TR201815761T4 - Karboksimetilselülozu artıran konsantrasyonlara sahip bileşenler. - Google Patents

Abstract

Mevcut tarifnamenin düzenlemeleri, yüksek katı kağıt kaplama, bariyer malzemeleri, vb. için özellikle uygun olan karboksimetilselüloz alkali solüsyonlarının konsantrasyonunun artırılması için yöntemler sağlar. Genel olarak tarif edilen yöntem, bir alkali CMC çözeltisi elde etmek için su içinde karboksimetilselüloz (CMC) ve bir alkali tuzunun çözülmesini içerir. CMC'nin, yaklaşık olarak 0.9'dan daha az bir ikame derecesi vardır. CMC'nin alkali çözeltisi, ağırlıkça yaklaşık % 9.8'den daha büyük bir konsantrasyonda CMC'yi içerir, yaklaşık 7.5 ila yaklaşık 11 arasında bir pH'a sahiptir ve yaklaşık 5,000 mPa'dan daha düşük bir viskoziteye sahip olmasıyla karakterize edilir.

Description

TARIFNAME KARBOKSIMETILSELÜLOZU ARTIRAN KONSANTRASYONLARA SAHIP BILESENLER Bulusun Alani Mevcut basvuru, artan konsantrasyonlarda karboksimetilselüloz (CMC) içeren bilesimlere iliskindir. Ayni zamanda, bu basvuru, düsük viskoziteli bilesimlerde CMC konsantrasyonunun artirilmasi için yöntemler ile ilgilidir.

Arka plan CMC, çesitli endüstriyel ve tüketici uygulamalarinda kullanilan bir anyonik suda çözünür polimerdir. CMC genel olarak karboksimetil eter gruplari için hidroksil gruplarinin en azindan bir kisminin ikame ("DS") edilmesiyle selülozdan (örnegin pamuk linterlerinden, odun hamurundan veya baska selülozik kaynaklardan) elde Dalton arasinda degisen bir moleküler agirliga sahip olabilir.

Reolojik özellikler kazandirma, su tutmayi saglama ve optik parlaticilarin verimliligini artirma yeteneginden dolayi CMC kagit ve karton endüstrisinde, özellikle kaplama, ebatlama ve kaide üretimi için popüler bir katki maddesidir. Kagit ve karton kaplama islemlerinde CMC, genellikle, inorganik pigmentler, organik baglayicilar ve dispersanlar, optik parlaticilar, çapraz baglayicilar, yaglayicilar ve boyalar gibi katki maddelerini içeren kaplama maksatli bilesime önceden çözülmüs bir çözelti (tipik olarak % 6 ila 12 oraninda CMC'ye sahip) halinde ilave edilir.

Kaplama bilesimleri genellikle kaplama bilesiminin tipine ve kullanilan kaplama makinesinin tipine bagli olarak agirlikça % 63 ila 70 arasinda bir kati içerigine sahiptir; fakat, hem daha yüksek hem de daha düsük kati içerigine sahip olan kaplama bilesimleri de uygulamada kullanilmaktadir.

Herhangi bir teoriye bagli kalmak istememekle birlikte, yüksek kati muhtevasina sahip olan kaplama bilesimleri, örnegin kaplamadan ve parlakliktan iyilestirilerek, kaplamalardan buharlastirilmasi (yani, kurutucu enerjiyi azaltarak kaplamalardan) gereken su miktarinin azaltilmasiyla kalitenin ve üretkenligin arttirilmasi için tercih edilebilecegine inanilmaktadir. Kaplama bilesiminin hedef kati içerigini arttirirken, kaplama bilesimini hazirlamak için kullanilan hammaddelerin çözeltileri için daha yüksek kati içerigi de gereklidir.

Düsük kati madde konsantrasyonuna sahip olan Önceden çözünmüs CMC'nin mevcut çözeltileri, genellikle yüksek kati içerikli kaplama bilesiminin (örnegin, agirlikça % 70 gibi) formülasyonunu mümkün kilmayacak ve tipik olarak kagit kaplama için gerekli olan kaplama bilesiminde kullanilabilecek CMC miktarini sinirlayacaktir.

Yüksek katiliktaki pigment bulamacina CMC`nin kuru ilavesi bu sorunlari çözebilmesine ragmen, ögütücülerin tozlar için elleçleme sistemlerine, tozu el ile eklemek için yeterli insan gücüne ya da çözeltinin içine tozu dagitmak için yeterli kayma saglayabilen bir karistirma sistemine sahip olmasi gerekir.

Alternatif olarak, yüksek kati madde konsantrasyonuna sahip olan önceden çözünmüs CMC'nin mevcut çözeltileri, genellikle, geleneksel ekipman üzerinde, örnegin pompalama veya eleme islemlerinde islenmesi zor olan yüksek viskoziteli çözeltiler (örnegin, 100 rpm'de bir Brookfield RV ve 50-60 santigrat derece üzerinde ölçülen Kagit imalatinda kullanim için bir kaplama bilesimleri örnegi EP 0496269 A2'de temin edilmistir. Bu belge, tercihen düsük bir kati madde konsantrasyonuna sahip CMC içeren iki veya daha fazla anyonik ve n0niy0nik polisakkarit içeren akiskanlastirilmis polimer süspansiyonlarini açiklar.

