CZ296416B6 - Úprava kationtové skrobové smesi pro odstranovánícástic z vodných disperzí - Google Patents

Úprava kationtové skrobové smesi pro odstranovánícástic z vodných disperzí Download PDF

Info

Publication number
CZ296416B6
CZ296416B6 CZ20001449A CZ20001449A CZ296416B6 CZ 296416 B6 CZ296416 B6 CZ 296416B6 CZ 20001449 A CZ20001449 A CZ 20001449A CZ 20001449 A CZ20001449 A CZ 20001449A CZ 296416 B6 CZ296416 B6 CZ 296416B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
starch
pam
cationic
cooking
aqueous
Prior art date
Application number
CZ20001449A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20001449A3 (cs
Inventor
Harvey Moffett@Robert
Original Assignee
E. I. Du Pont De Nemours And Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US08/960,648 external-priority patent/US5859128A/en
Application filed by E. I. Du Pont De Nemours And Company filed Critical E. I. Du Pont De Nemours And Company
Publication of CZ20001449A3 publication Critical patent/CZ20001449A3/cs
Publication of CZ296416B6 publication Critical patent/CZ296416B6/cs

Links

Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00—Preparation of derivatives of starch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/04—Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives
    • C08L3/08—Ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • 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
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/02—Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
    • 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
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/37—Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
    • D21H17/375—Poly(meth)acrylamide
    • 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
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/42—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups anionic
    • 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
    • D21H17/66—Salts, e.g. alums

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Úprava kationtové skrobové smesi spocívá v príprave modifikovaných skrobu vyrobitelných varením amfoterního nebo kationtového skrobu a kationtového, aniontového, neionogenního nebo amfoterního polyakrylamidu, kde tyto smesi mají vseobecné pouzití jako cericí prostredek pro odstranení pevných cásticz vodné disperze nebo jako retencní prostredek v papírenském prumyslu. Vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru obsahuje rozpustnou slouceninu hliníku v mnozství 0,005 az 2,5 kg oxidu hlinitého na tunu suchého papíru a výse uvedený modifikovaný skrob, kde hmotnostní pomer výchozích surovin pro výrobu modifikovaného skrobu ciní: nemodifikovaný skrob : polyakrylamidu je vetsí nez 2 : 1.

