CZ20014291A3 - Stabilní soly oxidu křemičitého s velkým povrchem a se zlepąenou aktivitou, způsob jejich výroby a jejich pouľití - Google Patents
Stabilní soly oxidu křemičitého s velkým povrchem a se zlepąenou aktivitou, způsob jejich výroby a jejich pouľití Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20014291A3 CZ20014291A3 CZ20014291A CZ20014291A CZ20014291A3 CZ 20014291 A3 CZ20014291 A3 CZ 20014291A3 CZ 20014291 A CZ20014291 A CZ 20014291A CZ 20014291 A CZ20014291 A CZ 20014291A CZ 20014291 A3 CZ20014291 A3 CZ 20014291A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- weight
- colloidal silica
- silica
- papermaking
- added
- Prior art date
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 179
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 title claims abstract description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 title description 9
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims abstract description 71
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 97
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 54
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 28
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 26
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 26
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 19
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 17
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 17
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 14
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 claims description 9
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 6
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 3
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 56
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 35
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 28
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 19
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 16
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 16
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 13
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 12
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 10
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 7
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 238000010904 focused beam reflectance measurement Methods 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 4
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 4
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 4
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 4
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C(C)=C JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- NJSSICCENMLTKO-HRCBOCMUSA-N [(1r,2s,4r,5r)-3-hydroxy-4-(4-methylphenyl)sulfonyloxy-6,8-dioxabicyclo[3.2.1]octan-2-yl] 4-methylbenzenesulfonate Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1S(=O)(=O)O[C@H]1C(O)[C@@H](OS(=O)(=O)C=2C=CC(C)=CC=2)[C@@H]2OC[C@H]1O2 NJSSICCENMLTKO-HRCBOCMUSA-N 0.000 description 3
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 3
- 229920006318 anionic polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 3
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- -1 synthetic clays Chemical compound 0.000 description 3
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SJIXRGNQPBQWMK-UHFFFAOYSA-N 2-(diethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCN(CC)CCOC(=O)C(C)=C SJIXRGNQPBQWMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QHVBLSNVXDSMEB-UHFFFAOYSA-N 2-(diethylamino)ethyl prop-2-enoate Chemical compound CCN(CC)CCOC(=O)C=C QHVBLSNVXDSMEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl prop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C=C DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical compound CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 241000533950 Leucojum Species 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910004742 Na2 O Inorganic materials 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium group Chemical group [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ABBZJHFBQXYTLU-UHFFFAOYSA-N but-3-enamide Chemical compound NC(=O)CC=C ABBZJHFBQXYTLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 229940075614 colloidal silicon dioxide Drugs 0.000 description 2
- IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(oxo)silane Chemical compound O[Si](O)=O IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 2
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000008234 soft water Substances 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- UZNHKBFIBYXPDV-UHFFFAOYSA-N trimethyl-[3-(2-methylprop-2-enoylamino)propyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC(=C)C(=O)NCCC[N+](C)(C)C UZNHKBFIBYXPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- ZLPXFBBKYQYQEA-UHFFFAOYSA-N 1-(prop-2-enoylamino)ethanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(C)NC(=O)C=C ZLPXFBBKYQYQEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MPNXSZJPSVBLHP-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-n-phenylpyridine-3-carboxamide Chemical compound ClC1=NC=CC=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 MPNXSZJPSVBLHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZHLFBWPVNHZDRA-UHFFFAOYSA-N 3-chloroprop-1-en-2-ol Chemical group OC(=C)CCl ZHLFBWPVNHZDRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IRLPACMLTUPBCL-KQYNXXCUSA-N 5'-adenylyl sulfate Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OS(O)(=O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O IRLPACMLTUPBCL-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- 229920002126 Acrylic acid copolymer Polymers 0.000 description 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 244000303965 Cyamopsis psoralioides Species 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006683 Mannich reaction Methods 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 1
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical group OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920006322 acrylamide copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006319 cationized starch Polymers 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- VAYGXNSJCAHWJZ-UHFFFAOYSA-N dimethyl sulfate Chemical compound COS(=O)(=O)OC VAYGXNSJCAHWJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009300 dissolved air flotation Methods 0.000 description 1
- DHUSXRNOMZWNNA-UHFFFAOYSA-N ethanesulfonic acid;prop-2-enamide Chemical compound NC(=O)C=C.CCS(O)(=O)=O DHUSXRNOMZWNNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000015203 fruit juice Nutrition 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L hectorite Chemical compound [Li+].[OH-].[OH-].[Na+].[Mg+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O[Si]([O-])(O1)O[Si]1([O-])O2 KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000271 hectorite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- 230000005087 leaf formation Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001281 polyalkylene Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 229940100486 rice starch Drugs 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000010421 standard material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- PUVAFTRIIUSGLK-UHFFFAOYSA-M trimethyl(oxiran-2-ylmethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CC1CO1 PUVAFTRIIUSGLK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N vinylsulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=C NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 235000014101 wine Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
- B01J13/0004—Preparation of sols
- B01J13/0008—Sols of inorganic materials in water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
- C01B33/141—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions
- C01B33/142—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions by acidic treatment of silicates
- C01B33/143—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions by acidic treatment of silicates of aqueous solutions of silicates
-
- 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
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/06—Paper forming aids
- D21H21/10—Retention agents or drainage improvers
-
- 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
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/28—Starch
- D21H17/29—Starch cationic
-
- 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
- D21H17/68—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments siliceous, e.g. clays
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Paper (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Description
Stabilní sóly oxidu křemičitého s velkým povrchem a se zlepšenou aktivitou, způsob jejich výroby a jejich použití
Oblast techniky
Vynález se týká koloidních solů oxidu křemičitého s velkým povrchem a se zlepšenou stabilitou. Týká se také způsobů přípravy takových koloidních solú oxidu křemičitého při výrobě papíru. Koloidní sóly oxidu křemičitého podle vynálezu jedinečně vykazují tuto stabilitu při tak velkém povrchu bez úprav povrchu například hliníkem. Kromě toho vykazují koloidní sóly oxidu křemičitého zlepšenou stabilitu při poměrně vysokém obsahu pevných látek. Nadto vykazují koloidní sóly oxidu křemičitého podle vynálezu s výhodou výtečnou aktivitu nejenom v zásaditých ale také v kyselých materiálech pro výrobu papíru. Koloidní sóly oxidu křemičitého podle vynálezu mají nejrůznější použitelnost, v papírenském průmyslu například jako retenční a odvodňovací pomocné prostředky.
Dosavadní stav techniky
V amerických patentových spisech číslo 5 643414 a 5 368833 jsou popsány mikročástice koloidního oxidu křemičitého s velkým povrchem, například větším než 700 m2/g a s hodnotou S 20 a 40, což je výhodné pro výrobu papíru. V těchto patentových spisech je vyjádřena nutnost povrchového zpracováni koloidních částic oxidu křemičitého hliníkem k dosažení stabilizace povrchu a tím také produktu. V americkém patentovém spise číslo 5 603805 se také popisuje koloidní oxid křemičitý s povrchem větším než 700 m2/g a s hodnou S 20 až 40, kterého lze použít při výrobě papíru. Tento patentový spis zřetelně vyjadřuje, že k dosažení stabilního koloidního produktu oxidu křemičitého je třeba povrchu menšího než 700 m2/g bez zpracování povchu hliníkem, což je užitečné v papírenských aplikacích.
Na rozdíl od toho se vynález týká stabilního kompozice koloidního oxidu křemičitého, kteráý se hodí pro papírenské aplikace a má povrch větší než 700 m2/g a hodnotu S 20 až 50. Oproti uvedeným americkým patentovým spisům poskytuje tento vynález koloidní oxid křemičitý, který zůstává stabilní bez přísad povrchového hliníku.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je stabilní koloidní oxid křemičitý s povrchem větším než 700 m2/g a s hodnotou S 20 až 50.
Výhodněji je povrch větší než 750 m2/g a nejvýhodněji větší než 800 m2/g a hodnota S je 20 až 50, nejvýhodněji 20 až
40. Koloidní oxidy křemičité podle vynálezu nepotřebují k dosažení stability zpracování povrchu činidly jako je hliník. Podle vynálezu je koloidní oxid křemičitý definován jako oxid křemičitý, jehož povrch zůstává nad 700 m2/g a hodnota S zůstává 20 až 50, když koncentrovaný produkt stárne při teplotě místnosti nejméně 30 dní s výhodou po dobu delší než 60 dní. Koloidní vodné sóly oxidu křemičitého podle vynálezu je možno vyrábět a skladovat při koncentracích až hmotnostně 7 % oxidu křemičitého až hmotnostně 15 % oxidu křemičitého nebo vyšších a při tom zůstávají stabilní při teplotě místnosti 30 dní, zpravidla nejméně 60 dní, ve srovnání s dosavadními vodnými sóly oxidu křemičitého Ci nadále jsou procenta míněna vždy hmotnostně, pokud není uvedeno jinak). Kromě toho vykazují koloidní sóly oxidu křemičitého podle vynálezu s výhodou zlepšené užitkové vlastnosti oproti dosavadním koloidním sólům oxidu křemičitého v aplikacích, jako je například výroba papíru. Například koloidní sóly oxidu křemičitého podle vynálezu, vyrobené pouze z oxidu křemičitého, mají zlepšenou aktivitu nejenom v alkalických, ale s překvapením také v kyselých materiálech pro výrobu papíru.
Vynález se týká také způsobů výroby koloidních solů oxidu křemičitého podle vynálezu majících povrch větší než 700 m2/g a hodnotu S 20 až 50.
