PL182424B1 - Sposób wytwarzania środka do zaklejania zawierającego mieszaninę związków 2-oksetanonowych - Google Patents

Sposób wytwarzania środka do zaklejania zawierającego mieszaninę związków 2-oksetanonowych

Info

Publication number
PL182424B1
PL182424B1 PL96314121A PL31412196A PL182424B1 PL 182424 B1 PL182424 B1 PL 182424B1 PL 96314121 A PL96314121 A PL 96314121A PL 31412196 A PL31412196 A PL 31412196A PL 182424 B1 PL182424 B1 PL 182424B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
acid
fatty acid
paper
mixture
acids
Prior art date
Application number
PL96314121A
Other languages
English (en)
Other versions
PL314121A1 (en
Inventor
Clement L. Brungardt
John C. Gast
Jian-Jian Zhang
Original Assignee
Hercules Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=23743108&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=PL182424(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Hercules Inc filed Critical Hercules Inc
Publication of PL314121A1 publication Critical patent/PL314121A1/xx
Publication of PL182424B1 publication Critical patent/PL182424B1/pl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G7/00Selection of materials for use in image-receiving members, i.e. for reversal by physical contact; Manufacture thereof
    • G03G7/0006Cover layers for image-receiving members; Strippable coversheets
    • G03G7/002Organic components thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/14Carboxylic acids; Derivatives thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/17Ketenes, e.g. ketene dimers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/18Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with itself, or other added substances, e.g. by grafting on the fibres
    • D21H17/19Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with itself, or other added substances, e.g. by grafting on the fibres by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16Sizing or water-repelling agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

1 . Sposób wytwarzania srodka do za- klejania zawierajacego mieszanine zwiazków 2 -oksetanonowych, polegajacy na poddaniu rea- kcji dehydrohalogenowania mieszaniny halogen- ków kwasów tluszczowych w obecnosci zasady, znamienny tym, ze reakcji dehydrohalogenowa- nia poddaje sie mieszanine halogenków nasyco- nych kwasów tluszczowych o prostym lancuchu i nienasyconych kwasów tluszczowych albo mie- szanine halogenków, która wytwarza sie z odpo- wiednich nasyconych kwasów tluszczowych o prostym lancuchu i nienasyconych kwasów tlusz- czowych, z ewentualnym dodatkiem kwasu aikilodikarboksylowego, przy czym mieszanina kwasów tluszczowych zawiera 10 - 85% molo- wych nasyconego kwasu tluszczowego o prostym lancuchu i 1 5 - 90% molowych nienasyconego kwasu tluszczowego. WZÓR PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania środka do zaklejania zawierającego mieszaninę związków 2-oksetanonowych. Wytworzony środek służący między innymi do zaklejania papieru wytwarzanego w warunkach alkalicznych, do wytwarzania kompozycji i wodnej emulsji do zaklejania papieru.
Produkcja cienkiego papieru wytwarzanego w warunkach alkalicznych szybko wzrasta, pobudzana przez oszczędności kosztów, możliwość stosowania strącanego węglanu wapniowego, zwiększone zapotrzebowanie na papier o podwyższonej trwałości i jasności oraz narastającą tendencję do zamykania mokrej części maszyn papierniczych.
Współczesne zastosowania cienkiego papieru takie jak szybkie fotokopiarki, koperty, papier łączony taki jak papier do drukarek komputerowych i papier do maszyn liczących, wymagają zwrócenia szczególnej uwagi na zaklejanie papieru przed jego przetwórstwem lub ostatecznym użyciem. Do najpowszechniejszych środków do zaklejania cienkiego papieru wytwarzanego w warunkach alkalicznych należy bezwodnik alkenylobursztynowy (ASA) i dimer alkiloketenu (AKD). Środki zaklejające obydwu typów zawierają reaktywną grupę funkcyjną, która kowalencyjnie wiąże się z włóknem celulozy, oraz hydrofobowe ogony, które skierowane są od włókna na zewnątrz. Charakter i orientacja tych hydrofobowych ogonów powoduje, że włókno nie jest zwilżane przez wodę.
Dostępne w handlu AKD, zawierające pierścień β-laktonowy, wytwarza się przez dimeryzację alkiloketenów produkowanych z dwóch chlorków nasyconych kwasów tłuszczowych o prostych łańcuchach; najczęściej stosowane środki wytwarza się z kwasu palmitynowego i/lub stearynowego. Inne dimeiy ketenów takie jak dimer ketenu z grupami alkenylowymi (Aquapel® 421, dostępny z Hercules Incorporated, Wilmington, DE, Stany Zjednoczone Ameryki), są również stosowane w przemyśle. Multimery ketenów, zawierające więcej niż jeden pierścień β-laktonowy, zostały ujawnione w opisie patentowym japońskim Kokai 168882/89.
Jakkolwiek środki do zaklejania typu AKD zostały zaakceptowane przez przemysł, wykazują one wady. Tego typu środek zaklejający stwarza problemy przy manipulowaniu papierem w typowych procesach przetwórczych prowadzonych z dużą szybkością, wymaganych w celu spełnienia współczesnych wymagań na cienki papier wytwarzany w warunkach alkalicznych (określany również jako cienki papier alkaliczny). Problemy te obejmujązmniejszenie szybkości operacji w prasach do łączenia i innych maszynach przetwórczych, pobieranie dwóch arkuszy lub zacinanie się papieru w szybkich kopiarkach, a także sklejanie się papieru i błędy rejestracyjne w urządzeniach do drukowania i składania kopert pracujących z dużą szybkością.
Problemów tych zazwyczaj nie napotyka się w przypadku cienkiego papieru wytwarzanego w warunkach kwaśnych (cienkiego papieru kwaśnego). Rodzaje wypełniaczy i ilości dodawanych wypełniaczy przy produkcji cienkiego papieru alkalicznego są zupełnie inne niż przy produkcji cienkiego papieru kwaśnego, co może powodować różnice we właściwościach papieru, takichjak sztywność i współczynnik tarcia, co wpływa na zachowanie papieru przy manipulowaniu. Poziom ałunu dodawanego do cienkiego papieru alkalicznego, który nadaj e arkuszowi przewodnictwo i rozprasza ładunki elektrostatyczne, także jest zupełnie inny niż w przypadku cienkiego papieru kwaśnego. Jest to istotne, gdyż właściwości elektryczne wpływają na zachowanie się papieru przy manipulowaniu. Do powierzchniowej warstwy cienkiego papieru alkalicznego często dodaje się chlorek sodowy, aby poprawić jego ostateczne właściwości użytkowe.
182 424
Typowe problemy występujące przy przetwórstwie i ostatecznym użyciu cienkiego papieru alkalicznego są następujące:
1. Właściwości papieru zależne od składu surowców;
2. Właściwości papieru osiągnięte w czasie jego wytwarzania oraz
3. problemy związane z zaklejaniem.
Do właściwości papieru ujawniających się w czasie jego produkcji w warunkach alkalicznych, które mogą wpłynąć na jego właściwości przetwórcze i użytkowe, należy wichrowatość, wahania współczynnika tarcia, zawartość wilgoci, rozrzut wilgoci, sztywność, stabilność wymiarów i stosunek wytrzymałości wzdłużnej do poprzecznej (WW/WP).
Jeden z takich problemów został zidentyfikowany, zmierzony i opisany w publikacji „Improving the Performance of Alkaline Fine Paper on the IBM 3800 Laser Printer”, TAPPI Paper Makers Conference Proceedings (1991). Problem występuje, gdy stosuje się szybka drukarkę laserową IBM 3800 o działaniu ciągłym, która nie jest wyposażona w żadne specjalne elementy modyfikujące ułatwiające manipulowanie cienkim papierem alkalicznym. Ta często stosowana drukarka laserowa może w związku z tym służyć jako efektywny aparat pomiarowy do określania właściwości przetwórczych różnych typów zaklejonego papieru w nowoczesnych urządzeniach przetwórczych oraz jego właściwości użytkowych. W szczególności zjawisko „falowania” umożliwia mierzenie stopnia poślizgu w drukarce IBM 3800 między nienapędzanym wałkiem za elementem stapiającym toner i wałkiem napędzanym nad układarką.
