NO800246L - Fremstilling av hydrofile polyolefinfibre og deres anvendelse ved papirfremstilling - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse aogår en fremgangsmåte for fremstilling av hydrofile polyolefinfibre som lett er dis-pergerbare i vann og sonrkan blandes med tremassefibre for å

gi en masse som kan omdannes til høykvalitetspapir ved bruk

av konvensjonelle papirfremstillingsteknikker. Mere spesielt angår oppfinnelsen dannelse av polyolefinbaserte fibre og behandling av disse fibre ved utfelling på overflaten av disse av et hydratisert materiale av submikrone dimensjoner. Nær-været av det hydratiserte materialet på fiberoverflaten gjør fibren enhetlig hydrofil og ionisk.

I de senere år er det brukt en betydelig mengde tid og penger på utvikling av vanndispergerbare fibrøse poly-olef inmasser med hydrofile egenskaper. En fremgangsmåte som er utviklet med det formål å oppnå slike egenskaper er beskrevet i US patent nr. 3■7^3•570. I henhold til dette patent blir polyolefinfibre med et høyt overflateareal behandlet med et hydrofilt colloidalt polymer additiv bestående av en kationisk. polymer slik .som melamine-formaldehyd og en anion-

isk polymer slik som carboksymethylcellulose. En annen fremgangsmåte som er-utviklet for fremstilling av vanndispergerbare hydrofile polyolefinmasser har vært en som medførte spr-uting av en blanding av polyolefinet og additivet slik som en hydrofil leire eller en hydrofil polymer, f. eks. po.lyvinyl-alkohol. Denne spruteprosess som benyttes under disse frem-stillinger er en hvori polyolefinet og det hydrofile, additiv dispergeres i en væske som ikke er et oppløsningsmiddel for noen av komponentene ved det normale kokepunkt, oppvarming av den resulterende dispersjon ved overatmosfærisk trykk for å oppløse polymeren og tilstedeværende oppløsningsmiddel oppløs-elig additiv og deretter å bringe den resulterende sammensetning til en sone med redusert temperatur'og trykk, vanligvis atmosfærisk, for å oppnå det fibrøse produkt.

En mangel ved disse polyolefinmasser har vært at når de har vært blandet med tremasse har det resulterende papirprodukt- vist betraktelig mindre styrke enn et papir fremstilt bare fra tremasse-.. Imidlertid er en viss forbedring i styrken av papir fremstilt fra blandinger av polyolefinmasser dg tremasser oppnådd ved å gi polyolefinmassen en anionisk karakter'. I tysk of f entliggj ordte skrift, nr. 2 . 413 • 922 i navn-, et Toray Industries er det beskrevet frernstilling av anioniske masser ved sprøyting av^bTandinger av polyolefiner og kopolymerer av olefiniske forbindelser med maleinsyreanhydrid eller akryl- eller metakrylsyre. Blandinger av disse masser med tremasse har gitt papir med bedre strekkfasthet enn papir uten kopolymerkomponenten.

I'belgisk patent nr. 850,721 ejr det videre beskrevet at papir med ytterligere forbedrete styrkeegenskaper kan fremstilles ved å danne et sprøytet fibrøst anioisk poly-olefinpreparat inneholdene en carboksylisk funksjon, f. eks.,

en sprøytet fibrøs sammensetning omfattende en blanding av et polyolefin og en carboksylholdig anionisk polymer, og deretter å modifisere dette fibrøse produkt ved grundig å kontakte fibrene i en fortynnet vanndig oppløsning eller dispersjon av en blanding av visse typer kationer, vannoppløselige, nitrogenholdige polymerer og en viss type anioniske, vannoppløse-lige,"nitrogen-holdige polymerer. Fibermodifiserings-trinnet resulterer i avsetting av blandingen av .kationiske og anioniske nitrogenholdige polymerer på fibrene og de opprinnelige anioniske fibre omdannes til modifiserte fibre, som er i stand til å binde seg til cellulosefibrene i tremassen..