Jeden způsob výroby koloidního sólu oxidu křemičitého spočívá podle vynálezu v tom, že
Ca) se vytvoří výchozí směs Cnebo základ) obsahující vodu a křemičitan alkalických kovů s molovým poměrem oxidu křemičitého k oxidu alkalického kovu 15=1 až 1=1 a s hodnotou pH alespoň 10, obvykle alespoň 11 a sloučeninu ze souboru zahrnujícího kyselinu, její odpovídající sůl a jejich směs, přičemž křemičitan alkalického kovu a kyselina jsou zpočástku v hmotnostním poměru alespoň 63=1 za udržování teploty výchozí směsi je pod 37,8 C, zpravidla 15,5 až 29,5 C;
Cb) pomalu a kontinuálně se přidává do výchozí směsi vodná kompozice kyseliny křemičité, mající obsah oxidu křemičitého hmotnostně 5,0 až 7,2 s výhodou 6,0 až 6,8 %, za udržování teploty pod 37,8 C, zpravidla 15,5 až 29,5 C až do přidání % až 3/4 kompozice kyseliny křemičité do výchozí směsi;
Cc) načež se pomalu zvyšuje teplota směsi například během 10 až 35 minut na 46,1 C až 51,6 Ca tato teplota se udržuje až do úplného přidání kompozice kyseliny křemičité;
<s
Cd) teplota směsi se popřípadě udržuje pod 51,6 C, zpravidla o o
46,1 C až 51,6 C po dobu jedné hodiny a
Ce) zahřívání se přeruší a popřípadě se odstraňuje voda z výsledné směsi až do hmotnostního obsahu pevných látek, vztažených na oxid křemičitý, 7 nebo více procent, zpravidla 11 i více procent.
Alternativní způsob přípravy vodných solů oxidu křemičitého podle vynálezu spočívá v použití ionexové pryskyřice k nastartování reakce křemičitanu alkalického kovu Cpříklad
3). Reakce se řídí rychlostí přidávání, například 0 až 30 minut, Czpravidla méně než 15 minut) a poměrem křemičitanu alkalického kovu k ionexové pryskyřici během polymerace k vytvoře4 •· ···· « ·· • * · · · « · • · · · · · · • · · · · · • · · · φ • · · · · φ φ φ φ φ φ φ ní koloidního oxidu křemičitého. Molární poměr vodíkového iontu v katexové pryskyřici k iontu alkalického kovu v křemičitanu alkalického kovu je 40 až 100 s výhodou 50 až 100Λ. Teplota během vytváření koloidního oxidu křemičitého se v tomo to alternativním způsobu podle vynálezu je 10 až 37,8 C, o
s výhodou 21,1 až 32,2 C. Při tomto provedení způsobu podle vynálezu se produkovaný koloidní oxid křemičitý může popřípadě tepelně zpracovávat (například dodatečně zpracovávat).
Vynález objasňuje následující podrobný popis.
Vynález se týká výroby koloidního oxidu křemičitého s povrchem zjištěným způsobem Sears Method (Anal. Chem. 28, str. 1981, 1956) větším než 700 m2/g, s výhodou větším než 750 m2/g a nejvýhodněji větším než 800 m2/g a s hodnotou S (Iler a Dalton, J. Phys. Chem, 60 str. 955, 1956) menší než 50, s výhodou 20 až 50 a nejvýhodněji 20 až 40 a s hmotnostním obsahem pevných částic 7 až 20 % oxidu křemičitého.
Jedním způsobem přípravy výchozí směsi (základu“) je přidávání zdroje aktivního oxidu křemičitého, obvykle ve formě kyseliny křemičité nebo polykřemičité během stanovené doby. V průběhu přidávání aktivního oxidu křemičitého se řídí teplota reakční směsi daným rozsahem teplot. Jakmile je přidáno předepsané mnmožství aktivního oxidu křemičitého, může se směs zkoncentrovat. Proces koncentrování může probíhat různými způsoby. Jakožto příklady koncentování bez záměru na jakémkoliv omezení se uvádí odpařování a/nebo způsob membránové separace, jako je ultrafiltrace nebo mikrofiltrace. Voda se odvádí až do dosažení obsahu oxidu křemičitého 7 až 20 % v konečném produktu .
Při uvedeném způsobu sestává základ z vody, z některého obchodně dostupného křemičitanu nebo z alkalických vodních skel a z kyseliny a/nebo z její odpovídající soli v předepsa5 • ·
ném poměru. I když pořadí přísad není pro účely snadné výroby významné, zjistilo se, že kyselina se má přidávat do ředicí vody před přidáním oxidu křemičitého.
Alkalickým vodním sklem nebo křemičitany může být libovolné množství konvenčních materiálů. Jsou to normálně draselné nebo sodné soli. Poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému nebo draselnému může být 15=1 až 1=1 a s výhodou je 2,5=1 až 3,9=1. Takové roztoky vodního skla mají hodnotu pH obvykle vyšší než 10, zpravidla přibližně 11.
Kyselinou, použitou v uvedeném způsobu, může být kterákoli organická nebo minerální kyselina. Příkladně, bez záměru na jakémkoliv omezení, se uvádějí minerální kyseliny, jako je kyselina chlorovodíková, fosforečné nebo sírová nebo takové materiály, jako je oxid uhličitý. Příkladně, bez záměru na jakémkoliv omezení, se jako organické kyseliny uvádějí kyselina octová, mravenčí a propionová. Příklady vhodných solí jsou= síran sodný, octan sodný, síran draselný, octan draselný, trinatriumfosfát a hydrogenfosfát sodný.
Jakmile je připraven základ pro uvedený způsob přípravy, o
sníží se teplota směsi na alespoň 29,4 C, zpravidla na alespoň 26,6 Ca obvykle na 15,5 až 29,4 C. V této chvíli se začne pomalu přidávat do směsi kyselina křemičitá nebo polykřemičitá, například během přibližně čtyř hodin. Kyselina křemičitá, vhodná pro způsob podle vynálezu, se může připravit jedním ze způsobů obvyklých v oboru, jako je katexová výměna zředěných roztoků alkalického vodního skla, jak shora popsáno. Zředěné roztoky obsahují obvykle 3 až 9 % pevných látek na bázi oxidu křemičitého, zpravidla 5,0 až 7,2 % a výhodně 6,0 až 6,8 %. Typické obchodní produkty jsou popsány v amerických patentových spisech číslo 3 582502 a 2 244335. I když hmotnostní poměr křemičitanu alkalického kovu ke kyselině může kolísat, je tento poměr alespoň 63=1. Kyselina křemičitá nebo polykřemičitá se pomalu plynule přidává do směsi zamíchání, dokud se nepřidá % až 3/4 kyseliny křemičité nebo polykřemičité do výchozí směsi při udržování teploty pod 29,4 °C, zpraO O vidla pod 26, 6 Ca obvykle 15,5 až 29,4 C. Teplota se pak pomalu zvyšuje, například během 10 až 35 minut na 46,1 až 51,6 o
C a při této teplotě se udržuje až do ukončení přísady zbývající kyseliny křemičité nebo polykřemičité. Případně se pak teplota udržuje jednu hodinu pod 51,6 °C, zpravidla 46,1 až
51,6 “C.
Popřípadě se pak může voda ze směsi odstraňovat známými způsoby až do obsah pevných látek 7 i více procent, zpravidla 11 nebo více procent.
Dalším alternativním způsobem přípravy vodných solů oxidu křemičitého podle vynálezu je použití katexové pryskyřice, s výhodou slabě kyselé katexové pryskyřice ke spuštění reakce křemičitanu alkalického kovu (příklad 35 k výrobě koloidního oxidu křemičitého. Reakce se řídí rychlostí přidávání a poměrem křemičitanu alkalického kovu ke katexové pryskyřici během polymerace k vyrobení koloidního oxidu křemičitého. Popřípadě se koloidní produkt při tomto způsobu může tepelně zpracovávat .
Při alternativním způsobu přípravy stabilního koloidního sólu oxidu křemičitého podle vynálezu se (a) naplní reakční nádoba katexovou pryskyřicí mající nejméně 40 s výhodou alespoň 50 % katexové kapacity ve vodíkové formě, přičemž reakční nádoba má prostředky, například síto u dna reakční nádoby k oddělování koloidního oxidu křemičitého, vytvářeného během procesu, od katexové pryskyřice; Cb) do reakční nádoby se vnese (v podstatě najednou) vodný křemičitan alkalického kovu v molovém poměrem oxidu křemičitého k oxidu alkalického kovu 15=1 až 1=1 a pří hodnotě pH alespoň 10, s výhodou alespoň 11; Cc> míchá se obsah v reakční nádobě až do dosažení hodnoty pH
8,5 až 11.0, s výhodou 9,2 až 10,0; Cd) hodnota pH obsahu reakční nádoby se upraví na více než 10, s výhodou 10,4 až 10,7 použitím přídavného množství křemičitanu alkalického kovu; a Ce) oddělí se výsledný koloidní oxid křemičitý podle vynálezu od katexové pryskyřice při vyjímání koloidního oxidu křemičitého z reakční nádoby. Nastavení hodnoty pH ve stupni Cd) se může provést buď v reakční nádobě nebo až po vyjmutí výsledného koloidního oxidu křemičitého z reakční nádoby. Tato úprava hodnoty pH se provede do 10 minut až 3 hodin po ukončení stupně Ce).
Ukázalo se, že komposice koloidního oxidu křemičitého podle vynálezu jsou o 20 až 40 % účinnější než odvodňovací a retenční pomocný prostředek ve výrobě papíru ve srovnání se známými kompozicemi ze stavu techniky. Kromě toho se ukázalo, že kompozice podle vynálezu s překvapením vykazují aktivitu v oblastech, ve kterých známé kompozice podle stavu techniky již aktivní nejsou, především v kyselých materiálech pro výrobu papíru. I když výhodným využitím kompozic koloidného oxidu křemičitého je jako odvodňovacího a retenčního pomocného prostředku při výrobě papíru, může být kompozic podle vynálezu použito i k jiným účelům, například k čeření piva, vína, ovocných štáv a cukru; k čeření vody včetně čeření surových a odpadních vod; jako mosiče katalyzátoru; jako složky povlékacích kompozic; jako povlékací složky pro plasty; jako složky odolávající otěru; k přesnému lití; jako složky keramických vyzdívek; a v žáruvzdorných materiálech.
