Způsob modifikace smáčecích nebo/a adhezních vlastností hydrofilních povrchů

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

vynález se týká způsobu modifikace smáčecích nebo/a adhezních vlastností hydrofilních povrchů obalových materiálů na bázi celulőzy.V mnoha průmyslových oblastech, například v obalové technice, je potřebné vytvořit vnitřní povrch obalověho prostředku odolný vůči vlhkosti zboží a vnější povrch odolný vůči vnější vlhkosti, způsobenou například klimatickými podmínkami.Obalové prostředky, vyrobené například z vlnité lepenky, lisovaných dřevovláknitých dssek a dřevotřískových desek, odpovídají normálně požadavkům, týkajícím se obalové techniky co do jednotnosti, ochrany zboží a ekonomičnosti, v případě, že zboží samo o sobě není vlhké, nebo se nedostává do styku s povrchem obalového prostředku, nebo 1 v případě, kdy obalový materiál sám není vystaven žádnému klimatickému působení, například deěti, sněhu,skladování v-chladírnách atd.Jestliže toto vše nelze během dopravního řetězce zaručit, pak se obalový prostředek,vyrobí z takového materiálu, který sám o sobě odpuzuje vlhkost, nebo se odolnost obalových materiálů, které nejsou samy o sobě odolné vůči vlhkosti, zvyšuje.odolnost vůči vodě se může zvýšit, když se během výroby uvedených typů obalových prostředků přimíchají do hmoty pomocné látky nebo se pomocné látky, které se přidávají, nanášejí na povrch.Pro zvýšení odolnosti vlnité lepenky vůči vodě je široce rozšířeno například nanášení nebo impregnace levnými taveninami parafinu, které jsou k dispozici v odpovídajících množstvích.Použití parafínu nebo látek na bázi parafínu, jak jeho dávkováním do hmoty při výrobě produktu, tak i jeho nanášením na povrch, zpüsobuje vedle zvýšení odolnosti povrchu vůči vodě nejen lesk, ale í zvýšení jeho klouzavosti a hladkosti.To opět ztěžuje dopravu, skladování zpracovávaného materiálu, další zpracování na obalový prostředek a působí nepříznivě při skladování a dopravě jak prázdných, tak i produkty naplněných obalových prostředků.Další problém spočíva v tom, že zpracování obalových materiálů od přírody hydrofilních,například nanášením tavenin nebo impregnací taveninami, znamená samo o sobě dodatečný pracovní krok. Odpad, odpadající při výrobě obalových prostředků, jako například odpad lepenky při výrobě kartonáže - a spotřebovaný obalový prostředek jako například kartony z Vlnitá lepenky, které se dostanou do sběru starého papíru, se mohou opět použít jako surovina pro výrobu papíru jen po komplikovaném zpracování, například po odstranění parafínu jakýmkoliv způsobem, nejčastěji za vysoké spotřeby energie a chemikálií.Problémy se objevují i při slepování impregnovaných nebo povlečených povrchů, vodnými disperzemi. například při výrobě kartőnů, jejich uzavírání, opatřování etiketami atd. V těchto případech se musí používat podstatné dražší, často organické a proto nebezpečnšjší a škodlivější lepidla.Uvedené nevýhody byly odstraněny u způsobu modifikace smáčecích nebo/a adhezních vlastností hydrofilních povrchů obalových materiálů na bázi celulőzy podle vynálezu, jehož podstata spočíva v tom, že se na metr čtvereční povrchu nanáš( 0,1 až 30,0 g látky, zvolené ze souboru,zahrnujícího přírou.