FI60025B - Foerfarande foer framstaellning av med ketendimer limmat papper och kartong - Google Patents

Description

(‘-LTE-Tt ΓβΙ m\ KUULUTUSJULKAISU /ΛΛΟζ

Vgrv m <11) UTLÄGGNINGSSKMFT OUÖ/S

2¾¾ (45) ^ v ^ (51) Kv.lk?/hK.CI.3 C 09 J 3/16, D 21 H 3/52 SUOM I —Fl N LAN D (21) P«t*nttlh*lc*mu*-Pw.ncan.aki.lni 2763/72 (22) Hak.mliptivt — Ans6knlnpdt{ 06.10.72 ^ ^ (23) Alkupllvt— GHtlgh«tsd«| 06.10 72 (41) Tulkit lulklMksI —Blhrit offantllg 2^ q1|

Patentti· ja rakistorihallitu. (44) NlhUvIkXpron |a kuuMuUulmn pvm. - ' n ’

Patent- och reglfterstyrelten Amttkan uthgd ocb utUkrifcn publk.rad 31.07· oi (32)(33)(31) Pyy4«ny «tuelkMt—B*jlrd prioritet 20.10.71

Englanti-England(GB) 2+8856/71 (71) Hercules Limited, 20, Red Lion Street, London WC1R liPB,

Englant i-England(GB) (72) Thomas Edward Anderson, West Mailing, Kent, Englanti-England(GB) (7*0 Oy Kolster Ab (5*+) Menetelmä keteeriidimeerillä liimatun paperin ja kartongin valmistamiseksi -Förfarande för framställning av med ketendimer limmat papper och kartong

Keksinnön kohteena on liimatun paperin tai kartongin valmistus ja erikoisesti se kohdistuu menetelmään liimatun paperin tai kartongin valmistamiseksi sekä uuteen liimayhdistelmään, joka sopii tässä menetelmässä käytettäväksi.

Paperin- ja kartongin valmistuksessa on tavallista lisätä liima-aine pape-rimassalietteeseen vähän ennen paperirainan muodostamista (tämä tunnetaan "sisäisenä liimauksena") tai käsitellä muodostettua paperia tai kartonkia liimaus-aineella (tunnetaan "ulkoisena liimauksena"). Tähän asti tavallisimmin käytetyt liimaus-aineet ovat olleet hartsi ja tärkkelys, mutta viime vuosina on lisääntyvästi alettu käyttää keteenidimeerejä liimausaineina teollisessa käytännössä sekä sisäistä että ulkoista liimausta varten. Keteenidimeerejä käytetään normaalisti vesipitoisten emulsioidensa muodossa, jolloin emulsio muodostetaan dispergoivan aineen avulla, joka on ei-ioninen tai tavallisemmin kationinen emulgoimisaine, kuten kationinen tärkkelys. Tällaisia keteenidimeeri-emulsioita kuvataan esimerkiksi GB-patenttijulkaisuissa 706 5^3 ja 903 Ul6.

2 60025 Käytettäessä keteenidimeerejä sisäisinä liimausaineina valmistettaessa selluloosa-paperia kuiturainoista, otaksutaan reaktion keteenidimeerin ja selluloosan välillä tapahtuvan paperin kuivauksen aikana ja jatkuvan kuivassa paperissa. Suorittamalla paperille tiettyjä testejä on mahdollista ennustaa liimaus-aste, jota paperilta lopullisesti voidaan odottaa. Koska paperinvalmistajat eivät hyväksy paperia, jonka liimausaste heti paperikoneelta, tullessa on paljon alle vaaditun arvon, ja luota liimausasteen paranemiseen ajan mukana, on normaalia käyttää ylimääriä keteenidimeeriliimausainetta niin, että koneelta saadaan paperia, jolla on haluttu tai pääasiallisesti haluttu liimausaste jo ennen vanhenemista. Toinen syy keteenidimeeriylimäärän normaaliin käyttöön on saada riittävä veden-kestävyys paperikoneen kuivan pään ensimmäiseen osaan helpottamaan ennen lopullista kuivaamista tapahtuvia paperirainan muita käsittelyjä, kuten vesiliuoksilla, -emulsioilla tai -suspensioilla, tapahtuvia käsittelyjä, joita käytetään pinta-liimauksessa ja koneella päällystettäessä. Jos liimaus ei tässä vaiheessa ole riittävä, tapahtuu liiallista veden mukaanottoa ja kevyen paperin kyseessä ollen on mahdollisuus rainan vakavaan heikkenemiseen. Ylimääräinen vesi on myös kuivattava pois, mikä lisää jälkikuivaajien kuormitusta, lisäten täten höyrynkulu-Lusta ja vähentäen koneen nopeutta.

