FI114724B - Menetelmä paperin valmistamiseksi - Google Patents

Description

114724 [ ·. .

ϊ

Menetelmä paperin valmistamiseksi Tämä keksintö koskee vedenpoiston ja retention parantamiseen paperinvalmistuksessa tarkoitettua menetelmää, jossa 5 lignoselluloosaa sisältäviä kuituja ja mahdollisesti täyteaineita sisältävään sulppuun lisätään anionisia ryhmiä sisältävää retentioainetta, joka perustuu polysakkaridiin tai joka on akryyliamidipohjäinen polymeeri, ja aluminaatin alkalista liuosta. Sulpun pH:n tulisi ennen 10 aluminaatin lisäystä olla alle noin 7 haluttujen katio- nisten alumiinihydroksidikompleksien saamiseksi sulppuun. Keksintö on kustannuksiltaan edullinen eikä se ole herkkä kiertoveden kalsiumpitoisuudelle.

15 Paperinvalmistuksessa paperikoneen perälaatikkoon syötetään sulppua, joka sisältää paperinvalmistuskuituja, vettä ja tavallisesti yhtä tai useampaa lisäainetta. Perä-laatikosta sulppu jaetaan tasaisesti paperikoneen viiran leveydelle siten että voidaan muodostaa yhtenäinen pape-20 riraina vedenpoistolla, puristuksella ja kuivatuksella. Sulpun pH on tärkeä tekijä tiettyjen paperilaatujen valmistuksen mahdollistamiseksi sekä lisäaineiden valitsemiseksi. Suuri määrä paperitehtaita on maailmanlaajuisesti siirtynyt viimeisen vuosikymmenen aikana happamista sul-25 puista neutraaleihin tai aikalisiin oloihin. Tällainen muutos vaatii kuitenkin usein kalliita investointeja, . .1. mistä syystä useat tehtaat edelleen valmistavat paperia happamissa oloissa.

',!V 30 Paperinvalmistuksessa parantunut vedenpoisto ja retentio \ 1 1 ovat haluttuja tavoitteita. Parantunut vedenpoisto (suo- » 1 » ·’ ’ tautuminen) tarkoittaa sitä, että paperikoneen nopeutta voidaan kasvattaa ja/tai energian kulutusta pienentää : .’ seuraavissa puristus- ja kuivatusosissa. Lisäksi hienoja- V : 35 keiden, täyteaineiden, liimojen ja muiden lisäaineiden .·. : parantunut retentio vähentää lisättyjä määriä ja yksin- iiit; kertaistaa kiertoveden kierrätystä.

• 1 * 1 1 » · 1 114724 2

Kuiduilla ja useimmilla täyteaineilla - paperinvalmistuksen pääkomponenteilla - on luonnostaan negatiivinen pin-tavaraus, ts. ne ovat anionisia. Aikaisemmin on ollut tunnettua parantaa vedenpoistoa ja retentiota muuttamalla I 5 näiden varausten nettoarvoa ja jakaantumaa. Sulppuun on j | usein lisätty tärkkelystä, johon on tuotu kationisia ryh miä, johtuen sen suuresta attraktiosta anionisiin sellu-loosapitoisiin kuituihin. Tämä vaikutus on kuitenkin ollut vähäisempi tehtaissa, joissa kiertovesi on kovaa, 10 mikä johtuu kationisen tärkkelyksen ja kalsiumionien välisestä, anionisiin kohtiin kohdistuvasta kilpailusta.

On oletettu, että parhaimpien tulosten saavuttamiseksi tärkkelyksen kationisten ja anionisten ryhmien välillä on j oltava sopiva tasapaino. Tärkkelyksiä, joihin on lisätty 15 sekä kationisia että anionisia ryhmiä, kutsutaan amfotee-risiksi, ja ne ovat paperinvalmistuksessa hyvin tunnettuja.