CMC, bir bariyer malzemesi gibi bir yüzey muamelesi olarak kullanilabilir veya kullanilabilir. CMC içeren bariyer malzemeleri yag ve grese dayanikli, oksijene dirençli veya her ikisi olabilir. Bir film seklindeki bariyer malzemeleri olusturmak için kullanilan yaygin film kaplama teknolojileri, bir boyut presini, bir ölçü boyutu presini ve çesitli perde kaplama teknolojilerini içerir. Bu teknolojilerin her biri için, çözümün alinmasi, en azindan kismen kullanilan polimer çözeltisinin viskozitesi ve / veya kati madde içerigine bagli olan önemli bir parametredir. Herhangi bir teoriye bagli kalmak istememekle birlikte, tek tip bariyer materyallerin, özellikle filmlerin, yeterince yüksek bir kaplama agirligindan, iyi film tutmasindan veya her ikisinden kaynaklandigina inanilmaktadir. Bu özellikler, daha yüksek konsantrasyonda CMC çözeltileri ile bir bariyer malzemesi olusturarak daha kolay elde edilebilir.

Halihazirda, çözelti içinde daha yüksek bir CMC konsantrasyonu, çesitli enzim teknolojilerini kullanarak CMC'yi parçalayarak siklikla elde edilmektedir. Fakat, enzimler, tipik olarak, CMC'nin moleküler agirligini büyük ölçüde azaltir, sonuçta ortaya çikan bariyer materyalleri çok iyi bir film tutucusuna sahip degildir ve bir baz aga nüfuz eder. Çözeltilerin daha önce kararli, konsantre, sulu CMC süspansiyonlari saglamasi önerilmistir. Örnegin, Burdick'e verilen ABD Patenti No. 4,883,537, agirlikça en az yüzde 33 potasyum karbonat içeren düsük viskoziteye sahip sulu CMC çözeltilerini tarif eder. Fakat, yüksek potasyum karbonat konsantrasyonu, bu çözeltilerin uygulamalarda kullanisliligini sinirlar ve yüksek CMC kati içerik uygulamalari için bu bilesimleri istenmeyen hale getirir.

Bu nedenle, düsük viskoziteli, yüksek CMC kati bilesimlerinin hazirlanmasina yönelik bir yöntemin saglanmasi ihtiyaci devam etmektedir. Daha özel olarak, normal kagit kaplama derecelerinden daha yüksek kati içerigine sahip çözeltiler hazirlamak ve geleneksel CMC kaplama yararlarini muhafaza etmek için mevcut CMC ekipmani ve makedown prosedürleri kullanilarak daha yüksek kati kaplamalar hazirlamak için daha fazla esneklik saglamak için kullanilabilen CMC ürünleri gelistirmeye ihtiyaç Açiklamanin Özeti Mevcut tarifnamenin düzenlemeleri, CMC stok çözeltisinin konsantrasyonunu arttirmak için yöntemler saglar. Bir yönde, yöntem bir CMC ve bir alkali tuzunun bir CMC alkali çözeltisi elde etmek ve istege bagli olarak CMC'nin alkali çözeltisinin pH`sini yaklasik 7.5 ila yaklasik 11 arasinda bir pH'a dönüstürmek üzere suda çözündürülmesini içerir, burada CMC yaklasik 0.9'dan daha düsük bir ikame derecesine sahiptir, burada CMC'nin alkali çözeltisi, agirlikça% 9.8'den daha büyük bir konsantrasyonda CMC'yi içerir, yaklasik 7.5'den 11'e kadar bir pH'a sahiptir ve 100rpm'de bir Brookfield RV ile 50 ° C'de ölçülen yaklasik 5,000 mPa.s'den daha az bir viskoziteye sahiptir. CMC, bazi düzenlemelerde, yaklasik 300 kD'den daha az bir moleküler agirliga sahiptir.

Bazi düzenlemelerde, CMC stok çözeltisinin konsantrasyonunun arttirilmasi için bir yöntem, bir CMC karisiminin elde edilmesi ve CMC karisiminin bir CMC alkali çözeltisi elde etmek üzere su içinde çözülmesi için kuru-harmanlanan CMC ve bir alkali tuzunu içerir. CMC karisimi, agirlikça yaklasik % 0.5 CMC karisimindan daha büyük bir konsantrasyonda alkali tuzu içerebilir.

Hali hazirda baska bir yönüyle, bu tarifnamenin düzenlemeleri, bir pigment ve bir CMC alkali çözeltisi içeren yüksek katili bir kagit kaplama bilesimini içerir, burada CMC'nin alkali çözeltisi, agirlikça yaklasik % 9.8'den daha büyük bir konsantrasyonda CMC içerir ve bir Alkali tuzu, agirlikça % Z'ye kadar agirlikça en az derecesine sahiptir. CMC, bazi düzenlemelerde, yaklasik 300 kD'den daha az bir moleküler agirliga sahiptir.