Keksinnön kohteena on menetelmä keteenidimeeriliimausaineiden liimaustehon parantamiseksi, jolloin edellä esitetyt haitat tällaisten liima-aineiden käytössä voidaan välttää tai ainakin vähentää ja keteenidimeeriliimausaineen kokonaistehokkuutta voidaan lisätä. Keksinnön kohteena on lisäksi uusi liimausainekoostumus, joka pohjautuu keteenidimeeriliimausaineisiin.

On havaittu, että värinkiinnitysaineiden erään tietyn ryhmän aineen lisääminen samanaikaisesti keteenidimeeriliimausaineen kanssa voi aiheuttaa merkittävää lisääntymistä keteenidimeeriliimausaineen liimaustehossa niin, että paperikoneella on mahdollista saada liimausaste, joka on korkeampi kuin se, joka muutoin saataisiin ilman värinkiinnitysainetta, mikä tekee mahdolliseksi alentaa vaadittavaa keteenidimeerimäärää saman liimausasteen saavuttamiseksi. Värinkiinnitys-aineina voivat olla esimerkiksi vesiliukoiset disyaanidiamidi-formaldehydi-kon-densoitumistuotteet.

Keksinnön kohteena on menetelmä liimatun paperin, kartongin tai pahvin valmistamiseksi selluloosamassasta, jossa selluloosamassaan ennen sen muuttamista rainaksi lisätään kationista polymeeriä ja keteenidimeeriliimausainetta, joka on tunnettu siitä, että kationinen polymeeri on vesiliukoinen disyaanidiamidiform-aldehydikondensaatti, ja se lisätään selluloosamassaan keteenidimeerin kanssa seoksena. Tällöin saadaan liimattu paperi tai kartonki, jonka liimausaste on 6 O C 2 5 3 korkeampi kuin mitä olisi saatu käyttämällä sama määrä keteenidimeeriliimaur;-ainetta ilman di syaanidiamidi formaldehydikondensaatti a. Tätä kondensaattia lisätään tietenkin määrä, joka on riittävä lisäämään keteenidimeerin liinausvaiku-tusta. Yleensä selluloosamassaan lisättävän värinkiinnitysaineen määrä on väliltä 0,05-2,0 paino-# laskettuna selluloosamassan kuivapainosta, kun taas keteenidimeerin määrä vaihtelee 0,02:sta 1,0 paino-#:iin laskettuna selluloosamassan ku.i va-painosta.

Käytännössä keteenidimeeriliimausaine ja värinkiinnitysaine voidaan lisätä selluloosamassaan samanaikaisesti paperinvalmistusprosessin yksinkertaistamiseksi ja tämä voi helpoimmin tapahtua lisäämällä seos, jossa on sekä keteenidimeeri-liimausainetta että värinkiinnitysainetta. Prosessin yksinkertaistamisen lisäksi, tällaisten seosten käyttö lisää liimaustehoa verrattuna siihen, mikä saavutetaan lisäämällä sen kaksi komponenttia erikseen.

Niinpä keksinnön toisena kohteena on liimausainekoostumus, joka sisältää keteenidimeeriliimausaineen ja värinkiinnitysaineen, joka on disyaanidiamidi-formaldehydikondensaatti.

Keksinnön liimausainekoostumusta käytetään yleensä vesipitoisen emulsion muodossa, joka sisältää sopivan emulgoimisaineen. Käsitettä "emulsio" käytetään tässä tarkoittamaan neste-nesteessä-tyyppistä tai kiinteä-nesteessä-tyyppistä dispersiota.

Käytetty emulgoimisaine voi olla valittu emulgoimisaineista, joita tavanomaisesti käytetään keteenidimeeriliimaemulsioiden valmistuksessa. Tällaisiin enulgoimisaineisiin kuuluvat kationiset tärkkelykset, jotka ovat veteen liukenevia tärkkelyksiä, joissa on riittävästi kationisia amino-, kvalernäärisiä ammonium-tai muita kationisia ryhmiä tekemään tärkkelys kokonaisuutena selluloosaan kiinnittyväksi. Esimerkki tällaisesta kationisesta tärkkelyksestä on kationinen amiinilla modifioitu tärkkelys, jollainen on kuvattu edellä mainitussa GB-patent-tijulkaisussa 903 Ui6.

