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" COMPOSITIONS ET PROCEDES POUR LE TRAITEMENT DES TOILES METALLIQUES DE FOURDRINIER APPARTENANT AUX MACHINES DE FABRICATION DU PAPIER n
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La présente invention est relative à des composi- tions et à des procédés pour le traitement des toiles mé- talliques de Fourdrinier composées de fils métalliques en alliages de cuivre, utilisées dans les machines de fabrica- tion du papier, et elle vise plus particulièrement des procédés de traitement de telles toiles métalliques afin de réaliser leur protection contre l'usure mécanique à laquelle ces toiles métalliques sont normalement exposées, augmentant ainsi la durée utile de celles-ci.
Des études auxquelles s'est livrée la déposante, pour déterminer les facteurs qui influencent la durée des toiles métalliques de Fourdrinier appartenant aux machines de fabrication du papier, il ressort que deux facteurs prin- cipaux influencent la durée utile de ces toiles métalliques, savoir d'une part l'usure mécanique et d'autre part les endommagements subis par celles-ci. La corrosion est géné- ralement considérée comme constituant un facteur moins important que les deux premiers.
La fabrication du papier repose sur trois opéra- tions fondamentales, savoir l'hydration de fibres cellulosi- ques par de l'eau, afin de former une pâte constituée de pulpe et d'eau, le dépôt des fibres Ce la pulpe en vue de la formation d'une feuille de papier sur une toile métal- lique de Fourdrinier, et finalement la déshydratation de la feuille de papier ainsi formée. Dans un tel procédé, une pâte de pulpe cellulosique et d'eau, combinée avec d'autres ingrédients ae fabrication du papier, l'ensemble étnt. ap- pelé la "fourniture" est introduite dans la caisse à ni- veau d'une machine de Aoudrinier, afin d'assurer une ali-
EMI2.1
mentation cor.tinu-2 de li m #-. c h i n en fourniture.
La caisse
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à niveau opère de façon à assurer une distribution homogène de la fourniture, s'écoulant continuellement à l'état re- lativement non turbulent par la fente de la caisse à niveau, s'étendant sur toute la largeur de celle-ci, pour parvenir sur la toile métallique de Fourdrinier. Cette toile métal- lique supporte la fourniture, depuis le rouleau de tête avoi- sinant la caisse à niveau jusqu'au rouleau coucheur, depuis lequel la feuille de papier fraîchement formée est trans- portée jusqu'à d'autres sections de la machine, dans les- quelles l'eau est graduellement extraite de la feuille de papier. La toile métallique sans fin de Fourdrinier retour- ne alors au rouleau de tête, pour recevoir des quantités additionnelles de fourniture provenant de la caisse à ni- veau.
La fonction de la toile métallique de Fourdrinier est de porter la masse de fourniture jusqu'à ce qu'une quan- tité suffisante d'eau ait été extraite de la feuille de pa- pier humide déposée sur celle-ci, de façon que ladite feuil- le acquière une résistance suffisante pour supporter son propre poids sans se déchirer. Les dispositifs additionnels utilisés pour aider à l'évacuation de l'eau hors de la feuille de papier nouvellement formée sont constitués par la table de formage, les rouleaux de table, des caisses as- pirantes et des rouleaux aspirants.
La toile métallique de Fourdrinier, communément utilisée comporte une chaîne for- mée de fils en bronze phosphoreux, c'est-à-dire un alliage à base de cuivre et d'étain contenant une proportion rela- tivement faible d'étain, savoir de 7 à 8% le reste étant constitué par du cuivre, alors que les fils de trame sont composés de laiton rouge, contenant habituellement du zinc dans la proportion d'approximativement 15 à 205, le reste étant constitué par du cuivre.
La toile métallique de Fourarinier est supportée par le rouleau de tête, à une extrémité, et par le rouleau
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coucheur à son autre extrémité, sur lesquels elle roule.
Entre ces rouleaux, un support additionnel est fourni par la table de formage, une série de rouleaux de table et une série de caisses aspirantes. La toile métallique de Four- drinier est entraînée par le rouleau coucheur et par des rouleaux moteurs supplémentaires. Son bon alignement sur la machine est assuré par un ou plusieurs rouleaux de guidage, et la tension convenable de la toile est maintenue par un ou plusieurs rouleaux tendeurs.
En raison de la fonction vitale de la toile métal- lique de Fourdrinier, dans la fabrication du papier, et du fait que sa fragilité extrême à l'égard des endommagements mécaniques, de l'abrasion, et d'autres influences nuisibles, cette toile métallique doit être protégée contre les gru- meaux ou pâtons de fourniture qui sont susceptibles de s'accumuler entre les différents rouleaux et la toile métallique, au risque de détendre celle-ci. Les moyens le plus fréquemment adoptés à cet effet consistent en des dis- positifs d'arrosage distribués en différents point s par rapport à la toile métallique, pour y projeter de l'eau destinée à laver cette toile et à en éloigner les pâtons susceptibles de s'être rassemblés sur la toile métallique et sur les rouleaux de retour de celle-ci.
Les soins apportés à l'installation des toiles métalliques, dans les machines de fabrication du papier, constituent un facteur important, influençant la durée uti- le de celle-ci. En général, les toiles métalliques longues et à mailles fines sont plus facilement endommagées que les toiles métalliques plus courtes et à mailles plus grosses. Les endommagements qui peuvent résulter d'une installation défectueuse des toiles métalliques dans les machines de fabrication du papier consistent en un fron- cement ou une formation de plis, ainsi que dansdes avarie-- provoquées au cours du fonctionnement, sous forme de bosses
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dirigées vers le bas ou vers le haut, de criques ou fentes sur les bords, etc... Comme on le comprendra, l'importance relative des endommagements et de l'usure mécanique varie d'une machine à l'autre.
Lorsque des mesures adéquates sont prises pour réduire ces endommagements à un minimum, l'usure mécanique normale devient le principal facteur limitant la durée de telles toiles métalliques.
Les facteurs les plus importants qui contribuent à cette usure mécanique normale d'une toile métallique con- sistent dans la traînée, due à l'action des caisses aspiran- tes dans la vitesse linéaire d'avancement de la toile métal- lique, et dans la quantité de grains abrasifs existant dans la fourniture, lorsque celle-ci s'écoule depuis la caisse à niveau jusque sur la toile métallique. L'usure se manifes- te principalement à la face interne ou inférieure de la file métallique, elle résulte du passade de cette toile métallique, à une vitesse linéaire relativement grande, con- tre les surfaces des caisses aspirantes fixes dans lesquel- les un vide est créé pour faciliter l'évacuation de l'eau hors de la feuille de papier formée à la surface de la toi- le métallique.
Lorsque les surfaces des caisses aspirantes retiennent des grains ou autres particules abrasives fixées à celles-ci, le taux d'usure mécanique est naturellement augmenté. En vue de réduire cette usure mécanique, on a déjà proposé d'utiliser des matériaux autres que le bois, pour constituer la paroi supérieure des caisses aspirantes, de réduire le vide créé dans ces caissses aspirantes, et d'éliminer plus complètement les grains de la fourniture destinée à former le papier. Toutefois, les progrès réalisés quant à la réduction de l'usure mécanique des toiles métal- liques, ont été limités à l'investigation de facteurs tels que ceux ci-dessus énumérés.
Les vitesses croissantes qui sont progressivement adoptées dans les machines de fabrica- tion du papier ont rendu nécessaire de considérer d'autres
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moyens propres à augmenter la durée des toiles métalliques de Fourdrinier, exprimée en jours de travail.
Un des objets de la présente invention est de créer des compositions qui, lorsqu'elles sont appliquées à des toiles métalliques de ce genre, opèrent confine agents anti-usure ou inhibiteurs d'usure, augmentant ainsi d'autant la durée utile de telles toiles métalliques, dans les ma- chines de fabrication du papier. Un autre objet de l'inven- tion est de réaliser des procédés propres au traitement des toiles métalliques de Fourdrinier en alliage contenant du cuivre, de façon à réduire l'usure mécanique de telles toi- les métalliques, dans les machines de fabrication du papier, D'autres objets et avantages de l'invention, dont certains seront spécialement mentionnés ci-après, ressortiront de la description qui va suivre.