Falowanie takie obejmuje odchylenie drogi papieru od linii prostej między wałkami znajdującej się 50,8 mm nad podstawą, co powoduje błędy w rejestracji oraz zagniecenia w układarce. Stopień falowania w czasie ustalonej pracy mierzy się jako wysokość falowania w calach (1 cal = 2,54 cm) ponad prostądrogąpapieru po 600 s pracy, pomnożona przez 10 000.
W typowym cienkim papierze alkalicznym zaklejanym środkiem AKD o stopniu zaklejenia 1,11 kg/tonę papieru papier wykazuje niedopuszczalnie wysoki stopień falowania, zazwyczaj rzędu 20-80. Szybkości manipulowania papierem na innych wysokowydajnych maszynach przetwórczych, takich jak prasa Hamilton-Stevens do łączenia o działaniu ciągłym lub urządzenie Winkler & Dunnebier CH do składania kopert, również umożliwiająliczbowe określenie właściwości przetwórczych.
W opisach patentowych japońskich JP 4-36258 i JP 4-36259 ujawniono związki 2-oksetanonowe wytwarzane z chlorków kwasów tłuszczowych opartych na nasyconych kwasach karboksylowych, nienasyconych kwasach karboksylowych oraz mieszaninach takich kwasów, z tym że nie podano konkretnych przykładów zastosowania związków nienasyconych lub mieszanin. Ponadto kwasy tłuszczowe są materiałami naturalnymi i często nie są substancjami czystymi.
W wyłożeniu zgłoszenia patentowego europejskiego nr 0 666 368 ujawniono środki do zaklejania papieru w postaci di merów i multimerów 2-oksetanonu, które nie są stałe temperaturze 35°C. Korzystne środki zaklejające zawierają nienasycenie lub rozgałęzienie łańcucha w bocznych łańcuchach węglowodorowych. W wyłożeniu zgłoszenia patentowego europejskiego nr 0 629 741 ujawniono 2-oksetanonowe środki zaklejające stanowiące mieszaninę dimerów i multimerów, przy czym co najmniej 50% związków w mieszaninie stanowią multimery. W obydwu zgłoszeniach podaje się, że środki te zapewniają lepsze właściwości użytkowe w urządzeniach przetwórczych i reprograficznych pracujących z dużą prędkością, w porównaniu z zaklejaniem uzyskanym przy stosowaniu zwykłego dimeru alkiloketenu.
Jednakże w dalszym ciągu istnieje zapotrzebowanie na cienki papier alkaliczny o jeszcze lepszych właściwościach użytkowych w typowych procesach przetwórczych i reprograficznych. Równocześnie uzyskiwane poziomy zaklejenia powinny być porównywalne do uzyskiwanych obecnie przy stosowaniu AKD do zaklejania cienkiego papieru alkalicznego.
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania środka do zaklejania zawierającego mieszaninę związków 2-oksetanonowych, polegający na poddaniu reakcji dehydrohalogenowania mieszaniny halogenków kwasów tłuszczowych w obecności zasady, polegający na tym, że reakcji dehydrohalogenowania poddaje się mieszaninę halogenków nasyconych kwasów tłuszczowych o prostym łańcuchu i nienasyconych kwasów tłuszczowych albo mieszaninę halogen
182 424 ków, którą wytwarza się z odpowiednich nasyconych kwasów tłuszczowych, o prostym łańcuchu i nienasyconych kwasów tłuszczowych, z ewentualnym dodatkiem kwasu alkilodikarboksylowego, przy czym mieszanina kwasów tłuszczowych zawiera 10 - 85% molowych nasyconego kwasu tłuszczowego o prostym łańcuchu i 15 -90% molowych nienasyconego kwasu tłuszczowego.
Korzystnie w przypadku wytwarzania środka zaklejającego niestałego w temperaturze 25°C dehydrohalogenowanie przeprowadza się stosując mieszaninę co najmniej jednego surowca zawierającego przede wszystkim nasycony kwas tłuszczowy o prostym łańcuchu i co najmniej jednego surowca zawierającego przede wszystkim nienasycony kwas tłuszczowy.
W sposobie korzystnie stosuje się mieszaninę kwasu tłuszczowego zawierającego 20-60% molowych nasyconego kwasu tłuszczowego o prostym łańcuchu i 80-40% molowych nienasyconego kwasu tłuszczowego.
W sposobie korzystnie stosuje się mieszaninę kwasów tłuszczowych zawierającą 30-55% molowych nasyconego kwasu tłuszczowego o prostym łańcuchu i 70-45% molowych nienasyconego kwasu tłuszczowego.
W sposobie korzystnie jako kwasy tłuszczowe lub halogenki kwasów tłuszczowych stosuje się kwasy monokarboksylowe lub halogenki kwasów monokarboksylowych, zawierające 6-26 atomów węgla.
W sposobie korzystnie jako kwasy tłuszczowe lub halogenki kwasów tłuszczowych stosuje się kwasy monokarboksylowe lub halogenki kwasów monokarboksylowych, zawierające 16-18 atomów węgla.
W sposobie korzystnie stosuje się nasycone kwasy tłuszczowe o prostym łańcuchu wybrane są z grupy obejmującej kwas stearynowy, mirystynowy, palmitynowy, margarynowy, pentadekanowy, dekanowy, undekanowy, dodekanowy, tridekanowy, nonadekanowy, arachidowy i behenowy oraz chlorki tych kwasów, a także ich mieszaniny, a nienasycone kwasy tłuszczowe wybrane są z grupy obejmującej kwas oleinowy, linolowy, dodecenowy, tetradecenowy, heksadecenowy, oktadekadienowy, oktadekatienowy, eikozenowy, eilozatetraenowy, dokozenowy, brasydynowy i klupanodonowy oraz chlorki tych kwasów, a także ich mieszaniny.
W sposobie korzystnie stosuje się surowy nasycony kwas tłuszczowy o prostym łańcuchu zawierający co najmniej 80% molowych nasyconego kwasu tłuszczowego o prostym łańcuchu i surowy nienasycony kwas tłuszczowy zawierający co najmniej 70% molowych nienasyconego kwasu tłuszczowego.
W sposobie korzystnie stosuje się surowy nasycony kwas tłuszczowy o prostym łańcuchu zawierający co najmniej 95% molowych nasyconego kwasu tłuszczowego o prostym łańcuchu i surowy nienasycony kwas tłuszczowy zawierający co najmniej 90% molowych nienasyconego kwasu tłuszczowego.
W sposobie korzystnie stosuje się mieszaninę reakcyjną zawierającą dodatkowo kwas alkilodikarboksylowy o 6-44 atomach węgla.
W sposobie korzystnie stosuje się kwas dikarboksylowy zawierający 8-36 atomów węgla.
W sposobie korzystnie stosuje się kwas dikarboksylowy zawierający 9-10 atomów węgla.
Korzystnie sposobem według wynalazku wytwarza się środek do zaklejania zawierający związki 2-oksetanonowe stanowiące dimery 2-oksetanonu.
Kompozycja do zaklejania wytworzona z zastosowaniem środka otrzymanego wg wynalazku nadaj e się zwłaszcza do wstęg celulozowych, przede wszystkim do papieru wytwarzanego w warunkach alkalicznych.
Kompozycja do zaklejania nie jest stała w temperaturze 35°C i stanowi mieszaninę związków 2-oksetanonowych, będącą produktem reakcji mieszaniny zawierającej około 10-85% molowych nasyconego kwasu tłuszczowego i około 90-15% molowych nienasyconego kwasu tłuszczowego.
Zgodnie z korzystnym wykonaniem wynalazku wytwarza się środek do zaklejania zawierający związki 2-oksetanonowe stanowiące produkt reakcji a) surowca zawierającego przede wszystkim nienasycony kwas tłuszczowy i b) surowca zawierającego przede wszystkim nasycony kwas tłuszczowy.
182 424
W jednym z korzystnych wariantów związki 2-oksetanonowe stanowią dimery 2-oksetanonu. W innym z korzystnych wariantów mieszanina reakcyjna zawiera składnik c), kwas alkilodikarboksylowy. Jeśli stosuje się składnik c), związki 2-oksetanonowe stanowią mieszaninę dimerów i multimerów.
Korzystnie kwasy tłuszczowe zawierają około 20-60% molowych nasyconych kwasów tłuszczowych i około 80-40% molowych nienasyconych kwasów tłuszczowych, a jeszcze korzystniej około 30-75% molowych nasyconych kwasów tłuszczowych i około 70-45% molowych nienasyconych kwasów tłuszczowych.
