FI67735B - Foerfarande foer limning av papper eller liknande produkt - Google Patents

Description

67735

Menetelmä paperin tai vastaavan tuotteen liimaamiseksi - Förfarande för limning av papper eller lik-nande produkt Tämän keksinnön kohteena on menetelmä paperin tai vas-5 taavan tuotteen liimaamiseksi hydrofobiliimalla.

Paperin hydrofobiliimauksen tarkoituksena on estää tai hidastaa vesipitoisten nesteiden tunkeutumista paperiin ja tehdä se siten vettä hylkiväksi eli hydrofobiseksi. Paperi voidaan liimata joko lisäämällä paperimassaan ennen arkin-10 tai rainanmuodostusta hydrofobisia ryhmiä sisältäviä liimake-mikaaleja yhdessä jonkin retentioaineen kanssa (hydrofobinen massaliimaus) tai lisäämällä samanaikaisesti massaliima-uksen yhteydessä jo muodostuneelle rainalle vastaavanlaisia liimauskemikaaleja yleensä yhdessä pintaliimatärkkelyksen 15 kanssa (hydrofobinen pintaliimaus). Vaikka hydrofobinen pintaliimaus voidaankin suorittaa laboratorio-olosuhteissa ilman paperimassaan lisättäviä liimauskemikaaleja, ei tällainen liimausmenettely ole mahdollista täysimittaisella paperikoneella, koska pintaliimapuristimelle tulevan paperirai-20 nan huono vedenpidätyskyky aiheuttaa sen, että paperiraina katkeaa siihen imeytyvän pintaliimaseoksen vaikutuksesta.

Keksinnön erityisenä tarkoituksena onkin menetelmä, jolla voidaan liimata paperia käyttämällä pelkästään pintalii-mapuristimella lisättäviä jo ennestään tunnettuja hydrofobi-25 siä pintaliimauskemikaaleja, ts. käyttämättä lainkaan paperimassaan lisättäviä hydrofobisia liima-aineita.

Keksinnön mukaisella menetelmällä pystytään korvaamaan tai tuntuvasti vähentämään nykyisin paperin liimauksessa käytettäviä paperimassaan lisättäviä liima-aineita, kuten 30 hartsihappoa, vahvistettua hartsihappoa sekä synteettisiä liima-aineita, kuten keteenidimeeripohjaisia liima-aineita, karbamoylkloridipohjäisiä liima-aineita, rasvahappoanhydridi-pohjaisia liima-aineita, melamiini-formaldehydipohjäisiä liima-aineita, alkyyli-, alkenyyli-, aryyli-, alkyylialke-35 nyyli-, alkyyliaryyli-, alkenyyliaryyli-, aryyliaryyli-, öljyhappo-, öljyhappoesterimeripihkahappoanhydridipohjäisiä 2 67735 liima-aineita sekä hydrofobisia tärkkelyksiä. Samoin pystytään kokonaan tai osittain korvaamaan edellä mainittujen liima-aineiden yhteydessä käytettäviä tartunta- eli reten-tioaineita, kuten aluminiumsulfaattia eli alunaa ja alumi-5 naattia, joita yleensä käytetään hartsiliimauksen yhteydessä. Samoin pystytään korvaamaan synteettisten liima-aineiden kanssa käytettäviä retentioaineita kuten kationista tärkkelystä sekä erilaisia synteettisiä polymeerisiä retentioaineita.

10 Keksinnön erityisenä etuna on se, että nyt pystytään aikaansaamaan liimattu paperituote, käyttämättä yllämainittuja paperimassaan lisättäviä liimauskemikaaleja, joiden liimausteho on riippuvainen paperimassan pH:sta, paperimassaan lisätyistä muista lisäaineista,kuten täyteaineista se-15 kä itse paperimassan laadusta, kuten sen jauhatusasteesta, raaka-aineena käytetyn puun laadusta, jätemassapitoisuudes-ta, hiokepitoisuudesta jne., voidaan nämä paperinvalmistuksen kannalta tärkeät muuttujat valita vapaasti ilman että se vaikuttaisi haitallisesti paperin liimaukseen.

20 Keksinnön mukainen liimausmenetelmä mahdollistaa myös nk:n "happamen liimauksen" ilman että tarvitsisi käyttää hartsiliimaa ja sen retentioaineena käytettävää paperin laatua heikentävää alunaa ja aluminaattia.

Keksinnön mukainen liimausmenetelmä vähentää huomatta-25 vasti paperin liimauskustannuksia, koska paperin liimaamiseksi tarkoitetut hydrofobiset liimauskemikaalit voidaan annostella yksinomaan pintaliimapuristimella, jolloin ne saadaan tarttumaan paperiin 100 %:sti lisäämättä hydrofobisessa massaliimauksessa käytettäviä liimaus- ja retentio-30 kemikaaleja.