Selv her har papir fremstilt fra blandinger av de ovenfor angitte modifiserte fibre og tremasser, selv om de har oppvist tilfredsstillende styrkeegenskaper, i visse tilfeller medført vanskeligheter i forbindelse med bruken av papiret. F.eks. er det umiddelbare produkt fra en papirfremstillingsmaskin en papirrull av en slik størrelse at papiret vanligvis må skjeres til spesifiserte bredder og vikles opp igjen for å bringes til brukbar form. Under denne gjenoppvikling føres papiret med høy hastighet vanligvis over stasjonære metallfør-inger og den resulterende varme og friksjon forårsaker sprø-gjøring og avskalling av visse typer modifiserte polyolefinfibre i form av støv. Meget av dette støv føres med sammen med papiret, og når^dette f.eks. brukes ved offset-trykking ak-kumuleres støvet på svertevalsen, noe som nødvendiggjør hyppig rensing for å sikre skikkelig overføring av sverten til trykk-. valsen. I. henhold til foreliggénde-^oppfinne.lse er det nå funnet at et papir med tilfredsstillende'styrkeegenskaper og forbedret gjenoppviklingseVne og betrykkbarhet, kan fremstilles ved å danne en vanndig suspensjon av det sprøytede polyolefinfibre, tilsetting til suspensjonen av en vanndig oppløsning av en vannoppløselig ionisert reagens i stand til omdanning til hydratiserte faste partikler med submikrone størrelser og deretter tilsetting til den resulterende disper^sjon av et ionisk utfellingsmiddel for reagensen for derved å bevirke utfelling av de hydratiserte faste partikler enhetlig på overflaten av polyoleinfibrene. Således blir fiberoverflåtene i det vesentlige enhetlig hydrofile og ioniske. Som et resultat er de behandlete fibre hydrofile og vanndispergerbare og meget føl-somme ovenfor hydrofile additiver, slik som stivelse, som vanligvis tilsettes i papirfremstillingsproses.ser.. De foretrukkede vannoppløselige ioniserte reagenser i følge oppfinnelsen er alkali metallsalter av kolofonium og modifisert kolofonium.

Som et eksempel på fremgangsmåten i følge oppfinnelsen blir sprøytede polypropylenfibre suspendert i vann ved omrøring og til denne omrørte suspensjon tilsettes en fortynnet vanndig oppløsning av natriumsaltet av kolofonium. Om-røringen fortsettes og deretter blir en fortynnet vanndig opp-løsning av alum tilsatt til fiberdispersjonen, noe som resulterer i avsetning av partikler inneholdene hydratisert kolofonium og med en submikron overflate på overflaten aV.polypropyl-enfibrene. De behandlede fibre kan deretter isoleres og lagres i form av en våt-kake eller suspensjonen inneholdene fibrene....... kan benyttes direkte ved papirfremstillingsprosessen. Etter en generell gjennomgåelse av utførelsesformen av oppfinnelsen skal de følgende eksempler- illustrere forskjellige utførelses-former. Alle mengder og prosentangivelser er på vekt-basis hvis ikke annet er oppgitt.

Eksempel A

En kationisk, vannoppløselig, nitrogenholdig polymer ble fremstilt fra diethylentriamin, adipinsyre og epiklorhydrin. Diethylentriamin i en~mengde av 0,97 mol ble til satt til en reaksjonsbeholder utstyrt med'et mekanisk røre-verk, et termometer<p>g en tilbakeløpskondensator. Deretter-ble det gradvis til reaksjonsbeholderen tilsatt 1 mol adipinsyre under omrøring. Etter at syren var oppløst i aminet,, ble reaksjonsblandingen oppvarmet til 170-175°C, og holdt ved den-temperaturen i. en og en halv time i løpet av hvilket tidsrom reaksjonsblandingen var blitt meget viskøs. Reaksjonsblandingen ble deretter avkjølt til 1H0°C,\og tilstrekkelig vann ble tilsatt til å gi den resulterende polyamid-oppløsning med et faststoffinnhold på ca. 50%. En prøve av polyamidet isa-lert fra denne oppløsning ble funnet å ha en redusert spesi-fik .viskositet på 0.155 dl pr. gram, målt ved en konsentra-■ sjon av 2% i en 1 molar vanndig oppløsning av'.ammoniumklorid.. •Polyamidoppløsningen ble fortynnet til 13,5% faststoffer og. oppvarmet til 40°C, hvoretter epiklorhydrin langsomt ble til-, satt i en mengde tilsvarende 1,32 mol pr.mol sekundært amin i polyamidet. Reaksjonsblandingen ble deretter oppvarmet til en temperatur mellom 70 og 75°C inntil den hadde en Gardner viskositet på E-P.. Tilstrekkelig vann ble deretter tilsatt for'å gi et faststoffinnhold på ca. 12,5$ og oppløsningen ble avkjølt til 25°C. pH-verdien i oppløsningen ble deretter justert til 4,7 med konsentrert svovelsyre. Sluttproduktet inneholdt 12,5$ faststoffer og hadde en Gardner viskositet på B-C.

Eksempel B

En anionisk, vannoppløselig,,nitrogenholdig polymer ble fremstilt fra akrylamid, akrylsyre og glyoksal. Til en reaksjonsbeholder utstyrt med mekanisk røreverk, et termometer, en tilbakeløpskondensator og en nitrogenadapter ble det tilsatt 890 deler vann. Deretter ble det i vannet oppløst 98 deler akrylamid, to deler akrylsyre og en og en halv del vanndig 10%- ig kobber-II-sulfat. Den resulterende oppløsning ble_ spylt med nitrogen og oppvarmet til 76°C, der to deler ammonium persulfat oppløst i seks og en halv del vann ble tilsatt. Temperaturen i reaksjonsblandingen øket 21,5°C i løpet av tre minutter etter tilsettingen av persulfatet. Etter at temperaturen var gått tilbake til 76°C ble den holdt der i to timer, hvoretter,reaksjonsblandingen ble ,avkjølt til romtemperatur. • Den resulterende oppløsning hadde en 'Braokfield viskositet på 54 centipoises ved 21°C, og inneholdt mindre enn 0,2$ akrylamid basert på polymerirrnholdet.

