Пульпа, покрытая хитозаном, бумага, полученная с использованием такой пульпы, и способ их получения
Формула / Реферат
1. Арамидные волокна, имеющие длину от 0,15 до 10 мм, площадь поверхности от 0,5 до 20 м2/г и покрытие из хитозана в количестве от 1 до 10% в расчете на вес пульпы.
2. Волокна по п.1, где хитозан имеет вязкость 1% раствора в 1% уксусной кислоте, равную 10-22000 мПаЧс.
3. Волокна по п.1, где волокна представляют собой арамидные хлопья.
4. Волокна по п.1, где волокна представляют собой арамидную пульпу.
5. Фрикционная бумага, содержащая на каждые 100 вес.ч. бумаги от 5 до 95% вес.ч. арамидного волокна, от 0 до 20 вес.ч. связующего материала и от 10 до 80 вес.ч. неорганического наполнителя, в которой арамидное волокно имеет покрытие из хитозана в количестве от 1 до 10% в расчете на вес волокна.
6. Фрикционная бумага по п.5, где коэффициент трения бумаги, по меньшей мере, на 5% больше, чем коэффициент трения сходной бумаги без хитозана.
7. Способ приготовления пульпы арамида, покрытой хитозаном, включающий стадии
(a) диспергирования арамидных волокон в растворе хитозана в воде с рН 2,5 до 4,5 при концентрации от 1 до 10% в расчете на вес арамидных волокон с получением дисперсии арамидных волокон;
(b) изменения рН дисперсии до значения рН от 6,5 до 11, чтобы вызвать выпадение хитозана и покрытие диспергированных арамидных волокон, и
(c) отделения волокон, покрытых хитозаном от воды.
8. Способ по п.7, где арамидные волокна являются арамидной пульпой.
9. Способ по п.7, где хитозан растворен с образованием раствора хитозана и арамидные волокна затем диспергируют в этом растворе.
10. Способ по п.7, где арамидные волокна диспергируют с образованием дисперсии арамидных волокон и хитозан затем растворяют в этой дисперсии.
11. Способ по п.7, где арамидные волокна представляют собой арамидные хлопья и где после стадии (а) и перед стадией (b) арамидные хлопья измельчают с получением арамидной пульпы.
12. Способ получения бумаги, содержащей арамидную пульпу, включающий стадии
(a) создания водной бумажной массы, включающей от 5 до 95% арамидных волокон в расчете на суммарный вес бумаги, где волокна имеют длину от 0,15 до 10 мм и имеют покрытие от 1 до 10 вес.% из хитозана в расчете на вес волокон;
(b) наливания бумажной массы по стадии (а) на бумагоделательное сито для отделения воды от арамидных волокон; и
(c) высушивания арамидных волокон с получением бумаги.
13. Способ по п.12, где бумажная масса по стадии (а) составлена из
(i) диспергированных арамидных волокон в растворе хитозана в воде при рН от 2,5 до 4,5 при концентрации от 1 до 10% в расчете на вес арамидных волокон; и
(ii) изменения рН воды от 6,5 до 11.
14. Способ по п.12, где после стадии (а) и перед стадией (b) рН бумажной массы изменяют от 6,5 до 11.