La déposante a découvert que l'usure mécanique des toiles métalliques de Fourdrinier en alliage contenant du cuivre pouvait être réduite en appliquant directement à ces toiles métalliques, ou en ajoutant aux fluides aqueux avec lesquels âe telles toiles métalliques entrent en con- tact, des compositions contenant un mélange de 2-amino- éthanol et d'un sel d'un métal alcalin et de 2-mercapto- benzo-thiazole. Quoiqu'aucune de ces substances, lorsqu'elles sont utilisées seules, n'exerce un effet appréciable sur l'usure mécanique de telles toiles métalliques, 3 combinai- son de ces deux corps, dans la marge des proportions spéci- fiées ici, réduit l'usure mécanique et augmente la durée utile de ces toiles métalliques.
Bien que les mélanges de ces substances semblent adhérer aux fils métalliques indi- viduels, ou déposer une pellicule sur ceux-ci, le mécanisme réel grâce auquel cette action surprenante s'exerce n'a pas été jusqu'ici expliqué. Toutefois, ces substances se révè- lent comme des agents anti-usure ou inhibiteurs d'usure. La
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pellicule ainsi déposée non seulement arrête une corrosion incidente, mais augmente la résistance même du fil- métalli- que à l'usure.mécanique, l'érosion, ou autres effets analo- gues, er conséquence de quoi la durée de telles toiles métal liques est augmentée au delà de la période utile sur laquel- le on pouvait compter jusqu'ici.
Des mélanges de 2-amino-éthanol, généralement con- nus sous le nom de mono-éthanol-amine ou simplement d'étha- nol-amine, et de sels d'un métal alcalin et du 2-mercapto- benzo-thiazole, qui ont été reconnus efficaces aux fins pré- cisées plus haut, sont ceux correspondant à une marge de proportions entre approximativement 35 et approximativement 60 parties en poids de 2-amino-éthanol, et entre approxima- tivement 65 et approximativement 40 parties en poids du sel d'un métal alcalin de 2-mercapto-benzo-thiazole, basées sur . l'équivalent en 2-mercapto-benzo-thiazole.
Une composition préférée consiste en une solution aqueuse contenant des par- ties egales en poids de 2-amino-éthanol et de 2-mercapto- benzo-thiazole sous forme de son sel avec un métal alcalin, ainsi qu'on l'a indiqué dans l'exemple 3 ci-après précisé.
Lorsqu'une toile en fils métalliques de bronze ' phosphoreux est plongée dans une solution aqueuse contenant un sel d'un métal alcalin et de 2-mercapto-benzo-thiazole et de 2-amino-éthanol,en proportions comprises dans les marges ci-dessus indiquées, puis est lavée à l'eau, les fils de la toile métallique se trouvent revêtus d'une pellicule du mé- lange. Cette pellicule subsiste même après le lavage à l' eau. Les fils métalliques ainsi mouillés ou-revêtus de cet- te pellicule sont plus résistants à l'attaque par les ions de sulfure, et à la corrosion, que les fils métalliques non traités.
Lorsqu'une telle toile métallique est traitée au moyen d'un mélange contenant moins de 2-amino-éthanol, ou moins de 2-mercapto-benzo-thiazole que la/propotion précisée,
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une quantité moindre de pellicule subsiste sur les fils mé- talliques, et la toile métallique devient'par conséquent plus susceptible d'être attaquée par les ions de sulfure, et plus exposée à la corrosion.
Dans l'exemple 1 ci-après donné, dans lequel une composition B, contenant du 2-amino-éthanol et du 2-mercapto-benzo-thiazole de sodium, dans des propor- tions secartant des marges spécifiées, la durée utile de la toile métallique ainsi traitée s'est révélée moindre que celle de la même toile métallique traitée au moyen de la composition A, qui contenait les corps en question, dans les limites précisées.
Une analyse élémentaire des fils d'une toile mé- tallique de Fourdrinier, en un alliage contenant du cuivre, traitée conformément au procédé objet de la présente inven- tion, a révélé la présence d'azote et de soufre. Ceci con- firme qu'une pellicule est définitivement formée à la sur- face de ces fils, grâce au traitement en question. Cette pellicule n'est pas facilement éliminée par lavage à l'eau, mais au contraire adhère fortement ..
Dans les exemples donnés ci-dessous, on a indiqué un procédé et une composition préférés, en vue de la mise en oeuvre de la présente invention.
EXEMPLE 1.-
Addition d'une composition A à la fourniture d'une machine de fabrication du papier .-
La machine de fabrication du papier dont il est question dans cet exemple est une machine utilisée en vue de la production de papier journal, en partant d'une pulpe consistant en un mélange de pâte mécanique et de pâte kraft à base de pin du Sud. Cette machine produit un tonnage brut; mesuré à la caisse à niveau, de -ci*.? tonnes métriques par jour. La consistance de la fourniture , dans la caisse à niveau, est de 0,7% (pourcentage en poids de pulpe par rap- port à l'eau). La température de la fourniture est de 43 C,
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et son pH est égal à 5,0. La toile métallique sans fin de Fourdrinier, dans cette machine, se déplace à une vitesse de 555 m par minute.
Cette toile métallique de Fourdrinier est formée de bronze phosphoreux et de laiton rouge, sa grosseur de mailles étant de 23,6/18,1 fils par cm. Elle est d'une largeur de 542,3 cm et d'une longueur de 35,48 m.
La grosseur de mailles indique le nombre de fils par centi- mètre linéaire. Le premier nombre vise les fils de chaîne, orientés longitudinalement, c'est-à-dire dans la direction de la machine, le second nombre indiquant les fils de trame, orientés en direction opposée, d'est-à-dire transversalement à la direction de la machine.
Une solution aqueuse qu'on appellera ci-après com- position A, et qui contient les composants suivants, indi- qués en pourcentage de poids,
Pourcentage de poids.
EMI9.1
<tb>
Cyano-dithio-imido-carbonate <SEP> disodique <SEP> 9,4
<tb>
<tb> Ethylène-diamine <SEP> 3,5
<tb>
<tb> N-méthyl-dithio-carbamate <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 1,9
<tb>
<tb> 2-mercapto-benzo-thiazole <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 13,8
<tb>
<tb> 2-amino-éthanol <SEP> 12,2
<tb>
a été introduite en continu dans la fourniture, au tamis de celle-ci, à raison de 189 g par tonne métrique de papier produit. Cette quantité de composition A correspond à une concentration permanente de 1,5 parties pour mille dans tout le système. Le mélange de composition A et de fourniture s'écoulait ensuite depuis la caisse à niveau jusque sur la toile métallique sans fin de Fourdrinier, se déplaçant à grande vitesse.
La composition A venait en contact intime avec les fils métalliques de la toile, durant le processus d'évacuation de l'eau hors de la feuille formée sur cette toile métallique.
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Dans le tableau donné ci-après, on a rassemblé les résultats donnés par les toiles métalliques de cette machine de fabrication du papier, dont certaines ont été soumises au traitement avec la composition A ci-dessus pré- cisée, alors que d'autres ont été traitées au moyen de la composition B, savoir une composition chimique similaire, destinée à contrôler de façon adéquate la formation de la boue microbienne, et à réduire le noircissement des fils métalliques de la toile de Fourdrinier, cette composition B consistant en une solution aqueuse qui contient les corps suivants, indiqués en pourcentage de poids:
Pourcentage de poids.-
EMI10.1
<tb> Cyano-dithio-imido-carbonate <SEP> disodique <SEP> 10,0
<tb>
<tb> Ethylène-diamine <SEP> 3,7
<tb>
EMI10.2
N-méthyl-ditlm-carbamate de potassium 13,7
EMI10.3
<tb> 2-mercapto-benzo-thiazole <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 14,7
<tb>
<tb> 2-amino-éthanol <SEP> 6,5
<tb>
La composition B, qui contenait les mêmes ingré- dients que la composition A, :nais avec une proportion plus faible de 2-amino-éthanol par rapport au 2-mercapto-benzo- thiazole de sodium, n'a pas exercé d'effets appréciables sur la durée utile des toiles métalliques de Fourdrinie La toile métallique qui a été soumise au traitement au moye: de la composition B a été mentionnée dans le tableau seu- lement pour do-nner une base de comparaison.
