FI123642B - Process for forming a pigment product of a cellulose derivative, pigment product and its use - Google Patents
Process for forming a pigment product of a cellulose derivative, pigment product and its use Download PDFInfo
- Publication number
- FI123642B FI123642B FI20085526A FI20085526A FI123642B FI 123642 B FI123642 B FI 123642B FI 20085526 A FI20085526 A FI 20085526A FI 20085526 A FI20085526 A FI 20085526A FI 123642 B FI123642 B FI 123642B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- process according
- cellulose derivative
- pigment product
- cellulose
- pigment
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
- C08B15/005—Crosslinking of cellulose derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B11/00—Preparation of cellulose ethers
- C08B11/20—Post-etherification treatments of chemical or physical type, e.g. mixed etherification in two steps, including purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/64—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
- C08G18/6484—Polysaccharides and derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
- C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
- C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
- C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
- C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
- C09B61/00—Dyes of natural origin prepared from natural sources, e.g. vegetable sources
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
- C09B67/00—Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
- C09B67/006—Preparation of organic pigments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/36—Coatings with pigments
- D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
- D21H19/52—Cellulose; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2301/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08J2301/08—Cellulose derivatives
- C08J2301/26—Cellulose ethers
- C08J2301/28—Alkyl ethers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Paper (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
Description
MENETELMÄ PIGMENTTITUOTTEEN MUODOSTAMISEKSIMETHOD FOR FORMING A PIGMENT PRODUCT
SE LLULOOSAJOHDANNAISE S TA, PIGMENTTITUOTE JA SEN KÄYTTÖSE LULOSE DERIVATIVES, PIGMENT PRODUCTS AND ITS USES
KEKSINNÖN ALAFIELD OF THE INVENTION
5 Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä pigmenttituotteen muodostamiseksi selluloosajohdannaisesta, patenttivaatimuksen 14 johdanto-osassa määritelty pigmenttituote ja patenttivaatimuksen 15 johdanto-osassa määritelty 10 pigmenttituotteen käyttö.The invention relates to a process for forming a pigment product from a cellulose derivative as defined in the preamble of claim 1, to a pigment product as defined in the preamble of claim 14 and to the use of 10 pigment products as defined in the preamble of claim 15.
KEKSINNÖN TAUSTABACKGROUND OF THE INVENTION
Entuudestaan tunnetaan erilaisia selluloosa-johdannaisia ja menetelmiä niiden valmistamiseksi.Various cellulose derivatives and methods for their preparation are known in the art.
15 Lisäksi entuudestaan tunnetaan erilaisia mi neraali- ja orgaanista alkuperää olevia pigmenttejä ja täyteaineita ja menetelmiä niiden valmistamiseksi. Entuudestaan tunnettua on orgaanisten pigmenttien muodostaminen tärkkelyspohjaisista materiaaleista sekä 20 puhtaasta selluloosasta. Tällöin pigmentti esiintyy tavanomaisesti seoksena jonkin muun aineen kanssa tai dispersiona. Lisäksi entuudestaan tunnettua on orgaanisten pigmenttien valmistaminen öljypohjaisista materiaaleista.In addition, various pigments and fillers of mineral and organic origin and methods for their preparation are known in the art. It is known in the art to form organic pigments from starch based materials and from 20 pure cellulose. In this case, the pigment will usually be in admixture with another substance or dispersion. In addition, it is already known to make organic pigments from oil-based materials.
25 Kun korvataan mineraaliset täyteaineet ja prj päällystyspigmentit orgaanista alkuperää olevilla ai- o neilla joko osittain tai kokonaan, niin voidaan pie- .4 nentää ympäristöön kohdistuvaa kuormitusta. Käyttämäl- o q lä orgaanista alkuperää olevia täyteaineita tai pig-By replacing mineral fillers and prj coating pigments with substances of organic origin, either partially or completely, the environmental load can be reduced. By using q fillers of organic origin or pigment
COC/O
30 menttejä, esim. paperinvalmistuksessa, paperin kierrä-x £ tys tehostuu ja siistausliete on helpompi jatkojaloste taa tai loppusijoittaa. Tämä mahdollistaa käytetyn palo perin käyttämisen, esim. biopolttoaineiden tuotannos- oo § sa. Lisäksi tyypillisissä tapauksissa orgaanisten täy-For example, in paper making, paper recycling is more efficient and the de-inking sludge is easier to recycle or to dispose of. This makes it possible to use the spent fire, for example in the production of biofuels. In addition, in typical cases, organic
C\JC \ J
35 teaineiden avulla voidaan parantaa paperin lujuutta, 2 ja orgaanisten pigmenttien avulla voidaan parantaa pa-peripinnan sileyttä kalanteroinnissa.35, and organic pigments can improve the smoothness of the paper surface during calendering.
Öljypohjaisten orgaanisten pigmenttien ongelmana on hinta, joka seuraa öljyn hinnan kehitystä, se-5 kä korkeat valmistuskustannukset.The problem with oil-based organic pigments is the price that follows oil price developments, and the high cost of production.
