NO325231B1 - Limdispersjon, fremgangsmate for fremstilling av denne og anvendelse derav. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører fremgangsmåter for fremstilling av limdispersjonene, limdispersjonene fremstilt derav og anvendelse av dem, spesielt for masseliming (indre liming) eller overflateliming (ytre liming) av papir.

Masselimt papir fremstilles generelt ved å innlemme en vandig emulsjon av limet i en celluloseholdig tynn massesuspensjon, avvanne suspensjonen gjennom en vire for å danne en bane og deretter tørke banen. Overflatelimt papir fremstilles generelt ved å belegge en celluloseholdig bane med en vandig emulsjon av limet og tørke banen. Ofte blir operasjonen med overflatelimingen integrert med papir-produksjonen slik at en typisk fremgangsmåte omfatter tilveiebringelse av en celluloseholdig tynn massesuspensjon, awanning av den tynne massesuspensjon gjennom en vire for å danne en bane, banen tørkes, den tørkede bane belegges med dispersjonen av limet og banen tørkes på nytt.

Selv om ikke-reaktive lim tradisjonelt har vært anvendt, er der mange tilfeller hvor det foretrekkes å anvende et reaktivt lim som en del av eller den totale mengde lim som er i eller på papiret.

Ettersom de reaktive lim er uoppløselige i vann må de forhåndsdispergeres før bruk, dvs. før innlemmelsen i den tynne massesuspensjon og før påføringen på banen. Den resulterende dispersjon (ofte benevnt mer nøyaktig som en emulsjon) må være tilstrekkelig stabil slik at den ikke brytes før bruken. Dannelsen av en stabil emulsjon av limet i vann oppnås vanlig ved å emulgere limet i nærvær av et emulgerende overflateaktivt middel og/eller kationisk polyelektrolytt som f.eks. kationisk stivelse. Bruken av kationisk polyelektrolytt, og/eller kationisk emulgerende overflateaktivt middel har vært ansett fordelaktig ettersom den anses å fremme substantiviteten av limet på cellulosefibrene, særlig når det anvendes for masseliming.

Når emulgerende overflateaktivt middel anvendes som det eneste emulgeringsmiddel, dvs. uten kationisk polyelektrolytt, er det vanlig nødvendig å anvende ganske store mengder av emulgeringsmidlet for å danne en stabil emulsjon, typisk opp til 7 eller 8% tørr vekt basert på vekten av limet. Hvis kationisk polyelektrolytt er inkludert kan det da være tilstrekkelig med mindre mengder av emulgerings-middelet, for eksempel ned til 2%.

Selv når mengden av emulgerende overflateaktivt middel som inkluderes for å lette dannelsen av emulsjonen er liten, vil selv denne mengde ha tendens til å redusere limets yteevne og således har det vært fremsatt mange forslag om å forsøke å redusere mengden av emulgerende overflateaktivt middel i limet. Hvis imidlertid mengden reduseres for langt er den resulterende dispersjon eller emulsjon generelt så ustabil at adekvate resultater ikke oppnås. Til tross for anstreng-elser for det motsatte er det følgelig alltid nødvendig i konvensjonelle prosesser å anvende signifikante mengder overflateaktivt middel for å fremme dannelsen av en stabil dispersjon eller emulsjon.

Det ville være ønskelig å kunne være i stand til å frembringe limblandinger som er tilstrekkelig stabile for bruk og som ikke har den mangel at det nødvendig-vis må inkluderes signifikante mengder av emulgerende overflateaktivt middel.

Limeemulsjoner fremstilles vanlig ved å homogenisere limet i vann, eventuelt under anvendelse av langvarig homogenisering. Når limet er fast ved romtemperatur (20°C) er det vanlig å gjennomføre homogeniseringen ved en forhøyet temperatur hvor limet er smeltet. På grunn av at lim av anhydridtypen gjerne vil være ustabile er det vanlig nødvendig at homogeniseringen og emulgeringen av anhydridlim gjennomføres ved fabrikken. Det ville være ønskelig å være i stand til å forenkle produksjonen av limblandingen og spesielt å være i stand til å redusere mengden av homogenisering som trenges når anhydridet eller annet lim emulgeres for bruk ved fabrikken.

Ettersom anhydridlim uheldigvis gjerne vil undergå hydrolyse i vann kan trinnet med forhåndsemulgering og håndteringen av emulsjonen før bruken resultere i noen grad av hydrolyse og dannelse av klebrige klumper som skriver seg fra limet.

Når bruken av emulsjonen involverer innføring av dispersjonen i tynnmassen er faren for dannelse av klebrige klumper uønsket på grunn av faren for forurensning av viren og på grunn av faren for forurensning av de andre komponenter i apparaturen for håndtering av den celluloseholdige suspensjon.

Når limeemulsjonen påføres som et overflatelim under fremstillingen av banen, f.eks. ved en limpresse, er det vanlig å påføre det varmt (f.eks. over 40°C) og å resirkulere overskuddsemulsjon. Det dispergerte lim utsettes således for varme hydrolysebetingelser for varme hydrolysebetingelser i lengre perioder og dannelse av klebrige klumper og andre uønskede hydrolyseeffekter vil spesielt sannsynlig forekomme. Det er antakelig av denne grunn at anhydridlim normalt anses uegnet for påføring ved limpressen.

Det ville derfor være ønskelig å kunne anordne anhydridet eller annet lim i en mer stabil form hvor der er mindre tendens til at dannelse av klebrige klumper skal forekomme under fremstillingen og bruken av det emulgerte lim.

Det er alltid et ønske å må forbedre limets yteevne oppnådd ved hjelp av blandinger for masseliming eller overflateliming. I enkelte tilfeller er det ønskelig å oppnå denne forbedring i generell henseende, f.eks. ved å oppnå en forbedret (dvs. lavere) Cobb-verdi. I andre tilfeller er det ønskelig å oppnå forbedret yteevne av limet i forbindelse med en eller annen spesiell anvendelse. F.eks. kan overflatelimt papir anvendes for blekk-jettrykking hvor den svarte farge er en komposittsverte som utvikles ved blekk-jettrykkingen og det er da ønskelig å ha en maksimal optisk densitet for denne komposittsverte. Det ville være ønskelig å kunne forbedre limets yteevne.

Fremstillingen av masselimt eller overflatelimt papir involverer nødvendigvis et signifikant antall prosesstrinn og kjemikalietilsetninger og det ville være ønskelig å kunne være i stand til å kombinere to av disse tilsetninger til en enkelt tilsetning som gir omtrent ekvivalent virkning eller foretrukket bedre virkning enn den som oppnås når tilsetningene foretas separat.

Limblandinger er vanlig kationiske ettersom det er vanlig å anta at en kationisk limblanding vil være mer substantiv til papirsubstratet, spesielt når blandingen anvendes som et masselim. Det er følgelig konvensjonelt å inkludere kationisk polyelektrolytt i blandingen for masseliming eller andre limblandinger. Bruken av anioniske og ikke-ioniske emulgerende overflateaktive midler for å gi anioniske eller ikke-ioniske dispersjoner eller emulsjoner av limet er imidlertid kjent.

I EP-A-499,448 beskrives en prosess som anvender et mikropartikkelformet retensjonssystem hvori reaktivt lim tilsettes i form av en ikke-ionisk eller anionisk emulsjon til den celluloseholdige suspensjon etter flokkulering av suspensjonen med tilsetning av det kationiske retensjonshjelpestoff. En foretrukket måte for gjennomføring av denne prosess er ved å tilveiebringe en emulsjon av anhydridlim eller annet lim ved å emulgere limet under anvendelse av anioniske og/eller ikke-ioniske emulgerende overflateaktive midler og injisere denne emulsjon inn i dispersjonen av bentonitt eller annet mikropartikkelformet anionisk materiale slik at dispersjonen flyter mot det punkt hvor den tilsettes den celluloseholdige suspensjon. Denne prosess nødvendiggjør forhåndsemulgering av limet. Den lider også av det problem at emulgerende overflateaktivt middel nødvendigvis innføres (med den derav følgende potensielle reduksjon i limets yteevne) og at det er mulighet for potensiell hydrolyse av anhydridlimet med dannelse av klebrige avsetninger.