Chacune des toiles métalliques mentionnées dans le tableau de résultats donné plus/loin a été maintenue en service continu dans la machine de fabrication du papier, jusqu'à ce qu'elle devienne inutilisable. Le nombre de jours indiqué dans la troisième colonne du tableau repré- sente la période maximale d'utilisation possible ou de du- rée de chaque toile métallique montée dans lamachine, avant
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que son remplacement soit nécessaire.
Durée de la toile métallique
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<tb> Toile <SEP> Durée <SEP> utile <SEP> Pourcentage <SEP> d'augmentation
<tb>
<tb> métal- <SEP> sur <SEP> la <SEP> machi- <SEP> au-dessus <SEP> de <SEP> 13 <SEP> jours <SEP> de
<tb>
<tb> lique <SEP> Traitement <SEP> ne <SEP> durée <SEP> utile
<tb>
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n ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
EMI11.3
<tb> 1 <SEP> Composition <SEP> B <SEP> 13
<tb>
<tb> 2 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 15 <SEP> 15
<tb>
<tb> . <SEP> ¯
<tb> 3 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 17,2 <SEP> 32
<tb>
Ainsi qu'il ressort du tableau ci-dessus, la com- position A a augmenté la durée utile des toiles métalliques, dans cette machine, d'une quantité allant jusqu'à 32% .
EXEMPLE 2.-
Application de la composition A à la toile métallique au moyen des dispositifs d'arrosage appartenant à une machine de fabrication du papier.-
La machine de fabrication du papier dont il est question dans cet exemple est utilisée pour produire du pa- pier kraft léger moyen et lourd, du carton kraft à doubler non blanchi, et aussi de la pulpe kraft non blanchie. Sa production normale est de 272 tonnes mét@iques par jour. La consistance de la fourniture dans la caisse à niveau varie entre 0,2 et 0,5%. La température de la fourniture dans la caisse à niveau est d'approximativement 43 C et son pH est habituellement situé entre 5,0 et 6,0 mais, lorsque cette machine est utilisée pourproduire de la pulpe kraft non blanchie, le pH peut être élevé jusqu'à 8,0.
La toile mé- tallique sans fin de Fôurdrinier de cette machine se déplacer à des vitesses variant entre 305 et 533 mètres par minute, quoique la plupart du temps la machine fonctionne à une vi- tesse intermédiaire entra 457 et 488 mètres par minute.
Les toiles mécaniques utilisées dans cette machi- ne sont d'une longueur de 42,4 m et d'une largeur de 670,5 cm. Une seule toile métallique, parmi les quatre toi-
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les métalliques utilisées dans cette machine, présente une grosseur de mailles de 23,6/18,9, la machine étant le plus fréquemment utilisée avec des toiles métalliques présentant une grosseur de mailles de 23,6/19,3. Le type des toiles métalliques utilisées présente à titre d'exemple la compos¯- tion suivante; fils de trame : alliage contenant 85% de cui- vre et 15% de zinc fils de chaîne: alliage contenant 92% de cui- vre et 8% d'étain.
La composition A, telle qu'indiquée dans l'exemple
1 précédent, a été introduite au taux de 494 g par tonne mé- trique de papier produit, dans l'eau distribuée par six dis- positifs d'arrosage. Chacun de ces dispositifs d'arrosage est situé à l'intérieur de la toile métallique sans fin, en- tre le rouleau de tête et le rouleau coucheur, et s'étend sur toute la largeur de la toile métallique, ces dispositifs d'arraosage projetant des jets d'eau par des ajutages, pour venir frapper la face inférieure de la toile métallique , sur son brin de retour, entre le rouleau coucheur et le rou- leau de tête. L'eau était à un pH de 7,0 et à une tempéra- ture de 43 C. Elle était distribuée dans ces six dispositifs d'arraosage à raison de 3. 765 litres par minute:-.
Dans cet exemple, la composition A a été tout d'a- bord injectée dans l'eau s'écoulant par les six dispositifs d'arrosage, en une quantité telle que l'eau venant frapper la toile/métallique contenait 30 parties pour mille de cette composition A. Six toiles métalliques consécutives (numéro- tées de 17 à 22 dans le tableau ci-dessous) ont été traitées en continu de cette manière, durant le fonctionnement de la machine et, en ce qui concerne deux autres toiles métalli- ques (numérotées 23 et 24) la composition A a été ajoutée seulement à l'eau alimentant les trois derniers dispositifs
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d'arrosage, c'est-à-dire ceux se trouvant les plus voisins du rouleau de tête, à un taux correspondant à 60 parties pour mille de la composition A dans l'eau d'arrosage venant frapper la toile métallique.
Les résultats donnés dans le tableau suivant indi- quent le nombre de mètres linéaires que chaque toile métal- lique a parcourus dans/la machine, durant les opérations de fabricstion du papier, avant de devoir être remplacée. Les toiles métalliques numérotées de 17 à 24 ont été traitées par addition de la composition Aà l'eau d'arrosage, de la manière décrite ci-dessus, alors que les toiles métalliques numérotées de 1 à 16 ont été traitées avec la composition C, savoir une solution aqueuse contenant les corps suivants, dans les pourcentages de poids indiqués :
Pourcentage de poids Cyano-dithio-imido-carbonate disodique 12,7 N-méthyl-dithio-carbamate de potassium 17,5 Ethylène-diamine 4,8
Les additions de la composition C ont été faites à un taux de 4 parties pour mille, pendant une période de - six heures par jour, dans la pompe au moyen de laquelle la fourniture s'écoule sur la toile métallique de Fourdri- nier, en passant par la caisse à niveau. Le nombre moyen de mètres parcourus par chacune des 16 toiles métalliques trai- tées au moyen de la composition B a été de 5.294.142 mètres.
Lorsque des toiles métalliques similaires ont été traitées avec la composition A, ainsi qu'on l'a décrit, les 8 toi- les métalliques numérotées de 17 à 24 ont parcouru un trajet utile moyen de 6.687.772 mètres, représentant une augmenta- tion moyenne en durée utile de 29,7
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<tb> Toile <SEP> mé- <SEP> Traitement <SEP> Trajet <SEP> métrique <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> tallique <SEP> total
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 7.162.125
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 6.009.551
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 6.507.126
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 6.400.821
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 3.988.998
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 6.096.745
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 3.310.011
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 5,288.401
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 9 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 4.627.120
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 6.414.979
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 11 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 3,695,813
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 12 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 3,814,313
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 13 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 5.151.902
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 14 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 5.516.173
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 15 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 4.143.151
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 16 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 6,579.047
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 17 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 8,
514.637
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 18 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 7.367.037
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 19 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 5.833.449
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 20 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 7.256.577
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 21 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 6.042.095
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 22 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 6.627.309
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 23 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 5.833.449
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 24 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 7.467.625
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> EXEMPLE <SEP> 3.-
<tb>
ADplication de la composition D au moyen des dispositifs d'arrosage des toiles métallique d'une machine de fabrication du papier.-
La machine de fabrication du papier dont il est question dans cet exemple est la même que celle utilisée dans l'exemple ci-dessus,
et des toiles métalliques de La
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même composition ont été utilisées dans cette machine.
La composition D employée dans cet exemple est une solution aqueuse contenant les corps suivants, dans les pourcentages de poids indiqués :
Pourcentage de poids 2-mercapto-benzo-thiazols de sodium (basé sur son équivalent en 2-mercapto-benzothiazols) 26,0 2-amino-éthanol 26,0
La composition D a été introduite dans l'eau alimentant les deux dispositifs d'arrosage les plus voi- sins du rouleau de tête à un taux de 428 g de composition D par tonne métrique de papier produit, ce qui correspond à une concentration de 78 parties pour mille de co mpositon D, ou approximativement de 40 parties pour mille de 2-ami- no-éthanol et de 2-mercapto-benzo-thiazols dans l'eau d'ar- rosage.
Une toile métallique de Fourdrinier qui a été ain- si traitée a eu une durée utile d'au moins 9*448.831 mètres, ce qui représente une augmentation d'au moins 78,5% par rapport à 5,294.142 mètres, représentant le nombre moyen de mètres parcourus par les toiles métalliques dont il a été question dans l'exemple 2 traitées au moyen de la compo- sition C.
Une seconde toile métallique de Fourdrinier si- milaire, traitée de la même manière au moyen de la composi- tion D, a eu une durée utile de Il.964.658 mètres, ce qui représente une augmentation de 126%, bien que cette toile métallique ait été endommagée par plissage, lors de son installation dans la machine.