Tunnettujen tärkkelyspohjaisten ja puhtaasta selluloosasta muodostettujen orgaanisten pigmenttien ongelmana on usein niiden valmistuksen monimutkaisuus monien valmistusvaiheiden takia ja siten teollisen 10 tuotannon vähäisyys.Known organic pigments based on starch and made from pure cellulose often have the problem of their complexity due to the many manufacturing steps involved and hence the low level of industrial production.
KEKSINNÖN TARKOITUSPURPOSE OF THE INVENTION
Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudentyyppinen menetelmä pigmenttituotteen valmistamiseksi 15 selluloosajohdannaisesta. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada teollisesti käyttökelpoinen valmistusmenetelmä selluloosapohjaisen pigmenttituotteen tuottamiseksi teollisesti.It is an object of the invention to provide a novel process for the preparation of a pigment product from a cellulose derivative. A further object of the invention is to provide an industrially usable manufacturing process for the industrial production of a cellulose-based pigment product.
20 KEKSINNÖN YHTEENVETOSUMMARY OF THE INVENTION
Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja pigment-tituotteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa .The process of the invention and the Pigment product are characterized by what is claimed.
Keksintö perustuu menetelmään orgaanisen pig-25 menttituotteen valmistamiseksi selluloosajohdannaisesta. Keksinnön mukaisesti silloitetaan valittu selluloo- £2 sajohdannainen, joka sisältää ainakin yhden OH-ryhmän, o c\j hydroksyyliaktnvisen silloitusameen avulla olennaises- i q ti liukenemattoman huokoisen rakenteen omaavan pigment- i o 30 tituotteen muodostamiseksi. Pigmenttituote voi olla par- x tikkelien, partikkeliryhmittymän, dispersion tai vaahdonThe invention is based on a process for preparing an organic pigment product from a cellulose derivative. According to the invention, a selected cellulosic acid derivative containing at least one OH group is crosslinked by means of a hydroxylactive crosslinking amine to form a pigment 30 having a substantially insoluble porous structure. The pigment product may be in the form of particles, a cluster of particles, a dispersion or a foam
DCDC
muodossa.in terms of.
cS Keksintö perustuu nimenomaan selluloosan ja sencS The invention is specifically based on cellulose and its
LOLO
o, johdannaisen jatkojalostamiseen korkeampaan jalostusas te o 35 teeseen.o, for further processing of the derivative to a higher processing grade.
C\l 3C \ l 3
Pigmentti-tuotteella tarkoitetaan tässä yhteydessä materiaalia tai ainetta, joka antaa substraatille tai pinnalle värin tai muun optisen ominaisuuden. Pigmentti voi olla läpikuultava tai peittävä.As used herein, a pigment product is a material or substance that imparts a color or other optical property to a substrate or surface. The pigment may be translucent or opaque.
5 Keksinnön eräässä sovelluksessa jauhetaan muo dostunut pigmenttituote mikropartikkeleiksi. Mikropar-tikkeleilla tarkoitetaan tässä yhteydessä mikro- ja nanokokoluokan partikkeleita, joiden kokoluokka on edullisesti alle 50 pm, edullisemmin alle 10 pm. Par-10 tikkelit voivat olla minkä muotoisia tahansa, esim. pallomaisia.In one embodiment of the invention, the pigment product formed is ground to microparticles. Microparticles as used herein refer to particles of the micro- and nanoscale size, preferably less than 50 µm, more preferably less than 10 µm. Par-10 blocks may be of any shape, e.g. spherical.
Eräässä sovelluksessa muodostetaan mikropar-tikkelit olennaisesti pigmenttituotteen valmistuksen yhteydessä. Eräässä sovelluksessa muodostetaan mikro-15 partikkelit olennaisesti pigmenttituotteen valmistuksen jälkeen.In one embodiment, microparticles are formed substantially during the manufacture of the pigment product. In one embodiment, the micro-particles are formed substantially after the preparation of the pigment product.
Jauhatuksella tarkoitetaan tässä yhteydessä mitä tahansa materiaalin jauhatusta, hienontamista, murskaamista tai hajottamista haluttuun partikkelikokoon. 20 Jauhatuslaitteiden, edullisesti myllyjen, toiminta pe rustuu tyypillisesti paineen kohdistamiseen, leikkaamiseen, hankaamiseen, kokoonpuristamiseen ja/tai puhalluksen aikaansaaman törmäyksen vaikutukseen tai vastaavaan toimintaperiaatteeseen. Suurin osa myllyistä toimii use-25 an toimintaperiaatteen yhdistelmänä.By grinding, as used herein, is meant any grinding, comminution, crushing or disintegration of material to a desired particle size. The operation of the grinding devices, preferably of the mills, is typically based on applying pressure, cutting, rubbing, compressing and / or impacting the blow caused by the blow or the like. Most of the mills work in combination with the use-25 principle.
Jauhatus voidaan tehdä millä tahansa sopivalla ja sinänsä tunnetulla menetelmällä. Eräässä sovel-oo ^ luksessa pigmenttituotteen jauhatus tehdään ilmasuihku- ^ jauhatuksen avulla, edullisesti ilmasuihkumyllyllä.The milling may be carried out by any suitable method known per se. In one embodiment, the pigment product is milled by air jet milling, preferably by air jet mill.
