SE520881C2 - Limningskomposition, förfarande för framställning av limmat papper samt limmat papper - Google Patents

Description

20 25 30 35 520 881 2 För att ovan nämnda hydrofoba material skall attraheras, ofta benämnt retenderas, till det anjonaktiva cellulosafibermaterialet tillsätts en polymer vid emulgerings- eller dispersionsförfarandet. Denna polymer, som ofiast utgörs av stärkelse, har också en stabiliserande effekt på emulsionen eller dispersionen. De i limningskompositioner mest förekommande stärkelserna är vanligtvis av katjonaktív karaktär. Dock förekommer också anjonaktiva och amfotera stärkelsetyper.

Emulsioner och dispersioner, där det hydrofoba materialet består av ASA, tillverkas enligt ett sk. in situ-förfarande, dvs i nära anslutning till kompositionens användning, dvs i praktiken i anslutning till den maskin eller de maskiner som tillverkar papperet eller kartongen. Detta på grund av att ASA är hydrolysbenägen, dvs reagerar med det vatten som finns närvarande i emulsionen eller dispersionen.

AKD-emulsioner eller dispersioner är däremot stabilare och kan lagras under lång tid utan att tappa limningseffekt. Trots detta faktum kan det vara fördelaktigt att framställa även dessa emulsioner eller dispersioner enligt det s.k. in situ-forfarandet.

Emulsioner eller dispersioner kan också bestå av en blandning av AKD och ASA enligt den svenska patentansökningen SE-A-9601225-7. Dessa emulsioner eller dispersioner framställs lämpligen också enligt det s.k. in situ-förfarandet.

Bland de problem som finns med känd teknik kan bland annat nämnas långsam utveckling av hydrofoberingseflekten, dålig vidhäfining av toner, avsättning av hydrolysprodukter vid fotokopiering samt minskad effektivitet under pappers- tillverkningen på grund av avbrott vid uppkomsten av dålig hydrofobicitet och uppkomst av hydrolysprodukter. Ett annat problem är dålig resistens mot väteperoxid i samband med påfyllning av vätskor i förpackningar av vätskekartong.

När det gäller den polymer som utnyttjas vid emulgerings- eller dispersionsförfarandet och som oftast utgörs av stärkelse, förekommer problem då denna till huvudsak består av stärkelse av amylostyp, såsom den vanligen gör då den utvinns ur potatis Stärkelse av amylostyp består av kedjemolekyler med dålig stabilitet. Denna typ av stärkelse tål bara att lagras ett par timmar innan den börjar att sönderfalla. Den ger också ej fullt accep- tabel retention till cellulosafibermaterialet. Det är känt att stärkelse av amylopektintyp därvid har bättre egenskaper. Denna består av grenade molekyler, tål lagring i ett par veckor samt ger bättre retention till cellulosafibermaterialet. Amylopektin finns naturligt i 10 15 20 25 30 35 520 881 3 så kallad ”waxy maizestärkelse”. Denna utvinns ur en speciell typ av majs som är mycket besvärlig att odla och är därför mycket dyr och svår att få tag på.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att erbjuda en limningskomposition, vid vilken ovan nämnda problem elimineras eller begränsas. Detta kan uppnås genom att den stärkelse, som används vid framställning av emulsionen eller dispersionen, utgörs av anjonaktiv, katjonaktiv eller amfoter stärkelse av amylopektintyp eller derivat därav, erhållen från potatis som ändrats gentekniskt for undertryckande av bildning av stärkelse av amylostyp.

En detaljerad beskrivning av ovannämnda stärkelse av amylopektintyp och derivat därav och hur dessa framställs finns i den svenska patentskrifien nr SE-A-9004096-5, vars innehåll inkorporeras häri genom referens Stärkelsen av amylopektintyp bör substitueras med katjoniska grupper, t.ex. genom kemisk modifiering. För detta ändamål används företrädesvis ammoniumföreningar, som företrädesvis är kvartenära, men som också kan vara primära eller tertiära.

Enligt en aspekt av uppfinningen innehåller stärkelsen av amylopektintyp mer än 95% amylopektin, företrädesvis minst 98% amylopektin.