La composition D dont il a été question dans l'exemple 3 est une composition fluide qui représente une forme d'utilisation convenable, dans laquelle le mélange de
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sel de métal alcalin et de 2-mrcapto-benzo-thiazole et de -amino-éthanol peut être commodément distribué et utilisé
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au cours des opérations de fabrication du papier. Ltapplica tion de ce mélange directement sur la toile métallique, par l'intermédiaire des dispositifs d'arrosage est égale- ment considérée comme constituant un procédé préféré de traitement de ces toiles métalliques conformément au procéd qui fait l'objet de l'invention.
EXEMPLE 4
Composition E
Une composition a été préparée en mélangeant 41,4 g d'une solution aqueuse contenant 10,1 g de cyano- dithio-imido-carbonate disodique avec 26,4 g d'une solution
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aqueuse contenant 13,$ g de Ij-méthy1-dithio-carbamate de potassium et 3,7 g d'éthylène-diamine. A la solution ré- sultante, on a ajouté 13,0 g de 2-amino-éthanol, 13,0 g de 2-mercapto-benzothiazole, et 2,4 g d'hydroxyde de sodium.
La solution claire et de couleur orange ainsi obtenue peut être utilisée dans les machines de fabrication du papier, de la même manière que décrit dans les autres exemples don- nés.
EXEMPLE 5 Application de la composition A à la toile métallique par l'intermédiaire des dispositifs d'arrosage, dans une ma- chine de fabrication du papier.-
La machine de fabrication du papier dont il est question dans cet exemple est utilisée pour produire un papier crêpé ou ondulé en partant d'une fourniture à base de pulpe semi-chimique de bois dur, à un taux normal de production de 200 tonnes métriques par jour. La consistance de la fourniture dans la caisse à niveau est de 1,0%. La température de la fourniture, dans la caisse à niveau, est approximativement 49 C et son pH @st habituellement de 8,0. La toile métallique sans fin de Fourdrinier, d@ns cet-
EMI16.2
te fi?^;'ii;p se -ic-..wf,e . une vitesse de 257,5 mètres par minute.
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Les toiles métalliques employées dans cette ma- chine sont d'une longueur de 33,75 mètres, d'une largeur de 483 centimètres, et ont une grosseur de mailles de 22,0/ 13,4 .Les fils métalliques de chaîne et les fils métalli- ques de trame sont tous faits en un alliage de bronze.
La composition A, telle que spécifiée dans l'ex- emple 1 ci-dessus, a été ajoutée dans la cuve dort le flui- de qu'elle contient est réutilisé dans la préparation de la fourniture,en une dose de 11,34 kg ,au moment où la toile métallique a été installée dans la machine, après quoi cette composition a été introduite en continu, à rai- son de 205,7 g par tonne métrique de papier produit, dans l'eau distribuée par un unique dispositif d'arrosage de la toile métallique.
Ce dispositif d'arrosage était situé à l'intérieur de la toile métallique sans fin, entre le rou- leau de tête et le rouleau coucheur, et s'étendait sur tou- te la largeur de la toile métallique ; liquide provenant du dispositif d'arrosage était projeté par ses ajutages pour venir frapper la face intérieure de la toile métalli- que, au point où celle-ci passe sur un rouleau de retour, pour recevnir depuis le rouleau coucheur jusqu'au rouleau de tête. L'eau utilisée dans le dispositif d'arrosage était de l'eau de lac non traitée, d'un pH de 5,5 à 6,0, sans effet de tampon, de sorte que la solution de la composition A dans cette eau lui donnait un pH alcalin.
Le dispositif d'arrosage débitait 946 litres par minute à une pression de 7733 g par cm2, et la concentration en composition A s'élevait par conséquent à 37 parties pour mille, dans l'eau d'arrosage.
La composition C telle que spécifiée dans l'ex- emple 2 ci-dessus, a été utilisée dans cette machine pen- dant toute la durée des toiles métalliques identiques. Elle a été ajoutée au taux de 205,7 g par tonne métrique dans la
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cuve, pendant une période de 6 heures chaque jour, donnant ainsi une concentration de 2,5 parties pour mille, basée sur le poids du fluide aqueux dans le système.
La durée moyenne utile des toiles métalliques ainsi traitées par la composition C a été de 14 jours, alors que la durée utile des toiles métalliques traitées au moyen de la composition A était de 26- jours. La durée utile des toiles métalliques a été donc augmentée de 86%, lorsque le traitement au moyen de la composition C a été remplacé par le traitement au moyen de la composition A.
Les exemples précédents portent sur des formes préférées de réalisation de l'invention, et ont été choisis simplement à titre illustratif. Les sels de potassium et d'autres métaux alcalins et de 2-mercapto-benzo-thiazole peuvent être utilisés au lieu du sel de sodium, en quanti- tés équivalentes. Le 2-amino-éthanol et le sel d'un métal alcalin et de 2-mercapto-benzo-thiazole peuvent être ajou- tés séparément, ou déjà mélangés ensemble, à l'une quelcon- que des unités d'une machine de fabrication au papier équi- pée de toiles métalliques de Fourdrinier en alliage de cuivre, et en quantités susceptibles d'assurer une concen- tration, sur la toile métallique, suffisante pour former une pellicule adhérente.
Ceci, normalement, correspondra à une quantité en excès de 0,5 partie pour mille en poids du mélange, en se basant sur le poids du fluide aqueux cir- culant dans la machine. De préférence, le mélange est ap- pliqué directement sous forme d'une solution aqueuse, sur la toile métallique, avant que celle-ci soit installée dans la machine. La pellicule ainsi déposée est maintenue et complétée par des additions supplémentaires de la composi- tion à l'eau des dispositifs normaux d'arrosage de la toile métallique, ou à l'eau alimentant un dispositif d'ar- rosage SDécial destiné à l'application directe sur la toi-
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le métallique, durant le fonctionnement de la machine.
La concentration du mélange, de préférence utilisé dans ce dispositif d'arrosage spécial sera d'au moins 40 parties par million du mélange dans l'eau d'arrosage, et ne devra pas dépasser 5,0% de façon générale .
Les compositions A, B,C et E, dont chacune des-
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quelles contient un mélange dé cyânô-8ithio-imido-carbonate disodique, d'éthylène-diamine et de N-méthyl-dithio-carba- mate de potassium, constituent des éléments utiles de compositions destinées à contrôler la boue microbienne et les bactéries du fer, dans les opérations de la fabrica- tion du papier, telles que celles décrites dans le brevet belge n 562.450 du 18 novembre 1957.
L'utilisation de compositions contenant ces a- gents chimiques aux fins indiquées peut toutefois, dans certains cas, provoquer le noircissement de la toile mé- tallique de Fourdrinier, par formation d'un dépôt ou d'une pellicule de sulfure de cuivre, à la surface des fils de la toile métallique. Dans des cas extrêmes, ces pellicules de sulfure de cuivre peuvent partiellement obstruer ou boucher les mailles de la toile métalliqua de Fourdrinier, rédui- sant ainsi la possibilité de passage de l'eau à travers cet- te toile métallique.
Ce noircissement de la toile métalli- que peut être empêché par l'addition, à de telles composi- tions, de 2-amino-éthanol et d'un sel d'un métal alcalin et de 2-mercapto-benzo-thiazole. Toutefois, lorsque le .-ami- no-éthanol et un sel d'un métal alcalin et de 2-mercapto- benzo-thiazole sont ajoutés à de telles compositions dans les quantités correspondant aux proportions déifiées ici non seulement le noircissement est empêché, mais encore la durée utile de telles toiles métalliques est augmentée, ainsi qu'on l'a indiqué, Les éléments additionnels apparte- nant telles compositions ne semblent pas affecter ou diminuer l'efficacité du mélange de -amino-éthanol et de
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sel d'un métal alcalin et de -mercapto-benzo-thiazole,
quant à l'augmentation de la durée utile des toiles métal- liques de Fourdrinier. De plus, l'activité microbicide de tels composants additionnels ne semble pas être défavora- blement affectée par le mélange de 2-amino-éthanol et de sel d'un métal alcalin et de 2-mercapto-benzo-t'hiazole. en plus des compositions co-dessus' précisées, des compositions utiles contenant certains mais non tous les éléments précédents, en addition au 2-amino-éthanol et au sel d'un métal alcalin et de 2-mercapto-benzo-thiazole, dans les proportions spécifiées ici, sont également comprise dans le cadre de l'invention.