Description

(57) Anotace:
Úprava kationtové škrobové směsi spočívá v přípravě modifikovaných škrobů vyrobitelných vařením amfotemího nebo kationtového škrobu a kationtového, aniontového, neionogenního nebo amfotemího polyakrylamidu, kde tyto směsi mají všeobecné použití jako čeřící prostředek pro odstranění pevných částic z vodné disperze nebo jako retenční prostředek v papírenském průmyslu. Vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru obsahuje rozpustnou sloučeninu hliníku v množství 0,005 až 2,5 kg oxidu hlinitého na tunu suchého papíru a výše uvedený modifikovaný škrob, kde hmotnostní poměr výchozích surovin pro výrobu modifikovaného škrobu činí: nemodifikovaný škrob : polyakrylamidu je větší než 2:1.
Úprava kationtové škrobové směsi pro odstraňování částic z vodných disperzí
Oblast techniky
Vynález se týká směsí získaných vařením kationtového nebo amfotemího škrobu a kationtového, aniontového, neionogenního nebo amfotemího polyakrylamidu. Výsledné modifikované škrobové směsi mají všeobecné použití jako čeřící prostředek pro odstranění pevných částic z vodní disperze a mají speciální použití jako retenční prostředek v papírenském průmyslu.
Dosavadní stav techniky
Papírenská výroba zahrnuje tvorbu a odvodňování pásu původně složeného z celulózových vláken a anorganického plniva. Pás je vytvářen rozprostíráním vodní suspenze obsahující celulózová vlákna a anorganické plnivo přes síto nebo síť a následném odstranění vody k vytváření vlákenných pásů nebo archů. Obchodní název vodné suspenze je zmíněný název „vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru“ a odstraněná voda je tzv. „bílá voda“.
Průmysl dlouho hledal způsoby snížení procenta malých celulózových vláken a částic plniva, které jsou odstraňovány s bílou vodou při tvorbě papírového pásu. Nejenom, že to představuje ztrátu materiálu, ale také to přispívá k vytváření materiálu v bílé vodě známého jako „aniontová drť“, což zhoršuje účinnost zařízení. Tedy zlepšení retence malých částic nejenom, že usnadňuje odstraňování vody, ale také zlepšuje výnos a produktivitu procesu výroby papíru.
Již dříve bylo navrhováno mnoho přísad pro retenci jemného podílu a odvodňování mokré části. Pro tento účel jsou často používány kationtové škroby, zvláště relativně nákladný kationtový bramborový a voskový kukuřičný škrob. Je používán i méně nákladný kationtový kukuřičný Škrob, ale ten obecně neposkytuje adekvátní retenci jemného podílu a odvodnění mokré části.
V dřívějších technických postupech týkajících se zlepšení účinnosti kationtového škrobu pro tyto účely, bylo učiněno mnoho návrhů. Americký patent US 4 066 495 seznamuje s metodou pro výrobu papíru obsahující kationtový škrob a aniontový retenční prostředek na bázi aniontového polyakrylamidového polymeru. PCT přihláška WO 91/07543 publikovaná 30. 05. 1991 taktéž předkládá metodu, kdy pro zlepšení retence jemného podílu a odvodnění může být k suspenzi celulózy přidán kationtový škrob, kationtový polyakiylamid a polymemí kyselina křemičitá. Přidání velkých množství polyakrylamidu však nejenom podstatně zvyšuje náklady výroby papíru, ale také může vyvločkováním vodné suspenze suroviny pro výrobu papíru mít za následek tvorbu nekvalitního papíru.
Takže stále existuje potřeba přísad k zlepšení retence jemného podílu a odvodnění mokré části při výrobě papíru.
Podstata vynálezu
Nyní bylo zjištěno, že amfotemí a kationtové škroby zlepšují retenční účinnost přísad v papírenském průmyslu, jestliže se škroby vaří s kationtovým, aniontovým, neionogenním nebo amfoterním polyakrylamidem a jsou přidávány k vodné suspenzi suroviny pro výrobu papíru, které obsahuje určité množství sloučenin hliníku. Tento vynálezu poskytuje vodnou suspenzi suroviny pro výrobu papíru, která obsahuje:
a) rozpustnou sloučeninu hliníku přítomnou v množství přibližně 0,005 až 2,5 kg oxidu hlinitého (A12O3) na tunu suchého papíru, a
b) modifikovaný škrob připravený vařením vodného roztoku alespoň jednoho amfotemího nebo kationtového škrobu mající stupeň situace mezi 0,01 až 0,2 s alespoň jedním neionogenním
-1 CZ 296416 B6 nebo amfotemím polyakrylamidem, nebo kationtovým nebo aniontovým polyakrylamidem, majícím stupeň substituce mezi 1 % a 80 % hmotnostními o molekulové hmotnosti alespoň 500 000, s podmínkou, že (i) vaření se provádí při hodnotě pH okolo 7,0 v případě použití kationtového nebo neionogenního polyakrylamidu;
(ii) varný proces nezneutralizuje více než 75 % kationtového škrobu, v případě že je vybrán amfotemí nebo aniontový polyakrylamid; a (iii) hmotnostní poměr škrobu k polyakrylamidu je větší než si 2 ku 1.
Modifikované škroby zlepšují retenci jemných podílů a odvodnění mokré části při výrobě papíru, protože umožňují použít levnější přísady nebo nižší množství určitých přísad. Konkrétněji bylo zjištěno, že kationtové nebo amfotemí škroby vařené s kationtovým, aniontovým, neionogenním nebo amfotemím polyakrylamidem zlepšují retenci jemných podílů, pokud jsou použity spolu s určitou sloučeninou hliníku, což je dosaženo odděleným přidáním škrobu a polyakrylamidu v průběhu procesu výroby papim.
Škrob
Kationtový škrob může být kterýkoliv škrob dříve používaný v papírenství. Může být vyroben z kteréhokoliv obecného materiálu, který produkuje škrob, jako je kukuřičný škrob, bramborový škrob, pšeničný škrob, voskový kukuřičný škrob. Kationizace je dosažena kterýmkoliv známým průmyslovým procesem, jako je například adice 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylamonium chloridu k získání kationtových škrobů s různým stupněm nitrogenosubstituce. Stupeň kationtové substituce škrobů (hmotn. % nitrogen/škrob) může být v rozmezí od asi 0,01 do asi 0,2, přednostně mezi 0,2 až 0,15. Mohou být také použity amfotemí škroby vyskytující se v přírodě, jako je bramborový škrob nebo syntetické amfotemí škroby.
Polyakrylamid (PAM)
Polyakrylamid je neinogenní, amfotemí, aniontový nebo nejlépe kationtový, mající molekulovou hmotnost alespoň 500 000, nejlépe alespoň 1 000 000.
Kationtový nebo amfotemí PAM může mít stupeň kationtové substituce od 1 % do 80 % hmotnostních, výhodně je od 10 % do 40 % hmotnostních. „Stupněm substituce“ se rozumí to, že polymery obsahují náhodně se opakující monomemí jednotky, jejichž chemická funkčnost je taková, že když je polymer rozpuštěn ve vodě stává se kationtovým polymerem. Tyto monomemí jednotky mohou obsahovat amino skupiny, ale není to podmínkou. PAM může být pevný, práškový, ve formě mikro-zm, emulze voda voleji nebo v jakékoliv průmyslové známé formě. S výhodou se může použít PAM od Allied Colloids, Suffolk VA a od Nalco, Naperville IL, ale i z jiných zdrojů.
Bylo zjištěno, že aniontový PAM byl měl mít molekulovou hmotnost mezi 500 000 až 20 000 000, nejlépe mezi 1 000 000 až 15 000 000. Aniontový PAM by měl mít stupeň anionicity 1 až 80 % hmotnostních, nejlépe 2 až 70 % hmotnostních. Obecně, nízká anionicita PAM bude vytvářet vyšší stupeň retence popele s tím, že vaření škrobu s PAM nezneutralizuje více než 75 % náboje škrobu. Bylo také zjištěno, že obecně vyšší molekulová hmotnost PAM způsobuje vyšší stupeň retence popele.
Aniontový PAM obsahuje karboxyly, sulfáty nebo další aniontové skupiny na rozdíl od amino nebo jiných kationtových skupin obsažených v kationtovém PAM. Jako příklad je kopolymer akrylamidu a kyseliny akrylové, kde hmotnostní poměr akrylamidu/kyselina akrylová je 90/10 s možností stupněm substituce 10%. PAM může být pevný, práškový, ve formě mikrozm, emulze voda v oleji nebo v jakékoliv průmyslové známé formě. Vhodný PAM může být získán od Allied Colloids, Suffolk Virgina a od Nalco, Naperville, Illinois, ale i z jiných zdrojů.
-2CZ 296416 B6
Vaření
Škrob a PAM mohou být smíchány v suchém stavu, smíchány jako kaše nebo před vařením smíchány ve vodě nebo mohou být smíchány během procesu vaření škrobu. Lepší než smíchání 5 v suchém stavu nebo zkašovitění PAM, může být místo toho před smícháním PAM předhydratován a vařen se škrobem. Lepší než smíchání v suchém stavu nebo zkašovitění škrobu, může být místo toho škrob uvařen, smíchán s PAM a potom převařen.