Vaihtoehtoisesti voidaan emulgoivana aineena käyttää vesiliukoista kationista kuumassa kovettuvaa hartsia, joka on saatu saattamalla veteen liukeneva polyamidi, jonka muodostaa kaksiemäksinen karboksyylihappo ja polyalkyleenipoly-amiini, joka sisältää 2-8 alkyleeniryhmää, reagoimaan epikloorihydriinin kanssa. Hartsin valmistuksessa käytettävän polyamidin, voivat muodostaa tyydytetty aii-faattinen kaksiemäksinen karboksyylihappo, joka sisältää 3-10 hiiliatomia, ja polyalkyleeni-polyamiini, jollainen on kuvattu esimerkiksi GB-patenttijulkaisussa 865 727. Edullisesti käytetään tyydytettyä happoa, jossa on U-6 hiiliatomia, 60025 li nimittäin sukkiini-, glutaari- tai adipiinihappoa, Voidaan käyttää myös diglyko-lihappoa. Polyamidi voidaan vaihtoehtoisesti muodostaa käyttämällä aromaattista dikarboksyylihappoa, esimerkiksi tereftaalihappoa, isoftaalihappoa tai ftaali-happoa tai ^-tyydyttämätöntä dikarboksyylihappoa, esimerkiksi maleiinihappoa, fumaarihappoa, itakonihappoa, glutakonihappoa, sitrakonihappoa tai mesakonihappoa.

Lämpötilat, joita käytetään saatettaessa kaksiemäksinen happo ja polyalky-leeni-polyamiini reagoimaan keskenään, voi vaihdella noin 1lO°C:sta noin 290°C:een ilmakehän paineessa. Lämpötilat väliltä noin 160-210°C ovat edullisia. Kun käytetään alennettuja paineita, voidaan käyttää hieman alempia lämpötiloja. Reaktioaika riippuu käytetyistä lämpötiloista ja paineista ja vaihtelee tavallisesti 1/2:sta 2 tuntiin.

Saatettaessa reaktio tapahtumaan on edullista käyttää sellaista määrää kaksiemäksistä happoa, joka on riittävä reagoimaan pääasiallisesti täydellisesti polyalkyleeni-polyamiinin primaaristen amiini-ryhmäen kanssa, mutta riittämätön reagoimaan sekundaaristen amiini-ryhmäen kanssa missään oleellisessa määrässä.

Tämä vaatii tavallisesti polyalkyleenipolyamiinin moolisuhteeksi kaksiemäksiseen happoon noin 0,9:1 - noin 1,2:1. Voidaan kuitenkin käyttää moolisuhteita väliltä noin 0,8:1 - noin 1 ,U: 1.

Esimerkkejä sopivista polyalkyleeni-polyamiineista, joita voidaan käyttää vesiliukoisen polyamidin valmistamiseksi, ovat dietyleenitriamiini, trietyleeni-tetramiini, tetraetyleenipentamiini ja dipropyleenitriamiini.

Polyamidi, joka on muodostettu, kuten edellä kuvattiin, muutetaan sitten kationiseksi kuumassa kovettuvaksi hartsiksi saattamalla se reagoimaan epikloori-hydriinin kanssa lämpötilassa väliltä noin 1*5 - noin 100°C ja edullisesti väliltä noin L5~70°C, kunnes 20 % kuiva-ainetta sisältävän liuoksen viskositeetti 25°C:ssa on saavuttanut C:n tai enemmän Gardner-Holdt-asteikolla. Tämä reaktio saatetaan edullisesti tapahtumaan vesipitoisessa liuoksessa reaktion hillitsemiseksi.

Kun haluttu viskositeetti on saavutettu, lisätään riittävästi vettä hart-siliuoksen kuiva-ainepitoisuuden sovittamiseksi noin 10 %:ksi tai alle, jäähdytetään tuote noin 25°C:een ja stabiloidaan sitten lisäämällä riittävästi happoa, kuten kloorivetyhappoa pH-arvon alentamiseksi vähintään noin 6:ksi ja edullisesti ainakin noin 5:een.

