NO744575L - - Google Patents

Description

"Middel og fremgangsmåte til behandling

av cellulosehoIdige materialer"

Den foreliggende oppfinnelse angår behandling av celluloseholdige materialer, mer spesielt liming av papir og behandling av tekstiler for å gjøre disse vanntette, samt tilveiebringelse av mid-ler herfor. Det er kjent at fremgangsmåter til behandling av céllulose-holdige materialer hvor materialet behandles med et middel med hvilket det kan bindes kjemisk, ville kunne innebære betydelige fordeler sammenlignet med prosesser hvor behandlingsmiddelet holdes på plass utelukkende ved fysikalske tiltrekningskrefter så som Van der waals

krefter. Følgelig er det blitt fremsatt forslag som innebærer bruk av kjemiske forbindelser inneholdende en reaktiv gruppe som er istand til å reagere med hydroksylgrupper i cellulosematerialet. Det ble nå oppdaget at en slik reaktiv gruppe er cykliske imider som har en

elektron-fjernende gruppe ved nitrogenatomet. For at det cykliske imid skal lime eller gjøre vanntett, må det også være substituert med en hydrofob gruppe.

I henhold til et trekk ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte til behandling, av celluloseholdige materialer hvor dette bringes i kontakt med en dispersjon av et cyklisk imid som er substituert med en alifatisk hydrofob gruppe og N-substituert med en eléktronfjernende gruppe ved en temperatur som er tilstrekkelig høy til at reaksjonen med et celluloseholdige materiale vil finne sted.

I visse utførelsesformer av oppfinnelsen kan det substituerte cykliske imid ha den følgende generelle formel

hvor R representerer et diradikal som inngår i en imid-ring med 6 eller fortrinnsvis 5 ledd, x representerer en eléktronfjernende gruppe og Y representerer et hydrofobt alifatisk radikal. De bemerkes at X og Y kan danne en enkelt substituent ved N-atornet, dvs. danne N - x - Y. ^ .

R kan hensiktsmessig være et dimetylen- eller et trimetylen-diradikal, som eventuelt er substituért med et eller flere alifatiske radikaler, be alifatiske radikaler kan sammen med dimety len- eller trimetylen-karbonatomene danne en ring, som kan være karbocyklisk. R kan hensiktsmessig omfatte en seksleddet ring så som et cykloheksan eller cykloheksen eller et sådant diradikal med en metylen- eller oksygen-bro mellom 3- og 6-stillingene. R, hvad-

enten den er en ring eller ikke, kan være etylenisk umettet og kan være substituert med en eller flere hydrofobe alifatiske grupper.

Skjønt R kan omfatte en aromatisk ring, som eventuelt hensiktsmessig er substituert, er det blitt oppnådd bedre resultater når R ikke var aromatisk. I henhold til en foretrukken utførelsesform kan de cykliske imider således tilsvare den ovenfor angitte generelle formel hvorrR er ikke-aromatisk og x og Y er som angitt ovenfor. Det skal bemerkes at den eléktronfjernende gruppe må være

i en slik stilling at den kan fjerne elektroner fra nitrogenatomet

i det cykliske imid. Typisk kan den eléktronfjernende gruppe være en karbonyl^-gruppe ved nitrogenatomet. Karbonylgruppen forbinder fortrinnsvis det cykliske imid med den hydrofobe alifatiske gruppe.

Ifølge et spesielt trekk ved oppfinnelsen tilveiebringes således cykliske N-acyl-imider inneholdende en hydrofob alifatisk gruppe, spesielt ikke-aromatiske cykliske imider.

Den alifatiske hydrofobe gruppe er hensiktsmessig en hy-drokaebongruppe. Den alifatiske gruppens hydrofobisitet avhenger i

stor grad av antallet av karbonatomer i en enkelt kjede i gruppen, slik at jo større antallet er, desto høyere er graden av hydrofobisitet opp til ca. 22 karbonatomer. Antallet av karbonatomer er hensiktsmessig minst 12, fordelaktig minst 16, og fortrinnsvis opp til ca. 26.

Nitrogenatomet kan være substituértemed kortkjedede acylgrupper så som acetyl, men acylgruppen inneholder fortrinnsvis en lang kjede på minst 12 karbonatomer. Spesielt er acylgruppen palmitoyl, stearoyl eller behenoyl, eller de tilsvarende umettede grupper, for eksempel de som avledes fra oljesyre og linolsyre, fordi slike acylgrupper er både eléktronfjernende og hydrofobe.