Vaření může být s výhodou uskutečněno za použití vařáku škrobu v papírně. Může být použit 10 dávkový nebo průběžný (kontinuální) vařák, například tryskový. Kontinuální tryskové vaření se zpravidla provádí při teplotách cca od 80 do 130 °C a tlaku 1 atmosféra nebo vyšším. Pevný podíl během vaření je obecně menší než 15 %, ale může být i vyšší, pokud se použije adekvátní míchání.
Použité časy a teploty se budou měnit v závislosti na složení a použitém zařízení. Podmínky 15 vaření musí být dostačující pro to, aby škrob zgelovatěl a PAM byl alespoň částečně hydratován a reagován se škrobem. Normálně se používají zvýšené teploty nad 65 °C, přednostně od 80 do 100 °C, ale pro některé směsi a zařízení se mohou použít i teploty nižší než 65 °C. Například výhody tohoto vynálezu mohou být spatřovány v použití teploty vaření 60 °C. Teploty vyšší než 100 °C mohou být použity, pokud se zabrání rozkladu škrobu a PAM. Takže při dávkovém vaře20 ní podle tohoto vynálezu při tlacích větších nezjedná atmosféra mohou být teploty vyšší než 100 až 130 °C i vyšší. Čas potřebný pro vaření bude v rozmezí od několika minut do méně než jedné hodiny. Časy vaření při nižších teplotách jsou obecně vyšší.
Při použití kationtových nebo neionogenních PAM se dosahuje nejlepších výsledků pokud se 25 směs škrob/PAM vaří při pH vyšším než 7, i když určité zlepšení v retenci popele se objevuje i při pH nižších než 7. Preferenční pH pro kationtový a neionogenní PAM a škrob je v rozmez od 8 do cca 10,5. Při použití aniontových nebo amfotemích PAM není pH tak důležité, ale normálně bývá v rozmezí od 3 do 11.
Hodnota pH vaření se upravuje konvenčními kyselinami, zásadami nebo solemi. Zvláště vhodné pro tyto účely se jeví použití alkalických sloučenin hliníku, například hlinitanu sodného a draselného, protože tyto sloučeniny také podporují retenční účinky, což je ukázáno v příkladu č. 6. Překvapující je, že retenční účinky se tím způsobem zvyšují i u kyselých vodných suspenzí surovin pro výrobu papíru. Dále bylo zjištěno, že přidání alkalické sloučeniny hliníku do varného roztoku 35 modifikuje škrob tak, že je možné použít nealuminizovaný mikročásticový retenční prostředek i pro kyselou vodnou suspenzi suroviny pro výrobu papíru, což za normálních okolností nefunguje.
Hmotnostní poměr PAM/škrob se mění podle použitých přísad a rozsahu ve kterém je požadována retence jemných částic a odvodňování. Například bylo zjištěno, že málo účinný kukuřičný 40 škrob může být vylepšen až na úroveň nebo i nad úroveň daleko dražšího škrobu bramborového vařením s pouhým jedním hmotnostním procentem PAM. Obvykle se volí hmotnostní poměr škrobu ku PAM větší než 2 ku 1, nejlépe 5 ku 1. Množství přidaného PAM by mělo být omezeno pod tuto hranici, což by vyvolalo vysrážení škrobu. Toto opět závisí na přísadách a zvoleném způsobu vaření. Pokud je použit aniontový nebo amfotemí PAM, je rozhodující, aby podmínky 45 vaření (tj. stupeň anionicity PAM, poměr PAM/škrob, kationicita škrobu) byly omezeny tak, aby nebylo zneutralizováno více než 75 % náboje škrobu. Jinak se výkonnost zhorší.
Vlastní výroba papíru
Uvařená směs škrobu a PAM se může přidat k jakékoliv vhodné vodné suspenzi suroviny pro 50 výrobu papíru jako retenční činidlo pro zlepšení retence jemného podílu a odvodnění. Vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru může obsahovat různé druhy dřevní buničiny a anorganických plnidel a normálně má pH asi 4 až 10. Může být použita buničina, vybělená sulfátová buničina a dřevovina spolu s kaolinem, vysráženým nebo mletým uhličitanem vápenatým, oxidem titaničitým a jinými anorganickými plnidly, pokud je třeba. Tato plnidla jsou používána
-3 CZ 296416 B6 v množství od 15 do 20 % hmotnostních celkové hmotnosti papíru, ale pro některé speciální aplikace může tento podíl dosáhnout až 30 % hmotnostních i více.
Podle tohoto vynálezu se uvařená směs PAM/škrob přidá k vodné suspenzi suroviny pro výrobu papíru, která buď obsahuje určité sloučeniny hliníku, nebo ke které se tyto sloučeniny následně přidávají. Sloučenina hliníku zesiluje účinnost směsi PAM/škrob a zpravidla je přítomna ve vodné suspenzi suroviny pro výrobu papíru v rozpuštěné formě a může se přidávat jako roztok nebo jako pevné částice. Pokud je to možné, přidává se sloučenina hliníku jako první a až potom směs PAM/škrob.
Nejvýhodnější je použití síranu hlinitého, hlinitanů (např. hlinitanu sodného nebo draselného), dusičnanu hlinitého, polyaluminium chlorid nebo polyaluminium sulfát. Mohou se použít i jiné sloučeniny hliníku rozpustné ve vodné suspenzi suroviny pro výrobu papíru. Poměr navážek je normálně v rozmezí od 0,001 do asi 5 lb A12O3 na tunu suchého papíru (0,005 až 2,5 kg na 11).
Zvláště výhodné výsledky se dosahují, když vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru obsahuje aniontový anorganický koloid, což je v papírenském průmyslu tradiční. Například může obsahovat montmorilonit, bentonit, koloidní roztoky kyseliny křemičité, koloidní roztoky kyseliny křemičité modifikované hliníkem, hlinitokřemičité sóly, kyselinu polykřemičitou polykřemi20 čité mikrogely a polyhlinitokřemičité mikrogely, a to buď odděleně, nebo vkombinaci.
Vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru může obsahovat další typické přísady, jako klížící kationtové polymery (retenční a flokulační činidla), aniontové polymery a/nebo samostatné přísady škrobu. I když výše zmíněné přísady mohou být přidávány v libovolném pořadí s dobrými 25 výsledky, upřednostňované pořadí je: sloučeniny hliníku jako první, jako druhá směs vařený škrob/PAM podle tohoto vynálezu a nakonec se přidává anorganický aniontový koloid.
I když vynález do detailu popisuje aplikaci směsí při výrobě papíru, budou tyto směsi použitelné i jako čeřící prostředky při odstraňování pevných částic z vodných suspenzí.
Vynález nyní bude doložen, ale ne vymezen, následujícími příklady. Pro srovnatelnost výsledků byly ve všech příkladech testovaných roztoků měřeny retenční účinky v 5 g/1 vodné suspenze suroviny pro výrobu papíru obsahující 35 % běleného sulfátového tvrdého dřeva a 35 % běleného sulfátového měkkého dřeva a 30 % vysráženého uhličitanu vápenatého (PCC). Vodná suspenze 35 suroviny pro výrobu papíru byla smíchána v nádobě typu Britt vybavené sítem 50R (100 ok/délkový palec) při rychlosti 750 otáček za minutu. Retenční popel byl určen ze vzorku bílé vody podle normy Tappi T-261.
Příklady provedení
Příklad 1
Tento příklad demonstruje, že společné vaření kationtového škrobu a kationtového polyakrylamidu poskytuje lepší výnosy retence, než přidávání dvou stejných chemikálií odděleně ale sou45 časně k vodné suspenzi suroviny pro výrobu papíru. Suchá směs byla připravena smícháním 3,0 g kationtového kukuřičného škrobu typu Stalok 300 od Staley Starch s 0,004 g kationtového PAM „A“ majícího molekulovou hmotnost asi 4 000 000 a stupeň substituce 22 % hmotnostních. Tato směs byla přidána k 497 g deionizované vody a pH upraveno na 8,5 použitím hydroxidu sodného. Roztok byl zahříván po dobu 30 minut na topné desce s použitím míchadla a po 15 minutách 50 varného cyklu začal var. Po uvaření byl roztok odstraněn z plotny a ponechán až do vychladnutí.
Roztok byl převážen a voda, která se odpařila byla doplněna zpět k roztoku.
-4CZ 296416 B6
Druhá suchá směs byla připravena smícháním 3,0 g kationtového bramborového škrobu typu BMB-40 od Akzo Nobel s 0,04 g PAM „A“. K této směsi bylo přidáno 497 g deionizované vody a pH bylo upraveno na 8,5 a následný postup vaření probíhal metodou popsanou výše.
Pro srovnání byly vzorky kukuřičného škrobu typu Stalok 300 a bramborového škrob typu BMB-40 připraveny jako roztoky o koncentraci 0,5 % hmotnostního a vařeny byly podle výše uvařené vařící procedury. Hodnota pH těchto škrobových roztoků nebyla upravována. Vzorek o koncentraci 0,125 % hmotnostních PAM „A“ byl odděleně připraven přidáním 1 g PAM „A“ k 799 g deionizované vody a míchán s výsledným roztokem jednu hodinu.
Škrob a PAM byly odděleně přidávány k surovině pro výrobu papíru v poměru navážek 15 lb/t (7,5 kg/t) a 0,25 lb/t (0,125 kg/t). V tomto a následujících příkladech byl přidán k surovině pro výrobu papíru v některých testech mikrogelový roztok polykřemičitanuhlinitého (PAS) připravený podle patentového dokumentu US 5 482 693. Pořadí chemických přísad bylo:
' V----------------- 1 Cas (sec) Krok
00 Začátek míchání
15 Přidání škrabu; přidání PAM
30 Přidání PAS
45 Otevření odvodňovacího
ventilu nádoby Britt
50 Zahájení sbírání bílé vody
80 Konec sbírání bílé vody
Výsledky retence popele jsou ukázány v Tabulce 1.
Tabulka 1 % Retence popele v závislosti na způsobu přidávání a navážce PAS
Navážka PAS Oddělené přidávání Společné vaření Oddělené Společné vaření
(kg SiO2/tunu) kukuřičného kukuřičný škrob přidávání bramb. bramb. škrob +
škrobu + PAM + PAM škrobu + PAM PAM
0 17% 27% 21 % 25%
0,5 27% 39% 40% 47%
1,0 28% 44% 47% 56%
Výsledky zřetelně ukazují, že retence popele se značně zlepší tím, že kationtovýškrob a kationtový PAM se vaří společně při pH 8,5 při přidáním těchto chemikálií do suroviny pro výrobu papíru a že retence popele se zvyšuje s vyššími dávkami PAS. Zvláště významné z hlediska nákladů na přísady je to, že účinnost kukuřičného škrobu a PAM vařeného společně byla stejná jako účinnost daleko dražší kombinace bramborový škrob/PAM, pokud byly přidány odděleně jako při způsobech známých ze stavu techniky.
Příklad 2
Tento příklad demonstruje výhodnost společného vaření kationtového škrobu a kationtového PAM před tím, když se při nižších teplotách jednoduše smíchají.
Vzorek A byl připraven smícháním 3,0 g Stalok 300 s 497 g deionizované vody a úpravou hodiny pH na 8,5. Roztok byl vařen podle procedury popsané v příkladu 1. Poté co byl vzorek ochla
-5CZ 296416 B6 zen na 35 °C, bylo přidáno 0,04 g PAM „A“ a výsledný vzorek byl před testováním míchán 1 hodinu.
Vzorek B byl přidán smícháním 3,0 g Stalok 300 s 497 g deionizované vody a jeho hodnota pH 5 byla upravena na 8,5. Roztok byl vařen podle procedury popsané v příkladu 1. Poté co byl vzorek ochlazen na 95 °C, bylo přidáno 0,04 g PAM „A“ a výsledný roztok byl před testováním míchán 1 hodinu.
Vzorek C byl připraven nejdříve smísením 3,0 g Stalok 3000 s 0,04 g PAM „A“, potom bylo 10 přidáno 497 g deionizované vody a hodnota pH byla upravena na 8,5. Roztok byl vařen podle procedury popsané v příkladu 1.
Tabulka 2 ukazuje retenci popele. V této tabulce ke pH roztoku škrobu nebo škrob/PAM před vařením označeno „a:pH“. Hodnota pH po vaření byla rovněž změřena a je označena „b:pH“.
Tabulka 2 % Retence popele v závislosti na způsobu vaření/míchání a navážce PAS
Navážka PAS (kg SiO2 / tunu) S t a 1 o k 3 0 0 aPAM „A“
Vzorek Á Vzorek B Vzorek C
a : pH = 8,5 b : pH = 7,0 a : pH = 8,5 b:pH = 8,l a: pH = 8,5 b: pH = 9,2
0 25% 29% 36%
0.5 39% 44% 55%
Výsledky rovněž ukazují, že vaření kationtového škrobu samotného při pH nad 8,5 a smíchání 20 s PAM při teplotě 35 °C (smíchaný vzorek A) nebo při teplotě 95 °C (smíchaný vzorek B) je mnohem méně užitečný pro zlepšování retence popele až vařeni společně ve shodě s vynalezeným postupem (vaření vzorku C).
Příklad 3
Tento příklad demonstruje, že při společném vaření kationtového škrobu a kationtového PAM, má pH významný efekt na zlepšenou detenci. Nejdříve byly za sucha smíchány 3,0 g vzorky kukuřičného škrobu typu Stalok 300 a 0,04 g různých typů kationtového PAM a poté rozptýleny v 497 g deionizované vody. Kationtový PAM „B“ má molekulovou hmotnost okolo 7 000 000 a 30 stupeň substituce 22 % hmotnostních. Kationtový (kapalný) PAM „C“ má molekulovou hmotnost okolo 4 000 000 a stupeň substituce 22 % hmotnostních. Vzhledem k tomu, že PAM „C“ má obsah aktivní složky 50 %, v tomto případě bylo přidáno 0,08 g PAM „C“.Hodnota pH roztoku škrob/PAM byla potom upravena na hodnoty uvedené v Tabulce 3 označené jako „a:pH“ a roztok byl vařen podle procedury popsané v příkladu 1. Hodnota pH prostředků NA nebyly upravovány. 35 Hodnota pH po vaření byla rovněž změřena a je označena jako „b:pH“.
Stejně jako v předchozích příkladech byla testována účinnost retence výše uvedených roztok. Škrob a PAM byly přidávány k surovině pro výrobu papíru v poměru navážek 15 lb/t (7,5 kg/t) a 0,25 lb/t (0,125 kg/t). V některých testech byl přidáván k surovině pro výrobu papíru PAS připra40 vený podle příkladu 1. Pořadí přidávání chemikálií bylo shodné jako v příkladu 1. Výsledky jsou uvedeny v Tabulce 3.
-6CZ 296416 B6
Tabulka 3 % Retence popele v závislosti na upravené hodnotě pH a navážce PAS
s t a 1 o 1 í 3 0 0 a PAM , A “
Navážka PAS a:pH=NA a: Ph = 7,0 a ; pH = 8,5 a:pH=10,0
(kg SiOj/tunu) b : pH = 4,9 b : pH = 6,4 b : pH = 8,0 b:pH= 9,7
0 22% 25% 30 % 29%
0,5 30% 37% 44% 47%
1,0 31 % 40% 43% 48 %
B . S tálo k 3 0 0 a PAM „ B “
Navážka PAS a : pH = NA a:pH = 7,0 a : pH = 8,5 a: pH = 10,0
(kg SiCH/tunu) b:pH = 5,l b : pH = 6,9 b:pH = 8,9 b:pH = 10,l
0 20% 28% 32% 30 %
0,5 29% 46% 42% 51 %
C . S t a 1 o k 3 0 0 a PAM C “ » v
Navážka PAS (kg SiOj/tunu) a:pH = NA b : pH = 5,4 a: pH = 7,5 b : pH = 7,0 a: pH = 8,5 b:pH = 9,0 a:pH=10,0 b:pH=10,0
0 22% 27% 27% 30%
0,5 29% 45% 46% 44%
1,0 33 % 44% 48% 43%
Výsledky jasně ukazují, že společné vaření kationtového škrobu a kationtového PAM při hodnotě pH = 5,5 vede ke zlepšení retence.
Příklad 4
Tento příklad demonstruje, že smíchání a vaření kationtového škrobu s předhydratovaným kationtovým PAM při hodnotě pH 8,5 také zlepšuje retenci. Vzorek 0,125 % kationtového PAM byl připraven přidáním 1,0 g PAM „B“ k 799 g deionizované vody. Roztok byl hydratován 1 hodinu. Poté bylo smícháno 33,3 g roztoku 0,125 % kationtového PAM s 464 g deionizované vody a 3,0 g Stalok 300. Hodnota pH byla upravena na 8,5 a roztok byl vařen podle procedury popsané v příkladu 1. Další směs škrob/PAM byla připravena smícháním za sucha a to 0,04 g PAM „B“ s 3,0 g Stalok 300 a potom tato suchá směs byla přidána k 497 g deionizované vody. Hodnota pH byla upravena na 8,5 a roztok byl vařen podle procedury popsané v příkladu 1.
Stejně jako v předchozích příkladech byla testována účinnost retence výše uvedených roztoků. Škrob a PAM byly přidávány k surovině pro výrobu papíru v poměru navážek 15 lb/t (7,5 kg/t) a 0,25 lb/t (0,125 kg/t). V některých testech byl přidáván k surovině pro výrobu papíru PAS připravený podle příkladu 1. Pořadí přidávání chemikálií bylo shodné jako v příkladu 1. Test byl veden tak, že kationtový kukuřičný škrob typu Stalok 300 a předhydratovaný PAM „B“ byly přidávány odděleně, ale k vodné suroviny pro výrobu papíru byly přidány současně.
Tabulka 4 % Retence popele v závislosti na hydratovaném PAM a navážce PAS
Navážka PAS (kg SiO2 / tunu) Oddělené přidávání kukuřičný škrobu + předhydratovaný PAM Společné vaření Kukuřičný škrob + suchý PAM Společné vaření bramborový škrob + předhydratovaný PAM
0 23% 36% 37%
0,5 37% 51% 51 %
1,0 44% 53% 50%
Výsledky uvedené v Tabulce 4 zřetelně ukazují, že vaření kationtového škrobu s předhydratovaným kationtovým PAM v hodnotě pH 8,5 vykazují shodné hodnoty retence popele jako vaření škrobu a PAM smíchaných za sucha. Obě metody poskytují lepší výsledky než přidávání totožných chemikálií k vodné suspenzi suroviny pro výrobu papíru odděleně.
Příklad 5
Tento příklad demonstruje, že přidání sloučeniny hliníku k vodné suspenzi suroviny pro výrobu papíru podporuje účinnost směsi kationtového škrobu/kationtového PAM. Suchá směs byla připravena smícháním 3,0 g kationtového kukuřičného škrobu typu Stalok 300 od Staley Starch s 0,04 g kationtovým PAM „A“. K této směsi bylo přidáno 497 g deionizované vody. Hodnota pH byla upravena na 8,6. Roztok byl zahříván po dobu 30 minut na topné desce s použití míchadla a po 15 minutách varného cyklu začal var. Po uvaření byl roztok převařen a voda, která se odpařila byla doplněna zpět do roztoku. Konečné pH roztoku bylo 7,1.
Stejně jako v předchozích příkladech byla testována účinnost retence výše uvedených roztoků. Škrob a PAM byly přidány k surovině pro výrobu papíru v poměru navážek 15 lb/t (7,5 kg/t) a 0,25 lb/t (0,125 kg/t). PAS připravený podle příkladu 1 byl přidán v navážce 2 lb/t (1 kg/t) k surovině pro výrobu papíru.
V některých testech byly přidány k surovině pro výrobu papíru také kamenec používaný při výrobě papíru a hlinitan sodný. Pořadí přidávání bylo:
Čas (sec) Krok
00 Začátek míchání
15 Sloučeniny hliníku
3Ό Přidání škrobu; přidání PAM
45 Přidání PAS
60 Otevření odvodňovacího ventilu
nádoby Britt
65 Zahájení sbírání bílé vody
95 Konec sbírání bílé vody
-8CZ 296416 B6
Tabulka 5 % Retence popele v závislosti na přidání sloučeniny hliníku
1 Typ sloučeniny hliníku Navážka sloučeniny hliníku % retence popele
Lb/t Kg/t
0 0 0 61 %
Kamenec 0,5 0,25 64%
Kamenec 1,0 0,5 68 %
Kamenec 2,0 1,0 72%
Hlinitan sodný 0,5 0,25 72%
Hlinitan sodný 1,0 0,5 72 %
Hlinitan sodný 2,0 1,0 73 %
Výsledky ukazují, že přidáním sloučenin hliníku k materiálu pro výrobu papíruje dalším zlepšením retence.
Příklad 6
Tento příklad demonstruje, jak použití alkalických sloučenin hliníku k úpravě směsi jako retenčního prostředku. Suché směsi byly připraveny smícháním 3,0 g kationtového kukuřičného škrobu typu Stalok 300 s 0,04 g PAM „B“ a s různými množstvími hlinitanu sodného uvedenými pro vzorek D až G v Tabulce 7. K těmto směsím bylo přidáno 497 g deionizované vody. Hodnota pH ve smíchané směsi neobsahující hlinitan sodný byla upravena na 8,5. Hodnota pH ve smíchané směsi obsahující hlinitan sodný byla změřena, ale ne upravena a je označena jako „a:pH“. Roztok byl zahříván na topné desce s použitím míchadla po dobu 30 minut a po 15 minutách varného cyklu začal var. Po uvaření, byl roztok převážen a voda jenž se odpařila byla doplněna. Hodnota pH roztoku byla opět změřena a je označena jako „b:pH“.
Stejně jako v předchozích příkladech byla testována účinnost retence výše uvedených roztoků. Škrob a PAM byly přidávány k surovině pro výrobu papíru v poměru navážek 15 lb/t (7,5 kg/t) a 0,25 lb/t (0,125 kg/t). V některých testech byl přidáván k surovině pro výrobu papíru PAS připravený podle příkladu 1. Pořadí chemických přísady bylo stejné jako u příkladu 1.
Tabulka 6 % Retence popele v závislosti na procesu vaření a navážce PAS
A. Způsob přípravy vzorků
Vzorek D Vzorek E Vzorek F Vzorek G
Přídavek sloučenin hliníku gm 0 0,09 0,17 0,35
AtpH 8,5 9,1 9,6 10,1
B :pH 8,9 9,3 9,5 9,8
B. Výsledky testu retence
Navážka PAS (kg SiO2 / tunu) Vzorek D Vzorek E Vzorek F Vzorek G
0 27% 34% 34% 35%
0,5 48 % 56% 60% 64%
-9CZ 296416 B6
Výsledky jasně ukazují výhodu použití alkalické sloučeniny hliníku k úpravě pH směsi kationtového škrobu/kationtové PAM.
Příklad 7
Příklad demonstruje, jak společné vaření kationtového škrobu a neionogenního PAM při hodnotě pH = 10 poskytuje lepší výnosy retence, než přidání těchto chemikálií odděleně, ale současně k vodné suspenzi suroviny pro výrobu papíru. Suchá směs byla připravena smícháním 3,0 g kationtového kukuřičného škrobu typu Stalok 300 od Staley Starch s 0,04 g neionogenního PAM „D“, mající molekulovou hmotnost asi 14 000 000. K této směsi bylo přidáno 497 g deionizované vody. Hodnoty pH byla upravena na 10,1. Roztok byl zahříván po dobu 30 minut na topné desce s použitím míchadla a po 15 minutách varného cyklu začal var. Po uvaření byl roztok převážen a voda, která se odpařila byla doplněna zpět k roztoku. Konečné pH roztoku bylo 9,9.
Pro srovnání, byl připraven stejným způsobem vzorek Stalok 300 jako 0,5% hmotnostní roztok. Hodnota pH roztoku byla okolo 7,5 a nebyla upravována.
Roztok o koncentraci 0,125 % hmotnostní PAM „D“ byl připraven přidáním 1 g PAM „D“ k 799 g deionizované vody a výsledný roztok byl míchán po dobu jedné hodin. Hodnoty pH roztoku byly okolo 4,4 a nebyla upravována.
Stejně jako v předchozích příkladech byla testována účinnost retence výše uvedených roztok. Škrob a PAM byly přidávány k surovině pro výrobu papíru v poměru navážek 15 lb/t (7,5 kg/t) a 0,25 lb/t (0,125 kg/t). V některých testech byl přidáván k surovině pro výrobu papíru PAS připravený podle příkladu 1. Pořadí přísad bylo stejné jako v příkladu 1.
Tabulka 7 % Retence popele v závislosti na procesu vaření a navážce PAS
Navážka PAS (kg SiO2 / tunu) Oddělené přidávání kukuřičný škrob + neionogenní PAM Společné vaření kukuřičný škrob + neionogenní PAM
0 11 % 22%
0,5 19% 33 %
1,0 22% 33%
Výsledky jasně ukazují, že společným vařením kationtového škrobu a neionogenního PAM při hodnotě pH - 10 před přidáním těchto chemikálií k vodné suspenzi suroviny pro výrobu papíru, se retence zvyšuje.
Příklady 8 až 12
V následujících příkladech 8 až 12 byl požadovaný náboj směsi kationtový škrob/aniontový PAM stanoven použitím snímače elektroforetického proudu typu Rank Brothers Charge Analyser II (Cambridge, England). Požadovaný náboj výchozího kationtového škrobu a směsi kationtový škrob/PAM) byl stanoven titrací při pH = 8 roztokem 0,00 IN Poly(kyselina vinylsulfonová, sodná sůl). Titrovaná směs měla složení 1,25 g škrob/PAM, rozmíchaného v 225 ml deionizované vodě. Pokud bylo stanoveno, že náboj směsi škrob/PAM má být aniontový, bylo procento zneutralizovaného náboje škrobu vykazováno jako větší než 100.
-10CZ 296416 B6
Příklad 8
Tento příklad byl prováděn s vodnou suspenzí suroviny pro výrobu papíru, obsahující roztok papírenského kamence [A12(SO4)3 . 18H2O] nebo hlinitan sodný. Příklad demonstruje, že při vaření kationtového bramborového škrobu s aniontovým PAM s vysokou molekulovou hmotností (MW) aniontový PAM musí neutralizovat méně než 50 % náboje kationtového škrobu, aby účinnost takto připraveného roztoku přesáhla účinnost roztoku připraveného přidáváním shodných chemikálií k vodné suspenzi suroviny pro výrobu papíru odděleně.
Směs kationtový škrob/aniontový PAM byly připraveny vařením 2,5 kg kationtového bramborového škrobu typu Stalok 410 (dostupný od Staley Starches), majícího stupeň substituce 0,042 s komerčním aniontovým PAM majícím molekulovou hmotnost přibližně 8 000 000 a 12 % hmotnostních v deionizované vodě. Celková hmotnost roztoku škrob/PAM byla 500 g. Aniontový PAM byl předhydratován na 0,125 % hmotnostním (aktivní báze) dříve než byl smíchán a vařen s kationtovým škrobem a dodatečnou vodou. Směs škrob/PAM byla zahřívána po dobu 30 minut na topné desce s použitím magnetického míchadla a přibližně po 20 minutách varného cyklu začal var.
Experimenty retence byly provedeny s použitím 151b (7,5 kg)/t kationtového bramborového škrobu a různými navážkami aniontového PAM. Množství 2 lb (1 kg)/t (na bázi SiO2) 4 nm koloidního roztoku kyseliny křemičité (dostupné od Nalco) bylo přidáno 15 sekund po současném přidání kationtového škrobu a aniontového PAM.
Výsledky ukazují vyšší výtěžek retence popele v surovinách pro výrobu papíru obsahující sloučeniny hliníku při společném vaření kationtového škrobu a aniontového PAM s vysokou molekulovou hmotností ve srovnání s přidáváním chemikálií odděleně pouze když aniontový PAM neutralizuje méně než asi 50 % náboje škrobu. Výsledky jsou shrnuty v Tabulce 8.
-11 CZ 296416 B6 % Retence popele v závislosti na navážce PAM a typu sloučeniny hliníku
o <. r* Společné vaření 79 89 48
0,51b(0,25kg)/t. (hlinitan sodi Oddělené/spoíečné přidávání 55 63
% retence popele j 7? Q <u g SS r-Ί O < Λ O £ Společné vaření 70 59 45
Oddělené/spoíečné přidávání CM »r> oo 57
r*> O < 4-> Q > S w~> e CM 3 o X ♦— vr> rt O Společné vaření 70 V) M5 e·
Oddělené/spoíečné přidávání 47 t 1 49 59
Hmotn. poměr škrob/PAM o o 30/1 20/1
Navážka · PAM (lb/t)a 0,25 (0,125) z—x ° B 0,75 (0,375)
% zneutralizovaného náboje kationt. škrobu 25 un
Hodnoty uvedené v závorkách jsou v kg/t.
- 12 CZ 296416 B6
Příklad 9
Tento příklad byl proveden s vodnou suspenzí suroviny pro výrobu papíru obsahující 0,5 lb (0,25 kg)/t A12O3 přidaného k roztoku kamence při výrobě papíru. Příklad demonstruje, že když se vaří kationtový bramborový škrob s aniontovým PAM s nízkou molekulovou hmotností, aniontový PAM může neutralizovat až do 75 % a stále poskytuje vyšší retenci popele, než když je vystaven oddělenému přidávání chemikálií k vodné suspenzi suroviny pro výrobu papíru.
Směsi kationtový škrob/aniontový PAM byly připraveny vařením 2,5 g kationtového bramborového škrobu BMB-40 mající stupeň substituce 0,04 a komerčního aniontového PAM mající molekulovou hmotnost asi 1 000 000 a anionicitu 8 % hmotnostních v deionizované vodě. Celková hmotnost roztoku škrob/PAM byla 500 g. Kationtový škrob a aniontový PAM byly přidávány do deionizované vody jako suché prášky a byly zahřívány po dobu 30 minut na topné desce s použitím magnetického míchadla. Roztok byl vařen asi okolo 20 minut.