En ytterligere lære om anvendelse av en anionisk dispersjon av reaktivt lim er i W096/17127 (publisert etter prioritetsdagen for den foreliggende oppfinnelse). Den anioniske limdispersjon fremstilles ved å emulgere et reaktivt lim (foretrukket et lim av ketendimer) i vann for å danne en dispersjon, og denne dispersjon blandes med en sol av kolloidale anioniske aluminiummodifiserte silikapartikler. Denne metode involverer derfor den konvensjonelle forhåndsemulgering av limet i vann, etterfulgt av blanding av det emulgerte lim med den aluminiumsmodifiserte silikasol. Øyensynlig tilveiebringer den umodifiserte silikasol ikke brukbar stabilitet ved denne prosess ettersom det angis at aluminiummodifiseringen forbedrer stabilite-ten. Den resulterende suspensjon sies i et eksempel å være stabil i en uke. I ek-semplet tilsettes suspensjonen i den celluloseholdige tynnmasse etterfulgt av tilsetningen av kationisk stivelse. Det er også på annet sted nevnt at limdispersjonen kan tilsettes før, mellom, etter eller samtidig med tilsetningen av kationiske polymerer.

Anioniske ketendimer-limblandinger er også beskrevet i EP-A-418,015. De fremstilles ved å emulgere ketendimerlimet, mens dette er smeltet, i vann i nærvær av et anionisk dispergeringsmiddel eller emulgeringsmiddel. Det angis at den anioniske ladningsdensitet av den emulgerte blanding kan økes ved tilsetning av anioniske komponenter som anionisk polyakrylamid, anionsk stivelse eller kolloidal silika. Eksemplene viser at i vid forstand gir masseliming under anvendelse av de anioniske blandinger resultater (som målt ved væskeopptaking) omtrent like med eller i enkelte tilfeller noe dårligere enn når det anvendes kationiske blandinger. Videre viser resultatene at økning av den anioniske ladningsdensitet ikke forbedrer yteevnen men gjør den generelt dårligere. F.eks. er den relevante væskeopptaking av banene limt med den anioniske blanding inneholdende silika vist å være mye høyere (dårligere) enn den tilsvarende anioniske blanding fri for silika (eks. 11 og 13). Andre data (f.eks. eksempel 19) viser også dårlige resultater under noen forhold.

Det er også fra US-patentskrift 5,433,776 kjent å danne en emulsjon av ketendimer med emulgeringsmiddel og forskjellige kationiske materialer, inklusive kationisk kolloidal silika. Også her innbefattes den essensielle bruk av emulgeringsmiddel og på nytt frembringes en kationisk blanding.

Mange brukere anser at anhydridlim gir bedre yteevne enn ketendimerlim, men vanskeligheter ved håndtering og hydrolyse er en ulempe. Det ville være ønskelige å kunne redusere eller eliminere disse ulemper.

Det ville være ønskelig å være i stand til å innlemme reaktivt lim som et masselim eller overflatelim med redusert behov for nærværet av emulgerende overflateaktivt middel og derfor forbedre potensielle limegenskaper. Det ville være ønskelig å være i stand til å innlemme det reaktive lim, som et masselim, som en del av en annen tilsetning som foretas til prosessen, slik at antallet av tilsetnings-punkter som trenges minimeres. Det ville være ønskelig å kunne redusere faren for hydrolyse, spesielt av anhydridlim, og derved redusere faren for forurensninger med klebrige klumper både under masseliming og overflateliming, særlig når det foretas resirkulering av vannholdig reaktivt lim. Det ville være ønskelig å oppnå disse formål under anvendelse av enkle materialer og enkel blandeapparatur slik at formålene kan oppnås ved fabrikken uten ytterligere komplikasjoner i papirfremstillingsprosessen.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte for fremstilling av en limdispersjon av et reaktivt lim som er flytende ved romtemperatur omfattende at det reaktive lim dispergeres som en ublandet væske i en dispersjon av anionisk mikropartikkelformet materiale i vann, hvor dispersjonen dannes i fravær av kationisk polyelektrolytt og i fravær av emulgerende overflateaktivt middel eller i nærvær av ikke mer enn 2 vekt% (basert på vekten av reaktivt lim) overflateaktivt middel.

Den resulterende dispersjon er et annet aspekt ved oppfinnelsen og inkluderer en limdispersjon som er en dispersjon i vann av et reaktivt lim (foretrukket ASA eller annet anhydridlim) som er flytende ved romtemperatur og anionisk mikropartikkelformet materiale som stabiliserer dispersjonen, dispersjonen er hovedsakelig fri for kationisk polyelektrolytt og er fri for overflateaktivt middel eller ikke inneholder mer enn 2% foretrukket ikke mer enn 1% overflateaktivt middel.

Oppfinnelsen tilveiebringer også anvendelse av limdispersjonen fremstilt ved hjelp av en fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 9 for liming av papir.

Anvendelsen inkluderer masselimingsprosesser hvori papiret masselimes ved at dispersjonen innlemmes i en celluloseholdig tynnmassesuspensjon og deretter avvannes suspensjonen gjennom en vire for å danne en bane og banen tør-kes.

Anvendelsen inkluderer også overflatelimingsprosesser som involverer at en limdispersjon fremstilt ved hjelp av en prosess omfattende en fremgangsmåte som definert i det foregående belegges på en papirhane.

Som et resultat av dannelsen av limdispersjonen i nærvær av det anioniske mikropartikkelformede materiale er det mulig å oppnå en brukbar limdispersjon under anvendelse av mye mindre emulgeringsmiddel enn det som trenges når det samme lim dispergeres i det samme vann i fravær av det anioniske mikropartikkelformede materiale. Følgelig tillater oppfinnelsen eliminering eller reduksjon av emulgeringsmiddel og tillater således forbedret limyteevne.

Det er ved oppfinnelsen ikke bare mulig å oppnå forbedret fysisk stabilitet men også forbedret kjemisk stabilitet og det er således mulig å produsere anhydrid limdispersjoner og andre reaktive limdispersjoner med mindre tendens til hydrolyse.

Ettersom dispersjonene i henhold til oppfinnelsen inneholder to essensielle komponenter (lim og mikropartikkelformet materiale) som hver kan gi gunstige ytelsesresultater ved papirfremstillingsprosessen eller papirbelegningsprosessen, gjør dispersjonene det mulig å oppnå gunstige resultater under anvendelse av en eneste tilsetning, mens det tidligere ville være nødvendig med to separate tilsetninger.

En ytterligere fordel ved dispersjonene er at til tross for det faktum at de inneholder lite eller ikke noe emulgeringsmiddel kan de generelt fremstilles under anvendelse av mindre homogeniseringsenergi enn det som kreves når det samme lim emulgeres i det samme vann under anvendelse av et konvensjonelt emulgeringsmiddel i stedet for det mikropartikkelformede materialet.

Limdispersjonen som fremstilles og anvendes ved oppfinnelsen må ha tilstrekkelig stabilitet til at den er brukbar for liming. Den må således forbli hovedsakelig homogen uten signifikant separering eller spalting i tilstrekkelig tid til å tillate grei håndtering av dispersjonen mellom fremstilling og bruk. Generelt må den derfor være stabil i minst omtrent ett kvarter og det er også ofte passende å holde dispersjonen stabil i fra en halv time til to timer, eller enkelte ganger lenger, før bruken, og at den således må være stabil under hele denne periode. Å bevare dispersjonen før bruk er ofte fordelaktig. Det er imidlertid ikke essensielt at dispersjonen har en langtids-lagringsstabilitet (f.eks. mer enn en uke) og det er for de fleste formål tilstrekkelig at dispersjonen er stabil mot separering eller spalting i minst en time og foretrukket minst fem timer.

Det reaktive lim som anvendes ved oppfinnelsen må være et lim som er flytende ved romtemperatur, dvs. 20°C. De konvensjonelle høytsmeltende ketendimerlim kan således ikke anvendes og limet er i stedet et flytende ketendimerlim eller foretrukket et flytende anhydridlim.

