dispergačný systém obsahuje dve opačne nabité zlúčeniny, spôsobu jej prípravy a použitia. Ďalej sa týka v podstate bezvodej glejacej kompozície a jej použitia.
Doterajší stav techniky
Vodné disperzie hydrofóbnych materiálov sú veľmi dobre známe a používané v rade aplikácií. Napríklad pri výrobe papiera sa vodné disperzie hydrofóbneho materiálu používajú ako glejivá na získanie papiera a kartónu s určitým stupňom odolnosti proti zmáčaniu a penetrácii vodnými tekutinami. Príklady hydrofóbnych materiálov, široko používaných na glejenie, zahŕňajú glejivá reaktívne s celulózou, ako sú diméry alkylketénu a substituované sukcínanhydridy, a glejivá nereaktívne s celulózu, ako sú glejivá na báze kalofónie a glejivá na báze živice.
Disperzie hydrofóbneho materiálu obvykle obsahujú vodnú fázu a jemne rozptýlené častice alebo kvapôčky hydrofóbneho materiálu dispergované v nej. Disperzie sa obvykle pripravujú homogenizáciou hydrofóbneho, vo vode nerozpustného materiálu vo vodnej fáze za prítomnosti dispergačného prostriedku použitím vysokých strihových síl a dosť vysokých teplôt. Obvykle používané dispergačné činidlá zahŕňajú aniónové, amfotéme a katiónové vysokomolekulové polyméry, ako lignosulfonáty, škroby, polyamíny, polyamidamíny a vinylové adičné polyméry. Polyméry sa môžu používať jednotlivo, dohromady alebo v kombinácii s inými zlúčeninami za vzniku dispergačného prostriedku. V závislosti od celkového náboja zložiek dispergačného činidla sú glejivové disperzie svojou povahou aniónové alebo katiónové.
Disperzie hydrofóbneho materiálu obvykle majú skôr slabú stabilitu a vysokú viskozitu pri relatívne malom obsahu tuhých látok, čo zjavne vedie k ťažkostiam pri spracovávaní disperzií, napríklad pri skladovaní a použití. Ďalšou nevýhodu je to, že sa produkty majú dodávať ako disperzie s nízkou koncentráciou, čo ďalej zvyšuje cenu transportu aktívneho hydrofóbneho materiálu.
EP-A-275 851 sa týka vodnej glejovej disperzie obsahujúcej disperznú fázu vo forme glejovej zmesi obsahujúcej látku typu kolofónie a syntetický glej a ďalej tiež polyhlinitú zlúčeninu.
EP-A-208 667 sa týka vodnej glejovej disperzie obsahujúcej disperznú fázu vo forme zmesi glejov obsahujúcich látku na báze kolofónie a syntetický glej.
WO 96/17127 sa týka anióntovej glejovej disperzie obsahujúcej glej reaktívny s celulózou.
EP-A-220 941 opisuje suchú kompozíciu obsahujúcu keténový dimer a zapuzdrovacie činidlo, ktoré môže byť zvolené zo želatíny, tristearínu, arabskej gumy, cukru, etylcelulózy, karboxymetylcelulózy, polyakrylamidu, silikátov, polyéterov, polyesterov, polyamidov, škrobov a polyvinylalkoholu.
GB-A 2 268 941 sa týka vodných emulzií kolofónového gleja. Riešenie navrhnuté v tomto dokumente spočíva v tom, že sa kolofúnia zmieša s aspoň jednou inou zložkou, ako je lignínsulfonát, katiónový škrob a deriváty škrobu, v takom množstve, aby teplota rozpúšťania zmesi ležala pod teplotou rospúšťania kolofónie.
Preto je predmetom tohto vynálezu poskytnúť vodné disperzie hydrofóbneho materiálu so zlepšenými vlastnosťami - stabilitou a viskozitou. Ďalším predmetom tohto vynálezu je poskytnúť zlepšené vodné disperzie glejivá, najmä glejív reaktívnych s celulózou. Ďalšie predmety budú vysvetlené ďalej.
Podstata vynálezu
V súlade s predloženým vynálezom sa zistilo, že zlepšená stabilita a viskozitné vlastnosti sa môžu získať s vodnými disperziami hydrofóbneho materiál, v ktorom je hydrofóbny materiál dispergovaný vo vodnej fáze pomocou dispergátora obsahujúceho dve opačne nabité zlúčeniny, ktoré majú relatívne nízku molekulovú hmotnosť. Presnejšie sa vynález týka vodnej disperzie obsahujúcej disperznú fázu obsahujúcu hydrofóbny materiál a dispergačné činidlo obsahujúce aniónovú zlúčeninu s molekulovou hmotnosťou menšou ako 50 000, ktorá je vybraná z organických zlúčenín a zlúčenín obsahujúcich kremík a katiónovú organickú zlúčeninu s molekulovou hmotnosťou menšou ako 50 000. Vynález sa teda týka vodnej disperzie, jej prípravy a použitia, ako sa ďalej definuje v patentových nárokoch.
Predložený vynález umožňuje poskytnúť disperzie hydrofóbneho materiálu so zlepšenou skladovacou stabilitou, vyšším obsahom tuhých látok a/alebo nižšou viskozitou. Ďalej, ako sa použije disperzia v aplikáciách zahŕňajúcich veľmi vysoké zriedenie pôvodne vysoko koncentrovanej disperzie, sa zistilo, že disperzná fáza je stabilnejšia, teda že disperzie mali zlepšenú stabilitu pri riedení. Príklady použitia s extrémne vysokým riedením zahŕňajú prípravu papiera za podmienok v mokrej časti a skladovanie alebo vnútorné glejenie, ktoré zahŕňa pridávanie disperzie hydrofóbneho materiálu do vodnej suspenzie obsahujúcej celulózové vlákna a prípadne plnivo. V tomto kontexte zlepšená stabilita riedenia znamená menšiu agregáciu častíc alebo kvapiek hydrofóbneho glejivá, a tým vytvorenie nižších hladín väčších agregátov s nižšou účinnosťou glejenia, ako aj menšie ukladanie hydrofóbneho glejivá na papierenský stroj a menšie znečistenie navíjaním, čím sa znižuje nutnosť údržby papierenského stroja. Ďalšie výhody, ktoré sa dajú očakávať pri uvedenej disperzii, zahŕňajú zlepšenú stabilitu v prítomnosti rušivých látok, ako sú aniónové odpady odvodené zo znečistenej papieroviny a/alebo recyklovaných vláken, menšiu akumuláciu hydrofóbneho materiálu v bielej vode recirkulujúcej v postupe výroby papiera. Preto sú disperzie podľa tohto vynálezu vhodné najmä pre postupy, kde biela voda extenzívne recirkuluje a kde celulózová suspenzia obsahuje podstatné množstvo odpadu. Ďalej disperzie podľa predloženého vynálezu umožňujú získanie zlepšených glejív oproti bežným glejacim disperziám v príslušnom dávkovaní glejív a použitie nižšieho dávkovania glejivá na získanie príslušnej hladiny glejenia. Možnosť použitia menších množstiev glejivá na dosiahnutie glejenia v opise ďalej znižuje riziko akumulácie neadsorbovaných hydrofóbnych glejív v bielej vode recirkulujúcej v postupe, čím sa ďalej znižuje riziko agregácie a ukladania hydrofóbneho materiálu v papierenskom stroji. Predložený vynález teda ponúka podstatné ekonomické a technické výhody.