Diger özelliklerde, mevcut tarifnamenin düzenlemeleri, agirlikça yaklasik % 9.8'den daha büyük bir konsantrasyonda su, CMC içeren bir alkali CMC çözeltisi ve agirlikça en az yaklasik % 0.05`e kadar agirlikç a% 2'ye kadar bir konsantrasyonda bir alkali tuzu içeren bir CMC stok çözeltisini içerir, burada CMC, yaklasik 0.9`dan daha az bir ikame derecesine sahiptir ve yaklasik 300 kD'den daha az bir moleküler agirliga sahiptir ve burada CMC`nin alkali çözeltisi, yaklasik 7.5`den yaklasik 11'e kadar bir pH'a sahiptir ve 100 rpm'de bir Brookfield RV ile 50 ° C'de ölçülen yaklasik 5,000 mPa.s'den daha az bir viskoziteye sahiptir.

Ilave yönler, asagidaki açiklamada kismen belirtilecektir. Çizimlerin KISA AÇIKLAMASI Sekil 1, CMC konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak CMC çözeltilerinin viskozitesini gösteren bir grafiktir. Standart CMC: FF-5 (27 mPas'in % 4 viskozitesi, DS . Viskozite ölçümü: Brookfield RV 100 rpm, 50 ° C. CMC ve kuru CMC + Na2C03 karisimi, viskoziteyi ölçmeden önce 90 dakika boyunca bir tel mikser kullanilarak su ile karistirilmistir.

Sekil 2a, Çesitli tuzlarin CMC çözeltisi viskozitesi üzerindeki etkisini karsilastiran bir grafiktir. Standart CMC: FF-5 (27 mPas'in % 4 viskozitesi, DS 0.7). Viskozite ölçümü: Brookfield RV 100 rpm, 60 ° C. CMC ve kuru CMC + tuzu karisimi, viskozitenin ölçülmesinden önce 90 dakika boyunca bir tel-karistirici kullanilarak su ile karistirilmistir.

Sekil 2B, 07'lik bir DS'ye sahip olan ancak degisken bir moleküler agirliga sahip olan CMC için CMC çözeltisi viskozitesi üzerindeki sodyum karbonat ve sodyum klorürün etkisini karsilastiran bir grafiktir. Viskozite Ölçümü: Brookfield RV 100 rpm, 50 ° C.

Sekil 3, pH'nin agirlikça % 20 CMC çözeltisinin viskozitesi üzerindeki etkisini gösteren bir grafiktir. Standart CMC: FF-5 (27 mPas'in % 4 viskozitesi, DS 0.7).

Deneysel CMC: FF-5 (agirlikça % 96-98, çesitli alkali tuzlarin % 2-4'ü). Viskozite Ölçümü: Brookfield RV 100 rpm, 60 ° C. CMC ve CMC + çesitli alkali tuzlarinin kuru karisimi, Viskozitenin ölçülmesinden önce 90 dakika boyunca bir tel-karistirici kullanilarak su ile karistirilmistir.

Sekil 4 ve 5 çesitli CMC kaplama renklerinin viskozitesi üzerinde bilesim ve kesme oraninin etkisini gösteren grafiklerdir.

Sekil 6, çesitli kaplama renklerinin su tutma özelliklerini gösteren bir grafiktir.

Sekil 7, kaplama kaplamali çesitli kaplanmis kagitlarin optik özelliklerini gösteren bir grafiktir.

Sekil 8, bir dizi kaplama agirligina göre CMC içeren dört bariyer malzemenin yag direncini tasvir eden bir grafiktir.

Detayli Açiklama Mevcut tarifnamenin düzenlemeleri, CMC stok çözeltilerinin konsantrasyonunu arttirmak için yöntemler saglayarak yukarida açiklanan ihtiyaçlari karsilar. Özellikle yüksek konsantrasyonlu CMC stok çözeltileri, yüksek kati kagit kaplamalarda kullanim için uygundur. CMC stok çözeltileri, bariyer materyalleri gibi yüzey islem materyalleri olarak veya içinde kullanilabilir.

Düzenlemelerde, yöntemler genellikle bir CMC karisimi elde etmek ve CMC karisimini suda CMC içeren bir CMC içeren bir alkali çözeltisi elde etmek için CMC ve alkali tuzu ve agirlikça yaklasik % 9.8'den daha yüksek bir konsantrasyonda bir alkali tuzu elde etmek için kuru-harmanlayan CMC ve agirlikça en az yaklasik % 0.05'lik bir konsantrasyonda alkali tuzu içerir. Diger düzenlemelerde, alkali tuzu, CMC'nin alkali çözeltisini elde etmek için CMC'nin suda çözülmesinden önce veya sonra eklenebilir. CMC, yaklasik 0.9'dan daha az bir ikame derecesine ve tercihen yaklasik 300 kD`den daha az bir molekül agirligina sahiptir. Sasirtici bir sekilde, CMC ve alkali tuzu içeren çözeltiler hazirlanirken, yüksek konsantrasyonlarda CMC'ye sahip stok çözeltileri, çözeltinin konsantrasyonuna bagli olarak, bir dizi sicaklikta yaklasik 5,000 mPa'dan daha düsük bir viskoziteye sahip olarak elde edilebilir. Örnegin, yaklasik 50 ila yaklasik 60 santigrat derece araliginda yaklasik ,000 mPa'dan daha düsük bir viskoziteye sahip olan yüksek bir CMC konsantrasyonuna sahip bir stok çözeltisi elde edilebilir. Ulasilabilecek konsantrasyon, CMC'nin moleküler agirligina bagli olabilir. Herhangi bir teoriye bagli kalmak istemeyen, bir CMC'nin daha düsük molekül agirligina sahip oldugu belirli durumlarda, çözeltinin viskozitesinden dolayi agirlikça % 9.8'den daha az bir konsantrasyonla sinirlidir (yani 5000'den büyük bir viskozite). mPa), burada verilen düzenlemelere uygun olarak CMC'nin alkali çözeltilerinin kullanilmasi, alkali tuzu içermeyen CMC çözeltileri ile karsilastirildiginda çözeltinin viskozitesini önemli ölçüde azaltir, böylece daha yüksek CMC konsantrasyonlarinin kullanilmasina izin Düzenlemelerde, yöntem ayrica CMC alkali çözeltisinin pH'mn yaklasik 7.5 ila yaklasik 11 arasinda bir pH`a degistirilmesini içerir. Diger düzenlemelerde, CMC`nin alkali çözeltisi yaklasik 7.5 ila yaklasik 10.5 arasinda bir pH'a sahiptir. Örnegin, belirli uygulamalarda, CMC`nin alkali çözeltisi, yaklasik 8.0'dan daha büyük, yaklasik 8.5'den büyük veya yaklasik 9.0'dan daha büyük bir pH'a sahiptir. (Bkz.ör., Sekil 3).