Ennestään on tullut tunnetuksi yhdistää tärkkelykseen 20 alumiiniyhdisteitä vaikutuksen parantamiseksi. P.H. Brouwer, Tappi Journal, 74(1), s. 170-179 (1991), kuvaa alunan yhdistämistä anionisen tärkkelyksen kanssa vedenpoiston sekä kiillon ja lujuuden parantamiseksi pakkauspape-reiden yhteydessä. Tässä tapauksessa massan ja kiertove-*··’ 25 den pH on 4,4 ja alunalisäys 50 kg/tonni massaa.

V Nyt käsillä oleva keksintö koskee vedenpoiston ja hienoin j jakeiden, täyteaineiden, liimojen ja muiden lisäaineiden retention parantamiseksi tarkoitettua menetelmää paperin-30 valmistuksessa, jossa lignoselluloosapitoisten kuitujen sulppuun lisätään anionisia ryhmiä sisältävää retentio-ainetta ja aluminaattia.

1 » » ( > t

. · I

Keksinnön kohteena on siten menetelmä paperin valmistami-·,*'· 35 seksi rainaamalla ja suotauttamalla viiralla lignosellu- loosapitoisten kuitujen ja mahdollisesti täyteaineiden sulppua, jolloin sulppuun lisätään anionisia ryhmiä si t t 114724 3 sältävää retentioainetta, joka perustuu polysakkaridiin tai joka on akryyliamidipohjainen polymeeri, ja aluminaa-tin alkalista liuosta, jonka sulpun pH ennen aluminaatin lisäystä on alueella noin 3 - noin 7.

5

Keksinnön mukaisesti on yllättäen havaittu, että lisäämällä sulppuun, jonka pH on alle noin 7, aluminaattia sisältävää alkalista liuosta, on mahdollista aikaansaada vuorovaikutus sulpussa kehittyneiden kationisten alumii-10 nihydroksidikompleksien ja retentioaineen ja selluloosa-kuitujen anionisten ryhmien välille.

Kuten edellä on esitetty, paperinvalmistuksessa on aikaisemmin käytetty yleisesti tärkkelystä, johon on lisätty 15 kationisia ryhmiä. Anionisia ryhmiä sisältävän tärkkelyksen käyttäminen on kuitenkin edullista, koska anionisten ryhmien, kuten fosfaattiryhmien, lisääminen on paljon helpompaa ja halvempaa kuin kationisten, kuten tertiaa-risten amino- tai kvaternaaristen ammoniumryhmien. Kek-20 sinnön mukaisesti on havaittu, että anionisia ryhmiä sisältävällä retentioaineella, joka on sopivasti anionisia ryhmiä sisältävä tärkkelys, yhdistelmänä aluminaattia sisältävän alkalisen liuoksen kanssa saadaan happamissa sulpuissa parantunut ja kustannuksiltaan edullinen veden-25 poisto ja retentio.

'· Komponentit voidaan lisätä sulppuun vapaavalintaisessa : ; ; järjestyksessä. Kationiset alumiinihydroksidikompleksit »f? · kehitetään suositeltavasti lignoselluloosapitoisten kui- i * 30 tujen läsnäollessa. Sen vuoksi keksintö koskee erityisesti retentioaineen ja aluminaatin lisäystä lignoselluloo-sapitoisten kuitujen sulppuun, jossa lisäys on erotettu mahdollisen täyteaineen lisäyksestä. Retentioaineen li-säys sulppuun on myös suositeltavasti erotettu aluminaa-35 tin lisäyksestä sanottuun sulppuun. Merkittävä parannus ;·; tunnettuun tekniikkaan nähden saavutetaan, kun ensin t lisätään anionisia ryhmiä sisältävä retentioaine, ja t · 114724 4 sitten aluminaatti. Paras vaikutus saavutetaan kuitenkin, jos sulppuun lisätään ensin aluminaatti ja sen jälkeen anionisia ryhmiä sisältävä retentioaine. Kun sulppuun lisätään aluminaatin ja tässä tapauksessa myös kationisia 5 ryhmiä sisältävän retentioaineen lisäksi anionista epäorgaanista kolloidia, tämä kolloidi voidaan sopivasti lisätä aluminaatin lisäyksen jälkeen. Suositeltavasti ensin lisätään aluminaatti, sen jälkeen retentioaine ja kolmantena komponenttina anioninen epäorgaaninen kolloidi.