Særdeles godt egnede cykliske imider som gir vannfrastø-tende egenskaper, er succinimid, cyklohéksan-l,2-dikarboksimid og 4-cykloheksen-l,2-dikarboksimid, alle N-substituert med en stearoyl-,

palmitoyl eller dehenoyl-gruppe, og andre egnede cykliske imider innbefatter på lignende måte N-substituert glutarimid og 3,6-endokso-4-cykloheksan-l,2-dikarboksimid. Hvilket som helst av de nevnte cykliske imider kan være substituert med en alkylgruppe fra til langkjedede grupper så som paImityl eller stearyl..

Uttrykket "disparsjon" brukes her til å betegne både opp-løsninger i egnede organiske væsker, og vandige emulsjoner.

Blandinger til behandling av det celluloseholdige materiale kan fremstilles ved at man oppløser imidet i den ikke-reaktive organiske væske. Uttrykket "ikke reaktiv organisk væske" antyder at man velger en organisk væske som ikke reagerer med imidet og det celluloseholdige materiale. En slik væske har ingen hydrokayå- og aminogrupper, slik at eksempelvis metanol er uegnet, mens hydrokar-boner, halogenkarboner eller halogenhydrokarboner, som for eksempel benzen, toluen, diklormetan eller karbontetraklorid og alifatiske estere og ketoner er egnet. Foretrukne væsker har et kokepunkt

under ca. 150°C, fortrinnsvis under 100°C, slik at avdamping fra det celluloseholdige materiale blir lettere og krever mindre energi-Blandinger som er spesielt fremstilt for liming av et vandig<p>a<p>irmateriale, men som også kan anvendes til behandling av de andre celluloseholdige materialer, kan fremstilles ved emulgering av de cykliske imider i vann. Hensiktsmessig kan emulsjonen også inneholde et retensjonsmiddel, som i regelen er. en kationisk poly-elektrplytt eller er anionisk eller ikke-ionisk. Vektforholdet mellom totalmengden av reteasjonmiddel og imid er hensiktsmessig fra ca. 2:1 til ls50, fortrinnsvis 2:1 til 1:20. Egnede retensjonsmidler innbefatter kationiske organiske polymerer som beskrevet i det britiske patent hr. 1 274 654, spesielt de der beskrevne kationiske stivelser, og også polyakrylamider, eventuelt kopolymerisert med

umettede aminsalter og polyamider generelt, herunder polyamid-poly-aminer og polyetyleniminer, og epyklorhydrin-kondensatér av disse. Det antas at slike retensjonsmidler, som ikke reagerer kjemisk med selve cellulosemateriaiet, virker slik at det cykliske imid bringes i intim kontakt, med materialet, slik at mengden av imid som kreves for å gi en viss grad av liming, nedsettes endog til ca. halvparten av den mengde som kreves i fravær av retensjonsmiddel©t.

Den vandige emulsjon kan inneholde et emulgeringsmiddel i et vektforhold til det cykliske imid på å»l. til 1:50, forttinaøvis 1:2 til 1:50. Egnede.emulgeringsroidler er beskrevet i den tyske patentsøknad nr. 2 307-512 (Laporte industries) i det avsnitt som forbinder sidene 6 og 7, og de der gitte opplysninger gjøres for såvidt gjeldende for nærværende søknad.

En av de virkninger som fås når konsentrasjonen av limings-middel, reteasjonsmiddel og/eller emalgeringsmiddel Økes, er en økning av emulsjonens viskositet. For oppnåelse av lavest mulige

lagrings- og transportkostnader vil man selvsagt la emulsjonens konsentrasjon være så høy som mulig, og i praksis vil man avveie dette hensyn mot de ulemper som følger med øket viskositet og de derav følgende dårligere flyteegenskaper. Den vandige emulsjon inneholder vanligvis 1-10 vekt% 1imingsmidde1, 0-5 vekt% emulgeringsmiddel og 0,03-10 vekt% retensjonsmiddel, idet vektforhoådet mellom lim og emulgeringsmiddel og retensjonsmiddel velges i over-ensstemmelse med de ovenfor angitte forhold.

