NO812345L - Anvendelse av heteropolysaccharid s-119 som papirfinish - Google Patents

Description

Oppfinnelsens bakgrunn

S-119 og fremgangsmåten ved fremstilling av dette er beskrevet i US patentskrift 4 259 451.

En lang rekke polysaccharider er blitt anvendt innen papirindustrien. På grunn av deres særpregede egenskaper og de meget sterkt forskjellige virkemåter som er nødvendige for forskjellige anvendelser har de enkelte polysaccharider tydelige og meget spesifikke anvendelser. Som et eksempel kan nevnes at gummi-arabicum anvendes som klebemiddel, guargummi er kjent som våtpartitilsetningsmiddel,.karaya-

gummi er et bindemiddel for fremstilling av langfibret papir med lav vekt, johannesbrødgummi er kjent som tilsetnings-

middel for oppslåingen, og algin kan anvendes både som lim-.middel og i pigmenterte belegg.

Oppsummering av oppfinnelsen

Det har nu vist seg at heteropolysaccharid S-119 og lignende heteropolysaccharider, som de som fremstilles fra A. tumefaciens A-8 og A-10 og fra andre A. radiobacter-stammer kan anvendes for sluttbehandling av papir, dvs. som papirlimmiddel eller som en bestanddel i et pigmentert papir-

belegg.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Papirlimmidler omfatter primært vann og et eller annet middel. Limmidlet anvendes for å fylle papirets overflate-

porer og for å hemme inntrengning- av trykkfarve og vann.

Vandige blandinger av 0,001 - 10% S-119 (vekt/vekt) i oppløst tilstand, fortrinnsvis 0,05 2%,- har vist seg å virke som papirlimmidler. Et papirlimmiddel hvori S-119 anvendes fremstilles ved å blande vann og S-119 ved omgivelsestemperatur under omrøring i ca. 1 time eller inntil viskositeten er blitt stabil.

Pigmenterte papirbelegg anvendes som finish på papir

når det f.eks. er ønsket å få en sterkere hemning overfor inntrengning av trykkfarve og vann eller når en spesiell overflate er nødvendig (mattbelagt eller glansbelagt). Et pigmentert papirbelegg utgjøres vanligvis av en vandig blanding av pigment og de følgende bestanddeler:

De midler som anvendes for hver funksjon, kan enten

være en enkelt forbindelse eller en kombinasjon av forbindelser.

Pigmenter som er vanlig anvendt i slike blandinger,

er: kaoliner, kalsiumcarbonat, silkehvitt, TiC>2e^-^ er felt bariumsulfat. Pigmentene er typisk hvite, men farvede pigmenter anvendes også. Et syntetisk bindemiddel, som en lateks, er typisk..Imidlertid er også naturlige bindemidler, som stivelse, protein eller kasein, kjente. Vannretensjonsmidler omfatter CMC, polyvinylalkohol, natriumalginat eller carboxy-methyletheren av mel av johannesbrødgummi og guargummi, eller også polysaccharid fra tamarindfrø.

I pigmenterte belegg anvendes S-119 i en mengde av 0,1-10 deler pr. 100 deler pigment, fortrinnsvis 0,1-2,0 deler

pr. 100 deler pigment. Disse konsentrasjoner bevirker S-119 også til å forbedre avvisningsevnen overfor trykkfarve, opp-løsningsmidler, oljer, fett og voks hvilke er funksjoner som natriumalginat og CMC typisk anvendes, for.

Den nedenstående er en typisk pigmentert belegnings-

Bestanddelene blandes i den angitte rekkefølge. Et salt-utskillelsesmiddel tilsettes i avhengighet av det anvendte vanns hårdhet. Vann tilsettes for å regulere sluttkonsentra-sjonen til 40 - 65% tørrstoff. Belegget påføres ved hjelp av en hvilken som helst vanlig metode, som ved kniv-, luftsjaber-, valse- eller stangbestrykning.