Limet er derfor foretrukket et flytende ketendimerlim som f.eks. oleylketen-dimerlim eller hvilke som helst av de konvensjonelle anhydridlim, ettersom de fleste eller samtlige av disse er flytende ved romtemperatur. Det foretrukne anhydridlim er alkenyl ravsyre anhydrid (ASA) lim.

Limet kan leveres av produsenten enten hovedsakelig rent eller i kombinasjon med emulgerende overflateaktivt middel. Ved oppfinnelsen kan mengden av overflateaktivt middel som er nødvendig for å danne en stabil dispersjon for bruk ved oppfinnelsen, være mye mindre enn den som kreves ved vanlige prosesser. Det er følgelig ved oppfinnelsen mulig å anvende lim som leveres med mindre enn den normale mengde av emulgerende overflateaktivt middel og foretrukket å anvende lim som leveres med null innhold av emulgerende overflateaktivt middel. Den mengde, om overhodet noe, av overflateaktivt middel som må tilsettes for å optimere dannelsen av dispersjonen kan da velges av den som driver fabrikken.

Selv om det ved oppfinnelsen er mulig å inkludere noe overflateaktivt middel i dispersjonen, øker nærværet av overflateaktivt middel omkostningene og be-virker tekniske problemer, som f.eks. dårlig liming, og mengden av overflateaktivt middel holdes således vanlig ved null eller så lav som det er praktisk gjennomfør-lig, i samsvar med oppnåelse av en adekvat stabil dispersjon.

I praksis er den mengde overflateaktivt middel som innlemmes i dispersjonen generelt vesentlig mindre enn den som kreves for å danne en stabil emulsjon i fravær av det mikropartikkelformede materiale ved anvendelse av nevnte overflateaktivt middel eller overflateaktiv middelblanding. Generelt er mengden av overflateaktivt middel mindre enn halvdelen av den mengde som kreves for å fremstille en stabil emulsjon av angjeldende lim i det samme vann i fravær av det mikropartikkelformede materiale. Hvis det f.eks. er vanlig å innlemme minst 5 vekt% (basert på reaktivt lim) av et overflateaktivt middel eller overflateaktiv middelblanding for å fremstille en stabil emulsjon av angjeldende lim i dette vann

(noe som er vanlig) bør ved oppfinnelsen mengden av overflateaktivt middel være mindre enn 2%. Hvis overflateaktivt middel er tilstede er følgelig det valgte overflateaktive middel og dets mengde foretrukket slik at en stabil emulsjon ikke dannes under anvendelse av dette lim i dette vann med 2 ganger, og foretrukket med 3 eller 4 ganger mengden av dette overflateaktive middel.

Generelt er mengden av overflateaktivt middel under 2 vekt% basert på vekten av limet og foretrukket er den mindre enn 1%, vanlig mindre enn 0,5%. Beste resultater oppnås vanlig i fravær av overflateaktivt middel.

Hvis overflateaktivt middel er tilstede er det vanlig valgt fra ikke-ioniske og anioniske overflateaktive midler. Følgelig er limdispersjonene i samsvar med oppfinnelsen vanlig anioniske.

Tradisjonelt er det for masseliming normalt ansett å være nødvendig at limet påføres i kombinasjon med en kationisk polyelektrolytt, f.eks. for å forbedre substantiviteten på fibrene når limet anvendes som et masselim. Ved oppfinnelsen er dette imidlertid unødvendig og det kan jo være uønsket. Foretrukket er dispersjonen derfor også hovedsakelig fri for kationisk polyelektrolytt, som f.eks. kationisk stivelse eller en syntetisk kationisk polymer. Generelt er derfor mengden av kationisk polyelektrolytt null selv om trivielle, ikke-interfererende mengder kan innlemmes og disse kan jo være tilstede i små mengder som skyldes resirkulerings-sløyfer i fabrikken. Slike materialer unngås imidlertid helst.

Generelt, hvis emulgerende eller andre tilsetningsmidler for det reaktive lim er tilstede i dispersjonen, bør deres mengde være utilstrekkelig for fremstilling av en emulsjon av det samme reaktive lim i det samme vann i fravær av det mikropartikkelformede materiale og som er stabil i den betydning at den er stabil i flere timer. Videre bør mengden være utilstrekkelig for å fremstille en slik emulsjon som er halvstabil, dvs. slik at den brytes endog i løpet av fem minutter etter initial fremstilling.

Ved å si at ublandet flytende reaktivt lim blandes med vannet og det anioniske partikkelformede materiale menes det at limet dispergeres mens det er i en flytende, uemulgert form og er hovedsakelig rent, dvs. at det ikke inneholder store mengder overflateaktivt middel, vann eller annet fortynningsmiddel men er i stedet generelt det hovedsakelig rene materiale som initialt fremstilles og som før den foreliggende oppfinnelse vanlig ble emulgert i vann under anvendelse av emulgerende overflateaktivt middel. Hvis noe fortynningsmiddel eller annet tilsetningsmiddel er til stede under fremstilling av dispersjonen, er det foretrukket et som ikke signifikant nedsetter egenskapene av dispersjonen.

Fremgangsmåten involverer at reaktivt lim dispergeres som en ublandet væske inn i en dispersjon av anionisk mikropartikkelformet materiale i vann. Denne dispersjon av mikropartikkelformet materiale i vann er vanlig forhåndsdannet og den foretrukne fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen involverer således tildannelse av en dispersjon av det mikropartikkelformede materiale i vann, f.eks. ved å røre materialet inn i vann, og deretter dispergere det reaktive lim inn i den resulterende dispersjon. Oppfinnelsen inkluderer imidlertid også fremgangsmåter hvori dispersjonen av mikropartikkelformet materiale i vann dannes ved hovedsakelig den samme tid som det reaktive lim dispergeres inn i denne dispersjon. Således kan f.eks. det mikropartikkelformede materiale, det reaktive lim og vannet tilføres separat til et dispergeringsapparat slik at det hovedsakelig samtidig dannes dispersjonen av det mikropartikkelformede materiale i vann og dispersjonen av det reaktive lim deri. Oppfinnelsen inkluderer ikke fremgangsmåter hvori limet først dannes som en stabil dispersjon i vann ettersom oppfinnelsen primært hviler på at det mikropartikkelformede materiale skal tilveiebringe dispersjonsstabi-litet. Det er naturlig hvis mulig å kombinere det ublandede reaktive lim og vann i en eneste tilførsel til et dispergeringsapparat hvori det anioniske mikropartikkelformede materiale innføres ettersom vannet og limet da ikke vil danne en dispersjon (i fravær av det mikropartikkelformede materiale) men i stedet vil det reaktive lim bare dispergere i vannet i nærvær av det mikropartikkelformede materiale. Dette er generelt ufordelaktig og det er normalt bedre å forhåndsdispergere det mikropartikkelformede materiale og deretter dispergere det reaktive lim deri.

En fordel ved oppfinnelsen er at det ikke er nødvendig å tilføre så mye homogeniseringsenergi som normalt kreves for å frembringe en dispersjon av reaktivt lim i vann under anvendelse av tradisjonelle metoder. Således er det ikke nød-vendig med homogenisering og det er i stedet vanlig tilstrekkelig å utøve blanding. Generelt er kraftig blanding, f.eks. ved hjelp av en blander med høy skjærkraft, i en rimelig kort periode (f.eks. mindre enn 10 minutter, ofte mindre enn 5 eller endog 2 minutter) tilstrekkelig til å oppnå en tilfredsstillende dispersjon.

Mengden av mikropartikkelformet materiale i den endelige dispersjon er generelt i området 0,03 til 10 vekt% av dispersjonen, ofte 0,5 til 2 eller 3%. Selv om det tilfredsstillende å tilsette limet til en mikropartikkelformet dispersjon med det ønskede endelige innhold av mikropartikkelformet materiale, synes bedre resultater å bli oppnådd ved å tilsette limet til en dispersjon med en høyere konsent-rasjon av mikropartikkelformet materiale enn den som endelig ønskes og deretter fortynne den resulterende dispersjon. F.eks. blandes typisk limet inn i en dispersjon med minst 0,5%, typisk opp til 5% mikropartikkelformet materiale og denne dispersjon blir så fortynnet 2 til 20 ganger, ofte omkring 10 ganger, til det ønskede faststoff innhold.