Текст
1 Область техники Данное изобретение относится к пульпе,бумагам, изготовленным из такой пульпы, и способам производства такой пульпы и таких бумаг. Бумаги, в соответствии с данным изобретением, включают пульпу арамида с хитозаном в виде добавки, и они (бумаги) особенно хорошо функционируют при высоких температурах и других экстремальных условиях. Предшествующий уровень техники В японской выложенной заявке на патент 90-2303, опубликованный 8 января 1990 года,описывается применение хитозана в качестве покрытия для листов, изготовленных из натуральных волокон, для увеличения прочности листов в воде. Листы биоразлагаемы и находят применение в сельском хозяйстве для посадки растений. В европейской заявке на патент 123,312,опубликованной 31 октября 1984 г., описывается фрикционная бумага, которая включает ароматические полиамидные волокна, наполнители и другие материалы, пропитанные способной к отверждению термореактивной смолой. Смола присутствует в бумаге в количестве от 15 до 60 вес.%. Сущность изобретения Это изобретение относится к арамидному волокну, имеющему длину от 0,15 до 10 мм,площадь поверхности от 0,5 до 20 м 2/г и покрытие из хитозана в количестве от 1 до 10% в расчете на вес волокна. Арамидное волокно в форме пульпы или хлопьев может являться волокнистым компонентом бумаги, включающей от 5 до 95% по весу собственно арамидных волокон,от 0 до 20% по весу связывающих компонентов и от 10 до 80% по весу неорганических наполнителей, причем арамидные волокна имеют покрытие из хитозана в количестве от 1 до 10% в расчете на вес волокон. Покрытое арамидное волокно может быть получено диспергированием непокрытого волокна в водном растворе хитозана и изменением значения рН раствора до выпадения хитозана на волокна. Покрытая пульпа может быть также получена путем очистки непокрытых хлопьев в растворе хитозана с образованием дисперсии пульпы в растворе и, затем, изменением значения рН до выпадения хитозана. Покрытые хлопья могут быть получены таким же образом: осаждением хитозана на дисперсию хлопьев. Бумага может быть получена путем объединения арамидной пульпы, покрытой хитозаном, в соответствии с данным изобретением, с другими, обычными компонентами арамидной бумаги на бумагоделательной машине; также она может быть получена путем объединения всех компонентов арамидной бумаги и добавления хитозана, например, в виде водного раствора в бумагоделательную машину. 2 Подробное описание изобретения Известно, что при увеличении содержания арамидного волокна в бумаге, коэффициент трения бумаги уменьшается и равномерность распределения волокон в бумаге нарушается. Использование более коротких арамидных волокон повышает равномерность распределения волокон, но приводит к уменьшению прочности бумаги, вызывающему ряд производственных проблем во время изготовления бумаги. Желательно использовать более короткие арамидные волокна и получать бумагу с повышенной прочностью и увеличенным коэффициентом трения. Арамидные волокна, в рамках представленного изобретения, являются ароматическими полиамидными волокнами, в которых, по меньшей мере, 85% амидных (-CONH-) связей присоединены непосредственно к двум ароматическим кольцам. С арамидами могут быть использованы добавки; было найдено, что до 10 вес.% другого арамида может быть добавлено к арамиду или что могут быть использованы сополимеры, содержащие до 10% другого диамина,замещающего диамин арамида, или до 10% другого дихлорангидрида кислоты, замещающего дихлорангидрид арамида. Параарамиды являются основными полимерами для волокон в рамках данного изобретения,и поли(пфенилентерефталамид)(ППФТА) является предпочтительным параарамидом. Метаарамиды также могут быть использованы в качестве материала волокон в рамках данного изобретения, и поли(м-фениленизофталамид)(ПМФИА) является предпочтительным метаарамидом. Арамидные волокна, в рамках данного изобретения, могут быть в виде хлопьев или пульпы. Арамидные хлопья получают путем нарезки длинных арамидных волокон, таких как получаемые по способам, описанным в патентах США 3063966, 3133138, 3767756 и 3869430. Арамидную пульпу получают путем измельчения хлопьев или она может быть получена непосредственно из исходных веществ, как описано в патенте США 5202184. Под "пульпой" понимается масса из частиц арамидного материала, имеющих "стебель" и элементарные нити, отходящие от стебля, где стебель обычно колоннообразный и имеет диаметр от около 10 до около 50 микрон и элементарные нити представляют собой отростки в виде волосков,имеющих диаметр один или несколько микрон,которые присоединены к стеблю, и от около 10 до около 100 микрон длиной. В процессе изготовления бумаги элементарные нити пульпы играют роль крючков или скрепляющих элементов для удержания соседних частиц в бумаге и обеспечения целостности бумажной конструкции. Бумага может также быть получена с использованием комбинации арамидных хлопьев 3 и арамидных фибридов, где фибриды служат для удержания вместе хлопьев и других компонентов бумаги. Арамидные фибриды иногда используются как связующие материалы в тех же целях, что и данное изобретение. Фибриды - это не волокна. Под термином "арамидные фибриды" понимаются негранулированные пленкоподобные частицы ароматического полиамида, имеющие температуру плавления или температуру разложения более 320 С. Фибриды имеют среднюю длину от 0,2 до 1 мм и соотношение длина/высота от 5:1 до 10:1. Толщина частиц составляет величину порядка микрона. Такие арамидные фибриды, перед тем как будут высушены, могут использоваться мокрыми и могут быть добавлены как связующие, физически переплетая арамидные хлопья, являющиеся компонентом бумаги. Фибриды применительно к данному изобретению могут быть получены с помощью специального аппарата - фибридизатора, такого как, например, описанный в патенте США 3018091, где раствор полимера осаждается и подвергается измельчению в один этап. Хотя длина частиц пульпы напрямую связана с длиной частиц исходных хлопьев, пульпа и хлопья в основном имеют длину от около 0,15 до 10 мм. Площадь поверхности является важной характеристикой пульпы, используемой в этом изобретении, потому что площадь поверхности есть мера степени фибриллярности и влияет на пористость бумаги и эффективное пространство, доступное для образования межволоконных связей. Площадь поверхности пульпы, используемой в данном изобретении,составляет от 0,5 до 20 м 2/г, и площадь поверхности для хлопьев составляет от 0,08 до 0,6 м 2/г. Из-за того, что хлопья уменьшают фибриллярность пульпы, бумага, полученная с использованием хлопьев, часто также включает среди компонентов бумаги связующее, такое как фибриды. Канадская стандартная степень помола(Canadian Standard Freeeness) пульпы, измеренная с помощью теста TAPPI Т 227 om-92, который является мерой ее дренажных свойств, изменяется от 100 до 800 мл. Также, доля (в процентах) остающихся волокон на сите с ячейкой 14 классификатора Кларка (Clarc Classifier) по тесту TAPPI Т 273 cm-82, используется как мера длины волокон. Это количество для пульпы,используемой в данном изобретении, составляет от 0 до 15%. Хитозан - это аминополисахарид, обычно получаемый путем деацетилирования хитина(поли-бета(1,4)-N-ацетил-D-глюкозамин), получаемого из морских организмов (креветки, крабы, омары, каракатица, и т.д.). Степень деацетилирования обычно представляется в виде процентного содержания деацетилированных аминных групп и, как правило, больше, чем 50%. Молекулярная масса хитозана зависит от 4 источника и схемы его получения. Значения молекулярной массы получают с помощью характеристической вязкости в 0,3 М уксусной кислоте с 0,2 М ацетата натрия или путем натрия или путем измерения вязкости однопроцентного раствора хитозана в однопроцентной уксусной кислоте при 25 С. Вязкость хитозана, используемого в данном изобретении, колеблется в пределах от 10 до 22000 мПас, и характеристическая вязкость меняется от 4 до 20 дл/г. Хитозан может быть использован в виде раствора в кислотах, таких как уксусная, молочная и лимонная кислоты, или может быть использован в форме солей с этими кислотами, таких как ацетат, лактат или цитрат. Способ, в соответствии с данным изобретением, включает покрытие арамидных волокон хитозаном как отдельный процесс или как часть всего процесса производства бумаги. В случае отдельного процесса, хитозан растворяется в воде в форме ацетата, цитрата, лактата, гидрохлорида и т.п. при рН на кислой стороне предпочтительно 2,5-4,5 или немного выше при концентрации от около 1 до около 1 до 10 вес.