Til 766,9 deler av den'ovenfor angitte oppløs-ning (76,7 deler polymerer inneholdene 75,2 deler, 1,06 mol; amid tilbakeyendene enheter) ble det tilsatt 3'9',i deler vanndig 4o$-ig glyoksal (15,64 deler eller 0,255 ekvivalenter basert på amid tilbakevendene enheter, av glyaksal). pH-verdien i den resulterende oppløsning ble justert til 9325 ved tilsetning av 111,3 deler av en vanndig 2$-ig natrium-hydroksydopp- . løsning. Innen ca. 20 min. etter tilsetting av natrium-hydro-ksydet hadde Gardner viskositeten i .oppløsningen øket fra A til E. Reaksjonen ble deretter avsluttet ved tilsetting av 2777 deler vann'og ca. to og seks-tiendels deler vanndig 4o$-ig svovelsyre. Oppløsningen hadde.en pH-verdi på ca. 4,4 og inneholdt 2,2$ faststoffer.

Eksempel 1

Femten gram lufttørket sprøytede polypropylen ble anbrakt i en-fire liters Waring blander sammen med 1,3 liter av mineralisert vann og blandingen ble omrørt moderat.

Til den resulterende suspensjon ble det .tilsatt 3$., beregnet på tørr fibervekt, av et totalt hydrogenert kolofonium-lim

(totalt forsåpet) som vanndig oppløsning under kontinuerlig om-røring og det ble tilsatt tilstrekkelig 10$-ig papir alum opp-løsning til å redusere pH-verdien til ca. 4,1. Den resulterende dispersjon ble deretter omrørt ved full'blanderhastighet i 1 minutt etter at den var fortynnet til 1,5 liter. Denne .pro-sedyre ble gjentatt med en annen 15-grams fiberprøve og de to preparater ble kombinert.

Ved fremstilling, av håndduker ved bruk av behandlete polypropylenfibre ble 1,26 liter av den kombinerte opp-løsning som er beskrevet ovenfor, delvis avvannet ved filtrer-ing og'deretter tilsatt til .1.18 liter av en 2,5$-ig tremasse-oppslemming. (29,4 gram tørt fiber bestående av 50$ bleket kraftmasse fra myktre og 50$ bleket kraftmasse fra hårdtre).som var slått til 750 ml Schopper-Riegler frihet i en Noble and Wood maskin ved bruk av nøytralt springvann som vanndig fase.'Det ble fremstilt håndduker. med. £n basis--vekt på 4 0 pund pr. 3000 kvadratfot fra denne 30$ polypropylen/70$ tremassefiber- • blanding ved bruk av Noble and Wood utstyr. De fremstilte ark ble våtpresset og deretter tørket ved to føringer over en trommeltørker av 240-250°F.

Eksempel 2

Polypropylen fibre ble behandlet som i eksempel

1 bortsett fra bruken av en prosent, beregnet på tørrfiber-vekten, av et trekolofonium-lim som inneholdt overskytende alkali i stedet for det hydrogenerte kolofonium som er angitt i eksempel 1. Ved fremstilling av håndduker ved bruk av dis-

se fibre ble 1,26 liter oppslemming først omrørt i nærvær av 0,63 gram av et bindemiddel, som var en 1:5 vektbasis blanding av. den kationiskepolymer i eksempel A og den anioniske polymer i eksempel B. Den resulterende oppslemming ble deretter delvis avvannet før den ble kombinert med en standard tremas-seoppslemming som i eksempel 1. Hånddukene ble laget på sam-

me måte som i eksempel 1.

Eksempel 3

Fremgangsmåten i eksempel 2 ble gjentatt, bortsett fra.at det ble tilsatt 3$ trekolofonium-lim i stedet for en prosent.

Eksempel 4

Fremgangsmåten i eksempel 3 hie gjentatt, bortsett fra at 3$ hydrogenert kolofonium-lim av den type som ble benyttet i eksempel 1, ble benyttet i stedet for 3$ trekolo-foniumlim.

Håndduksegenskapene for eksemplene 1 til 4 er angitt i tabell I.. De i tabell.I angitte data viser at det ble oppnådd tilstrekkelig tørrstyrkeverdier. De i eksemlene 2

til 4 oppnådde data viser den økning av styrkeverdiene som oppnås ved tilsetting av bindemidler i følge eksempel 2, noe som viser at de behandlete fibre er ansvarlige for bindestyr-kén.