Det vann som anvendes i dispersjonen er foretrukket forholdsvis «bløtt» ettersom det er lettere å oppnå tilfredsstillende limdispersjoner ved oppfinnelsen i fravær eller vesentlig fravær av emulgeringsmiddel når vannet er «bløtt» enn når det er «hardt». Når limdispersjonen fremstilles i prosessvann fra fabrikken som inneholder innvirkende substanser kan det således være nødvendig å anvende mer emulgerende overflateaktivt middel enn når annet vann anvendes for fremstilling av dispersjonen.

Det vann som skal anvendes kan underkastes ionebytting for å oppnå det bløte vann, men det er spesielt foretrukket å inkludere et sekvesterende middel i vannet som anvendes for å danne dispersjonen av lim og mikropartikkelformet materiale, foretrukket i det vann som anvendes for å danne dispersjonen av mikropartikkelformet materiale og hvori det reaktive lim deretter tilsettes. Det sekvestrerende middel, alternativt kjent som et chelaterende middel, innvirker foretrukket med hardhetssalter og spesielt flerverdige metallioner i vannet. Sekve-streringsmiddelet er foretrukket et aminokarboksylsyre-sekvestrerende middel som f.eks. etylendiamin-tetraeddiksyre eller nitrilo-eddiksyre, men alternativt kan det være hvilke som helst av de konvensjonelle fosfonsyre-, hydroksykarboksylsy-re- eller polykarboksylsyre-sekvestrerende midler som er kjent å være egnet for sekvestrering av toverdige og treverdige metallioner som kalsium, magnesium, jern og aluminium.

Mengden av størrelse velges med henblikk på kvaliteten av papiret og den grad av liming som er nødvendig. Vanlig er mengden 0,1 til 10 deler, ofte 0,3 til 3 deler pr. del tørr vekt av anionisk partikkelformet materiale. Ofte er mengden av lim minst 1,1 del per. del av anionisk materiale. Den optimale mengde av hver, for oppnåelse av en tilfredsstillende stabil limdispersjon, kan finnes ved hjelp av ruti-neforsøk. Typisk inneholder dispersjonen 0,05 til 2 vekt%, generelt 0,07 til 0,3 eller 0,5 vekt% av hver av limmateriale og det anioniske mikropartikkelformede materiale.

Det anioniske partikkelformede materiale som anvendes ved oppfinnelsen

for å danne dispersjonen (og eventuelt også som mikropartikkelformet retensjonshjelpestoff) kan velges fra de uorganiske og organiske mikropartikkelformede materialer som er egnet for bruk som mikropartikkelformede retensjonsmateriale. Det må være anionisk og vanlig å ha en maksimal dimensjon under 3 jim, vanlig under 1 |im, for minst 90 vekt% av partiklene.

De foretrukne mikropartikkelformede materialer for anvendelse ved oppfinnelsen er svellende leirer. Foretrukket er det mikropartikkelformede materiale således en montmorillonitt- eller smektitt-svellende leire. Generelt er det en svellende leire av den type som vanlig i dagligtale omtales som bentonitt. Det mikropartikkelformede materiale nyttig for innlemmelse i limdispersjonen i samsvar med oppfinnelsen kan således være en av bentonittleirene eller andre svellende leirer som konvensjonelt anvendes ved papirfremstilling, f.eks. i den mikropartikkelformede retensjons-papirfremstillingsprosess («Hydrocol»-prosessen) som beskrevet i EP-A-235,893 og EP-A-335,575. Slike materialer kan ved bruk separere til småplater eller andre strukturer med en maksimal dimensjon på mindre enn 1 u.m, f.eks. omtrent eller mindre enn 0,5 urn. Minimumsdimensjonen kan være så lav som 0,001 |im (1nm) eller mindre.

Den svellende leire aktiveres foretrukket før bruk, på konvensjonell måte,

slik at den erstatter noen eller alle av kalsium-, magnesium- eller andre flerverdige metallioner som er eksponert med natrium- og kalium- eller andre passende ioner. Det foretrukne mikropartikkelformede material for anvendelse ved oppfinnelsen er således aktivert bentonitt av den type som konvensjonelt anvendes ved «Hydro-kol»-prosessen og andre papirfremstillingsprosesser.

I stedet for å anvende en svellende leire kan det anvendes en mikropartikkelformet syntetisk silikaforbindelse. De foretrukne materialer av denne type er polykiselsyremikrogeler, polysilikatmikrodeler og polyaluminosilikatmikrogeler som beskrevet i US-patentskrifter 4,927,498, 4,954,220, 5,176,891 eller 5,279,807 og hvis bruk ved papirfremstilling er kommersialisert under handelsnavnet «Particol» av Dupont and Allied Colloids. Mikrogelene har typisk et overflateareal på 1200 til 1700 m<2>/g eller mer.

I stedet for å anvende disse mikrogeler er det mulig å anvende silikasoler hvori silikapartiklene typisk har et overflateareal i området 200 til 800 m<2>/g. Prosesser som anvender silikasoler som det mikropartikkelformede retensjonshjelpestoff er beskrevet i US-patentskrift 4,388,150 og WO86/05826 og selges under handelsnavnet «Composil» og andre prosesser under anvendelse av silikasoler er beskrevet i EP 308,752 og er kommersialisert under handelsnavnet «Positek».

Selv om det foretrekkes å anvende et uorganisk mikropartikkelformet materiale, særlig en svellende leire eller et kiselholdig materiale med et overflateareal på 200 til 1700 m<2>/g eller mer, er også organiske mikropartikkelformede polymere materialer av potensiell nytte som det mikropartikkelformede materiale, f.eks. ma-terialene beskrevet i US-patentskrifter 5,167,766 og 5,274,055 og anvendes ved den mikropartikkelformede retensjonsprosess kommersialisert under handelsnavnet «Polyflex». De organiske polymerpartikler kan ha en størrelse under 1 um, ofte under 0,5 jim gjennomsnittlig størrelse.

Dispersjonen kan anvendes for masseliming, og i dette tilfelle er det likegyldig om papiret gis overflateliming og hvis dette er tilfelle, om dette skjer ved hjelp av et reaktivt lim eller et ureaktivt lim.

Når dispersjonen anvendes for masseliming er limdispersjonen som tilføres tynnmassen vanlig det materiale som er dannet ved hjelp av den angitte fremgangsmåte og er således hovedsakelig fri for kationisk polyelektrolytt, overflateaktivt middel eller andre tilsetningsmidler, alt som beskrevet i det foregående.

Når limdispersjonen skal anvendes for overflateliming blir papiret ofte også masselimt, og det er likegyldig om masselimingen er med et reaktivt lim eller et ureaktivt lim. Limdispersjonen kan ha andre komponenter innblandet før den anvendes som en overflatelimingsdispersjon, f.eks. viskositetsmodifiserende midler, belegningshjelpestoffer, bindemidler og andre materialer som er vanlige for den spesielle belegningsoperasjon hvori dispersjonen skal anvendes. Selvfølgelig bør disse materialer velges slik at destabilisering av dispersjonen unngås.

Når limdispersjonen anvendes som et masselim kan det innlemmes i tynnmassen på et hvilket som helst passende sted og kan således innlemmes i tykkmassen når denne fortynnes. Generelt blir den tilsatt til tynnmassen.

Foretrukket fremstilles det masselimte papir ved hjelp av en mikropartikkelformet retensjonsprosess hvori dispersjonen tilveiebringer deler av eller hele det mikropartikkelformede retensjonsmateriale. Mikropartikkelformede retensjonspro-sesser omfatter som vel kjent at det i tynnmassen innlemmes et polymert retensjonshjelpestoff og deretter blandes det mikropartikkelformede retensjonsmateriale inn i tynnmassen, generelt etter tilstrekkelig skjærkraftutøvelse til å nedbryte flokker dannet ved tilsetningen av retensjonshjelpestoffet. Limdispersjonen kan således anvendes i hvilke som helst av de mikropartikkelformede retensjons-prosesser nevnt i det foregående eller som er beskrevet i de ovennevnte patentskrifter.