10

Keksinnön menetelmässä käytetty retentioaine perustuu tärkkelyksistä, selluloosajohdannaisista tai guarkumeista saatuun polysakkaridiin tai se on akryyliamidipohjainen polymeeri. Anionisia ryhmiä sisältävässä retentioaineessa 15 on negatiivisesti varattuja (anionisia) ryhmiä, ja mahdollisesti positiivisesti varattuja (kationisia) ryhmiä. Selluloosajohdannaiset ovat esim. karboksialkyylisellu-loosia kuten karboksimetyyliselluloosaa (CMC). Polysakkaridiin perustuva retentioaine on sopivasti anionisia ryh-20 miä sisältävä tärkkelys.

Keksinnön menetelmässä käytetyt akryyliamidipohjaiset polymeerit ovat vesiliukoisia polymeerejä, jotka sisältävät pääasiallisena monomeerikomponenttina akryyliamidia ·· 25 ja/tai metakryyliamidia. Akryyliamidipohjaiset polymeerit sisältävät anionisia ryhmiä ja mahdollisesti kationisia ryhmiä, ts. akryyliamidipohjaiset polymeerit ovat joko ,· . anionisia tai amfoteerisia. Suositeltavasti akryyliamidi- ··· · pohjaiset polymeerit ovat anionisia. Akryyliamidipohjais- • · · ' ·* 30 ten polymeerien keskimääräinen moolimassa on noin 10 000 V ’ - noin 30 000 000 ja suositeltavasti 500 000 - 20 000 000. Akryyliamidipohjaisia polymeerejä voidaan ♦ # » :·: valmistaa lisäämällä (met)akryyliamidia pääkomponenttina :*·*: sisältävään polymeeriin ionisia ryhmiä. (Met)akryyliami- . 35 dia pääkomponenttina sisältävään polymeeriin voidaan li- • · · * * sätä anionisia ryhmiä esim. hydrolyysilla tai sulfomety- lointireaktiolla, kun taas optionaalisia kationisia ryh- 114724 5 miä voidaan lisätä esim. Hofmannin pilkkomisella ja Man-nichin reaktiolla. Anionisia akryyliamidipohjaisia polymeerejä voidaan valmistaa myös kopolymeroimalla (met)ak-ryyliamidia ja anionisia monomeereja. Esimerkkejä anioni-5 sista monomeereista ovat a,β-tyydyttymättömät karboksyy-lihapot ja monomeerit, jotka sisältävät sulfonihapporyh-miä tai fosforihapporyhmiä. Amfoteerisia akryyliamidipoh-jaisia polymeerejä voidaan valmistaa kopolymeroimalla (met)akryyliamidia ja monomeeriseosta, joka sisältää sekä 10 kationisia että anionisia monomeereja. Amfoteeriset polymeerit voidaan valmistaa myös lisäämällä kationisia ryhmiä (met)akryyliamidin ja anionisten monomeerien kopoly-meeriin tai lisäämällä anionisia ryhmiä (met)akryyliami-din ja kationisten monomeerien kopolymeeriin. Akryyliami-15 dipohjaisten polymeerien anioninen substituointiaste (DS) voi olla noin 0,5 - noin 100 %, sopivasti 1,5 - 90 % ja suositeltavasti 3 - 80 %.

Vaikka keksinnön edut voidaan saavuttaa millä tahansa 20 anionisia ryhmiä sisältävällä retentioaineella, kun re-tentioaine perustuu polysakkaridiin tai on akryyliamidipohj ainen polymeeri, keksintöä kuvataan jäljempänä anionisia ryhmiä sisältävän tärkkelyksen käyttöön liittyen.