Vynález se dále týká způsobu zlepšení výroby papíru, který zahrnuje stupeň přísady kolodiního oxidu křemičitého podle vynálezu do materiálu pro výrobu papíru v množství 0,00005 až přibližně 1,25 % vztaženo k suché hmotnosti vláknin v suspensi nebo násadě. V alternativním provedení se do násady může přidat neiont-ový, katexový nebo anexový flokulant buď před přidáním koloidního oxidu křemičitého nebo po něm, v množství přib8 » · ··« « • · • · ·· ližně 0,001 až přibližně 0,5 %, vztaženo k suché hmotnosti vláknin v materiálu pro výrobu papíru. Alternativně se může přidávat do násady škrob místo syntetického polymerního flokulantu nebo spolu s ním, v množství přibližně 0,005 až přibližně 5,0 vztaženo k suché hmotnosti vlákniny v materiálu pro výrobu papíru. Výhodněji se přidává škrob v množství přibližně 0,05 až přibližně 1,5 % vztaženo k suché hmotnosti vláknin v materiálu pro výrobu papíru. Ještě v jiném provedení se může přidávat koagulant do materiálu pro výrobu papíru místo flokulantu nebo společně s ním a/nebo škrob v množství přibližně 0,005 až přibližně 1,25 vztaženo k suché hmotnosti vláknin v materiálu pro výrobu papíru. Koagulant se přidává s výhodou v množství přibližně 0,025 až přibližně 0,5 % vztažena k suché hmotnosti vláknin v materiálu pro výrobu papíru.
Vynález se týká také způsobu zvyšování retence a odvodnění materiálu pro výrobu papíru na papírenském stroji, který spočívá v tom, že se přidává přibližně 0,00005 až přibližně
1,25 % kolodiálního oxidu křemičitého podle vynálezu, vztaženo k suché hmotnosti vláknin v materiálu pro výrobu papíru. Koloidní oxid křemičitý se může přidávat do materiálu pro výrobu papíru spolu s neiontovým, katexovým nebo anexovým polymerním flokulantem. Flokulant se může přidávat buď před koloidním oxidem křemičitým nebo po něm v množství přibližně 0,001 až přibližně 0,5 % vztaženo k suché hmotnosti vláknin v materiálu pro výrobu papíru. Alternativně se může do materiálu pro výrobu papíru přidávat škrob místo flokulantu nebo současně s ním v množství přibližně 0,005 až přibližně 5,0 % vztaženo k suché hmotnosti vláknin v papírenské násadě. Jestliže se použije škrobu, je to s výhodou kationtový škrob. Použije-li se ho, přidává se v množství přibližně 0,05 až přibližně 1,25 % vztaženo k suché hmotnosti vláknin v materiálu pro výrobu papíru. Ještě v jiném provedení se může do násady přidávat koagulant místo flokulantu nebo společně s ním, přičemž flokulant a/nebo škrob se přidává v množství přibližně 0,005 až přibliž-
• · ·· • ·
ně 1,25¾ vztaženo k suché hmotnosti vláknin v materiálu pro výrobu papíru. S výhodou se přidává koagulant v množství přibližně 0,025 až přibližně 0,5 % vztaženo k suché hmotnosti vláknin v materiálu pro výrobu papíru.
Dávka polymerního flokulantu v kterémkoli z uvedených provedení je s výhodou přibližně 0,005 až přibližně 0,2 % vztaženo k suché hmotnosti vláknin v materiálu pro výrobu papíru. Dávka koloidního oxidu křemičitého je s výhodou přibližně 0,005 až přibližně 0,25 vztaženo k suché hmotnosti vláknin v materiálu pro výrobu papíru a nejvýhodněji přibližně 0,005 až přibližně 0,15 vztaženo k suché hmotnosti vláknin v materiálu pro výrobu papíru.
Pro širokou využitelnost vynálezu pro nejrflznější druhy papíru a materiálů pro výrobu papíru se uvedená procenta neuvádějí jako jakékoliv omezení vynálezu, nýbrž se mohou podle potřeby měnit a jsou pro pracovníky v oboru toliko vodítkem, nikoliv tedy omezením.
Při kterémkoli z uvedených provedení se mohou přidávat bentonit, mastek, syntetické hlinky, hektorit, kaolin nebo jejich směsi kdekoli v systému výroby papíru před vytvořením listu. Výhodným místem pro přidání je hustá papírovina před zředěním vodou. Tato aplikace vede ke zvýšené čistotě papírenské operace, která jinak zahrnuje hydrofobní usady ovlivňující jak produktivitu, tak kvalitu papíru.
Kromě toho může být aplikováno kterékoli z uvedených provedení vynálezu pro materiály k výrobě papíru, přičemž se papírem míní jemný papír (z nativní i z recyklované vlákniny} až lepenka (hladká a vlnitá na bázi recyklované i nativní vlákniny) a novinový papír (jak na bázi recyklované tak nativní vlákniny) nebo jiný celulozový materiál. Jako takový materiál pro výrobu papíru se uvádějí materiál obsahující dřevo, φ · • φ ·· φφφφ • · φ • φφφφ prostý dřeva, nativní, bělený recyklovaný, nebělený recyklovaný a jejich směsi.
Papír a papírová lepenka se obecně vyrábějí ze suspenze celulózových materiálů ve vodném prostředí, kdy se materiál podrobuje alespoň jednomu smykovému stupni, kterými jsou obecně čisticí stupeň, mísicí stupeň a čerpací stupeň, načež se suspense zbavovuje vody k vytvoření listu, který se suší na požadovaný, obecně nízký, obsah vody. Koloidni oxid křemičitý podle vynálezu se může přidávat do materiálu pro výrobu papíru před smykovým stupněm nebo po něm.
Vedle uvedeného použití jako pomocné přísady pro retenci a odvodňování se může koloidního oxidu křemičitého podle vynálezu používat spolu s obvyklými kationtovými pryskyřicemi pevnými za mokra, ke zlepšení pevnosti v mokrém stavu takto zpracovávaného celulózového listu. Při takovém použití se přidává koloidni oxid křemičitý do materiálu pro výrobu papíru před zavedením materiálu pro výrobu papíru, obsahujícího pryskyřici pevnou v mokrém stavu, do papírenského stroje. Koloidního oxidu křemičitého se obecně používá ve shora uvedených množstvích
Zjistilo se, že koloidni oxid křemičitý podle vynálezu významně podporuje užitkové vlastnosti syntetických polymerních flokulantů a retenčních pomocných činidel a škrobu při výrobě papíru. Má se dále zato, že koloidni oxid křemičitý je užitečný jako přísada při způsobech oddělování pevné od kapalné fáze, jako je předúprava vody a zpracování odpadních vod. Koloidni oxid křemičitý podle vynálezu spolu s usnadněním odvodnění a retence v novinovém papíru, v jemném papíru, v lepence a v jiných druzích papíru je použitelný příkladně k následujícím účelflm: kontrola klížení a lepivosti ve výrobě papíru, odvodnění buničiny a procesy čistění při výrobě buničiny a papíru, čeření vody, flotace rozpuštěným vzduchem a odvodňování kalů. Prostředky podle vynálezu mohou nalézt uplatnění ·· ··«· · ·> ·· ··· ·· · · ··· • · ··· · · · · • · · · · ··· »· ··· ··· ···· ·· ··· také ve způsobech oddělování pevné a kapalné fáze nebo rozrážení emulse. Jako příklady takových aplikací se uvádějí odvodňování městských kalů, čeření a odvodňování vodných minerálních suspensí, rozrážení emulsí v rafineriích. Jako doložená podpora užitkových vlastností koloidních solů oxidu křemičitého podle vynálezu v kombinaci se syntetickými polymery a nebo se škrobem se uvádí vysoká retence, zlepšené odvodnění a zlepšené oddělování pevných a kapalných fází, přičemž často dochází ke snížení množství polymeru nebo škrobu používaných k dosahování žádoucího účinku.
Programy zachycování mikročástic jsou založeny na zotavování původně vytvořených vloček rozlámaných smykem. V takových aplikacích se flokulační činidlo přidává před alespoň jedním místem vysokého smyku s následným přidáním mikročástic těsně před hlavou. Typicky se flokulační činidlo přidává před lisovacími síty, a následuje přísada mikročástic za síty. Tento sled je však možno obrátit. Sekundární vločky, vytvořené přidáním mikročástic, vedou ke zvýšené retenci a odvodnění aniž škodlivě ovlivní vytváření listu. To umožňuje zvýšený obsah plnidla v listu, vylučuje to oboustrannost listu a zvýšuje odvodňování a rychlost stroje ve výrobě papíru.
Použití mírného nadbytku polymerního flakulačního činidla a/nebo koagulačního činidla se považuje za nutné k zajištění, že následný smyk vede k vytvoření mikrovloček, které obsahují nebo nesou dostatek polymeru k tomu, aby byly kladně nabity alespoň části jejich povrchu, ačkoli není nutné, aby celá násada měla kladný náboj. Zeta potenciál násady může být tudíž po přísadě polymeru a po smykovém stupni kationický nebo anionický.
Smyk se může zajišťovat zařízením v přístroji pro jiný účel, jako je mísící čerpadlo, ventilátor nebo odstředivé síto, nebo se může do linky zařadit smykový mísič nebo jiný smykový • Φ *Φ
Φ »Φ· *« φφφφ φ φ φφφφ •
φ φ φ • φ φφ
ΦΦΦ
Φ Φ Φ Φ Φ
ΦΦΦ
Φ
ΦΦΦ stupeň k zajištění smyku a s výhodou smyku vysokého stupně po přidání polymeru.
Flokulačními činidly, použitými v aplikacích vynálezu, jsou polymery s vysokou molekulovou hmotností rozpustné nebo dispergovatelné ve vodě, které mohou mít kationtový nebo aniontový náboj. Použít se dá také neiontových polymerů s vysokou molekulovou hmotností. Tyto polymery mohou být úplně rozpustné v papírenském systému, nebo mohou být alternativně snadno dispergovatelné- Mohou mít rozvětvenou nebo zesítěnou strukturu, pokud netvoří obtížná rybí oka, čémž se míní kuličky nerozpuštěného polymeru na dokončeném papíře. Polymery těchto typů jsou snadno získatelnými obchodními produkty. Výhodné jsou jako suché pevné látky, vodné roztoky, emulze vody v oleji, které po přidání do vody umožní uvnitř obsaženému polymeru rychle se rozpustit, nebo jako disperze vodou rozpustného nebo dispergovatelného polymeru ve vodných solankových roztocích. Forma flokulačního činidla s vysokou molekulovou hmotností, použitá podle vynálezu, není rozhodující, pokud je polymer rozpustný nebo dispergovatelný v materiálu pro výrobu papíru.