Det celluloseholdige materialé kan hensiktsmessig inneholde cellulose eller regenerert cellulose, så som bomull].,lin eller rayon eller blandinger derav eller typisk, papir. Papiret

kan med fordel være 1 form av vandig papirmateriale^ som hensiktsmessig kan være produsert ved hvilken som helst konvensjonell prosess, for eksempel mekanisk tremasse, halvkjemisk masse eller kjemisk masse. Papiret eller massen kan være bleket, halvbléket eller ubleket og kan inneholde fyllstoffer éller pigmenter så som leire, for eksempel kaolin, kalsiumkarbonat, titandioksyd eller sinkok-syder. Konvensjonelt blir vandig pa pir nu* te ria lé bragt i kontakt

med lim i form av en vandig emulsjon. Retensjonsmidler s&nsom polyamider eller polyakrylamider kan tilsettes til massen adskilt fra emulsjonen og blir deretter fortrinnsvis ikke utsatt for store skjærkrefter. Emulsjonene kan med fordel bringes i kontakt med massen under moderat sure eller nøytrale til svakt alkaliske betingelser, det vil si fra ca. pH 4 til 10* Fortrinnsvis anvendes en pH på 7-9»hvorved det er mulig å anvende fyllstoffer så som kalsiumkarbonat og å unngå mindre gunstige aldringsegenskaper og styrke-egenskaper som papir fremstilt under sure betingelser gjerne oppvi-ser i

Det celluloseholdige materiale kan i form av tørrede ark eller ruller hensiktsmessig behandles ved hvilken som helst konvensjonell prosess som anvendes ved impregnering av fibermaterialer.

Tørrede arktelier ruller av papir eller annet cellulosemateriale,

for eksempel tekstilduk, kan således føres gjennom et bad jsom inneholder en oppløsning av det cykliske imid i et passende organisk oppløsningsmiddel, som angitt ovenfor. Konsentrasjonen av det cykliske imid i oppløsningen og mengden av oppløsning som absorberes av substratet, bestemmer mengden av cyklisk imid som tilsettes til substratet: en stor andel av det cykliske imid reagerer faktisk med

cellulosen. Alternativt kan badet inneholde en vandig emulsjon av det cykliske imid. Den mengde av blandingen som absorberes av

arkene eller rullene, kan reguleres ved konvensjonelle metoder, så som ved bruk av pressvalser. Andre egnede impregnerihgsmetoder innbefatter børsting, sprøyting eller rulling.

Etter kontakt mellom blandinger inneholdende det cykliske imid og det celluloseholdige materiale blir dette tørret. Tempera-turen i tørretrinnet velges slik at materialet ikke skades, men er typisk høyere enn ca. 50°c, for eksempel blir papir ofte tørret ved 70-120°C, tekstiler ved 100-150°C. Dispersjoneri anvendes fortrinnsvis i en slik mengde og med slike konsentrasjoner at det tekstil som er gjort vanntett eller det papir som er limet, etter tørring inneholder iallfall så meget cyklisk imid åt den ønskede grad av impregnering eller liming erholdes.

En av virkningene av variasjon av diradikalet R i det cykliske imid er variasjon i den tid emulsjonen kan lagres uten betydelig eller altfor stor nédsettelse av dens evne til å lime. Maleinsyreimid og lignende etylenisk umettede cykliske imider bør fortrinnsvis ikke anvendes i vandig emulsjon, da de gjerne taper sin limingsevne altfor raskt. Ifølge visse utførelsesformer av oppfinnelsen tilveiebringes en vandig emulsjon inneholdende succinimid eller lignende imider hvor dimetylen-gruppen er erstattet av en seksleddet ring, N-acylert med én hydrofob gruppe, som kan lagres i flere måneder, som krever bare små mengder cyklisk imid av størrel-sesorden 0,3% eller mindre for oppnåelse av en tilfredsstillende liming av papir, og som er istand til å gi sådan liming rimelig hurtig ved en temperatur ikke over 110°C;

Cykliske imider antas å kunne reagere med cellulose forutsatt at tilstrekkelig forserende betingelser tilveiebringes. Skal reaksjon inntre ved en temperatur under 150°C, det vil si under den høyeste temperatur ved hvilken tekstiler normalt tørres, er det formentlig nødvendig at imidringen aktiveres. Dette kan oppnås ved at imidringen ved nitrogenatomet substitueree med en eléktronfjernende gruppe så som en acylgruppe. Det antas åt virkningen kan forbedres ved tilveiebringelse av spenninger i imidringen, som for eksempel i N-substituert 4-cykloheksen-l,2-dikarboksimid. Aktivering av de cykliske imider til reaksjon med cellulose vil også formentlig re-sultere i aktivering til reaksjon med vann. En altfor sterk aktivering, som i maleinsyreimid og lignende cykliske imider, kan resul-tere i vandige emulsjoner som har dårlig stabilitet, men det må forstås at slike imider kan anvendes med godt resultat oppløst i ikke-reaktive organiske væsker.