Korzystnie 2-oksetanonowa kompozycja do zaklejania nie jest stała w 25°C, a jeszcze korzystniej nie jest stała w 20°C. Korzystnie kompozycja jest ciekła w 35°C, jeszcze korzystniej jest ciekła w 25°C, a najkorzystniej jest ciekła w 20°C.
Korzystnie kwas tłuszczowy stanowi monokarboksylowy kwas lub halogenek kwasu monokarboksylo wego, zawierający 6-26 atomów węgla, jeszcze korzystniej 12-22 atomy węgla, a najkorzystniej 16-18 atomów węgla.
Korzystnie nasycony kwas tłuszczowy wybrany jest z grupy obejmującej kwas stearynowy, izostearynowy, mirystynowy, palmitynowy, margarynowy, pentadekanowy, dekanowy (kapronowy), undekanowy, dodekanowy (laurynowy), tridekanowy, nanodekanowy, arachidowy i behenowy oraz chlorki tych kwasów, a także ich mieszaniny. Korzystnie nienasycony kwas tłuszczowy wybrany jest z grupy obejmującej kwas oleinowy, linolowy, dodecenowy, tetradecenowy (mirystolowy), heksadecenowy (palmitolowy), oktadekadienowy (linolelaidowy), oktadekatrienowy (linolenowy), eikozenowy (gadolowy), eikozatetraenowy (arachidonowy), dokozenowy (erukowy), dokozenonowy (brasydynowy) i dodekapentaenowy (Idupanodonowy) oraz chlorki tych kwasów, a także ich mieszaniny.
Korzystnie surowy nasycony kwas tłuszczowy zawiera co najmniej 80% molowych nasyconego kwasu tłuszczowego, a surowy nienasycony kwas tłuszczowy zawiera co najmniej 70% molowych nienasyconego kwasu tłuszczowego, a jeszcze korzystniej odpowiednio co najmniej około 95% molowych nasyconego kwasu tłuszczowego i co najmniej około 90% molowych nienasyconego kwasu tłuszczowego.
Korzystnie stosunek molowy surowego nienasyconego kwasu tłuszczowego do surowego nasyconego kwasu tłuszczowego wynosi około 1:1-4:1, a jeszcze korzystniej około 1:1, około 1:4 lub około 7:3.
W jednym z korzystnych wariantów produkt stanowi dimer 2-oksetanonu. W innym z korzystnych wariantów mieszanina reakcyjna zawiera dodatkowo składnik c), kwas alkilodikarboksylowy o 6-44 atomach węgla. Korzystnie kwas dikarboksylowy zawiera 8-36 atomów węgla, a jeszcze korzystniej 9-10 atomów węgla.
Przedmiotem wynalazku jest więc sposób wytwarzania 2-oksetanonowego środka do zaklejania, polegający na tym, że stosuje się nienasycone i nasycone kwasy tłuszczowe, przy czym kwasy tłuszczowe zawierają około 10-85% molowych nasyconego kwasu tłuszczowego i około 90-15% molowych nienasyconego kwasu tłuszczowego, oraz poddaje się je reakcji uzyskując 2-oksetanonowy środek do zaklejania, który nie jest stały w 35°C.
Przedmiotem wynalazku jest ponadto sposób wytwarzania 2-oksetanonowego środka do zaklejania, polegający na tym, że (1) stosuje się (a) co najmniej jeden surowiec zawierający przede wszystkim nasycony kwas tłuszczowy i (b) co najmniej jeden surowiec zawierający przede wszystkim nienasycony kwas tłuszczowy, oraz 2) poddaje się reakcji uzyskując 2-oketanonowy środek do zaklejania, który nie jest stały w 35°C.
W korzystnym wykonaniu produkt stanowi dimer 2-oksetanonu. W innym korzystnym wykonaniu poddaje się reakcji również c) co najmniej jeden kwas dikarboksylowy zawierający 8-44 atomy węgla.
Środek do zaklejania wytworzony sposobem według wynalazku służy do wytworzenia wodnej emulsji zawierającej wodę i 1-60% wagowych, korzystnie 6-50% wagowych, a jeszcze korzystniej 10-30% wagowych kompozycji do zaklejania.
182 424
Środek do zaklejania służy również do wytwarzania papieru w warunkach alkalicznych, zaklejonego wyżej wymienioną kompozycją do zaklejania. Zgodnie z korzystnym wykonaniem papier zawiera również rozpuszczalną w wodzie sól nieorganiczna metalu alkalicznego, korzystnie NaCl. Wytworzony papier ma zastosowanie w procesach przetwórczych i reprograficznych prowadzonych z dużą szybkością.
Papier taki można stosować w procesach przetwórczych i reprograficznych prowadzonych z dużą szybkością, nie napotykając przy tym znaczących problemów związanych z zasilaniem maszyny. Problemy z zasilaniem maszyny w przypadku maszyn przetwórczych pracujących z dużą szybkością oraz w procesach reprograficznych określa się jako znaczące, jeśli powodują one niewłaściwe podawanie, niewłaściwąrejestrację lub zacięcia, w stopniu niedopuszczalnym z technicznego punktu widzenia, jak to zostanie przedstawione poniżej, albo powodują znaczące zmniejszenie szybkości maszyny.
Dla wygody określenie „kwas tłuszczowy” często użyte jest w znaczeniu obejmującym kwas tłuszczowy lub halogenek kwasu tłuszczowego. Specjalista zdaje sobie sprawę, że sformułowanie takie używane jest wtedy, gdy dotyczy ono kwasów tłuszczowych do stosowania w wytwarzaniu kompozycji do zaklejania, gdyż kwasy tłuszczowe przekształca się w halogenki kwasowe w pierwszym etapie wytwarzania związków 2-oksetanonowych, oraz że wynalazek można zrealizować wychodząc z kwasów tłuszczowych lub z kwasów tłuszczowych już przekształconych w ich halogenki. Ponadto specjalista zdaje sobie sprawę, że określenie „kwas tłuszczowy” ogólnie odnosi się do mieszanki lub mieszaniny kwasów tłuszczowych lub halogenków kwasów tłuszczowych, gdyż kwasy tłuszczowe zazwyczaj pochodząz materiałów naturalnych i zwykle stanowią mieszanki lub mieszaniny.
Alkaliczne środki do zaklejania wytworzone zgodnie z wynalazkiem zapewniają stopień zaklejenia porównywalny ze stopniem uzyskiwanym obecnie w przemyśle przy zastosowaniu technologii AKD, oraz ulepszone właściwości użytkowe w typowych zastosowaniach ostatecznych oraz przy przetwórstwie, zawierają co najmniej jedną reaktywna grupę 2-oksetanonową i boczne hydrofobowe grupy węglowodorowe. Mieszanina związków 2-oksetanonowych nie jest stała w 35°C (to znaczy nie jest zasadniczo krystaliczną, półkrystraliczną lub woskowatą substancją stałą, czyli płynie przy podgrzaniu bez topienia się). Korzystnie mieszanina związków 2-oksetanonowych nie jest stała w 25°C, a jeszcze korzystniej nawet w 20°C. Jeszcze korzystniej środek do zaklejania według wynalazku jest ciekły w 35°C, szczególnie korzystnie w 25°C, a najkorzystniej w 20°C. Określenie „ciekły” odnosi się oczywiście do samego środka do zaklejania, a nie do emulsji lub innej kompozycji.
Mieszaninę związków 2-oksetanonowych wytwarza się znanymi sposobami wytwarzania zwykłych dimerów ketenów. W pierwszym etapie wytwarza się chlorki kwasowe z mieszaniny nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych lub z mieszaniny kwasów tłuszczowych i kwasu dikarboksylowego w przypadku multimerów, stosując PCI3 lub inny środek chlorujący. Chlorki kwasowe dimeryzuje się następnie w obecności amin trzeciorzędowych (obejmujących trialkiloaminy i cykliczne alkiloaminy), korzystnie w obecności trietyloaminy, uzyskując dimer lub multimer ketenu. Trwałe emulsje takich środków do zaklejania wytworzyć można w taki sam sposób jak zwykłe emulsje AKD.
Kwasy tłuszczowe stosowane do wytwarzania związków 2-oksetanonowych według wynalazku zostały opisane powyżej.