Keteeni-dimeeri, jota tässä keksinnössä käytetään liima-aineena, on normaalisti korkeampi keteeni-dimeeri, jota edustaa yleinen kaava: RCH=C=0~| 2 5 60025 jossa R on hiilivetyradikaali, joka on valittu alkyyliryhmistä, joissa on ainakin 8 hiiliatomia, sykloalkyyliryhmistä, joissa on ainakin 6 hiiliatomia, aryyli-, aralkyyli ja alkaryyliryhmistä. Edullisesti radikaali R on alkyyliryhmä, jossa on ainakin 8 hiiliatomia, edullisesti heksadekyyli ja/tai tetradekyyli..

Disyanidiamidi-formaldehydi kondensoitumistuotteet, joita tässä keksinnössä käytetään värinkiinnitysaineina ovat vesiliukoiset kuumassa kovettuvat reaktio-tuotteet, jotka on saatu disyanidiamidin, formaldehydin ja ammoniumsuolan välisestä reaktiosta. Käsitettä "formaldehydi" käytetään tässä tarkoittamassa ei ainoastaan formaldehydiä itseään vaan myös formaldehydiä 30-^0 %:n vesipitoisten liuosten muodossa ja formeddehydin polymeerimuodoissa, kuten esimerkiksi para-formaldehydinä ja trioksaemina. Kemiallisia yhdisteitä, jotka voivat vapauttaa formaldehydin kuumentamalla tai happamaksi tekemällä, esimerkiksi asetaa.leja tai heksametyleenitetramiinia, voidaan käyttää prekursoreina formaldehydiä varten, jos halutaan.

Reagoiva ammoniumsuola on vesiliukoinen ammoniakin suola tai amiinin ja hapon suola. Erityisen edullisia suoloja ovat ne, joilla on kaava (NH^^X; (RNH?)nX; tai (RR^H^^X, joissa R ja R' ovat kumpikin alkyyliradikaali, jossa on 1-U hiiliatomia, esimerkiksi metyyli, etyyli, propyyli, isopropyyli tai n-butyy-li ; X on happoanioni, esimerkiksi Cl , Br , J , SO^~, CH^COO , NO^ tai PO^- ja n on kokonaisluku, joka on sama kuin anionin varaus. Niinpä esimerkiksi, kun X on SO^ , on n 2; kun X on Cl , on n 1; ja kun X on PO^=, on n 3· Spesifisiä ammo-niumsuoloja ovat ammoniumsulfaatti, ammoniumkloridi, metyyliammoniumkloridi , dimetyyliammoniumkloridi, etyyliammoniumsulfaatti ja ammoniumasetaatti.

Muita sopivia ammoniumsuoloja ovat (1) polyamiinin, jolla on kaava:

R

jossa R on vety tai metyyli; n on kokonaisluku 2:sta 6:teen ja x on kokonaisluku 0:sta 3:een ja (2) hapon, kuten rikkihapon, kloorivetyhapon, bromivetyhapon, jodi-vetyhapon, typpihapon, fosforihapon tai etikkahapon vesiliukoiset suolat. Spesifisiä esimerkkejä tällaisista polyamiineista ovat etyleenidiamiini, propyleeni-diamiini, heksametyleenidiamiini, dietyleenitriamiini, trietyleenitetramiini , tetraetyleenipentamiini ja bis(3-aminopropyyli)amiini.

Menetelmät kondensoitumistuotteiden valmistamiseksi edellä esitetyistä reagoivista aineista ovat hyvin tunnettuja. Seuraavassa esitetään eräs edullinen menetelmä.

I.

, 60025 6

Reaktioastiaan pannaan noin 1 mooli disyaanidiamidia ja noin 3A moolia -noin 1 1/2 moolia formaldehydiä. Vettä käytetään sopivasti reaktioväliaineena ja seoksessa tulisi olla mukana riittävästi vettä antamaan vesipitoinen reaktio-massa, jota voidaan helposti sekoittaa reaktio-olosuhteissa. Käytettävä vesimäärä on alaan perehtyneen helposti arvioitavissa, Vesipitoinen seos kuumennetaan tiiman jälkeen kiehuvaksi (noin 95-105°C) ja keitetään palautusjäähdyttäen noin 15—30 minuuttia, tai pitempään, jos halutaan. Tämän jälkeen lisätään ammoniumsuolaa sellainen määrä, että reaktioseoksessa on läsnä emäksistä typpeä noin 0,8 - noin 1,2 ekvivalenttia, edullisesti noin 1 ekvivalentti. Syntynyt seos kuumennetaan palautusjäähdytyslämpötilaan ja pidetään tässä lämpötilassa, kunnes pääasiallisesti kaikki mukana olevat nitriilit (-C=N) ovat reagoineet. Tämä voidaan helposti ja nopeasti määrätä infra-puna-analyysillä. Aikaa kuluu tavallisesti 2-b tuntia.