ř pryskyřice, parafin. ataktický polypropylén, montánní vosk a jejich směsi, ve formě emulze typu olej ve vodě, obsahující emulgační a stabilizační činidlo, přičemž v emulzním prostředí jsou přítomné nebo/a při emulgaci vznikají nebo/a se současně s emulzí na povrch aplikují pevné ćástice anorganické látky maximálně 50 mikrometrů velké, v hmotnostním množství 1 až 35 , vztažsno na emulgovanou látku, načežse vodné prostředí nanášené emulze odstraní sušením, s výhodou při teplotě nad 100 OC.obalovým materiálem na bázi celulőzy se zde rozmí přírodní látky obsahující celulőzu,například dřevo, pazdeří, slupky, zpracované přírodní látky obsahující celulőzu, například piliny, dřevní vlákna, dřevný obrus, a chemicky zpracované látky obsahující celulőzu, například celulőza, polocelulőza, papírový odpad.Výhodně se jako látky nanášeně ve formě emulze použije kalafuna nebo/a tálová pryskyřice.Pevné častice, přítomné V emulzním prostředí nebo/a vzniklé při emulgaci jsou s výhodou hydroxid železa nebo/a kyselina kŕemičitá nebo/a hydroxid hlinitý nebo/a hydroxid olovnatý nebo/a hydroxid cínu nebo/a hydroxid antimonitý, a dávkovené jemné častice jsou bentonit nnhb/a kaolin neho/a křemelina nebo/a síran harnatý nebo/a síran vápenatý neboĺa uhličitan vápenatý nebo/a uhličitan hořečnatý nebo/a kysličník titaničitý.způsobem podle vynálezu se dosáhlo u hydrofilních obalových materiálŕ odolnosti vůči vodě, požadované obalovou technikou tak, aby zpracovávané povrchy,nebyly klouzavější než nozprncované, a pokud je to požadováno, aby byly méně klouzavé.Výroba povrchů o požadované smáčivosti a tžecích vlastnostech nepotřebuje speciální zařízení nebo další pracovní pochody, nýbrž je proveditelná na obvykle používaných zaŕízeních bez zásahů do další výroby.Odpad, který odpadá při výrobě obalových prostředků a spotřebované obalové prostředky jsou opětovně použitelná, aniž by tomu bránila povrchová úprava sloužící ke zlepšení odolnosti vůči vodě.slepování nevyžaduje žádných speciálních lepidel, potřebnou vazebnou sílu zabezpečí lepidla tvořená vodnými disperzemi.Při provozním ověření vynálezu za použití obvyklých technologií, bez prídavných strojů a bez dalších pracovních kroku bylo v zařízení pro výrobu Vlnitá lepenky inetalováno stŕíkací zařízení a povrch lepenky byl postŕíkán emulzí parafínu.Potom se po usušení odstranilo emulzní prostředí. Pritom bylo shledáno, že častice povrchu obklopená hydrofilními emulqátory a stabilizátory, které lpí na povrchu vlnité lepenv ky, snižují smáčivost povrchu vodou.Tento účinek před použitím způsobu podle vynálezu nevznikal, neboť když emulze této kvality byla přidána do hmoty, snižovala smščivost papíru vodou jen tehdy když se její emulgátory a stabilizátory s charakterem solí alkalického kovu převedly v soli s vícemncnými ionty kovů, například Ca 2, A 13.V případě, že emulze neobsahuje pouze asociované a lyofilní makromolekulární koloidní emulgátory a stabilizátory, nýbrž i jemné pevné častice - takové jsou například Pickeringovyemulze - potom způsobem podle vynálezu vytvořený povrch odolný vůči vodě - i při zachováníNaopak tření může být ještě vyšší, než tmu bylo u původního povrchu. Tento účinek je ještě podivuhodnější, neboč přítomnost hydrofilních emulgátorü a stabilizátorů, přítomných v emulzním prostředí a obklopujících částice parafínu, není na povrchu pozorovatelná, odolnost vůči vodě se nezhorší, účinek jemných pevných částic, které obklopují častice parafínu, popř.jsou přítomny v emnlzním prostředí, je ale zjistitelná hladkost povrchu se zmenší.Další výhodou je, že přes odolnost vůči vodě nebylo nutné používat organické nebo tzv. hot-melt lepidla, ale že i vodné