CMC'nin alkali çözeltisinin pH'ini degistirmek için uygun yöntemler, teknikte uzman kisilerce bilinir.

Bazi düzenlemelerde CMC, yaklasik 0.4 ila yaklasik 0.9 arasinda bir dereceye kadar bir ikame derecesine ve yaklasik 300 kD'den daha az bir molekül agirligina sahiptir.

Düzenlemelerde, CMC, yaklasik 0.4 ila yaklasik 0.9, yaklasik 0.6 ila yaklasik 0.9 veya yaklasik 0.7 ila yaklasik 0.85 arasinda bir dereceye kadar bir ikame sahiptir.

Düzenlemelerde, CMC, yaklasik 300 kD'den daha az, yaklasik 200 kD'den daha az, yaklasik 150 kD'den daha az ya da yaklasik 100 kD'den daha düsük bir moleküler agirliga sahiptir.

Mevcut tarifnamenin düzenlemelerinde kullanilan CMC, ayrica viskozitesi ve pH'i ile de karakterize edilebilir. Örnegin, belirli uygulamalarda, CMC, % 2'1ik bir çözelti için yaklasik 25 ° C'lik bir sicaklikta CMC'nin % 2'1ik bir çözeltisi için yaklasik 2000 mPas'dan daha düsük bir viskoziteye, yaklasik % 2'1ik bir çözelti için yaklasik 400 mPas'dan daha düsük bir viskoziteye sahiptir. CMC, yaklasik 25 ° C'lik bir sicaklikta veya yaklasik 25 ° C'lik bir sicaklikta % 2'1ik bir CMC çözeltisi için yaklasik 100 mPas'dan daha düsük bir viskoziteye sahiptir. Düzenlemelerde, CMC ayrica % l CMC çözeltisi için yaklasik 8'den daha az bir pH'a sahip olarak karakterize edilir.

Diger düzenlemelerde, CMC ayrica % 1`lik bir CMC çözeltisi için yaklasik 9'dan daha düsük bir pH'a sahip olarak karakterize edilir.

Düzenlemelerde, CMC`nin arzu edilen sekliyle alkali çözeltide yaklasik % 9.8'den yaklasik % 25`e varan konsantrasyonda, yaklasik % 10 ila yaklasik % 25'ten daha yüksek bir konsantrasyonda, yaklasik % !Z'den yaklasik % 25`e kadar olan konsantrasyonda, yaklasik % 15'ten yaklasik % 25'e kadar olan bir konsantrasyonda, yaklasik % 18'den yaklasik % 25'e kadar olan bir konsantrasyon veya yaklasik % `den daha büyük % 25'e kadar bir konsantrasyon saglamak için yeterli bir miktarda bulunmasi tercih edilir.