\l S5 30 Eräässä sovelluksessa jauhatus tehdään Cryo- o oo jauhatuksen avulla. Jauhatus voidaan tehdä märkä- tai\ l S5 30 In one embodiment, the milling is done by Cryo oo milling. Grinding can be done wet or
Er kuiva j auhatuksena.Er dry and ground.
CLCL
Keksinnön eräässä sovelluksessa selluloosajoh- dannainen on selluloosaeetteri. Eräässä sovelluksessa m § 35 selluloosaj ohdannainen on hydroksipropyyliselluloosa o rvJ (HPC) . Eräässä sovelluksessa selluloosaj ohdannainen on valittu joukosta hydroksietyyliselluloosa ja karboksime- 4 tyyliselluloosa. Edullisessa sovelluksessa selluloosa-johdannainen on valittu siten, että se on vesiliukoinen. Eräässä sovelluksessa selluloosajohdannaisella on olennaisen korkea molekyylipaino. Selluloosajohdannainen voi 5 olla useamman selluloosayhdisteen seos. Selluloosajoh-dannainen voi sisältää pieniä määriä ei-selluloosapohjaisia yhdisteitä.In one embodiment of the invention, the cellulose derivative is a cellulose ether. In one embodiment, the cellulose derivative of m 35 is hydroxypropyl cellulose or HP (HPC). In one embodiment, the cellulose derivative is selected from hydroxyethylcellulose and carboxymethylcellulose. In a preferred embodiment, the cellulose derivative is selected to be water soluble. In one embodiment, the cellulose derivative has a substantially high molecular weight. The cellulose derivative may be a mixture of several cellulose compounds. The cellulose derivative may contain small amounts of non-cellulose-based compounds.
Keksinnön eräässä sovelluksessa silloitusaine on valittu joukosta divinyylisulfonit, dianhydridit, 10 dialdehydit, formaldehydit, glyoksaali, di- isosyanaatit, etyleeniglykoli diglysidyylieetteri, ok-saali- ja sitruunahapot ja epäorgaaniset suolat, esim. alumiinisulfaatti. Selluloosajohdannaisen liukoisuutta voidaan säätää silloitusaineiden avulla. Silloitusai-15 neet valitaan edullisesti siten, että aikaansaadaan olennaisesti liukenematon, edullisesti veteen liukenematon, pigmenttituote selluloosajohdannaisen kanssa.In one embodiment of the invention, the crosslinking agent is selected from divinylsulfones, dianhydrides, dialdehydes, formaldehydes, glyoxal, diisocyanates, ethylene glycol diglycidyl ether, oxalic and citric acids, and inorganic salts, e.g. The solubility of the cellulose derivative can be adjusted by means of crosslinking agents. The crosslinking agents are preferably selected so as to provide a substantially insoluble, preferably water-insoluble, pigment product with the cellulose derivative.
Keksinnön eräässä sovelluksessa silloi-tusainetta käytetään 4-15 p-% selluloosajohdannaisen 20 määrästä.In one embodiment of the invention, the crosslinking agent is used in an amount of 4 to 15% by weight based on the amount of cellulose derivative 20.
Keksinnön eräässä sovelluksessa silloitusre-aktiota aktivoidaan ainakin yhden aktivaattorin avulla, joka on valittu joukosta lämpö, pH, katalyytti, kuivaus ja säteily. Eräässä sovelluksessa katalyytti 25 on alumiinisulfaattikatalyytti. Eräässä sovelluksessa katalyyttinä voidaan käyttää metallikatalyyttejä, kuten alumiinin, magnesiumin ja sinkin epäorgaanisia co £ suoloja. Vaihtoehtoisessa sovelluksessa katalyyttinäIn one embodiment of the invention, the crosslinking reaction is activated by at least one activator selected from heat, pH, catalyst, drying and radiation. In one embodiment, catalyst 25 is an aluminum sulfate catalyst. In one embodiment, metal catalysts such as inorganic co-salts of aluminum, magnesium and zinc may be used as the catalyst. In an alternative embodiment, as a catalyst
CMCM
, voidaan käyttää happokatalyyttejä, erityisesti dialde- ? 30 hydi- ja glyoksaalisilloitteille., acid catalysts can be used, especially diald-? 30 for hydraulic and glyoxal crosslinkers.
o co Keksinnön eräässä sovelluksessa selluloosani johdannainen liuotetaan valittuun liuottimeen ennen ^ silloitusta, eräässä edullisessa sovelluksessa veteen.In one embodiment of the invention, my cellulose derivative is dissolved in the selected solvent before crosslinking, in a preferred embodiment water.
S) Liuottimena voidaan käyttää mitä tahansa sopivaa liuo- § 35 tinta. Selluloosajohdannaisen ja liuottimen yhdistelmä o c\J on liuoksen, lietteen, suspension tai dispersion muo dossa. Eräässä sovelluksessa selluloosajohdannaisen 5 liuoksessa tai vastaavassa kiintoainepitoisuus on alle 10 p-%.S) Any suitable solvent may be used as the solvent. The combination of cellulose derivative and solvent is in the form of a solution, slurry, suspension or dispersion. In one embodiment, the solution of cellulose derivative 5 or the like has a solids content of less than 10% by weight.
