FI62877B - Saett vid framstaellning av fluffmassa - Google Patents

Description

.. KUULUTUSjULKAISU /λ« rj ry «f* W (11) UTLÄCONINOSSKIUFT 0^0//

Patent acddelat ^ T ^ ¢51) KvJk?/totCL3 D 21 H 3/08 SUOMI—FINLAND 792168 02) HikniltpWvt—ΑμΒΙμΙι^μ 11.07.79 vr / (23) ANwfUvl—GIWglwMSae 11.07*79 (41) TnlkK (ulkMal— Mvtt affwicftf 22.01.80 rmwttl· I» fklsfrihoHteis (44) ΝΗΜΜΜμΙ^μμ {· kMig«iltalwn p*m.- ftrtenb· odi reglsterstyrehen ' ' ΑμΜμι wdagd odi wLakrHhaii puMtemd 30.11.82 P3X33H31) «ViNMr ·» olfcni — BfSH prlortm 21.07*78 Ruotsi-Sverige(SE) 7808058-1 (71) Berol Kemi AB, Box.851, 01 Stenungsund, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Bente Lissy Laursen, Ektorp, Ruotsi-Sverige(SE) (7M Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (5*0 Menetelmä höytälemässaa valmistettaessa - Sätt vid framställning av flufftnassa Tämä keksintö koskee menetelmää selluloosamassaa valmistettaessa, mikä massa kuivadefibroitaessa antaa niin kutsuttua höytälettä, jolla on hyvä nesteen absorptiokyky ja lyhyt absorptioaika. Tarkemmin määriteltynä keksintö koskee sellaista menetelmää, jonka mukaan nonionis-ta ainetta käytetään selluloosakuitujen välisten sitomisvoimien alentamiseen.

Absorboivia selluloosatuotteita valmistettaessa selluloosamassa kuivadefibroidaan höytäleeksi käytettäväksi esim. terveydenhoitotuot-teissa kuten vaipoissa ja siteissä. Tätä tarkoitusta varten käytetyn selluloosamassan mekaanisen lujuuden on oltava alhainen jotta kuidut voitaisiin erottaa toisistaan vahingoittamatta niitä, sekä energia-kulutuksen vähentämiseksi defibroinnin aikana. Kuivadefibroinnin jälkeen saadulla höytäleellä on oltava hyvä nesteen absorptiokyky ja lyhyt absorptioaika.

On tunnettua käyttää kationisia pinta-aktiivisia aineita, kuten kvartäärisiä ammoniumyhdisteitä, vähentämään selluloosakuitujen sitou- 2 62877 tumista toisiinsa. Kun nämä sisältävät yhden tai useamman pitkän ras-vaketjun saadaan huomattavasti huonompi veden absorptioaika. Kvartää-risten ammoniumyhdisteiden lisähaittoja on siinä, että kun ne tavallisesti sisältävät kloridi-ioneja anionina ne aineuttavat korroosio-vaurioita laitteissa ja että ne usein huonontavat höytäleen vaaleuden.

On myös tunnettua lisätä nonionisia aineita selluloosamassaan sitomisvoimien alentamiseksi. Ruotsalaisen patenttihakemuksen 14914/68 mukaan käytetään nonionisia aineita jotka ovat etoksiloituja tai pro-poksiloituja alifaattisia alkoholeja tai alkyylifenoleja ja ruotsalaisessa patenttihakemuksessa 7507270-2 selitetään menetelmä jossa alkoksiloituja alifaattisia alkoholeja käytetään yhdessä kvartääris-ten ammoniumyhdisteiden kanssa retentioaineena.

Tämän keksinnön mukaan on osittautunut että saavutetaan erinomainen teho höytäleen valmistukseen ja höytäleen oleellisiin ominaisuuksiin nähden käyttämällä tiettyjä nonionisia rasvahapon estereitä yhdessä kationisten retentioaineiden kanssa.