Resultaterysammenlignbare -med de ovenfor angitte . ble oppnådd når alkalimetallsalter av partielt hydrogenert kolofonium, disproposj onert' kolofonium, dimerisert kolofonium, polymerisert kolofonium, fumarsyre modifisert kolofonium og ethylen- akrylsyrekopolymer ble benyttet i stedet for kolofonium og totalt hydrogenert kolofonium i eksemplene.

Eksempel 5

Den syntetiske masse som ble benyttet i dette eksempel ble fremstilt ved først å'oppløse en 99>5:0,5 blanding av polypropylen (IV = l,9'-2,2) og octadecyl 3_[3,5-di (tertiary butyl)-4-hydroksyphenyl]propionate stabilisator i '98:2 heksan:.vann til 8$ polymer faststoff innhold ved 215°C og

80 kg/cm<2>trykk. Den resulterende oppløsning ble sluppet ut gjennom en dyse til et område med autogent trykk ved 80°C og massen med et overflatea^eal = 3j6 m Ag, monoklinsk. krystal-linitet, som ble dannet ble ført til en vanndig oppløsning av polyvinylalkohol. Denne polyvinylalkohol (PVA) hadde en hyd-! rolysegrad pa større enn 98$ og en minimum viskositet, målt

på en fire prosent vanndig oppløsning ved 2 0°C på fire centipoises. PVA ble festet på fibrende i en mengde på ca. en halv prosent ved oppriving av massesuspensjonen i den vanndige PVA oppløsning.

Etter avvanning og omdanning til baller, ble den syntetiske masse transportert til et egnet papirfremstillingsutstyr der ca. 25 tørrkilo ble suspendert i bløtt vann ved 2

og 2 1/2 %' konsistens i en raffinør. Til denne masseoppslemming ble det tilsatt en vanndig oppløsning av. natrium resinat oppnådd ved oppløsning av 2 tørre pund N-trekolofonium i vanndig natriumhydroksyd (102 tørre g NaOH), omrøring ved 80°C inntil kolofoniumet var helt oppløst og deretter, fortynning til

5% kolofonium faststoff. Prosentandelen kolofonium basert på

■syntetisk masse var. 4$, beregnet som fri syre. Deretter ble

■26 pund av en 12%- ig vanndig. alum-oppløsning (3,12 tørre pund, 6,24$ beregnet på syntetisk masse) tilsatt til raffinøren og slutt pH-verdien var 4,4. Etter at blandingen var omrørt 10

til 15 minutter ble pH-verdien øket til 7,4 ved'tilsetting av t*o og en halv liter vanndig vanndig 5$-ig NaOH, hvoretter 42 ;pund av en seks prosentig kationisk stivelse ("Sta-Lok 4 00", to og en .halv' tørre pund, fem prosent basert på den syntetiske massen) ble tilsatt.<*>"'.""

Tremasse (50 tørre pund Wayerhauser bleket hard-tre kraft, WBHK, og 100 tørre pund Rayonier bleket myktre kraft, RBSK) ble defibrert i raffinøren inneholdende den behandlete syntetiske masse, prosentandelen syntetisk masse var 25 $ av den totale massetilf ørsel. Ma-sseb landingen-ble raffinert til 286-Canadian Standard Preeness (CSF), først med en "Claflin" raffinør, deretter méd en dobbelt-skive raffinør. Etter tilsetting.av 0,35$ forsterket fri kolofonium-emulsjon (Neuphor 100) og 1,25$ alum til den fortynnede masseoppslemming for liming,, ble den omdannet til ark på den konvensjonelle Fourdrinier papirmaskin. En blanding av en vanndig 6$-ig kationisk stivelsesoppløsning (Cato. 67) og enn vanndig l6$-ig kationisk våt-styrke harpiks oppløsning (Kymene-5</>557) ble tilsatt til lim-pressen. En lett kalendering ble gjennomført før arket ble viklet opp. De følgende fysikalske prøvedata ble oppnådd etter at papiret var aldret noen uker: basis vekt = 26,2 pund"-pr." 3000 kvadrat.f ot; caliper = 3,0 mil;

Tappi lyshet = 86,6$; Tappi opasitet = 71,4$; Mullen bruddstyrke =12,6 psi; strekkfasthet = 12,1 pund.pr. 1 tomme bredde; MIT'bretting =' 92;' IGT opptak, WP = 108 KP-cm/sek.'

Gjenoppviklingsevnen ble prøvet på en liten vik-ler. Papiret ble bedømt å ikke støve ved 1500 fot pr. minutt og ga en liten, men aksepterbar mengde støv ved 1850 fot pr. minutt. Til sammenligning beveget et papir inneholdene.en oksydert polypropylenmasse, behandlet i følge belgisk patent nr. 850,721 sjelden uten støving ved 800 fot pr. minutt, og kunne aldri tilbakevikles med aksepterbar støvmengde i en hastighet' på 1200 fot pr. minutt.