Eräässä sovelluksessa silloitusaine voi olla nestemäisessä muodossa, ja se voi olla liuotettu sopi-5 vaan liuottimeen, esim. veteen tai etanoliin.In one embodiment, the crosslinking agent may be in liquid form and may be dissolved in a suitable solvent, e.g. water or ethanol.
Keksinnön eräässä sovelluksessa lisätään selluloosa j ohdannaisen joukkoon pinta-aktiivista ainetta ennen silloittamista. Pinta-aktiivinen aine voi olla valittu joukosta dispergoivat aineet, ei-ioniset ja 10 anioniset tensidit. Eräässä sovelluksessa selluloosa- johdannaisen joukkoon lisätään muuta sopivaa ja käyttötarkoituksen vaatimaa lisäainetta.In one embodiment of the invention, the cellulose is added to the derivative before crosslinking. The surfactant may be selected from the group consisting of dispersants, nonionic and anionic surfactants. In another embodiment, another suitable and required additive is added to the cellulose derivative.
Keksinnön eräässä sovelluksessa muodostetaan, edullisesti valoa sirottava, huokoinen pigmenttituot-15 teen vaahtorakenne vaahdotuksen avulla, esim. voimak kaan sekoituksen avulla. Edullisessa sovelluksessa muodostunut vaahtorakenne stabiloidaan, esim. poik-kisidostamalla. Eräässä sovelluksessa silloitusaine lisätään selluloosajohdannaisen vaahdotusvaiheessa. 20 Eräässä sovelluksessa silloitusaine lisätään rakenteen stabilointivaiheessa. Eräässä sovelluksessa silloitusaine on lisätty selluloosajohdannaisen joukkoon ennen vaahdotusta. Eräässä sovelluksessa selluloosajohdan-naista lämmitetään vaahdon aikaansaamiseksi. Vaahdotus 25 voidaan tehdä kemiallisesti ja/tai mekaanisesti.In one embodiment of the invention, the foam structure of the porous pigment product, preferably light scattering, is formed by foaming, e.g., by vigorous mixing. In a preferred embodiment, the foam structure formed is stabilized, e.g., by cross-linking. In one embodiment, the crosslinking agent is added during the foaming step of the cellulose derivative. In one embodiment, the crosslinking agent is added during the structure stabilization step. In one embodiment, the crosslinking agent is added to the cellulose derivative prior to foaming. In one embodiment, the cellulose derivative is heated to provide a foam. The flotation 25 may be chemically and / or mechanically performed.
Keksinnön eräässä sovelluksessa kuivataan muodostunut pigmenttituote. Eräässä sovelluksessa kui-co ^ vatus tehdään 70 - 100 C lämpötilassa, edullisemmin ^ noin 80 - 90 °C lämpötilassa. Lopullinen silloittumi- 't ? 30 nen voi tapahtua kuivauksen aikana. Viimeistään pig- ro menttituotteen kuivauksen aikana silloitus aikaansaa ir veteen liukenemattomia sidoksia polymeeriketjujen vä lillä.In one embodiment of the invention, the pigment product formed is dried. In one embodiment, the drying is carried out at a temperature of 70-100 ° C, more preferably at a temperature of about 80-90 ° C. Final cross-linking? 30 may occur during drying. At the latest during the drying of the pigment product, the crosslinking produces water-insoluble bonds between the polymer chains.
CDCD
S) Eräässä edullisessa sovelluksessa jauhatus m § 35 tehdään kuivauksen jälkeen, o cvj Keksinnön eräässä sovelluksessa lämpökovete- taan muodostunut pigmenttituote.S) In a preferred embodiment, grinding is carried out after drying, o cvj In one embodiment of the invention, a pigment product formed by heat curing.
66
Lisäksi keksintö perustuu jollakin edellä kuvatulla tavalla muodostettuun pigmenttituotteeseen ja sen käyttöön. Muodostettua pigmenttituotetta voidaan käyttää substraatin, esim. paperin, pintakäsittelyssä, 5 kuten pinnoituksessa ja päällystyksessä ja/tai substraatin, kuten paperin, täyteaineena.Furthermore, the invention is based on a pigment product formed in one of the above-described ways and its use. The resulting pigment product may be used for surface treatment, such as coating and coating, of a substrate, such as paper, and / or as a filler for a substrate, such as paper.
Keksinnön mukaista pigmenttituotetta ja menetelmää sen valmistamiseksi voidaan käyttää paperiteollisuudessa, esim. hienopapereissa, sanomalehtipape-10 reissä, painopapereissa ja pehmopapereissa, kosmetiikkateollisuudessa, esim. hammastahnoissa, maaliteollisuudessa, hygieniatuoteteollisuudessa, muoviteollisuudessa, pinnoiteteollisuudessa, komposiittituoteteolli-suudessa, levyteollisuudessa tai vastaavassa sovellus-15 kohteessa.The pigment product of the invention and the process for its manufacture can be used in the paper industry, e.g. fine papers, newsprint, printing papers and tissue papers, cosmetics industry, e.g.