Mevcut tarifnamenin düzenlemelerinde kullanilan alkali tuzu, bir baz tuzu içerir. Baz tuzlarinin sinirlayici olmayan örnekleri, sodyum karbonat, sodyum bikarbonat, sodyum sülfit, sodyum hidroksit, sodyum silikat, potasyum hidroksit, potasyum karbonat, potasyum bikarbonat, kalsiyum hidroksit ve bunlarin kombinasyonlarini içerir. Düzenlemelerde, alkali tuzu, CMC'nin alkali çözeltisinde en az yaklasik % 0.05 miktarinda bulunur. Örnegin, belirli düzenlemelerde alkali tuzu, yaklasik % 0.05 ila yaklasik % 1.0, agirlikça yaklasik % 0,1 ila yaklasik % 1,5, yaklasik % 0,1 ila veya yaklasik % 0,2, agirlikça yaklasik % 0.7 lik bir miktarda CMC alkali çözeltisinde bulunur. Özel düzenlemelerde, burada saglanan CMC stok çözeltileri, yaklasik % 01 ila yaklasik % 2.0 arasindaki bir konsantrasyonda bir alkali tuzu ve yaklasik % 9.8 ila yaklasik % 20'den daha büyük bir konsantrasyonda CMC içerir. Diger düzenlemelerde, burada saglanan CMC stok çözeltileri, yaklasik % 12 ila yaklasik % `den daha büyük bir konsantrasyonda yaklasik % 0.1 ila yaklasik % 1.5 ve CMC konsantrasyonunda bir alkali tuzu içerir. Özel düzenlemelerde, alkali tuzu bir alkali tuzlari, örnegin sodyum karbonat ve ya sodyum sülfat, sodyum bikarbonat ya da bunlarin bir kombinasyonunu içerir. Arzu edilen haliyle, sodyum sülfit, sodyum bikarbonat veya bunlarin bir kombinasyonu, alkali tuzlarin toplam konsantrasyonu agirlikça yaklasik % 5'ten azken, agirlikça yaklasik % 0,1 ila yaklasik % 2'lik bir konsantrasyonda CMC`nin alkali çözeltisinde Buradaki düzenlemelerde ayrica, bir CMC alkali çözeltisi, bir pigment (örn., Kalsiyum karbonat gibi inorganik pigmentler) ve teknolojide tecrübeli kisilerce bilinen diger katki maddelerini (Örnegin, organik baglayicilar, Lateks gibi) içeren yüksek kati kagit kaplama bilesimleri saglanmaktadir. Tipik olarak, CMC'nin alkali çözeltileri, agirlikça yaklasik % 70'ten daha büyük bir kati içerigi olan bir kaplama bilesimi için pigmentlerin agirlikça % 0.5'inden daha azini içerir. CMC'nin alkali çözeltisi, agirlikça yaklasik % 9.8'den daha büyük bir konsantrasyonda ve alkali tuzu, agirlikça en az yaklasik % 0.05'lik bir konsantrasyonda içerir, burada CMC, yaklasik 0.9'dan daha az bir ikame derecesine ve yaklasik 300 kD'den daha az bir molekül agirligina sahiptir.

Ayrica, buradaki düzenlemelerde, CMC'den yapilmis veya içeren bariyer materyalleri gibi yüzey islem materyalleri de saglanmistir. CMC'den yapilan veya içeren bariyer materyalleri, kagit, tahta vb. gibi bir matris malzemesi ile birlikte kullanilabilir veya tek basina malzemeler olabilir. Bariyer malzemeleri, teknikte bilinen herhangi bir teknik kullanilarak herhangi bir boyut veya sekle getirilebilir. Düzenlemelerde, CMC içeren bariyer malzemesi bir filmdir. Bazi düzenlemelerde, filmler genellikle bir CMC alkali çözeltisi kullanilarak ve buharlastirma ya da isi destekli buharlastirma gibi çözücünün çikarilmasiyla olusturulur.

CMC'den yapilan veya içeren bariyer malzemeleri çesitli malzemelere dirençli olabilir. Örnegin, bariyer materyalleri tipik olarak bir bariyer malzemenin gözenek büyüklügüne, igne delikleri gibi kusurlara veya her ikisine birden bagli olan özelliklere sahip olan, yaga veya grese dayanikli, oksijene dirençli veya her ikisi olabilir. Bir bariyer malzemenin bariyer özellikleri, ayni zamanda, kaplama agirligina, film tutucusuna (materyal bir film ise) veya her ikisine de bagli olabilir.

Bazi durumlarda, nispeten yüksek bir konsantrasyona sahip olan bir CMC çözeltisi kullanilarak yüksek bir kaplama agirligi elde edilebilir ve film tutusu, yüksek molekül agirlikli CMC kullanilarak gelistirilebilir. Bu hususlar istenen bir bariyer malzemesinin üretilmesi için dengelenebilir, çünkü daha düsük bir kaplama agirligi kabul edilebilir, bazi durumlarda yüksek molekül agirliginda bir CMC kullanilir.

Kaplama agirliginin arttirilmasina ek olarak, nispeten yüksek bir konsantrasyona sahip bir CMC çözeltisinden bir engelleyici malzeme filminin yapilmasi, islak film daha hizli hareketsizligin keyfine varacagindan film tutmayi arttirabilir. Genel olarak burada tarif edilen CMC'nin alkali çözeltileri, CMC'nin moleküler agirligi ve CMC çözeltisinin konsantrasyonu dahil olmak üzere bu faktörleri optimize etmek için kullanilabilir.

Mevcut tarifnamenin düzenlemeleri daha büyük konsantrasyonlarin kullanilmasina izin vermektedir. CMC ve kati maddeler, viskoziteyi önemli ölçüde arttirmadan veya CMC'nin islevselligini baska sekilde olumsuz yönde etkilemeden. Arzu edilen haliyle, burada saglanan CMC'nin alkali çözeltileri, alkali tuzlari olmayan karsilastirilabilir bir CMC çözeltisine kiyasla büyük ölçüde azaltilmis bir viskoziteye sahip olarak karakterize edilir. Örnegin, uygulamalarda, bir alkali tuzu içeren CMC alkali çözeltisinin Viskozitesi, alkali tuzu içermeyen benzer bir CMC çözeltisinin yaklasik % 50`sinden daha azdir. Yine baska düzenlemelerde, bir alkali tuzu içeren CMC alkali çözeltisinin Viskozitesi, alkali tuzu içermeyen benzer bir CMC çözeltisinin yaklasik % ila yaklasik % 50'sidir. Örnegin, belirli uygulamalarda, bir alkali tuzunun ilave edilmesi, CMC'nin bir alkali çözeltisi içindeki CMC'nin maksimum konsantrasyonunu % 12-15 CMC'nin üst sinirindan % 18-20'lik bir üst sinira ya da bir üst sinir yaklasik % 10 ila yaklasik % 13-15 veya üst sinir % 8 ila yaklasik % 9.8 ila 12 arasindadir.