En foretrukket fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen er således for fremstilling av masselimt papir ved hjelp av en mikropartikkelformet retensjonsprosess og omfatter at det i den celluloseholdige tynnmasse innlemmes et polymert retensjonshjelpestoff og deretter blandes den vandige dispersjon av reaktivt lim og anionisk mikropartikkelformet materiale inn i suspensjonen hvorved det mikropartikkelformede materiale virker som et mikropartikkelformet retensjonsmateriale, og deretter avvannes suspensjonen.

Spesielt anvender en foretrukket fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen for fremstilling av limt papir fra en celluloseholdig suspensjon et mikropartikkelformet retensjonssystem omfattende et polymert retensjonshjelpestoff og et mikropartikkelformet anionisk materiale, idet fremgangsmåten omfatter tilveiebringelse av en celluloseholdig suspensjon inneholdende det polymere retensjonshjelpestoff, deretter blandes det inn i suspensjonen en dispersjon som er tilskuddsvann og som inneholder det mikropartikkelformede anioniske materiale og flytende vannuoppløselig reaktivt lim, suspensjonen avvannes for å danne en bane og banen tørkes, og i denne fremgangsmåte inneholder dispersjonen i vann det partikkelformede materiale og det reaktive lim og er hovedsakelig fritt for emulgerende tilsetningsmidler for det reaktive lim.

I disse prosesser kan dispersjonen tilveiebringe alt det mikropartikkelformede materiale som er nødvendig, eller ytterligere mikropartikkelformet retensjonsmateriale kan tilsettes samtidig eller sekvensmessig.

I foretrukne fremgangsmåter blir det polymere retensjonshjelpestoff tilsatt tynnmassen og tynnmassen blir så underkastet kraftig turbulensblanding eller blanding med høy skjærkraft og dispersjonen og eventuelt andre anioniske mikropartikkelformet materiale tilsettes så, vanlig etter det siste punkt med utøvelse av høy skjærkraft, f.eks. umiddelbart før eller ved innløpskassen. Selv om tilsetningene ved fremgangsmåten kan foretas under anvendelse av en eneste tilsetning av polymert retensjonshjelpestoff, tilsettes ofte to eller flere forskjellige polymerer før det mikropartikkelformede materiale. F.eks. kan et kationisk koagulerende middel tilsettes først etterfulgt av et polymert retensjonshjelpestoff. Det koagulerende middel kan være uorganisk som f.eks. alun (aluminiumsulfat) eller annet uorganisk koagulerende middel med flerverdig metall eller det kan være en høyt ladet kationisk polymer med lav molekylvekt.

I disse prosesser er retensjonshjelpestoffet ofte kationisk men det kan være anionisk eller ikke-ionisk (det kan også være amfotært).

Hvis en separat mikropartikkelformet tilsetning foretas i prosessen kan det mikropartikkelformede materiale anvendt for dette være det samme eller forskjellig fra det mikropartikkelformede materiale i dispersjonen. Vanlig er det det samme materialet.

I disse utførelsesformer av oppfinnelsen er det derfor den vesentlige fordel at den samme tilsetning anvendes både for å tilveiebringe masseliming og for å tilveiebringe mikropartikkelformet retensjon. Videre kan den mikropartikkelformede retensjon forbedres som et resultat av nærværet av limet i enkelte tilfeller, og evnen til å danne limdispersjonen i vesentlig fravær av emulgeringsmiddel betyr at forbedret limyteevne kan oppnås.

Limdispersjonen i samsvar med oppfinnelsen kan innlemmes i tynnmassen (eller tykkmassen) innenfor en vid varietet av andre papirfremstillingsprosesser, dvs. prosesser som beror på andre retensjonssystemer.

F.eks. kan de tilsettes før et polymert retensjonshjelpestoff. I andre foretrukne fremgangsmåter i samsvar med oppfinnelsen tilsettes således limdispersjonen til tynnmassen (eller tykkmassen) og det polymere retensjonshjelpestoff (ofte kationisk) tilsettes deretter, f.eks. ved eller etter det siste punkt med ut-øvelse av høy skjærkraft. Limdispersjonen kan således tilsettes før sentrisikten og retensjonshjelpestoffet etter sentrisikten, f.eks. på vei til innløpskassen eller ved innløpskassen.

I andre prosesser kan dispersjonen tilsettes i stedet for den kjente bruk av bentonitt eller annet mikropartikkelformet materiale. F.eks. kan limdispersjon tilsettes som erstatning for en del eller all bentonitten eller annet mikropartikkelformet materiale som anvendes som en forhåndsbehandling for en tynnmasse eller tykkmasse hvortil det så skal tilsettes et hovedsakelig ikke-ionisk polymer retensjonshjelpestoff eller et kationisk polymer retensjonshjelpestoff eller et anionisk polymert retensjonshjelpestoff. Dette er av særlig verdi når massen er forholdsvis uren og polymeren har foretrukket lav ionisitet, f.eks. 0 til 10 vekt% ionisk monomer og 90 til 100% ikke-ionisk monomer selv om høyere ionisitet med kationiske (eller anioniske) polymerer kan anvendes.

I alle de foregående beskrevne fremgangsmåter i henhold til oppfinnelsen som involverer bruk av et retensjonshjelpestoff kan dette materialet være en kationisk stivelse men er foretrukket en syntetisk høymolekylær polymer, typisk med grenseviskositet over 4dl/g. Grenseviskositetsverdier (IV-verdi) er heri målt ved hjelp av nedhengt nivåviskosimeter ved 20°C i 1N natriumkloridløsning bufret til pH7. IV er generelt over 6 eller 8dl/g. Når polymeren er kationisk er IV typisk i området 8 til 18dl/g men når polymeren er ikke-ionisk eller anionisk er IV typisk i området 10 til 30dl/g.

Når det polymere retensjonshjelpestoff er hovedsakelig ikke-ionisk kan det være av polyetylenoksid men vanligvis er retensjonshjelpestoffet en polymer dannet av etylenumettede monomerer.

Det polymere retensjonshjelpestoff er vanlig en vesentlig vannoppløselig polymer dannet ved polymerisasjon av en vannoppløselig etylenumettet monomer eller monomerblanding. Polymeren kan være anionisk, ikke-ionisk, kationisk (inklusive amfotær) og velges i samsvar med konvensjonelle kriterier.

Egnede ikke-ioniske monomerer inkluderer akrylamid. Egnede kationiske monomerer inkluderer diallyldimetylammoniumklorid og dialkylaminoalkyl (met)-akrylater og -akrylamider (generelt kjent som kvaternære ammoniumsalter eller syre addisjonssalter). Dimetylaminoetyl-akrylat eller -metakrylat-kvaternære ammoniumsalter er ofte spesielt foretrukket. Egnede anioniske monomerer inkludere akrylsyre, metakrylsyre, akrylamido-metylpropansulfonsyre eller andre karboksyl-syremonomerer og sulfonsyremonomerer.

Foretrukne anioniske og kationiske polymerer er generelt kopolymerer med 3 til 70 (ofte 5 til 50) vekt% ionisk monomer og 97 til 30 vekt% akrylamid eller annen ikke-ionisk monomer.

Polymerer med høy molekylvekt kan være forgrenet eller svakt tverrbundet, f.eks. som beskrevet i EP 202,780.

Når prosessen involverer bruk av en polymer med lavere molekylvekt og

høy ladningsdensitet, er denne vanlig en homopolymer med gjentakende kationiske grupper eller en kopolymer med minst 80 vekt% kationisk monomer og 0 til 20 vekt% akrylamid eller annen ikke-ionisk monomer. De kationiske grupper kan væ-re avledet fra hvilke som helst av de kationiske monomerer nevnt i det foregående. Alternativt kan den kationiske polymer med lav molekylvekt være et kon-densasjonsprodukt som f.eks. en dicyandiamidpolymer, et polyamin eller et polye-tylenimin. Uorganiske koagulerende midler (som f.eks. alun) kan anvendes.