% в расчете на вес диспергированных здесь же арамидных волокон. рН дисперсии затем увеличивается до 6,5-11 путем добавления основания. Предпочтительным основанием является гидроксид натрия, но может быть использовано любое подходящее основание. Увеличение рН вызывает выпадение хитозана на арамидные волокна, таким образом покрывая их. Если это желательно по любым причинам, то хитозан может быть растворен в воде, в которой уже диспергированы арамидные волокна; порядок прибавления не играет роли при получении покрытых арамидных волокон. Как уже было сказано выше, арамидная пульпа представляет собой арамидные хлопья,измельченные с образованием элементарных нитей. Способ по данному изобретению может быть также реализован путем создания дисперсии арамидных хлопьев в растворе хитозана с последующим измельчением хлопьев до пульпы в этом растворе перед тем, как будет увеличено рН, произведено отделение воды и выделен продукт в виде пульпы арамида, покрытого хитозаном. В случае части процесса производства бумаги, дисперсия или исходная бумажная смесь,включающая арамидные волокна, покрытые при концентрации от 1 до 10 вес.% хитозана в расчете на вес сухих арамидных волокон, наливается на бумагоделательное сито, вода отделяется от волокон и волокна высушиваются, образуя бумагу. Бумага обычно содержит от 5 до 95% арамидных волокон в расчете на вес бумаги, и арамидные волокна обычно представляют собой пульпу арамида, уже покрытую хитозаном. Хотя это и не является предпочтительным, но изобретение может быть реализовано путем добавления хитозана к исходной бумажной смеси, кото 5 рая включает арамидные волокна, и затем покрытие волокон хитозаном путем увеличения рН исходной бумажной смеси до 6,5-11 для выпадения хитозана. В этом варианте осуществления изобретения хитозан добавляется в количестве, которое при выпадении на арамидные волокна приводит к покрытию волокон в количестве от 1 до 10% в расчете на вес волокон. Было установлено, что хорошие результаты дает увеличение рН исходной бумажной смеси до 6,5-11, независимо от того, когда арамидные волокна покрыты хитозаном в исходной бумажной смеси или перед тем, как будут добавлены в исходную бумажную смесь. Покрытые арамидные волокна в рамках данного изобретения находят применение среди прочего для изготовления фрикционной бумаги. Фрикционная бумага используется для облицовки силовых фрикционных муфт и фрикционных лент с целью обеспечения более плавного сцепления, лучшего охлаждения поверхностей и повышения общей эффективности работы трансмиссии. Фрикционная бумага в рамках данного изобретения обычно включает упрочняющие волокна в форме пульпы или хлопьев,связующие и наполнители. Фрикционная бумага обычно пропитывается смолами, такими как фенолоальдегидные или силиконовые смолы или их комбинации для изготовления фрикционных накладок. Фрикционные бумаги обычно имеют в своем составе от около 5 до 95% по весу пульпы или хлопьев, от 15 до 85% наполнителя и от 0 до 10% связующих и от 0 до 30% других компонентов. Пульпа или хлопья в данном изобретении понимаются как покрытые арамидные волокна. Наполнители могут быть неорганическими материалами, такими как кизельгур, тальк, углероди т.п. Другие компоненты могут включать другие волокна, такие как стеклянные волокна, или керамические волокна и т.п. Бумага, в рамках данного изобретения, содержит от 1 до 10 вес.% хитозана. Хитозан значительно увеличивает коэффициент трения бумаги в рамках данного изобретения по сравнению со сходными фрикционными бумагами, не имеющими в своем составе хитозана; также хитозан значительно увеличивает прочность бумаги. Именно наличие хитозана на волокнах и в бумаге, в соответствии с данным изобретением,как предполагается, придает представленной заявке патентоспособность. Способы тестирования Тестирование фрикционных свойств Листы были испытаны на коэффициент трения скольжения с помощью фрикционного тестера Kayness, изготовленного Kayness, Inc.,Morganstown PA 19543. Обычная нагрузка при тестировании была увеличена с 200 до 1456 г путем добавления дополнительного веса для увеличения чувствительности измерения. Особое внимание было обращено на то, чтобы стол 6 из нержавеющей стали был чистым при каждом измерении и поверхность образца и поверхность нержавеющего стола были не загрязнены. Образцы для тестирования были вырезаны размером 6,3 см 11,4 см с использованием шаблона с V-образной выемкой, как