Stosować można jeden lub więcej nasyconych lub nienasyconych kwasów tłuszczowych. Mieszaninę kwasów nasyconych i nienasyconych tłuszczowych uzyskać można w wyniku zastosowania odrębnych surowców, a których jeden zawiera przede wszystkim nasycone, a drugi zawiera przede wszystkim nienasycone kwasy tłuszczowe, albo też zastosować można surowiec stanowiący mieszaninę nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych. Do odpowiednich surowców zawierających przede wszystkim nienasycone kwasy tłuszczowe należą np. kwasy tłuszczowe Emersol 221 dostępne z Henkel-Emery, Cincinnati, OH. Emersoł 221 stanowi mie
182 424 szaninę zawierająca głównie kwas oleinowy oraz inne nienasycone kwasy tłuszczowe i niewielką ilość nasyconych kwasów tłuszczowych. Do odpowiednich surowców zawierających przede wszystkim nasycone kwasy tłuszczowe należąnp. kwasy tłuszczowe Emery 135, również dostępne z Henkel-Emery. Emery 135 stanowi mieszaninę zawierającągłównie kwas palmitynowy i kwas stearynowy oraz niewielkie ilości innych kwasów tłuszczowych.
W razie potrzeby związki 2-oksetanonowe mogą zawierać dwa lub więcej pierścieni 2-oksetanonowych. W opisie związki takie określa się jako „multimery 2-oksetanonowe”. Związki te wytwarza się z chlorków kwasowych mieszaniny nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych oraz co najmniej jednego kwasu alkilodikarboksylowego, jak to ujawniono w publikowanym zgłoszeniu patentowym japońskim nr 168992/89 oraz w wyłożeniach zgłoszeń patentowych europejskich nr 0 666 368 i 0 629 741.
Kwasy alkilodikarboksylowe stosowane do wytwarzania multimerów 2-oksetanonowych zawierają 8-44 atomy węgla, a korzystnie 9-10,22 lub 36 atomów węgla. Najkorzystniejsze są kwasy dikarboksylowe o 9-10 atomach węgla. Do kwasów takich należy np. kwas sebacynowy, azelainowy, 1,10-dekanodikarboksylowy, suberynowy, brasylowy i dokosanodiowy. Stosować można jeden lub więcej takich kwasów.
Związki 2-oksetanonowe w kompozycjach do zaklejania korzystnie określone są wzorem przedstawionym na rysunku, w którym n wynosi 0-6, jeszcze korzystniej 0-3, a najkorzystniej 0; R i R' mogą być takie same lub różne i wybrane sąz grupy obejmującej grupy alkilowe lub alkenylowe o prostym łańcuchu lub rozgałęzione, zawierające co najmniej 4 atomy węgla, korzystnie 4-24 atomy węgla, jeszcze korzystniej 10-20 atomów węgla, a najkorzystniej 14-16 atomów węgla; a R' oznacza grupę alkilową o prostym łańcuchu, korzystnie grupę alkilową o prostym łańcuchu z 2-40 atomami węgla, jeszcze korzystniej grupę alkilową o prostym łańcuchu z 4-32 atomami węgla, a najkorzystniej grupę alkilową o prostym łańcuchu z 5-8 atomami węgla. Gdy n> 0, związki określa się jako multimery 2-oksetanonowe.
Przy wytwarzaniu 2-oksetanonowych kompozycji do zaklejania co najmniej 20% molowych w stosunku do całkowitej ilości kwasów tłuszczowych, korzystnie 20-75%, a najkorzystniej 30-50% stanowią nasycone kwasy tłuszczowe. Korzystnie co najmniej 20% molowych w stosunku do całkowitej ilości kwasów tłuszczowych, jeszcze korzystniej 80-25%, a najkorzystniej 70-50% stanowią nasycone kwasy tłuszczowe.
Korzystnie papier alkaliczny wytwarzany przy użyciu środka do zaklejania otrzymanego sposobem według wynalazku zawiera rozpuszczalna w wodzie sól nieorganiczną metalu alkalicznego, korzystnie chlorek sodowy (NaCl), a także ałun (siarczan glinu) oraz strącany węglan wapnia. Jednakże papier według wynalazku często może być wytwarzany bez soli metalu alkalicznego.
Środki do zaklejania otrzymane według wynalazku stosuje się jako wewnętrzny środek do zaklejania, tak że korzystnie dodaje się je do ścieru papierowego przed formowaniem arkusza.
Papier zazwyczaj zakleja się tak, że stopień zaklejenia wynosi co najmniej 0,2 kg, korzystnie co najmniej około 0,8 kg, a jeszcze korzystniej co najmniej około 1,11 kg/tonę lub powyżej. Typowy przemysłowy zakres zaklejania wynosi od 0,23 do 3,17 kg/tonę, korzystnie od 0,45 do 1,81 kg/tonę, a najkorzystniej 0,68-1,36 kg/tonę. Papier może być np. w postaci ciągłego papieru wiązanego, ciągłego papieru perforowanego, papieru do maszyn liczących, papieru do produkcji kopert, papieru przebitkowego, papieru kopertowego lub kopert.
Papier może z powodzeniem przejść testy, w których mierzy się jego właściwości przetwórcze, we współczesnych maszynach przetwórczych oraz jego właściwości użytkowe przy stosowaniu w urządzeniach pracujących z dużą szybkością. W szczególności papier może być wytwarzany w postaci wałka ciągłego papieru wiązanego o gramaturze 56-90 g/m2, do stosowania w szybkich drukarkach laserowych o działaniu ciągłym. Gdy papier taki zakleja się do uzyskania stopnia zaklejenia co najmniej około 0,76 kg/tonę, może być on stosowany w szybkiej drukarce laserowej o działaniu ciągłym, IBM Model 3800 bez wystąpienia stopnia falowania, oznaczanego w calach (1 cal = 2,54 cm) podniesienia na sekundę razy 10 000, powyżej 5 po 10 minutach pracy drukarki.
182 424
Gdy papier zakleja się w stopniu 1,11 kg/tonę, to stopień falowania, podniesienie na sekundę razy 10 000, nie jest wyższy od 3 po 10 minutach pracy drukarki.
Ponadto korzystny papier, z którego można wykonać arkusze o wymiarach 81/2x11 cali (21,6 x 28 cm) ciętego reprograficznego papieru o gramaturze 56-90 g/m2, można zastosować w szybkiej drukarce laserowej lub kopiarce. Gdy papier zakleja się do uzyskania stopnia zaklejenia co najmniej około 0,76 kg/tonę, korzystnie co najmniej 1,11 kg/tonę, to może być on stosowany w szybkiej kopiarce IBM model 3825 bez wystąpienia nieprawidłowego podawania lub zacięć w ilości 5 lub poniżej na 10 000, korzystnie w ilości 1 lub poniżej na 10 000. Dla porównania papier zaklejany znanym środkiem AKD wykazuje o wiele większą liczbę przypadków podwójnego podawania w szybkiej kopiarce IBM 3825 (14 podwójnych podań przy 14 250 arkuszach). W pracy zwykłej kopiarki 10 podwójnych podań na 10 000 uważa się za wielkość niedopuszczalną. Producenci urządzeń uważają 1 podwójne podanie na 10 000 za niedopuszczalne.
Z papieru w postaci rolki ciągłego wiązanego papieru o gramaturze 56-90 g/m2 wykonać można znormalizowaną ciągłą perforowaną wstęgę w prasie o działaniu ciągłym pracującej z szybkością około 390-600 m/minutę. Z korzystnego papieru w postaci rolki ciągłego wiązanego papieru o gramaturze 56-90 g/m2, zaklejonego do uzyskania stopnia zaklejenia co najmniej około 1,11 kg/tonę, wykonać można znormalizowaną ciągłą perforowaną wstęgę w prasie o działaniu ciągłym Hamilton-Stevens pracującej z szybkością co najmniej około 541 m/minutę, korzystnie co najmniej około 579 m/minutę.
Z papieru można wykonać rolkę papieru kopertowego o gramaturze 56-90 g/m2, zaklejonego do uzyskania stopnia zaklejenia co najmniej około 1,11 kg/tonę. Z papieru tego można wykonać co najmniej około 900 kopert/minutę, korzystnie co najmniej około 1000 kopert/minutę w urządzeniu do składania kopert Winkler & Dunnebier CH.
Papier można przepuszczać z szybkością co najmniej około 58 arkuszy/minutę lub wyższą w szybkiej kopiarce arkuszowej IBM 3825 przy mniej niż jednym podwójnym podaniu lub zacięciu na 10 000 arkuszy.