Paperilla tarkoitetaan tässä yhteydessä mitä tahansa kuitupohjaista paperi- tai kuitutuotetta tai vastaavaa. Paperi on voitu muodostaa sellusta, mekaanisesta massasta, kemimekaanisesta massasta, uusiomas-20 sasta ja/tai niiden seoksista tai vastaavasta. Paperi voi sisältää sopivia täyte- ja lisäaineita sekä erilaisia pintakäsittely- ja päällystysaineita. Paperi voi olla rainan tai arkin muodossa tai muussa käyttötarkoitukseen sopivassa muodossa.As used herein, "paper" means any fiber-based paper or fiber product, or the like. The paper may be formed from pulp, mechanical pulp, chemimechanical pulp, recycled pulp and / or mixtures thereof, or the like. The paper may contain suitable fillers and additives, as well as various surface treatment and coating agents. The paper may be in the form of a sheet or sheet or other suitable form.
25 Keksinnön mukaisesti muodostettua pigmentti- tuotetta voidaan käyttää joko yksinään tai seoksena muiden aineiden kanssa erilaisissa pigmenteissä, pig-co ^ mentin esiasteissa, seoksissa, yhdisteissä tai vastaa- c\j , vissa.The pigment product formed according to the invention can be used either alone or in admixture with other substances in various pigments, pigment precursors, mixtures, compounds or the like.
9* 30 Keksinnön mukaisesti muodostettua pigmentti- tuotetta tai sen partikkeleita voidaan muokata, esim. g silloittamalla ja funktionalisoimalla käyttötarkoituksen edellyttämällä tavalla. Tuotteelle aikaansaadaan erilai-5) siä funktionaalisia ominaisuuksia. Tuotteen ominaisuuk- LT3 § 35 siä voidaan räätälöidä esim. opasiteetin, vaaleuden, ° painatusominaisuuksien ja öljyn absorption suhteen. Tuo- 7 tetta voidaan hyödyntää myös lisäaineena tai apuaineena erilaisissa käyttötarkoituksissa.9 * 30 The pigment product formed according to the invention or its particles can be modified, e.g. g by crosslinking and functionalization as required for the intended use. The product is provided with various functional properties. The properties of the product can be tailored, for example, to opacity, brightness, printing properties and oil absorption. The product can also be used as an additive or excipient for a variety of applications.
Keksinnöllä saavutetaan erinomainen teollisesti sovellettavissa oleva tapa orgaanisen pigmentti-5 tuotteen valmistamiseksi.The invention provides an excellent industrially applicable way of producing an organic pigment-5 product.
Keksinnön mukaisella menetelmällä aikaansaadaan huokoinen pigmenttituote, jonka ominaispaino on aiemmin tunnettuja mineraalipohjaisia pigmenttejä alhaisempi .The process of the invention provides a porous pigment product having a specific gravity lower than the previously known mineral based pigments.
10 Keksinnön mukaisen pigmenttituotteen etuna on lisäksi sen kierrätettävyys. Näin ollen voidaan pienentää jäteongelmia.A further advantage of the pigment product according to the invention is its recyclability. Thus, waste problems can be reduced.
Keksinnön mukaista pigmenttituotetta voidaan käyttää uudentyyppisissä paperisovelluksissa, joissa 15 raaka-aineiden alhainen ominaispaino antaa lopputuotteelle, kuten paperille, uusia funktionaalisia ominaisuuksia ja parantaa kustannustehokkuutta tuotteen toimitusketjussa valmistajalta asiakkaalle.The pigment product of the invention can be used in novel types of paper applications where the low specific gravity of the raw materials imparts new functional properties to the end product, such as paper, and improves cost-effectiveness in the product supply chain from manufacturer to customer.
20 KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUSDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin oheisen esimerkin avulla.The invention will be described in more detail by the following example.
Esimerkki 1 25 Tässä esimerkissä tutkittiin kaupallisen hyd- co roksipropyyliselluloosan (HPC) silloittamista ja kek- ^ sinnön mukaisen pigmenttituotteen valmistamista.Example 1 This example investigated the cross-linking of commercial hydroxypropyl cellulose (HPC) and the preparation of the pigment product of the invention.
g Kokeissa käytettiin kahta kaupallista hydrok- ό 30 sipropyyliselluloosaa 50/50 -seoksena; a) Klucel H (Mw 00 = 1150000, liuos = 1 % vedessä, viskositeetti = 1275 - x £ 3500 mPas) ja b) Klucel M (Mw = 850000, liuos = 2 % ^ vedessä, viskositeetti = 3500 - 7500 mPas).g Two commercial hydroxy-30 cipropyl cellulose 50/50 mixtures were used in the experiments; a) Klucel H (Mw 00 = 1150000, solution = 1% in water, viscosity = 1275 - x 3500 mPas) and b) Klucel M (Mw = 850000, solution = 2% in water, viscosity = 3500-7500 mPas).