Hydrofóbny materiál prítomný v disperzii je prednostne nerozpustný vo vode. Príklady vhodných hydrofóbnych materiálov zahŕňajú zlúčeniny vhodné ako glejivá vo výrobe papierov, ktoré sa môžu odvodiť z prirodzených aj syn tetických zdrojov, ako sú hydrofóbne látky reaktívne s celulózou a hydrofóbne látky nereaktívne s celulózou. Vo výhodnom uskutočnení má hydrofóbny materiál teplotu topenia pod asi 100 °C a najmä pod asi 75 °C.
Vo výhodnom uskutočnení tohto vynálezu je hydrofóbny materiál glejaci prostriedok reaktívny s celulózou, ktorý sa môže vybrať z akýchkoľvek glejív reaktívnych s celulózou, známych zo stavu techniky. Glejaci prostriedok je výhodne vybraný zo skupiny pozostávajúcej z hydrofóbnych dimérov ketónu, multimérov ketónu, anhydridov kyselín, organických izokyanátov, karbamoylchloridov a ich zmesi, prednostne keténových dimérov a anhydridov kyselín, ešte výhodnejšie keténových dimérov.
Výhodné keténové diméry majú všeobecný vzorec (I) uvedený ďalej, kde R1 a R2 znamená nasýtené alebo nenasýtené uhľovodíkové skupiny, zvyčajne nasýtené uhľovodíky, uhľovodíkové skupiny majú výhodne 8 až 36 atómov uhlíka, zvyčajne sú priame alebo rozvetvené reťazce alkylskupín s 12 až 20 atómami uhlíka, ako je hexadecylová alebo oktadecylová skupina. Výhodné anhydridy kyseliny môžu byť charakterizované všeobecným vzorcom (II), kde R3 a R4 môžu byť rovnaké alebo rôzne a znamenajú nasýtené alebo nenasýtené uhľovodíkové skupiny výhodne obsahujúce 8 až 30 atómov uhlíka, alebo R3 a R4 spoločne s časťou -C-O-C- môžu tvoriť 5- až 6-členný kruh, ktorý je výhodne ďalej substituovaný uhľovodíkovou skupinou obsahujúcou do 30 atómov uhlíka. Príklady anhydridov kyselín, ktoré sa zvyčajne používajú, zahŕňajú alkyl- a alkenylsukcinanhydridy a najmä izooktadecenylsukcinanhydrid.
R1 - CH = C - CH - R2 l l(I)
O - C = O oo
II II(II)
R3 - C- O- C- R’
Výhodné keténové diméry, anhydridy kyselín a organické izokyanáty zahŕňajú zlúčeniny opísané v patente US 4 522 68 6, ktorý sa tu zahŕňa formou odkazu. Príklady vhodných karbamoylchloridov zahŕňajú tie, ktoré sa opisujú v patente US 3 887 427, ktorý sa tu tiež zahŕňa formou odkazu.
V inom výhodnom uskutočnení tohto vynálezu je hydrofóbnym materiálom hydrofóbna látka nereaktívna s celulózou, ktorá sa môže vybrať z akýchkoľvek glejacich prostriedkov nereaktívnych s celulózou, známych zo stavu techniky. Výhodný glejaci prostriedok nereaktívny s celulózou je vybraný zo skupiny zahŕňajúcej hydrofóbne látky na báze kolofónie, ako je kolofónia, disproporciovaná kolofónia, hydrogenovaná kolofónia, polymerizovaná kolofónia, kolofónia spracovaná s formaldehydom, esterifikovaná kolofónia, fortifikovaná kolofónia a zmesi týchto spracovaní a takto spracovaných kolofónií, mastných kyselín a ich derivátov, ako sú estery mastných kyselín a amidy, ako bisstearamidy, živice a ich deriváty, ako sú uhľovodíkové živice, živičné kyseliny, estery a amidy živičných kyselín, vosky, ako surové a rafinované parafínové vosky, syntetické vosky, prirodzene sa vyskytujúce vosky atď.
Disperzie podľa tohto vynálezu obsahujú disperganty alebo dispergačný systém obsahujúci aspoň jednu aniónovú zlúčeninu a aspoň jednu katiónovú organickú zlúčeninu, obidve s nízkou molekulovou hmotnosťou (ďalej označované LMW). Zlúčeniny LMW sa prednostne viažu dohromady elektrostatickou príťažlivou silou značiacou koacerváciu dispergantu. Ak sa použijú v kombinácii, sú zlúčeniny LMW účinné ako dispergačné látky pre hydrofóbny materiál, aj keď aniónové a katiónové zlúčeniny nemusia byť, a obvykle nie sú, účinné ako dispergátory, ak sa použijú samotné. Vo výhodnom uskutočnení je aspoň jedna z aniónových a katiónových zlúčenín polyelektrolytom. Termín „polyelektrolyt“, ako sa tu používa, označuje zlúčeninu, ktorá má dve alebo viac nabitých (aniónovo /alebo katiónovo) zlúčenín pôsobiacich ako polyelektrolyt, teda chemickou neiónovou interakciou alebo pôsobením.
Aniónová zlúčenina dispergačného prostriedku obsahuje jednu alebo viac aniónových skupín rovnakých alebo rôznych typov a zahŕňajúcich aniónové zlúčeniny s jednou aniónovou skupinou a aniónové zlúčeniny s dvoma alebo viacerými aniónovými skupinami, tu označovaných ako aniónové polyelektrolyty. Aniónové polyelektrolyty môžu obsahovať jednu alebo viac katiónových skupín tak dlho, kým má celkovo aniónový náboj. Príklady vhodných aniónových skupín zahŕňajú sulfátové skupiny a skupiny karboxylových, sulfónových, fosforečných a fosfónových kyselín, ktoré môžu byť prítomné ako voľné kyseliny alebo vo vode rozpustné amónne soli alebo soli alkalických kovov (zvyčajne sodné), ako sodné karboxyláty a sulfonáty. Aniónové polyelektrolyty môžu mať stupeň substitúcie meniaci sa v širokom rozmedzí; stupeň aniónovej substitúcie (DSA) môže byť od 0,01 do 1,4, výhodne od 0,1 do 1,2 a výhodnejšie od 0,2 do 1,0.