Nimityksellä "paperi" tarkoitetaan tässä käytettynä ark-kimaisia, rainamaisia tai muovattuja tuotteita, jotka on valmistettu kuitumaisista selluloosaa sisältävistä aineksista. Niihin sisältyvät myös vastaavanlaiset selluloosan 35 ja muun kuitumateriaalin, kuten synteettisen ja mineraali- 3 67735 kuidun seokset.

Nyt on havaittu, että lisäämällä kuitumassaan ennen rai-nanmuodostusta retentiosideaineyhdistelmää, (K+)n - (A-)m, joka muodostaa yhdessä kuidun kanssa kaavan: (KT)n ----(A")m---- β θ Θ0ΘΘΘ

KUITU

5 mukaisen aglomeraatin eli partikkelikasauman, voidaan aikaansaada sellainen paperiraina, joka omaa sellaisen märkä-lujuuden, että hydrofobinen pintaliimaus voidaan suorittaa ilman massan joukkoon lisättäviä hydrofobisia massa-liima-aineita. Ylläolevassa kaavassa merkintä "(K+)n" tarkoittaa 10 kationista polymeeristä retentioaineyhdistettä, kuten kationista tärkkelystä, kationista mannogalaktaania, polyeteeni-imiiniä, polyamiinia, polyamidiamiinia, polyakryyliamidia, polyamiiniamidiepiklorhydriiniä ja melamiiniformaldehydiä ja merkintä "(A )m" tarkoittaa anionista polymeeristä side-15 aineyhdistettä, kuten polysilikaatteja, karboksimetyylisel-luloosaa, karboksyloitua polyakryyliamidia tai bentoniittia.

Oleellista on se, että aineyhdistelmä muodostaa agglo-meraatin eli molekyylikasautuman, joka kiinnittyy mahdollisimman tehokkaasti kuituun. Edullisimmin tämä saavutetaan 20 siten, että muodostuneen agglomeraatin kokonaisvaraus jää positiiviseksi, joten kationisen ja anionisen polymeerin määräsuhde pidetään määrätyissä rajoissa. Keksinnön kannalta edullisinta on pitää kationisen ja anionisen polymeerin suhde rajoissa 1:1 — 30 : 1, ensisijaisesti 1,5 : 1 — 25 10 : 1, jolloin saadulla agglomeraatilla on retention kan nalta edullisin kokonaisvaraus.

Keksinnön mukaisen aineyhdistelmän kationinen polymee- 4 67735 rikomponentti voi olla peräisin luonnon polymeeristä tai synteettinen. Ensinmainittuja ovat kationiset tärkkelykset, joiden tärkkelys voi olla peräisin ohrasta, vehnästä, perunasta, maissista, riisistä jne. Tärkkelys tehdään kationi-5 seksi tunnetuilla tavoilla ammoniumyhdisteiden avulla; tavallisimmin käytetään kvaternäärisiä ammoniumyhdisteitä kuten 3-kloori-2-hydroksipropyyli-trimetyyliammoniumkloridia. Substituutioaste voi olla 0,01 -- 0,05.

Toinen luonnon polymeeri, jota voidaan käyttää keksin-10 non mukaisen kationisen osakomponentin valmistukseen, on guar gum-nimellä tunnettu mannogalaktaanipolymeeri. Mainittua polymeeriä saadaan Kaakkois-Aasiassa viljellystä guar-kasvista ja kemiallisesti se on manncosi-yksiköistä koostunut suora ketju, jossa on yksittäisiä galaktoosi-haarautu-15 mia. Guar gum voidaan tehdä kationiseksi tunnetuin tavoin kuten tärkkelyksetkin. Substituutioaste voi olla 0,1 — 0,03.

Synteettisiä keksinnön mukaisesti käytettäviä kationi-sia polymeerejä ovat polyakryyliamidit, polyeteeni-imiinit, polyamiinit ja polyamidiamiinit. Niiden kationiset ryhmät 20 ovat amino- tai amidiryhmiä. Myös melamiini-formaldehydi- polymeerejä voidaan käyttää; ne valmistetaan polymeroimalla vesiliukoisia metylolimelamiini-suoloja. Polyakryyliamidien 6 7 molekyylipaino on 10 — 10 , ja muiden mainittujen synteet- 3 6 tisten kationisten polymeerien 10 — 3 ' 10 . Synteettiset 25 polymeerit ovat kemiallisesti aktiivisia pH-alueella 4 — 8. Niiden valmistus on ennestään tunnettu ja niitä valmistavat muun muassa Allied Colloids Ltd., BASF AG ja Kemira Oy. Kationisen komponentin tehokkuus on yleensä sitä suurempi, mitä pitempi sen polymeeriketju on.