Jak bylo shora uvedeno, mohou být polymery kationtové, aniontové a neiontové. Kationtová polymerní flokulační činidla, vhodná podle vynálezu, jsou vinylové adični polymery, které mají kationtovou funkční skupinu. Tyto polymery jsou obecně homopolymery ve vodě rozpustných kationtových vinylových monomerů, nebo to mohou být kopolymery ve vodě rozpustných kationtových vinylových monomerů s neiontovým monomerem, jako je akrylamid nebo methakrylamid. Polymery mohou obsahovat pouze jeden kationtový vinylový monomer, nebo mohou obsahovat více než jeden kationtový vinylový monomer. Alternativně mohou být některé polymery modifikovány nebo derivatlzovány po polymeraci, jako je polyakrylamid Mannichovou reakcí k získání kationtového vinylového polymeru, vhodného podle vynálezu. Polymery se mohou připravovat pouze z 1 mol % kationtového monomeru do
100 mol % kationtového monomeru nebo z kationtové modifikované funkční skupiny na polymer modifikovaný po polymeraci. Nejčastěji mají kationtové flokulační činidla alespoň 5 mol % kationtového vinylového monomeru nebo funkční skupiny a nejvýhodně ji hmotnostně alespoň 10 % kationtového vinylového monomeru nebo funkční skupiny.
Vhodné kationtové vinylové monomery, vhodné k přípravě kationtové nabitých vinylových adičních kopolymerů a homopolymerů, vhodných podle vynálezu, jsou dobře známé pracovníkům v oboru. Jakožo takové monomery se příkladně uvádějí: dimethy 1 aminoethyl metakry lát (DMAEM), dimethy1aminoethylakrylát (DEMAEA), diethylaminoethylakrylát (DEAEA), diethy1aminoethylmethakrylát (DEAEM) nebo jejich kvarterní amomiové formy připravené s dimethylsulfátem nebo methyIchloridem, Mannichovou reakcí modifikované polyakry1amidy, diallylcyklohexylaminhydrochlorid (DACHA HCI), diallyldimethylamoniumchlorid (DADMAC), methakrylamidopropy1trimethylamoniumchlorid (MAPTAC) a allylamid (ALA). Kationizovaný škrob se také může použít jako flokulační činidlo. Vybraná flokulační činidla mohou být směsí shora uvedených monomerů, nebo směsí shora uvedených monomerů s kationtovým škrobem. Pracovníkům v oboru kationtových polymerů založených pro retenční programy je jasné, že výběr příslušného polymeru závisí na materiálu pro výrobu papíru, ne druhu plnidla a na kvalitě vody.
Aniontová flokulační činidla, vhodná podle vynálezu, jsou s výhodou ve vodě rozpustné nebo dispergovatelné vinylové polymery, obsahující alespoň 1 mol % monomerů majících aniontový náboj. Těmito polymery být homopolymery nebo ve vodě rozpustné aniontové nabité vinylové monomery, nebo kopolymery těchto monomerů například s neiontovými monomery, jako je akrylamid nebo methakrylamíd. Jakožto příklady vhodných aniontových monomerů se uvádějí kyselina akrylová, methakrylamid-2-akrylamid-2-methylpropansulfonát (AMPS) a jejich směsi, stejně jako je14
jich odpovídající ve vodě rozpustné nebo dispergovatelné soli s alkalickými zemin nebo soli amoniové- Aniontové polymery s vysokou molekulovou hmotností, vhodné podle vynálezu, mohou také být bud' hydro lyžované akry 1 amidové polymery nebo kopolymery akrylamidu nebo jeho homologů, jako je methakrylamid, viny lakrylová kyselina nebo její homology, jako je kyselina methakry lová, nebo polymery takových vinylooových monomerů jako je kyselina maleinová, itakonová, vinylsulfonová, nebo jiné sulf onát obsahující monomery. Aniont-ové polymery mohou obsahovat sulfonátové nebo fosfonátové funkční skupiny nebo jejich směsi a mohou se připravovat derivatižací polyakrylamidových nebo polymethakrylamidových polymerů nebo kopolymerů. Nejvýhodnějšími aniontovými flokulačními činidly jsou kopolymery kyselina akrylová/akrylamid a sulfonát obsahující polymery, jako jsou polymery připravené polymerací monomerů, jako je
2-akry1am i d-2-methy1propansu1fonát, akry1am i domethansu1f onát, akrylamidoethansulfonát a 2-hydroxy-3-akrylamidpropansulfonát, s akry1amidem nebo s jiným neiontovým vinylovým monomerem. Použij í-l i se polymery a kopolymery aniontového vinylového monomeru, mohou obsahovat jen 1 mol % anionicky nabitého monomeru a s výhodou alespoň 10 mol % aniontového monomeru. Volba použití příslušného aniontového polymeru závisí na materiálu pro výrobu papíru, na plnidle, na kvalitě vody a na druhu vyráběného papíru.
Ačkoli většina mikročásticových programů funguje dobře pouze s kationtovým flokulačním činidlem s vysokou molekulovou hmotností, je možno použít také koloidních solů oxidu křemičitého s aniontovými, ve vodě rozpustnými flokulačními činidly s vysokou molekulovou hmotností s přísadou kationtového koagu1antu.
Neiontové flokulanty, vhodné podle vynálezu, se mohou volit ze souboru zahrnujícího polyethylenoxid a póly(meth>akry1amid- Dodatečně k tomu může být v některých případech výhodné • · • » · · • « · « • ♦ · · <9 · · · 0 0· • · ϊ · 0 • * · · Ο použít tak zvaných amfoterních ve vodě rozpustných polymerů. Tyto polymery nesou jak kationtový, tak aniontový náboj v tomtéž polymerním řetězci.
Vhodná neiontová, kationtová a aniontová vinylová polymerní flokulační činidla mají obvykle molekulovou hmotnost alespoň 500 000 daltonů a s výhodou molekulovou hmotnost 1 000 000 daltonů a vyšší. Ve vodě rozpustná a/nebo dispergovatelná flokulační činidla, vhodná podle vynálezu, mají molekulovou hmotnost 5 000 000 nebo vyšší, například v řádu 10 až 30 milionů nebo vyšší. Polymery vhodné podle vynáleu mohou být úplně rozpustné ve vodě při vnesení do systému nebo mohou být mírně rozvětvené (dvourozměrné) nebo mírně zesítěné Ctrojrozměrné), avšak vždy rozpustné ve vodě. Přednost se dává polymerům, které jsou úplně ve vodě rozpustné může se však použít dispergovatelných polymerů, jaké jsou popsány ve světovém patentovém spise číslo W0 97/16598. Vhodné polymery mohou být v podstatě lineární podle definice Langley a kol. (americký patentový spis číslo 4 753710). Horní mez molekulové hmotnosti se řídí rozpustností nebo dispergovatelností výsledného produktu v materiálu pro výrobu papíru.
Kationtové nebo amfotemí škroby, užitečné podle vynálezu, jsou obecně popsány v americkém patentovém spise číslo 4 385961. Kationtové škrobové materiály se obecně volí ze souboru zahrnujícího přírodní polymery na bázi uhlohydrátů jako, je guarova považované bramborový klovatina a škrob za nejvhodnější a rýžová škrob.
Kationtové škrobové materiály, podle vynálezu, jsou pšeničný, Tyto materiály ochotně reagují k nahrazení amoniových skupin na škrobové kostře, nebo se kati on i zují způsobem, který popsal Dondeyne a kol. (světový patentový spis číslo W0 96/30591). Obecně mají škroby, vhodné podle vynálezu. stupeň substituce (d.s.) amoniových skupin v molekule škrobu přibližně 0,01 až 0,05. Stupně substituce se dosahuje reakcí škrobové báze buď s 3-chlor-2-hydroxypropy116 9 9 ·· • <
• · • * » • · ·
4 4
9 49 9 trimethylamoniumchloridem nebo s 2,3-epoxypropyltrimet.hylamoniumchlóridem. Kationači škrobových materiálů nespadá do rozsahu vynálezu a podrobně se zde proto nepopisuje: modifikované škrobové materiály jsou dobře známy a jsou snadno obchodně dostupné z různých obchodních zdrojů.
Různé charakteristiky celulózových materiál pro výrobu papíru, jako je hodnota pH, tvrdost, iontová síla a kat Iontový požadavek mohou ovlivnit užitkové vlastnosti flokulačního činidla v daném použití. Volba flokulačního činidla zahrnuje úvahu o typu a náboji, hustotě náboje, molekulové hmotnosti a typu monomerů a závisí zejména na chemii vody zpracovávaného materiál pro výrobu papíru.
Do celulózového materiálu pro výrobu papíru se mohou přidávat i jiné přísady bez podstatnějšího narušení působení vynálezu: jakožto takové jiné přísady se příkladně uvádějí klížidla, jako je kamenec a pryskyřice, protidehtová činidla, nast-avovače a biocidy. Celulózový materiál pro výrobu papíru, do kterého se přidává retenční pomocný program vynálezu, může obsahovat také pigmenty a nebo plnidla, jako je oxid titaničitý, vysrážený a/nebo mletý uhličitan vápenatý nebo jiná minerální nebo organická plnidla. Vynález zahrnuje možnost kombinace s jinými, tak zvaně mikročásticovými programy jako je bentonit-ový nebo kaolinový program. Když výrobce papíru mění druhy nebo materiál pro výrobu papíru je možná, praktická a žádoucí v některých situacích kombinace koloidních solů oxidu křemičitého s dalšími mikročásticemi podle vynálezu.
Koloidních solů oxidu křemičitého podle vynálezu může být také použito v kombinaci s koagulanty způsobem, který popsal Sofia a kol. (americký patentový spis číslo 4 795531). Sofia uvádí mikročástieový program, ve kterém je mikročástic použito v přítomnosti kationtového koagulantu a flokulačního činidla s nábojem a s vysokou molekulovou hmotností.