Aniónová zlúčenina v dispergátore môže byť odvodená zo syntetických a prírodných zdrojov a prednostne je vo vode rozpustná alebo vo vode dispergovateľná. Vo výhodnom uskutočnení je aniónová zlúčenina organickou zlúčeninou, teda obsahuje atómy uhlíka. Výhodne aniónové zlúčeniny zahŕňajú aniónové surfaktanty, ako alkyl-, aryl- a alkylarylsulfáty a éteTsulfáty, alkyl-, aryl- a alkylarylkarboxyláty, alkyl-, aryl- a alkylarylsulfonáty, alkyl-, aryl- a alkylarylfosfáty a éterfosfáty a dialkylsulfosukcináty, alkylskupiny s 1 až 18 atómami uhlíka, arylskupiny so 6 až 12 atómami uhlíka a alkylarylskupiny so 7 až 30 atómami uhlíka. Príklady vhodných aniónových surfaktantov zahŕňajú laurylsulfát sodný, laurylsulfonát sodný a dodecylbenzénsulfonát sodný. Ďalšie príklady vhodných aniónových zlúčenín zahŕňajú aniónové polyelektrolyty, ako aniónové organické polyméry LMW, výhodne degradované, teda odvodené od fosfátovaných, sulfónovaných a karboxylovaných polysacharidov, ako sú škroby, guar-gumy a celulózy, prednostne deriváty celulózy a najmä karboxymetylcelulóz, ako aj kondenzačné produkty, teda aniónové polyuretány a kondenzované naftalénsulfonáty, ďalšie vinylové adičné polyméry vytvorené z monomérov s aniónovými skupinami, ako je kyselina akrylová, kyselina metakrylová, kyselina maleínová, kyselina itakónová, kyselina krotónová, kyselina vinylsulfónová, sulfónovaný styrén a fosfáty hydroxyalkylakrylátov a metakrylátov, prípadne kopolymerizované neiónovými monomérmi vrátane akrylamidu, alkylakrylátov, styrénu a akrylonitrilu, ako aj derivátmi týchto monomérov, vinylesterov a podobne. Aniónová zlúčenina môže byť tiež vybraná z anorganických zlúčenín LMW obsahujúcich kremíkové atómy, ako sú napríklad kremičitany a ďalšie formy kondenzovaných alebo polymerizovaných kyselín kremíka, ako je oligoméma kyselina kremičitá, polykremičité kyseliny, polykremičitany, polyhlinitokremičitany, polykremičité mikrogély, polyhlinitokremičitanové mikrogély a materiály na báze siliky, ako vo forme silikasólov, ktoré majú negatívne hydroxylové skupiny.
Katiónová zlúčenina dispergačnčj látky obsahuje jednu alebo viac katiónových skupín rovnakého alebo rôzneho typu a zahŕňajú rovnaké alebo rôzne typy a zahŕňajú katiónové zlúčeniny s jednou katiónovou skupinou a katiónové zlúčeniny s dvoma alebo viacerými katiónovými skupinami, tu sa označujú ako polyelektrolyt. Katiónové polyelektrolyty môžu obsahovať jednu alebo viac aniónových skupín, ak má celkovo katiónový náboj. Príklady vhodných katiónových skupín zahŕňajú sulfóniové skupiny, fosfóniové skupiny, kyslé adičné soli primárnych, sekundárnych a terciámych amínov alebo amino-skupín a kvartémych amóniových skupín, napríklad kde je dusík kvartemizovaný metylchloridom, dimetylsulfátom alebo benzylchloridom, výhodne kyslé adičné soli amínov/aminoskupiny a kvartérnych amóniových skupín. Katiónové polyelektrolyty môžu mať stupeň substitúcie meniaci sa v širokom rozmedzí; stupeň katiónovej substitúcie (DSC) môže byť od 0,01 do 1,0, výhodne od 0,1 do 0,8 a ešte výhodnejšie od 0,2 do 0,6.
Katiónová zlúčenina dispergačného prostriedku môže byť odvodená zo syntetických a prírodných zdrojov a prednostne je rozpustná vo vode alebo dispergovateľná vo vode. Katiónová zlúčenina je prednostne organická zlúčenina. Príklady vhodných katiónových zlúčenín zahŕňajú katiónové surfaktanty, teda zlúčeniny typu r4n+x;
kde každá skupina R je nezávisle vybraná z (i) vodíka;
(ii) uhľovodíkových skupín, výhodne alifatických a prednostne alkylskupín s 1 až asi 30 atómami uhlíka, prednostne s 1 až 22 atómami uhlíka; a (iii) uhľovodíkových skupín, výhodne alifatických a prednostne alkylskupín, ktoré majú do asi 30 atómov uhlíka, prednostne 4 až 22 atómov uhlíka a ktoré sú prerušené jedným alebo viacerými heteroatómami, ako je kyslík alebo dusík a/alebo skupinami obsahujúcimi heteroatóm, ako je karbonyl, a acyloxyskupinami; kde aspoň jedna, výhodne aspoň tri a prednostne všetky uvedené skupiny R obsahujú atómy uhlíka; výhodne aspoň jedna a prednostne aspoň dve uvedené skupiny R obsahujú aspoň 7 atómov uhlíka, prednostne aspoň 9 atómov uhlíka a ešte výhodnejšie aspoň 12 atómov uhlíka; a kde
X' je anión, typicky halogén, ako chlorid, alebo aniónová skupina prítomná v aniónovej zlúčenine dispergačného prostriedku, teda kde je surfaktant protónovaným amínom vzorca
R3N, kde R a N sú definované.
Príklady vhodných povrchovo aktívnych látok zahŕňajú dioktyldimetylamóniumchlorid, didecyldimetylamóniumchlorid, dikokodimetylamóniumchlorid, kokobenzyldimetylamóniumchlorid, koko(frakcionovaný)benzyldimetylamóniumchlorid, okta-decyltrimetylamóniumchlorid, dioktadecyldimetylamóniumchlorid, dihexadecyldimetylamóniumchlorid, di(hydrogenovaný lojjdimetylamóniumchlorid, di(hydrogenovaný lojjbenzylamóniumchlorid, (hydrogenovaný lojjbenzyldimetylamóniumchlorid, dioleyldimetylamóniumchlorid a di(etylénhexadekánkarboxylát)dimetylamóniumchlorid. Osobitne výhodné katiónové povrchovo aktívne látky teda zahŕňajú tie, ktoré obsahujú aspoň jednu uhľovodíkovú skupinu s 9 až 30 atómami uhlíka a najmä kvartéme amóniové zlúčeniny. Ďalšie vhodné katió nové povrchovo aktívne látky zahŕňajú kvartéme di- a polyamóniové zlúčeniny obsahujúce aspoň jednu uhľovodíkovú skupinu, výhodne alifatickú a prednostne alkyl s 9 až 30 atómami uhlíka, výhodne s 12 až 22 atómami uhlíka. Príklady vhodných povrchovo aktívnych látok tohto typu zahŕňajú N-oktadecyl-N-dimetyl-N'-trimetylpropyléndiamóniumdichlorid. Ďalšie príklady vhodných katiónových zlúčenín zahŕňajú katiónové polyelektrolyty, ako sú katiónové organické polyméry LMW, prípadne degradované, teda tie, ktoré sú odvodené od polysacharidov, ako sú škroby a guar gumy, katiónové kondenzačné produkty, ako polyuretány, polyamidamíny, ako polyamidamínepichlórhydríny, polyamíny, ako kopolyméry dimetylamin-cpichlórhydrínu, kopolyméry dimetylamínu-etyléndiamínu-epichlórhydrínu, kopolyméry dimetylamínu-etyléndiamínu-epichlÓThydrínu, kopolyméry amónium-etyléndichloridu, vinylové adičné polyméry vytvorené z monomérov s katiónovými skupinami, ako sú homopolyméry a kopolyméry dialyldimetylamóniumchloridu, dialkylaminoalkylakrylátov, metakrylátov a akrylamidov (ako sú dimetylaminoetylakryláty a metakryláty), ktoré sú zvyčajne prítomné ako kyslé adičné soli alebo kvartéme amóniové soli, prípadne kopolymerizované s neionogénnymi monomérmi vrátane akrylamidu, alkylakrylátov, styrénu a akrylonitrilu a derivátov týchto monomérov, vinylesterov a podobne.