·· 25 Tärkkelyksen anioniset ryhmät, jotka voivat olla syntype räisiä tai kemiallisella käsittelyllä lisättyjä, ovat sopivasti fosfaatti-, fosfonaatti-, sulfaatti-, sulfo-. naatti- tai karboksyylihapporyhmiä. Suositeltavasti ryh- \\\' mät ovat fosfaattiryhmiä johtuen tällaisten ryhmien li- * ·* 30 säämisen suhteellisesta halpuudesta. Lisäksi suuri anio- • · · V ' nisen varauksen tiheys lisää reaktiivisuutta kationisiin alumiinihydroksidikomplekseihin nähden. Kationiset ryhmät • ovat sopivasti typpipitoisia ryhmiä, kuten tertiaarisia amino- tai kvaternaarisia ammoniumryhmiä. Kationisten . 35 ryhmien läsnäolo on tarpeellinen vedenpoisto- ja reten- tiovaikutuksen parantamiseksi anionista epäorgaanista kolloidia lisättäessä.

114724 6

Anionisten ryhmien, erityisesti fosfaattiryhmien, määrä tärkkelyksessä vaikuttaa vedenpoisto- ja retentiokykyyn. Tärkkelyksen kokonaisfosforipitoisuus on huono mitta anionisille ryhmille, koska fosforia on sekä kovalent-5 tisidoksisissa fosfaattiryhmissä että lipideissä. Lipidit muodostuvat joukosta rasva-aineita, jolloin tärkkelykseen liittyen fosfolipidit ja lysofosfolipidit ovat tärkeitä. Fosforipitoisuus tarkoittaa siten fosforia niissä fosfo-riryhmissä, jotka on kovalenttisesti sidottu tärkkelyksen 10 amylopektiiniin. Fosforipitoisuus on sopivasti alueella noin 0,01 - noin 1 % fosforia kuiva-aineesta. Yläraja ei ole kriittinen, vaan on valittu taloudellisista syistä. Suositeltavasti pitoisuus on alueella 0,04 - 0,4 % fosforia kuiva-aineesta.

15

Anionisia ryhmiä sisältävä tärkkelys voidaan valmistaa maataloustuotteista kuten perunoista, maissista, ohrasta, vehnästä, tapiokasta, maniokista, durrasta tai riisistä tai jalostetuista tuotteista kuten vahamaissista. Anioni-20 set ryhmät ovat syntyperäisiä tai ne lisätään kemiallisella käsittelyllä. Sopivasti käytetään perunatärkkelystä. Suositeltavasti käytetään luonnon perunatärkkelystä, koska se sisältää merkittävän määrän kovalenttisesti sidottuja fosfaattimonoesteriryhmiä (noin 0,06 - noin ·· 25 0,10 % fosforia kuiva-aineesta) ja lipidipitoisuus on hyvin pieni (noin 0,05 % kuiva-aineesta). Toisena keksin-non suositeltuna suoritusmuotona on fosfatoidun peruna-, tärkkelyksen käyttäminen.

: ·' 30 Keksinnön mukaisesti käytetty aluminaatti on sinänsä V ‘ aikaisemmin tunnettu paperinvalmistuksessa. Mitä tahansa aluminaattia, joka voidaan hydrolysoida sulpussa kationi-: ‘ : siksi alumiinihydroksidikomplekseiksi, voidaan käyttää.

Sopivasti aluminaatti on natriumaluminaatti tai kaliuma-.* . 35 luminaatti. Suositeltavasti aluminaatti on natriumalumi- * t * ] naatti.

» · • t 114724 7

Aluminaatin lisäämisen vaikutus riippuu hyvin paljon sekä sulpun että aluminaatin sisältävän liuoksen pH:sta. Keksinnön mukaisesti aluminaatin lisääminen sulpun pH-alu-eella noin 3 - noin 7 lisää vedenpoistonopeutta ja reten-5 tiota merkittävästi. Ennen aluminaatin lisäystä sulpun pH on sopivasti alueella 3,5 - 7 ja sopivammin alueella 3,5 - 6,5. Ennen aluminaatin lisäystä sulpun pH on suositeltavasta alueella 4,0 - 6,5 ja suositeltavammin alueella 4,0 - 6,0.