Mevcut bulus, asagidaki örneklerle daha fazla açiklanmaktadir. Örnekler Örnek 1: Degisen CMC Konsantrasyonlarinda Standart ve Deneysel Çözümlerin Viskozitesi CMC çözeltileri, dört CMC konsantrasyonunda FF-5 (% 4 Viskozite 27 mPas (Brookfield LV 60 rpm, 25 ° C), MW 50 kD, DS 0.7) kullanilarak hazirlandi: yaklasik önceden karistirilmistir. Her çözeltinin Viskozitesi ölçüldü ve sonuçlar Sekil 1'de görülebilir. Viskozite ölçümü: Brookfield RV 100 rpm, 50 ° C. CMC ve kuru CMC + tuzu karisimi, viskozitenin ölçülmesinden önce 90 dakika boyunca bir tel-karistirici kullanilarak su ile karistirilmistir.

Sekil 1, ayni CMC konsantrasyonu olan Standart çözeltilere kiyasla Deneysel çözeltiler için çözelti viskozitesindeki bir azalmayi göstermektedir. En yüksek CMC konsantrasyonunda,% 20, standart çözelti, yaklasik 9000 mPas'lik bir viskoziteye sahipken Na2C03 içeren Deney çözeltisi, 3500 mPas'a yakin bir viskoziteye sahipti.

Bu sonuçlar, bu çözeltiler için tasima limiti olan 5000 mPas'dan daha fazla olmayan bir viskoziteye sahip yüksek konsantrasyonlu CMC çözeltileri elde etme kabiliyetini göstermistir. Fakat, kullanim limiti kullanilan makine ve sicakliga baglidir. Örnek 2: Çesitli Tuzlarin CMC Çözümlerinin Viskozitesi Üzerine Etkisi Tablo 1'de gösterildigi gibi CMC çözeltileri üretmek için % 20 CMC konsantrasyonunda CMC çözeltilerine çesitli konsantrasyonlarda alkali tuzlar ve NaCI ilave edildi. Referans CMC: FF-S (27 mPas,% 0.7'lik % 4 viskozite). Viskozite ölçümü: Brookfield RV 100 rpm, 60 ° C. CMC ve kuru CMC + tuzu karisimi, viskozitenin ölçülmesinden önce 90 dakika boyunca bir tel-karistirici ile karistirilmistir. Viskozite Ölçümleri, sonuçlar üzerinde gerçeklestirilmi, sonuçlar Tablo 1 ve Sekil 2'de gösterilmistir.

Tablo 1. Çesitli Tuz Konsantrasyonlari ile CMC Solüsyonlarinin Viskozitesi Referans F: :i 23.; gi_': :: .3.

FF :i-îI F-.îi silikat 35'.? Sekil 2A'da gösterildigi gibi, çözelti viskozitesi artan NaCl konsantrasyonu ile artmistir. Alkali tuzun eklenmesi, çözelti viskozitesinde, tuzsuz çözelti ile karsilastirildiginda ve NaCl ile çözelti ile karsilastirildiginda bir azalmaya neden olmustur. Örnegin, Sekil 2B'de gösterildigi gibi (nötr bir tuz ve alkali tuzunun, 0.7'lik bir DS'ye ve 50 kD, 200 kD veya 350 kD'lik bir moleküler agirliga sahip CMC üzerindeki etkilerini gösteren), nötr tuz (NaCl) ilavesi tipik olarak viskoziteyi arttirir.

CMC'nin daha düsük bir moleküler agirliga (yani, 50 kD ve sahip olmasi.

Oysa, alkali tuzu (N32C03), daha düsük bir moleküler agirlikta CMC'nin viskozitesini önemli ölçüde artirir. Örnek 3: Alkali Tuzu Eklenmesi Üzerine CMC Solüsyonlarinin Viskozitesi ve pH Degisimi CMC çözeltileri, her ikisi de bir alkali tuzu ile birlikte veya olmaksizin, Tablo 2'de tarif edilen çesitli CMC dereceleri kullanilarak hazirlandi. CMC ve kuru CMC + alkali tuzu (% 2 sodyum karbonat) karisimi, pH ve viskozitenin ölçülmesinden önce 90 dakika su içinde bir tel karistirici ile karistirilmistir.

Genel olarak, Tablo 2, daha düsük moleküler agirliktaki CMC'yi (yani, mevcut örnekte içeren çözeltilerin, bir tuz içermeyen benzer çözeltilere kiyasla viskozitedeki en büyük düsüsleri gösterdigini göstermektedir. Ayrica, daha düsük molekül agirlikli CMC derecelerinde, alkali çözeltinin pH'i, bir tuz içermeyen çözeltininkinden önemli ölçüde daha yüksektir.