Iallfall en del av de N-acyl-substituerte cykliske imider kan fremstilles ved den følgende generelle metode, som er beskrevet av Rothman, Serot og Swern i Journal og OrganicChemistry, bind 29, s. 646-650, publisert i mars 1964, idét reaktantene varieres på egnet måte. Kort sagt innebærer metoden smelting åv et valgt cyklisk imid sammen med en valgt enol-ester, for eksempel smelting av succinimid sammen med isopropenylstearat under dannelse av N-steae royl-succinimid.Fremstillingen av visse cykliske N-lauroyl- og N-stearoyl-iraider ble beskrevet i ovennevnte artikkel av Rothman, dog uten noen angivelse av hva de kunne brukes til.

Det ble nå funnet en ny eller forbedret fremgangsmåte til fremstilling av N-acylerte cykliske imider, hvor et cyklisk imid

omsettes med et langkjedet acylklorid og et tertiært amin i oppløs-ning ved forhøyet temperatur, med påfølgende utvinning av cyklisk imid som er langkjede-acylert ved nitrogenatomet. Tertiært åmin-hydroklorid utgjør et biprodukt.

Et foretrukket løsningsmiddel oppløser begge reaktanter og det N-acylerte cykliske imid, men oppløser ikke det tertiære arain-hydroklorid. Et slikt foretrukket løsningsmiddel er diklorpropan.

Det tertiære amin kan hensiktsmessig være trietylamin. Reaksjonen

kan hensiktsmessig utføres ved en temperatur på 0-100°c; fortrinnsvis 40-60°c, under utfelling av tertiært aminhydroklorid, hvilket vanligvis tar ca. 10 minutter etter tilsetning av alt acylklorid, og filtratet blir fortrinnsvis holdt ved reaksjonstemperaturen. Det utfelté stoff kan vaskes godt med løsningsmiddel, det vil si diklorpropan. Det N-acylerte cykliske imid kan hensiktsmessig utvinnes ved inndampihg, eksempelvis under anvendelse av en roterende fordamper, og renses ved omkrystallisering av residuet fra aceton eller petroleter (60-80°).Cykliske imider som er langkjede-acylert ved nitrogenatomet, kan fremstilles ved denne fremgangsmåte, og frem-stillingen av N-stearoyl-4-cykloheksen-l,2-dikarboksimid er et typisk eksempel.

Unntatt som beskrevet i ovennevnte artikkel av Rothman et al. tilveiebringes følgelig i henhold til et ytterligere trekk ved

oppfinnelsen cykliske imider som er substituert med en alifatisk hydrofob gruppe og N-substituert med en eléktronfjernende gruppe. Ifølge et annet trekk ved.oppfinnelsen tilveiebringes også blandinger omfattende en vandig emulsjon av cykliske imider som er substituert med en alifatisk hydrofob gruppe og N-substituert med en elék-tronf jernende gruppe.

Det vil også forstås at de her beskrevne substituerte cykliske imider kan anvendes til belegning eller liming av materialer som mangler reaktive grupper, og under slike omstendigheter vil materialet bli vannavstøtende på lignende måte som ved kjente ikke-reaktive belegningsmidler så som voks, voksaktige alifatiske alkoholer eller aminer med molekylvekt på ca. 150 eller mer.

Forskjellige utførelsesformer av oppfinnelsen skal nå be-skrives nærmere ved hjelp av eksempler.

I eksemplene 1-5 besto det celluloseholdige materiale som skulle behandles (limes), av papirhåndduker fremstilt ved hjelp av

et paplrmasse-utprøvningsapparat (Mavis British Standard; apparatet leveres av H.E. Messmer, London) av bleket sulfittmasse malt til en malingsgrad på 35° målt ved metoden til Schopper Riegler. 2 liter

masse med en konsistens på 0,6% og en Ønsket pH ble desintegrert inntil 1800 omdreininger var fullført, limet ble tilsatt, og massen ytterligere desintegrert under anvendelse av 1800 omdreininger. Når et retensjonsmiddel annet enn en kationisk stivelse ble anvendt, ble 250 omdreininger påplusset etter tilsetningen av limet, og desinte-greringen ble fortsatt inntil ytterligere 1550 omdreininger var full-ført. Etter desintegreringsbehandlingen ble porsjoner på 200 ml masse Overført til handdukaraskinen, i hvilken vannets pH>på forhånd ble innstilt på den ønskede pH. Duker ble nå fremstilt under anvendelse av den standardiserte arbeidsmåte og ble tørret pg herdet ved oppvar-ming på en roterende valse i 2,5 minutt eller 8,75 minutt ved en temperatur på 110 c, med mindre annet er sagt. Etter en halv time, da