рекомендовано для фрикционного теста Kayness. Каждым образцом оборачивали дно прямоугольного груза и надежно приматывали. Груз располагался на одном и том же месте на столе из нержавеющей стали при каждом тесте. Прибор для измерения силы устанавливался на ноль при каждом тесте,и агрегат (машина) был настроен на линейную скорость 15,20,2 см/мин. При каждом тесте груз скользил приблизительно 14 см перед тем,как агрегат (машину) останавливали и записывали измеренную прибором силу трения. Для каждого листа, если особо не указано в таблицах, были протестированы четыре образца. Для каждого образца было произведено пять замеров силы трения. Коэффициент трения представляет собой отношение силы трения и нормальной силы. Нормальная сила равна весу. Коэффициент трения скольжения был подсчитан путем деления силы трения на 1456. Двадцать коэффициентов, полученных таким образом, были усреднены, было подсчитано стандартное отклонение, и эти величины приводятся в таблицах. Температура в лаборатории во время проведения этих тестов была около 23 С. Методика определения содержания хитозана в бумаге Количество хитозана, оставшегося в образцах бумаги, определялось по следующей методике. Один грамм сухого образца бумаги был взвешен с точностью до 0,0001 г. Образец был затем нарезан на мелкие кусочки и помещен в химический стакан емкостью 500 мл с 250 мл 1% уксусной кислоты. Содержимое химического стакана нагревалось с перемешиванием в течение 60 мин при 55-60 С. Затем химический стакан и его содержимое были охлаждены в ледяной бане ниже 30 С. Содержимое химического стакана было затем профильтровано и фильтрат был выпарен до сухого остатка в тарированном контейнере в вакуум-печи при 130 С, и остаток далее был высушен путем помещения контейнера в печь, продуваемую воздухом, на 30 мин при 130 С. Контейнер с остатком был помещен в эксикатор для охлаждения и затем был взвешен. В качестве опыта сравнения, 250 мл 1% уксусной кислоты без бумажного образца проходил вышеописанную процедуру. Вес остатка был рассчитан, как указано ниже: Вес остатка = вес (контейнер + остаток) вес контейнера - вес остатка от опыта сравнения с 1% уксусной кислотой. Процентное содержание хитозана было определено следующим образом: Коэффициент 1,37 был использован, чтобы принять во внимание разницу между хитозаном и ацетатом хитозана, и представляет собой отношение молекулярного веса ацетата хитозана к хитозану. Пример 1 Бумаги для тестирования фрикционных свойств были получены с использованием лабораторной ручной листоотливочной формы размером 20 см на 20 см по следующей методике. Каждая отливка была получена с использованием 85 вес.% хлопьев параарамида с линейной плотностью 2,0 дтекс и длиной около 6,4 мм и 15 вес.% размолотых метаарамидных фибридов в качестве связующего. Хлопья параарамида представляли собой волокна поли(п-фенилен терефталамида), реализуемые E.I. du Pont deKEVLAR 49. Метаарамидные фибриды были получены из поли(метафенилен изофталамида),как описано в патенте США 3756908, и имели по Kajaani FS100 среднечисловую длину 0,49 мм и степень помола 341 мл. Также, в исходную бумажную смесь были добавлены различные количества хитозана с получением бумаг, описанных в табл. I и II. Бумаги в табл. I были получены с использованием высокомолекулярного хитозана; бумаги в табл. II были получены с использованием низкомолекулярного хитозана. Высокомолекулярный хитозан поставлялся DCBChitin Technologies L.P. под торговым названием VNS-618 в виде однопроцентного (по весу) водного раствора хитозана с одним процентом уксусной кислоты, имеющего вязкость 1% рас 8 твора при 25 С 11400 мПас, характеристическую вязкость 12,5 дл/г и степень деацетилирования 85,7%. Низкомолекулярный хитозан поставлялся DCB Chitin Technologies L.P. под торговым названием VNS-589 в виде трехпроцентного (по весу) водного раствора с добавлением 3 вес.% уксусной кислоты и имеющей вязкость однопроцентного раствора при 25 С 14 мПас, и степень деацетилирования 78,9%. При изготовлении каждого листа 1000 мл воды вливали в британский пульпоиспытательный аппарат (British Pulp Evaluation Apparatus,BPEA) и добавляли 0,4389 г в расчете на сухое вещество, вышеупомянутого полиметафениленизофталамидных (ПМФИА) фибридов в виде 0,3% водной суспензии. 