Experimenty retence byly provedeny s použitím 20 lb (10 kg)/t kationtového bramborového škrobu a různými navážkami aniontového PAM. Množství 2 lb (1 kg)/t (na bázi SiO2) 4 nm koloidního roztoku kyseliny křemičité (dostupné od Nalco) bylo přidáno 15 sekund po současném přidání kationtového škrobu a aniontového PAM.
Výsledky ukazují vyšší výtěžek retence popele v surovinách pro výrobu papíru obsahující sloučeniny hliníku při společném vaření kationtového škrobu a aniontového PAM s nízkou molekulovou hmotností se srovnání s přidáváním těch samých chemikálií odděleně pouze když aniontový PAM neutralizuje méně než 75 % náboje škrobu. Výsledky jsou shrnuty v Tabulce 9.
Tabulka 9 %Retence popele v závislosti na navážce PAM s nízkou molekulovou hmotností
% zneutralizov. náboje kationt. škrobu Navážka PAM (lb/t)a Hmotu. Poměr škrob/PAM Oddělené/společné přidávání Společné vaření
22 0,7 (0,35) 30/1 38 40
48 1,3 (0,65) 15/1 35 41
55 2,7 (0,235) 7,5/1 34 54
73 4(2) 3,8/1 29 50
>100 5,3 (2,65) 2,8/1 32 21
aj Hodnoty uvedené v závorkách jsou kg/t.
Příklad 10
Tento příklad byl proveden s vodnou suspenzí suroviny pro výrobu papíru obsahující 0,5 lb (0,25 kg)/t A12O3 přidaného k roztoku kamence při výrobě papíru. Příklad demonstruje použití slabého „S-hodnota“ koloidního roztoku kyseliny křemičité s vařeným kationtovým bramborovým škrobem a s aniontovým PAM s vysokou molekulovou hmotností.
Směs kationtový škrob/aniontový PAM byly připraveny vařením 2,5 kg kationtového bramborového škrobu typu Stalok 410 s komerčním aniontovým PAM majícím molekulovou hmotnost asi 10 000 000 a 40% hmotnostních anionicity v deionizované vodě. Celková hmotnost roztoku škrob/PAM byla 500 g. Aniontový PAM předhydratován na 0,125 % hmotnostních (účinné složky) před tím než byl smíchán a vařen s kationtovým škrobem a doplněn vodou. Směs škrob/PAM
-13CZ 296416 B6 byla zahřívána po dobu 30 minut po topné desce s použitím magnetického míchadla a přibližně po 20 minutách ho cyklu začal var.
Experimenty retence byl prováděn použitím směsi o kvantitativním složení 20 lb (10,0 kg)/t 5 kationtového bramborového škrobu a různých dávkových poměrů aniontového PAM. Množství lb (0,5 kg)/t (na bázi SiO2) 4 nm bud’ koloidního roztoku kyseliny křemičité typu BMA-670 (dostupné od Akzo Nobel), nebo 0,5 lb (0,25 kg)/t (na bázi SiO2) koloidního roztoku kyseliny křemičité typu Particol BX (dostupné od Allied Colloids) bylo přidáno 15 sekund po současném přidání kationtového škrobu a aniontového PAM.
Výsledky ukazují vyšší výtěžek retence popele v surovinách pro výrobu papíru obsahující sloučeniny hliníku při společném vaření kationtového škrobu a aniontového PAM s vysokou molekulovou hmotností ve srovnání s přidáváním těch samých chemikálií odděleně, pouze když aniontový PAM neutralizuje méně než asi 50 % náboje škrobu. Výsledky jsou shrnuty v Tabulce 15 10.
Tabulka 10 % Retence popele v závislosti na navážce PAM s vysokou molekulovou hmotností se slabými koloidními roztoky kyseliny křemičité
% zneutralizov. náboje kationt. Škrobu Navážka PAM (lb/t)a Hmotn. poměr škrob/PAM 1 Jb/t (0,5 kg/t) BMA-670 0,5 lb/t (0,25 kg/t) Particol BX
Oddělené/společné přidávání Společné vaření Oddělené/společné přidávání Společné vaření
18 0,2 (0,1) 100/1 38 58 41 54
42 0,4 (0,2) 50/1 41 46 40 40
59 0,6 (0,3) 33/1 43 31 46 28
72 0,8 (0,4) 25/1 48 24 48 23
“'Hodnoty uvedené v závorkách jsou kg/t.
Příklad 11
Tento příklad byl provede s vodnou suspenzí suroviny pro výrobu papíru obsahující 0,5 lb 25 (0,25 kg)/t A12O3 přidaného jako roztok polyaluminium chloridu. Příklad demonstruje použití koloidního roztoku kyseliny křemičité a hydratovaného bentonitového kaolínu svařeným kationtovým kukuřičným škrobem a saniontovým PAM s vysokou hmotností.
Směs kationtový škrob/aniontový PAM byla připravena uvařením kationtového kukuřičného 30 škrobu typu Stalok 300 mající stupeň substituce 0,036 s komerčním aniontovým PAM mající molekulovou hmotnost asi 8 000 000 a 5 % hmotnostních anionicity v deionizované vodě. Celková hmotnost roztoku škrob/PAM byla 500 g. Aniontový PAM byl předhydratován na 0,125 % hmotnostních (účinné složky) před tím než byl smíchán a vařen s kationtovým škrobem a doplněn vodou. Směs škrob/PAM byla zahřívána po dobu 40 minut na topné desce s použitím mag35 netického míchadla a přibližně po 20 minutách varného cyklu začal var.
Experimenty retence byly prováděny použitím směsi o kvantitativním složení 201b (10,0 kg)/t kationtového kukuřičného škrobu a různých navážek aniontového PAM. Množství 2 lb (1,0 kg)/t
-14CZ 296416 B6 (na bázi SiO2) 4 nm buď koloidního roztoku kyseliny křemičité, nebo 5 lb (0,25 kg)/t hydratované bentonitového kaolínu (dostupné od Allied Colloids) bylo přidáno 15 sekund po současném přidání kationtového škrobu a aniotového PAM.
Výsledky ukazují vyšší výtěžek retence popele v surovinách pro výrobu papíru obsahující sloučeniny hliníku při společném vaření kationtového škrobu a aniotového PAM s vysokou molekulovou hmotností ve srovnání s přidáváním těch samých chemikálií odděleně, až do limitu prováděných experimentů (zneutralizováno 34% náboje škrobu aniontovým PAM). Výsledky jsou shrnuty v Tabulce 11.
Tabulka 11 % Retence popele v závislosti na naváže PAM s vysokou molekulovou hmotností a s aniontovou anorganickou koloidní látkou
% zneutralizov. náboje kationt. škrobu Navážka PAM (lb/t)° Hmotn. poměr škrob/PAM % retence popele
2 lb (I kg)/t 4nm koloidního roztoku kyseliny křemičité 5 lb (2,5 kg)/t bentonitový kaolín
Oddělené/společné přidávání Společné vaření Oddělené/společné přidávání Společné vaření
27 0,75 (0,375) 27/1 34 51 27 37
34 1 (0.5) 20/1 35 49 28 37
a) Hodnoty uvedené v závorkách jsou kg/t.
Příklad 12
Tento příklad byl prováděn v kyselé vodné suspenzi suroviny pro výrobu papíru složené z 40 % běleného sulfátového tvrdého dřeva, 40 % běleného sulfátového měkkého dřeva a 20 % kaolínu. 20 Hodnota pH suroviny pro výrobu papíru byla upravena na 4,0. Množství 2 lb (1 kg)/t A12O3 bylo přidáno k surovině pro výrobu papíru jako roztok kamence při výrobě papíru. Příklad demonstruje jak alkalické sloučeniny hliníku mohou být vařeny s katíontovým škrobem a aniontovým PAM, přičemž dochází k dalšímu zlepšení retence popele.
Směs kationtový škrob/aniontový PAM/alkalické sloučeniny hliníku byla připravena vařením 2,5 g kationtového bramborového škrobu typu Stalok 410 s 0,083 g komerčního aniontového PAM majícího molekulovou hmotnost asi 8 000 000 a 12 % hmotnostních anionicity a 0,69 g A12O3 jako hlinitan sodný v deionizované vodě. Celková hmotnost (účinné složky) před tím než byl smíchán a vařen s katíontovým škrobem a doplněn vodou. Směs škrob/PAM byla zahřívána 30 po dobu 40 minut na topné desce s použitím magnetického míchadla a přibližně po 20 minutách varného cyklu začal var. Vařením směsi pouze kationtový škrob/aniontový PAM (žádný A12O3) bylo zjištěno, že bylo zneutralizováno 16 % kationtového náboje škrobu.
Experimenty retence byl prováděn použitím směsi o kvantitativním složení 201b (10,0 kg)/t 35 kationtového kukuřičného škrobu, 0,67 lb (0,0335 kg)/t aniontového PAM a 0,55 lb (0,275 kg)/t
A12O3 jako hlinitanu sodného. Množství 2 lb (1,0 kg)/t (na bázi SiO2) 5 nm koloidního roztoku kyseliny křemičité s vrstvou hlinitanu (BMA-9 dostupný od Akzo Nobel) bylo přidáno 15 sekund po současném přidání kationtového škrobu, aniontového PAM a hlinitanu sodného.
- 15 CZ 296416 B6
Výsledky ukazují vyšší výtěžek retence popele při společném vaření kationtový škrob/aniontový PAM/alkalické sloučeniny hliníku ve srovnání s přidáváním těch samých chemikálií. Výsledky jsou shrnuty v Tabulce 12.
Tabulka 12 % Retence popele v závislosti na kombinovaném vaření
% zneutralizov. náboje kationt. škrobu Navážka PAM (lb/t)1 Hmotn. Poměr škrob/PAM Oddělené/ společné přidáváni Společné vaření
16 0,5 (0,25) 40/1 37 43
e) Hodnoty uvedené v závorkách jsou kg/t.
PATENTOVÉ NÁROKY
1. Vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru, obsahující:

Claims (8)

1. Vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru, obsahující:
(a) rozpustnou sloučeninu hliníku přítomnou v množství přibližně 0,005 kg až 2,5 kg oxidu hlinitého (A12O3) na tunu suchého papíru, a (b) modifikovaný škrob připravený vařením vodného roztoku alespoň jednoho amfotemího nebo kationtového škrobu, mající stupeň substituce mezi 0,01 až 0,2 s alespoň jedním neionogenním nebo amfotemím polyakrylamidem, nebo kationtovým nebo aniontovým polyakrylamidem, mající stupeň substituce mezi 1 % hmotn. a 80 % hmotn. o molekulové hmotnosti alespoň 500 000, pod podmínkou, že (i) vaření se provádí při hodnotě pH 7,0 v případě, že je vybrán kationtový nebo neionogenní polyakrylamid;
(ii) varný proces nezneutralizuje více než 75 % kationtového škrobu, pokud molekulová hmotnost aniontového polyakrylamidu je mezi 500 00 až 4 000 000, a nezneutralizuje více než 50 %, pokud molekulová hmotnost je větší než 4 000 000; a (iii) hmotnostní poměr škrobu k polyakrylamidu je větší než 2 : 1.
2. Vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje modifikovaný škrob připravený vařením kationtového škrobu s kationtovým polyakrylamidem.
3. Vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje modifikovaný škrob připravený vařením kationtového škrobu s aniontovým polyakrylamidem.
4. Vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že rozpustná sloučenina hliníku je přidána k surovině pro výrobu papíru dříve než modifikovaný škrob.
5. Vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že škrob je vybrán ze skupiny kukuřičného škrobu, bramborového škrobu a voskového měkkého kukuřičného škrobu.
-16CZ 296416 B6
6. Vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že je také přítomna koloidní kyselina křemičitá.
5
7. Vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že je také přítomný aniontový anorganický koloid.
8. Vodná suspenze suroviny pro výrobu papíru podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že rozpustná sloučenina hliníku je vybrána ze skupiny síran hlinitý, hlinitany, dusičío nan hlinitý, polyaluminium chlorid a polyaluminium síran.
CZ20001449A 1997-10-30 1998-10-23 Úprava kationtové skrobové smesi pro odstranovánícástic z vodných disperzí CZ296416B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/960,648 US5859128A (en) 1997-10-30 1997-10-30 Modified cationic starch composition for removing particles from aqueous dispersions
US5955698A 1998-04-14 1998-04-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20001449A3 CZ20001449A3 (cs) 2001-02-14
CZ296416B6 true CZ296416B6 (cs) 2006-03-15