Det vid pappers- eller kartongtillverkningen använda mäldsystemets kemiska samman- sättning är avgörande för vilken substitutionsgrad for stärkelsen av amylopektintyp som krävs för optimalt resultat. Substitutionsgraden är sålunda lämpligen mellan 0,01 och 0,3 företrädesvis mellan 0,02 och 0,2.

Det har överraskande visat sig att man medelst ovan nämnda komposition erhåller effekter som avsevärt reducerar eller eliminerar många av de brister som kan samman- kopplas med känd teknik.

Ett huvudsyfte med uppfinningen är alltså att tillhandahålla en ny och förbättrad limningskomposition, som kan användas för limning av papper, kartong och liknande produkter.

Ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en ny limningskomposition, vilken är effektivare än tidigare kända kompositioner och att därigenom reducera de mängder 3 10 15 20 25 30 35 520 881 4 limningsmedel som krävs för erhållande av en hydrofoberingsgrad liknande eller motsvarande den för de tidigare kända kompositionerna. Ännu ett syfie med uppfinningen är att tillhandahålla en ny limningskomposition, vars limningspåverkan eller limningsförmåga utvecklas snabbare än för de tidigare kända kompositionerna.

Ytterligare ett syfie är att tillhandahålla en ny limningskomposition, vilken som polymer innehåller till huvudsak anjonaktiv, katjonaktiv eller amfoter stärkelse av amylopektintyp, varvid limningskompositionens retentionsegenskaper förbättras jämfört med konven- tionellt utnyttjade stärkelser, samtidigt som stärkelsen uppvisar bättre stabilitet och kostnaden för sagda limningskomposition hålls nere.

Ett annat syfte är att tillhandahålla en ny limningskomposition för vilken de negativa effekterna på hydrofoberingseffekten i samband med användning av fälld kalcium- karbonat kraftigt reduceras eller elimineras. Ännu ett syfle är att tillhandahålla en ny limningskomposition där mängden oönskade hydrolysprodukter som uppstår i pappers- eller kartongtillverkningsprocessen vid användning av kända limningskompositioner avsevärt reduceras eller elimineras.

Ytterligare ett syfie är att tillhandahålla ett förbättrat förfarande för framställning av limmat papper eller kartong under användning av den nya kompositionen enligt uppfinningen.

Ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla limmat papper eller limmad kartong med förbättrade egenskaper under användning av den nya kompositionen.

Enligt uppfinningen uppnås dessa och andra syften genom tillhandahållande av en limningskomposition i form av en vattenbaserad dispersion eller emulsion, vid vilken den stärkelse som används vid framställning av emulsionen eller dispersionen, utgörs av anjonaktiv, katjonaktiv eller amfoter, företrädesvis katjonaktiv, stärkelse av amylopektintyp eller derivat därav, erhållen från potatis som ändrats gentekniskt för undertryckande av bildning av stärkelse av amylostyp. Den hydrofoba beståndsdelen av emulsionen eller dispersionen består företrädesvis av AKD eller ASA eller en blandning av dessa två cellulosareaktiva föreningar. 10 l5 20 25 30 35 520 881 5 Vad beträffar den nya limningskompositionen enligt uppfinningen inses det naturligtvis också att den kan innehålla ytterligare beståndsdelar om så önskas eller befinnes lämpligt, varvid sådana ytterligare beståndsdelar kan väljas i enlighet med kända principer. Ehuru sådana beståndsdelar inte behöver speciellt beskrivas här för att möjliggöra uppfinningens utövande, kan dock nämnas, bland vanliga tillsatsmedel, t.ex. dispergeringsmedel, aluminiumföreningar såsom alun (aluminiumsulfat) och polyaluminiumklorid.

EXEMPEL l Tre olika AKD-dispersioner framställdes på följande sätt: 50 delar av ett vax bestående av alkylketendimer (AKD) smältes. Denna smälta tillsattes under omrörning till en varm lösning bestående av 2 delar dispergeringsmedel, 2500 delar vatten och 100 delar katjonaktiv stärkelse som i de 3 olika dispersionerna bestod av: la/ waxy maizestärkelse lb/potatisstärkelse av tidigare i limningskompositioner använd typ lc/potatisstärkelse som ändrats gentekniskt 1 alla tre fallen var stärkelsen substituerad med katjoniska grupper till en substitutions- grad av 0,03 5%. Till detta ändamål användes kvartenära ammoniumgrupper. I laboratorium framställdes pappersark från en standardmäld enligt standardmetoden SCAN-C23X. I tre olika papperstillverkningsserier användes dispersioner framställda enligt la, lb och lc.