• · 4 4 9 4 • » · • · · · · » · · · • · · '* · · · · •4 ·· • · · « · • 4 4 * · 4 4 «444« « k 9 99
Jakožto kationtové koagulanty, vhodné podle vynálezu, se uvádějí dobře známé obchodně dostupné polyalkylenpolyaminy s malou a střední molekulovou hmotností, včetně alkylenpolyaminů připravovaných reakcí alkylenpolyaminu s dvojfunkčním alkylhalidem. Jako materiály tohoto typu se příkladně uvádějí kondenzační polymery připravené reakcí ethy1endichloridu a amoniaku, ethy1endichloridu, amoniaku a sekunmdárního aminu jako dimethylaminu, epichlorhydrin-dimethylamin, epichlorhydrIndi methy lamí n-amon lak a polyethyleniminy. Vhodné jsou také nízkomolární rozt-okové polymery a kopolymery vinylových monomerů, jako jsou například diallyldimethylamoniumhalogenidy, zvláště diallyld imethy1amoni umch1or id, dialkylam i noa1ky1akry1á ty, d i alkylaminoakrylátové kvartérni sloučeniny, přičemž se výrazem alkyl míní, vždy skupinu s 1 až 4 atomy uhlíku a s výhodou s 1 až 2 atomy uhlíku. Výhodným alkylem je methyl. Jako příklady takových monomerů se uvádějí dimethylaminoethylakrylát, dimethy laminoet-hy lmethakrylát a jejich ve vodě rozpustné quarterní amonné soli. V některých případech se může být použít jako koagulantu kationtového škrobu. Anorganické koagulanty, například kamenec a polyaluminiumchlorid, se mohou také podle vynálezu používat. Anorganické koagulanty se zpravidla používají v množství 0,05 až 2 %, vztaženo k suché hmotnosti vláknin v materiál pro výrobu papíru. Popřípadě se může používat koagulantu s koloidními sóly oxidu křemičitého.
Způsob podle vynálezu lze aplikovat na všechny druhy a typy papírenských výrobků, které obsahují popsaná plnidla a je dále použitelný na všchny druhy buničlny, jako jsou například, tedy bez záměru na jakémkoliv omezení, chemické buničiny, včetně sulfátových a sulfitových buničin z měkého i z tvrdého dřeva, termomechanické buničiny, mechanické buničiny a buničiny z mletého dřeva.
Množství minerálních plnidel, používaných v papírenských procesech, všeobecně používaných v papírovině je hmotnostně přibližně 10 až přibližně 30 dílů plnidla na 100 dílů suché
- 18 • · · · · fc fc fcfc fcfcfc vlákniny v materiálu pro výrobu papíru, avšak hmotnostní množství takového plnidla mťiže být také přibližně 5 nebo dokonce O dílů a až přibližně 40 nebo dokonce 50 dílů.
Vynález objasňují, nijak však neomezují následující příklady praktického provedení. Procenta jsou opět míněna vždy hmotnostně, pokud není uvedeno jinak.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Příprava koloidního sólu oxidu křemičitého podle vynálezu
Do reaktoru, obsahujícího oběhové čerpadlo, se vnese 129,63 kg měkké vody a započne se recyklování rychlostí 189,26 litrů za minutu Clpm). Do reaktoru se pomalu přidá 3,01 kg 95% roztoku kyseliny sírové, přičež se obsah reaktoru popřípadě chladí ke snížení teploty pod 23,9 C. Obsah reaktoru se nechá recyklovat 5 minut, načež se přidá 155,17 kg křemičitanu sodného s molovým poměrem S1O2 k Na20 3,26 a s hodnotou pH 11,2. Zavede se chlazení, aby teplota obsahu reaktoru nepřesáhla o
27,2 C. Po přidání křemičitanu sodného se začne přidávat
1437,50 kg vodné kyseliny křemičité Cs obsahem pevného oxidu křemičitého 6,40 %) rychlostí 5,98 kg za minutu (nebo 5,75 o
litrů za minutu) při udržování teploty na 26.6 C. Po přidání 75 % kyseliny křemičité ¢1078,11 kg) Cpřibližně 3,0 hodin) se o o teplota pomalu zvyšuje rychlostí 4 C za minutu až do 48,9 C. V přidávání kyseliny křemičité se pokračuje za ohřívání. Doba o
k dosažení teploty 37,8 C je 10 minut a doba k dosažení teploty 46,1 C je 36 minut. Po přidání veškeré kyseliny křemičité se udržuje teplota 48,9 C po dobu jedné hodiny Cčas se začíná měřit od okamžiku ukončení přísady kyseliny křemičité).
o
Udržuje se teplota 47,8 až 50 C a zavede se ultrafiltrace ke zvýšení koncentrace pevných látek v kompozici. Ultrafiltrace
4 «
4 4 · 4 4 • · 4 {•444
4 fc se přeruší když obsah oxidu křemičitého dosáhne 14,8 až 16,6 s výhodou 15,0 t.'
Výsledný prostředek koloidního oxidu křemičitého má specifickou hmotnost 1,1048, povrch oxidu křemičitého je 804,3 m2/g a hodnota S 48,1. Kromě toho se po 45 dnech při teplotě místnosti zjištěn povrch oxidu křemičitého 751 m2/g.
Příklad 2
Do baňky s kulatým dnem obsahující 151,2 g deionizované vody se přidá 4,0 g síranu sodného a míchá se až do rozpuštění síranu sodného. Za míchání se přidá do baňky 124,8 g kremičitanu sodného. Obsah se zahřeje na teplotu 26,6 C. Přidá se celkem 1720 g kyseliny křemičité o specifické hmotnosti 1,039 do baňky během 4 hodin rychlostí 7,2 g za minutu. Po přidání 860 g nebo poloviny kyseliny křemičité se obsah baňky zářeje o
na teplotu 48,9 C. Za ořevu se pokračuje s přidáváním kyseliny křemičité. Pak se teplota udržuje 47,8 až 50 C. Po ukončené přísadě během 4 hodin se reakční baňka ochladí na teplotu místnosti, načež se zavede ultrafiltrace na 350 g kompozice ke zvýšení koncentrace pevných látek v kompozici. Ultrafiltrace se přeruší když změřené množství odstraněné vody dosáhne 166,82 g. Obsah pevných látek v konečné kompozici je 16,12¾.
Výsledný prostředek koloidního oxidu křemičitého má specifickou hmotnost 1,1067, povrch oxidu křemičitého je 904,3 m2/g a hodnota S 39,0. Kromě toho se po 45 dnech při teplotě místnosti zjištěn povrch oxidu křemičitého 904 m2/g.
Příklad 3
Příprava koloidního sólu oxidu křemičitého podle vynálezu
Do reaktoru s oběhovým čerpadlem se vlije 129 kg měkké • · vody a začne recyklace rychlostí 50 g za minutu. Do reaktoru se pomalu přidá 3,01 kg 95% roztoku kyseliny sírové, přičeš se obsah reaktoru případně chladí ke snížení teploty pod 23,9
C. Obsah reaktoru se nechá recyklovat 5 minut, načež se přidá 131,54 kg křemičitanu sodného s molovým poměrem S1O2 k Na2 0
3,26 a s hodnotou pH 11,2. Zavede se chlazení aby teplota obo sáhu reaktoru nepřesáhla 27,2 C. Po přidání křemičitanu sodného se začne přidávat 1462,86 kg vodné kyseliny křemičité Cs obsahem pevného oxidu křemičitého 6,37 %) s viskozitou 2,9 mPas , se specifickou hmotností 1,0388 a s hodnotou pH 2,76 rychlostí 6,07 kg za minutu při udržování teploty na 26.6 C.
Po přidání 75 % kyseliny křemičité C1097,25 kg) Cpřibližně ©
3,0 hodin) se teplota pomalu zvyšuje rychlostí 4 C za minutu až do 48,9 C. V přidávání kyseliny křemičité se pokračuje za o
ohřívání- Doba k dosažení teploty 37,8 C je 40 minut a doba k dosažení teploty 46,1 C je 57 minut. Po přidání veškerá ky© seliny křemičité se udržuje teplota 48,9 C po dobu jedné hodiny. (čas se začíná měřit, od okamžiku ukončení přísady kyšeo liny křemičité). Pak se udržuje teplota 47,8 až 50 C, načež se zavede ultrafiltrace ke zvýšení koncentrace pevných látek v kompozici. Ultrafiltrace se přeruší, když obsah oxidu křemičitého dosáhne 14,8 až 16,6 %, s výhodou 15,0 %.
Výsledný prostředek koloidního oxidu křemičitého má specifickou hmotnost 1,1033, povrch oxidu křemičitého je 786,4 m2/g a hodnota S 41. Kromě toho se po 51 dnech při teplotě místnosti zjištěn povrch oxidu křemičitého 711,2 m2/g.
Příklad 4
Příprava koloidního sólu oxidu křemičitého podle vynálezu
Naplní se reakční nádoba, opatřená sítem u dna, 855,47 1 ionexové pryskyřice AmberliteR IRC84SP (společnost Rohm & Haas) v její sodné formě. Postupuje se podle výrobcova návodu »· ··« · • · • · ·» k regeneraci pryskyřice na vodíkovou formu tak až do alespoň ze 40 %. Pryskyřice se promyje vodou a voda se odstraní.
Do nádoby se vlije 666,33 kg vody a obsah nádoby se začne míchat k suspendování pryskyřice. Obsah reaktoru se zahřeje na o
teplotu 23,9 C. Do reakční nádoby se přidá (během 10 minut) 558,38 kg křemičitanu sodného (s molovým poměrem Si02 k NažO
3,26 a s hodnotou pH 11,2) zředěného 255,83 kg vody. Zjišťuje se hodnota pH a vodivost obsahu každých 10 minut až do dosažení hodnoty pH 9,8 a vodivosti 5800 praho. Do reaktoru se přidá 68,04 kg křemičitanu sodného (jak shora popsáno) ke zvýšení hodnoty pH na přibližně 10,6. Obsah reaktoru se míchá 20 minut, načež se odebere obsah reakční nádoby ze dna skrz síto. Nalé množství vody se vede přes pryskyřici k odstranění zbylého produktu, načež se do produktu přimíchá.
Výsledný prostředek koloidního oxidu křemičitého má specifickou hmotnost 1,0877, povrch oxidu křemičitého je 927,4 m2/g a hodnota S 32 a obsah oxidu křemičitého 12,9 %.