Limdispersjonene i samsvar med oppfinnelsen kan også anvendes i prosesser hvori retensjonssystemet omfatter en fenolsulfonharpiks etterfulgt av polyetylenoksid. I disse prosesser kan limdispersjonen tilsettes ved et hvilket som helst trinn i prosessen og kan således tilsettes før eller etter tilsetningen av poly-etylenoksidet, men vanlig etter fenolsulfonharpiksen. Egnede prosesser av denne type er beskrevet i EP 693,146.

Selv om egnede papirfremstillingsprosesser hvortil oppfinnelsen kan anvendes er beskrevet i f.eks. EP 235,893, US 4,927,498, US 4,954,220,

US 5,176,891, US 5,279,807, US 5,167,766, US 5,274,055 og EP 608,986 (inklusive de patentskrifter som er nevnt deri).

Den celluloseholdige dispersjon kan være en hvilken som helst dispersjon egnet for fremstilling av limt papir. Den kan inkludere resirkulert papir. Den kan være uten fyllstoffer eller med fyllstoffer og kan således inneholde hvilke som helst av de konvensjonelle fyllstoffer. Oppfinnelsen er av særlig verdi når suspensjonen inneholder minst 10% fyllstoff, f.eks. opp til 50%.

Fremstillingen av suspensjonen og detaljene ved papirfremstillingsprosessen kan være konvensjonelle bortsett fra innlemmelsen av masselimet og/eller overflatelimet i form av de beskrevne dispersjoner. Som angitt i de ovennevnte patentbeskrivelser er noen av de beskrevne prosesser av særlig verdi når suspensjonen er uren, f.eks. som en følge av langvarig resirkulasjon av bakvannet og/eller bruken av minst 25% mekanisk eller semimekanisk masse og/eller masse hvorfra trykksverte er fjernet.

Mengden av retensjonspolymer som anvendes vil velges innenfor konvensjonelle doseringer og er generelt i området 0,01 til 0,5%, ofte omkring 0,03 til 0,1% basert på den tørre papirvekt. Mengden av mikropartikkelformet materiale, når retensjonsprosessen er en mikropartikkelformet retensjonsprosess, er vanlig i området 0,03 til 3% basert på den tørre papirvekt.

I foretrukne prosesser tilsettes således minst 100 gram polymer og minst 300 g bentonitt eller annet mikropartikkelformet materiale pr. tonn tørr papirvekt.

Når oppfinnelsen anvendes ved produksjon av overflatelimt papir kan dispersjonen tilføres som en limblanding på forhåndsdannet papir. Papir kan således fremstilles og spoles opp på konvensjonell måte og kan så belegges med limdispersjonen i samsvar med oppfinnelsen, som eventuelt inneholder andre tilsetningsmidler.

Oppfinnelsen inkluderer også prosesser hvori overflatelimingen er en del av den totale papirfremstillingsprosess, og i dette tilfelle fremstilles det limte papir ved hjelp av en prosess omfattende innlemmelse av et polymert retensjonshjelpestoff i en celluloseholdig tynnmasse, tynnmassen avvannes for å danne en bane, banen tørkes, den nevnte vandige dispersjon påføres på den tørkede bane og banen

tørkes på nytt.

Følgelig kan limdispersjonen tilsettes på konvensjonell måte ved det konvensjonelle sted i papirfremstillingsprosessen. I praksis fremstilles papiret vanlig på en papirmaskin hvori suspensjonen tilføres viren ved hjelp av en innløpskasse, avvannes, presses og føres gjennom tørker og deretter til en limpresse. Papir-maskinen inkluderer således generelt en limpresse og dispersjonen påføres foretrukket ved limpressen hvor overskudd av dispersjon gjenvinnes og resirkuleres. Oppfinnelsen inkluderer således fremgangsmåter hvori overskudd av dispersjonen påføres varmt, f.eks. ved en temperatur over 40°C, på banen og overskudd av dispersjon gjenvinnes og resirkuleres.

Ettersom den normale produksjonsprosess gjennomføres kontinuerlig med resirkulering av overskudd av limblanding, følger det at limblandingen oppretthol-des ved en forhøyet temperatur i lengre perioder. Denne temperatur er vanlig minst 50°C og kan være opp til 70 til 80°C, ofte omtrent 60°C. Disse betingelser har før den foreliggende oppfinnelse gjerne ført til økning av hydrolysen av anhydridlim med den konvensjonelle dannelse av klebrige klumper, men ved oppfinnelsen er denne uønskede dannelse av klebrige klumper redusert eller unngått. For den første gang er det således mulig å anvende et ASA-lim eller anhydridlim i limpressen uten særlig dannelse av klebrige klumper og uten behov for andre mo-difikasjoner av betingelsene ved limpressen.

Overflatelimingsblandingen kan påføres en våt bane som så tørkes men banen er vanlig fullstendig eller delvis tørr før påføringen av limdispersjonen i samsvar med oppfinnelsen. Når således overflatelimingen gjennomføres under fremstillingen av papir på en papirmaskin blir banen vanlig tørket til under, ved eller mot omgivelsenes fuktighetsinnhold før påføringen av limdispersjonen i samsvar med oppfinnelsen for overflateliming. Typisk omfatter prosessen avvanning av tynnmassen gjennom viren, pressing, hel eller delvis tørking, påføring av dispersjonen og deretter fornyet tørking.

Når limdispersjonen i samsvar med oppfinnelsen anvendes for overflateliming vil papiret vanlig ha blitt masselimt ved innlemmelsen av et reaktivt eller ikke-reaktivt lim i tynnmassen. Således kan ikke-reaktivt eller annet lim innlemmes i tynnmassen (eventuelt inklusivt i tykkmassen hvorfra tynnmassen dannes) på konvensjonell måte eller masselimingen kan være blitt gjennomført i samsvar med oppfinnelsen.

Det papir som skal overflatelimes kan være blitt dannet på en hvilken som helst konvensjonell måte. Det er derfor vanlig fremstilt under anvendelse av et retensjonssystem. Den totale prosess omfatter generelt innlemmelse av et polymert retensjonshjelpestoff i den celluloseholdige tynnmasse, awanning av tynnmassen for å danne banen, banen tørkes, den vandige dispersjon påføres av banen og banen tørkes på nytt. Det polymere retensjonshjelpestoff kan være det eneste materiale som tilsettes for å fremme retensjonen eller et flertall materialer kan anvendes som retensjonssystemet. F.eks. kan retensjonssystemet være et mikropartikkelformet system, som beskrevet i det foregående. Hvis så kan det mikropartikkelformede retensjonsmateriale som anvendes være det samme eller forskjellig fra det mikropartikkelformede material som er tilstede i dispersjonen som påføres banen. Vanlig er materialet det samme. Foretrukket anvendes således bentonitt eller annen svellende leire som en del av det mikropartikkelformede retensjonssystem og som det mikropartikkelformede materiale for overflate-limingsdispersjonen.

I stedet for å anvende et mikropartikkelformet retensjonssystem, kan systemet for fremstilling av papiret som skal overflatelimes bestå av et enkelt dose-ringssystem for den polymere retensjonspolymer eller et multippeldoseringssys-tem omfattende motioniske polymerer. Fremgangsmåten kan således omfatte tilsetning av et kationisk polymert retensjonshjelpestoff etterfulgt av et anionisk polymert retensjonshjelpestoff eller annen anionisk organisk polymer. Om ønsket kan retensjonsprosessen omfatte en forhåndsbehandling, f.eks. med bentonitt eller annet mikropartikkelformet materiale eller en kationisk polymer med lav molekylvekt eller uorganisk koaguleringsmiddel. Hvilke som helst av disse prosesser kan også anvendes i masselimingsprosessen i samsvar med oppfinnelsen, f.eks. som angitt i det foregående.

Mengden av ASA eller annet lim i limdispersjonen i samsvar med oppfinnelsen som anvendes for overflateliming er generelt innenfor de samme områder som drøftet i det foregående for masseliming, typisk 0,05 til 5% lim og 0,05 til 10% partikkelformet materiale, basert på den totale vekt av blandingen. Den totale tørre beleggvekt tilveiebrakt ved overflatelimingen, dvs. den tørre vekt av limet og partikkelformet materiale og hvilket som helst annet materiale som er inkludert er generelt i området 0,07g/m<2> til 65g/m<2>.