disperze poskytly dostatečnou lepivost. Dobrá upravovatelnost krajových odpadů, odpadajících při výrobě vlnité lepenky, odpadků při výrobě kartőnů a spotřebované kartonáže v obvyklých zařízeních pro úpravu odpadních materiálů v papírenskémprůmyslu byl dalším neočekávaným účinkem. Na to vše je nutné pohlížet v souvislosti se zvláštní etrukturou vytvorené vrstvy.Technologie povrchové úpravy podle vynálezu vylučuje tedy nepříznivě účinky zpracování hydrofilních povrchů a naopak přináší nové výhodné účinky.Podrobný popis způsobu podle vynálezu je uveden v následujících příkladech provedení.ze 350 g parafínu, 14 g kaseinu, 1 g hydroxidu sodného a 11 g pri Diels-Alderovä syntáze re 100 S mol. maleinizované vyšší alifatické karboxylové kyseliny se obvyklým způsobem vyrobí při 90 °C 1 litr parafinové emulze.z této se nanese množství 50 ml/mz pomocí nanášecích válců na povrch příclačných těles,používaných při výrobě vlnité lepenky. Po usušení pri 100 °C byl změřen konkávní akonvexní okrajový úhel destilované vody na neupraveném a upraveněm povrchu papíru při 25 OC pomocí Lorentzen-Wettresovým měřičem okrajových úhlů, který je opatčen klimatizaění komorou, která zajišťuje 100 2 relativní vlhkost. /viz Papiripari anyagvizsgálat, Müeznki Kőnyvkiadď, Budapešť, 1980/.Konkávní okrajový úhel byl 95 °, konvexní krajový úhel byl 26 ° u neupraveného papíru,měření se provádělo 1 minutu po nakapání, u upraveného papíru byl konkávní okrajový úhel A 120 °, konvexní okrajový úhel 98 °.součinitel adheze povrchů byl mären mäřicím płísttojm, praoujíoím na podobné bázi jako märič rýsovacích úhlů podle Buzághn /viz Buzígh A. A kolioidika praktikum. rnnkönyvkiadó, Budapest, 1962/.Název měřicího přístroje je Inclined Plane Friction Tester. Souěinitel adheze neupraveného papíru je 0,33. Součinitel adheze upraveného papíru na neupraveném povrchu ale 0,20.Postupovalo se podle příkladu 1 s tím rozdílem, že se při výrobě emulze parafínu pouäilo místo 1 g hydroxidu sodného 25 ml prodejného vodního skla. Při reakci vodního skla a maleinizor vané vyšší alifatické karboxylová kyseliny vznikla in aitu koloidní kyselina kremičité.Z táto emulze byl na povrch papíru nastłíkán 1 ml/mz. Po usušení při 110 °c byly provedew ny stejné zkoušky jako v příklad 1, konkávní okrajový úhel byl 104 °, konvexní okrajový úhel 92 °, součinitel adheze mezi upraveným a neupraveným papírem byl 0,29.Postupovalo se podle příkladu 1 tak, že se při výrobě parafínové emulze přidalo 122,5 bentonitu, obsahujícího maximálně 50 mikrometrů velké částice. Tato emulgovaná látka se nanášela v množství 75 ml/m 2 nanášecím válcem na povrch.Po usušení při 120 °c se provedly zkoušky podle pŕíkladu 1, jako výsledek byly získány hodnoty 1080 pro konkávní a 96 ° pro konvexní okrajový úhel, adhezní součinitel mezi upraveným a neuprsveným povrhem byl 0,27.Postupovalo se podle příkladu 1 s tím rozdílem, že se vyrobilo za použití katexové,syntetické pryskyřice 550 ml solu kyseliny křemičité s koncentrací 50 q/l /viz Dr. Buzágh A.A kolloidika praktikuma, Tankönyvkiadő, Budapešť, 1962/ a tento se použil jako prostředípro parafinovou emulzi místo vody. Množství 5 ml/m 2 takto vyrobené emulze bylo nastříkánona povrch papíru. Výsledky zkoušek podle příkladu 1 Okrajový úhel konkávní l 18 °, konvexní 106, součinitel adheze mezi neupraveným a upraveným povrchem byl 0,36.Do oblasti vynálezu patří ještě řada pevných částio /například kaolinu, rutilu, bauxitu,kalcitu