Papiret som var tilbakeviklet ved 1500 fot pr. minutt ble omdannet, til ark og deretter betrykket ved å bru-

ke en arkmatet offset trykkepresse. Trykningskvaliteten ble bedømt å være god, og det ble ikke funnet støv og kun en liten mengde fibre på offsetputen. Til sammenligning viste papir fremstilt på samme måte som i dette eksempel bortsett fra ute-latelsen av natrium resinat- alum-behandlingen meget dårlig

trykk-kvalitet og ga en. overdreven mengde- rusk og f ibre på offsetputen.

Eksempel 6

Den: samme syntetiske masse som ble benyttet i eksempel 5 ble forbehandlet med N-trekolofonium-lim og ålum, før bruk i papirfremstillingen,, ved først å dispergere 50 tørre pund PVA-holdig masse i 600 gallons de-ionisert vann og deretter tilsetting av en vanndig oppløsning av 2 tørre pund (4$ basert på den'syntetiske masse) av N-trekolofonium opp-løst i vanndig alkali slik som beskrevet i det foregående eksempel. Denne blanding ble omrørt i 15 minutter og deretter behandlet med 6% (beregnet på syntetisk masse) alum (3 tørre pund .i to gallons vann). Etter heftig omrøring i 30 minutter ble den resulterende oppslemming med en pH-verdi på ca. 4,5 avvannet i store filtere for å gi en masse matte med

.et faststoffinnhold på ca.. 20%, hvilken.ble overført til en egnet papirfremstillingsmaskin. Den ble deretter dispergert i bløtt.vann og til den resulterende oppslemming med en pH-verdi på 7,4 ble""det' tilsatt 42 pund av en vanndig 6$-ig opp-løsning av "Sta-Lok 400" (to og en halv tørre pund, 5% basert på syntetisk masse) fulgt av 50 tørre pund WBHK- og-100 tørre pund RBSK-masse. 'Masseblandingen ble raffinert til 348 CSF og deretter omdannet til papir som'angitt i eksempel 5^

De kalenderte ark ga følgende prøvedata etter naturlig aldring:. basis vekt =• 28,9 pund pr. 3000 kvadratfot; aliper = 3,6 mii; Tappi.lysnet = 86,0$; Tappi opasitet =73,0 % ; Mullen bruddstyrke = 13,6 psi; strekkfasthet = 13,5 pund pr. 1 tomme bredde; MIT bretting = 110; IGT opptak, VVP = 66 KP-cm/sek. Gjenoppviklingsevnen og trykkbarheten for pap-' iret fremstilt i dette eksempel var i det vesentlige ekvivalent med det som ble oppnådd i eksempel 5«

Eksemplel 7

Ved å bruke den samme syntetiske masse som i eksempel 5 og-ved å følge de vesentlige prosedyrer i eksempel 5, bortsett fra mindre variasjoner i mengder av benyttede mat-, érialer ble massen behandlet med natriumsaltet av. en spesiell hydrogenert trekolofonium i.stetød for na-triumsaltet av N-tre kolofoniumet i eksempel 5. Ved å gjøre dette ble 40 tørre pund av massen, dispergert i vann, behandlet, med en vanndig oppløsning,oppnådd ved å oppløse to og firetiendels pund av den spesielt hydrogenerte kolofonium i vanndig- natriumhydroksyd inneholdene 135 tørre gram NaOH, og deretter å fortynne oppløsningen til 12$ faststoffinnhold. Prosentandelen hydrogenert kolofonium basert på den syntetiske- masse var 6$, beregnet som fri syre.

Til den resulterende'dispersjon ble det tilsatt ti pund 12% vanndig alum, pH-verdien ble justert fra 4,6 til 6,8, en 6%- ig kationisk stivelsesbppløsning ble tilsatt i en mengde av 33 pund, tremasse (40 pund WBHK og 80. pund.RBSK)

ble tilsatt, masseblandingen ble raffinert til 335 CSP og deretter ble blandingen omdannet til papir som i eksempel 5, bortsett fra å.unnlate tilsetningen av våtstyrke harpiks i limpressen. Etter aldring, ble det oppnådd følgende prøve-data: basis vekt = 29,2 pund pr. 3000 kvadratfot; caliper = 3,6 mils Tappi.lyshet = 87,5$; Tappi opasitet = 73,8$; Mullen bruddstyrke ="13,3 psi; strekkfasthet = 14,1 pund pr. 1 tomme bredde; MIT bretting = 110; IGT opptak WP = .78 KP-cm/sek.

Ved tilbakeviklingsprøven ga papiret en liten mengde fint pulver på spredebjeiken ved 1240 .og 1600 fot pr. minutt og man konkluderte- med at papiret kunne tilbakevikles uten vanskelighet i slike hastigheter. Etter tilbakevikling-en ble papiret fargelagt og trimmet, og ble bedømt for trykk-barhet som i eksempel 5- Trykkekvaliteten ble bedømt å' være god, kun en liten mengde fine partikler ble overført på' offsetputen under fremstillingen av 500 trykk. Det ble konkludert at papiret i sammenligning med et papir som var fremstilt på samme måte bortsett fra utelatelse av behandlingen med hydrogenert kolofonium-alum, ville gi fem ganger så mange trykk før trykk-kvaliteten ble påvirket av forurensing på utstyret.