dukene var kondisjonert under standardbetingelser på 20°c og 65% relativ fuktighet, ble limingen av dukene utprøvet etter metoden til Cobb. Ved denne prøve blir dukene bragt i kontakt med vann i en valgt tid, her 1 minutt, og resultatet uttrykkes i gram vann absor-bert pr. kvadratmeter papir. Jo lavere denne verdi er, desto mér

effektiv har limingen vært. uttrykket "tilsétningsmengde" i tabel-lene er gitt ved formelen Vc/W, hvor V er volumet av emulsjonen eller oppløsningen i liter, c er konsentrasjonen i gram pr. liter av cyklisk imid, og w er fibervekten (ovnstørret) i gram i det papir eller den masse som limes. Mengden av lim i det ovnstørrede papir vil i regelen være lavere enn tilsetningsmengden når det anvendes vandige emulsjoner, på grunn av ufullstendig retensjon av limet.

I eksemplene er de angitte data for retensjonsmidler bortsett fra kationisk stivelse den prosentvise vektmengde av det aktive ingrediens basert på vekten av fibre i det ovnstørrede papir, og for den kationiske stivelse er det den prosentvise vektmengde av sti-ve Isesblanding på samme basis som er angitt.

Emulsjon Bi Eksempel 1 og oppløsningene SA og SB i Eksempel 4 er angitt for sammenligningsformål. De øvrige emulsjoner og oppløsninger i eksemplene gjelder den foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 1

Hver av emulsjonene A til AA ble fremstilt ved den følgende generelle fremgangsmåte. Først ble limet og emulgeringsmidlene opp-løst i 15 ml tørr aceton, som deretter ble blandet med 50 ml vann eller 50 ml av en oppløsning av en kationisk stivelse under anvendelse av et emulgeringsmiddel som leveres av Kinnematica GmbH under handelsnavnet POLYTRON PT 2000. Eventuelle andre retensjonsmidler ble tilsatt etter at emulgering med vann eller stivelse var full-ført, for eksempel ved omrøring i minst 2 minutter.

Forskjellige kommersielle produkter ble anvendt som retensjonsmidler eller emulgeringsmidler i emulsjonene, da dette var mest praktisk. Disse produkter kan selvsagt erstattes méd andre produkter som faller innenfor de generelle grupper av forbindelser som er beskrevet ovenfor. Emulgeringsmidlene El og E2 var henholdsvis sorbi-tanmonopalmitat og polyoksyetylen-(20)-sorbitan-monopalmitat, som leveres av Honeywill Atlas Limited under handelsnavnene SPAN 40 og TWEEN 40. -

Emulgeringsmiddel E3 var, et kondehøat åv kokosnøttfettsyre-amin og etylenoksyd, hvilket lederes av LankroChemicals Limited under, handelsnavnet ÉTHYLAN TC. ~

Emulgeringsmiddel E4 var cetylpyridiniumbromid. •.

.Retensjonsmiddelet Ri var en 50 vekt%'s vandig oppløsning

av kationisk harpikskondensat av amid, båse og formaIdehyd, hvilket leveres åv I.CI. Limited under handelsnavnet PERMINAL FC-P.

Retensjonsmiddelet R2 var en 23 vekt%'s vandig oppløsning av et kationisk retensjonsmiddel som leveres åv J. Crosfield&Sons under handelsnavnet PRIMEX.

Retensjonsmiddelét R3 var en kationisk kvaternært ammonium-maisstivelse, som leveres åv Corn Products Limited under handelsnavnet Q TAC.

Retensjonsmiddeiét R4 vår en 28 vekt%'s oppløsning av en nitrogenholdig kationisk polyeléktrolytt som leveres .av 8tfc8khfatiBelilander handelsnavnet STOCKHAUSEN K225FL.

Retensjonsmiddel R5 var en 10 vekt%'s oppløsning av epi-klorhydrin-modifisert polyamid, som leveres av Hercules Powdér Co.,

under handelsnavnetKYMENE 557.

Retensjonsmiddel R6 var en fast nitrogenholdig kationisk polymer av polyelektrolytt-typen, som leveres av Allied colloids under handelsnavnet FERCOL 292.