2,4871 г в расчете на сухое вещество, хлопьев из полипарафенилентрефталамида, имеющих длину около 6 мм и диаметр 12 микрон, были добавлены в эту смесь вместе с соответствующим количеством хитозана. В ВРЕА были добавлены дополнительные 1000 мл воды. Дисперсия тщательно перемешивалась в течение 5 мин. Ручная листоотливочная форма была заполнена 8000 мл воды, затем туда же была влита дисперсия. Для удаления воды и формирования листа был использован вакуум. Каждый лист был вынут из формы, промокнут,и высушен при 190 С. Листы затем подвергались прессованию в плоском прессе при 446 С и 285 кН в течение 1 мин. Измерения веса сухого вещества и толщины были затем проведены для каждого листа, и листы были использованы для фрикционных испытаний, как описано ниже. Добавлено Содержание хитозана Вес сухого вещества, Плотность,хитозана, % в бумаге, % г/м 2 г/см 3 0 1 2 4 6 Добавлено Содержание хитозана Вес сухого вещества, Плотность,хитозана, % в бумаге, % г/м 2 г/см 3 0 1 2 4 6 Таблица I Коэффициент трения Среднее Стандартное значение отклонение 0,164 0,002 0,165 0,002 0,167 0,002 0,172 0,002 0,178 0,002 Таблица II Коэффициент трения Среднее Стандартное значение отклонение 0,165 0,002 0,174 0,002 0,172 0,002 0,173 0,004 0,173 0,003 Для этой бумаги было сделано только десять замеров. Для этой бумаги было сделано только пятнадцать замеров. Примеры 2, 3 и 4, приведенные ниже, показывают влияние на прочность бумаги содержания пульпы, покрытой различными количествами хитозана, во фрикционных бумагах, содержащих различные количества пульпы. При изготовлении каждого листа пульпа из ППФТА и 0,393 г хлопкового линтера (приобретенного у Alpha Cellulose Corporation), в расчете на сухое вещество, добавлялись к приблизительно 1500 мл воды и размешивались в ВРЕА в течение 5 мин. Пульпа из ППФТА имела средневзвешенную по длине длину по Каjaani FS200 около 0,61 мм, среднеарифметическую длину около 0,18 мм, и средневзвешенную по весу длину около 1,48 мм. В целях установления предпочтительной средней длины, применительно к данному изобретению использовалась средневзвешенная по длине длина. Пульпы, покрытые хитозаном, получались путем добавления требуемого количества хитозана в виде 1% раствора в однопроцентной уксусной кислоте в воде к пульпе, диспергированной в воде с помощью ВРЕА, которая затем нейтрализовывалась до рН более 8,0. Использовавшийся здесь хитозан был тем же высокомолекулярным хитозаном (VNS618), который применялся в примере 1. Количество хитозана рассчитывалось в расчете на весовой процент пульпы в сухом веществе. Подходящее количество активированного угля и кизельгура, в расчете на весовой процент сухого вещества бумаги, добавлялись и перемешивались в течение 5 мин. РН смеси на Компонент Пульпа Активированный уголь Кизельгур Хлопковый линтер Нитрильный латекс 10 этой стадии находилось между 9 и 10 для всех бумаг. К смеси при перемешивании было добавлено 0,098 г нитрильного латекса, затем были добавлены 11 г 6% раствора квасцов в воде,чтобы вызвать выпадение латекса на компоненты бумажной массы. Во всех случаях рН бумажной массы было между 5 и 6. Было добавлено приблизительно 10 г катионудерживающего вспомогательного вещества Bubond 65 (приобретенного у Buckman Laboratories) в виде 0,44% раствора. Бумажная масса была влита в ручную листоотливочную форму размером приблизительно 2020 см, наполненную 8000 мл воды. Для удаления воды и формирования листа был использован вакуум. Каждый лист был вынут из формы, промокнут и отжат валком и высушен при температуре около 120 С. Измерения веса сухого вещества и толщины были сделаны для каждого листа и прочность на разрыв измерялись с помощью тестера Instron при длине образца 5 см и ширине полосы около 2,5 см.