Eksempel 8

Prosedyren i eksempel 7 ble i det vesentlige gjentatt bortsett fra at det ikke ble tilsatt kationisk stiv else etter behandlingen med hydrogenert .kolofonium og alum. De følgende prøvedata ble oppnådd.etter åt papiret var aldret i flere uker: basis veKt""'= 28,5 pund'pr. 3000 kvadratfot; caliper = 3,4 mil; Tappi lyshet = 87,1$; Tappi opasitet = 77,9$; Mullen bruddstyrke =. 12,8 psi; strekkfasthet 13,4 pund pr. 1 tomme bredde; MIT bretting = 130; IGT opptaket, VVP = 97 KP-cm/sek. En valse av papirproduktet ble tilbakeviklet uten vanskeligheter ved 1220 fot pr..-minutt. Når papiret fra denne rull ble trykket slik som i eksempel 5, ble det bemerket en betydelig mengde støv som ble overført til offsetutstyret. Det ble konkludert med at papiret i dette eksempel, sammenlignet med papir som var fremstilt på samme måte bortsett fra utelatelse av behandling med hydrogenert kolofonium- alum, ville gi fire ganger så mange trykk.før trykkekvaliteten ble påvirket av forurensing på offsetutstyret . Ved ikke å tilsette kationisk stivelse reduserte man således . moderat betrykkbarheten av dette papirprodukt sammenlignet med produket i følge eksempel 7-

Eksempel 9

Prosedyren i eksempel ,7 ble i det vesentlige gjentatt, bortsett fra at natriumsaltet av partielt hydrogenert trekolofonium ble erstattet med natriumsaltet av det mo-, difiserte kolofonium som ble dannet ved reaksjon mellom kolo-f onium og fumarsyre, og besto av en blanding av' kolofonium og kolofonium-fumarsyre addukt (ca. 85$ av syregruppene i det. reduserte kolofonium var nøytralisert med natriumhydroksyd).

De fysikalske egenskaper og tilbakeviklingsevnen og betrykkbarheten for papirproduktet var meget, sammenlignbare med de tilsvarende egenskaper for produktet i eksempel 7•

Eksempel 10

Den sjntetiske massen som ble benyttet i dette eksempel ble fremstilt som i eksempel 5 bortsett fra at tetra-kis-[methylen 3-(3,5_ditertiarybutyl-4-hydroksyphenyl)prop-ionate]-methan ble benyttet som stabilisator og at massen ikke ble ført inn i en vanndig oppløsning av poly(vinyl alkohol).

I stedet ble den etter frigjøring til et område med autogent' trykk ved 80°C trukket tilbake gjennom' ©a. vannbås og deretter overført til et egnet papirfremstillingsutstyr. Til en Hollander raffinør inneholdene 300 gallons bløtt vann ble det tilsatt 8 pund av en 5$-ig oppløsning natriumhydroksyd. pH-verdien for den resulterende oppløsning var 10, og til denne

■oppløsning ble det deretter tilsatt 12,5 pund av e.n 20$-ig oppløsning av. ammoniumsaltet av en ethylen-akrylsyrekopoly-

mer (20$ akrylsyre, molkyl vekt ca. 25,000) ,- fulgt av 50 tør-re pund av den syntetiske, massen.

Massen ble dispergert ved sirkulering i raffin-øren i 5 minutter, hvoretter kopolymeren ble felt ut in situ ved tilsetting av 27'pund av en 5$ svovelsyreoppløsning til raffinøren, noe som reduserte pH-verdien til 6,2. Den resulterende blanding ble sirkulert i raffinøren i 5 minutter, hvoretter 42 pund.av en 6$-ig oppløsning av' kationisk stivelse ("Sta-Lok 400", 5$ beregnet på syntetisk masse) ble tilsatt og blandet i ytterligere 5 minutter, da 150 tørre pund cel-lulosetremasse (50 pund WBHK + 100 pund RBSK) ble tilsatt sammen med nok bløtt vann til å justere konsistensen til ca. 5$.