Keksinnön mukaan käytetään absorboivan selluloosamassan valmistuksessa nonionisia aineita jotka koostuvat moniarvoisten alkoholien osittaisista rasvahappoestereistä, joissa alkoholeissa on 2-8 hiili-atomia, tai niiden anhydrideistä tai polyetyleeni- tai polypropylee-niglykoleista, joiden moolipainot ovat jopa 500.

Nonionisilla aineilla on sinänsä hyvin alhainen affiniteetti selluloosakuituihin, mutta käyttämällä kationista ainetta näiden retentioaineena voidaan edelleen kehittää nonionisten aineiden positiivista vaikutusta defibrointienergiaan ja nesteen absorptioaikaan. Yhdistämällä spesifiset nonioniset aineet ja kationinen retentioaine saadaan höytäleenvalmistuksen ja höytäleen kannalta tärkeä yhdistelmä ominaisuuksia, ts. hyvät defibroitavuusominaisuudet ja lyhyt veden absorptioaika.

Saavutettu hyvä vaikutus saadaan käyttämällä aineita sellaisissa pitoisuuksissa joissa ne eivät yksikseen antaisi vastaavaa tehoa. Keksinnön mukaisesti valmistetulla höytäleellä on lisäksi hyvä vaaleus ja hyvä nesteen absorptiokapasiteetti. Alhainen nesteen absorptio- I · r · 3 62877 aika pysyy suurin piirtein muuttumattomana vanhenemisen yhteydessä.

Keksinnön mukaan käytetty nonioninen aine, mikä on pääasiallinen höytälemassakemikaali, käsittää alkoholien osittaisen rasvahap-poesterin, kuten edellä on määritelty, ts. rasvahappoesterin, jossa on vähintään yksi vapaa hydroksyyliryhmä.

Estereiden rasvahappo-osa käsittää tyydytetyn tai tyydyttämättömän rasvahapon, jossa on 8-22 hiiliatomia, etenkin 10-18 hiiliatomia, ja esimerkkeinä sopivista rasvahapoista voidaan mainita laurii-nihappo, myristiinihappo, steariinihappo, oleiinihappo ja linoleiini-happo.

Sopivia moniarvoisia alkoholeja tai niiden anhdridejä esterin muodostamiseksi rasvahappojen kanssa ovat etyleeniglykoli, glyseroli, diglyseroli ja korkeammat glyserolit, propyleeniglykoli, butyleeni-glykoli, dietyleeniglykoli, trietyleeniglykoli, ksylitoli, erytritoli, pentaerytritoli, sorbitoli, sorbitaani ja polyetyleeniglykolit ja polypropyleeniglykolit, joiden molekyylipainot ovat jopa 500.

Glyserolin ja muiden korkeampien alkoholien kaupalliset esterit ovat tavallisesti mono-ja diestereiden ja korkeimpien estereiden seoksia ja eroavat toisistaan myös esteröityjen hydroksyyliryhmien asemien suhteen. Myös sorbitaaniesterit ja etoksiloidut sorbitaaniesterit koostuvat tavallisesti sorbitolin ja sen anhydridin osittaisten este-reiden seoksista. Keksinnön puitteisiin kuuluvat tietysti nonioniset aineet jotka koostuvat estereiden seoksista. Esimerkkeinä sorbitaa-niestereistä joita voidaan käyttää tämän keksinnön mukaan, voidaan mainita ne, jotka ovat kaupallisesti saatavissa muun muassa kauppa- ® ® nimellä Span ja etoksiloidut johdannaiset kauppanimellä Tween .

Esimerkkeinä sopivista rasvahapon estereistä voidaan mainita glyseroli-monostearaatti, glyseroli-mono-oleaatti, sorbitaani-mono-lauraatti, sorbitaani-mono-oleaatti, dietyleeniglykoli-monostearaatti, dietyleeniglykoli-mono-oleaatti, propyleeniglykoli-mono-oleaatti.