Ces compositions peuvent con- tenir, comme éléments additionnels, seulement un sel solu- ble dans l'eau de l'acide cyano-dithio-imido-carbonique, ou un sel soluble dans l'eau d'un acide N-mono-alkyl-sub- stitué dithio-carbamiquedont les radicaux alkyle comportent moins de quatre atomes de carbone, ou un mélange de sel soluble dans l'eau de l'acide cyano-dithio-imido-carboni- que et d'éthylène-diamine, ou d'un autre diamino-alkane n'ayant pas plus de six atomes de carbone, où les radicaux amino substituants se trouvent sur les atomes de carbone adjacents, en une quantité correspondant à un rapport molé- culaire ne dépassant pas sensiblement 1,5 molécule/gramme du diamino-alkane pour chaque molécule-gramme du cyano- dithio-imido-carbonate.
Par exemple, de telles compositions sont décrites dans le brevet belge 557.184 du 3 mai 1957 ainsi que dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 2.881.071 du 7 avril 1959, et peuvent être utilisées en quantités et aux fins spécifiées.
Les diamino-alkanes mentionnés comportent l'éthy- lène-diamine (1,2-diamino-éthane), la propylène-diamine (1,2-diamino-propane) et le 2,3-diamino-2,3-dimétyl-buta- ne. Les sels des acides N-monoalkyl-substitués dithio car-
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bamiques mentionnés comprennent les sels de sodium, de potassium, et autres sels solubles dans l'eau de l'acide N-méthyl-dithiocarbamique, de l'acide N-éthyl-dithio-
EMI21.1
carbamique, de l'acide N-n-propyl-dithio-carbamique, et de l'acide N-iso-propyl-dithio-carbamique.
Ces compositions comprises dans le cadre de l'in- vention, et utiles ax fins spécifiées, peuvent être consi- dérées en conséquence comme des solutions aqueuses conte- nant les composants suivants, en proportions correspondant à la marge des pourcentages en poids spécifiée dans chacun des Tableaux précédents. Les trois derniers composants sont, comme on l'a précisé ci-dessus, des composants dési- rables mais tous trois, ou bien l'un ou plusieurs d'entre eux, peuvent être omis, ainsi qu'on l'a indiqué, selon l'u- tilisation particulière à laquelle est destinée la composi- tion.
Marge de pourcentage en poids
EMI21.2
<tb> Sel <SEP> d'un <SEP> métal <SEP> alcalin <SEP> et <SEP> de <SEP> 2-
<tb>
<tb>
<tb> mercapto-benzo-thiazole <SEP> (basé <SEP> sur
<tb>
<tb>
<tb> son <SEP> équivalent <SEP> en <SEP> 2-mercapto-benzo-
<tb>
<tb>
<tb> thiazole) <SEP> 10-30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2-amino-éthanol <SEP> 10-30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Sel <SEP> soluble <SEP> dans <SEP> l'eau <SEP> d'acide <SEP> cyano-
<tb>
<tb>
<tb> dithio-imido-carbonique <SEP> 8-25
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ethylène-diamine <SEP> ou <SEP> autre <SEP> diamino-
<tb>
<tb>
<tb> alkale, <SEP> ainsi <SEP> que <SEP> spécifié <SEP> 3-10
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Sel <SEP> soluble <SEP> dans <SEP> l'eau <SEP> d'acide <SEP> N-méthyl-
<tb>
<tb>
<tb> dithio-carbamique <SEP> ou <SEP> d'un <SEP> autre <SEP> N-mono-
<tb>
<tb>
<tb> alkyl-substitué <SEP> dithio-carbamate,
<SEP> ainsi
<tb>
<tb>
<tb> que <SEP> spécifié <SEP> 12-40
<tb>
La description qui précède vise des formes de réalisation préférées de l'invention, choisies simplement à titre illustratif. On doit comprendre qu'elle n'est pas limitée à ces exemples, et que des modifications, variations et alternatives, autres que celles qui ont été suggérées ci-dessus,-ou qui seraient requises pour adapter le proces- sus à certaines machines particulières de fabrication du papier, ou à certaines opérations de cette fabrication, -21-
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pourront y être apportées sans sortir du cadre de l'inven- tion.
REVENDICATIONS
1.- Composition comprenant du 2-amino-éthanol
EMI22.1
et sel d'un métal alcalin et de 2-mercapto-benzo-Lhiazole en quantités correspondant à dés proportions variant entre 35 et 60 parties en poids de 2-amino-éthanol et entre 65 et 40 parties en poids (basées sur son équivalent en 2- mercapto-benzo-thiazole) du sel d'un métal alcalin et de 2-mercapto-benzo-thiazole.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"COMPOSITIONS AND METHODS FOR THE TREATMENT OF FOURDRINIER'S METAL CANVAS BELONGING TO PAPER MANUFACTURING MACHINES n
<Desc / Clms Page number 2>
The present invention relates to compositions and methods for the treatment of Fourdrinier wire cloths composed of copper alloy wire used in papermaking machines, and it relates more particularly to products. methods of treating such wire screens in order to provide their protection against the mechanical wear to which these wire screens are normally exposed, thus increasing the useful life thereof.
From the studies carried out by the applicant, to determine the factors which influence the life of Fourdrinier wire cloths belonging to papermaking machines, it appears that two main factors influence the useful life of these wire cloths, namely d 'on the one hand the mechanical wear and on the other hand the damage to them. Corrosion is generally considered to be a less important factor than the first two.
The manufacture of paper is based on three fundamental operations, namely the hydration of cellulosic fibers by water, in order to form a pulp made up of pulp and water, the deposition of the fibers This pulp in order to forming a sheet of paper on a Fourdrinier wire cloth, and finally dehydrating the sheet of paper thus formed. In such a process, a pulp of cellulose pulp and water, combined with other papermaking ingredients, the whole was. called the "supply" is introduced into the level box of an Aoudrinier machine, in order to ensure a supply.
EMI2.1
cor.tinu-2 mentation of li m # -. c h i n in supply.
The box
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level operates so as to ensure an even distribution of the supply, continuously flowing in a relatively non-turbulent state through the slot in the level box, extending over the entire width thereof, to achieve on Fourdrinier's metallic canvas. This wire mesh supports the supply from the head roll adjacent to the level box to the bed roll, from which the freshly formed sheet of paper is transported to other sections of the machine, in which the water is gradually extracted from the sheet of paper. The Fourdrinier endless wire mesh then returns to the head roll, to receive additional quantities of supply from the level box.
The function of the Fourdrinier wire mesh is to carry the delivery mass until a sufficient quantity of water has been extracted from the wet sheet of paper deposited thereon, so that said the film acquires sufficient strength to support its own weight without tearing. Additional devices used to aid in the removal of water from the newly formed sheet of paper are the forming table, table rolls, suction boxes and suction rollers.
Commonly used Fourdrinier wire mesh comprises a chain formed of phosphor bronze wires, that is to say an alloy based on copper and tin containing a relatively small proportion of tin, namely 7 to 8% the remainder being copper, while the weft threads are made of red brass, usually containing zinc in the proportion of approximately 15 to 205, the remainder being copper.
Fourarinier wire mesh is supported by the head roller at one end and by the roller
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couchette at its other end, on which it rolls.
Between these rollers, additional support is provided by the forming table, a series of table rollers and a series of suction boxes. The Fourdrinier wire mesh is driven by the couching roller and additional drive rollers. Its proper alignment on the machine is ensured by one or more guide rollers, and the proper tension of the fabric is maintained by one or more tension rollers.
Due to the vital function of Fourdrinier wire mesh in papermaking, and the fact that its extreme fragility to mechanical damage, abrasion, and other deleterious influences, this wire metal must be protected against lumps or lumps of supply which are liable to accumulate between the various rollers and the wire mesh, at the risk of slackening the latter. The means most frequently adopted for this purpose consist of sprinkler devices distributed at different points relative to the wire mesh, to project water thereon intended to wash this canvas and to remove therefrom the dough pieces liable to. come together on the wire mesh and on the return rollers of it.
The care taken in the installation of wire mesh in papermaking machines is an important factor influencing the useful life of the latter. In general, long, fine mesh wire mesh is more easily damaged than shorter, coarser mesh wire mesh. Damage which can result from faulty installation of wire mesh in papermaking machines consists of wrinkling or wrinkling, as well as damage - caused during operation, in the form of dents.