Family

ID=26738898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20001449A CZ296416B6 (cs) 1997-10-30 1998-10-23 Úprava kationtové skrobové smesi pro odstranovánícástic z vodných disperzí

Country Status (21)

Country Link
US (1) US6033525A (cs)
EP (1) EP1025159B1 (cs)
JP (1) JP2001521995A (cs)
KR (1) KR100612162B1 (cs)
CN (1) CN1187401C (cs)
AT (1) ATE224426T1 (cs)
AU (1) AU736084B2 (cs)
BR (1) BR9813275A (cs)
CA (1) CA2307025C (cs)
CZ (1) CZ296416B6 (cs)
DE (1) DE69808115T2 (cs)
EA (1) EA002138B1 (cs)
ES (1) ES2182368T3 (cs)
HU (1) HUP0004165A3 (cs)
ID (1) ID24454A (cs)
NO (1) NO20002178L (cs)
NZ (1) NZ504093A (cs)
PL (1) PL192204B1 (cs)
PT (1) PT1025159E (cs)
SK (1) SK286208B6 (cs)
WO (1) WO1999023155A1 (cs)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6699363B2 (en) * 2001-11-13 2004-03-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Modified starch and process therefor
US6723204B2 (en) * 2002-04-08 2004-04-20 Hercules Incorporated Process for increasing the dry strength of paper
US6911114B2 (en) * 2002-10-01 2005-06-28 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Tissue with semi-synthetic cationic polymer
MXPA05009123A (es) * 2003-02-27 2006-03-08 Univ Maine Composiciones y metodos de almidon para hacer composiciones de almidon.
US20040170749A1 (en) * 2003-02-27 2004-09-02 Neivandt David J. Modified starch compositions
MXPA05014168A (es) * 2003-07-01 2006-05-31 Univ Maine Composiciones de almidon gelificadas y metodos para la preparacion de composiciones de almidon gelificadas.
US7955473B2 (en) 2004-12-22 2011-06-07 Akzo Nobel N.V. Process for the production of paper
US20060254464A1 (en) 2005-05-16 2006-11-16 Akzo Nobel N.V. Process for the production of paper
JP4794224B2 (ja) * 2005-06-27 2011-10-19 日本エヌエスシー株式会社 糊化紙力増強剤用配合物、及び糊化紙力増強剤、並びに製紙方法
US8273216B2 (en) * 2005-12-30 2012-09-25 Akzo Nobel N.V. Process for the production of paper
WO2007078245A1 (en) 2005-12-30 2007-07-12 Akzo Nobel N.V. A process for the production of paper
CN100572434C (zh) * 2007-06-05 2009-12-23 内江市春江纸业有限公司 一种改性淀粉组合物的制备方法
US20090275699A1 (en) * 2008-05-05 2009-11-05 Mingfu Zhang Starch containing formaldehyde-free thermoset binders for fiber products
US8088723B2 (en) * 2008-10-30 2012-01-03 The Clorox Company Polyaluminum compositions
US7637271B1 (en) 2008-10-30 2009-12-29 The Clorox Company Polyaluminum compositions
US10093562B2 (en) 2009-06-24 2018-10-09 Ecolab Usa Inc. Methods and compositions for the treatment and recovery of purge solvent
US8591744B2 (en) * 2009-06-24 2013-11-26 Nalco Company Composition and process for removing impurities from a circulating water system
CN103510418B (zh) * 2012-06-25 2016-03-30 北京英力生科新材料技术有限公司 一种无黑液化学制浆工艺
FI125714B (en) * 2012-11-12 2016-01-15 Kemira Oyj Process for the treatment of fiber pulp for the manufacture of paper, cardboard or the like and product
FI125712B (en) 2012-11-13 2016-01-15 Kemira Oyj Paper-making material and its use
CA2907078C (en) * 2013-03-15 2021-06-29 Dober Chemical Corp. Dewatering compositions and methods
CN104861211B (zh) * 2015-05-06 2017-11-07 金东纸业（江苏）股份有限公司 一种复合型淀粉的制备方法
CN114673025B (zh) 2016-06-01 2023-12-05 艺康美国股份有限公司 用于在高电荷需求系统中造纸的高效强度方案
EP3478775B1 (en) 2016-07-01 2021-08-18 Ecolab USA Inc. Low chloride paint detackifier
EP3807323B1 (en) 2018-06-14 2024-03-06 Ecolab Usa Inc. Addition of caustic soda for improving detackifier stability
CA3157115A1 (en) * 2019-12-23 2021-07-01 Matti Hietaniemi Composition and its use for use in manufacture of paper, board or the like

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB177512A (en) * 1921-03-28 1923-03-15 Automatic Telephone Mfg Co Ltd Improvements in or relating to switching mechanism for use in telephone or like systems
GB1177512A (en) * 1966-04-15 1970-01-14 Nalco Chemical Co Improved Papermaking Process
US4066495A (en) * 1974-06-26 1978-01-03 Anheuser-Busch, Incorporated Method of making paper containing cationic starch and an anionic retention aid
SE432951B (sv) * 1980-05-28 1984-04-30 Eka Ab Pappersprodukt innehallande cellulosafibrer och ett bindemedelssystem som omfattar kolloidal kiselsyra och katjonisk sterkelse samt forfarande for framstellning av pappersprodukten
JPS60126398A (ja) * 1983-12-13 1985-07-05 株式会社協立有機工業研究所 紙の乾燥強度を向上させる抄紙方法
US4643801A (en) * 1986-02-24 1987-02-17 Nalco Chemical Company Papermaking aid
US5176891A (en) * 1988-01-13 1993-01-05 Eka Chemicals, Inc. Polyaluminosilicate process
JP2720460B2 (ja) * 1988-06-27 1998-03-04 日産化学工業株式会社 製紙方法
US4954220A (en) * 1988-09-16 1990-09-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polysilicate microgels as retention/drainage aids in papermaking
SE8903752D0 (sv) * 1989-11-09 1989-11-09 Eka Nobel Ab Foerfarande foer framstaellning av papper
US5178730A (en) * 1990-06-12 1993-01-12 Delta Chemicals Paper making
JPH06166986A (ja) * 1992-11-30 1994-06-14 Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd 製紙方法
US5482693A (en) * 1994-03-14 1996-01-09 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparing water soluble polyaluminosilicates
US5859128A (en) * 1997-10-30 1999-01-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Modified cationic starch composition for removing particles from aqueous dispersions

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999023155A1 (en) 1999-05-14
ATE224426T1 (de) 2002-10-15
DE69808115T2 (de) 2003-04-30
HUP0004165A3 (en) 2002-07-29
CA2307025C (en) 2008-01-08
ID24454A (id) 2000-07-20
CA2307025A1 (en) 1999-05-14
NZ504093A (en) 2001-03-30
PL192204B1 (pl) 2006-09-29
SK6042000A3 (en) 2001-04-09
CN1187401C (zh) 2005-02-02
EP1025159B1 (en) 2002-09-18
SK286208B6 (sk) 2008-05-06
DE69808115D1 (de) 2002-10-24
AU1117799A (en) 1999-05-24
EA200000474A1 (ru) 2000-10-30
EP1025159A1 (en) 2000-08-09
NO20002178D0 (no) 2000-04-27
KR100612162B1 (ko) 2006-08-14
BR9813275A (pt) 2000-08-22
US6033525A (en) 2000-03-07
ES2182368T3 (es) 2003-03-01
JP2001521995A (ja) 2001-11-13
CN1278282A (zh) 2000-12-27
KR20010031651A (ko) 2001-04-16
AU736084B2 (en) 2001-07-26
PT1025159E (pt) 2002-11-29
EA002138B1 (ru) 2001-12-24
PL340420A1 (en) 2001-02-12
CZ20001449A3 (cs) 2001-02-14
HUP0004165A2 (en) 2001-03-28
NO20002178L (no) 2000-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ296416B6 (cs) Úprava kationtové skrobové smesi pro odstranovánícástic z vodných disperzí
CZ20001450A3 (cs) Směs modifikovaného škrobu pro odstraňování částic z vodných disperzí
US20050236127A1 (en) Starch compositions and methods of making starch compositions
AU2002346464B2 (en) Modified starch and process therefor
AU2002346464A1 (en) Modified starch and process therefor
US5928474A (en) Modified starch composition for removing particles from aqueous dispersions
EP1167434A1 (en) Starch composition and the use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20061023