Edullisia nonionisia aineita ovat sellaisten alkoholien rasva-happoesterit, jotka sisältävät vähintään yhden eetterLryhmän , kuten dietyleeniglykolin, trietyleeniglykolin, polyetyleeniglykolin ja poly-propyleeniglykolin rasvahappoesterit. Erityisen suositettavia ovat dietyleeniglykolin rasvahappoesterit.

Rasvahappoestereitä käytetään yhdessä kationisten retensioainei-den kanssa ja lisättyjen nonionisten ja kationisten aineiden kokonaismäärästä on kationisten aineiden määrän oltava 2 ja 30 painoprosentin 62877 4 välillä,etenkin 5 ja 15 painoprosentin välillä.

Höytälemassaa valmistettaessa on selluloosaan lisättävän nonio-nisen ja kationisen aineen kokonaismäärän oltava 0,05 ja 2 painoprosentin välillä ja etenkin 0,1 ja 0,8 painoprosentin välillä laskettuna kuivasta massasta. Lisäys voidaan tehdä selluloosamassasuspensioon, mikä on suositettavaa, mutta myös muodostettaessa arkki- tai rainamuo-toista materiaalia. Lisäksi nonioniset ja kationiset aineet voidaan lisätä niihin kuituaggregaatteihin, jotka saadaan muutamissa sellaisissa prosesseissa, joissa käytetään niin sanottua hiutalekuivausta. Keksinnön mukaisesti käsitelty selluloosamassa kuivadefibroidaan sen jälkeen sinänsä tunnetulla tavalla.

Retentioaineena käytetään kvartäärisiä ammoniumyhdisteistä tai tertiäärisiä amiineja jotka sisältävät ainakin yhden korkeamman ali-faattisen hiilivetytähteen, so. suoran tai haarautuneen, substituoi-dun tai substituoimattoman alkyylin tai alkenyyliryhmän, jossa on 8-20 hiiliatomia. Korkeampi alifaattinen hiilivetytähde on etupäässä alkyyliryhmä. Retentioaineita voidaan käyttää sinänsä tai yhdessä toistensa kanssa.

On suoriteltavaa että retentioaine muodostuu kvartäärisistä mo-noammoniumyhdisteistä jotka voidaan karakterisoida yleisellä kaavalla

R

R - N -®R X θ R

jossa ainakin yksi ryhmistä R tarkoittaa alifaattista hiilivetytäh-dettä, jossa on 8-20 hiiliatomia, ja muut substituentit toisistaan riippumatta tarkoittavat alkyyliryhmiä, joissa on 1-4 hiiliatomia, bentsyyliryhmiä, (C2H^O)nH:ta tai (C^HgO)nH:ta, jossa n = 1-6, etupäässä n = 1. Etyleenioksidi- tai propyleenioksidiryhmien kokonaismäärän molekyylissä ei kuitenkaan pitäisi ylittää 10. Kloridi-ioni on suoritelty anioni, mutta se voidaan tietysti vaihtaa toisiin kuten bromidiin, etyylisulfaatti-ioniin jne. Esimerkkinä sopivista kvartäärisistä ammoniumyhdisteistä voidaan mainita oktyylitrimetyyli-ammoniumkloridi, dioktyylidimetyyliammoniumkloridi, dekyylitrimetyy-liammoniumbromidiä didekyylidimetyyliammoniumkloridi, didekyylibent-syylimetyyliammoniumkloridi, oktadekyylitrimetyyliammoniumkloridi, setyylitrimetyyliammoniumbromidi.

5 62877

Edellä olevan kaavan mukaiset kvartääriset ammoniumyhdisteet voivat myös olla substituoituja etyleenioksidiryhmillä siinä tai niissä ryhmissä, jotka sisältävät korkeamman alifaattisen hiilivetytähteen.