to Hydroksipropyyliselluloosat silloitettiin νέο 35 siliuoksessa glyoksaalin kanssa. Näytteet valmistet-to Hydroxypropyl celluloses were crosslinked in νέο 35 silica solution with glyoxal. Samples Prepared-
C\JC \ J
tiin 10 - 50 g annoksina. Vesiliuos valmistettiin se- 8 koittamalla 50 g HPC-jauheseosta ensin kuumaan veteen, jonka lämpötila oli noin 50 - 60 °C, 8 p-% kiinto- ainepitoisuudella. Homogenisoitu dispersio laimennettiin kylmään veteen (noin 5-10 °C, pH 4-5) vakio-5 sekoituksen alaisuudessa, jolloin muodostuvan vesiliuoksen loppukiintoainepitoisuudeksi saatiin 5 p-%. Liuokseen lisättiin glyoksaaliliuosta (40 p-% vedessä), pinta-aktiivista ainetta (TISKO, Farmos) muutama pisara ja alumiinisulfaattikatalyyttiä huoneenlämpötilassa 10 siipityyppisessä sekoittimessa tapahtuvan voimakkaan sekoituksen alaisuudessa, jolloin taattiin riittävä ilman saanti muodostuvaan tuotteeseen. Glyoksaalia lisättiin 10 p-% HPC:n määrästä, ja katalyyttiä lisättiin 5 p-% HPC:n määrästä. Muodostuva tuote oli vaah-15 tomaisessa muodossa.in doses of 10-50 g. The aqueous solution was prepared by first mixing 50 g of the HPC powder mixture with hot water at a temperature of about 50-60 ° C at a solids content of 8 wt%. The homogenized dispersion was diluted in cold water (about 5-10 ° C, pH 4-5) under constant-5 mixing to give a final solids content of the resulting aqueous solution of 5% by weight. To the solution was added glyoxal solution (40 wt% in water), a few drops of surfactant (TISKO, Farmos) and aluminum sulphate catalyst at room temperature under vigorous mixing in a 10 wing type mixer to ensure sufficient air supply to the product formed. Glyoxal was added in an amount of 10% by weight of HPC and a catalyst was added in an amount of 5% by weight of HPC. The resulting product was in foam-like form.
Muodostunut vaahtotuote kuivattiin uunissa 90 °C:ssa, jolloin vettä poistui ja aikaansaatiin veteen liukenematon vaahtorakenne. Lyhyt viipymäaika tuotteen kontaktissa poistuvan vesifaasin kanssa vähensi kalvon 20 muodostumista ja vaahtotuotteen rakenteen pehmentymistä, mikä paransi tuotteen laatuominaisuuksia.The resulting foam product was dried in an oven at 90 ° C to remove water and provide a water insoluble foam structure. The short residence time of the product in contact with the leaving aqueous phase reduced the formation of the film 20 and the softening of the structure of the foam product, which improved the quality properties of the product.
Korkeasti substituoitu, korkeamolekyylipai-noinen hydroksipropyyliselluloosa on ei-ioninen, kylmään veteen liukeneva johdannainen, joka muodostaa 25 geelimäisen väliaineen kohotetussa liuoslämpötilassa ja on uudelleenliuotettavissa jäähdytyksen aikana. Reaktiossa hydroksyyliaktiivisen glyoksaalisilloittajanHighly substituted, high molecular weight hydroxypropyl cellulose is a nonionic, cold water soluble derivative that forms a gel-like medium at elevated solution temperature and is reconstitutable during cooling. In the reaction, a hydroxyl-active glyoxal crosslinker
COC/O
g kanssa syntyy veteen liukenematon stabiili vaahtora- ^ kenne.g produces a water-insoluble stable foam structure.
o 30 Kuivatut HPC-glyoksaalivaahtorakenteet jau- ° hettiin mikropartikkeleiksi ilmasuihkujauhimessa, jos- g sa luokitinnopeus oli 10000 rpm. Mikropartikkelien 0- partikkelikoot olivat välillä 2 - 100 pm, ja keskimää-5) rin 8-25 pm.The dried HPC glyoxal foam structures were ground into microparticles in an air jet mill at a classifier speed of 10,000 rpm. The microparticles had 0-particle sizes in the range of 2 to 100 µm, and an average of 5 to 25 µm.
LO , , g 35 Havaittiin, että pienemmillä selluloosajoh- ° dannaisen määrillä voitiin käyttää 4-5 p-% silloit- tajaa HPC:n määrästä. Suhteellisen korkea selluloosa- 9 johdannaisen liuosviskositeetti vaikutti positiivisesti vaahtoutumiseen.LO,, g 35 It was found that with lower amounts of cellulose derivative, 4-5% by weight of crosslinker could be used based on the amount of HPC. The relatively high solution viscosity of the cellulose derivative positively influenced the foaming.
Kokeissa havaittiin, että muodostunut pig-menttituote toimii sekä pigmentti- että täyteainekäyt-5 tötarkoituksissa.In the experiments it was found that the pigment product formed serves both pigment and filler application purposes.
Esimerkki 2 Tässä esimerkissä tutkittiin kaupallisen hyd-10 roksipropyyliselluloosan (HPC) silloittamista ja keksinnön mukaisen pigmenttituotteen valmistamista.Example 2 This example investigated the cross-linking of commercial hydroxypropyl cellulose (HPC) and the preparation of the pigment product of the invention.
Kokeissa käytettiin kaupallista hydroksipro-pyyliselluloosaa Klucel G (Mw = 370000, liuos = 2 % vedessä, viskositeetti = 125 - 450 mPas).Commercial hydroxypropyl cellulose Klucel G (Mw = 370000, solution = 2% in water, viscosity = 125-450 mPas) was used in the experiments.