Příklad 5
A. Příprava syntetických standardních materiálů pro výrobu papíru
Alkalický materiál pro výrobu papíru Alkalická materiál pro výrobu papíru má hodnotu pH 8,1 a obsahuje 70 % celulózové vlákniny a 30 % plnidla zředěného na celkovou konsistenci 0,5% pomocí syntetické formulační vody. Celulózová vláknina obsahuje 60 % vybělené buničiny z tvrdého dřeva a 40 % vybělené buničiny z měkkého dřeva. Ty se připraví ze suchého listu papíroviny rozemletého odděleně na hodnotu mletí Canadlan Standard Freeness (CSF) 340 až 380 CSF. Plnidlera je průmyslově mletý uhličitan draselný v suché formě. Formulační voda má vápníkovou tvrdost 200 ppm, (přidanou jako • 99 «
I • 9 9 chlorid vápenatý) hořčíkovou tvrdost 152 ppm (přidanou jako síran hořečnatý) a 110 ppm bikarbonátové alkalinity (přidané jako hydrogenuhličitan sodný).
Kyselý materiál pro výrobu papíru Kyselý materiál pro výrobu papíru sestává z buničiny s hmotnostním poměrem z tvrdého/měkkého dřeva například 60/40. Podobně jako shora se vláknina zpracovává odděleně na hodnotu 340 až 380 CSF před spojením s plnidlem a vodou. Celkový obsah pevných látek v materiál pro výrobu papíru je 92,5 % celulózové vlákniny a 7,5 % plnidla. Plnidlo je kombinací 2,5 % oxidu titaničitého, Titanox 1000 (společnost DuPont) a 5,0 % kaolinové hlinky- Voda, použitá ke zředění vlákniny, a plnidl obsahuje opět přídavné soli, jak uvedeno shora u alkalického materiálu pro výrobu papíru. Jako jiné přísady se uvádějí kamenec v dávce 9,07 kg na tunu suchých pevných látek. Hodnota pH materiálu pro výrobu papíru se nastaví zředěnou 50¾ kyselinou chlorovodíkovou na 5,0 po přísadě kamence.
Hodnoty měření odrazivosti zaostřeného paprsku FBRM (Focused Beam Reflectance Measurement - FBRM)
Řádkovací laserová mikroskopie, použitá v následujících příkladech je popsána v americkém patentovém spise číslo 4 871251 (Preikschat F.K. a Ε., 1989) a zahrnuje laserový zdroj optiky k vedení dopadajícího světla a vrácení rozptýleného světla z materiálu pro výrobu papíru, dále fotodiodu a signální analyzační hardwer. Komerční přístroje jsou obchodními produkty společnosti Lasentec™, Redmond, Washington.
Pokus spočívá v tom, že se do vhodného mísícího kelímku vnese 300 ml suspense obsahující celulózová vlákna. Smyk násady je zajištěn motorem s řiditelnými otáčkami a vrtulí. Při všech pokusech jsou otáčky 720/min. Vrtule se umístí do pevné vzdálenosti od okénka vzorku k zaručení pohybu suspenze okénkem. Obvyklý postup je uveden dále pro alkalické i kyselé • · ···« • 4
4 99 • · « • * ·« 4 · 4 » 4 4 4 materiály pro výrobu papíru.
Tabulka I
Zkušební protokol FBRM
Alkalický materiál pro výrobu papíru
Čas Činnost v minutách
| 0,00 | Počátek | misení. Zázj |
| 0,50 | Přidání | kationového |
| vloček | ||
| 0,75 | Přidání | flokulantu. |
| 1,50 | Přidání | mikročástic |
| 2,50 | Ukončení | ' pokusu |
Tabulka II
Zkušební protokol FBRM
Kyselý materiál pro výrobu papíru
Čas Činnost v minutách
0,00 Počátek míšení. Záznam základní velikosti vloček
0,50 Přidání kationtového škrobu a kamence. Záznam změny velikosti vloček
0,75 Přidání flokulantu.Záznam změny velikosti vloček
1.50 Přidání mikročástic. Záznam změny velikosti vloček
2.50 Ukončení pokusu
Změna střední tětivové délky vloček po přidání dávky mikročástic byla korelována s měřeními retence Dynamic Drainage Jar. Čím větší je tedy změna průměrné tětivové délky, vyvolaná ···<
• · · zpracováním, tím vyšší je hodnota retence.
Fyzikální vlastnosti testovaného materiálu
V příkladech tohoto vynálezu je použito následujících materiálů a jejich fyzikální vlastnosti jsou uvedeny dále. Tabulka III
| Vzorek | Id | Pop i s | Počáteční povrch m2 /g | Hodnota S | ||
| CCS | Konvenční koloidní Si02 | 680 | 63,4 | |||
| Vzorek | 1 | Podle | příkladu | 1 | 970 | 42,0 |
| Vzorek | 2 | Podle | příkladu | 2 | 904 | 39,0 |
| Vzorek | 3 | Podle | příkkadu | 3 | 883 | 32,7 |
| Vzorek | 4 | Pod I e | příkladu | 4 | 927 | 32,0 |
BC1) Zlepšená retence v kyselé násadě
Syntetický kyselý materiál pro výrobu papíru se připraví jak uvedeno shora pro standardní materiál pro výrobu papíru. Provedou se pokusy FBRM s následujícími výsledky.
Tabulka IV
Dávka aktiv
Změna průměrné tetivy běžný vzorek koloidní
Zlepšení (%} běžný vzorek koloidní
| v kg/t. | Si02 | 1 | 2 | S1O2 | 1 | 2 |
| 0,227 | 5,80 | 8,45 | 10,40 | 0,0% | 45,7% | 79,3% |
| 0,4536 | 13,80 | 19,30 | 19, 12 | 0,0% | 39,9% | 38,6% |
| 0,9072 | 19,70 | 33,73 | 31,55 | 0,0% | 71,2% | 60,2% |
φφ ♦ · · ·· · « «φ • * φ · · φ ·
ΦΦΦ·· · · • · · · · φ • · · · · • * · · · ·······
Jak z uvedených hodnot vyplývá, vykazují materiály podle vynálezu 60 až 70% zlepšení při dávce 0,9072 kg/t ve schopnosti zvyšovat stupeň flokuláce v tomto syntetickém kyselém materiálu pro výrobu papíru.
BC21 Zlepšení retence v alkalické materiál pro výrobu papíru
Podobným způsobem se zkoušejí zásadité standardní materiály pro výrobu papíru“.
Podobně byly provedeny pokusy FBRM a výsledky jsou uvedeny v následující tabulce.
Tabulka V
| Dávka | Změna průměr | né tětivy | Zlepšení C%) | |||
| aktiv | běžný | vzorek | běžný | vzorek | ||
| koloidni | koloidni | |||||
| v kg/t | S102 | 1 | 2 | Si02 | 1 | 2 |
| 0,227 | 3,80 | 10,39 | 6,41 | 0,0% | 173,4% | 68,7% |
| 0,4536 | 8,50 | 18,30 | 19,05 | 0,0% | 115,3% | 124,1% |
| 0,9072 | 12,10 | 34,79 | 29,64 | 0,0% | 187,5% | 145,0% |
Uvedené výsledky ukazují, že materiály vyrobené podle vynálezu poskytují vyšší retenci v případě alkalických materiálů pro výrobu papíru než běžné koloidni oxidy křemičité. V tomto případě je zlepšení 50 až více než 100% oproti běžnému koloidnímu oxidu křemičitému.
Ještě v jiném pokusu syntetického alkalického materiálu pro výrobu papíru, shora popsaného, se zjišťují tyto výsledky:
Tabulka VI
Dávka Změna průměrné tětivy Zlepšení (¾)
| aktiv | běžný koloidní | vzorek | běžný koloidní | vzorek |
| v kg/t | S1O2 | 3 | Si03 | 3 |
| 0,2270 | 4,13 | 12,37 | 0,0¾ | 199,5¾ |
| 0,4536 | 11,98 | 28,68 | 0,0¾ | 139,4¾ |
| 0,9072 | 18,73 | 44,35 | 0,0¾ | 136,8¾ |
V uvedené studii zlepšil materiál podle vynálezu stupeň flokulace v syntetickém alkalickém materiálu pro výrobu papíru o více než 100 % ve srovnání s běžným koloidním oxidem křemičitým. Materiály podle vynálezu tedy poskytují výrazné zlepšení v retenci alkalických papírenských materiál pro výrobu papíru.
C. Zlepšení odvodnění
Osvodnění se měří pomocí přístroje Vacuum Drainage Tester (společnost Nalco Chemical Co.). Do zásobní nádoby přístroje se vnese 500 ml zásobního roztoku doplněného přísadami za míchání a odvodní se. Odvodnění zásobního Roztoku probíhá v tomto případě pod vakuem na celulozovém filtračním papíru Filpako #716. Doba potřebná od započetí odvodnění do prohánění vzduchu podložkou se zaznamenává jako doba odvodnění (drain tine). Konečná hodnota vakua, odečtená z vakuometru se zaznamená 10 sekund po zrušení vakua. Použité vakuum je 47,2948 kPa a počet, otáček míchala 900/min, měřeno digitálním kontrolérem Cole-Palmer ServoDyne Mixer System.
Materiálem pro výrobu papíru, použitým v tomto testu, je alkalický materiál pro výrobu papíru obsahující 13 % měkkého dřeva, 49,4 % tvrdého dřeva, 6,0 mletého dřeva a 31,6 % odpadního papíru. Konsistence je 1,0¾. Kationtový škrob Stalock se přidává v množství 18,144 kg/t. Flokulačním činidlem je 10 . . i·*· ♦ »· ·· · ··· »··· · » ..
• ···· · · , . .
:······.;:
• · ♦ ·· · « .
·· ··· ·····«» .. ,..
mol % kationtového polyakrylamidu cPAM. Přidá se 0,4536 kg/t. Pořadí přísad je toto:
Tabulka VII
| C<3S | (seckundy) Činnost | ||
| 0 | přidá se materiál pro výrobu | papíru | a spustí si |
| míchadlo 900 ot/min | |||
| 10 | přidá se škrob | ||
| 20 | přidá se cPAM | ||
| 40 | přidají se mikročástice | ||
| 50 | míšení se zastaví a následuje | převod | do VDT |
| 60 | zahájí se test odvodnění |
Vedle doby odvodňování a konečného vakua se měří také rychlost odvodnění, definovaná jako čas potřebný k odvodnění 300 ml filtrátu. Výsledky jsou v tabulce.