PH'in CMC çözeltilerinin viskozitesi üzerindeki etkileri, hem alkali tuzlari olan hem de içermeyen bir CMC çözeltisinin (FF-% 5,% 20 CMC) viskozitesinin ölçülmesiyle ayrica karakterize edilmistir. Viskozite, kuru harmani 90 dakika su ile karistirdiktan sonra 100 rpm ve 60 ° C'de bir Brookfield RV kullanilarak ölçüldü. Sonuçlar, alkali tuzlarinin ilavesiyle pH arttikça, CMC çözeltisinin viskozitesinin azaldigini gösteren, Sekil 3'te gösterilmektedir. 6'lik bir pH'a ve 8500'lük bir viskoziteye sahip numuneyi temsil eden veri noktasi, bir alkali tuzu içermez; geriye kalan örnekler bir alkali tuzu içermistir. Tekrarlanabilirligi göstermek için 8 pH degerine yakin veri noktalari iki farkli çözeltiden toplanmistir. Örnek 4: Uygulama Testleri CMC ve 0.3 pph optik parlatici içeren bir hedef kaplama renk formülasyonu ile gerçeklestirilmistir. Kaplama renk formülasyonu kati içerigi % 70 oranindaydi ve sodyum hidroksit ilave edilerek pH 8.5'e ayarlandi. CMC, hem N32CO3 (hem de % 1 veya 2 Na2C03) olan ve olmayan, önceden çözünmüs % 20`lik bir CMC FF-5 çözeltisi olarak eklenmistir. Kaplanmis renklerin reolojisi, su tutumu ve optik özellikleri bu numuneler için karakterize edildi ve Sekil 4-7'de gösterildi.

Kaplama renk formülasyonunun reolojisi, 100 rpm'de bir Brookfield RV, bir Hercules viskometre (kesme orani 1000000 1/ s) kullanilarak degerlendirildi. Statik su tutma (ÄA-GWR), 10 mL'lik kaplama rengi formülasyonunun sabit bir hacmi (5 um'lik membran gözenek boyutu, 30 kPa basinç, 2 dakika) kullanilarak ölçüldü.

Kagit kaplama, 70 m / dak hizda bir laboratuar kaplayicisi (DT Kagit Bilimi) ile gerçeklestirilmistir. Kaplama rengi formülasyonu, rulo uygulayici tarafindan bir kagit ag-yapisina tatbik edilmis ve fazlalik sert bir biçak ile ölçülmüstür. Baz ag, önceden kaplanmis bir ince kagit (gramaj 100 g / m2) idi ve testlerin kaplama agirligi 8-9 g / Viskozite ölçümleri farkli kesme hizlarinda alindi, bunlarin sonuçlari Sekiller 4 ve `te gösterildi. Sodyum karbonat içeren veya içermeyen CMC içeren kaplama renk formülasyonlari için farkli kesme hizlarinda viskozitede önemli bir fark yoktu.

Su tutma özellikleri Sekil 6'da gösterilmektedir. Sodyum karbonat içeren veya içermeyen CMC içeren kaplama renk formülasyonlari için su tutma özelliklerinde önemli bir fark yoktu. Ek olarak, Sekil 7'de gösterildigi gibi, sodyum karbonatin kullanimi kaplanmis kagidin beyazlik degerini önemli ölçüde azaltmamistir. Örnek 5: CMC`den Yapilmis veya Içeren Bariyer Malzemeleri CMC içeren dört bariyer malzemesi, yag direncini belirlemek için bir KIT testi kullanilarak yapildi ve degerlendirildi. Daha yüksek KIT test skorlarina sahip olan bariyer malzemeleri için yag direnci daha iyidir.

Bariyer malzemeleri, farkli konsantrasyonlara sahip, alkali tuzlari olan ve olmayan, CMC'nin önceden çözülmüs çözeltilerinin olusturulmasiyla hazirlanmistir. Önceden çözülmüs çözeltiler el-çubuklar ile 80 g / m2 boyutunda bir kagit üzerinde uygulandi.

Materyaller bir hava kurutucu ile kurutulmustur. CMC içeren dört bariyer malzemesi ve özellikleri asagidaki tabloda listelenmistir: Tablo 3. Bariyer Malzemelerinin Özellikleri Malzeme No. :mi: f_]"'. Alkali Tuz CMC veya CMC/alkali tuz çözeltisi konsantrasyonu (ag%) Düsük (30kD) Hayir Yüksek Hayir (180kD) Yüksek Hayir (180kD) 1-4 malzemelerinin performansi, bir dizi kaplama agirligi üzerindeki dört malzemenin KIT degerlerini gösteren Sekil 8'de gösterilmektedir. Sekil 8'deki veriler, burada tarif edilen düzenlemelerin, bariyer materyalleri yapmak için daha genis bir konsantrasyon araligina sahip olan CMC solüsyonlarinin kullanilma olasiligini sagladigini göstermistir. Ayrica, bu örnekte, nispeten yüksek bir konsantrasyonda bir CMC çözeltisi ile yapilmis olan bariyer malzeme numarasi 2, diger örneklerden daha iyi bir film tutusuna sahipti ve daha az kuruma süresi gerektiriyordu. Örnegin bir çözeltinin pompalanmasi gibi islem için bir limit - bir limit kullanilan 10000 3 makinelere ve bir çözeltinin hazirlanmasindaki sicakliga f baglidir 2. 5000 g : - --+-i Slnndard o 20 25 CMCkonsamrasyonm '-1 FF-5 ag-%5ne dayali %20 çözeltinin viskozitesi l'r 1-;x Hji 'i'ii Referans › g, Hroukfield-viskozitesi BR RV 100 riiiii, 600