Limet som var basert på cyklisk imid, var som følger:

Sl, N-stearoyl succinimid; S2, N-stearoyl-glutarimid; S3, N-acetyl-heksadecyl-succinimid (for sammenligning); S4, S5 og S6 og S7 henholdsvis N-lauroyl-, N-myristoyl-, N-palmitoyl- og N-behenoyl-succinimid, og S8, N-stearoyl-4-cykloheksen-l,2-dikarboksimid.

Komponentene i emulsjonenene A til AA er angitt i Tabell 1, og emulsjonenes limingsevne er angitt i Tabell 2.

Cobb-verdiéne i Tabell 3 erholdtes etter at hånddukene var tørret i 2,5 minutt ved 110°C.

Som Tabell 2 viser ble det med N-stearoylsuccinimid oppnådd tilfredsstillende liming ved emulgeringsmiddelkonsentrasjoner va-rierende innenfor, en tierpotens, og limingen ble bedre ved økende konsentrasjon. Fordelen med retensjonsmidlene kan ses ved sammenligning mellom resultatene for emulsjonene J til N og emulsjonene P til Q. Ved bruk av J til N viser resultatene klart at når mengden av det annet hjelpemiddel Økes, mens de Øvrige bestanddeler i emulsjonen holdes konstant, synker den tilsétningsmengde regnet i vekt% som er påkrevet for oppnåelse av en gitt limingsgrad, eksempelvis fra 0,26% ved bruk av j til 0,10% ved bruk av N når man i begge til-feller skal ha én cobb-verdi på 21. Ved bruk av P til R er tendensen noe mindre klar, men en sammenligning mellom 0,09/0,10% tilsétningsmengde for Pog R viser Cobb-verdier på 64 og 45 for P, men 24 og 22 for R, det vil si at R gir nesten full liming, mens P ikke engang

har nådd halv liming.

Ved sammenligning mellom de resultater som erholdtes ved bruk av emulsjoner B og de som erholdtes véd bruk av hvilken som helst annen av emulsjonene A og 0 til R vil det ses at den liming som ble oppnådd med N-acetyl-heksadecylsuccinimid var meget dårlig, og at den ikke ble vesentlig forbedret når herde/tØrre-trinnet var 8,75 minutter. Det succinimid-lim i hvilket acyl-gruppen var kort-kjedet, mens den hydrofobe gruppe var bundet til ringen, var langt dårligere:enn når acyl-gruppen i det N-acylerte succinimid inneholdt den hydrofobe gruppe.

Ved sammenligning mellom de resultater man fikk ved bruk av emulsjon C og de man fikk ved bruk av emulsjoner A og DetiiiR vil det ses at substituert succinimid var et bedre lim enn det til-

svarende substituerte glutarimid, men at liming kunne oppnås ved bruk av glutarimid forutsatt at herde/tørre-tiden var tilstrekkelig lang.

Av de resultater som er angitt i Tabell 2, vil det ses at limingen ble markert bedre når lengden av den hydrofobe gruppe ble (myristoyl) C^g (paImitoyl) bedring avtar fra c^g (stearoyl) til C2Q(beheiioyl).

Det vil også ses at de resultater som ble oppnådd ved bruk av N~stearoyl-4-cykloheksen-l,2-dikarboksimid, var bedre enn alle de andre cykliske imider som ble utprøvet i Eksempel 1, idet man kunne oppnå Cobb-verdier på ca* 26 med tilsetningsmehgder på 0,09-0,16 vekt%.

Eksempel 2

I dette eksempel ble lagringestabiliteten til emulsjon G undersøkt, og resultatene er angitt i Tabell 4. Tilsetningsmengden ble beregnet på basis av den opprinnelige konsentrasjon av N-stearoylsuccinimid i emulsjonen.

Av Tabell 4 vil det ses at de erholdte resultater innenfor eksperimentell nøyaktighet for cobb-verdien viser at emulsjonens limingsevne ikke var betydelig endret under lagring i en tid opp

tii 6 uker.

Eksempel 3

I dette eksempel blé papirmassen limet i nærvær av kalsiumkarbonat-fyllstoff for bestemmelse av dens forenlighet med N-stearoylsuccinimid-lim. Den anvendte emulsjon hadde de samme bestanddeler som emulsjon L, idet retensjonsmiddelet K225FL ble tilsatt etter limet og karbonatet, og pH-verdien i hånddukmaskinen var 8.

Resultatene er angitt i Tabell 5.

Resultatene i Tabell 5 viser at N-stearoylsuccinimid kan lime med godt resultat i nærvær av opp til 10% kalsiumkarbonat, og at liming fremdeles skjer hurtig.