Selv om det generelt foretrekkes for masselimingssystemer, for at dispersjonen skal være fri for polyelektrolytt eller annet tilsetningsmiddel, kan de foretrukne overflatelimingsblandinger i samsvar med oppfinnelsen inneholde konvensjonelle limkomponenter, og spesielt konvensjonelle limbindemidler. Selv om limdispersjonen i samsvar med oppfinnelsen generelt fremstilles i nærvær av lite eller intet overflateaktivt middel, kan således bindemidler som stivelse eller annen egnet polymer inkluderes. Stivelsen kan være gelatinert og kan være umodifisert eller modifisert, f.eks. kationisk stivelse. Den tørre vekt av stivelse til reaktivt lim er generelt i området 5:1 til 40:1, dvs. tilsvarende de generelle mengdeforhold av stivelse og lim som konvensjonelt påføres ved liming ved limpressen. Den optimale mengde vil avhenge av andre betingelser, f.eks. den utstrekning (om overhodet) som banen allerede er blitt masselimt. Mengden av stivelse eller annet bindemiddel som påføres i overflatelimbelegget er vanlig i området 0 til 40g/m2.

Når bindemiddel, viskositetsøkede middel eller andre tilsetningsmidler skal inkluderes blir de vanlig blandet inn i limdispersjonen i samsvar med oppfinnelsen etter at denne er blitt fremstilt i vesentlig fravær av tilsetningsmidler, som beskrevet i det foregående.

Det synes som at den tørking som gjennomføres etter masselimingen eller overflatelimingen kan bidra til den heldige liming i samsvar med oppfinnelsen, muligens som en følge av vandring av limet bort fra det mikropartikkelformede materiale som det er assosiert med i dispersjonen og over på de tilliggende papirfibre. Tørking kan gjennomføres ved konvensjonelle temperaturer.

Fordelene ved bruken av limdispersjonene i overflateliming involverer evnen til overflateliming med ASA i prosesser hvor dette tidligere ville ha vært kon-traindikert på grunn av for stor ustabilitet av ASA-limet. Andre fordeler skriver seg fra de spesielle limfordeler som oppnås (f.eks. ved bestemmelse av kompositt-svartliming for blekkstråletrykking) og fordelen med å ha bentonittbelegg eller annet mikropartikkelformet belegg i overflatelimbelegget. Dette gir ønskede egen-skaper til belegget og ved hjelp av oppfinnelsen er det mulig å oppnå både dette og fordelene med innlemmelse av ASA eller annet flytende lim.

For optimale resultater synes det å være ønskelig at det mikropartikkelformede materiale bør innvirke intimt med den eksponerte overflate av limpartiklene som dannes i dispersjonen. F.eks. viser fotografisk undersøkelse av foretrukne blandinger i samsvar med oppfinnelsen (under anvendelse av et anhydridlim og bentonitt eller annen svellende leire) fremstilt i nærvær av bløtt vann at mange eller hovedsakelig alle overflatene av limpartiklene er dekket med og øyensynlig assosiert med småplatene av den svellende leire. I blandinger som er mindre tilfredsstillende (som f.eks. blandinger som bare er marginalt stabile og er blitt fremstilt i nærvær av hardt vann og med utilstrekkelig emulgeringsmiddel for å kom-pensere for hardheten) er der signifikante udekkede overflater på limpartiklene, tydelig uten assosiasjon mellom disse udekkede overflater og det mikropartikkelformede materiale.

Uansett mekanismen finnes det en nær innvirkning mellom limet og det mikropartikkelformede materiale med det resultat at enkel ekstraksjon av dispersjonen med et organisk løsningsmiddel kan resultere i ekstraksjon av intet, eller høyst en liten andel, av limet fra dispersjonen.

De foretrukne mikropartikkelformede materialer er dem som ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, ved fotografisk undersøkelse (ved optisk mikroskop) kan vises og vise nær assosiasjon mellom det mikropartikkelformede materiale og limet. Det er uklart om denne assosiasjon skyldes ionisk innvirkning (muligens med delvis hydroliserte grupper ved overflatene av limpartiklene) eller om den skyldes annen fysisk innvirkning.

Det etterfølgende er eksempler.

Eksempel 1

Papir ble fremstilt i samsvar med «Hydrokol»-prosessen som beskrevet i EP-A-235,893 ved å blande en passende mengde (vanlig i området 300 til 800g/t) vannoppløselig kationisk polymert retensjonshjelpestoff med grenseviskositet IV over 6dl/g etterfulgt ved skjærkraftblanding i den vanlige papirfremstillingsappara-tur etterfulgt ved tilsetning av en vandig dispersjon av aktivert bentonitt. Den tørre vekt av papiret var omtrent 165g/m<2>.

ASA-lim ble emulgert i hardt vann i nærvær av 5% (basert på limet) emulgeringsmiddel for å fremstille en stabil emulsjon. Denne ble så tilsatt bentonittdispersjonen med en dosering på 2kg/t (basert på endelig papir). Når tilleggsvannet var meget hardt var Cobb-verdien av det endelige papir 35 men når tilleggsvannet var bløtt var Cobb-verdien 30.

Når fremgangsmåten ble gjentatt under anvendelse av ublandet lim inneholdende 1% overflateaktivt middel homogenisert direkte inn i bentonittsuspensjo-nen, var de tilsvarende Cobb-verdier 30 og 27. Det var ikke mulig å danne en stabil emulsjon fra ASA-limet inneholdende denne mengde emulgeringsmiddel i fravær av bentonitten, verken i bløtt vann eller hardt vann. De reduserte Cobb-verdier viser fordelene med å gjennomføre fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen enten i hardt vann eller bløtt vann med mindre emulgeringsmiddel enn den som kreves for å danne en stabil emulsjon av limet i vann.

Når denne prosess ble gjentatt under anvendelse av ASA-lim i totalt fravær av overflateaktivt middel, var det vanskelig å oppnå en tilstrekkelig stabil dispersjon av det mikropartikkelformede materiale og lim i hardt vann, men i bløtt vann ble det dannet en stabil dispersjon og Cobb-verdien i det endelige papir var 26. Dette viser den videre fordel som oppnås ved å gjennomføre fremgangsmåten i fravær av emulgerende overflateaktivt middel.

Dette viser at selv om en tilfredsstillende dispersjon kan fremstilles i nærvær av 5% emulgeringsmiddel, oppnås de beste resultater med lave eller null mengder overflateaktivt middel.

Eksempel 2

0,65 deler ublandet ASA (fritt for emulgeringsmiddel eller andre tilsetningsmidler) blandes inn i en dispersjon av en del aktivert bentonitt i 99 deler vann. Når vannet i bentonittdispersjonen er hardt kan den resulterende dispersjon ses å ha en oljeaktiv tendens. Når vannet i bentonittdispersjonen er bløtt synes den resulterende dispersjon mindre oljeaktig. Når 0,2 deler EDTA natriumsalt inkluderes i vannet av bentonittdispersjonen før dispergering av bentonitten deri synes den resulterende dispersjon inneholdende ASA-limet meget ensartet og stabil og gir forbedret limeffektivitet, både som et masselim eller som et overflatelim.

I hver av disse tester foregikk blandingen ved hjelp av noen sekunders homogenisering under anvendelse av en Silverson-blander.

Eksempel 3

Dette er et eksempel på en prosess i likhet med eksempel 1 bortsett fra at dispersjonen i samsvar med oppfinnelsen ble fremstilt under anvendelse av ASA og 1% overflateaktivt middel homogenisert direkte i en BMA kolloidal silika vandig dispersjon. Cobb-verdiene var som følger.

Eksempel 4

Fremgangsmåten i eksempel 1 ble gjentatt under anvendelse av ublandet ASA emulgert inn i en bentonittslurry ved 4%. Resultatene vist i tabell 2 ble oppnådd.

Eksempel 5

Ublandet ASA ble dispergert i vandig bentonitt som i eksempel 1.