30 Keksinnön mukaisen aineyhdistelmän anionisena komponent tina voidaan edullisesti käyttää kolloidista piihappoa, joka voi olla eri muodoissa kuten polymeerisenä piihappona tai kolloidisena piidioksidisoolina. Parhaat tulokset saadaan käyttäen piidioksidisoolia, jonka SiC^-pitoisuus on 35 2 — 60%, edullisesti 4 — 30%. Soolin kolloidisen piidiok- 5 67735 o sidin ominaispinnan olisi oltava 200 — 1000 m /g, ja par- 2 haat tulokset saadaan ominaispinnan ollessa 300 — 700 m /g, jolloin kolloidisten piidioksidihiukkasten koko on keskimäärin 1 — 10 nm. Piidioksidisooli on stabiloitu alkalisella 5 liuoksella siten, että moolisuhde SiC^ : Μβ2θ =10:1-- 300 : 1, edullisesti 15 : 1 — 100 : 1, jolloin Me voi olla Na, K, Li tai NH^. Vaatimukset täyttäviä piisooleja valmistavat muun muassa Nalco Chemical Company, Du Pont & de Nemours Corporation ja EKA Ab.

10 Eräät muut piiyhdisteet voivat kokonaan tai osittain korvata kolloidisen piihapon keksinnön mukaisen'aineyhdistelmän anionisena komponenttina. Sellainen on lähinnä savi-mineraali bentoniitti, joka voidaan myös suspendoida veteen. Bentoniitti tunnetaan tekniikassa ennen kaikkea absorptio-15 aineena. Anionisena komponenttina voivat lisäksi tulla kysymykseen vesiliukoiset selluloosajohdokset kuten karboksi-metyyliselluloosa ja synteettiset polymeerit kuten anioni-nen polyakryyliamidi, joka on tehty anioniseksi liittämällä siihen karboksyyliryhmiä.

20 Retentiosideaineyhdistelmä lisätään massasuspensioon ennen paperirainan muodostusta. Retentiosideainesysteemin molemmat osakomponentit voidaan sekoittaa keskenään ennen massasuspensioon lisäämistä. Sellainen menettely ei kuitenkaan anna optimaalista tulosta. Edullisempaa on muodostaa 25 keksinnön mukainen aineyhdistelmä massasuspensiossa siten, että retentiosideainekomponentit lisätään erikseen sopivasti laimennettuina kuitususpensioon, joka pidetään riittävässä sekoitusliikkeessä. Retentiosideainekomponenteista on edullista lisätä anioninen komponentti sopivasti laimennettuna 30 ennen kationista. On myös mahdollista lisätä molemmat komponentit samaan kohtaan kuitususpensiossa kuitenkin siten, että annostukset tehdään erillisinä. Anionisen komponentin annostus-määrät paperin kuivapainosta laskien voivat vaihdella alueella 0,01-0,6%, sopivasti 0,1-0,5%, sekä kationisen kaiponentin annostusmäärät alueella 35 0,01-2%, sopivasti 0,2-0,9%.

Keksinnön mukaisen menetelmän yhteydessä käytettävät pintaliima-aineet voivat olla sellaisia jo ennestään tunnettuja aineita, kuten hartsihappopohjaiset liimat, vahvistat- 6 67735 tuja hartsihappoja sisältävät liima, styreeni-maleiinihappo-kopolymeeripohjaiset liimat, maleiinihappopolymeeripohjai-set liimat, styreenimaleiinibutadieenikopolymeeripohjaiset liimat, styreenibutadieeni- tai maleiinibutadieenipohjaiset 5 liimat, polyuretaanipohjaiset liimat, malemiiniformaldehydi-pohjaiset liimat, rasvahappoanhydridipohjaiset liimat, PVC-pohjaiset liimat, PVAC-pohjaiset liimat, lateksipohjaiset liimat, karbamoylkloridipohjäiset liimat, keteenidimeeripoh-jaisetliimat, alkyyli-, alkenyyli-, aryyli-, AR-alkyyli-, 10 AR-alkenyyli-, öljyhappo-, öljyhappoesterimeripihkahappoan-hydridi- ja näiden ammoniumsuolapohjäiset liimat, vahaemul-siot, rasvahappojen kalsium- ja magnesiumsuolapohjaiset lii-maemulsiot, CMC-pohjaiset liimat, tärkkelystä sisältävät liimat ja kaikkien edellisten seokset.