Papier może być stosowany w szybkiej drukarce laserowej o działaniu ciągłym przy stopniu falowania co najmniej o około 10% niższym, korzystnie o około 20% niższym od uzyskiwanego przy stosowaniu w tej samej drukarce rolki ciągłego papieru wiązanego o takiej samej gramaturze i zaklejonego do uzyskania takiego samego stopnia zaklejenia za pomocą środka do zaklejania AKD z mieszaniny kwasu stearynowego i palmitynowego, po 10 minutach pracy drukarki.
Papier można stosować w szybkiej kopiarce arkuszowej IBM 3825 z szybkością około 58 arkuszy/minutę osiągając co najmniej około 50%, korzystnie około 50% mniej podwójnych podań lub zacięć w porównaniu z liczbąpodwójnych podań lub zacięć przy stosowaniu w tej samej drukarce arkuszy papieru o takiej samej gramaturze i zaklejonego do uzyskania takiego samego stopnia zaklejenia za pomocą środka do zaklejania AKD z mieszaniny kwasu stearynowego i palmitynowego.
Z papieru można także wykonać znormalizowaną perforowaną ciągłą wstęgę w prasie o działaniu ciągłym przy szybkości prasy co najmniej o 3% wyższej, korzystnie co najmniej o 5% wyższej niz przy stosowaniu papieru o takiej samej gramaturze i zaklejonego do uzyskania takiego samego stopnia zaklejenia za pomocą środka do zaklejania AKD z mieszaniny kwasu stearynowego i palmitynowego.
Z papieru wykonać można także rolkę papieru kopertowego o danej gramaturze i danym poziomie zaklejenia, z którego można wykonać w ciągu minuty co najmniej 3% więcej kopert w urządzeniu do składania kopert Winkler & Dunnebier CH niż z papieru o takiej samej gramaturze i zaklejonego do uzyskania takiego samego stopnia zaklejenia za pomocą środka do zaklejania AKD z mieszaniny kwasu stearynowego i palmitynowego w tym samym urządzeniu do składania kopert.
182 424
W poniższych przykładach wszystkie procenty sąmolowe, o ile nie zaznaczono inaczej.
Przykład I. Papier do przeprowadzenia oceny w drukarce IBM 3800 wykonano w doświadczalnej maszynie papierniczej.
W celu przygotowania typowej masy do produkcji papieru wiązanego podstawę pulpy (4 części pulpy siarczanowej liściastej Southern i 1 cześć pulpy siarczanowej iglastej Southern) roztarto do chudości Canadian Standard Freeness (C. S. F) 425 ml stosując dwutarczowy rafiner. Przed dodaniem do podstawy pulpy wypełniacza (10% strącanego węglanu wapnia o średniej wielkości cząstek) nastawiono pH (7,8-8,0), alkaliczność (150-200 ppm) i twardość (100 ppm) masy do produkcji papieru stosując odpowiednie ilości NaHCO3, NaOH i CaCl2.
2-oksetanonowe środki do zaklejania otrzymano sposobami wykorzystywanymi zazwyczaj do wytwarzania technicznych dimerów alkiloketenu; chlorki kwasowe z mieszaniny nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych otrzymano stosując znany środek chlorujący (trichlorek fosforu), po czym przeprowadzono odchlorowodorowanie chlorków kwasowych w obecności odpowiedniej zasady (trietyloaminy). Surowy nienasycony kwas tłuszczowy stanowił Emersol 221 dostępny z Henkel-Emery, Cincinnati, OH, a surowy nasycony kwas tłuszczowy stanowił Emery 135, również dostępny z Henkel-Emery. Emersol 221 stanowił mieszaninę 73% kwasu oleinowego, 8% kwasu linolowego, 6% kwasu palmitolowego, 3% kwasu mirystolowego, 1 % kwasu linolenowego i 9% nasyconych tłuszczowych (w % wagowych). Emery 135 stanowił mieszaninę 50% kwasu palmitynowego, 45,5% kwasu stearynowego, 2,5% kwasu mirystynowego i 2% innych kwasów tłuszczowych (w % wagowych).
Emulsje 2-oksetanowego środka do zaklejania otrzymano w sposób ujawniony w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr4 317 756, w szczególności w sposób podany w przykładzie 5 tego opisu.
Zastosowano następującą kolejność dodawania. Skrobię kationową podstawioną czwartorzędową aminą (0,75%) dodano przy drugiej mieszarce. Emulsję 2-oksetanonowego środka do zaklejania dodano przy 3 mieszarce. Mieszaniny związków 2-oksetanonowych były na początku ciekłe w temperaturze pokojowej. Ałun (0,2%) dodano na stronie wlotowej pompy łopatkowej. Retan® 235, dodatek retencyjny (0,025%) dostępny z Hercules Incorporated, Wilmington, De, dodano za pompą łopatkową. Temperaturę masy w skrzyni wlewowej i na sicie wodnym utrzymywano na poziomie 43,3°C.
Prasy mokre nastawiono na nadciśnienie 0,28 MPa. Zastosowano profil suszenia zapewniający uzyskanie 1 -2% wilgoci w prasie do zaklejania i 4-6% wilgoci w nawijarce (23,47 m/minutę). Około 15,86 kg/tonę utlenionej skrobi kukurydzianej i 0,45 kg/tonę NaCl dodano przy prasie do zaklejania (54,4°C, pH 8). Ciśnienie w kalandrze i wilgoć w nawijarce nastawiono tak, aby uzyskać gładkość Sheffireldaprzy nawijarce 150 jednostek przepływu (kolumna nr 2, stroną filcową do góry).
Z każdej partii produkcyjnej wykonano 35-minutową rolkę papieru (czyli rolkę otrzymywano nawijając papier przez 35 minut), po czym wykonano z niej w prasie 2 pudełka znormalizowanych arkuszy 8 1/2x11 cali. Pobrano również próbki przed i za 35-minutową rolką w celu zbadania naturalnego starzenia klejonki, gramatury 75 g/m2) i gładkości.
Papier po obróbce pozostawiono w drukami w celu dojścia do stanu równowagi na co najmniej jeden dzień przed dokonaniem oceny. Każde pudełko papieru umożliwiało wykonanie 10-14 minutowego testu (76 m/minutę) z IBM 3800. Wszystkie próbki badano dwa razy. Znormalizowany cienki papier kwaśny przepuszczano pizez co najmniej 2 minuty między każdą z ocen, aby przywrócić wyjściowe parametry maszyny. Zestawienie wyników testu podano w tabeli 1. W tabeli E-221 oznacza Emersol 221, a E-135 oznacza Emery 135.
182 424
Tabela 1
Materiał wyjściowy do wytwarzania klejonki Stopień zaklejenia (kg/t) Właściwości przetwórcze
Max falowanie cm (cale) sekundy do 10,6 cm 3 cali
Emery 135 (kontrolna) 1,11 8,26 (3,25) 180
Emery 135 (kontrolna) 1,51 9,52 (3,75) 180
Emersol 221 (kontrolny) 1,11 5,40 (2,125) >600
Emersol 221 (kontrolny) 1,51 5,40 (2,125) >600
Emersol 221 (kontrolny) 2,02 8,89 (3,50) 420
4:1 E-221 :E-135 1,11 5,40 (2,125) >600
4: 1 E-221 :E-135 1,51 5,72 (2,25) > 600
4:1 E-221 :E-135 2,02 6,35 (2,50) >600
7:3 E-221:E-135 1,11 5,72 (2,25) >600
7:3 E-221:E-135 1,51 5,72 (2,25) >600
7:3 E-221 :E-135 2,02 7,30 (2,875) >600
1:1 E-221:E-135 1,11 5,40(2,125) >600
1:1 E-221:E-135 1,51 5,72 (2,25) >600
1:1 E-221:E-135 2,02 8,57 (3,375) 410
Wysokość falowania w calach między dwoma określonymi rolkami w IBM 3800 oraz szybkość, z jaką występuje falowanie (wzrost falowania w calach na sekundę) wykorzystano do pomiaru skuteczności każdej z kompozycji do zaklejania. Im szybsze i wyższe jest falowanie, tym gorsze są właściwości przetwórcze. 2-oksetanonowe środki do zaklejania wykonane z mieszaniny nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych zapewniają o wiele lepsze właściwości przetwórcze papieru niż dimer ketenu wykonany z nasyconego kwasu tłuszczowego. 2-oksetanonowe środki do zaklejania wykonane z mieszaniny nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych zapewniające najmniej tak samo dobre lub lepsze właściwości przetwórcze papieru niż dimer ketonu wykonany z nienasyconego kwasu tłuszczowego, zwłaszcza przy najwyższym stopniu zaklejenia.