15 Hydroksipropyyliselluloosa silloitettiin ve siliuoksissa metyylidifenyyli-di-isosyanaatin (MDI) kanssa käyttäen eri silloitinpitoisuuksia. Näytteet valmistettiin 5 - 10 g annoksina. Vesiliuos valmistettiin sekoittamalla 5/10 g HPC-jauhetta ensin kuumaan 20 veteen, jonka lämpötila oli noin 50 - 60 °C, 8 p-% kiintoainepitoisuudella. Homogenisoitu dispersio laimennettiin kylmään veteen (noin 5-10 °C, pH 7) va-kiosekoituksen alaisuudessa, jolloin muodostuvan vesi-liuoksen loppukiintoainepitoisuudeksi saatiin 6 p-%.Hydroxypropylcellulose was crosslinked in aqueous solutions with methyldiphenyl diisocyanate (MDI) using different concentrations of crosslinker. Samples were prepared in portions of 5 to 10 g. The aqueous solution was prepared by first mixing 5/10 g HPC powder with hot 20 water at about 50-60 ° C, with a solids content of 8 wt%. The homogenized dispersion was diluted in cold water (about 5-10 ° C, pH 7) under constant stirring to give a final solids concentration of 6% by weight in the resulting aqueous solution.
25 Liuokseen lisättiin MDI-liuosta (noin 30 p-% etanolissa) joko 50, 30 tai 10 p-% HPC:n määrästä ja pinta- aktiivista ainetta (TISKO, Farmos) muutama pisara huo-oo ^ neenlämpötilassa snpityyppisessä sekoittimessa tapah- ^ tuvan voimakkaan sekoituksen alaisuudessa, jolloin S5 30 taattiin riittävä ilman saanti muodostuvaan tuottee- seen. Muodostuva tuote oli vaahtomaisessa muodossa, ί Muodostuneet vaahtotuotteet kuivattiin uunis-To the solution was added MDI solution (about 30 wt% in ethanol) with either 50, 30 or 10 wt% of HPC and a few drops of surfactant (TISKO, Farmos) at room temperature in a snip type under vigorous agitation to ensure sufficient air supply to the resulting product. The resulting product was in a foamy form, ί The foam formed was dried in an oven.
CLCL
sa 90 °C:ssa, jolloin vettä poistui ja aikaansaatiin S) veteen liukenematon vaahtorakenne. MDI:n reaktio kos in § 35 teuden läsnä ollessa aiheutti aktiivista kuplanmuodos- o cvj tumista kuivauksen yhteydessä, mikä säilyi hienojakoi sena huokoisuutena kuivatussa vaahtorakenteessa. MDI:n 10 kaikilla käytetyillä pitoisuuksilla kuivatut vaahtora-kenteet olivat läpinäkymättömän valkoisia, kovan hauraita ja huokoisia, mikä siten paransi tuotteen laatuominaisuuksia. HPC: n reaktiossa hydroksyyliaktiivi-5 sen di-isosyanaattisilloittajan kanssa syntyy veteen liukenematon stabiili vaahtorakenne, joka oli hienonnettavissa partikkeleiksi.at 90 ° C, whereby the water was removed and a S) water insoluble foam structure was obtained. The reaction of MDI in the presence of cos § 35 caused active bubble formation during drying which retained its fine porosity in the dried foam structure. At all the concentrations used in MDI 10, the dried foam structures were opaque white, very brittle and porous, thus improving the quality of the product. Reaction of HPC with the hydroxyl active-5 diisocyanate crosslinker produces a water-insoluble stable foam structure which is comminutable to particles.
Immersionestemenetelmällä HPC-MDI- vaahtorakenteen partikkeleiden taitekerroin arvioitiin 10 välille 1.50 - 1.55, ja siten korkeammaksi kuin vastaavan käsittelemättömän HPC:n (1.45 - 1.50).By the immersion liquid method, the refractive index of the particles of the HPC-MDI foam structure was estimated to be between 1.50 and 1.55, and thus higher than that of the corresponding untreated HPC (1.45 to 1.50).
Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu erilaisina sovelluksina käytettäväksi mitä erilaisimpien 15 pigmenttituotteiden valmistukseen.The process according to the invention is suitable for use in various applications for the manufacture of a wide variety of pigment products.
Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyä esimerkkiä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.The invention is not limited to the above example only, but many modifications are possible within the scope of the inventive idea defined by the claims.