I papirfinisher oppviser S-119 utmerkede egenskaper som fortyknings-, filmdannelses-, trykksverteavstøtnings- og vann-retens jonsmiddel . S-119 kan anvendes alene eller sammen med andre kjente fortyknings-, filmdannelses-, trykksverteavstøt-nings- og vannretensjonsmidler. En kombinasjon med alginater anbefales. Rheologien for S-119 gjør det mulig å pumpe dette i meget høye konsentrasjoner (tørrstoffinnhold av ca. 50 vekt%), hvorfor høykonsentrerte oppslemninger kan fremstilles.

Heteropolyscchårid Sr- 1' 19

Heteropolysaccharidet produsert av ATCC 31643 er beskrevet i US patentskrift 4 259 451. Det er sammensatt hovedsakelig av kullhydrat, 2,9-3,5% '(beregnet som O-acetyl) 0-acylgrupper i form av de O-glycosidisk bundne estere, som er acetyl eller succinyl eller en kombinasjon derav, 3,0-4,0% pyruvat og ca. 12% protein. Det har. en negativ optisk rota-sjon hvilken antyder hovedsakelig (3-bindinger (^^gg = -14°;

[ a] cno = -15°). Disse verdier ble erholdt med 1%-ige Opp-

by O

løsninger i avionisert vann.

Kullhydratdelen av polysaccharidet S-119 inneholder ingen uronsyre og de nøytrale sukkerarter glucose (88%) og galactose (12%) . Det tilnærmede molforhold mellom glucose og galactose er 7,4:1. Kolloidal titrering (DIMDAC/sulfonsyre-metoden) antyder at gummien er anionaktiv (0,9 milliekvi-valenter av anionaktive grupper/gram gummi).

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet under henvisning

til de nedenstående eksempler.

I eksemplene er henvisning gjort til de følgende prøver som alle er akseptert innen papirindustrien. Henvisninger i parantes gjelder standarder ifølge Technical Association of the Pulp and Paper Industry, Inc., 1 Dunwoody Park, Atlanta, Georgia, 30338.

1. Densitometerprøve ifølge Gurley:

Den filmdannende egenskap for et belegg måles ved ,<v>e<c*>det samme..trykk og den samme temperatur å måle den tid i sekunder som det tar for 100 cm 3luft å passere gjennom et 6,4 cm 2stykke av belagt papir i forhold til gjennom et stykke av ubelagt papir (dvs. luftmotstand. Luftmotstanden antyder indirekte oppslagningsgraden, absorpsjonsegenskapene (inntrengning av olje eller vann etc.), den tilsynelatende egenvekt og filtreringseffektiviteten etc. (TAPPI 460 OS-75). ;2. K&spraglethetsprøve:;Et beleggs avstøtningsegenskap overfor trykkfarve, dvs. en antydning av et papirarks eller en papplates motstands-dyktighet overfor inntrengning av trykkfarve og lakk, fås ;ved denne metode. En dråpe K&N trykkfarve basert på rå-olje får hvile på en prøve av behandlet papir i 2 minutter og strykes derefter bort. Dårlig filmavstøtning overfor trykkfarve gjør at papiret får et spraglet utseende som be-dømmes i henhold til en skala fra 0 til 10 (fra dårlig til utmerket). (TAPPI 55 3). ;3. Lakkglansprøve ved hurtigobservasjon:;En belagt overflates avstøtningsevne overfor lakk måles. En standard lakk påføres i en tykkelse av l^um på papirover-flaten ved hjelp av en trykkfarvepåførende valse. Efter at trykkfarven er blitt tørket i løpet av 4 timer, måles lakkens glans ved hjelp av et fotovoltglansmålingsapparat ved en refleksjonsvinkel på 70°. (En liten litografisk prøvepresse av typen Joe ble anvendt for å trykke prøver 2 og 3 (Tabell 4) med en stadard sort litografisk høyglansfarve, og disse prøver ble derefter undersøkt for å fastslå den pro.sentuelle trykkfarveglans.) En papiroverflate med høyere evne til å avstøte trykkfarve vil gi en høyere trykkfarveglansavlesning. ;4. Bomullsfrøolj einntrengningsprøve:;Den tid som er nødvendig (i sekunder) for én dråpe;(0,03 ml) av rødfarvet bomullsfrøolje for å bli absorbert på overflaten av.en behandlet prøve, måles ved visuelt å iaktta den tid som går med for inntrengning til den motsatte side av prøven. Denne metode er lignende metoden ifølge TAPPI T 454. ;Viskositeter måles ved anvendelse av to metoder:;1. Brookfield-viskosimeter LVF, spindler 2 og 3, ved værelsetemperatur anvendes for å måle viskositeten i centipoise. Forholdet 6/60 fpm (omdreininger pr. minutt) anvendes som en indikasjon på pseudoplastisitet og utjevningsegen-skaper. Et forhold 6/60 rpm av over 3,5 og en viskositet av 500-1000 cP for en 1%-ig oppløsning vil antyde en sann-synlig geldannelsesegenskap eller en ekstrem skjæfortynnings-egenskap. 2. Hercules Hi-skjærkraftviskosimeter, høy skjær-kraftsviskositet ved værelsetemperatur, E-lodd, 0-4400 rpm, 100 000 dyn/cm fjærspenning, 0-49500 s , anvendes for å måle viskositen i centipoise ved en skjærkrafthastighet av 49500 s"<1>. ;Eksempel 1;Fremstilling av heteropolysaccharid S-119 i forsøks-anlegg ;Fremstilling av kim påbegynnes' i YM-næringsvæske inkubert ved 30°C. YM-kimene anvendes i 24 timer for å pode 378 liter kimmedium som er sammensatt av: ;3,0% glucose;0,5% K2HP04;0,05% Promosoy 100;0,09% NH4N03;0,01% MgS04. 7H20 ;0,13% avskumningsmiddel FCA-200<*>