Aniónová zlúčenina LMW a katiónová zlúčenina LMW na použitie v tomto vynáleze má molekulovú hmotnosť (ďalej označovanú MW) menšiu ako 50 000, výhodne menšiu ako 30 000 a prednostne menšiu ako 20 000. Ďalšie výhody sú zrejmé, ak je MW aniónovej zlúčeniny a/alebo katiónovej zlúčeniny dispergátora dokonca nižšia, napríklad menej ako 1500 a dokonca menšia ako 10 000. Normálne majú aniónové a katiónové povrchovo aktívne látky nižšiu MW ako aniónové a katiónové polyelektrolyty; výhodné povrchovo aktívne látky majú MW 200 až 800. Keď je jedna zo zlúčenín dispergátora povrchovo aktívnou látkou, iná zlúčenina dispergátora môže byť výhodne polyelektrolytom, ktorý má MW, ako sa definuje.
Disperzie výhodné podľa tohto vynálezu obsahujú dispergátor vybraný zo skupiny pozostávajúcej z dispergátora (i) obsahujúceho katiónovú povrchovo aktívnu látku a aniónový polyelektrolyt, kde má dispergátor celkovo aniónový náboj; dispergátor (ii) obsahujúci katiónový polyelektrolyt a aniónový polyelektrolyt, kde má dispergátor celkovo aniónový náboj; dispergátor (iii) obsahujúci aniónovú povrchovo aktívnu látku a katiónový polyelektrolyt, kde má dispergátor celkovo katiónový náboj; a dispergátor (iv), obsahujúci aniónový polyelektrolyt a katiónový polyelektrolyt, kde má dispergátor celkovo katiónový náboj; aniónové a katiónové povrchovo aktívne látky, aniónového a katiónového polyelektrolytu, a ich molekulová hmotnosť je taká, ako sa definuje.
Aniónové a katiónové zlúčeniny dispergátora môžu byť prítomné v disperzii v množstvách meniacich sa v širokých rozmedziach v závislosti od, inter alia, molekulovej hmotnosti zlúčenín, stupňa iónovej substitúcie zlúčenín, teda hustoty náboja, požadovaného celkového náboja disperzie a použitého hydrofóbneho materiálu. Aniónová zlúčenina aj katiónová zlúčenina môže byť prítomná v množstve do 100 % hmotnostných, výhodne od 0, I do 20 % hmotnostných a prednostne od 1 do 10 % hmotnostných, vzhľadom nahydrofóbny materiál.
Zistilo sa, že disperzie podľa predloženého vynálezu sa môžu pripraviť s vysokými pevnými obsahmi a výťažkami a majú veľmi dobrú stabilitu pri skladovaní a nízku viskozitu. Tento vynález teda poskytuje disperzie hydrofóbneho materiálu so zlepšenou skladovacou stabilitou a/alebo vysokými obsahmi pevných látok. Obzvlášť výhodné disperzie z tohto hľadiska zahŕňajú disperzie glejív reaktívnych s celulózou, najmä disperzie s dispergátorom s celkovo aniónovým nábojom. Disperzie glejív reaktívnych s celulózou podľa vynálezu môžu mať všeobecne obsahy glejiva od asi 0,1 do asi 50 % hmotnostných a výhodne približne 20 % hmotnostných. Disperzie obsahujúce dimér keténu ako glejivo podľa tohto vynálezu majú mať obsah diméru keténu v rozmedzí od 5 do 50 % hmotnostných a prednostne od asi 10 do asi 35 % hmotnostných. Disperzia alebo emulzia obsahujúca anhydrid kyseliny ako glejivo podľa vynálezu má mať obsahy anhydridu kyseliny v rozmedzí od asi 0,1 do asi 30 % hmotnostných a obvykle od asi 1 do asi 20 % hmotnostných. Disperzie glejív nereaktívnych s celulózou majú obvykle obsah glejív od 5 do 50 % hmotnostných a prednostne od 10 do 35 % hmotnostných.
Disperzie podľa vynálezu sa môžu vyrábať miešaním vodnej fázy s dispergačným systémom a hydrofóbnym materiálom, výhodne pri teplote, kedy je hydrofóbny materiál kvapalinou, a homogenizáciou takto získanej zmesi, výhodne pod tlakom. Získaná vodná emulzia, ktorá obsahuje kvapky hydrofóbnej látky, normálne s veľkosťou v priemere od 0,1 do 3,5 pm, sa potom ochladí. K uvedeným zložkám sa môžu do glejacej disperzie zabudovať aj iné materiály, ako sú napríklad prídavné dispergátory a stabilizátory, ako neionogénne dispergátory, riedidlá, ako je močovina a močovinové deriváty, a konzervačné látky. Predpokladá sa, že negatívne a pozitívne náboje zlúčenín dispergátora môžu byť formulované in situ, napríklad uvedením zlúčenín navzájom do kontaktu a/alebo zmiešaním zlúčenín s vodnou fázou a/alebo znížením pH vodnej fázy. Napríklad strata vodíka z kyslej skupiny vytvorí aniónový náboj a zásaditý amín alebo amínová skupina sa môžu premeniť na katiónovú protonizáciou alebo odobratím vodíka. Preto je možné začať pri príprave disperzie so zlúčeninami bez náboja. Napríklad sa môže použiť organická zlúčenina so zásaditými aminoskupinami alebo zásaditým amínom vzorca R3N, kedy sa môže v priebehu prípravy vytvoriť príslušná amóniová časť R4N+ X', kde R, N a X môžu byť rovnaké, ako sú definované.
Zistilo sa, že zložky predložených disperzií sa môžu ľahko homogenizovať za prítomnosti vodnej fázy, najmä ak sa použijú zlúčeniny LMW dispergátora v kombinácii s hydrofóbnymi materiálmi, ktoré majú teplotu topenia pod asi 100 °C a najmä pod asi 75 °C. Zvyčajne sa v týchto postupoch vyžaduje menej energie a nižšie strihové sily v porovnaní s postupmi na prípravu bežných disperzií, a teda možno použiť jednoduchšie zariadenie. Ďalší postup prípravy disperzii teda zahŕňa (i) zmiešanie hydrofóbneho materiálu s aniónovými a katiónovými zlúčeninami dispergátora za získania medziproduktovej kompozície a (ii) homogenizáciu medziproduktovej kompozície za prítomnosti vodnej fázy, ako sa opísalo. Je výhodné, ak sú zložky homogénne zmiešané v stupni (i). Hydrofóbne látky použité v stupni (i) môžu byť tuhé, aj ked’jc výhodné, aby boli kvapalné, pretože to zjednoduší homogénne miešanie. Ak je to žiaduce, môže byť medziproduktová kompozícia odobratá po stupni miešania (i) a prípadne ochladená do stuhnutia za vzniku v podstate bezvodej medziproduktovej kompozície obsahujúcej dispergátor a hydrofóbny materiál, ktorý umožní jednoduchšie nakladanie ekonomicky atraktívnym spôsobom. V mieste uvažovaného použitia alebo kdekoľvek inde sa môže medziproduktová hydrofóbna kompozícia homogenizovať za prítomnosti vody bežným alebo zjednodušeným postupom, výhodne pri zvýšenej teplote tak, že medziproduktová kompozícia prejde do kvapalnej formy. Tento postup je zaujímavý najmä vtedy, keď sa pripravujú disperzie dimérov keténu a anhydridov kyselín, pričom druhé uvedené sa obvykle pripravujú v papierenskom mlyne v priamej väzbe s ich použitím ako glejacieho prostriedku pri výrobe papiera. Podmienka stabilného uskladnenia v podstate bezvodej kompozície takto prináša žiaduce ekonomické a technické výhody. Predložený vynález sa teda týka v podstate bezvodej koncentrovanej kompozície obsahujúcej hydrofóbny materiál, aniónovú zlúčeninu LMW, vybranú zo zlúčenín obsahujúcich uhlík a zlúčenín obsahujúcich kremík, a katiónovú organickú zlúčeninu LMW, kde aniónová a katiónovú zlúčenina, ak sa použijú v kombinácii, sú účinné ako dispergačný systém pre hydrofóbny materiál vo vodnej fáze, prípravy tejto kompozície a použitia, ako sa definuje ďalej v patentových nárokoch.