Tabulka VIII
Popis Dávka kg/t Čas (sekundy)
| flokulant mikro- | rychlost | odvodnění | konečné vakuum | |||
| částice | ||||||
| slepý | 0 | 0 | 35,0 | 75,0 | 13,5 | |
| pouze | ||||||
| flokulant | 0,27 | 0 | 11,2 | 25,7 | 10,2 | |
| CCS | 0,27 | 0,453 | 8,9 | 18,2 | 9,0 | |
| CCS | 0,27 | 0,907 | 8,3 | 16,7 | 8,5 | |
| CCS | 0,27 | 1,360 | 7,4 | 15,6 | 8,0 | |
| vzorek | 4 | 0,27 | 0,453 | 6,5 | 12,3 | 6,3 |
| vzorek | 4 | 0,27 | 0,907 | 5,8 | 11,1 | 4,6 |
| vzorek | 4 | 0,27 | 1,360 | 5,7 | 11,1 | 4,6 |
• · ··· · • · · • · · · · • · · · • ♦ · ·· · · ·
Jak vyplývá z těchto hodnot, zvyšuje materiál podle vynálezu, tedy vzorek 4, rychlost odvodnění sedminásobně oproti slepému vzorku a přibližně dvojnásobně oproti zpracování pouhým flokulantem. Podobná zlepšení jsou patrna v rychlosti odvodnění a v konečném vakuu. Materiály podle vynálezu tedy zlepšují odvodnění.
Průmyslová využitelnost
Koloidní sóly oxidu křemičitého s širokým použitím například ve výrobě púapíru, kde zlepšují stabilitu při velkém povrchu a hodí se jako retenční a odvodňovací pomocné prostředky.
Claims (23)
- PATENTOVÉ NÁROKY1- Stabilní koloidní oxid křemičitý s povrchem větším než700 m2/g a s hodnotou S 20 až 50.
- 2. Stabilní koloidní oxid křemičitý podle nároku 1, s povrchem větším než 750 m2/g.
- 3. Stabilní koloidní oxid křemičitý podle nároku 1, s povrchem větším než 800 m2/g.
- 4. Stabilní koloidní oxid křemičitý podle nároku 1, s hodnota S je rovnou nebo je menší než 40.
- 5. Stabilní koloidní oxid křemičitý podle nároku 1, se hmotnostním obsahem pevných látek vztaženým k oxidu křemičitému alespoň 7
- 6- Stabilní koloidní oxid křemičitý podle nároku 5, se hmotnostním obsahem pevných látek vztaženým k oxidu křemičitému 10 až 20 %.
- 7. Způsob přípravy stabilního koloidního oxidu křemičitého s povrchem větším než 700 ra2/g a s hodnotou S 20 až 50, vyznačující se tím, že se (a) se vytvoří výchozí směs obsahující vodu a křemičitan alkalických kovů s molovým poměrem oxidu křemičitého k oxidu alkalického kovu 15=1 až l-í a s hodnotou pH alespoň 10 a sloučeninu ze souboru zahrnujícího kyselinu, její odpovídající sůl a jejich směs, přičemž křemičitan alkalického kovu a kyselina jsou zpočástku ve hmotnostním poměru aleso poň 63=1 za udržování teploty výchozí směsi pod 37,8 C, zpravidla 15,5 až 29,5 C,Cb) pomalu a kontinuálně se přidává do výchozí směsi vodná kompozice kyseliny křemičité, mající obsah oxidu křemiči30 »···.'· fcfc ·· · • fcfc ♦ ♦ fcfc fcfc ··· · · · · · • · · fcfcfc* · • fcfc fcfcfc • fcfc fcfcfc ···· fcfc 99« tého hmotnostně 4,0 až 8,5 %, za udržování teploty pod37,8 C, zpravidla 15,5 až 29,5 C až do přidání % až 3/4 kompozice kyseliny křemičité do výchozí směsi,Cc) načež se pomalu zvyšuje teplota směsi například během 10 až 35 minut na 46,1 C až 51,6 Ca tato teplota se udržuje až do úplného přidání kompozice kyseliny křemičité;Cd) teplota směsi se popřípadě udržuje pod 51,6 C, zpravidla46,1 C až 51,6 C po dobu jedné hodiny aCe) zahřívání se přeruší a popřípadě se odstraňuje voda z výsledné směsi až do hmotnostního obsahu pevných látek, vztažených na oxid křemičitý, 7 nebo více procent.
- 8. Způsob podle nároku 7,vyznačuj ící se t i m, že ve stupni Cb) se udržuje teplota 15,5 až 32,2 C.
- 9. Způsob podle nároku 7,vyznačuj ící se t i m, že ve stupni Cd) se udržuje teplota 46,1 až 51,6 C.
- 10. Způsob podle nároku 7,vyznačující se tím, že ve stupni Ce) se z kompozice odstraňuje voda do hmotnostního obsahu pevných látek 10 nebo více procent.
- 11. Způsob přípravy stabilního koloidního oxidu křemičitého, majícího povrch větší než 700 m2/g a hodnotu S 2o až 50, v yznačující se tím, že seCa) naplní reakční nádoba katexovou pryskyřicí mající nejméně 40 %, ionexové kapacity ve vodíkové formě, přičemž reakční nádoba má prostředky například síto u dna reakční nádoby k oddělování koloidního oxidu křemičitého vytvářeného během procesu z ionexové pryskyřice,Cb) do reakční nádoby se vnese vodný křemičitan alkalického kovu s molovým poměrem oxidu křemičitého k oxidu alkalického kovu 15=1 až 1=1 a s hodnotou pH alespoň 10,Cc) míchá se obsah v reakční nádobě až do dosažení hodnoty pH 8,5 až 11,0 obsahu v reakční nádobě,4 4 4 • · 4 44 4Cd) hodnota pH obsahu reakční nádoby se upraví na více než 10 s použitím přídavného množství křemičitanu alkalického kovu aCe) oddělí se výsledný kolcidní oxid křemičitý podle vynálezu od ionexové pryskyřice při vyjímání koloidního oxidu křemičitého z reakční nádoby.
- 12. Způsob podle nároku 11, vyznačuj ící se t i m, že prostředkem k oddělování koloidního oxidu křemičitého z ionexové pryskyřice je síto u dna reakční nádoby.
- 13. Způsob podle nároku 11,vyznačuj ící se ti m, že ve stupni Cc) je hodnota pH obsahu 9,2 až 10,0.
- 14.. Způsob podle nároku 11,vyznačující set. í m, že ve stupni Ca) je molární poměr vodíkového iontu v katexové pryskyřici k iontu alkalického kovu v křemičitanu alkalického kovu 40 až 100
- 15. Způsob podle nároku 11, vyznaču j íc i se tím, že ve stupni (c) je obsah reakční nádoby udržován na teplotě 10 až 37,8 C.
- 16. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že ve stupni Cc) je hodnota pH obsahu 9,2 až 10,5.
- 17. Způsob podle nároku 11, vyznačující se t i m, že ve stupni Cd) je hodnota pH obsahu v reakční nádobě nastavena na 10,4 až 10,7.
- 18. Způsob výroby celulozového listu, vyznaču j íc i se tím, žea. se vytvoří celulozový materiál pro výrobu papíru obsahující hmotnostně 0,01 až 1,5 % celulozové vlákniny,b. do materiál pro výrobu papíru se přidá vždy hmotnostně ·· ···· • · · • » · ·· ··· (i) přibližně 0,00005 až přibližně 1,25 % stabilního koloidního oxidu křemičitého s povrchem větším než 700 m2/g á s hodnotou S 20 až 50, vztaženo k hmotnosti suché vlákniny v materiálu pro výrobu papíru, (i i) přibližně 0, 001 až 0,5 vztaženo k hmotnosti suché vlákniny v materiál pro výrobu papíru v podstatě ve vodě rozpustného polymerního flokulantu o molekulové hmotnosti větší než 500000 daltonůc. materiál pro výrobu papíru se zbaví vody k získání celulózového listu.
- 19. Způsob podle nároku 18,vyznačující se tím, že se přídavně přidává kationtový koagulant do materiálu pro výrobu papíru před přidáním flokulantu do tohoto materiálu.
- 20. Způsob výrobu celulóžového listu, vyznačuj íc í s e t í m,a. se připravuje celulózový materiál pro výrobu papíru obsahující hmotnostně 0,01 až 1,5 % celulúpových vláken,b. do materiál pro výrobu papíru se přidá vždy hmotnostně (i) přibližně 0,00005 až přibližně 1,25 % stabilního koloidního oxidu křemičitého s povrchem větším než 700 m2/g a s hodnotou S 20 až 50, vztažena k hmotnosti suché vlákniny v materiálu pro výrobu papíru,Cii) přibližně 0, 005 až 5,0 vztaženo k hmotnosti suché vlákniny v materiál pro výrobu papíru kationtového škrobu,c. materiál pro výrobu papíru se zbaví vody k získání celulózového listu.
- 21. Způsob podle nároku 20, vyznačující se t í m, že má ještě stupeň bCiii), ve kterém se přidává do materiálu pro výrobu papíru hmotnostně přibližně 0,001 až přibližně 0,5 vztaženo k hmotnosti suché vlákniny v materiálu
·* 44te4 • • ·· * 44 • 4 A 4 44 • • • • • 4 4 4 • 4 4 4 4 • 4 4 4 • 4 44 44· >•4 4444 4 4 4 * pro výrobu papíru v podstatě ve vodě rozpustného polymerního flokulantu majícího molekulovou hmotnost většěí než 500 000 da1 tonů. - 22. Způsob zvýšeného odvodňování materiál pro výrobu papíru na papírenském stroji, vyznačující se tím, že se před vnesením do papírenského stroje přidává do materiálu pro výrobu papíru hmotnostně přibližně 0,00005 až přibližně 1,25 %, vztaženo k hmotnosti suché vlákniny, stabilního koloidního oxidu křemičitého majícího povrch větší než 700 n2/g a hodnotu S 20 až 50, a přibližně 0,001 až přibližně 0,5 %, vztaženo k hmotnosti suché vlákniny v materiálu pro výrobu papíru polymerního flokulantu, vnese se materiál pro výrobu papíru do papírenského stroje, přičemž se odvodnění uvedeného materiálu pro výrobu papíru na papírenském stroji zvýší.