Lisäksi retentioaineet voivat olla tertiäärisiä amiineja millä tarkoitetaan sekä tertiäärisiä monoamiineja että di- ja polyamiineja. Suositellaan kuitenkin mono- ja diamiineja. Amiinit voivat olla joko vapaassa muodossa tai suolana, esimerkiksi hydroklorideina.

Tertiäärisillä monoamiineilla on yleinen kaava (RJ^N, jossa ainakin yksi ryhmä on alifaattinen hiilivetyryhmä jossa on 8-20 hiiliatomia ja muut substituentit ovat alempia alkyyliryhmiä joissa on 1-4 hiiliatomia tai ovat (CjH^O^H tai (C^HgO^H joissa n = 1-6, etupäässä - 1. Tällaisten ryhmien määrä jokaisessa molekyylissä ei kuitenkaan saa ylittää 10. Amiinit voivat myös yhdessä tai useammassa korkeammassa alifaattisessa ryhmässä sisältää eetterisidoksia. Esimerkkeinä amiineista voidaan mainita dekyylidimetyyliamiini, didekyylime-tyyliamiini, setyyli-di(2-hydroksietyyli)-amiini, alkyyli-3-oksipro-pyylidimetyyliamiini.

Diamiinit ja polyamiinit voidaan karakterisoida yleisellä kaavalla r*

R ^R

»--<CH2>m - »--<CH2>m ‘ «

R x L Jp x R

jossa vastaavalla tavalla yksi tai useampi korkeampi alifaattinen ryhmä voi sisältää eetterisidoksia ja muut substituentit toisistaan riippumatta ovat alempia alkyyliryhmiä tai (CjH^O^H tai (C^HgO) H, j°ssa n = 1-6, etenkin n = 1, m = 2-6 ja p = 0,1 tai korkeampi. Muutamia esimerkkejä sopivista diamiineista ovat N-stearyyli-N-hydroksietyyli, N’-di(2-hydroksietyyli)-1,3-propaanidiamiinidihydrokloridi, N-dekyy-li-N-hydroksipropyyli, N1-di(hydroksipropyyli)-propaanidiamiinidihyd-rokloridi.

Diamiinit ja polyamiinit voivat myös olla osittain tai kokonaan kvaternoituja tavallisilla kvaternoimisaineilla, kuten metyyliklori-dilla, bentsyylikloridilla ja dietyylisulfaatilla.

Keksintö koskee myös ainetta absorboivan selluloosamassan valmistusta varten, joka koostuu seoksesta, jossa on dietyleeniglykolin osittaista rasvahappoesteriä ja kvartääristä monoammoniumyhdistettä, joka sisältää vähintään yhden alifaattisen hiilivetytähteen, jossa on 6 62877 8-20 hiiliatomia, jolloin kvartäärisen ammoniumyhdisteen määrä on alueella 2-30 painoprosenttia laskettuna seoksesta, etenkin alueella 5-15 painoprosenttia.

Keksintöä selostetaan tarkemmin seuraavissa suoritusesimerkeis- sä.

Esimerkki 1;

Valkaistuun sulfaattimassasuspensioon, jonka sakeus on 1 % lisättiin dietyleeniglykolimono-oleaatin ja didekyylimetyylibentsyyli-ammoniumkloridin seos painosuhteessa 9:1. pH jauhettavassa suspensiossa oli 7. Arkkeja muodostettiin tavallisella tavalla laboratiorio-asekkikoneessa.

Kuivauksen jälkeen arkkeja tutkittiin mekaaniseen lujuuteen, SCAN-P-24:68 mukaiseen puhkaisutekijään ja veden absorptioaikaan nähden. Veden absorptioaika mitatiin menetelmän mukaan, jonka periaatteena on että mitataan aika, joka kuluu tislatun veden imeytymiseksi 4,0 g:n höytälepilariin, joka 4,9 cm:n läpimittaisessa koesylinteris-sä on tiivistetty 3,5 cm:n korkeuteen.