Tämän jälkeen reaktiomassaan lisätään noin 1,25 - noin 3,75 moolia formaldehydiä. Syntynyt seos kuumennetaan kiehuvaksi ja keitetään palautusjäähdyttäen, kunnes hartsimaisen reaktiotuotteen vesipitoisen liuoksen, jonka kuiva-ainepitoisuus on noin 50 - noin 60 viskositeetti noin G:stä X:ään Gardner-Holdt-astei-kossa (mitattuna 25°C:ssa) ja edullisesti S:stä X:ään.

Jos halutaan, voidaan vesiliukoisia kuumassa kovettuvia kondensoitumis-tuotteita saada myös valmistamalla seos kaikista edellä olevista aineosista edellä annetuissa määrissä (käyttäen kuten edellä vettä reaktioväliaineena), kuumentamalla seos kiehuvaksi ja keittämällä palautusjäähdyttäen, kunnes hartsireaktiotuotteen vesipitoisen liuoksen, jonka kuiva-ainepitoisuus on noin 50 - noin 60 %, viskositeetti on noin G:stä X:ään, edullisesti S:stä X:ään Gardner-Holdt-asteikossa (mitattuna 25°C:ssa).

Tässä keksinnössä käytetään värinkiinnitysainetta ja keteenidimeeriä paino-suhteessa noin 10:1 - noin 1:10.

Tämän keksinnön edulliset vesipitoiset emulsiot sisältävät pääasiallisesti, paino-osina, (i) noin 3 - noin 30 osaa kiinteitä aineita ja (II) noin 97 " noin 70 osaa vettä, (l):n ja (ll):n summan ollessa 100 osaa. Kiinteät aineet koostuvat pääasiallisesti, paino-osina, (a) noin 1-12 osasta keteenidimeeriä, (h) noin 1-25 osasta disyaanidiamidiformaldehydiammoniumsuola-kondensoitumistuotetta ja (c) noin 1-25 osasta emulgoimisainetta, jolloin määrät (a), (h) ja (c) valitaan niin, että niiden yhteispaino on väliltä 3~30 osaa.

Keksinnön liimausainekoostumus voidaan valmistaa sekoittamalla keskenään värinkiinnitysaine ja keteenidimeeriliimausaine, edullisesti emulsion muodossa. Sekoittaminen suoritetaan esimerkiksi astiassa, joka on varustettu sekoituslait-tein.

τ 60025

Jos halutaan kiihdyttää liimausnopeutta, joka saadaan keksinnön liimaus-ainekoostumuksella, tämä voidaan tehdä esikäsittelemällä selluloosamassaa kat.io-nisella polyelektrolyytillä, esimerkiksi värinkiinnitysaineella, kuten disyaani-diamidiformaldehydi-kondensaatilla, kuten edellä selvitettiin.

Käytettäessä keksinnön liimausainekoostumusta on tietyissä tapauksissa mahdollista tulla toimeen lisäämättä myöhemmin retentiota edistäviä aineita, joita tavallisesti käytetään välittömästi ennen paperirainan muodostamista, koska on havaittu, että liimausainekoostumuksella itsellään on riittävästi pysyvyyttä paperinvalmistus järjestelmässä toimiakseen retentiota edistävänä aineena.

On huomattava, että samalla kun keksinnön liimausainekoostumus on ensisijassa edullinen, kun sitä käytetään sisäiseen liimaukseen, sitä voidaan haluttaessa käyttää myös ulkoisissa liimausmenetelmissä. Niinpä liimausainekoostumusta voidaan levittää valmiin paperirainan pinnalle esimerkiksi liimapuristimen, pääl-lystyslaitteen tai suihkuhajoittimen avulla. Liimausainekoostumusta voidaan levittää veden kanssa tai sekoitettuna pintakäsittelyyn sopivan tärkkelyksen kanssa tai nestesysteemin osana päällystettäessä.

Seuraavat esimerkit kuvaavat keksintöä.

Esimerkki 1

Valmistettiin vesipitoinen keteenidimeeriemulsio sekoitetusta tetradekyyli/ heksadekyyliketeenidimeeristä (valmistettu painii tiini- ja steariinihappojen seoksesta) ja dimetyyliaminoetyyli perunatärkkelyksestä, emulsion sisältäessä 6 paino-$ dimeeriä ja 3 paino-$ kationista amiinilla modifioitua tärkkelystä.