15 Paperin pintaliimaus voidaan suorittaa lisäämällä pinta- liimakemikaali tai pintaliimakemikaaliseos joko erillisellä pintaliimapuristimella tai tätä vastaavalla aplikointimene-telmällä suoraan muodostuvan paperirainan pinnalle. Tällaisia pintaliimapuristimelle annosteltavia hydrofobisia pinta-20 liimakemikaaleja voivat olla synteettiset yhdisteet, kuten styreeni-maleiinihappoanhydridikopolymeeri, maleinisoidut olefiinit, maleinisoidut öljyhapot, maleinisoidut öljyhappo-jen esterit, styreeni-maleiinibutadieeni kopolymeeri, maleii-nibutadieenikopolymeeri, maleiinihappopolymeeri sekä edellis-25 ten ammoniumsuolat, akryylistyreenikopolymeerit, maleiini-happoesterikopolymeerit, polyuretaanit, alkyyliketeenidimee-rit, karbamoylkloridit, melamiini-formaldehydihartsit, ras-vahappoanhydridit, vahaemulsiot, hartsihappo, vahvistettu hartsihappo ja hydrofobiset tärkkelykset sekä näiden kaikki-30 en seokset. Edellä mainittuja hydrofobisia pintaliimakemi- kaaleja voidaan annostella sellaisenaan pintaliimapuristimella veteen laimennettuina. Edullisimmin kuitenkin voidaan pintaliimaus suorittaa näillä kemikaaleilla lisäämällä ne ensin keitettyyn tärkkelysliuokseen. Pintaliimaseoksessa 35 voidaan käyttää joko raakatärkkelystä tai modifioituja tärk- 7 67735 kelyksiä, kuten tärkkelyseettereitä, anionista tärkkelystä kuten karboksimemylitärkkelystä, sulfatoitua tärkkelystä tai kationista tärkkelystä kuten tertiääristä typpeä sisältävää tärkkelystä tai kvaternääristä typpeä sisältävää tärkkelystä. 5 Edullisin liimaustulos saavutetaan kuitenkin käyttämällä kvaternääristä lievästi kationisoitua, hapetettua tärkkelystä (esim. "Raisastarch 265" Raision Tehtaat SF 21200 Raisio). Tärkkelyksen asemesta tai sen lisäksi voidaan tähän pinta-liimaseokseen lisätä PVA:ta, PVC:tä, karboksimetyylisellu-10 loosaa jne. Edullisin liimaustulos saavutetaan, kun pinta-liimaseoksen viskositeetti on alle 100 cp ja pH alueella 6-9. Riippuen kulloinkin liimattavan paperin laadusta, voidaan tärkkelyksen ja hydrofobisen pinta-liima-aineen keskinäistä suhdetta muuttaa, mutta edullisin liimaustulos saavu-15 tetaan yleensä kun hydrofobisen pintaliiman määrä kuivasta tärkkelyksestä laskien on 0,5 - 5 %, ja tärkkelysliuoksen väkevyys on hapetusasteesta riippuen 1-5%.

Keksintöä kuvataan vielä seuraavin esimerkein, jotka esittävät keksinnön erilaisia sovellutusmuotoja silti rajoit-20 tamatta keksinnön alaa. Ilmoitetut prosenttiluvut ovat painoprosentteja ellei toisin mainita.

Esimerkki 1:

Pienoispaperikoneella, jonka kapasiteetti oli 120 kg paperia tunnissa ja nopeus 60 m/min, tehtiin liimauskoe, mis-25 sä käytettiin keksinnön mukaista liimausmenetelmää.

Liimattava paperilaatu oli täyteainepitoinen hienopa-peri. Pintapaino 60 g/m ja tuhka 17 - 18%. Täyteaineena käytettiin talkkikarbonaattiseosta missä talkin osuus oli 75 % ja karbonaatin osuus 25%. Tätä täyteaineseosta annostel-30 tiin veteen dispergoituna paperikoneen massasäiliöön 20% kuivan kuidun määrästä. Käytettävä paperimassa koostui valkaistusta koivu- ja mäntysulfiittiselluloosasta, missä koivun osuus oli 60 % ja männyn 40 %. Molemmat massat oli jauhettu samanaikaisesti jauhatusasteeseen °SR22.

35 Anionisena retentio-sideainekomponenttina käytettiin 8 67735 kolloidaalista piihapposoolia, jonka ominaispinta-ala oli 2 430 m /kuiva gramma. Kyseinen piihapposooli annosteltiin paperikoneen nousuputkeen juuri ennen perälaatikkoa. Piihappo-soolin annostelumäärä oli 0,15 % kuiva-ainetta valmiin pape-5 rituotteen painosta.

Kationisena retentio-sideainekomponenttina käytettiin kationista perunatärkkelystä, joka sisälsi 0,042 mooliosaa kvaternäärisiä ammoniumryhmiä yhtä anhydroglukoosimoolia kohden. Kationinen tärkkelys keitettiin 5,2 %:ksi vesiliuok-10 seksi höyrykeittimellä, missä keittolämpötila oli 130 - 135° C. Tämä keittoliuos laimennettiin kuumalla (+70°C) vedellä 1 %:ksi liuokseksi ennen sen annostelua paperikoneen tasaus-laatikolle. Tärkkelysliuosta annosteltiin siten, että kuivan tärkkelyksen osuus valmiista paperituotteesta oli 0,30 %.