Zložky, ktoré sú prítomné v koncentrovanej kompozícii (prostriedku) podľa vynálezu, teda hydrofóbny materiál a aniónové a katiónové zlúčeniny, sú prednostne rovnaké, ako sa definuje. Kompozícia je v podstate bezvodá, to znamená, že môže obsahovať malé množstvo vody; obsah vody môže byť od 0 až do 10 % hmotnostných, výhodne s obsahom menej ako 5 % hmotnostných a prednostne menej ako 2 %. Najvýhodnejšie je, ak neobsahuje žiadnu vodu. Prostriedok prednostne obsahuje hydrofóbny materiál vo vopred stanovenom množstve vzhľadom na hmotnosť, teda aspoň 50 % hmotnostných a výhodne má prostriedok obsah hydrofóbnej látky v rozmedzí od 80 do 99,9 % hmotnostných a prednostne od 90 do 99,7 % hmotnostných. Aniónové a katiónové zlúčeniny môžu byť prítomné v prostriedkoch v množstve definovanom s ohľadom na disperzie, kde sú percentá vzťahované na hydrofóbny materiál. Preto aniónová aj katiónová zlúčenina môžu byť prítomné v prostriedkoch v množstve do 100 % hmotnostných, výhodne od 0,1 do 20 % hmotnostných a prednostne od 1 do 10 % hmotnostných vzhľadom na hydrofóbny materiál.
Disperzie z tohto vynálezu sa môžu použiť bežným postupom ako glejacie prostriedky pri výrobe papiera s použitím akéhokoľvek typu celulózových vláken a môžu sa použiť na glejenie povrchu aj na vnútorné glejenie alebo glejenie papieroviny. Termín „papier“, ako sa tu používa, znamená, že zahŕňa nielen papier, ale všetky typy produktov na báze celulózy vo forme listov alebo pása, vrátane napríklad lepenky a kartónu. Papierovina obsahuje vlákna celulózy, prípadne v kombinácii s minerálnymi plnivami a obvykle je obsah celulózových vláken aspoň 50 % hmotnostných vzhľadom na suchú papierovinu. Príklady minerálnych plnív bežných typov zahŕňajú kaolín, kremičitan hlinitý, oxid titaničitý, sadru, mastenec a prírodné alebo syntetické uhličitany vápenaté, ako je krieda, rozomletý mramor a vyzrážaný uhličitan vápenatý. Množstvo hydrofóbneho glejiva pridaného do papieroviny môže byť od 0,01 do 5 % hmotnostných, výhodne od 0,05 do 1,0 % hmotnostného vzhľadom na suchú hmotnosť celulózových vláken a prípadne plniva, kde dávkovanie závisí hlavne od kvality vlákniny alebo papiera, ktorý sa má glejiť, použitého glejiva a od požadovanej úrovne glejenia.
Vo výhodnom uskutočnení sa používajú disperzie pri glejení papieroviny z celulózovej vlákniny, kde papierovina má vysoké katiónové požiadavky a/alebo obsahuje podstatné množstvá lipofílných substancii, ako napríklad papiero viny pripravenej z niektorých stupňov vláknin obsahujúcich drevo a recyklovaných, napríklad kde je recirkulácia bielej vody extenzívna. Osobitne výhodné disperzie v takých použitiach zahŕňajú disperzie glejiva reaktívneho s celulózou a disperzie, ktoré majú dispergátor s celkovo aniónovým nábojom. Zvyčajne je katiónovou požiadavkou aspoň 50, výhodne aspoň 100 a prednostne aspoň 150 pekv./liter filtrátu papieroviny. Katiónový odber sa môže zmerať bežným postupom, napríklad prostredníctvom „Miitek Particle Chargé Detector“ použitím filtrátu papieroviny získaného zo surovej papieroviny filtrovanej cez 1,6 pm filter a s poly(dialyldimetylamóniumchloridom) ako titračným činidlom. Obsah lipofilných extraktov môže byť aspoň 10 ppm, obvykle aspoň 20 ppm, výhodne aspoň 30 ppm a prednostne aspoň 50 ppm, merané ako ppm DCM pomocou extrakcie a pri použití DCM (dichlórmetánu) známym postupom.
Ďalej sú predložené disperzie vhodné najmä pri postupoch výroby papiera, kde extenzívne recirkuluje biela voda, napríklad s vysokým stupňom uzáveru bielej vody, napríklad kde sa používa 0 až 30 ton čerstvej vody na tonu produkovaného suchého papiera, zvyčajne menej ako 20, výhodne menej ako 15 a prednostne menej ako 10 a najmä menej ako 5 ton čerstvej vody na tonu papiera. Recirkulácia bielej vody v postupe nastáva prednostne zmiešaním bielej vody s celulózovými vláknami, prednostne vo forme papieroviny alebo suspenzie, pred alebo po pridaní disperzie glejiva, teda za vzniku papieroviny, ktorá sa má zbaviť vody. Čerstvá voda sa môže privádzať do postupu v ktoromkoľvek stupni; napríklad sa môže zmiešať s celulózovými vláknami, aby sa vytvorila papierovina a môže sa zmiešať s papierovinou obsahujúcou celulózové vlákna na jej zriedenie tak, že sa sformuje papierovina, ktorá sa má zbaviť vody, pred alebo po zmiešaní papieroviny s bielou vodou a pred alebo po pridaní glejacej disperzie.