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directed downwards or upwards, cracks or cracks on the edges, etc. As will be understood, the relative importance of damage and mechanical wear varies from machine to machine.
When adequate measures are taken to reduce such damage to a minimum, normal mechanical wear becomes the main factor limiting the life of such wire mesh.
The most important factors which contribute to this normal mechanical wear of a wire mesh are the drag, due to the action of the suction boxes in the linear speed of advance of the wire mesh, and in the quantity of abrasive grains existing in the supply, when the latter flows from the level box onto the wire mesh. The wear manifests itself mainly on the internal or lower face of the metal line, it results from the passage of this metal wire, at a relatively high linear speed, against the surfaces of the fixed suction boxes in which a vacuum is created to facilitate the evacuation of water from the sheet of paper formed on the surface of the metal sheet.
When the surfaces of the suction boxes retain grains or other abrasive particles attached to them, the rate of mechanical wear is naturally increased. In order to reduce this mechanical wear, it has already been proposed to use materials other than wood, to constitute the upper wall of the suction boxes, to reduce the vacuum created in these suction boxes, and to eliminate more completely the grains of the supply intended to form the paper. However, the progress made in reducing the mechanical wear of wire mesh has been limited to the investigation of factors such as those listed above.
The increasing speeds which are gradually adopted in papermaking machines have made it necessary to consider other
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means suitable for increasing the duration of Fourdrinier's wire cloths, expressed in working days.
One of the objects of the present invention is to create compositions which, when they are applied to wire cloths of this type, operate on anti-wear agents or wear inhibitors, thus correspondingly increasing the useful life of such cloths. metal, in papermaking machines. Another object of the invention is to provide processes specific to the treatment of Fourdrinier wire cloths made of an alloy containing copper, so as to reduce the mechanical wear of such metal sieves, in papermaking machines. Other objects and advantages of the invention, some of which will be specially mentioned below, will emerge from the description which follows.
Applicant has discovered that the mechanical wear of Fourdrinier copper-containing alloy wire cloths can be reduced by applying directly to such wire cloths, or by adding to the aqueous fluids with which such wire cloths come in contact, compositions. containing a mixture of 2-aminoethanol and an alkali metal salt and 2-mercapto-benzo-thiazole. Although neither of these substances, when used alone, exerts an appreciable effect on the mechanical wear and tear of such wire cloths, the combination of these two bodies, within the range of the proportions specified here, reduces mechanical wear and increases the useful life of these wire mesh.
Although mixtures of these substances appear to adhere to or film the individual wires, the actual mechanism by which this surprising action is exerted has not heretofore been explained. However, these substances prove to be antiwear agents or wear inhibitors. The
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film thus deposited not only stops incident corrosion, but increases the very resistance of the wire to mechanical wear, erosion, or other similar effects, hence the duration of such wire mesh is increased beyond the useful period which could be counted so far.
Mixtures of 2-amino-ethanol, generally known as mono-ethanol-amine or simply ethanol-amine, and salts of an alkali metal and 2-mercapto-benzo-thiazole, which have been found to be effective for the purposes specified above are those corresponding to a range of proportions between approximately 35 and approximately 60 parts by weight of 2-amino-ethanol, and between approximately 65 and approximately 40 parts by weight of alkali metal salt of 2-mercapto-benzo-thiazole, based on. the equivalent of 2-mercapto-benzo-thiazole.
A preferred composition is an aqueous solution containing equal parts by weight of 2-amino-ethanol and 2-mercapto-benzo-thiazole in the form of its salt with an alkali metal, as indicated in Example 3 specified below.
When a fabric of phosphor bronze wire is immersed in an aqueous solution containing a salt of an alkali metal and of 2-mercapto-benzo-thiazole and 2-amino-ethanol, in proportions within the ranges below indicated above, then washed with water, the wires of the wire mesh being coated with a film of the mixture. This film remains even after washing with water. The metallic wires thus wetted or coated with this film are more resistant to attack by sulphide ions, and to corrosion, than untreated metallic wires.
When such a wire mesh is treated with a mixture containing less 2-amino-ethanol, or less 2-mercapto-benzo-thiazole than the specified propotion,
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less film remains on the wire, and the wire mesh therefore becomes more susceptible to attack by sulfide ions, and more exposed to corrosion.
In Example 1 given below, in which a composition B, containing 2-amino-ethanol and sodium 2-mercapto-benzo-thiazole, in proportions within the specified margins, the useful life of the Wire mesh thus treated was found to be less than that of the same wire mesh treated with Composition A, which contained the bodies in question, within the limits specified.
Elemental analysis of the wires of a Fourdrinier wire mesh, made of an alloy containing copper, treated in accordance with the process which is the subject of the present invention, revealed the presence of nitrogen and sulfur. This confirms that a film is definitively formed on the surface of these threads by the treatment in question. This film is not easily removed by washing with water, but on the contrary adheres strongly.
In the examples given below, a preferred method and composition have been indicated for the implementation of the present invention.
EXAMPLE 1.-
Addition of a composition A to the supply of a papermaking machine .-
The papermaking machine referred to in this example is a machine used for the production of newsprint, starting from a pulp consisting of a mixture of mechanical pulp and kraft pulp made from southern pine. This machine produces gross tonnage; measured at checkout level, de -ci *.? metric tons per day. The consistency of the supply, in the level box, is 0.7% (percentage by weight of pulp relative to water). The temperature of the supply is 43 C,
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and its pH is 5.0. Fourdrinier's endless wire mesh in this machine moves at a speed of 555 m per minute.
This Fourdrinier wire mesh is formed from phosphor bronze and red brass, its mesh size being 23.6 / 18.1 threads per cm. It is 542.3 cm wide and 35.48 m long.
The mesh size indicates the number of threads per linear centimeter. The first number refers to the warp threads, oriented longitudinally, that is to say in the direction of the machine, the second number indicating the weft threads, oriented in the opposite direction, that is to say transversely to the direction of the machine.
An aqueous solution which will hereinafter be called composition A, and which contains the following components, indicated as a percentage by weight,
Percentage of weight.
EMI9.1
<tb>
Disodium cyano-dithio-imido-carbonate <SEP> <SEP> 9.4
<tb>
<tb> Ethylene diamine <SEP> 3.5
<tb>
<tb> N-methyl-dithio-carbamate <SEP> of <SEP> potassium <SEP> 1.9
<tb>
<tb> sodium <SEP> 2-mercapto-benzo-thiazole <SEP> <SEP> 13.8
<tb>
<tb> 2-amino-ethanol <SEP> 12.2
<tb>
was continuously introduced into the supply, through the sieve thereof, at the rate of 189 g per metric ton of paper produced. This amount of composition A corresponds to a permanent concentration of 1.5 parts per thousand throughout the system. The mixture of composition A and supply then flowed from the level box onto the endless Fourdrinier wire mesh, moving at high speed.
Composition A came into intimate contact with the metallic threads of the fabric, during the process of evacuating the water from the sheet formed on this metallic fabric.
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In the table given below, the results given by the wire cloths of this papermaking machine have been collected, some of which have been subjected to the treatment with the composition A specified above, while others have been treated with composition B, namely a similar chemical composition, intended to adequately control the formation of microbial sludge, and to reduce the blackening of the metallic threads of the Fourdrinier cloth, this composition B consisting of an aqueous solution which contains the following bodies, indicated as a percentage by weight:
Percentage of weight.-
EMI10.1
<tb> Cyano-dithio-imido-carbonate <SEP> disodium <SEP> 10.0
<tb>
<tb> Ethylene diamine <SEP> 3.7
<tb>
EMI10.2
Potassium N-methyl-ditlm-carbamate 13.7
EMI10.3
<tb> <SEP> sodium 2-mercapto-benzo-thiazole <SEP> <SEP> 14.7
<tb>
<tb> 2-amino-ethanol <SEP> 6.5
<tb>
Composition B, which contained the same ingredients as composition A, but with a lower proportion of 2-amino-ethanol relative to sodium 2-mercapto-benzothiazole, did not exert any effects. appreciable over the useful life of the Fourdrinie wire cloths. The wire mesh which has been subjected to the treatment using composition B has been mentioned in the table only to provide a basis for comparison.