15 Pintaliima-aineena käytettiin seosta, joka sisälsi 3,5 % 0,022 mooliosaa kvaternäärisiä ammoniumryhmiä sisältävää kationista hapetettua vehnätärkkelystä sekä 0,05 % kuivaa styreenimaleiinihappoanhydridikopolymeerin ammoniumsuolaa.

(SMA_ nh3)' 20 Tämä pintaliimaseos lisättiin paperikoneen liimapuris- tinosalla muodostuvan paperiradan pinnalle.

Vertailun vuoksi suoritettiin liimauskoe, missä käytettiin edellä mainittua pintaliimaseosta muutoin samoissa olosuhteissa, mutta nyt ilman keksinnön mukaista retentio-side-25 aineyhdistelmää.

Saman liimauskokeen yhteydessä tehtiin vielä kolmas liimauskoe, jonka tarkoituksena oli vertailla tätä uutta liimausmenetelmää konventionaalisen hydrofobisen massa- sekä hydrofobisen pintaliimauksen kanssa. Tässä liimauskokeessa 30 käytettiin hydrofobisena massaliima-aineena keteenidimeeri-pohjaista emulsioliimaa (Aquapel 3100 Hercules Inc.) jota annosteltiin anionisen retentiosideainekomponent.in asemesta paperikoneen nousuputkeen yhdessä retentioaineena käytettävän polyakryyliamidin kanssa. (Percol 455).

35 Yllämainitut liimauskoeajot kestivät kukin yhden tunnin, 67735 9 minä aikana seurattiin koneen ajettavuutta (katkofrekvenssiä), 6 0 valmiin paperin vedenpidätyskykyä mikä mitattiin nk. Cobb^ -määrityksellä (vrt. menetelmät Scan 26:76 ja. Scan M 5:76) sekä valmiin paperin märkälujuutta (vrt, menetelmä Scan P 5 20:67).

Alla olevassa taulukossa on esitetty näistä liimausko-keistä saadut tulokset.

t ! ί ίο

i I

2 I ^ o I o c. 67735 ^ 'nZ «y· co co ro -- -j----—I----------:-----------!_____________ 2 ° aj ί -π

: ; is i ?, I Μ -H

, ι-o +-1 .e ω 3 i—I

„ c 3 (0 (0 o i , 1 5 7-;7 s e +>

Lf).;,— i O m its.— S,r| S * , ro :ro -Η -Η ·Ή •5 , <— OJ I i— o ·. I— oo -H r—I Qj

° 00 00 |CVI ,CXl , Ur-r-H ID

--?B--1---------4--------1-------------H _ X 4-1 :(0 (/> -S <T3 C > .7 ; ' i hd .o o3 · J ""i . ί : <o o ro Ή 0(Λ!

El , i ! ui (+- 4-) (1) H

r- C 5

(/> CD +-> ί ' E. ?Ή CX

, C -o ; ! ; ! rn rn -H :(0

A ^ ° C* ° :00 I- O i -§j?£Aii04J

' ! ! - ^ o n-p % ω « :¾ ί : § 7 Ό e -rj « ro S--:ro 1 ! 1 ' 21 -2 G > ^ — Ξ i : ! 1 :m ^^2 G Φ Ί- G — γ- ------------{—-----------f----------- -J I— 4-) O ‘0 &:(0

r-ij! , . ! — O) > β rt H

S c ·.<.; r i :2 *-> c a φ

C S i ' 1 : E (/, T -H -H

- C in | j i 'Z £ “ > • ° g- : ; . <u >,5 <y g g E E p= °, I c >/) ,* -H m Ξ. 5 9 I I , CD c O ao ro — « ί ί e ω r- :(C * *

r- OJ ! - ί 7 .f: Ξ -g G -H

σ -r- I 7.. -P :(0 W

s ^ e 5 ti j - « ω e 3 ί ° ω £5 s*. ί - ·ο I „T £ 0 cd +->4->cc | ° 2 0) :td

E C (/) O O O ^ Ui > -H

OI -r- -r- CLCO + | , , ™ ™ -n !(0 <D

LTI +J T3 4-> E * 7 7 '.2 -H 4-> ϋ 5S° (D(D^g4J(0 (Λ 1Λ O) H -rl cl

O 'III ό£ Ή ·Η -H

V ^ D Li (Tl 5 3 ε y, >1 ί4 ^ Ε τ- :(0 β ·Η 5 ·<~ τ- X (0 C4 < ° V> c 1 Ε (0 φ ί m :° * § ft ω o m 1 E JO r-t ίο (0 .C r-Γ " ! ί - ie (Λ r4 (¾ α <2 ° °° ί (/) ε :ο (0 ω ? 1 ι -4 >,Ε C « β (Ο 1 I Ο) ΙΟ Ε Bj id ,¾ m Ε ι/ι ! ' i-vII-COröAJ(0 r + + I 1 I + :ro <υ ^ « , Ξ£ ΓΓ , +j ι/jc a ^ m ffl --+^¾ j 4->..Γ-(0>0) . 2 eu -42 :<o c<rtl o 4-> ai c