Eksempel 4

I eksempel 4 ble håndduker av papir, som var fremstilt etter den ovenfor beskrevne generelle metode bortsett fra tilsetningen av lim-, behandlet i ett minutt med en oppløsning av limet i diklormetan. Hånddukene tok opp sin egen vekt av oppløsning, og variasjoner i tilsetningsmengden ble derfor oppnådd ved va rie/te na n > av oppløsningens konsentrasjon. De våte håndduker ble gitt anledning til å avgi. løs-ningsmiddel ved fordampning og ble deretter tørret i den tid og på den måte som er angitt i Tabell 6. I én forsøkserie ble hånddukene tørret i 2,5 minutt ved 110°c i en trommeltørke. I den annen for-søksserie ble de dessuten tørret i 10 minutter ved 110°c i en ovn.

Dukene ble deretter kondisjonert under standardbetingelsene 20°c og 65% relativ fuktighet i 30 minutter, hvoretter deres vannav- støtende evne ble undersøkt ved hjelp av Cobb-prøven. Resultatene av disse undersøkelser er gjengitt i Tabell 6. Forsøk med heksadecylsuccinimid (SA)bg N^metyl-heksadecylsuccinimid (SB) er tatt med for sammenligningsformål..

Eksempel 5

I dette eksempel ble lagringsstabiliteten til en emulsjon som var fremstilt ved den i Eksempel 1 beskrevne generelle metode, og som inneholdt 1,1 g N-stearoyl-4-cykloheksen-l,2-dikarboksimid,

0,2 g emulgeringsmiddel El, 0,3 g E2 og 0,55 g E3, fortynnet med vann til 100 ml, undersøkt. Emulsjonens pH var 5,2. Retensjonsmiddel R5 (0,03 vekt%) ble tilsatt til papirmassen i desintegratoren.

Eksempel 6

I dette eksempel ble emulsjoner fremstilt under anvendelse av en ettrinns stempelhomogenisator av typen APV Manton Gaulin Model 15M-8BA.

Emulsjonene ble fremstilt véd at en liter vann inneholdende 60 g kationisk stivelse eller 120 g polyamid-polyamin-epiklorhy-drinkondénsat (PAE) eller 60 g av bieroppvarmet og holdt ved 90°C i. 15 minutter, hvoretter det ved 90°C ble tilsatt 120 g N-stearoyl44ecykloheksen-l,2-dikarboksimid under kraftig omrøring, jfr. Tabell 8. Den rå emulsjon ble så homogenisert ved 142-213 kg/cm<2>fortynnet med kaldt vann, hvorved man fikk. et produkt som inneholdt 6 vekt% lim, og som ble kjølt til romtemperatur. Den avkjøltjee emulsjon ble så ført gjennom homogenisatoren inntil viskositeten var under 150 centipoise.

Emulsjonen inneholdt retensjonsmiddel R7, en kationisk stivelse som ér tilgjengelig i handelenn(fra> Laing National Ltd.) under handelsnavnet CATO 8, eller retensjonsmiddel R3. PAE ble fremstilt ved den i Eksempel 1 og 2 av BP 865727.

Papirhåndduker ble fremstilt og limet ved den i eksemplene 1-5 beskrevne generelle metode, idet papiret ble laget av den i Tabell 8 angitte type tremasse. I hvert forsøk unntatt det nest siste i Tabell 8 ble det tilsatt 0,03 vekt% retensjonsmiddel R4 til massen i desintegratoren.

Fra Tabell 8 vil det ses at papir fremstilt av en rekke forskjellige papirmasser kunne limes på tilfredsstillende måte ved bruk av blandinger i henhold til oppfinnelsen.

Eksempel 7

I dette eksempel ble emulsjoner fremstilt i henhold til den

i Eksempel 6 beskreyne fremgangsmåte, vektforholdet mellom N-stéa-royl-4-cykloheksen-l,2-dikarboksimid og henholdsvis retensjonsmiddel R7 og PAE var 2:1 og 1:1, med unntagelse av de resultater som er merket med<+>hvoarrforholdet var henholdsvis 1:1 og 2:1. De vandige papirmasser som er angitt i Tabell 9, ble så limet ved pH

8 ieen papirmaskin i et forsaksanlegg, hvor det ble fremstilt en 480 mm bred papirhane ved en hastighet på 6,1 m/minutt med en vekt på 60 g pr. kvadratmeter. I alle forsøkene ble 0,03 vekt% retensjonsmiddel R4 tilsatt til papirmaskinens blaridebeholder, idétft emulsjonen ble tilsatt på samme sted, men gjennom et separat innløp. Cobb-verdiene ble målt på prøver uttatt ved papirmaskinens rulle, hvor det ferdige papir ble rullet opp, og senere etter en dag eller 5 dager.