Przykład!!. Skuteczność zaklejania 2-oksetanonowych środków do zaklejania wykonanych z mieszanek surowych nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych oznaczono wykonując drugie badania w doświadczalnej maszynie papierniczej. Zaklejanie HST wykorzystano do pomiaru skuteczności zaklejania. Hercules Śize Test (HST) jest wykorzystywany w przemyśle jako standardowy test do pomiaru stopnia zaklejenia. W teście tym stosuje się wodny roztwór barwnika jako środek penetrujący, aby umożliwić optyczne wykrycie frontu cieczy przemieszczającego się przez arkusz. Aparat oznacza czas niezbędny do tego, aby współczynnik odbicia powierzchni arkusza nie stykającej się ze środkiem penetrującym spadła do określonego procentu wyjściowego współczynnika odbicia. Wszystkie podane wyniki oznaczają sekundy do osiągnięcia 80% współczynnika odbicia przy zastosowaniu jako cieczy barwiącej 1% kwasu mrówkowego wymieszanego z barwnikiem, zieloną naftolowąB, o ile nie zaznaczono tego inaczej. Zastosowanie kwasu mrówkowego jako cieczy barwiącej powoduje, że test jest ostrzejszy niż przy zastosowaniu obojętnej cieczy barwiącej, a uzyskiwane w teście czasy są krótsze. Wyższe wielkości HST są lepsze niż wszystkie. Wymagana ilość środka do zaklejania zależy od rodzaju wytwarzanego papieru oraz od układu stosowanego do jego wytwarzania.
Jak to pokazano w tabeli 2, porównano skuteczność zaklejania dwóch 2-oksetanonowych środków do zaklejania wykonanych z mieszanek surowego nasyconego kwasu tłuszczowego (Emery 135, mieszanina kwasu palmitynowego i stearynowego) i surowego nienasyconego kwa
182 424 su tłuszczowego (Emersol 221) i 2-oksetanonowego środka do zaklej ania wykonanego z surowego nienasyconego kwasu tłuszczowego. Oceniano następujące mieszanki surowych kwasów tłuszczowych: 20% surowego nasyconego kwasu tłuszczowego i 80% surowego nienasyconego kwasu tłuszczowego oraz 50% surowego nasyconego kwasu tłuszczowego i 50% surowego nienasyconego kwasu tłuszczowego. 2-oksetanonowe środki do zaklejania i ich emulsje otrzymano w sposób opisany w przykładzie I.
Papier do badania skuteczności zaklejania wykonano w małej doświadczalnej maszynie papierniczej. W celu przygotowania typowej masy do produkcji papieru wiązanego podstawę pulpy (4 części pulpy siarczanowej liściastej i 1 część pulpy siarczanowej iglastej) roztarto do chudości Canadian Standard Freeness (C. S. F) 425 ml stosując dwutarczowy rafiner. Przed dodaniem do podstawy pulpy wypełniacza (20% strącanego węglanu wapnia o średniej wielkości cząstek) nastawiono pH (7,8-8,0), alkaliczność (150-200 ppm) i twardość (100 ppm) masy do produkcji papieru stosując odpowiednie ilości NaHCO3, NaOH i CaCl2
Zastosowano następującą kolejność dodawania: 2-oksetanonowe środki do zaklejania połączono z kationowa skrobią (0,4%) i dodano do maszyny papierniczej za kadzią masową, po czym osobno dodawano wypełniacz (20%), ałun (0,1%) i dodatek retencyjny w postaci anionowego poliakryloamidu o wysokim ciężarze cząsteczkowym (0,01 %). Temperaturę masy przy sicie wodnym regulowano na poziomie 43 °C. Zastosowano profil suszenia zapewniający 5-6% wilgoci przy nawijarce (szybkość maszyny papierniczej 3,0 m/minutę). Wyniki dla papieru z maszyny i po naturalnym starzeniu, w odniesieniu do papieru wykonanego w taki sposób, podano w tabeli 2.
W wyniku dodania nasyconego kwasu tłuszczowego do całkowicie nienasyconego surowego kwasu tłuszczowego uzyskuje się 2-oksetanonowy środek do zaklejania o zwiększonej skuteczności zaklejania. W oparciu o wyniki testu w IBM 3800 można stwierdzić, że taki wzrost skuteczności zaklejania uzyskuje się przy dobrych lub ulepszonych właściwościach przetwórczych papieru.
Tabela 2
Materiał wyjściowy do wytwarzania środka do zaklejania Stopień zaklejenia (kg/t) HST po maszynie (s) HST po 7 dniach (s)
Emery 135 (kontrolny) Ul 12 21
Emersol 221 (kontrolny) 1.11 1 1
1:1 Emersol 221/Emery 135 1,11 3 4
3:1 Emersol 221/Emery 135 1,11 3 2
Emery 135 (kontrolny) 1,67 142 130
Emersol 221 (kontrolny) 1,67 7 7
1:1 Emersol 221/Emery 135 1,67 38 44
3:1 Emersol 221/Emery 135 1,67 15 24
Emery 135 (kontrolny) 2,22 283 242
Emersol 221 (kontrolny) 2,22 32 35
1:1 Emersol 221/Emery 135 2,22 75 103
3:1 Emersol 221/Emery 135 2,22 73 58
Na podstawie wyników z przykładów 1 i 2 można stwierdzić, że w sposobie, według wynalazku uzyskuje się papier o takich samych lub lepszych właściwościach użytkowych i skuteczności zaklejania (wyższe zaklejanie HST przy takich samych poziomach dodatków. Na dodatek wyniki z przykładu I wykazują, że środek otrzymany sposobem według wynalazku zapewnia le
182 424 psze właściwości przetwórcze niż porównywalne środki do zaklejania wykonane przede wszystkim z nasyconych kwasów tłuszczowych. W związku z tym wynalazek zapewnia lepsza równowagę między skutecznością zaklejania i właściwościami przetwórczymi.
Przykład III.W przykładzie tym przedstawiono wytwarzanie 2-oksetanonowych środków do zaklejania z mieszaniny nienasyconego kwasu tłuszczowego i źródła kwasu tłuszczowego zawierającego nasycony kwas tłuszczowy w ilości od 16 do 60% wagowych.
2-oksetanonowe środki do zaklejania wytworzono sposobami wykorzystywanymi zazwyczaj przy wytwarzaniu technicznych dimerów ketenów. I tak z mieszaniny kwasów tłuszczowych wytworzono chlorki kwasowe stosując zwykły środek chlorujący (trichlorek fosforu), po czym chlorki kwasowe odchlorowodorowano w obecności odpowiedniej zasady (trietyloaminy). Jako surowy nienasycony kwas tłuszczowy zastosowano Pamak® 131 dostępny z Hercules Incorporated, a jako źródło kwasów tłuszczowych zastosowano Pamolyn® Saturates, również z Hercules Incorporated. Pamolyn® Staturates zawiera średnio 25% wagowych nasyconych kwasów tłuszczowych (przede wszystkim kwas stearynowy) oraz 75% wagowych nienasyconych kwasów tłuszczowych (zazwyczaj 42% wagowe kwasu oleinowego i 33% wagowe kwasu linolowego). Jeden 2-oksetanonowy kontrolny środek do zaklejania otrzymano przez zmieszanie Pamolyn Saturates z Pamak 131 w takim stosunku, że mieszanka zawierała 10% wagowych nasyconego kwasu tłuszczowego. Inny 2-oksetanonowy środek do zaklejania wykonano z Pamolyn Saturates. Wykonano także dwa kontrolne 2-oksetanonowe środki do zaklejania, jeden zawierający Emersol 221, a drugi zawierający Pamak 131. Emulsje 2-oksetanonowego środka do zaklejania otrzymano w sposób ujawniony w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 317 756, w szczególności w sposób podany w przykładzie 5 tego opisu.
Testy laboratoryjne wykazały, że 2-oksetanonowy środek do zaklejania wykonany z samego Pamolyn Saturates zapewniał najlepszą skuteczność zaklejania. Mieszanka P-l 31 i Pamolyn Saturates zapewniała zaklejanie porównywalne z uzyskiwanym przy stosowaniu innych próbek kontrolnych.