- i to I . .7¾ 7 ^ Ή G

Q-uot- ; ; ι Eg_7^:(0W4J

ι— 0 1-0+1^

------------------ ’r- >> QJ E >1 QJ <D

~ __l £ ε ^ d «ι h

j ,r~ U1 ·Η I—I

-Λ TO C (Λ I >4 P Q) ., λ: τ ω ίο i1 5 tf cm I -j ±j & m e

CM Ο ! Γ— 7 · C 4-1 -H

o o ! i äo ,— :<ö -+-> 4-1 n. ° ° ; TO Ο Γ- o. rH -H U1 c - I +J (/) ' rH Μ Ή •I- b I 2 1° E ® « o n * OW -v7,77SC3g

'e:H2 ; !t-r33Qj'—itfiCD

200^ ' (D ο IB ΙΛ ¢) ID

.= ^ ^ , E E E - 4-1 C 2 ι— CD Ο ι ' 'r "S CD d> (0 r- Q. S I ' G W g IB ffl C. i ! j U. ^ r- 0-

(/) 3 CD

t/ι era 1 I

H3 C '1 ΣΙ = + ι ;

! 1 I

j ! ι ! I r- j CM Λ I Ä : -L__1_^____!___ί_ 11 67735

Esimerkki 2:

Esimerkissä 1 mainitunlainen liimauskoe tehtiin keksinnön mukaisella liimausmenetelmällä. Tässä liimauskokeessa käytettiin samaa pienoispaperikonetta kuin esimerkissä 1.

5 Nyt vertailukohteena käytettiin hartsi liimausta, joka suoritettiin pH:ssa 5,2. Hartsiliimauksen yhteydessä käytettiin täyteaineena pelkästään talkkia jota annosteltiin 20 % paperimassan kuivapainosta. Hartsiliiman retentioaineena käytettiin aluminaattia ja alunaa. Sekä hartsi että aluna 10 annosteltiin massasäiliöön alunan ja aluminaatin annostuksen ollessa 0,60 % ja hartsin 0,40 % valmiin paperin painosta.

Keksinnön mukainen liimauskoe suoritettiin samoissa olosuhteissa kuin hartsiliimaus, kuitenkin jättämällä pois hartsin sekä alunan annostus. Massan pH säädettiin hartsiliimauk-15 sen pH-oloja vastaaviksi laimealla rikkihapolla. Muutoin re-tentio-sideaine-yhdistelmän annostelumäärät ja -paikat olivat samat kuin esimerkissä 1.

Saman liimauskokeen yhteydessä kokeiltiin esimerkissä 1 käytetyn pintaliimaseoksen lisäksi pintaliimaseoksia, joissa 20 styreenimaleiinikopolymeerin ammoniumsuola (SMA-+mu ) kor- NH3 vattiin vaihtoehtoisesti maleiini-butadieeni-kopolymeerillä, polyuretaanilla sekä polyakrylaatilla.

Näistä liimauskokeista saadut tulokset on esitetty alla olevassa taulukossa.

! [ ί 1 ; 12 I ί ! ! 1 i 1 67735 ! ϊ

, I

j ! S ί ι Ο \ο 1 JD ιί, _Q ί ι ^ Ο ’ ι ^ Ο ' .ί' ! ™ —Λ ™ '-ι 'Ζ ι.

σ> o tr eri ! r-. e·, r— c\j CM ·— j cm - -----4-------t--; £ ’α> ! ! .¾ i- ? ‘t- -i— i lp1 0 co I u CO ! +-> C I ! ΐ «3 OI I -i ^ ______o__o <— | o J_ o > 4-> ! ' 00 +-> ! ; 1 ro li] i O) ro I ; — •s 1 ; 5 ro r— ι— ι %, <ϋ ·Γ- <U I ^ '— "Ό c/> _äi i ir,

Cd -r- >,.* ^ .

co :ro i— s_ - p •r- ι E o ;ro ' ί c -äi O r- Q.+-> J, ^ Jäi -r- (U ι i Ί: -- s- fi +j Si : *= ^ O) C CO I ‘ E Oi-r-mo ι , ι , > ^ ·<- -4-> Ό <— CO I + + I + 1 + "~o

co (Ux: « . T T _ P

ϋ “ ! ; ί S k 1 - *---—---1--------j--—η---- C (S) S s“ ae a-Ϊ I ^ e

$ 00 _*· LO

~ en LO en ι o 1 3 , “ o •'•i— " co J co =Ξ to " ro e o >, >, i ' r- 3 o a> <— co r— e a-° e ro · · OJ ω o <u oi ! :o > ^ -o -äi-ι- -äi " Jäi e co ι e e''· -* Ji -O -r- -äi O -äi -r- o ! cc e ro t. ι e e ro " ι — co .ro ι :ro e di :ro ·-— :ro ä o ' co e , " ' ^ I +·> 3 O +J e ne ! j φ

rö 00 i -QE! ro O -r- 0J CL

p *F e ι e ·γ- . e ro cq.L-1 _i ro . 2J Si* 111 .(Dei— ; (D n cj-i-o»! cl ,’Ζ c o c ro e ·- o ; e oj e ι— o | :ro