2020
COC/O
δ c\j cp oδ c \ j cp o
COC/O
XX
DCDC
CLCL
CDCD
C\1C \ 1
LOLO
LOLO
COC/O
OO
OO
C\1C \ 1
Claims (15)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20085526A FI123642B (en) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | Process for forming a pigment product of a cellulose derivative, pigment product and its use |
EP09754025.6A EP2291408A4 (en) | 2008-05-30 | 2009-05-26 | Process for forming a pigment product from a cellulose derivative |
PCT/FI2009/050434 WO2009144372A1 (en) | 2008-05-30 | 2009-05-26 | Process for forming a pigment product from a cellulose derivative |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20085526A FI123642B (en) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | Process for forming a pigment product of a cellulose derivative, pigment product and its use |
FI20085526 | 2008-05-30 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20085526A0 FI20085526A0 (en) | 2008-05-30 |
FI20085526A FI20085526A (en) | 2009-12-01 |
FI123642B true FI123642B (en) | 2013-08-30 |
Family
ID=39523177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20085526A FI123642B (en) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | Process for forming a pigment product of a cellulose derivative, pigment product and its use |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2291408A4 (en) |
FI (1) | FI123642B (en) |
WO (1) | WO2009144372A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2580251B1 (en) | 2010-06-08 | 2014-04-23 | Dow Global Technologies LLC | Method for the preparation of a particulate reversibly crosslinked polymeric material |
CN202590012U (en) * | 2011-01-07 | 2012-12-12 | 佛山市优特医疗科技有限公司 | High-hygroscopicity wound dressing capable of being removed integrally |
EP3055454A4 (en) | 2013-10-11 | 2017-07-12 | UPM-Kymmene Corporation | Method for manufacturing a paper, a paper and its use, a furnish and a wood based composition |
CN113116747A (en) * | 2020-01-14 | 2021-07-16 | 罗盖特公司 | Natural and porous starches as white pigments in toothpaste |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2848327A (en) * | 1953-02-19 | 1958-08-19 | Screen Engineering Co | Glass fabric resin impregnated base coated with a light sensitive layer |
US3489719A (en) | 1967-07-05 | 1970-01-13 | Dow Chemical Co | Surface treatment of finely-divided water-soluble polymers |
EP0909766A3 (en) | 1997-10-15 | 1999-09-29 | Borchers GmbH | Urethane-modified non ionic celluloses, a process for their production and their use as thickening additive |
JP2000015922A (en) * | 1998-06-30 | 2000-01-18 | Daicel Chem Ind Ltd | Ink receiving sheet and manufacture thereof |
DE10308109A1 (en) | 2003-02-26 | 2004-09-09 | Wolff Cellulosics Gmbh & Co. Kg | Water-dispersible polysaccharide derivatives with reduced glyoxal content and a process for lowering the glyoxal content in glyoxal cross-linked polysaccharide derivatives |
FI122073B (en) * | 2003-10-02 | 2011-08-15 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt | Porous filler or coating pigments for paper and paperboard and their preparation |
-
2008
- 2008-05-30 FI FI20085526A patent/FI123642B/en not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-05-26 EP EP09754025.6A patent/EP2291408A4/en not_active Withdrawn
- 2009-05-26 WO PCT/FI2009/050434 patent/WO2009144372A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2009144372A1 (en) | 2009-12-03 |
EP2291408A1 (en) | 2011-03-09 |
EP2291408A4 (en) | 2013-05-29 |
FI20085526A0 (en) | 2008-05-30 |
FI20085526A (en) | 2009-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107532386B (en) | Anionically modified cellulose nanofiber dispersions and compositions | |
CA2923675C (en) | Water, grease and heat resistant bio-based products and method of making same | |
JP6713590B1 (en) | Method for producing dry solid containing fine cellulose fibers | |
US20090211720A1 (en) | Composite Materials, Method for Their Preparation, and Use in Paper and Board Manufacturing | |
JP7064481B2 (en) | Methods for Producing Intermediate Products for Conversion to Microfibrillated Cellulose | |
FI123642B (en) | Process for forming a pigment product of a cellulose derivative, pigment product and its use | |
CN114867772B (en) | Method for producing cellulose film comprising microfibrillated cellulose | |
CN115427459B (en) | Fibrous cellulose, fibrous cellulose dispersion, and method for producing fibrous cellulose | |
Wang et al. | Ultraviolet light enhanced sodium persulfate oxidation of cellulose to facilitate the preparation of cellulose nanofibers | |
WO2021074879A1 (en) | Mfc composition with phosphorylated cellulose fibers | |
JP2020097733A (en) | Fine cellulose fiber-containing dry solid, and fine cellulose fiber re-dispersion liquid | |
US20220372250A1 (en) | A surface coated cellulosic film | |
WO2020099967A1 (en) | Surface treatment composition | |
WO2020129855A1 (en) | Production method for dry solid containing fine cellulose fibers, dry solid containing fine cellulose fibers, redispersion of fine cellulose fibers | |
EP4029983A1 (en) | Sulfonated cellulose microfibers and method for producing same | |
EP2291407B1 (en) | Process for producing a pigment product based on a cellulose ester | |
WO2021116988A1 (en) | Method to produce a stable composition comprising hornificated particles | |
WO2023148504A1 (en) | Method for producing surface modified nanocellulose material | |
JP2023068621A (en) | functional sheet | |
JP2023028832A (en) | CNF-containing composition | |
CN116234958A (en) | Surface sizing composition and use thereof | |
CN117513055A (en) | Preparation method of degradable wear-resistant biological paint | |
CA2046251A1 (en) | Aqueous dispersions of urea/formaldehyde polymers and the use thereof | |
Mikkonen et al. | Novel method for preparation of spherical starch ester pigment with excellent optical properties in paper coatings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 123642 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
MM | Patent lapsed |