atd./, které zvyšují součinitel adheze upraveného povrchu jako organické složky emul-. zí olej ve vodě mohou být místo parafínu použity i směsi parafínu a ataktického polypropylenu,kalañuny a talové pryskyřice.Dále bylo zjištěnc. že jako emulgované složky látky vyrobené emulgováním se hodí látky,které naneseny jako film se smáčí destilovanou vodou při 25 °c a poskytují jak konkávní tak 1 konvexní krajový úhel větší než 90 ° /viz Wolfram E. Kontakt nedvesedés, Akadémini Kiadő, Budapešť, 1971/.Kromě toho bylo zjištěno, že účinek jemných pevných částic nezávisí v první řadě na kvalitě látky. nýbrž spíše na tvaru a velikosti částic. Tím je okruh obou skupin látek velmi velký. Pro podepření toho co bylo uvedeno slouží následující příklad provedení.Vyšlo se z příkladu 1 s tím rozdílem, že se dialýzou vyrobilo 550 ml solu hydroxidu hlinitého s koncentrací 10 g/1 /viz Buságh A. A kollcidika praktikuma, Tankönyvkiadő, Budapešť. 1962/ a tento se použil jako emulzní prostředí, jako emulgovaně látky byly použity kalafúna a montánní vosk v poměru 1 1, místo hydroxidu sodného bylo dávkováno 10 ml vodního skla, které reagovalo jak s maleinizovanou vyšší alifatickou karboxylovou kyselinou, tak i 5 kalafúnou a vznikla kyselina křemičdtá.Pakse do emulze přidalo 5 g síranu vápenatého s velikosti částic maximálně 50 mikrometrü. Množství zo ml/m 2 této emulgované latky se nastříkalo na povrch papíru, sušení se provádělo při 160 °c.Konkavní okrajový úhel byl 1120, konvexní okrajový úhel byl 104 °, naměřená hodnota adhezního součinitele činila 0,34.Při způsobu podle vynálezu se na povrchy nanáší s výhodou rozprašováním, natíráním nebo tiskem látky, obsahující jemné pevné častice, získané emulgováním, typu olej ve vodě.V popisu uváděny pojem látky získané emulgováním znamená, že se jedná o takové systémy,které při výrobní teplotě mohou sestávat minimálně ze dvou, navzájem nemísitelných složek. popřípadě samy o sobě mohou obsahovat více složek a u nichž se kapalně fáze vyrobily tak, že jemné kapičky jedné z fází se v prostředí rozdělí do druhé fáze a tyto se stabilizují vůči pěnění nebo usazování popřípadě opětovnému aglomerování na fázi.Pro stabilizování se používají emulqační a stabilizační činidla, které tím, že povléknou povrchy častíc, vytvoří dobré podmínky pro jejichsmáčivost v uvedeném prostředí. Tak například u organické látky s charakterom tuk-olej, jako je například parafin, kalafuna, bitumen,vytvářejí emulgátory, vyrobené z pryskyřičných kyselin, vyšší karboxylové alifatické kyseliny,sulfonáty a sírany s vyššími alifatickými alkoholy, jakož i hydrofilní makrmolekulární stabilizátory, jako například kožní klih, zásaditý roztok kaseinu, sodná sůl karboxymethylcelulőzy hydrofilní povrch olejové kapičky a přispívají k jeho dobré smáčivosti vodou tím, že tuto obklopují.Při teplotě místnosti se ale častice látek získaných emulgováním mohou nacházet v pevném skupenství, jako například u parafínu nebo kalafúny /viz P. Becher Emulziők, Müszaki, Könyv kiadő, Budapešť, 1965/.

MPK / Značky

MPK: D21J 1/08, D21H 1/34

Značky: modifikace, povrchu, adhezních, způsob, hydrofilních, vlastností, smáčecích

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/6-241131-zpusob-modifikace-smacecich-nebo-a-adheznich-vlastnosti-hydrofilnich-povrchu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob modifikace smáčecích nebo/a adhezních vlastností hydrofilních povrchů</a>

Podobne patenty