Tulokset esitetään allaolevassa taulukossa. Referenssikokeen defibroimisenergia oli 120 kWh/ton. Tälle annettiin arvo 100 % ja keksinnön mukaisen yhdistelmän defibroimisenergia ilmaistaan suhteessa tähän.

Lisäys % Veden absorptio- Puhkaisu- Defibroimis- kuivasta massasta aika, sek. kerroin energia O-koe (ilman lisäystä) 8,2 27,5 100 0,3 9,9 16,9 68 0,6 10,5 10,6 51

Taulukosta ilmenee että keksinnön mukaan saatiin tuotteita, joilla on sekä alhainen mekaaninen lujuus että lyhyt veden absorprio-aika.

Esimerkki 2:

Valkaistuun sulfaattimassasuspensioon, jonka sakeus on 1 % ja pH 7 lisättiin eri yhdistelmiä nonionisista yhdisteistä ja kationi-sista retentioaineista keksinnön mukaisesti.

Seuraavia yhdistelmiä käytettiin: a) Polyetyleeniglykolin, jonka moolipaino on 200, mono-oleaatin ja didodekyylidimetyyliammoniumkloridin seosta painosuhteessa 9:1.

b) Polyetyleeniglykolin, jonka moolipaino on 200, mono-oleaatin i1 ·. * % 7 62877 ja didekyylimetyyliamiinin seosta painosuhteessa 9:1.

c) Sorbitaanimonolauraatin ja didekyylidimetyyliammoniumkloridin seosta painosuhteessa 9:1.

d) Polyetyleeniglykolin, jonka moolipaino on 400, mono-lauraatin ja didekyylidimetyyliammoniumkloridin seosta painosuhteessa 9:1.

Arkkeja muodostettiin tavallisella tavalla laboratorioarkkiko-neessa. Valmistetuille arkeille mitattiin puhkaisukerroin ja veden absorptioaika samalla tavalla kuin on selitetty esimerkissä 1. Valmistettujen arkkien defibroitavuutta arvioitiin repimällä arkit sormilla .

Tulokset selitetään allaolevassa taulukossa.

Lisätty tuote % Veden absorptio- Puhkaisu- Defibroitavuus kuivasta massasta aika, sek. kerroin

Referenssi (ei lisäystä) 8,4 28,6 ei hyväksyttävä 0,3 10,4 15,4 hyväksyttävä a0,6 11,8 11,5 hyvä 0,9 12,4 7,7 hyvä b0,9 11,7 15,0 hyväksyttävä c0,9 11,9 15,5 hyväksyttävä 0,3 11,1 15,6 hyväksyttävä d0,6 11,6 12,4 hyväksyttävä 0,9 12,0 11,1 hyvä.

Claims (4)

62877 8

1. Menetelmä absorboivaa selluloosamassaa, höytälettä, valmistettaessa, käyttämällä nonionisia aineita sitomisvoimien pienentämiseksi sel-luloosakuitujen välillä ja käyttämällä vähintään yhtä kationista re-tentioainetta, tunnettu siitä, että nonioninen aine on moniarvoisen alkoholin, jossa on 2-8 hiiliatomia, tai sen anhydridin osittainen rasvahappoesteri, tai polyetyleeniglykolin tai polypropylee-niglykolin, joiden moolipainot ovat jopa 500, osittainen rasvahappo-esteri.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nonioninen aine on dietyleeniglykolin rasvahappoesteri.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että käytetään rasvahappoesteriä yhdessä kvartäärisen monoammoniumyhdisteen kanssa, joka sisältää vähintään yhden alifaat-tisen hiilivetytähteen, jossa on 8-20 hiiliatomia.

4. Aine patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää seoksen, jossa on dietyleeniglykolin osittaista rasvahappoesteriä ja kvartääristä monoammo-niumyhdistettä, joka sisältää vähintään yhden alifaattisen hiilivetytähteen, jossa on 8-20 hiiliatomia, jolloin kvartääristä ammonium-yhdistettä on 2-30 painoprosenttia.