Chemické látky, ktoré sa bežne pridávajú do papieroviny pri výrobe papiera, ako sú retenčné pomocné prísady, zlúčeniny hliníka, farbivá, živice zvyšujúce pevnosť za vlhka, opticky zjasňujúce látky atď. sa môžu samozrejme použiť spolu s prítomnými glejacimi disperziami. S celulózou nereaktivnymi glejivami sa obvykle používajú zlúčeniny hliníka na fixáciu glejiva na celulózové vlákno. Príklady zlúčenín hliníka zahŕňajú kamenec, hlinitany a polyalumíniové zlúčeniny, ako sú polyaluminiumchloridy, a sulfáty. Príklad vhodných retenčných pomocných prostriedkov zahŕňajú katiónové polyméry, aniónové anorganické materiály v kombinácii s organickými polymérmi, ako je bentonit v kombinácii s katiónovými polymérmi, sóly na báze siliky v kombinácii s katiónovými polymérmi alebo katiónovými a anión ovými polymérmi. Osobitne dobré glej i vo na papierovinu sa môže získať vtedy, ak sa použijú disperzie podľa vynálezu v kombinácii s retenčnými pomocnými prostriedkami obsahujúcimi katiónové polyméry. Vhodné katiónové polyméry zahŕňajú katiónový škrob, guar gumu, akrylát a polyméry na báze akrylamidu, polyetylénimin, dikyándiamid-formaldehyd, polyamíny, polyamidoamíny a poly-(dialyldimetylamóniumchlorid) a ich kombinácie. Katiónový škrob a katiónové polyméry na báze akrylamidu sa používajú prednostne buď samotné, alebo v kombinácii navzájom alebo s inými materiálmi. Vo výhodnom uskutočnení vynálezu sa používajú disperzie v kombinácii s retenčným systémom obsahujúcim aspoň jeden katiónový polymér a častice na báze aniónovej siliky. Uvedené disperzie sa môžu pridať pred, medzi, po alebo súčasne s pridaním katiónového polyméru alebo polymérov. Taktiež je možné glejaciu disperziu predzmiešať s retenčným pomocným prostriedkom, teda katiónový polymér, ako katiónový škrob alebo katiónový polymér na báze akrylamidu, alebo aniónový materiál na báze siliky, pred zavedením takto získanej zmesi do papieroviny. V súlade s tým sa môže disperzia pripraviť práve pred jej vnesením do papieroviny privedením glejacej disperzie, obsahujúcej katiónovú zlúčeninu, prednostne katiónovú povrchovo aktívnu látku, do kontaktu s aniónovým materiálom na báze siliky, napríklad ako sa definuje.
Vynález bude ďalej doložený nasledujúcimi príkladmi, ktoré ho však nemajú obmedzovať. Diely a % sa vzťahujú na diely a percentá hmotnostné, ak nie je uvedené inak.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1
Disperzia hydrofóbneho alkylketénového diméru (AKD) podľa vynálezu sa pripravila zmiešaním di(hydrogenovaného lojajdimetylamóniumchloridu, ktorý je katiónovým surfaktantom s MW 34 0, komerčne dostupným pod obchodným názvom Querton 442, Akzo Nobel, s roztaveným AKD pri 70 °C, prechodom zmesi cez homogenizátor za prítomnosti vodného roztoku kondenzovaného naftalénsulfonátu sodného so stanovenou MW asi 6 000, komerčne dostupného pod obchodným názvom Orotan ™ SN, Rohm & Haas Company a potom ochladením takto získanej disperzie. pH disperzie sa upravilo na asi 5 pridávaním kyseliny. Disperzia, označená Disperzia 1, mala obsah AKD 30 % a obsahovala 6 % aniónovej zlúčeniny a 4 % katiónovej zlúčeniny vzhľadom na hmotnosť AKD. Disperzia obsahovala častice hydrofóbnej látky reaktívnej s celulózou s priemernou veľkosťou častíc asi 1 pm, ktoré boli aniónovo nabité, ako je doložené negatívnym zeta potenciálom stanoveným pomocou ZetaMastcr S Verze PCS.
Príklad 2
Stabilita disperzie z príkladu 1 sa testovala nasledovným spôsobom:
Disperzia sa zriedila vodou za vzniku disperzie obsahujúcej 40 ppm AKD. V niektorých testoch sa pridalo 10 ppm kyseliny stearovej na zhodnotenie stability za prítomnosti lipofílnej aniónovej odpadovej substancie. Zriedená disperzia sa naliala do nádoby vybavenej zariadením na meranie zákalu, slučkou, prostriedkami na cirkuláciu a ohrev a chladenie. Vložený objem zriedenej disperzie cirkuloval v slučke, zatiaľ čo sa automaticky zaznamenával zákal a disperzia sa vystavila cyklu zohrievania a chladenia v časovej perióde 45 minút. Teplota disperzie sa zvýšila z 20 °C na 62 °C a potom sa znížila opäť na 20 °C. Zákal je ovplyvnený veľkosťou častíc a rozdiel v zákale disperzie pred a po teplotnom cykle je meraním schopnosti dispergovaných častíc odolávať rastu aglomerácií, a teda meraním stability disperzie. Rozdiel v zákale (..T) sa vypočíta nasledovným spôsobom:
ΔΤ = (konečný zákal/počiatočný zákal) x 100
Čím vyšší je ΔΤ, tým je stabilita lepšia.
Dve štandardné disperzie sa testovali aj na porovnávacie účely:
Ref. 1 je aniónová disperzia AKD obsahujúca dispergačný systém obsahujúci lignosulfonát sodný a vysokomolekulový (HMW) katiónový škrob, kde aniónový lignosulfonát je prítomný v iónovom prebytku;
Ref. 2 je katiónová disperzia AKD taktiež obsahujúca lignosulfonát sodný a HMW katiónový škrob, ale kde katiónový škrob je prítomný v iónovom prebytku.
Tabuľka 1 uvádza získané výsledky.
Tabuľka 1 Disperzia č. Kvselina stearová (potri) ΔΤ
1 - 72
2 10 55
Ref. 1 - 45
Ref. 1 10 32
Ref. 2 - 35
Ref. 2 10 6
Ako sa znázorňuje v tabuľke 1, hodnoty ΔΤ disperzie tohto vynálezu boli výrazne vyššie ako hodnoty pri štandardných disperziách a podľa tohto sú indikáciou lepšej stability riedení.
Príklad 3
Koncentrovaný bezvodý prostriedok podľa vynálezu sa pripravil suchým zmiešaním 93 dielov peliet AKD s 3 dielmi katiónovej povrchovo aktívnej látky a 4 dielmi anténovej zlúčeniny použitej v príklade 1. Táto suchá zmes sa neskôr pridala do horúcej vody a takto získaná vodná zmes sa ohriala na 80 °C, prečerpala čerpadlom s vysokým strihom a potom ochladila na teplotu miestnosti. Získaná aniónová disperzia, disperzia s číslom 2, mala obsah AKD 20 % a priemernú veľkosť častíc 1 pm.
Účinnosť glejenia sa hodnotila pri príprave papierových listov postupom podľa štandardnej metódy SCAN-C23X v laboratórnom meradle a použitím papieroviny obsahujúcej 80 % zmesi bieliaceho breza/borovica sulfátu (60 : 40) a 20 % kriedy, kani sa pridalo 0,3 g/1 Na2SO4 10H2O. Konzistencia papieroviny bola 0, 5 % a pH 8,0. Disperzie sa použili spolu s komerčným systémom na retenciu a odvodnenie, Compozil™, obsahujúcim katiónový škrob a aniónový silikasól modifikovaný hliníkom, ktoré sa do papieroviny pridali samostatne; katiónový škrob sa pridal v množstve 12 kg/tonu vzhľadom na suchú papierovinu a silikasól sa pridal v množstve 0,8 kg/tonu, počítané ako SiO2 a vztiahnuté na suchú papierovinu.
Hodnoty „Cobb“, merané podľa TAPPI štandardu T 441 0S-63, získané pri testovaní, sú uvedené v tabuľke 2. Dávkovanie AKD sa vzťahuje na suchú papierovinu.
Tabuľka 2 Disperzia č. Dávka AKD (kg/ť) „Cobb“ (g/m2)
2 0,30 58
2 0,40 30
Ref. 1 0,30 84
Ref. 1 0,40 65
Ref. 2 0,30 66
Ref. 2 0,40 40
Tabuľka 2 dokazuje zlepšenie glejenia papiera získané s disperziou podľa vynálezu.