Tämä emulsio (josta tässä käytetään nimitystä "Emulsio A" esimerkin 6 ver-tailutarkoituksia varten) sekoitettiin tilavuussuhteessa 00:20 kaupallisesti saatavan värinkiinnitysaineen kanssa, joka pohjautui disyaanidiamidi-formaldehydi kondensoitumistuotteeseen ja jota markkinoi I.C.I. Limited 50 piisenä vesipitoisena liuoksena kauppanimellä Fixanol PN (tunnetaan nyt nimellä Perminal FC-P), sekoituslaittein varustetussa astiassa vaaditun liimausainekoostumuksen valmistamiseksi .

Esimerkki 2

Aminopolyamidi muodostettiin lisäämällä 219,3 paino-osaa adipiinihappoa hitaasti, sekoittaen 151,3 paino-osaan dietyleenitriamiinia kolvissa, joka oli varustettu sekoittimella ja lauhduttimellä vesitisleiden kokoamiseksi. Reaktio-seosta sekoitettiin ja kuumennettiin 170-l80°C:3sa typpiatmosfäärissä kunnes amidinmuodostus oli täydellinen. Ilmajäähdytykssn jälkeen noin lUo°C:seen lisättiin kuumaa vettä sekoittaen 50 % kiinteätä ainetta sisältävän polyamidihartsi- 8 60025 liuoksen valmistamiseksi, jonka ominaisyiskositeetti on 0,11+0 mitattuna käyttäen 2 #:sta liuosta, kun liuottimena oli IN NH^Cl-liuos. Valmistettiin aminopoly-amidin epikloorihydriini-johdannainen lisäämällä 150 paino-osaa vettä 50 paino-osaan 50 % kiinteätä ainetta sisältävää liuosta ja lisäämällä sitten 13,7 paino-osaa (0,11+9 moolia) epikloorihydriiniä. Reaktioseosta kuumennettiin 70°C:ssa sekoittaen ja palautusjäähdyttäen, kunnes Gardner-Holdt-viskositeetti saavutti arvon D. Lisättiin riittävästi vettä antamaan kuiva-ainepitoisuudeksi noin 10 %. Lisättiin sitten rikkihappoa liuoksen pH:n säätämiseksi noin 5:ksi vaaditun aminopolyamidiepikloorihydriinihartsin liuoksen saamiseksi.

Valmistettiin vesipitoinen keteenidimeeriemulsio seoksesta, jossa oli 6 paino-osaa sekoitettua tetradekyyli/heksadekyyliketeenidimeeriä (valmistettu palmitiini- ja steariinihappojen sekoituksesta) ja 60 paino-osaa vesiliukoista kationista aminopolyamidi-epikloorihydriinihartsiliuosta, joka oli valmistettu edellä kuvatulla tavalla sekä 33 paino-osaa vettä. Seos kuumennettiin 60°C:een ja pysytettiin siinä, kunnes dimeeri oli sulanut, minkä jälkeen se dispergoitiin sekoittamalla. Seos homogenisoitiin sitten ja näin syntynyt emulsio jäähdytettiin l+0°C:een. Tätä emulsiota nimitetään "Emulsio B:ksi" esimerkin 6 vertailutarkoi-tuksia varten.

Tätä emulsiota sekoitettiin sitten tilavuussuhteessa 80:20 kaupallisesti saatavan värinkiinnitysaineen Fixanol PN kanssa, kuten esimerkissä 1, vaadittavan liimayhdistelmän muodostamiseksi.

Esimerkki 3

Tavanomaista Fourdrinier-paperikonetta käytettiin liimatun paperin valmistukseen käyttäen mekaanisten toimintojen normaalia sarjaa. Tämä kone oli varustettu myös päällystysjärjestelmällä, jolla kuivattu paperi saatetaan vielä yhteen viimeistelytoimitukseen, nimittäin sen pintaan levitetään liete tai päällys, joka sisältää pigmenttinä alumiinioksidia sekä erilaisia orgaanisia sideaineita.

Massan hajoittamisen ja jauhamisen jälkeen paksuksi massaksi, jonka sakeus oli 3 %t lisättiin 2,27 kg/tonni kaupallisesti saatavaa värinkiinnitysainetta Fixanol PN yhtäjaksoisesti massaportilla perälaatikossa.