^ ·-- r- -r- Π! 'r— *i— CL ·<— C -r- >- f= +-* C

ro £ ® £ + == £ ω >o | e 3 ; c^s, ero 5 ,Λ ° *ί$ I ° ' o r— r- ι O >. O C *- dJ ro "C ΰ -o- -äi Ί- CC -I- ro O -r- r— O ! > C9i "tf1- -MiECLi-t-iO -j-> ro Cl -110 *5 ·Ό roco ro o : ro Q. roo' -i-e M ^ 8 " - O O *1 ! ^ _ I ι ro

r- li: -ro CO

e> i ι ; ^ 1/1 ® I 1 ·'; e te e I ί ί S o ro es ti Z 2-

ro e <— + i i ι ET

E ro + ! ι I ! uj o •r“ «r- i

‘r- r— + I ! I

r— ·(— ' 1 I I

ra 1/5 ro I I I

*S\ +-> e I I

</1 S- 3 | 1 f0 dr- ί Σ n: < ! ä I , j | co j co i u~> | ^ j j j i 13 67735

Esimerkki 3: Täysmittaisella offset-hienopaperikoneella suoritettiin liimauskoe keksinnön mukaisella liimausmenetelmällä. Tässä liimauskokeessa käytettiin esimerkissä 1 mainittua liimaus-5 menettelyä.

Koneen senhetkinen tuotantokapasiteetti oli n. 10 tonnia puupitoista offset-paperia tunnissa. Paperikoneen senhetkinen nopeus vaihteli alueella 500 - 600 m/min. Paperi-koneella ajettavan paperin pintapaino oli 60 - 75 g/m . Pa-10 perimassan selluloosaosa koostui osaksi valkaistusta koivu-sulfaattiselluloosasta ja osaksi valkaistusta mäntysulfaat-tiselluloosasta. Liimattavan paperin täyteainepitoisuus vaihteli alueella 19 - 23 %.

Retentio-sideaineyhdistelmän kationisena komponenttina 15 käytettiin edelleen samaa kolloidaalista piihapposoolia kuin esimerkissä 1, mutta nyt kuitenkin sen ominaispinta-ala oli 610 m /g, ja sen annostus vaihteli alueella 0,7 - 2,0 %.

Pintaliimaseoksena käytettiin 3,5 %:ista tärkkelysliuos-ta, johon oli lisätty 0,08 - 0,10 % maleiinihappopolymeeriä. 20 Paperikoneen ajettavuuden sekä liimaustason vertailu kohteena käytettiin koeajoa edeltävää tilannetta, jolloin hydrofobisena massaliimana oli käytetty keteenidimeeripoh-jaista liima-ainetta (Aquapel 3100) ja jonka retentioainee-na oli käytetty kationista polyakryyliamidia (Percol 455).

25 Allaolevassa taulukossa on esitetty tästä liimauskokees- ta saadut tulokset vertailukohteena käyttäen liimauskoetta edeltänyttä tilannetta.

v, to [ I , .

(Λ j j lii 1 •r- LO I i ^ ! ^ t * O ; ΓΟ j r— CO C-i E CVJ CV CVJ OO OJ C\J ' — I— ! 1

ro 3 ! I

>· S~ · I

—3--^-1--<--!------' 67735 o c ' I '5 ! ' -Q C <0 LO .— -r- Ojr^! Q. ! O J e T 't Ο- ΙΛ I ! :,o LO ;

u £ i: ;r0 I , , :<Τ3 I

«a· ! i 15 5 _ >____I_ _I ; : oo c ^ I 1 r i~ ~i H TftJ ! I 1 ‘ S aj fi ; ; I !- J E j j 2 :5 *> ] 1 I c ;r

C ! I ! O rT

2J-2U ! -«J

•4- o a: i 0 S- lx *3- «tf· ! ro ! ·ς*- 0- I >. r- 4-1 fO ! 1 LO £ .IS* ; ! : >>7: -----rrr--£-----i---—-----------------------·, ·-*-> , >>! , 'o:, — LX r— LX LX LT) I— : ! F= .r- " O - - O' ,/ ! ._ 1 ro CL ro CO ro Q. OI I—