%, в расчете на сухое вещество Количество в расчете на сухое вещество, г 45 4,16 35 3,435 15 1,472 4 0,393 1 0,098 Компонент Пульпа Активированный уголь Кизельгур Хлопковый линтер Нитрильный латекс%, в расчете на сухое вещество Количество в расчете на сухое вещество, г 33 3,238 47 4,612 14 1,472 4 0,392 1 0,098 Компонент Пульпа Активированный уголь%, в расчете на сухое вещество Количество в расчете на сухое вещество, г 20 1,963 60 5,888 Кизельгур Хлопковый линтер Нитрильный латекс Хитозана в Вес в пересчете на Толщина, мм Плотность пульпе, % сухое вещество, г/м 2 0 210 0,636 0,330 2 205 0,645 0,318 4 188 0,596 0,316 6 202 0,641 0,316 Пример 5 Для каждого листа пульпа из ППФТА,также как и в предыдущих примерах, и 0,88 г хлопкового линтера были добавлены к приблизительно 1500 мл воды, размешанной в смесителе Waring Blendor в течение 5 мин, и перенесены в ВРЕА. Пульпа, покрытая хитозаном, была получена путем добавления необходимого количества хитозана в виде 1% раствора в водном однопроцентном растворе уксусной кислоты в сосуд с диспергированной пульпой с последующей нейтрализацией суспензии до рН около 10 или выше. Хитозан, применявшийся здесь, был таким же высокомолекулярным хитозаном (VNS618), что и применявшийся в примере 1. Количество хитозана рассчитывалось на вес пульпы в сухом веществе. Подходящее количество активированного угля и кизельгура в расчете на вес сухого вещества бумаги было добавлено и перемешивалось в течение 5 мин. К смеси было добавлено 0,44 г нитрильного латекса во время перемешивания, затем 25 г 5% Компонент Пульпа Активированный уголь Кизельгур Хлопковый линтер Нитрильный латекс Хитозана в пульпе, % 0 0,1 0,5 1,0 5,0 Пример 6 Эти бумаги были изготовлены таким же образом, что и в примере 5, но пульпа, используемая здесь, была длиннее, имела Канадскую стандартную степень помола (Canadian Standard раствора квасцов в воде для выпадения латекса на компоненты бумажной массы. Было добавлено приблизительно 25 г катионудерживающего вспомогательного вещества Bubond 65 в виде 25% раствора. Образующаяся бумажная смесь была влита в ручную листоотливочную форму размером приблизительно 3030 см. Ручная листоотливочная форма была заполнена приблизительно 34 л воды, и бумажная смесь была влита в форму. Для отделения воды и формирования листа был применен вакуум. Каждый лист затем вынимался из формы, промакивался и затем подвергался прессованию и высушивался при температуре около 120 С. Измерения толщины были проведены для каждого листа и прочность на разрыв измерена с помощью тестера Instron при длине образца около 12,7 см и шириной полосы около 2,5 см. Контрольная проверка осуществлялась с использованием той же методики, которая изложена выше, но без хитозана.% в расчете на сухое вещество 33 46 15 4 2 Количество в расчете на сухое вещество, г 7,28 10,14 3,31 0,88 0,44 Прочность на разрыв/прочность на разрыв при содержании хитозана в пульпе 0% 1 1,35 2,42 2,47 2,49 м 2/г и остаток на сите clark с размером ячейки 14 в количестве 10,0%. Пульпа имела средневзвешенную по длине длину по Kajaani FS-200 около 1,03 мм, среднеарифметическую длину около 0,20 мм и средневзвешенную по весу длину около 2,63 мм. Бумага с содержанием пульпы 33% Хитозана в Вес в пересчете на сухое Толщина, Плотность Прочность на разрыв,Прочность на пульпе, % вещество, г/м 2 мм кг/см 2 разрыв/плотность 0 201 0,691 0,291 3,52 12,10 Пример 7 Эти бумаги имели тот же состав, что и полученные в примере 5, и были получены из такой же пульпы, но дополнительно имели 0,45% латекса, добавленного к бумаге; в двух случаях хитозан использовался не в виде покрытия, а Компонент Пульпа Активированный уголь Кизельгур Хлопковый линтер Нитрильный латекс Хитозана в пульпе, % Нет 11400 сПз (степень деацетилирования 85,7%) VNS-618 5700 сПз (степень деацетилирования 85,7%) VNS-618 5700 сПз (степень деацетилирования 85,7%) VNS-618 Прочность на Прочность на разрыв, кг/см 2 разрыв/плотность 5,76 18,14 сусной кислоте, были разные. Хитозан с вязкостью 5700 сПз был получен от DCV Chitin Technologies L.P. в виде раствора лактата, имел обозначение RNS-049 и характеристическую вязкость 9,5 дл/г.% в расчете на сухое вещество 33 47 15 4 1 добавлялся непосредственно в бумажную смесь. Эти результаты показывают, что нанесение хитозана на пульпу перед процессом производства бумаги гораздо более эффективно в плане увеличения прочности. Хитозана Вес в пересчете на Толщина,в пульпе, % сухое вещество, г/м 2 мм 0 206 0,648 2% пульпы добавлено в бумажную смесь 229 0,841 3% пульпы добавлено в бумажную смесь 226 0,742 1,5% на пульпе (по весу) 225 0,845 Пример 8 Эти бумаги были получены так же, как и в примере 5, но имели другой состав, приведенный ниже. Также молекулярные массы хитозана, как видно из вязкости 1% раствора в 1% ук 5,89 6,27 5,23 Количество в расчете на сухое вещество, г 3,238 4,612 1,472 0,392 0,098 Пример 9 Этот пример показывает преимущества использования волокон, которые