Príklad 4
Ľahkosť výroby disperzie podľa vynálezu sa hodnotila prípravou aniónových disperzií AKD s rôznymi obsahmi AKD. Disperzie podľa vynálezu sa pripravili homogenizáciou zmesi 0,8 % hmotn. di(hydrogenovaný lojjdimetylamóniumchloridu, 1,6 % hmotn. kondenzovaného naftalénsulfonátu sodného, 77,6 % hmotn. vody a 20 % hmotn.
AKD počas nastaveného času použitím miešača Ultra Turrax pri 15000 ot./minútu a potom chladením takto získanej disperzie 2 hodiny. Obdobné disperzie sa pripravili rovnakým spôsobom s rôznymi hodnotami obsahu AKD, aby sa získali disperzie s obsahmi AKD 10, 20, 30 a 40 % hmotn. Disperzie sú označené INV., nasleduje obsah AKD v % hmotn.
Štandardné disperzie AKD sa vyrobili na porovnávacie účely rovnakým spôsobom a za rovnakých podmienok homogenizáciou zmesi 1,0 % hmotn. katiónového škrobu, 0,25 % hmotn. lignosulfátu sodného, 89 % hmotn. vody a 10 % hmotn. AKD. Obdobné disperzie sa pripravili s rôznymi obsahmi AKD, aby sa získali štandardné disperzie s obsahmi AKD 10, 20, 30 a 40 % hmotn. Disperzie sú označené Ref. 3, nasleduje obsah AKD v % hmotn.
Veľkosť častíc a viskozita sa zistili bežnými postupmi. Tabuľka 3 znázorňuje získané výsledky.
Tabuľka 3
Disperzia AKD č. Veľkosť častíc (um) Viskozita (cps)
In v. -10% 2,98 10
Inv. -20 % 3,12 20
Inv. -30 % 3,50 20
Inv. -40 % 3,50 25
Ref. 3-10% 4,31 15
Ref. 3 - 20 % 4,52 20
Ref. 3 - 30 % 5,20 25
Ref. 3 - 40 % 5,57 40
Tabuľka 3 dokazuje, že disperzie podľa vynálezu boli na výrobu ľahšie spracovateľné; nižšia viskozita sa získala pri príslušnom obsahu AKD a menšia veľkosť častíc sa získala použitím rovnakého množstva energie na úpravu voľných povrchov. V porovnaní so štandardnými disperziami sa teda vyžaduje podľa tohto vynálezu menej energie a nižšie strihové sily na výrobu disperzií s rovnakou veľkosťou častíc. Ďalej zvýšenie rýchlosti miešadla na 25 000 otáčok za minútu vhodne redukuje veľkosť častíc disperzií podľa vynálezu, ktorá je v rozmedzí od 1 do 2 pm.

Claims (20)

1. Vodná disperzia obsahujúca dispergátor a disperznú fázu obsahujúcu hydrofóbne glejivo, vyznačuj úca sa t ý m , že dispergátor obsahuje (a) aniónovú zlúčeninu s molekulovou hmotnosťou menšou ako 50 000, vybranú zo zlúčenín obsahujúcich uhlík a zlúčenín obsahujúcich kremík, a (b) katiónovú organickú zlúčeninu s molekulovou hmotnosťou menšou ako 50 000, kde aspoň jedna z aniónových a katiónových zlúčenín je polyelektrolyt.
2. Disperzia podľa nároku 1, vyznačujúca sa t ý m , že aniónová zlúčenina a katiónová zlúčenina majú molekulovú hmotnosť menšiu ako 20 000.
3. Disperzia podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že aniónová zlúčenina je organická zlúčenina.
4. Disperzia podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúca sa tým, že dispergátor je aniónový a obsahuje katiónovú povrchovo aktívnu látku a aniónový polyelektrolyt.
5. Disperzia podľa nároku 1,2 alebo 3, vyznačujú c a sa t ý m , že dispergátor je aniónový a obsahuje katiónový polyelektrolyt a aniónový polyelektrolyt.
6. Disperzia podľa nároku 1, 2 alebo 3,vyznačujúca sa tým, že dispergátor je katiónový a obsahuje aniónovú povrchovo aktívnu látku a katiónový polyelektrolyt.
7. Disperzia podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúca sa tým, že dispergátor je katiónový a obsahuje aniónový polyelektrolyt a katiónový polyelektrolyt.
8. Disperzia podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že má obsah hydrofóbneho glejiva aspoň 20 % hmotnostných.
9. Disperzia podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že hydrofóbnym glejivom je glejivo reaktívne s celulózou.
10. Disperzia podľa ktoréhokoľvek z prechádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že glejivom je dimér keténu alebo anhydrid kyseliny.
11. Disperzia podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúca sa t ý m, že hydrofóbnym glejivom je glejivo nereaktívne s celulózou.
12. Disperzia podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že hydrofóbne glejivo má teplotu topenia pod 75 °C.
13. Spôsob prípravy vodnej disperzie homogenizáciou hydrofóbneho glejiva za prítomnosti vodnej fázy a dispergátora obsahujúceho aniónovú zlúčeninu vybranú zo zlúčenín obsahujúcich uhlík a zlúčenín obsahujúcich kremík a katiónovú organickú zlúčeninu, vyznačujúci sa t ý m , že aniónová zlúčenina má molekulovú hmotnosť menšiu ako 50 000, katiónová zlúčenina má molekulovú hmotnosť menšiu ako 50 000 a aspoň jedna z aniónovej a katiónovej zlúčeniny je polyelektrolyt.
14. Spôsob podľa nároku 13, vyznačujúci sa t ý m , že aniónová zlúčenina a katiónová zlúčenina majú molekulovú hmotnosť menšiu ako 20 000.
15. Spôsob podľa nároku 13 alebo 14, vyznačujúci sa tým, že aniónová zlúčenina je organická zlúčenina.
16. Použitie vodnej disperzie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 12 ako glejivo na papierovinu alebo povrchové glejivo pri výrobe papiera.
17. V podstate bezvodá glejacia kompozícia obsahujúca hydrofóbny glejaci materiál, aniónovú zlúčeninu s molekulovou hmotnosťou menšou ako 50 000 vybranú zo zlúčenín obsahujúcich uhlík a zlúčenín obsahujúcich kremík a katiónovú organickú zlúčeninu s molekulovou hmotnosťou menšou ako 50 000, pričom aspoň jedna z aniónovej a katiónovej zlúčeniny je polyelektrolyt.
18. Kompozícia podľa nároku 17, vyznačujúca sa tým, že aniónová zlúčenina je organická zlúčenina.
19. Kompozícia podľa nároku 17 alebo 18, v y z n a čujúca sa tým, že hydrofóbnym glejacim materiálom je dimér keténu alebo anhydrid kyseliny.
20. Použitie kompozície podľa nároku 17, 18 alebo 19 na prípravu vodnej disperzie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 12.