WZÓR
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.
Cena 4,00 zł.

Claims (13)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania środka do zaklejania zawierającego mieszaninę związków 2-oksetanonowych, polegający na poddaniu reakcji dehydrohalogenowania mieszaniny halogenków kwasów tłuszczowych w obecności zasady, znamienny tym, że reakcji dehydrohalogenowania poddaje się mieszaninę halogenków nasyconych kwasów tłuszczowych o prostym łańcuchu i nienasyconych kwasów tłuszczowych albo mieszaninę halogenków, którą wytwarza się z odpowiednich nasyconych kwasów tłuszczowych o prostym łańcuchu i nienasyconych kwasów tłuszczowych, z ewentualnym dodatkiem kwasu alkilodikarboksylowego, przy czym mieszanina kwasów tłuszczowych zawiera 10 - 85% molowych nasyconego kwasu tłuszczowego o prostym łańcuchu i 15 - 90% molowych nienasyconego kwasu tłuszczowego.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku wytwarzania środka zaklejającego niestałego w temperaturze 25°C dehydrohalogenowanie przeprowadza się stosując mieszaninę co najmniej jednego surowca zawierającego przede wszystkim nasycony kwas tłuszczowy o prostym łańcuchu i co najmniej jednego surowca zawierającego przede wszystkim nienasycony kwas tłuszczowy.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się mieszaninę kwasu tłuszczowego zawierającego 20-60% molowych nasyconego kwasu tłuszczowego o prostym łańcuchu i 80-40% molowych nienasyconego kwasu tłuszczowego.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się mieszaninę kwasów tłuszczowych zawierającą 30 - 55% molowych nasyconego kwasu tłuszczowego o prostym łańcuchu i 70 - 45% molowych nienasyconego kwasu tłuszczowego.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako kwasy tłuszczowe lub halogenki kwasów tłuszczowych stosuje się kwasy monokarboksylowe lub halogenki kwasów monokarboksylowych, zawierające 6-26 atomów węgla.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako kwasy tłuszczowe lub halogenki kwasów tłuszczowych stosuje się kwasy monokarboksylowe lub halogenki kwasów monokarboksylowych, zawierające 16-18 atomów węgla.
  7. 7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się nasycone kwasy tłuszczowe o prostym łańcuchu wybrane sąz grupy obejmującej kwas stearynowy, mirystynowy, palmitynowy, margarynowy, pentadekanowy, dekanowy, undekanowy, dodekanowy, tridekanowy, nonadekanowy, arachidowy i behenowy oraz chlorki tych kwasów, a także ich mieszaniny, a nienasycone kwasy tłuszczowe wybrane sąz grupy obejmującej kwas oleinowy, linolowy, dodecenowy, tetradecenowy, heksadecenowy, oktadekadienowy, oktadekatrienowy, eikozenowy, eikozatetraenowy, dokozenowy, brasydynowy i klupanodonowy oraz chlorki tych kwasów, a także ich mieszaniny.
  8. 8. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się surowy nasycony kwas tłuszczowy o prostym łańcuchu zawierający co najmniej 80% molowych nasyconego kwasu tłuszczowego o prostym łańcuchu i surowy nienasycony kwas tłuszczowy zawierający co najmniej 70% molowych nienasyconego kwasu tłuszczowego.
  9. 9. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się surowy nasycony kwas tłuszczowy o prostym łańcuchu zawierający co najmniej 95% molowych nasyconego kwasu tłuszczowego o prostym łańcuchu i surowy nienasycony kwas tłuszczowy zawierający co najmniej 90% molowych nienasyconego kwasu tłuszczowego.
  10. 10. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się mieszaninę reakcyjną zawierającą dodatkowo kwas alkilodikarboksylowy o 6-44 atomach węgla.
    182 424
  11. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że stosuje się kwas dikarboksylowy zawierający 8-36 atomów węgla.
  12. 12. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że stosuje się kwas dikarboksylowy zawierający 9-10 atomów węgla.
  13. 13. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wytwarza się środek do zaklejania zawierający związki 2-oksetanonowe stanowiące dimery 2-oksetanonu.
    * * ♦
PL96314121A 1995-05-08 1996-05-08 Sposób wytwarzania środka do zaklejania zawierającego mieszaninę związków 2-oksetanonowych PL182424B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/439,057 US5725731A (en) 1995-05-08 1995-05-08 2-oxetanone sizing agents comprising saturated and unsaturated tails, paper made with the 2-oxetanone sizing agents, and use of the paper in high speed converting and reprographic operations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL314121A1 PL314121A1 (en) 1996-11-12
PL182424B1 true PL182424B1 (pl) 2002-01-31

Family

ID=23743108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL96314121A PL182424B1 (pl) 1995-05-08 1996-05-08 Sposób wytwarzania środka do zaklejania zawierającego mieszaninę związków 2-oksetanonowych

Country Status (21)

Country Link
US (1) US5725731A (pl)
EP (1) EP0742315B2 (pl)
JP (1) JP4165719B2 (pl)
KR (1) KR100416312B1 (pl)
CN (1) CN1080352C (pl)
AR (1) AR001890A1 (pl)
AT (1) ATE203293T1 (pl)
AU (1) AU704483B2 (pl)
BR (1) BR9602181A (pl)
CA (1) CA2175974C (pl)
DE (1) DE69613895T3 (pl)
ES (1) ES2158190T5 (pl)
IL (1) IL117981A (pl)
NO (1) NO961721L (pl)
NZ (1) NZ286431A (pl)
PL (1) PL182424B1 (pl)
PT (1) PT742315E (pl)
RU (1) RU2180344C2 (pl)
SG (1) SG43362A1 (pl)
TW (1) TW362122B (pl)
ZA (1) ZA963651B (pl)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5846663A (en) * 1994-02-07 1998-12-08 Hercules Incorporated Method of surface sizing paper comprising surface sizing paper with 2-oxetanone ketene multimer sizing agent
US5685815A (en) * 1994-02-07 1997-11-11 Hercules Incorporated Process of using paper containing alkaline sizing agents with improved conversion capability
US6316095B1 (en) * 1994-02-07 2001-11-13 Hercules Incorporated 2-oxetanone sizing agents and their use in paper
CZ300080B6 (cs) * 1997-03-14 2009-01-28 Ciba Specialty Chemicals Holding, Inc. Papír klížený klížidlem na bázi 2-oxetanonu pripraveného z normálních a rozvetvených mastných kyselin
FI971084A0 (fi) * 1997-03-14 1997-03-14 Raisio Chem Oy Foerfarande foer framstaellning av papper och papper framstaellt genom detta foerfarande
US6162328A (en) * 1997-09-30 2000-12-19 Hercules Incorporated Method for surface sizing paper with cellulose reactive and cellulose non-reactive sizes, and paper prepared thereby
WO1999050500A1 (en) * 1998-03-31 1999-10-07 Callaway Corporation Improving retention and drainage in alkaline fine paper
CA2328872A1 (en) 1998-04-22 1999-10-28 Hercules Incorporated Paper size dispersions
AU741885B2 (en) * 1998-06-12 2001-12-13 Hercules Incorporated Sized paper and its use in high speed converting or reprographics operations
US6491790B1 (en) * 1998-09-10 2002-12-10 Bayer Corporation Methods for reducing amine odor in paper
US6123760A (en) * 1998-10-28 2000-09-26 Hercules Incorporated Compositions and methods for preparing dispersions and methods for using the dispersions
US6414055B1 (en) 2000-04-25 2002-07-02 Hercules Incorporated Method for preparing aqueous size composition
US7317053B1 (en) 2000-07-10 2008-01-08 Hercules Incorporated Compositions for imparting desired properties to materials
AU2001280363A1 (en) * 2000-08-07 2002-02-18 Akzo Nobel N.V. Sizing dispersion