JO . LX 1 +J

t LO lo x: lo to lox — ! cj c: ,r* >V "Z >) i >) ·Γ- ro j C ·<- • r- '— r— <_ l C «— f— ! I— Γ r C ! O i- *— <u <d ·<- α> <υ ! <d -r- . ! c φ fO LO 00 *r- ^ L*: ; CO ·<— j*: 1 00 Cl +->oo J*:* O <D -a* o <D I Z3 <V, CO i-CO S- *r- J*. I roc.

co «r- o> ;ru :ioo a) :ro :ro o ro :rc I e Q- i/) H" h~ + E H— h— I— + E h— ’ · r— c 5 ! - > «- ' · ' ---1 Εχ· ί £ °

w I VS

LlJoijl: lx lx lx lx ! Dl lo

* C t— r— I— ,— ! Ό ‘X

^ ·Γ- · δ-5 * « - .. ! c: £> S S< ° o oo ^ !2____ :o- —J LO 1 ^ ._ < o Q- | ^ to ^ ° O O I IX LX ί ai · &« «3- ro ro 1 ai o * " n I -mi- % ™ ° O O O +-> >^ ro 01 -* +J 4-> j 0J C 4-5 ---^ 3 r- -r- >

ΓΓ r— r— E >0 fO

O 1— CD r— CD i— O) >— r— ^ 2 0.0 Cl o CL o cl O -r- >, E fOO fOO <OÖ( fOO: r ai ,r~ ^ s- 3 i. ns_ ] ai- -r-,

,r- σ·<υ era era creu lacrO

i- <C a. < a < CL t et CL. JH -r- ^ I to e loss CO cu oro iDr- | o ro :a>,a <λ oo >— o oo i— o a (O λλ r> r\ * r< «sn ^ ^ OO OOOO OO · r— o -Lt ;ro -------1 _ I L_ ·+-> -r-

r ------\---- QJD L

• li E CD O

.ro 13 *r— Cl -^3 lo in-Ri* ro evi ro <s> e; to *- ’r J Λ Λ *\ n *L Λ Qj ·,_ |ra32cro ojoo|«o* c\j c\j 03 1 :03 4-> :ro _____ [ 4-> 4-> +->

—- I -η----------1--<n r— +-J

Π3 l/| ί I £ g :2 -iL CJDr-r-IrO Λ Λ 0t- -CS5 r- ι-r rr C\j „

_t___I T .__I T

t 1 I

O Q

££*1- il II

*r— (¾ 'N O Γ" r— LO r- r— Q_ CL. CD U0 .— n- ,— ,— ---j------f—r-t- •t— -r- 1 rO ro

+-> *-> I

CO L. ΓΟ ^3- ^

Φ v I

___> : f > I

Claims (9)

67735 15

1. Menetelmä paperin tai vastaavan kuitutuotteen hydrofobiseksi liimaamiseksi, tunnettu siitä, että kuitu-sulppuun lisätään ennen hydrofobiliiman rainalle levitystä kationista polymeeristä aineyhdistettä (K+)r sekä anionista polymeeristä sideaineyhdistettä (A ) , jotka reagoivat kuitujen kanssa ja aikaansaavat massaliimaamattomaan rainaan pin-taliimausvaiheen kestävän märkälujuuden.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kationisen polymeerisen retentioai-neen (K+)nja anionisen polymeerisen sideaineen (A”)m määrä-suhde on alueella 1:1 - 30:1, edullisesti alueella 1,5:1 -10:1 .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kationinen polymeerinen reten-tioaine ja anioninen polymeerinen sideaine lisätään kuitu-suspensioon erillisinä.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anioninen polymeerinen sideaine lisätään kuitususpensioon ennen kationista polymeeristä retentioainetta.

5. Kationinen polymeerinen retentioaine jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 4 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, tunnettu siitä, että se on luonnon polymeeri, kuten kationinen tärkkelys tai guar gum.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kationinen polymeerinen retentioaine, tunnettu siitä, että se on synteettinen, kuten polyakryyliamidi, polyeteeni-imini, polyami-ni, polyamidiamini tai melamiini-formaldehydipolymeeri.

7. Anioninen polymeerinen sideaine jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 4 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, tunnettu siitä, että se on kolloidinen piihappo, bentoniitti, karboksimetyliselluloosa tai anioninen polyak-ryliamidi.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että patenttivaatimuksissa 5 ja 6 mainitunlaisten kationisten yhdisteiden absoluuttiset määrät vai- ,6 67735 miissa paperituotteessa paperin kuivapainosta laskettuna vaihte-levat alueella 0,01 - 2,0 %, mutta edullisimmin kuitenkin alueella 0,2 - 0,9 %.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että patenttivaatimuksessa 7 mainitunlaisten anionisten yhdisteiden absoluuttiset määrät valmiissa paperituotteessa paperin kuivapainosta laskettuna vaihtelevat alueella 0,01 - 0,6 %, mutta edullisimmin kuitenkin alueella 0,1 - 0,5 %.