Blandingen ble sirkulert i en Claflin raffinør for å redusere CSF til 507, og deretter fortynnet til en konsistens på 1,8$ og pumpet 1 gang gjennom en dobbeltskiveraf-finør for å redusere CSF til 332. Etter tilsetting av en 0,35$-ig (tørr basis) forsterket fri kolofonium emulsjon "Neuphor 100", utfelt in situ ved 1,25$ alum ved pH 5,5 for indre liming, ble den fortynnede oppslemming omdannet til en kontinuerlig bane-på en konvensjonell Fourdrinier-maskin. Banen ble tørket ved'overføring over dampoppvarmede tørkesylindere, overflaten limt med en 6$ oppløsning av kationisk stivelse "Cato 67", tørket igjen på vanlig måte, ført gjennom tre nip i en vanlig kalander ved suksessivt økende trykk på 50, 100 og 150 p.l.i, og samlet .på en valse. Etter aldring i flere uker ga papiret følgende prøveresultat: basis vekt = 31,7 pund pr. 3000 kvadratfot; caliper = 4,0 mil; Tappi lyshet = 88,7$; Tappi opasitet = 79,2$; Mullen bruddstyrke = 13,2 psi.; strekkfasthet = 14,2 pund pr. 1 tomme bredde; MIT fold = 76.'Tilbakeviklingsevnen og betrykkbarheten for papiret som ble fremstilt i dette eksempel var i det -vesentlige ekvivalent med egenskapene for papiret som ble oppnådd r eksempel 7.. • .

Eksempel 11

Ved bruk av den samme syntetiske masse som i eksempel 10, og ved å følge de vesentlige prosedyrer fra-dette eksempel, bortsatt fra i-raffinøren før tilsettingen av syntetisk masse og blande en oppløsning av natriumsaltet av en partielt hydrogenert kolofonium (6$ hydrogenert kolofonium basert på syntetisk masse) og å felle ut hydrogenert kolofonium ved tilsetting av en vanndig oppløsning av kalsiumnitrat

(6$ kalsiumnitrat basert på syntetisk masse). Papirproduktet hadde etter aldring følgende egenskaper: basis vekt = 30,6 pund pr. 3000 kvadratfot; caliper = 3,7 mil; Tappi lyshet = 87,9$; Tappi opasitet = 78,8$; Mullen bruddstyrke =

13,7 psi; strekkfasthet = 14,3 pund pr. 1 tomme bredde; MIT

bretting = 73; IGT -opptak, VVP = '97 KP-cm/sek. Gjenoppvik-lingsévnen og betrykkbarheten for papirproduktet var i det vesentlige ekvivalent med papiret i følge eksempel 7-

I de ovenfor angitte eksempler ble de fysikal-

ske data oppnådd i henhold til standard prøveprosedyrer. Dis-

se var som følger: caliper, Tappi 411; lyshet, Tappi 452; opasitet, Tappi 425; Mullen bruddstyrke, Tappi 403; MIT fo-lding, Tappi 511; og IGT opptak, Tappi .499. Den tørre strekkfasthet sverdi ble bestemt på et Instron strekkfasthetsprøver ved bruk av en 1 tomme bred strimmel og ved konstant forleng-elseshastighet.

Slik det.fremgår' av eksemplene kan en hvilken

som helst kolofonium, modifisert kolofonium, ethylen akryl-

syre kopolymer eller ethylen-méthakrylsyre kopdlymer i form av alkalimetall- eller ammoniumsalt benyttes som vannoppløselig ionisert reagens i stand til å bli omdannet til hydratiserte faste partikler i submikron størrelser av i følge fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Blandinger av disse alkalimetall- og ammoniumsalter kan også benyttes. Vanligvis dannes disse salter ved total eller i det vesentlige total nøytral-isering av de tilsvarende sure stoffer. Natriumhydroksyd er

den foretrukkede base som brukes ved fremstilling av disse sal-

ter selv ora kalium, lithium. og ammoniumhydroksyd også kan benyttes. Mengden av alkalimetall eller ammoniumsalt. kan variere fra ca. 1 til ca. 10 vekt-$, beregnet på mengden av polyole-f.infibre, men fortrinnsvis ligger denne innen området ca. 2 til ca. 6 $, mere fordelaktig fra ca. 3 til ca. 5 %. Både tre- og gummi kolofonium og også tall olje kolofonium kan be-, nyttes som kilder for kolofonium og modifisert kolofonium. Ethylen-akryl syre og ethylen-metakrylsyre kopolymerer som

kan benyttes i følge oppfinnelsen er slike kopolymerer som har'en smelte.indeks fra ca.. 50 til ca. 600, fortrinnsvis fra ca. 300 til ca. 400., og som inneholder fra 10 til.40 % og fortrinnsvis fra ca. 15 til ca. 30 % på vektbasis av akrylsyre-eller methakrylsyreavledete. enheter.

I de eksempler der den vannoppløselige ioniserte reagens er et alkalimetallsalt av kolofonium eller en modifi-, sert. kolofonium,' var det ioniske utfellingsmiddel som vanligvis ble benyttet papirfremstillingsalum, nemlig hydratisert aluminium- sulfat (vanligvis 14 til 18 molekyler hydratiserings-vann) . Mengden av alum er vanligvis, ca. 0,75 til ca. 1,5 ganger vekten av""kolbf onium- eller modifisert kolofoniumsalt. Imidelertid er det også mulig å benytte vannoppløselig kalsium- og magnesiumsalter slik som nitrater, bromider og klor-ider, blandinger av alum og.svovelsyre og svovelsyre alene.