10

Sulpun puskurivaikutuksesta riippuen sulpun pH:n tulisi aluminaatin lisäyksen jälkeen olla alueella noin 3,5 -noin 7. Aluminaatin lisäyksen jälkeen sulpun pH on sopivasti alueella 4,0 - 6,5. Aluminaatin lisäyksen jälkeen 15 sulpun pH on suositeltavasti alueella 4,0 - 6,0.

Kun aluminaatin alkalinen liuos lisätään happamaan sulp-puun, liuoksen pH on sopivasti ainakin 11 ja suositeltavasti pH on alueella 12 - 14 kationisten alumiinihydrok-20 sidikompleksien kehittämiseksi.

Kehittyneiden erilaisten alumiinihydroksidikompleksien kationinen varaus pienenee ajan mittaan, ilmiö, joka on erityisen voimakas silloin, kun kiertoveden kalsiumpitoi- ” 25 suus on pieni. Kationisen luonteen häviäminen vaikuttaa » » 1 2 varsinkin hienojakeiden ja lisäaineiden retentioon, mutta myös vedenpoistoon. Sen vuoksi on hyvin tärkeää, että . aluminaatti lisätään vain vähän ennen sulpun saapumista • t 1 » i » ;;1/ paperinvalmistusviiralle. Sopivasti aluminaatti lisätään » » ·’ 30 sulppuun vähemmän kuin noin 5 minuuttia ennen sulpun i 1 · h1 1 saapumista paperinvalmistusviiralle. Suositeltavasti aluminaatti lisätään sulppuun vähemmän kuin 2 minuuttia j ennen sen saapumista paperinvalmistusviiralle.

i » » 2 . 35 Lisätyn, polysakkaridiin perustuvan retentioaineen määrä voi olla alueella noin 0,05 - noin 10 paino% kuivista * 1 , kuiduista ja mahdollisista täyteaineista laskettuna.

114724 8

Sopivasti polysakkaridiin perustuvan retentioaineen määrä on alueella noin 0,1-5 paino% ja suositeltavasti alueella 0,2-3 paino% kuivista kuiduista ja mahdollisista täyteaineista laskettuna.

5

Lisätyn akryyliamidipohjäiseen polymeeriin perustuvan retentioaineen määrä voi olla alueella noin 0,005 - noin 2 paino% kuivista kuiduista ja mahdollisista täyteaineista laskettuna. Sopivasti akryyliamidipohjaisen polymeerin 10 määrä on alueella noin 0,01 - 1,5 paino% ja suositeltavasti alueella 0,02 - 1,0 paino% kuivista kuiduista ja mahdollisista täyteaineista laskettuna.

Lisätyn aluminaatin määrä voi olla alueella noin 0,001 -15 noin 0,5 paino% Al203:na kuivista kuiduista ja mahdollisista täyteaineista laskettuna. Sopivasti aluminaatin määrä on alueella noin 0,001 - noin 0,2 paino% Al203:na kuivista kuiduista ja mahdollisista täyteaineista laskettuna. Suositeltavasti aluminaatin määrä on alueella noin 20 0,005 - noin 0,15 paino% Al203:na kuivista kuiduista ja mahdollisista täyteaineista laskettuna.

Paperitehtaissa, joissa kiertoveden kalsium- ja/tai mag-nesiumionipitoisuus on suuri, on usein vaikea valmistaa " 25 tehokkaasti hyvälaatuista paperia. Magnesiumpitoisuus on

> I I

,·, paperinvalmistuksessa normaalisti pieni, mikä rajoittaa ongelman koskemaan pelkästään kalsiumionien läsnäoloa.