JP4022595B2 (ja) * 2004-10-26 2007-12-19 コニカミノルタオプト株式会社 撮影装置
AP2447A (en) * 2005-02-04 2012-08-31 Mineral And Coal Technologies Inc Improving the seperation of diamond from gangue minerals
JP4951918B2 (ja) * 2005-09-29 2012-06-13 星光Pmc株式会社 汚れを防止する方法及び薬品
AT503093B1 (de) * 2005-12-23 2008-02-15 Kemira Chemie Ges Mbh Papierleimungsemulsion, verfahren zu ihrer herstellung und deren verwendung
AU2009350832B2 (en) 2009-08-04 2016-06-09 Solenis Technologies Cayman, L.P. Apparatus, system and method for emulsifying oil and water
WO2010084786A2 (ja) * 2009-08-27 2010-07-29 星光Pmc株式会社 サイズ剤組成物
TWI558880B (zh) 2011-03-31 2016-11-21 英屬開曼群島索理思科技開曼公司 上漿組合物

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2383863A (en) * 1937-12-02 1945-08-28 Hueter Richard Process for preparing ketenes
US2772969A (en) * 1951-04-18 1956-12-04 American Cyanamid Co Sizing of paper with fatty acid polyalkylenepolyamine compositions
US2785067A (en) * 1954-04-15 1957-03-12 Hercules Powder Co Ltd Beater sizing of paper with ketene dimers
BE546398A (pl) * 1955-04-27 1900-01-01
GB804504A (en) 1955-06-10 1958-11-19 Hercules Powder Co Ltd Improvements in or relating to sizing paper
US2959512A (en) * 1956-03-15 1960-11-08 Hercules Powder Co Ltd Laminated paperboard products and method of making same
US2961366A (en) 1957-02-27 1960-11-22 Hercules Powder Co Ltd Sized paper and method of making same
US2961367A (en) 1957-02-27 1960-11-22 Hercules Powder Co Ltd Sized paper and method of making same
NL131880C (pl) 1958-12-24
US2992964A (en) * 1959-05-26 1961-07-18 Warren S D Co Sized mineral filled paper and method of making same
US3251732A (en) * 1962-09-06 1966-05-17 Hercules Powder Co Ltd Rosin size and method of preparing same and paper sized therewith
US3404064A (en) * 1963-08-01 1968-10-01 Allied Chem Method of sizing paper with fatty acid condensation products
US3392085A (en) * 1964-11-25 1968-07-09 Continental Can Co Method of sizing paper with a fatty acid and carbohydrate
US3311532A (en) * 1965-03-17 1967-03-28 American Cyanamid Co Ketene dimer paper sizing compositions including acyl compound extender and paper sized therewith
US3840486A (en) 1972-07-03 1974-10-08 Hercules Inc Water-soluble,thermosettable resinous compositions prepared from dicyandiamide,hcho,ammonium salt and a salt of an aminopolyamide and method for preparing the same
US3992345A (en) * 1973-08-31 1976-11-16 Hercules Incorporated Water-dispersible thermosettable cationic resins and paper sized therewith
US4214948A (en) 1974-07-31 1980-07-29 National Starch And Chemical Corporation Method of sizing paper
US4295931A (en) * 1976-03-08 1981-10-20 Hercules Incorporated Sizing method and sizing composition for use therein
SE427940B (sv) * 1976-07-08 1983-05-24 Sca Development Ab Sett att framstella utgangsmaterial for erhallande av flytande fettsyrabaserat hydrofoberingsmedel for limning av papper
US4317756A (en) * 1977-08-19 1982-03-02 Hercules Incorporated Sizing composition comprising a hydrophobic cellulose-reactive sizing agent and a cationic polymer
US4240935A (en) * 1978-12-22 1980-12-23 Hercules Incorporated Ketene dimer paper sizing compositions
US4522686A (en) * 1981-09-15 1985-06-11 Hercules Incorporated Aqueous sizing compositions
US4382129A (en) * 1981-12-08 1983-05-03 Hercules Incorporated Dicyandiamide-formaldehyde condensates modified with acrylamide and process for preparing the same
GB8329655D0 (en) 1983-11-07 1983-12-07 Allied Colloids Ltd Sizing paper
DE3500408A1 (de) * 1985-01-08 1986-07-10 Skw Trostberg Ag, 8223 Trostberg Verfahren zur herstellung von papier, karton, pappen und anderen cellulosehaltigen materialien unter neutralen bis schwach basischen ph-bedingungen
US4698259A (en) * 1985-08-21 1987-10-06 Hervey Laurence R B Use of oxonated poly(alkylene oxides) as surface treatment agents
US4687519A (en) * 1985-12-20 1987-08-18 National Starch And Chemical Corporation Paper size compositions
US5032320A (en) * 1986-10-07 1991-07-16 Exxon Chemical Patents Inc. Lactone modified mono- or dicarboxylic acid based adduct dispersant compositions
GB8712349D0 (en) * 1987-05-26 1987-07-01 Hercules Inc Sizing pulp
GB8801004D0 (en) * 1988-01-18 1988-02-17 Hercules Inc Cellulose sizing agents for neutral/alkaline systems
US4859244A (en) * 1988-07-06 1989-08-22 International Paper Company Paper sizing
JPH0233392A (ja) 1988-07-20 1990-02-02 Dic Hercules Chem Inc 製紙用サイズ剤組成物、及び製紙用表面サイジング方法
US4861376A (en) * 1988-11-10 1989-08-29 Hercules Incorporated High-solids alkyl ketene dimer dispersion
JPH0436258A (ja) * 1990-05-29 1992-02-06 Nippon Oil & Fats Co Ltd アルキルケテンダイマーの製造法
JPH0436259A (ja) * 1990-05-29 1992-02-06 Nippon Oil & Fats Co Ltd アルキルケテンダイマーの製造法
GB9309604D0 (en) * 1993-05-10 1993-06-23 Hercules Inc Process for the manufacture of alkyl ketene dimer
GB9311944D0 (en) * 1993-06-10 1993-07-28 Hercules Inc Synthesis of alkyl ketene multimers (akm) and application for precision converting grades of fine paper
US5685815A (en) * 1994-02-07 1997-11-11 Hercules Incorporated Process of using paper containing alkaline sizing agents with improved conversion capability

Also Published As

Publication number Publication date
HK1008692A1 (en) 1999-05-14
ES2158190T5 (es) 2006-04-16
EP0742315A1 (en) 1996-11-13
DE69613895T2 (de) 2002-04-04
AR001890A1 (es) 1997-12-10
IL117981A (en) 1999-12-31
AU5212596A (en) 1996-11-21
PT742315E (pt) 2001-11-30
CN1145429A (zh) 1997-03-19
ES2158190T3 (es) 2001-09-01
CA2175974A1 (en) 1996-11-09
EP0742315B1 (en) 2001-07-18
NO961721L (no) 1996-11-11
CA2175974C (en) 2008-12-09
KR100416312B1 (ko) 2004-07-05
AU704483B2 (en) 1999-04-22
IL117981A0 (en) 1996-08-04
TW362122B (en) 1999-06-21
BR9602181A (pt) 1998-04-07
EP0742315B2 (en) 2005-12-14
DE69613895T3 (de) 2006-08-24
KR960041519A (ko) 1996-12-19
JP4165719B2 (ja) 2008-10-15
JPH08302590A (ja) 1996-11-19
ZA963651B (en) 1996-11-08
CN1080352C (zh) 2002-03-06
NO961721D0 (no) 1996-04-29
DE69613895D1 (de) 2001-08-23
RU2180344C2 (ru) 2002-03-10
SG43362A1 (en) 1997-10-17
US5725731A (en) 1998-03-10
PL314121A1 (en) 1996-11-12
ATE203293T1 (de) 2001-08-15
NZ286431A (en) 1997-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL182424B1 (pl) Sposób wytwarzania środka do zaklejania zawierającego mieszaninę związków 2-oksetanonowych
AU688828B2 (en) Paper containing alkaline sizing agents with improved conversion capability
EP0629741B1 (en) Use of fine paper sized with alkyl ketene multimers in high speed precision converting or reprographic operations
US6325893B1 (en) Alkaline paper surface sizing agents, method of use and surface sized paper
US5766417A (en) Process for using alkaline sized paper in high speed converting or reprographics operations
CA2509575A1 (en) Alkenylsuccinic anhydride compositions and method for using the same
US6316095B1 (en) 2-oxetanone sizing agents and their use in paper
AU741885B2 (en) Sized paper and its use in high speed converting or reprographics operations
HK1008692B (en) 2-oxetanone sizing agents and their preparation and use
AU2003301019B2 (en) Alkenylsuccinic anhydride compositions and method for using the same
MXPA00012076A (en) Sized paper and its use in high speed converting or reprographics operations