Et hvilket som helst av disse ioniske utfellingsmidler kan og-så benyttes sammen med alkalimetall- og ammoniumsalter av ethylen-akrylsyre og ethylen-methakrylsyre kopolymer. Imidlertid er det foretrukedde.utfellingsmiddel for kopolymersaltene svovelsyre.

Som angitt i tabell I forbedret- tilsettingen av et bindemiddel styrkeverdiene for papirproduktene. Slike bindemidler er beskrevet i belgisk patent nr. 850,721. Generelt forbedret tilsettingen av et kationisk våtstyrkeharpiks ved fremstillingen av papir under bruk-av de hydrofile polyolefinfibre i følge oppfinnelsen styrke-egenskaperie i papirene, spesielt i de tilfeller der vannoppløselig ionisert■reagens er et alkalimetall- eller ammoniumsalt av en ethylen-akrylsyre eller ethylen-methakrylsyre kopolymer. I -dette tilfelle kan Mullen bruddstyrken og strekkfasthetse<g>enskapene økes på opp- til 10 til 50 % ved innarbeiding, av en: kationisk våtstyr.kehar-piks som hensiktsmessig tilsettes i form av en vanndig opp--løsning til raffinøren som"inneholder de behandlede polyolefinfibre i det mengden av harpiks som tilsettes vanligvis er fra ca. 2 til 8 %, og fortrinnsvis fra ca. 4 til 6 % på vekt-basis, beregnet på mengden av polyolefinfibre.. Typiske våt-styrkeharpikser er slike kationiske polymerer som er beskrevet ovenfor i det angitte belgiske patent, polymerer som vanligvis klassifiseres som reaksjonsprodukter av epiklorhydrin og en polymer inneholdene sekundære eller tertiære amingrupper eller begge deler.

Polyolefinfibrene som vist' i eksemplene,er sprøy-tede polypropylenfibre. Imidlertid kan fremgangsmåten i følge oppfinnelsen anvendes på sprøytede fibre fremstilt ikke bare fra polypropylen, men også fra polyethylen, kopolymerer av ethylen og propylen, kopolymerer av propylen og andre 1-ole-finer slik som 1-butene, 4-methyl-pentene-l og 1-hexene, og blandinger av hvilke som helst av disse polymerer.

Fremgangsmåten i følge oppfinnelsen muliggjør fremstilling av forbedrete papirprodukter fra blandinger.av \ tremasse (generelt 70-90 % av blandingen) og polyolefinmasse (vanligvis 10-30 % av blandingen). De behandlete polyolefinfibre er følsomme ovenfor tilsatte bindemidler slik som stivelse og papirproduktene som er basert på disse behandlete fibre har forbedret lyshet, opasitet og betrykkbarhet såvel som meget aksepterbar tilbakeviklingsevne.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av . vann-disper-gerbare, enhetlig hydrofile polyolefinfibre, karakterisert ved at den omfatter å danne en vanndig suspensjon av sprøytede polyolefinfibre, tilsetning tii denne under omrøring av en vanndig oppløsning av en vannoppløselig' ionisert reagens i stand til omdanning til hydratiserte faste partikler med submikrone størrelser, i det den ioniserte reagens velges blandt alkalimetall- og ammoniumsalter.av kolofonium, modifisert kolofonium, ethylen-akrylsyre- og ethylen-methakrylsyrekopolymerer og blandinger derav, og deretter tilsetting til fiberdispersjonen som således fremstilles av et ionisk utfellingsmiddel for den ioniserte reagens for å bevirke utfelling av de.hydratiserte faste partikler på overflaten av polyolefinfibrene.

2. Fremgangsmåte i følge krav 1, karakterisert' ved at det som vannoppløselig ionisert reagens benyttes et alkalimetall- eller ammoniumsalt av kolofonium eller av modifisert kolofonium.

3. Fremgangsmåte i følge krav 1, karakterisert ved at det som vannoppløselig ionisert reagens velges et alkalimetall-.eller ammoniumsalt av en ethylen-akrylsyre- eller, ethylen-methakrylsyre kopolymer.-

4. Fremgangsmåte i følge krav 2-, karakterisert ved at det som ionisk utfellingsmiddel velges alum. ■

5. Fremgangsmåte i følge krav 2, karakterisert ved at det som ionisk.utfellingsmiddel velges et vannoppløselig kalsium- eller magnesiumsalt.

6. Fremgangsmåte i følge krav 1, karakter-iser ved. at det' som sprøytede polyolefinfibre ånven- .. des polypropylenfibre.

7. Polyolefinfibre fremstilt ved fremgangsmåten i følge krav 1.

8. Papirprodukt inneholdene polyolefinfibre i føl-ge krav 7.