> · * . * , Kiertoveden ollessa kyseessä nämä positiiviset ionit r t “'// voivat olla peräisin tuorevedestä, kipsin kaltaisista * ·’ 30 lisäaineista ja/tai massasta, esim. jos käytetään siis- t » * V * tattua massaa. Kalsiumionit adsorboituvat kuituihin, hienojakeisiin ja täyteaineisiiin neutraloiden näin anio- » » « • '/· niset kohdat. Tuloksena on kuitujen rajoittunut turpoami- : : : nen, mikä johtaa huonoon vetysidostumiseen ja siten lu- t . 35 juudeltaan heikkoon paperiin. Lisäksi lisättyjen katio- t t * ' nisten vedenpoisto- ja retentioaineiden vaikutusta alen- , taa se, että sähköstaattisen vuorovaikutuksen mahdolli- » » t * 114724 9 suus on rajoittunut.

Nyt käsillä olevaa keksintöä voidaan käyttää paperinvalmistuksessa, jossa kiertoveden kalsiumpitoisuus vaihtelee 5 laajoissa rajoissa. Kuitenkin parannus vedenpoistossa ja hienojakeiden ja lisäaineiden retentiossa kasvaa aikaisemmin tunnettuun tekniikkaan verrattuna kalsiumpitoisuuden kasvaessa, ts. keksinnön menetelmä ei ole herkkä suurille kalsiumpitoisuuksille. Sen vuoksi keksinnön mene-10 telmää voidaan sopivasti käyttää paperinvalmistuksessa, kun kiertovesi sisältää ainakin noin 50 mg Ca^/Utra. Suositeltavsti kiertovesi sisältää yli 100 mg Ca2+/litra, ja järjestelmä on yhä tehokas kun kalsiumpitoisuus on 2000 mg Ca2+/litra.

15

Valmistettaessa paperia keksinnön mukaisesti sulppuun voidaan lisätä tavanomaisen tyyppisiä lisäaineita. Esimerkkejä tällaisista lisäaineista ovat täyteaineet, liimat ja anioniset epäorgaaniset kolloidit. Esimerkkejä 20 täyteaineista ovat kaoliini (China clay), talkki, kipsi ja titaanidioksidi. Täyteaineet lisätään tavallisesti vesilietteenä tällaisten täyteaineiden tavanomaisina konsentraatioina. Esimerkkinä liimoista, joita voidaan käyttää happamissa oloissa, on kolofonihartsi.

25 i < · 1

Valmistettaessa paperia keksinnön mukaisesti sulppuun !! voidaan lisätä myös tavanomaisia anionisia epäorgaanisia , kolloideja. Edellytyksenä sille, että tällaisella lisäyk- • · · ''y' sellä on vaikutus vedenpoistoon ja retentioon, on katio- ' 30 nisten ryhmien läsnäolo käytetyssä retentioaineessa. Kol- V ’ loidit lisätään sulppuun dispersioina, joita tavallisesti kutsutaan sooleiksi, jolloin suuresta pinta/tilavuus- • i » ; · ί suhteesta johtuen vältytään painovoiman aiheuttamalta ; sedimentaatiolta. Termit kolloidi ja kolloidinen merkit- « , 35 sevät hyvin pieniä hiukkasia. Anionisten epäorgaanisten * i f ’ ’ hiukkasten ominaispinnan tulisi sopivasti olla yli noin

IMI

50 m2/g. Esimerkkejä tällaisista kolloideista ovat ben- »II»» » · I 1 1 » t i · 114724 10 toniitti, montmorilloniitti, titanyylisulfaattisoolit, silikasoolit, alumiinimodifioidut silikasoolit tai alu-miinisilikaattisoolit. Sopivasti anioniset epäorgaaniset kolloidit ovat silikapohjaisia kolloideja. Erityisen so-5 pivia silikapohjaisia kolloideja ovat alumiinipitoiset silikasoolit, joita on kuvattu EP-patentissa 185 068, joka siten otetaan tähän viitteenä mukaan. Silikapohjai-sissa kolloideissa on suositeltavasti ainakin yksi pintakerros alumiinisilikaattia tai alumiinimodifioitua sili-10 kaattia, koska alumiinipitoinen pintakerros tekee kolloideista kestävämpiä tämän keksinnön happamissa oloissa.