- 23. Způsob podle nároku 22, vyznačující se t. í m, že se do materiálu pro výrobu papíru před vnesením do papírenského stroje přidává, vztaženo k hmotnosti suché vlákniny v materiálu pro výrobu papíru, hmotnostně přibližně 0,005 až přibližně 5,0 % kationtového škrobu.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US1999/012262 WO2000075074A1 (en) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | Stable silica sols of high surface area and improved activity |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20014291A3 true CZ20014291A3 (cs) | 2002-05-15 |
| CZ302013B6 CZ302013B6 (cs) | 2010-09-08 |
Family
ID=22272881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20014291A CZ302013B6 (cs) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | Zpusob prípravy stabilního koloidního oxidu kremicitého |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1189689B1 (cs) |
| JP (1) | JP5084997B2 (cs) |
| KR (1) | KR100678486B1 (cs) |
| CN (1) | CN1281490C (cs) |
| AT (1) | ATE392254T1 (cs) |
| AU (1) | AU785343B2 (cs) |
| BR (1) | BR9917341B1 (cs) |
| CA (1) | CA2375399C (cs) |
| CZ (1) | CZ302013B6 (cs) |
| DE (2) | DE1189689T1 (cs) |
| DK (1) | DK1189689T3 (cs) |
| ES (1) | ES2193903T1 (cs) |
| HU (1) | HUP0201396A3 (cs) |
| MX (1) | MXPA01012297A (cs) |
| PL (2) | PL197898B1 (cs) |
| PT (1) | PT1189689E (cs) |
| WO (1) | WO2000075074A1 (cs) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9017649B2 (en) | 2006-03-27 | 2015-04-28 | Nalco Company | Method of stabilizing silica-containing anionic microparticles in hard water |
| US10227238B2 (en) | 2006-04-04 | 2019-03-12 | Ecolab Usa Inc. | Production and use of polysilicate particulate materials |
| WO2008031728A1 (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-20 | Ciba Holding Inc. | Process of manufacturing paper |
| EP2069573A2 (en) * | 2006-09-27 | 2009-06-17 | Ciba Holding Inc. | Siliceous composition and its use in papermaking |
| AR066831A1 (es) * | 2007-06-07 | 2009-09-16 | Akzo Nobel Nv | Soles a base de silice |
| AR072689A1 (es) | 2008-07-14 | 2010-09-15 | Akzo Nobel Nv | Soles basados en silice metodo para producirlos uso y metodo para producir papel que los utiliza |
| KR100943204B1 (ko) * | 2009-07-14 | 2010-02-19 | 주식회사메자이텍 | 혈액순환 개선용 기능성 음용수 및 이의 제조방법 |
| JP5356209B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2013-12-04 | 日揮触媒化成株式会社 | 有機溶媒分散高濃度珪酸液 |
| JP5661388B2 (ja) * | 2010-09-08 | 2015-01-28 | 大王製紙株式会社 | 新聞用巻取紙及び剥離強度評価方法 |
| CN102154948A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-08-17 | 山东华泰纸业股份有限公司 | 一种造纸工艺的阳离子淀粉应用方法 |
| US10065865B2 (en) * | 2011-02-22 | 2018-09-04 | Evonik Degussa Gmbh | Process for preparing aqueous colloidal silica sols of high purity from alkali metal silicate solutions |
| JP2012214432A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-11-08 | Harima Chemicals Inc | 高純度リグニンの製造方法 |
| JP6307439B2 (ja) * | 2011-12-15 | 2018-04-04 | インヴェンティア・アクチボラゲットＩｎｎｖｅｎｔｉａ Ａｂ | 紙および板紙の改善システムおよび方法 |
| CN104003475B (zh) * | 2013-02-26 | 2016-03-23 | 南京林业大学 | 一种造纸白水中胶体性干扰物的分离方法 |
| SE537737C2 (sv) * | 2013-03-01 | 2015-10-06 | Stora Enso Oyj | In-Line-framställning av kiseldioxid för retentionsändamål ien pappers- eller kartongtillverkningsprocess |
| US10087081B2 (en) | 2013-03-08 | 2018-10-02 | Ecolab Usa Inc. | Process for producing high solids colloidal silica |
| ES2700776T3 (es) | 2013-08-23 | 2019-02-19 | Akzo Nobel Chemicals Int Bv | Sol de sílice |
| WO2015076946A1 (en) * | 2013-11-25 | 2015-05-28 | Ecolab Usa Inc. | Stable aqueous colloidal silica product, and methods to make and use same |
| CN108130801B (zh) * | 2013-12-18 | 2020-11-24 | 艺康美国股份有限公司 | 生产用于造纸的活化胶态二氧化硅的方法 |
| CA2992720A1 (en) | 2015-07-18 | 2017-01-26 | Ecolab Usa Inc. | Chemical additives to improve oil separation in stillage process operations |
| JP7424867B2 (ja) * | 2019-03-12 | 2024-01-30 | 東曹産業株式会社 | 珪酸塩系水溶液 |
| CN110327852B (zh) * | 2019-07-06 | 2022-07-12 | 江西奕方农业科技有限公司 | 溶胶设备和其制造方法 |
| CN115385346B (zh) * | 2022-08-19 | 2023-07-04 | 金三江(肇庆)硅材料股份有限公司 | 一种磨擦型二氧化硅及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4954220A (en) * | 1988-09-16 | 1990-09-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Polysilicate microgels as retention/drainage aids in papermaking |
| SE500367C2 (sv) * | 1989-11-09 | 1994-06-13 | Eka Nobel Ab | Silikasoler och förfarande för framställning av papper |
| SE500387C2 (sv) * | 1989-11-09 | 1994-06-13 | Eka Nobel Ab | Silikasoler, förfarande för framställning av silikasoler samt användning av solerna i pappersframställning |
| SE501214C2 (sv) * | 1992-08-31 | 1994-12-12 | Eka Nobel Ab | Silikasol samt förfarande för framställning av papper under användande av solen |
| US5584966A (en) * | 1994-04-18 | 1996-12-17 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Paper formation |
| RU2213053C2 (ru) * | 1999-05-04 | 2003-09-27 | Акцо Нобель Н.В. | Золи на основе диоксида кремния |
| EP1242308B1 (en) * | 1999-12-20 | 2005-11-16 | Akzo Nobel N.V. | Silica-based sols |
-
1999
- 1999-06-02 EP EP99973881A patent/EP1189689B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-02 CZ CZ20014291A patent/CZ302013B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1999-06-02 HU HU0201396A patent/HUP0201396A3/hu unknown
- 1999-06-02 JP JP2001501559A patent/JP5084997B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-02 CA CA002375399A patent/CA2375399C/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-02 CN CNB998167029A patent/CN1281490C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-06-02 DE DE1189689T patent/DE1189689T1/de active Pending
- 1999-06-02 MX MXPA01012297A patent/MXPA01012297A/es active IP Right Grant
- 1999-06-02 DE DE69938565T patent/DE69938565T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-02 WO PCT/US1999/012262 patent/WO2000075074A1/en active Application Filing
- 1999-06-02 ES ES99973881T patent/ES2193903T1/es active Pending
- 1999-06-02 PT PT99973881T patent/PT1189689E/pt unknown
- 1999-06-02 AT AT99973881T patent/ATE392254T1/de active
- 1999-06-02 PL PL352225A patent/PL197898B1/pl unknown
- 1999-06-02 BR BRPI9917341-7A patent/BR9917341B1/pt not_active IP Right Cessation
- 1999-06-02 KR KR1020017015387A patent/KR100678486B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-06-02 DK DK99973881T patent/DK1189689T3/da active
- 1999-06-02 AU AU43290/99A patent/AU785343B2/en not_active Expired
- 1999-06-02 PL PL381924A patent/PL197056B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2193903T1 (es) | 2003-11-16 |
| EP1189689B1 (en) | 2008-04-16 |
| PT1189689E (pt) | 2008-07-24 |
| DE69938565T2 (de) | 2009-06-04 |
| CN1406209A (zh) | 2003-03-26 |
| KR100678486B1 (ko) | 2007-02-05 |
| EP1189689A4 (en) | 2004-06-23 |
| BR9917341B1 (pt) | 2010-09-21 |
| ATE392254T1 (de) | 2008-05-15 |
| CZ302013B6 (cs) | 2010-09-08 |
| HUP0201396A2 (en) | 2002-08-28 |
| BR9917341A (pt) | 2002-02-19 |
| AU4329099A (en) | 2000-12-28 |
| JP5084997B2 (ja) | 2012-11-28 |
| CN1281490C (zh) | 2006-10-25 |
| PL197056B1 (pl) | 2008-02-29 |
| HUP0201396A3 (en) | 2005-07-28 |
| EP1189689A1 (en) | 2002-03-27 |
| CA2375399C (en) | 2007-04-24 |
| JP2003501335A (ja) | 2003-01-14 |
| DE69938565D1 (de) | 2008-05-29 |
| PL352225A1 (en) | 2003-08-11 |
| WO2000075074A1 (en) | 2000-12-14 |
| DK1189689T3 (da) | 2008-05-19 |
| PL197898B1 (pl) | 2008-05-30 |
| KR20020024596A (ko) | 2002-03-30 |
| MXPA01012297A (es) | 2002-07-30 |
| DE1189689T1 (de) | 2003-06-26 |
| AU785343B2 (en) | 2007-02-01 |
| CA2375399A1 (en) | 2000-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6372806B1 (en) | Method of making colloidal silica | |
| CZ20014291A3 (cs) | Stabilní soly oxidu křemičitého s velkým povrchem a se zlepąenou aktivitou, způsob jejich výroby a jejich pouľití | |
| US6270627B1 (en) | Use of colloidal borosilicates in the production of paper | |
| CA2509628C (en) | Colloidal borosilicates and their use in the production of paper | |
| JP5657603B2 (ja) | 高表面積及び高活性の安定なシリカゾルの調製方法 | |
| KR100780289B1 (ko) | 높은 표면적 및 향상된 활성의 안정한 실리카 졸 | |
| AU765384B2 (en) | Colloidal borosilicates and their use in the production of paper | |
| TW568884B (en) | Silica-based sols and silica-based particles, their production and use |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20110602 |