SE513447C2 - Användning av ett förfarande för framställning av papper - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 513 447 2 vanligaste kolofoniumbaserade hydrofoberingsmedlen och dessutom betydligt billigare än de katjoniska föreligger önskemål att kunna utnyttja konventionella anjoniska kolofo- niumdispersioner även för framställning av produkter vilka uppfyller högt ställda krav som förpackningsmaterial både vad gäller resistens mot varm väteperoxid och mot sura vätskor.

Enligt föreliggande uppfinning har det visat sig att Papper, losabaserade produkter, vilka har god resistens mot såväl varm papp och kartong, dvs ban- eller arkformiga cellu- väteperoxid som sura vätskor, speciellt kan mjölksyra, framställas genom utnyttjande av i sig konventionella an- joniska kolofoniumdispersioner genom att dessa tillföres mälden i form av en instabil förblandning med en aluminium- förening och genom att till mälden dessutom separat sättes hydrofoberande alkylketendimerdispersion. Föreliggande uppfinning avser sàledes ett förfarande för framställning av produkter med dessa egenskaper såsom närmare definierat i patentkraven.

Enligt pappers- produkter vid nära neutralt mäld-pH, vanligen inom omrâdet 6,2 föreliggande förfarande framställs till 7,5, varvid bàde det naturliga kolofoniummaterialet och det syntetiska hydrofoberingsmedlet, alkylketendimeren, genom den använda tekniken fàs att utveckla de önskade vätskeav- visande effekterna.

Kolofoniummaterialet utnyttjas i form av en anjonisk dispersion och tillföres mälden såsom en instabil förblandning av den anjoniska hartsdispersionen med en aluminiumförening.

Sådana instabila förblandningar av anjoniska hartsprodukter och aluminiumföreningar är i sig tidigare kända och har till patentansökan Enligt denna ansökan utnyttjas förblandningar för beskrivits den 0333368. exempel i europeiska hydrofobering i största allmänhet och det antydes att för- blandningarna kan utdrygas med urea-baserade medel eller alkylketendimer emulsioner.

Den förblandning av hartsdispersion och aluminium som utföres enligt uppfinningen är väsentlig för att nå den önskade effekten, varvid särskilt skall notera att pà grund av förblandningens instabila natur förblandningen måste utföras pà plats i pappersbruket. Kolofoniummaterialet i de anjoniska 10 l5 20 25 30 35 513 447 3 dispersioner som utnyttjas enligt föreliggande uppfinning kan i sig utgöras av kända kolofoniumtyper såsom stubb-, träd- och talloljekolofonium.

Kolofoniet kan vara rått, raffinerat, proportionerat, hydrerat eller på annat sätt modifierat.

Kolofoniummaterialet är lämpligen förstärkt på i. sig känt sätt, genom reaktion med en a,ß-omättad flerbasisk syra eller dess anhydrid, t ex fumarsyra, maleinsyra, itakonsyra och dessas anhydrider. Förstärkta kolofoniummaterial innehåller vanligen från ca 5 till ca 10 viktprocent av inreagerad syra eller anhydrid, räknat på totalvikten av det förstärkta kolofoniet. De anjoniska ytaktiva ämnena i dispersioner är för anjoniska kolofoniumdispersioner konventionella sådan. Som exempel på ytaktiva ämnen i de anjoniska dispersionerna kan t ex nämnas förtvàlat kolofonium, alkyl- och alkylarylsulfater, alkyl- och alkylarylsulfonater. Sulfaterna och sulfonaterna utgöres av oftast av natriumsulfater och natriumsulfonater. De anjoniska dispersionerna kan givetvis även, såsom välkänt, innehålla polymera stabilisatorer såsom t: ex kasein eller Före tillsatsen till mälden förblandas den anjoniska kolofoniumdispersionen och en aluminiumförening som cellulosaderivat. utgöres av till exempel alun eller en polyaluminiumförening.