1,36 kg/tonni (laskettuna keteeni-dimeerinä) vesipitoista keteenidimeeri-emulsiota, valmistettu sekoitetusta tetradekyyli/heksadekyyliketeeni-dimeeristä (valmistettu palmitiini- ja steariinihappojen seoksesta) ja dimetyyliaminoetyyli perunatärkkelyksestä, emulsion sisältäessä 6 paino-^ dimeeriä ja 3 paino-$ kationista amiinilla modifioitua tärkkelystä, lisättiin sitten massaan liima-aineeksi ensimmäisen siipipumpun sisääntulon kohdalla välittömästi ennen hydrosykloni- 9 60025 massanpuhdistimia, Lisälaimennuksen jälkeen toisella siipipumpulla massa puhdistettiin keskipakoissihdeissä ja k,5^ kg 10 paino-#:sta vesiliukoisen kationisen hartsin, joka oli valmistettu, kuten edellisessä esimerkissä 2 selvitettiin, vesipitoista liuosta lisättiin sitten tässä pisteessä retentiota edistäväksi aineeksi sekä kuidulle että täyteaineelle. Rata muodostettiin sitten koneviiralle, puristettiin, kuivattiin ja päällystettiin, Lisäkuivaamisen jälkeen paperi kalen-teroitiin ja rullattiin tavalliseen tapaan.

Paperirata testattiin välittömästi koneeltatulon jälkeen ja lisäksi otettiin kuivatusta paperiradasta satunnaisia näytteitä ennen päällystämistä. Kussakin tapauksessa määritettiin liimausaste ja suoritettiin kuidun ja täyteaineen reten-tiotestejä standardi retentiotason määrittämiseksi.

Kolme tuntia sen jälkeen kun oli saatu riittävä varmuus siitä, että systeemi oli tasapainossa, Fixanol PN:n lisäys massaportin perälaatikossa keskeytettiin ja keteenidimeeri-liima-aine korvattiin samalla määrällä liimausyhdistelmää, joka oli valmistettu edellä olevan esimerkin 1 mukaisesti. Tästä vaihdosta oli seurauksena parantunut liimaustaso, niin että liimayhdistelmän lisäysmäärää alennettiin alkuperäisen liimaustason saavuttamiseksi tasapaino-olosuhteissa. Lopullinen lisäysmäärä oli sitten 0,91 kg/tonni laskettuna keteeni-dimeerinä. Tämän jälkeen retentiota parantavan aineen lisääminen lopetettiin, ilman että retentiotaso muuttui, kuten lisäretentiotesteillä todettiin. Tämä edusti 33 %:n säästöä keteeni-dimeerin lisäyksessä.

Edellä kuvattu menettely toistettiin sitten samahlaisissa olosuhteissa, mutta liimayhdistelmällä, joka oli valmistettu kuten esimerkissä 2 kuvattiin esimerkin 1 liimayhdistelmän asemesta. Lisäysmäärä oli alunperin 0,91 kg/tonni, laskettuna keteeni-dimeerinä. Retentiota edistävää ainetta ei käytetty. Kuten edellä, liimausaste parani ja lisäysmäärää pienennettiin, kunnes tasapaino-olosuhteissa saavutettiin alkuperäinen liimaustaso. Lisäysmäärä oli tällöin 0,1+5 kg/tonni, laskettuna keteenidimeerinä, mikä edusti 66 %:n säästöä keteenidimeerin lisäyksessä. Kuten edellä osoittivat retentiotestit, että retentiotaso pysyi normien mukaisena.

Edellä oleva esimerkki osoittaa vähennyksen lisätyssä keteenidimeerimääräs-sä ja retentiota edistävän aineen poistamisen, samalla kun liimaustaso ja retentiotaso pysyvät muuttumattomina mihin voidaan päästä tämän keksinnön menetelmällä ja liimayhdistelmällä.

Esimerkki 1+

Valmistettiin vesipitoinen keteenidimeeriemulsio sekoitetusta tetradekyyli/ heksadekyyliketeenidimeeristä (valmistettu palmitiini- ja steariinihappojen seok- 10 60025 sesta) ja dimetyyliaminoetyyli perunatärkkelyksestä, emulsion sisältäessä 6 paino-/? dimeeriä ja 3 paino-# kationista amiinilla modifioitua tärkkelystä.