Each of the wire cloths mentioned in the results table given below was kept in continuous service in the papermaking machine, until it became unusable. The number of days indicated in the third column of the table represents the maximum possible period of use or duration of each wire mesh fitted in the machine, before
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that its replacement is necessary.
Duration of the wire mesh
EMI11.1
<tb> Canvas <SEP> Useful <SEP> duration <SEP> Percentage <SEP> of increase
<tb>
<tb> metal- <SEP> on <SEP> the <SEP> machi- <SEP> above <SEP> of <SEP> 13 <SEP> days <SEP> of
<tb>
<tb> lique <SEP> Processing <SEP> ne <SEP> useful <SEP> duration
<tb>
EMI11.2
not
EMI11.3
<tb> 1 <SEP> Composition <SEP> B <SEP> 13
<tb>
<tb> 2 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 15 <SEP> 15
<tb>
<tb>. <SEP> ¯
<tb> 3 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 17.2 <SEP> 32
<tb>
As can be seen from the table above, composition A increased the useful life of the wire mesh in this machine by an amount of up to 32%.
EXAMPLE 2.-
Application of composition A to the wire mesh by means of the sprinklers belonging to a papermaking machine.
The papermaking machine referred to in this example is used to produce medium and heavy light kraft paper, unbleached kraft linerboard, and also unbleached kraft pulp. Its normal production is 272 met @ ic tons per day. The consistency of the supply in the level box varies between 0.2 and 0.5%. The temperature of the supply in the level box is approximately 43 C and its pH is usually between 5.0 and 6.0 but, when this machine is used to produce unbleached kraft pulp, the pH may be high. up to 8.0.
The Fordrinier endless wire mesh of this machine travels at speeds varying between 305 and 533 meters per minute, although most of the time the machine operates at an intermediate speed between 457 and 488 meters per minute.
The mechanical screens used in this machine are 42.4 m long and 670.5 cm wide. A single wire mesh, among the four
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the metal used in this machine has a mesh size of 23.6 / 18.9, the machine being most frequently used with wire mesh having a mesh size of 23.6 / 19.3. The type of wire mesh used presents the following composition by way of example; weft threads: alloy containing 85% copper and 15% zinc warp threads: alloy containing 92% copper and 8% tin.
Composition A, as indicated in example
1 above, was introduced at the rate of 494 g per metric ton of paper produced, into the water supplied by six sprinklers. Each of these sprinklers is located inside the endless wire mesh, between the head roll and the bed roll, and extends across the full width of the wire mesh, these sprinklers projecting jets of water through nozzles, to strike the underside of the wire mesh, on its return strand, between the lying roller and the head roller. The water was at a pH of 7.0 and a temperature of 43 C. It was distributed in these six sprinklers at the rate of 3,765 liters per minute: -.
In this example, composition A was first injected into the water flowing through the six sprinklers, in an amount such that the water hitting the fabric / wire contained 30 parts per thousand. of this composition A. Six consecutive wire cloths (numbered from 17 to 22 in the table below) were continuously treated in this way, during the operation of the machine and, as regards two other wire cloths. ques (numbered 23 and 24) composition A was added only to the water supplying the last three devices
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sprinkling, that is to say those located closest to the head roller, at a rate corresponding to 60 parts per thousand of composition A in the sprinkling water hitting the wire mesh.
The results given in the following table indicate the number of linear meters that each wire mesh has traveled in / the machine, during the papermaking operations, before having to be replaced. The wire mesh numbered 17 to 24 were treated by adding composition A to the sprinkling water, as described above, while the wire mesh numbered 1 to 16 were treated with composition C, namely an aqueous solution containing the following substances, in the percentages by weight indicated:
Percentage by weight Disodium cyano-dithio-imido-carbonate 12.7 Potassium N-methyl-dithio-carbamate 17.5 Ethylene-diamine 4.8
The additions of composition C were made at a rate of 4 parts per thousand, for a period of - six hours per day, in the pump by means of which the supply flows over the Fourdrinier wire mesh, in passing through the level checkout. The average number of meters covered by each of the 16 wire mesh treated with composition B was 5,294,142 meters.
When similar wire cloths were treated with composition A, as described, the 8 wire cloths numbered 17 to 24 had traveled an average useful path of 6,687,772 meters, representing an increase. average service life of 29.7
<Desc / Clms Page number 14>
EMI14.1
<tb> Canvas <SEP> m- <SEP> Processing <SEP> Path <SEP> metric <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> tallique <SEP> total
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 7.162.125
<tb>
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<tb> 2 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 6.009.551
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<tb> 3 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 6.507.126
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<tb> 4 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 6.400.821
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<tb> 5 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 3.988.998
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<tb> 6 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 6.096.745
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<tb> 7 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 3.310.011
<tb>
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<tb> 8 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 5,288.401
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> 9 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 4.627.120
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 6.414.979
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 11 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 3,695,813
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 12 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 3,814,313
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 13 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 5.151.902
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 14 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 5.516.173
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 15 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 4.143.151
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 16 <SEP> Composition <SEP> C <SEP> 6,579.047
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 17 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 8,
514.637
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 18 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 7.367.037
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 19 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 5.833.449
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 20 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 7.256.577
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 21 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 6.042.095
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 22 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 6.627.309
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 23 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 5.833.449
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 24 <SEP> Composition <SEP> A <SEP> 7.467.625
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> EXAMPLE <SEP> 3.-
<tb>
ADplication of composition D by means of watering devices for the wire mesh of a papermaking machine.
The papermaking machine in this example is the same as the one used in the example above,
and metal canvases by La
<Desc / Clms Page number 15>
same composition were used in this machine.
Composition D used in this example is an aqueous solution containing the following substances, in the weight percentages indicated:
Weight percent sodium 2-mercapto-benzo-thiazols (based on its 2-mercapto-benzothiazols equivalent) 26.0 2-amino-ethanol 26.0
Composition D was introduced into the water supplying the two nearest sprinklers of the head roller at a rate of 428 g of composition D per metric ton of paper produced, which corresponds to a concentration of 78 parts per thousand of compound D, or approximately 40 parts per thousand of 2-amino-ethanol and 2-mercapto-benzo-thiazols in the irrigation water.
A Fourdrinier wire mesh which was thus treated had a useful life of at least 9 * 448,831 meters, which represents an increase of at least 78.5% over 5,294,142 meters, representing the average number of meters covered by the wire mesh referred to in Example 2 treated by means of composition C.
A second, similar Fourdrinier wire cloth, treated in the same way with Compo- sition D, had a useful life of 11,964,658 meters, which represents an increase of 126%, although this wire mesh has been damaged by wrinkling during installation in the machine.
Composition D referred to in Example 3 is a fluid composition which represents a suitable form of use, in which the mixture of
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alkali metal salt of 2-mrcapto-benzo-thiazole and -amino-ethanol can be conveniently dispensed and used
<Desc / Clms Page number 16>
during papermaking operations. The application of this mixture directly to the wire mesh, by means of the sprinklers, is also considered to constitute a preferred method of treating such wire mesh in accordance with the process which is the subject of the invention.
EXAMPLE 4
Composition E
A composition was prepared by mixing 41.4 g of an aqueous solution containing 10.1 g of disodium cyanodithio-imido-carbonate with 26.4 g of a solution.
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aqueous containing 13, $ g of potassium Ij-methyl-dithiocarbamate and 3.7 g of ethylenediamine. To the resulting solution, 13.0 g of 2-amino-ethanol, 13.0 g of 2-mercapto-benzothiazole, and 2.4 g of sodium hydroxide were added.
The clear, orange-colored solution thus obtained can be used in papermaking machines in the same manner as described in the other examples given.
EXAMPLE 5 Application of composition A to the wire mesh by means of the sprinklers, in a papermaking machine.
The papermaking machine referred to in this example is used to produce creped or corrugated paper from a supply of semi-chemical hardwood pulp, at a standard production rate of 200 metric tons per. day. The consistency of the supply in the level box is 1.0%. The temperature of the supply in the level box is approximately 49 ° C and its pH is usually 8.0. Fourdrinier's endless wire mesh, in this
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te fi? ^; 'ii; p se -ic - .. wf, e. a speed of 257.5 meters per minute.