Polyaluminiumföreningar är i sig tidigare välkända för använd- ning vid framställning av papper. Dessa föreningar är basiska och utgöres av flerkärniga komplex. Polyaluminiumföreningarna kan utgöras av polyaluminiumklorider eller polyaluminiumsulfa- ter eller föreningar innehållande blandningar av klorid och sulfatjon. Föredragna aluminiumföreningar är alun [Al2(SOQ3x~18H¿fl alun.

Förblandning av anjonisk kolofoniumdispersion och aluminiumföreningar leder lätt till stark agglomerering. Den förblandning som utnyttjas enligt föreliggande förfarande skall vara väsentligen endast svagt agglomererad eller icke-agglomererad för att ge önskad effekt. För att i största HMWW555 alltför arbetas därför enligt föreliggande förfarande med förhållande- vis utspädda lösningar vid förblandningen. möjliga utsträckning undvika stark agglomerering Konventionella kolofoniumdispersioner har som handelsvara normalt en torrhalt inom intervallet 30 till 40 viktprocent. Aluminiumsulfat lO 15 20 25 30 35 llämpligen av högst 7,5 viktprocent. 513 447 4 levereras som pulver från vilket lösningar normalt beredes till en koncentration av ca 15 viktprocent. Polyaluminium- föreningar som handelsvara är som regel lösningar med en torrhalt av ca 30 till 50 viktprocent. Före förblandning enligt föreliggande förfarande måste såväl den anjoniska kolofoniumdispersionen som lösningen av aluminiumförening spädas. Lösningen av aluminiumförening kan spädas med vatten eller, om så önskas, med en vattenlösning innehållande katjoniskt polymert retentionsmedel såsom katjonisk stärkelse eller katjonisk akrylamidbaserad polymer. Den anjoniska kolofoniumdispersionen som utnyttjas har därför en torr- substanshalt av kolofonium av högst 15 viktprocent, och Den undre gränsen för kolofoniumhalten sätts i första hand främst av praktiska skäl, för att undvika för stor vattenmängd i pappersmaskinen.

Lämpligt är att utnyttja dispersioner med en halt av minst 0,5 viktprocent kolofonium. Lösningen av aluminiumförening som förblandas med den anjoniska kolofoniumdispersionen har en torrsubstanshalt aluminiumförening, räknat som A143, av högst 2,5 viktprocent, och helst av högst 1,0 viktprocent. Även för denna lösning bestäms den nedre gränsen av praktiska skäl, med hänsyn till vattenmängd, och den ligger lämpligen på minst 0,10 viktprocent, räknat som A153. För framställning av för- blandningen är det lämpligt att utnyttja in-line mixer där blandningen sker då två strömmar mötes och utan tillförande av ytterligare skjuvkrafter.

Den. mängd kolofonium som sättes till mälden ligger lämpligen inom intervallet från 0,05 viktprocent till 1,5 viktprocent, räknat på mäldens torrsubstanshalt, fibrer och eventuella fyllmedel, och helst inom intervallet från 0,1 till 1,0 viktprocent. Mängden aluminiumförening, för utfällning av kolofoniummaterialet pà fibrerna, räknad som A153, bör ligga inom intervallet från 3 till 100 viktprocent, räknat på mängden kolofoniummaterial, och helst inom intervallet 8 till 50 viktprocent. Förblandningen av kolofoniumdispersion och lösning av aluminiumförening göres således lämpligen i sådant förhållande att angivna intervall _aluminiumförening till kolofonium erhålles i förblandningen. Förblandningen av den anjoniskaknlofoniumdispersionen lO 15 20 25 30 35 513 447 5 lämpligen i omedelbar anslutning till tillsatsen till mälden.

Då polyaluminiumföreningar utnyttjas kan förblandningarna beredas aningen längre tid före tillsatsen utan att besvärande agglomerering sker. Förblandningar av kolofonium och alumi- niumförening'bör emellertid tillsättas mälden omedelbart efter beredningen. För att erhålla bästa hydrofoberingsresultat har det visat att tillsätta sig lämpligt förblandningen av anjonisk kolofoniumdispersion och aluminiumförening i ett sent stadiunxpà pappersmaskinen, lämpligen efter maskinkar och i en punkt nära inloppslådan. Vid valet av doseringspunkt väljes en position där god inblandning snabbt erhålles.