Claims (15)

ISTEMLER

1. Bir CMC stok çözeltisinin konsantrasyonunu arttirmak için bir yöntem olup, yöntem: CMC'nin bir alkali çözeltisini elde etmek için bir CMC ve bir alkali tuzunun suda çözündürülmesi ve istege bagli olarak CMC alkali çözeltisinin pH'ini 7.5 ila 1 1 arasinda bir pH degerine modifiye etmeyi içerir, burada CMC yaklasik 0.9'dan daha düsük bir ikame derecesine sahiptir, burada CMC'nin alkali çözeltisi, agirlikça % 9.8'den daha büyük bir konsantrasyonda CMC'yi içerir, yaklasik 7.5'den 11'e kadar bir pH'a sahiptir ve 100rpm'de bir Brookfield RV ile 50 ° C'de ölçülen yaklasik 5,000 mPa.s'den daha az bir viskoziteye sahiptir, , agirlikça en az % 0.05, agirlikça % Z`ye kadar bir konsantrasyonda alkali tuzu içerir.

2. Istem l'in yöntemi olup, CMC yaklasik 300 kD'den daha az bir moleküler agirliga sahipdir.

3. Istem l 'e göre bir yöntem olup, burada CMC, % 1 CMC çözeltisi için 9'dan daha düsük bir pH'a sahiptir.

4. Istem l'e göre bir yöntem olup, burada CMC'nin alkali çözeltisi, % 10'dan % 25'e kadar bir konsantrasyonda CMC içerir.

5. Istem 4`e göre bir yöntem olup, burada CMC'nin alkali çözeltisi, % 15'ten % 25'e kadar bir konsantrasyonda CMC'yi içerir.

6. Istem 5'in yöntemi olup, burada CMC'nin alkali çözeltisi, % 20'den % 25'e kadar bir konsantrasyonda CMC'yi içerir.

7. lstem l'e göre bir yöntem olup, burada alkali tuzu sodyum karbonat, sodyum bikarbonat, sodyum sülfit, sodyum hidroksit, sodyum silikat, potasyum hidroksit, potasyum karbonat, potasyum bikarbonat, kalsiyum hidroksit ve bunlarin kombinasyonlarindan olusan gruptan seçilir.

8. Istem 1'in yöntemi olup, alkali tuzun sodyum karbonat içerir ve CMC`nin alkali çözeltisi agirlikça % 0.1 ila 1.0'11k bir konsantrasyonda alkali tuzu içerir.

9. Istem 8'e göre bir yöntem olup, burada sodyum karbonat ve sodyum sülfit, sodyum bikarbonatin toplam konsantrasyonu veya CMC'nin alkali çözeltisindeki bir kombinasyonu agirlikça % 5`ten azdir.

10. Istem l'e göre bir yöntem olup, burada CMC'nin alkali çözeltisi 7.5 ila 105 arasinda bir pH'a sahiptir.

11. Bir pigment ve bir CMC alkali çözeltisi içeren yüksek kati bir kagit kaplama bilesimi olup, burada CMC'nin alkali çözeltisi agirlikça % 9.8'den daha büyük bir konsantrasyonda CMC yi ve agirlikça en az % 0.05'den agirlikça % Z'ye kadar bir konsantrasyonda bir alkali tuzu içerir, burada CMC'nin 0.9'dan daha az bir ikame derecesine sahipdir.

12. Istem 11'in yüksek kati kagit kaplama bilesimi olup, burada CMC, 300 kD'den daha az bir moleküler agirliga sahiptir.

13. Bir CMC stok solüsyonu olup: agirlikça % 9.8'den daha büyük bir konsantrasyonda CMC, su, ve agirlikça % Z'ye kadar agirlikça% 0.05'ten fazla bir konsantrasyonda bir alkali tuzu içeren bir CMC alkali çözeltisi içerir, burada CMC, 0.9'dan daha az bir ikame derecesine ve 300 kD'den daha az bir molekül agirligina sahiptir ve burada, CMC'nin alkali çözeltisi, 7.5'den 11'e kadar bir pH'a sahiptir ve 100 rpm'de bir Brookfield RV ile 50 ° C'de ölçülen 5,000 mPas'den daha az bir viskoziteye sahiptir.

14. Istem l3'ün CMC stok çözeltisi olup, buradaki alkali tuzunun konsantrasyonu % 0.1 ila % 2.0 arasindadir ve CMC'nin konsantrasyonu % 20'den % 208'e kadardir.

15. Istem 14'ün CMC stok çözeltisi olup, buradaki alkali tuzunun konsantrasyonu % 0.1 ila % l.5'tir ve CMC'nin konsantrasyonu % 12'den % 20`ye kadardir.