Eksempel 8

Fremstilling av N-stearoyl-4-cykloheksen-l,2-dikarboksimid

En oppløsning av 4-cykloheksen~l,2-dikarboksimid (151 g)

og trietylamin (300 ml) i diklorpropan (900 ml) ble holdt ved 50°c mens en oppløsning av stearoylklorid (302,5 g) i diklorpropan (300 ml) ble tilsatt i løpet av 10 minutter under stadig omrøring. Blandingen ble omrørt ved 50°C i ytterligere 10 minutter, hvorunder trietylamin-hydroklorid ble utfelt, hvoretter den ble filtrett varm. Det frafiltrerte bunnfall ble vasket med små porsjoner varm diklorpropan, og vaskevæsken ble forenet med filtratet. Løsnings-middelet ble avdampet fra denne blanding i en roterende fordamper, hvorved man fikk N-stearoyl-4-cykloheksen-l,2-dikarboksimid i fast form, som ble omkrystallisert fra petroleter med kokeområde 60-80°C.

Claims (15)

1. Blanding til behandling av celluloseholdige materialer omfattende en dispersjon av aktive limings- eller vanntettende ingre- dienser i et væskemediura, karakterisert ved at det aktive limings- eller vanntettende ingrediens er et cyklisk imid . substituert med en alifatisk hydrofob gruppe og N-substituert med en eléktronfjernende gruppe.

2. Blanding ifølge krav 1, karakterisert ved at det cykliske imid kan representeres ved den generelle formel:

hvor R er et diradikal som inngår i en 5- eller 6-leddet ring, Y er et alifatisk hydrofobt radikal, og X er den eléktronfjernende gruppe, fortrinnsvis ikke-aromatisk.

3. Blanding ifølge krav 2, karakterisert ved at R er et dimetylen-diradikal eller en 6-leddet karboksylisk ring som eventuelt er etylenisk umettet.

4. Blanding ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den eléktronfjernende gruppe er en acyl-gruppe, fortrinnsvis et langkjedet acyl.

5. Blanding ifølge hvilket som helst av de foregående krav,, karakterisert ved at den er i form av en vandig emulsjon, som inneholder et retensjonsmiddel og eventuelt et emulgeringsmiddel.

6. Blanding ifølge krav 5, karakterisert ved at retensjonsmiddelet er kationisk og forttinnsvis anvendes i en mengde som gir et vektforhold mellom retensjonsmiddel og cyklisk imid fra 2j1 til 18 50.

7. Blanding ifølge krav 6, karakterisert ved at retensjonsmiddelet er et polyakrylamid.

8. Blanding ifølge krav 5, karakterisert ved at emulgeringsmiddelet er en fettsyreester, et fettsyré-alkanolamid, et polyetylenoksyd-kondensat eller et polypropylenoksyd-kondensat, fortrinnsvis i en mengde som gir et vektforhold mellom emulgerings middel og cyklisk imid fra lsl til 1:50.

9. Blanding ifølge krav 5, karakterisert ved at det cykliske imid ikke er et maleinsyreimid.

10. Fremgangsmåte til behandling av celluloseholdige materialer under anvendelse av en blanding ifølge hvilket som helst av kravene 5-9, karakterisert ved at iallfall en del av retensjonsmiddelet tilsettes adskilt fra den vandige emulsjon.

11. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 5-10, kare khttoerei s ert ved at det celluloseholdige materiale omfatter vandig papirmosse med en pH fste 4 til 10.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at papirmassen inneholder karbonat som fyllstoff og behandles under alkaliske betingelser.

13. Fremgangsmåte til fremstilling av N-acylert cyklisk imid ved ecylering av et cyklisk imid, karakterisert ved at man omsetter et cyklisk imid mod et langkjedet acylklorid og et tertiært <p> min i oppløsning, fortrinnsvis ved en temperatur på 40-60°c og utvinner det tilsvarende N-acylerte cykliske imid.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at det tertiære amin er trietylamin og oppløsningsmiddelet er diklorpropan.

15. Som ny© forbindelser: cykliske imider inneholdende to eller flere ringer som er N-substituert med et alifatisk hydrofobt noyl-radihol.