SK1025-99A 1997-02-05 1998-02-03 Vodná disperzia, spôsob jej prípravy a použitie, v podstate bezvodá glejacia kompozícia a jej použitie SK285268B6 (sk)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP97850016 1997-02-05
EP97850017 1997-02-05
SE9704932A SE9704932D0 (sv) 1997-02-05 1997-12-30 Aqueous dispersions of hydrophobic material
PCT/SE1998/000193 WO1998033980A1 (en) 1997-02-05 1998-02-03 Aqueous dispersions of hydrophobic material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK102599A3 SK102599A3 (en) 2000-08-14
SK285268B6 true SK285268B6 (sk) 2006-10-05

Family

ID=27238797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1025-99A SK285268B6 (sk) 1997-02-05 1998-02-03 Vodná disperzia, spôsob jej prípravy a použitie, v podstate bezvodá glejacia kompozícia a jej použitie

Country Status (19)

Country Link
EP (1) EP0961855B1 (sk)
JP (1) JP3400803B2 (sk)
KR (1) KR100339883B1 (sk)
CN (1) CN1117191C (sk)
AT (1) ATE225435T1 (sk)
AU (1) AU729702B2 (sk)
BR (1) BR9807049B1 (sk)
CA (1) CA2280094C (sk)
DE (1) DE69808435T2 (sk)
DK (1) DK0961855T3 (sk)
ES (1) ES2183325T3 (sk)
ID (1) ID25962A (sk)
NO (1) NO328669B1 (sk)
NZ (1) NZ336786A (sk)
PT (1) PT961855E (sk)
RU (1) RU2168579C2 (sk)
SE (1) SE9704932D0 (sk)
SK (1) SK285268B6 (sk)
WO (1) WO1998033980A1 (sk)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU6333599A (en) * 1998-10-16 2000-05-08 Basf Aktiengesellschaft Aqueous sizing agent dispersions adjusted to be anionic or cationic and designedfor paper sizing
US6245197B1 (en) * 1999-10-20 2001-06-12 Fort James Corporation Tissue paper products prepared with an ion-paired softener
JP4748922B2 (ja) * 2000-04-12 2011-08-17 ハーキュリーズ・インコーポレーテッド 紙サイズ用組成物
US6818100B2 (en) 2000-08-07 2004-11-16 Akzo Nobel N.V. Process for sizing paper
US7740742B2 (en) 2003-07-31 2010-06-22 Kao Corporation Powder composition for paper manufacturing
JP4406882B2 (ja) 2005-03-18 2010-02-03 ハリマ化成株式会社 填料内添紙及びその製造方法
CN101346513B (zh) * 2005-12-21 2012-05-23 阿克佐诺贝尔股份有限公司 纸的施胶
US20070282044A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-06 Robert John Cavanaugh Concentrated fluoropolymer dispersions stabilized with anionic polyelectrolyte dispersing agents
US20110009299A1 (en) * 2009-07-10 2011-01-13 Van Zanten Ryan Emulsion stabilizing agents for drilling and completion fluids
RU2473725C1 (ru) * 2011-08-16 2013-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Оптимальные химические технологии+консалтинг" Способ получения картона с белым покровным слоем
FI124556B (en) * 2012-04-26 2014-10-15 Stora Enso Oyj A hydrophobic bonded fibrous web and a method of making a bonded web
JP6407984B2 (ja) * 2013-06-13 2018-10-17 エコラブ ユーエスエイ インク 水を含まない表面サイジング組成物、これを用いて紙基材を処理する方法および紙製造プロセスにおけるサイズ剤としてのその使用
FI125311B (en) * 2013-11-29 2015-08-31 Kemira Oyj A method for recovering enzymes in a biofuel production process
KR102366941B1 (ko) * 2014-12-22 2022-02-25 롬 앤드 하아스 컴패니 반대 극성의 고분자 전해질을 포함하는 현탁액
CN108342003A (zh) * 2018-02-10 2018-07-31 浙江鸿盛原汽车用品有限公司 一种无味再生橡胶及其制备的汽车脚垫

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1069742A (en) * 1978-01-03 1980-01-15 Edwin H. Flaherty Pulp sheet formation
US4263182A (en) * 1979-09-06 1981-04-21 Hercules Incorporated Stable dispersions of fortified rosin
SE455102B (sv) * 1985-07-10 1988-06-20 Nobel Ind Paper Chemicals Ab Vattenhaltiga dispersioner av kolofoniummaterial och ett syntetiskt hydrofoberingsmedel, forfarande for framstellning derav samt anvendning av dessa som hydrofoberingsmedel
GB8526158D0 (en) * 1985-10-23 1985-11-27 Albright & Wilson Paper sizing compositions
SE465833B (sv) * 1987-01-09 1991-11-04 Eka Nobel Ab Vattenhaltig dispersion innehaallande en blandning av hydrofoberande kolofoniummaterial och syntetiskt hydrofoberingsmedel, saett foer framstaellning av dispersionen samt anvaendning av dispersionen vid framstaellning av papper och liknande produkter
GB8920456D0 (en) * 1989-09-11 1989-10-25 Albright & Wilson Active sizing compositions
GB2268941A (en) * 1992-07-24 1994-01-26 Roe Lee Paper Chemicals Compan Rosin sizes
SE9404201D0 (sv) * 1994-12-02 1994-12-02 Eka Nobel Ab Sizing dispersions
AU5324796A (en) * 1995-04-11 1996-10-30 Columbia River Carbonates Bulking and opacifying fillers for paper and paper board

Also Published As

Publication number Publication date
NO328669B1 (no) 2010-04-19
ATE225435T1 (de) 2002-10-15
DK0961855T3 (da) 2003-01-20
PT961855E (pt) 2003-01-31
WO1998033980A1 (en) 1998-08-06
KR100339883B1 (ko) 2002-06-10
AU6010198A (en) 1998-08-25
ID25962A (id) 2000-11-16
BR9807049A (pt) 2000-03-28
ES2183325T3 (es) 2003-03-16
JP2000509430A (ja) 2000-07-25
CN1117191C (zh) 2003-08-06
NZ336786A (en) 2001-02-23
KR20000070621A (ko) 2000-11-25
AU729702B2 (en) 2001-02-08
JP3400803B2 (ja) 2003-04-28
DE69808435T2 (de) 2003-07-10
NO993742D0 (no) 1999-08-02
CA2280094A1 (en) 1998-08-06
BR9807049B1 (pt) 2009-01-13
CA2280094C (en) 2005-04-26
CN1246900A (zh) 2000-03-08
EP0961855B1 (en) 2002-10-02
NO993742L (no) 1999-09-29
SE9704932D0 (sv) 1997-12-30
DE69808435D1 (de) 2002-11-07
EP0961855A1 (en) 1999-12-08
SK102599A3 (en) 2000-08-14
RU2168579C2 (ru) 2001-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6165259A (en) Aqueous dispersions of hydrophobic material
SK285211B6 (sk) Vodná disperzia glejacieho prostriedku, spôsob jej prípravy a použitie, kompozícia obsahujúca glejací prostriedok a jej použitie
US5969011A (en) Sizing of paper
US6093217A (en) Sizing of paper
SK285268B6 (sk) Vodná disperzia, spôsob jej prípravy a použitie, v podstate bezvodá glejacia kompozícia a jej použitie
US4816073A (en) Aqueous dispersions, a process for their preparation and the use of the dispersions as sizing agents
JP3268582B2 (ja) 紙のサイジング
CZ298713B6 (cs) Vodná disperze, způsob její přípravy a použití jako klížidla při výrobě papíru, klížící kompozice a její použití
KR100472388B1 (ko) 사이징 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees

Effective date: 20130203