были покрыты хитозаном в соответствии с данным изобретением, чем просто смешанные с хитозаном. В этом примере 7,28 г пульпы из ППФТА диспергировали в 1500 мл воды и требуемое количество хитозана добавлялось туда же в виде 1% раствора в однопроцентной уксусной кислоте в воде. В одном случае, приведенном ниже, дисперсия пульпы была нейтрализована до рН около 8 до выпадения хитозана, затем воду испари ли из дисперсии, чтобы получить сухую пульпу,покрытую хитозаном. В других случаях, также указанных ниже,воду испарили из дисперсии пульпы, в которой имеется ненейтрализованный хитозан, чтобы получить сухую смесь пульпы и хитозана. Бумаги были получены по методике, описанной в примере 5 с использованием в качестве компонентов указанных пульпы и хитозана; полученные результаты приведены в нижеследующей таблице. Хитозана в пульпе, % 2% нейтрализовано до рН 8 и затем высушено 1% высушено 2% высушено 3% высушено ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Арамидные волокна, имеющие длину от 0,15 до 10 мм, площадь поверхности от 0,5 до 20 м 2/г и покрытие из хитозана в количестве от 1 до 10% в расчете на вес пульпы. 2. Волокна по п.1, где хитозан имеет вязкость 1% раствора в 1% уксусной кислоте, равную 10-22000 мПас. 3. Волокна по п.1, где волокна представляют собой арамидные хлопья. 4. Волокна по п.1, где волокна представляют собой арамидную пульпу. 5. Фрикционная бумага, содержащая на каждые 100 вес. ч. бумаги от 5 до 95% вес. ч. арамидного волокна, от 0 до 20 вес. ч. связующего материала и от 10 до 80 вес. ч. неорганического наполнителя, в которой арамидное волокно имеет покрытие из хитозана в количестве от 1 до 10% в расчете на вес волокна. 6. Фрикционная бумага по п.5, где коэффициент трения бумаги, по меньшей мере, на 5% больше, чем коэффициент трения сходной бумаги без хитозана. 7. Способ приготовления пульпы арамида,покрытой хитозаном, включающий стадии(a) диспергирования арамидных волокон в растворе хитозана в воде с рН 2,5 до 4,5 при концентрации от 1 до 10% в расчете на вес арамидных волокон с получением дисперсии арамидных волокон;(b) изменения рН дисперсии до значения рН от 6,5 до 11, чтобы вызвать выпадение хитозана и покрытие диспергированных арамидных волокон, и(c) отделения волокон, покрытых хитозаном от воды. 8. Способ по п.7, где арамидные волокна являются арамидной пульпой. 9. Способ по п.7, где хитозан растворен с образованием раствора хитозана и арамидные волокна затем диспергируют в этом растворе. 10. Способ по п.7, где арамидные волокна диспергируют с образованием дисперсии арамидных волокон и хитозан затем растворяют в этой дисперсии. 11. Способ по п.7, где арамидные волокна представляют собой арамидные хлопья и где после стадии (а) и перед стадией (b) арамидные хлопья измельчают с получением арамидной пульпы. 12. Способ получения бумаги, содержащей арамидную пульпу, включающий стадии(a) создания водной бумажной массы,включающей от 5 до 95% арамидных волокон в расчете на суммарный вес бумаги, где волокна имеют длину от 0,15 до 10 мм и имеют покрытие от 1 до 10 вес.% из хитозана в расчете на вес волокон;(b) наливания бумажной массы по стадии(а) на бумагоделательное сито для отделения воды от арамидных волокон; и(c) высушивания арамидных волокон с получением бумаги. 13. Способ по п.12, где бумажная масса по стадии (а) составлена из(i) диспергированных арамидных волокон в растворе хитозана в воде при рН от 2,5 до 4,5 при концентрации от 1 до 10% в расчете на вес арамидных волокон; и(ii) изменения рН воды от 6,5 до 11. 14. Способ по п.12, где после стадии (а) и перед стадией (b) рН бумажной массы изменяют от 6,5 до 11.
МПК / Метки
МПК: F16D 69/02, D21H 13/26, D06M 15/03
Метки: хитозаном, покрытая, бумага, пульпы, получения, пульпа, использованием, полученная, способ
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-1139-pulpa-pokrytaya-hitozanom-bumaga-poluchennaya-s-ispolzovaniem-takojj-pulpy-i-sposob-ih-polucheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Пульпа, покрытая хитозаном, бумага, полученная с использованием такой пульпы, и способ их получения</a>
Предыдущий патент: Защита пенообразованием.
Следующий патент: Система дугогасительных камер
Случайный патент: Фармацевтическая композиция, содержащая стабилизированную аморфную форму донепезил гидрохлорида