<Desc / Clms Page number 17>
The wire mesh used in this machine is 33.75 meters long, 483 centimeters wide, and has a mesh size of 22.0 / 13.4. Weft metal threads are all made of a bronze alloy.
Composition A, as specified in Example 1 above, was added to the tank where the fluid it contains is reused in the preparation of the supply, in a dose of 11.34 kg. , when the wire mesh was installed in the machine, after which this composition was introduced continuously, at a rate of 205.7 g per metric ton of paper produced, into the water distributed by a single device of watering the wire mesh.
This watering device was located inside the endless wire mesh, between the head roller and the couch roller, and extended over the entire width of the wire mesh; liquid coming from the sprinkler was projected by its nozzles to strike the inner face of the wire mesh, at the point where the latter passes over a return roll, to receive from the lying roll to the head roll . The water used in the sprinkler was untreated lake water, pH 5.5-6.0, without buffering, so that the solution of composition A in this water gave it an alkaline pH.
The sprinkler device delivered 946 liters per minute at a pressure of 7733 g per cm 2, and the concentration of composition A therefore amounted to 37 parts per thousand, in the sprinkler water.
Composition C as specified in Example 2 above has been used in this machine throughout the life of identical wire fabrics. It was added at the rate of 205.7 g per metric ton in the
<Desc / Clms Page number 18>
tank, for a period of 6 hours each day, thereby giving a concentration of 2.5 parts per thousand, based on the weight of the aqueous fluid in the system.
The average useful life of the wire cloths thus treated with composition C was 14 days, while the useful life of the wire cloths treated by means of composition A was 26 days. The useful life of the wire mesh was therefore increased by 86%, when the treatment using composition C was replaced by the treatment using composition A.
The preceding examples relate to preferred embodiments of the invention, and were chosen simply for illustrative purposes. The salts of potassium and other alkali metals and of 2-mercapto-benzo-thiazole may be used in place of the sodium salt, in equivalent amounts. The 2-amino-ethanol and the salt of an alkali metal and 2-mercapto-benzo-thiazole can be added separately, or already mixed together, to any of the units of a manufacturing machine. to paper fitted with copper alloy Fourdrinier wire cloths, and in amounts capable of ensuring a concentration on the wire mesh sufficient to form an adherent film.
This will normally correspond to an excess amount of 0.5 parts per thousand by weight of the mixture, based on the weight of the aqueous fluid circulating in the machine. Preferably, the mixture is applied directly as an aqueous solution to the wire mesh before it is installed in the machine. The film thus deposited is maintained and completed by additional additions of the composition to the water of the normal watering devices for the wire mesh, or to the water supplying a special SD watering device intended for the spraying. direct application on the roof
<Desc / Clms Page number 19>
metal, during machine operation.
The concentration of the mixture, preferably used in this special sprinkler device will be at least 40 parts per million of the mixture in the sprinkler water, and should not exceed 5.0% generally.
Compositions A, B, C and E, each of which
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which contains a mixture of disodium cyano-8ithio-imido-carbonate, ethylenediamine and potassium N-methyl-dithio-carbamate, are useful elements of compositions intended to control microbial sludge and iron bacteria , in papermaking operations, such as those described in Belgian Patent No. 562,450 of November 18, 1957.
The use of compositions containing these chemical agents for the purposes indicated may, however, in certain cases cause the blackening of the Fourdrinier wire cloth, by formation of a deposit or a film of copper sulphide, at the surface of the wire mesh. In extreme cases, these copper sulphide films can partially obstruct or clog the meshes of the Fourdrinier wire mesh, thus reducing the possibility of water passing through this wire mesh.
This blackening of the wire mesh can be prevented by the addition to such compositions of 2-amino-ethanol and an alkali metal salt and 2-mercapto-benzo-thiazole. However, when.-Amino-ethanol and a salt of an alkali metal and 2-mercapto-benzo-thiazole are added to such compositions in the amounts corresponding to the proportions defined herein not only blackening is prevented, but still the useful life of such wire cloths is increased, as has been indicated. The additional elements belonging to such compositions do not appear to affect or decrease the effectiveness of the mixture of -amino-ethanol and
<Desc / Clms Page number 20>
salt of an alkali metal and of -mercapto-benzo-thiazole,
as to the increase in the useful life of Fourdrinier wire cloths. In addition, the microbicidal activity of such additional components does not appear to be adversely affected by the mixture of 2-amino-ethanol and an alkali metal salt and 2-mercapto-benzo-t'hiazole. in addition to the compositions co-specified above, useful compositions containing some but not all of the foregoing, in addition to 2-amino-ethanol and the salt of an alkali metal and 2-mercapto-benzo-thiazole, in proportions specified here are also included within the scope of the invention.
These compositions may contain, as additional elements, only a water soluble salt of cyano-dithioimido-carbonic acid, or a water soluble salt of an N-mono-alkyl acid. -substituted dithio-carbamic, the alkyl radicals of which have less than four carbon atoms, or a mixture of water-soluble salt of cyano-dithio-imido-carbonic acid and ethylene-diamine, or d 'another diaminoalkane having not more than six carbon atoms, wherein the substituent amino groups are on adjacent carbon atoms, in an amount corresponding to a molecular ratio of not substantially greater than 1.5 molecules / gram of diaminoalkane for each gram molecule of cyano-dithio-imido-carbonate.
For example, such compositions are described in Belgian Patent 557,184 of May 3, 1957 as well as in United States Patent 2,881,071 of April 7, 1959, and can be used in amounts and for specified purposes.
The diamino-alkanes mentioned include ethylene-diamine (1,2-diamino-ethane), propylene-diamine (1,2-diamino-propane) and 2,3-diamino-2,3-dimethyl- butane. Salts of N-monoalkyl-substituted dithio car-
<Desc / Clms Page number 21>
Bamic acids mentioned include the sodium, potassium, and other water soluble salts of N-methyl-dithiocarbamic acid, N-ethyl-dithio-
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carbamic acid, N-n-propyl-dithio-carbamic acid, and N-iso-propyl-dithio-carbamic acid.
Such compositions included within the scope of the invention, and useful for specified purposes, may be considered accordingly as aqueous solutions containing the following components, in proportions corresponding to the range of weight percentages specified in each. of the previous Tables. The last three components are, as stated above, desirable components, but all three, or one or more of them, may be omitted, as indicated, depending on the particular use for which the composition is intended.
Percentage margin by weight
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<tb> Salt <SEP> of an alkaline <SEP> metal <SEP> <SEP> and <SEP> of <SEP> 2-
<tb>
<tb>
<tb> mercapto-benzo-thiazole <SEP> (based <SEP> on
<tb>
<tb>
<tb> its <SEP> equivalent <SEP> in <SEP> 2-mercapto-benzo-
<tb>
<tb>
<tb> thiazole) <SEP> 10-30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2-amino-ethanol <SEP> 10-30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Soluble <SEP> salt <SEP> in <SEP> water <SEP> of <SEP> cyano- acid
<tb>
<tb>
<tb> dithio-imido-carbonic <SEP> 8-25
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ethylene-diamine <SEP> or <SEP> other <SEP> diamino-
<tb>
<tb>
<tb> alkale, <SEP> as well as <SEP> than <SEP> specified <SEP> 3-10
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Soluble <SEP> salt <SEP> in <SEP> water <SEP> of <SEP> N-methyl- acid
<tb>
<tb>
<tb> dithio-carbamic <SEP> or <SEP> of a <SEP> other <SEP> N-mono-
<tb>
<tb>
<tb> alkyl-substituted <SEP> dithio-carbamate,
<SEP> so
<tb>
<tb>
<tb> than <SEP> specified <SEP> 12-40
<tb>
The foregoing description is aimed at preferred embodiments of the invention, chosen simply by way of illustration. It should be understood that it is not limited to these examples, and that modifications, variations and alternatives, other than those which have been suggested above, -or which would be required to adapt the process to certain particular machines papermaking, or certain operations thereof, -21-
<Desc / Clms Page number 22>
can be made without departing from the scope of the invention.
CLAIMS
1.- Composition comprising 2-amino-ethanol
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and an alkali metal salt of 2-mercapto-benzo-Lhiazole in amounts corresponding to proportions varying between 35 and 60 parts by weight of 2-amino-ethanol and between 65 and 40 parts by weight (based on its equivalent in 2-mercapto-benzo-thiazole) an alkali metal salt and 2-mercapto-benzo-thiazole.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.