Enligt föreliggande uppfinning framställes produkter med god allmän hydrofoberingsgrad och speciellt god resistens mot varm väteperoxid och mot sura vätskor, främst mjölksyra, genom att den angivna förblandningen av anjonisk kolofonium- dispersion och aluminiumförening sättes till mälden och att därtill en katjonisk dispersion av en alkylketendimer separat sättes till mälden.

Alkylketendimerer som utnyttjas som hydrofoberingsmedel har formeln R1-cH=c-cH-R, I I O--C = O där R1 och R2 är organiska, hydrofoba grupper, vanligen alkylgrupper såsom oktyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, hexa- decyl, octadecyl, eicosyl, docosyl etc. Ketendimeren till- sättes mälden i form av en katjonisk dispersion, vanligen innehållande katjonisk stärkelse eller annan katjonisk polymer. Mängden aktiv ketendimer som tillföres mälden ligger vanligen inom intervallet 0,1 till 0,5 viktprocent räknat pà mäldens sättes till mälden separat fràn förblandningen av kolofoniumdispersion och aluminiumförening och den kan tillsättas före eller efter torrsubstans. Ketendimerdispersionen tillsatsen' av förblandningen. Även ketendimerdispersionen tillsättes lämpligen i sent stadium, mycket nära inloppslàdan.

Tillverkningen av papper, papp och kartong, enligt före- liggande förfarande genomföres i andra avseenden än de ovan beskrivna tillsatserna av hydrofoberingsmedel till mälden, pà i sig känt sätt för framställning av papper där den vatten- haltiga mälden, som kan utgöras av vilken som helst kon- 10 15 20 25 30 35 513 447 6 ventionell sádan med avseende pá massasammansättning och torrhalter, formas och avvattnas på en vira. Andra mäldtill- satskemikalier såsom retentionsmedel, fyllmedel etc kan givetvis även utnyttjas i föreliggande förfarandet. För- farandet enligt uppfinningen utnyttjas företrädesvis för framställning av kartong ämnad för vidare framställning av förpackningar för vätskor, såsom mjölkprodukter och drycker.

Den framställda kartongen kan härvid vidarebehandlas pà i sig känt sätt, ytbehandlas, beläggas, skäras, steriliseras etc och uppvisar mycket god resistens mot kantinträngning av såväl varm väteperoxid som sura vätskor.

Uppfinningen beskrives närmare i. följande utförings- exempel vilka emellertid ej är avsedda begränsa densamma.

Delar och procent avser viktdelar respektive viktprocent sàvida annat ej anges.

Exempel I Kartong för förpackning av drycker tillverkades pà en fullskalepappersmaskin. Den färdiga kartongen hade blekt ytskikt och oblekt bak? och mittskikt. Ytvikten var ca 215 2 g/m. björksulfatinblandning. utskott.

Massasammansättning var övervägande barrsulfat med viss I mittskiktet ingick även CTMP och Limningen utfördes vid ett mäld pH av 6,8 +- 0,2. För hydrofoberingen användes följande kemikalier: (Kenomic A35(m), (stabiliserad med katjonisk standard anjoniskt kolofoniumdispersion alun och katjonisk ketendimeremulsion stärkelse). I* jämförande försök utnyttjades en katjonisk kolofoniumdispersion såld under beteckningen Hercules C 386 innehållande alun i en mängd motsvarande ca 2/3 av kolofo- niummängden samt en mindre mängd av en syntetisk katjonisk polymer.

Vid försöket enligt uppfinningen bereddes en förb1and~ ning av den anjoniska kolofoniumdispersionen och en alunlös- ning genom blandning av dessa i en in-line mixer. För för- blandningen utnyttjades kolofoniumdispersionen vid en torrhalt av 3,5 viktprocent och alunlösningen innehöll 2,5 viktprocent alun. Förblandningen doserades in i mäldströmmen 5 till'1O sekunder efter blandningen. Doseringspunkten var pá accept- ledningen efter virvelrenare Keten- (före blandningspump). 10 15 20 25 30 513 447 7 dimerdispersionen satsades något senare, omedelbart före blandningspumpen.