Disyaaniamidiformaldehydi kondensoitumistuote, joka on käyttökelpoinen värinkiinnitysaineena, valmistettiin keittämällä palautiisjäähdyttäen jäähdytysjärjestelmällä varustetussa astiassa 27,3 paino-osaa disyaanidiamidia 27,2 paino-osan kanssa 37 #:sta (paino/tilav,) formaliiniliuosta 101°C;ssa 15 minuuttia. Lämpötila alennettiin 45°C:ksi käyttäen jäähdytysjärjestelmää, jolla astia oli varustettu. 15,2 paino-# ammoniumkloridia lisättiin hitaasti 20 minuutin aikana ja sitten lämpötila nostettiin 110°C:een yhdeksi tunniksi, minkä jälkeen seosta keitettiin palautusjäähdyttäen toinen tunti. Jäähdyttämisen jälkeen 75°C:een lisättiin vielä 33,9 paino-osaa 37 #:sta formaliiniliuosta ja lämpötilaa alennettiin edelleen 60°C:een. Syntynyt neste suodatettiin halutun nestemäisen konden-soitumistuotteen saamiseksi.

Keteenidimeeriemulsio sekoitettiin sitten kondensoitumistuotteen kanssa tilavuussuhteessa 80:20 astiassa, joka oli varustettu sekoituslaittein, liima-yhdistelmän muodostamiseksi.

Esimerkki 5

Valmistettiin keteenidimeeriemulsio sekoitetusta tetradekyyli/heksadekyyli-keteenidimeeristä (valmistettu palmitiini- ja steariinihappojen seoksesta) ja aminopolyamidi-epikloorihydriinihartsista, joka on kuvattu esimerkissä 2. Emulsio sisälsi, painosta laskettuna, 6 # dimeeriä ja 6 # hartsia.

Tätä keteenidimeeriemulsiota sekoitettiin tilavuussuhteessa 80:20 disyaani-diamidiformaldehydi kondensoitumistuotteen kanssa, joka oli valmistettu, kuten esimerkissä t kuvattiin, sekoittamisen tapahtuessa astiassa, joka oli varustettu sekoituslaittein liimayhdistelmän muodostamiseksi.

Esimerkki 6

Liimayhdistelmien, jotka on valmistettu keksinnön mukaisesti, liimaustehon vertailemiseksi vastaavien tunnettujen liimayhdistelmien kanssa, jotka eivät sisällä disyaaniamidiformaldehydi kondensoitusmistuotteita, tehtiin seuraava testi:

Lahoratorio-koearkkeja valmistettiin Noble Wood-leitteella Wargenin havu-puusulfiittimassasta, joka on jauhettu 43° Schopper Riegler asteeseen. Jauhettu massa, jossa oli 1 if % English China clay-kaoliinia aste I, laskettuna kuitujen määrästä säädettiin 0,28 #:n kuiva-ainepitoisuuteen laitteiston annostelijassa ja sekoitettiin hyvin. Testattava liimayhdistelmä lisättiin annokseen massaa 11 60025 annostelijassa sellainen määrä, että keteenidimeerin suhde selluloosakuituihin oli 0,12-100. Jokaisesta massanäytteestä tehtiin laboratoriokoearkki standardi-menetelmällä. Arkinmuodostuksen jälkeen arkki kuivattiin, erotettiin viirakan-kaalta ja sen liimausaste määrättiin 1 minuutin Cobb-testillä (TAPPI standardi T Utl). Näytearkista käytettiin vain osa tähän testiin ja loppu-arkista tutkittiin 60 %:n suhteellisessa kosteudessa (R.H.) ja 20°C:n lämpötilassa 2h tunnin pitämisen jälkeen luonnollisesti kypsytettävänä, liimausominaisuudet samalla tavalla.

Saadut tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa:

Taulukko

Liimayhdistelmä Cobb-testin liimaustulokset^l min. jälkeen (annettu grammoissa vettä, jonka 1 m paperia ottaa mukaansa)

Heti kuivauksen jälkeen 2h tunnin jälkeen 20°C:n lämpötilassa ja 60 %-.n suht. kosteudessa

Emulsio A 57 51

Esimerkin 1 yhdistelmä 37 33

Esimerkin 4 yhdistelmä 1*7 1*0

Emulsio B 50 50

Esimerkin 2 yhdistelmä 39 35

Esimerkin 5 yhdistelmä 1*3 1*0

Edellinen taulukko osoittaa selvästi sen merkitsevän parannuksen, joka on saavutettu disyaanidiamidiformaldehydi kondensoitumistuotteen ollessa mukana.