På pappersarken framställda med dispersion lc, dvs. med en limningskomposition enligt uppfinningen, uppmättes en betydligt bättre limning, mätt enligt den s.k. Cobb metoden, än på de pappersark som var limmade med dispersioner som var framställda enligt la och lb.

EXEMPEL 2 I tre olika serier framställdes 150 g/m2 papper av en mäld bestående av 100% CTMPI dessa tre serier användes dispersioner framställda enligt la, lb resp. lc.

De olika pappersarken mättes med den så kallade kantinträngningsmetoden (Edge Wick test) för 35%-ig väteperoxidlösning.

De papper som var framställda med dispersion enligt lc visade den i särklass lägsta kantinträngningen. 10 20 25 520 881 6 EXEMPEL 3 Vid ett så kallat in situförfarande (i direkt anslutning till en pappers- eller kartongmaskin) tillverkades tre olika ASA (alkenylbärnstenssyraanhydrid)-emulsioner genom att till emulsionsutrustningen tillsätta 2 delar stärkelse till 1 del ASA samt vatten. 1 de tre fallen användes följande stärkelsetyper: 3a/ katjonisk majsstärkelse med en substitutionsgrad på 0,05% 3b/ katjonisk potatis- stärkelse av traditionell typ med en substitutionsgrad på O, 05% 3c/ katjonisk potatis- stärkelse av amylopektintyp med en substitutionsgrad på 0,05% Limningen på papper framställt med emulsion där stärkelse enligt 3c använts, var klart bättre än på papper framställt med emulsioner där stärkelse enligt 3a och 3b användes.

EXEMPEL 4 Vid ett annat så kallat in situförfarande tillverkades olika emulsioner eller dispersioner genom att till emulsions/dispersionsutrustningen tillsätta en blandning av ASA och AKD.

Till utrustningen tillsattes också tre olika typer av stärkelse beskrivna i exempel 3.

Förhållandet stärkelse till ASA var 2 till l. Förhållandet ASA/ AKD varierades från 5 / 100 till 100 / 5.

Det-papper som framställdes med emulsioner med stärkelse enligt 3c uppvisade bästa limningen mätt enl Cobb-metoden, Uppfinningen är ej begränsad till de exempel som angivits utan kan varieras inom ramen för de efierföljande patentkraven.

Claims (7)

10 15 20 25 30 - « - l i s 520 881 7 PATENTKRAV

1. Limningskomposition i form av en vattenbaserad komposition innefattande minst ett hydrofobt cellulosareaktivt limningsmedel, vilket är en blandning av alkylketendimer och alkenylbärnstenssyraanhydrid, och en anjonisk, katj onisk eller amfoter polymer innefattande en stärkelse, k ä n n e t e c k n a d a v att stärkelsen är av amylopektintyp, erhållen från potatis som ändrats gentekniskt för undertryckande av bildning av stärkelse av amylostyp.

2. Limningskomposition enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d a v att stärkelsen av amylopektintyp innehåller mer än 95% amylopektin, företrädesvis minst 98% amylopektin.

3. Limningskomposition enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att ett eller flera derivat av potatisstärkelsen av amylopektintyp derivatiseras på kemisk, fysikalisk och/eller enzymatisk väg och användes i limningskompositionen.

4. Limningskomposition enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att stärkelsen av amylopektintyp substitueras med katjoniska grupper genom kemisk modifiering med en ammoniumförening, företrädesvis en kvartenär ammoniumförening, och användes i limningskompositionen.

5. Limningskomposition enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att det katjoniska amylopektinet har en substitutionsgrad av 0,01 - 0,30, företrädesvis 0,02 - 0,20.

6. F örfarande för framställning av limmat papper eller limmad kartong, där ett limningsmedel tillsättes under tillverkningen av nämnda papper eller kartong, lämpligen till en mäld som därefter avvattnas, k ä n n e t e c k n at a V att som nämnda limningsmedel användes en limningskomposition enligt något av kraven l - 5.

7. Limmat papper eller limmad kartong k ä n n e t e c k n at a v att för limningen har utnyttjats en limningskomposition enligt något av kraven 1 - 5.