Vid det jämförande försöket med katjonisk kolofonium- dispersion innehållande alun utnyttjades en tidigare dose- ringspunkt för denna, direkt före maskinkarspumpen medan ketendimeremulsionen doserades på samma ställe som ovan.

Förblandningen och ketendimeremulsionen doserades till följande mängder: Toppskikt: 3 kg torrt kolofonium/ton torr massa; 2 kg keten- dimer/ton torr massa Mittskikt: 2 kg torrt kolofonium/ton torr massa; 2,3 kg ketendimer/ton torr massa Bakskikt: 2,5 kg torrt kolofonium/ton. torr' massa; 1,9 kg ketendimer/ton torr massa Alun var i förblandningen införlivad i förhållande 1:1 räknat på torrt kolofonium.

Doseringen av katjoniska kolofoniumdispersionen gjordes till samma mängder kolofonium som ovan.

För den framställda kartongen mättes kantinträngning av väteperoxid respektive mjölksyra. Prover av kartongen doppades l%ig mjölksyralösning vid 25°C under mer än 24 timmar respek- tive i 35%ig väteperoxidlösning vid 70°C under 10 minuter.

Resultaten redovisas nedan som absorberad mängd i kg/m2 kantyta.

ILO, kg/m2 Mjölksvra kg/m2 Limning med förblandning 0,90-1,10 0,5-0,6 enligt uppfinningen Jämförande limning med 0,90-1,10 0,5-0,6 katjonisk kolofoniumdispersion Som framgår erhölls lika goda resultat med förfarandet enligt föreliggande uppfinning son|med.katjoniska dispersioner och i bägge fallen producerades ett kartongmaterial som uppfyllde de fastställda hårda limningskraven för denna typ av vätskekartong.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 513 447 8 Patentkrav

1. Användning av ett förfarande för framställning av papper, papp och kartong med ökad resistens mot varm väte- peroxid och sura vätskor, innefattande tillsats till en mäld vid nära neutralt pH av en instabil förblandning bildad av en anjonisk dispersion av kolofoniummaterial med en torrsubstans- halt kolofoniummaterial av högst 15 viktprocent och en lösning av en aluminiumförening, som utgöres av alun och/eller en polyaluminiumförening, med en torrsubstanshalt av högst 2,5 viktprocent, räknat som Al5g, och av en katjonisk dispersion av hydrofoberande alkylketendimer, vilken sättes till mälden separat fràn förblandningen, formning och avvattning av mälden pà en vira.

2. Användning enligt krav 1, varvid förblandningen har bildats av en anjonisk dispersion av kolofoniummaterial med en torrsubstanshalt av högst 7,5 viktprocent och en lösning av en aluminiumförening med en torrsubstanshalt av högst 1,0 vikt- procent, räknat som A153.

3. Användning enligt krav 2, varvid förblandningen har bildats av en anjonisk dispersion med en torrsubstanshalt inom intervallet 0,5 till 7,5 viktprocent och en lösning av en aluminiumförening med torrsubstanshalt inom intervallet 0,10 till 1,0 viktprocent, räknat som A153.

4. Användning enligt krav 1, 2 eller 3, varvid alumini- umföreningen, räknad som A153, i förblandningen föreligger i en mängd av från 3 till 100 viktprocent, räknat på kolofonium- materialet.

5. Användning enligt något av föregående krav, varvid aluminiumföreningen utgöres av alun.

6. Användning enligt något av föregående krav, varvid förblandningen sâttes till mälden nära inloppslàdan_ före utmatning på viran.

7. Användning enligt något av föregående krav, varvid framställts i till tillsatsen till mälden. förblandningen omedelbar anslutning

8. Användning enligt nàgot av föregående krav, varvid den katjoniska ketendimerdispersionen sättes till mälden nära inloppslàdan. 513 447 9

9. Användning enligt något av föregående krav, mälden har ett pH inom området 6,2 till 7,5. varvid