I prosess A ble limdispersjonen blandet inn i en celluloseholdig masse basert på avfallspapir etterfulgt av en hovedsakelig ikke-ionisk polymer etter fire

inversjoner. I prosess B ble det polymere retensjonshjelpestoff tilsatt, systemet ble omrørt turbulent, og limdispersjonen ble tilsatt og blandet under anvendelse av fire inversjoner. I prosess C ble limdispersjonen tilsatt og blandet med fire inversjoner, men intet retensjonshjelpestoff ble tilsatt.

Resultatene er vist i tabell 3.

Eksempel 6

I dette eksempel og i de andre eksempler med bentonitt, ble bentonittslur-rien underkastet turbulent skjærkraft under anvendelse av en Silverson-blander med høy skjærkraft med 1200 rpm og ASA ble injisert inn i denne slurry og skjær-kraftutøvelsen ble fortsatt i omtrent 30 sek.

Det foreliggende eksempel reproduserte fremgangsmåten i eksempel 1 under anvendelse av slike dispersjoner dannet med og uten overflateaktivt middel. I prosess C ble ublandet ASA dispergert inn i limblandingen i fravær av overflateaktivt middel. I prosess D ble slurrien dispergert i nærvær av 1% overflateaktivt middel. Resultatene er vist i tabell 4.

Eksempel 7

I denne prosess ble en 5% sats av bentonittdispersjon fremstilt under anvendelse av avmineralisert vann og ublandet ASA ble så skjærkraftblandet inn i denne dispersjon, som tidligere i fravær av emulgeringsmiddel.

100g/t av en fenolsulfonharpiks ble blandet inn i avfallspapirmassen etterfulgt av 100g/t polyetylenoksid etterfulgt av ASA bentonitt limdispersjon.

Resultatene er vist i tabell 5.

Eksempel 8

"lOOml av en 0,1% bentonittslurry i vann ble turbulensblandet under anvendelse av et Silverson-emulgeringsapparat. Etter 5 sekunder ble 1ml ublandet ASA-lim tilsatt og den resulterende dispersjon ble turbulensblandet i ytterligere 30 sekunder.

Denne dispersjon ble belagt på en dekkpapirpapp med en ubelagt 60 sekunders Cobb-verdi på over 200 gsm under anvendelse av en K-stav nr. 7. Den ubehandlede dekkpapirpapp ble tørket på en roterende polerende tørke ved 60°C i 4 minutter. Banen ble så tørket i en ovn ved 110°C i 30 minutter. Etter kondisjonering over natten var den 60 sekunders Cobb-verdi 20,0gsm.

Eksempel 9

Ublandet ASA ble emulgert inn i vann inneholdende varierende mengde bentonitt for å danne en limdispersjon som nærmest umiddelbart ble belagt trykk-papir/skrivepapir som på forhånd var blitt masselimt. Betegningen med ASA-limdispersjonen i samsvar med oppfinnelsen resulterte i overflateliming til å gi et substrat for blekkstråletrykking. Dette ble så underkastet en standard Hewlett Packard komposittsvart bedømmelse og det optiske densitetsminimum for hver blanding ble bestemt. Resultatene er vist i tabell 6.

Det innses at alle disse eksemplene som er de beste limeresultater er angitt ved den laveste Cobb-verdi og at i tabell 6 den beste belegningskvalitet er in-dikert ved hjelp av den høyeste optiske densitetsverdi.

I forskjellige eksempler viser således limfordelene ved oppfinnelsen og at disse fordeler maksimeres når det overflateaktive middel er utelatt.

Claims (20)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en limdispersjon av et reaktivt lim som er flytende ved romtemperatur, karakterisert ved at det reaktive lim dispergeres som en ublandet væske inn i en dispersjon av anionisk mikropartikkelformet materiale i vann, hvor dispersjonen dannes i fravær av kationisk polyelektrolytt og i fravær av emulgerende overflateaktivt middel eller i nærvær av ikke mer enn 2 vekt% (basert på vekten av reaktivt lim) overflateaktivt middel.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at limet er et reaktivt anhydridlim.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anioniske mikropartikkelformede materiale er valgt fra svellende leirer, silika, polykiselsyre, polysilikat-mikrogel og polyalumino-silikat-mikrogel.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det mikropartikkelformede materiale er bentonitt.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at vannet er bløtt vann.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at dispersjonen dannes i vesentlig fravær av kationiske materialer.

7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at dispersjonen dannes i fravær av overflateaktivt middel eller i nærvær av ikke mer enn 1% overflateaktivt middel, og at det overflateaktive middel er valgt fra ikke-ioniske og anioniske overflateaktive midler.

8. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det tilveiebringes en stabil dispersjon av det anioniske mikropartikkelformede materiale og deretter røres limet inn i denne dispersjon.

9. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av de foregående krav, karakterisert ved at vannet gjøres bløtt ved ionebytterbehandling og/eller ved at dispersjonen dannes i nærvær av et sekvestrerende middel.

10. Limdispersjon, karakterisert ved at den omfatter en dispersjon i vann av et reaktivt lim som er flytende ved romtemperatur og anionisk mikropartikkelformet materiale som stabiliserer dispersjonen, og at dispersjonen er hovedsakelig fri for kationisk polyelektrolytt og er fri for overflateaktivt middel eller ikke inneholder mer enn 2%, foretrukket ikke mer enn 1%, overflateaktivt middel.

11. Anvendelse av en limdispersjon fremstilt ved hjelp av en fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 9 for liming av papir.

12. Anvendelse ifølge krav 11 hvor papiret er masselimt ved innlemmelse av dispersjonen inn i en celluloseholdig tynnmassesuspensjon og suspensjonen er deretter awannet gjennom en vire for å danne en bane og banen er tørket.

13. Anvendelse ifølge krav 12 hvor et polymert retensjonshjelpestoff er innlemmet i den celluloseholdige tynnmasse og den vandige dispersjon av reaktivt lim og anionisk mikropartikkelformet materiale er deretter blandet inn i tynnmassen som et mikropartikkelformet retensjonsmateriale og suspensjonen er deretter awannet.

14. Anvendelse ifølge krav 13 hvor dispersjonen som er innlemmet i den celluloseholdige tynnmasse, er blitt fremstilt ved hjelp av en fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 9 og er hovedsakelig fri for tilsetningsmidler valgt fra kationiske polyelektrolytter og overflateaktive midler.

15. Anvendelse ifølge krav 12 hvor et mikropartikkelformet retensjonssystem omfattende et polymert retensjonshjelpestoff og et mikropartikkelformet anionisk materiale er anvendt og hvor det er tilveiebragt en celluloseholdig suspensjon inneholdende det polymere retensjonshjelpestoff, en dispersjon i vann og som inneholder det mikropartikkelformede anioniske materiale og det vannuoppløselige reaktive lim er deretter blandet inn i suspensjonen, suspensjonen er awannet for å danne en bane og banen er tørket, hvor den vandige dispersjonen som inneholder det mikropartikkelformede materialet og det reaktive limet er hovedsakelig fri for tilsetningsmidler valgt fra kationiske polyelektrolytter og overflateaktive midler.

16. Anvendelse ifølge krav 12 hvor dispersjonen er innlemmet i den celluloseholdige suspensjon og det polymere retensjonshjelpestoff er deretter tilsatt.

17. Anvendelse ifølge krav 12 hvor en fenolsulfonharpiks er innlemmet i suspensjonen etterfulgt av en polyetylenoksidharpiks som et retensjonssystem og dispersjonen er tilsatt suspensjonen før eller etter tilsetningen av polyetylen-oksidet.

18. Anvendelse ifølge krav 11 hvor papiret er overflatelimt ved belegging av papiret med dispersjonen.

19. Anvendelse ifølge krav 18 hvor ytterligere viskositetsøkende og/eller beleg-ningskomponenter er inkludert i dispersjonen før dispersjonen er belagt på papiret.

20. Anvendelse ifølge krav 18 eller 19 hvor et polymert retensjonshjelpestoff er innlemmet i en celluloseholdig tynnmasse, tynnmassen er deretter awannet for å danne en bane, banen er tørket, den vandige dispersjon er påført banen og banen er tørket på nytt.