+ 1 ppm Fe

+ 1 ppm Mn

Union Carbide

Efter 29 timer anvendes 379 liter av dette medium for å pode sluttgjærihgsvæsken.

Gjæring:

. Tid - 63 timer

01 pH - 7,6

Temperatur - 30°C

Lufting - 0 h : 1132 dm<3>/h

15 h : 2264 " 35 h. : 2830 "

Viskositet - 1680 cP

Omrøring: Skive- og turbinløpehjul

Antall sett: 3

Antall blader pr. sett: 5

Skivens diameter: 51 cm

Bladdimensjon: 6,4 cm x 10,2 cm

Løpehjuldiameter: 71 cm

Hastighet: 150 rpm

Utvinning: Ølets pH regulert til 6,9 med H2S04

Ølmengde pr. tidsenhet: 5 g/min Pasteurisering: 74°C/6-7 min.

Utfelling med 60%-ig brukt IPA

Tørket ved 6 6°C i maks. ca. 30 min.

Malt gjennom 40 mesh

Utbytte: 2,08%

Eksempel 2 Papirfinish

En papirfinish under anvendelse av tre prøver av S-119

ble fremstilt ved å oppløse S-119 i avionisert vann ved om-givelsestemperaturen og med omrøring i 1 time. For sammen-lignings skyld fremstilles en lignende finish ved anvendelse av et natriumalginat med middels viskositet (Kelgin<®>MV). Utstrykingsstaver nr. 4. og 5 anvendes for å påføre oppløs-ningene på et standard råmateriale med en flatevekt av 60 g/m 2 for bestrykning. De erholdte data er gjengitt i tabell 1.

Claims (8)

1. Vandig papirfinishblanding, karakterisert ved at den foruten vann omfatter 0,001-10 vekt% heteropolysaccharid S-119..

2. Blanding ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter 0,5-2 vekt% heteropolysaccharid S-119.

3. Blanding ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den omfatter

4. Blanding ifølge krav 1-3, karakterisert ved at den omfatter

5. Fremgangsmåte for fini.shbehandling. av papir, karakterisert ved . at papiret bestrykes med en vandig blanding som foruten vann omfatter 0,001-10 vekt% heteropolysaccharid S-119.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at papiret bestrykes med en blanding som omfatter 0,5-2 vekt% heteropolysaccharid S-119.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at papiret bestrykes med en blanding som omfatter

8. Fremgangsmåte ifølge krav 5-7, karakterisert ved at papiret bestrykes med en blanding som omfatter