Myös PCT-hakemuksessa W0 90/00689 kuvatut alumiinimodifi-oidut silikasoolit ovat sopivia lisättäväksi keksinnön mukaiseen happamaan sulppuun. Tällöin hiukkasten alu-15 miinimodifiointi suoritetaan noin 2-25 prosentin pinta-modifiointiasteeseen, jolloin modifiointiaste tarkoittaa niiden alumiiniatomien määrää, jotka ovat korvanneet pii-atomit hiukkaspinnassa.

20 Boolien kolloidisten silikahiukkasten ominaispinnan tulisi suositeltavasti olla noin 50 - noin 1000 m2/g ja suositeltavammin 100 - 1000 m2/g. On havaittu, että kolloidisten silikahiukkasten hiukkaskoon tulisi olla sopivasti alle 20 nm ja suositeltavasti noin 10 - noin 1 nm (kol- '! 25 loidinen silikahiukkanen, jonka ominaispinta on noin 550 • · m2/g, vastaa noin 5 nm keskihiukkaskokoa). Edelliset ’·’/ spesifikaatiot täyttäviä silikasooleja on saatavissa kau- :·· · pallisesti esim. Eka Nobel AB: Itä Ruotsista.

t · · • « · V : 30 Sopivat soolit voivat myös perustua polypiihappoon, mikä tarkoittaa, että piihapon materiaali on hyvin pieninä, suuruusluokaltaan 1 nm hiukkasina, ja ominaispinnaltaan hyvin suurena, yli 1000 m2/g:sta noin 1700 m2/g:aan asti, , siten että siinä esiintyy jonkin verran mikrogeeliytymis- * | 35 tä. Tällaisia sooleja on kuvattu australialaisessa paten tissa 598,416. 1 « · 114724 11

Lisätyn anionisen epäorgaanisen kolloidin määrä voi olla alueella noin 0,005 - noin 1,0 paino% kuivista kuiduista ja mahdollisista täyteaineista laskettuna. Sopivasti anionisen epäorgaanisen kolloidin määrä on alueella 0,005 5 - 0,5 paino% ja suositeltavasti alueella 0,01 - 0,2 pai- no% kuivista kuiduista ja mahdollisista täyteaineista laskettuna.

Valmistettaessa paperia keksinnön mukaisesti sulppuun 10 voidaan lisätä myös tavanomaisia kationisia epäorgaanisia kolloideja. Esimerkkejä tällaisista positiivisesti varatuista kolloideista ovat alumiinioksidisoolit ja pinta-modifioidut silikapohjaiset soolit. Kolloidit ovat sopivasti silikapohjaisia sooleja. Nämä soolit voidaan val-15 mistaa kolloidisen silikan kaupallisista sooleista ja silikasooleista, jotka muodostuvat polymeerisestä piiha-posta, joka on valmistettu hapottamalla alkalimetal-lisilikaattia. Soolien annetaan reagoida moniarvoisen metallin, suositeltavasti alumiinin, emäksisen suolan 20 kanssa pintavaraukseltaan positiivisten soolihiukkasten saamiseksi. Tällaisia kolloideja on kuvattu PCT-hakemuk-sessa W0 89/00062. Lisätyn kationisen epäorgaanisen kolloidin sopiva määrä ja sen lisäysjärjestys sulppuun vas-* taa sitä, mitä esitettiin anionisten epäorgaanisten kol- 25 loidien yhteydessä.

. Lisättyjen anionisten silikapohjaisten kolloidien vaiku- ;;· · tus on selvin silloin, kun kiertoveden kalsiumpitoisuus ' ·" on rajoitettu, kun taas kationisten silikapohjaisten ’.· · 30 kolloidien teho on hyvä silloinkin kun kiertoveden kal siumpitoisuus on suuri.

Aluminaattia sisältävän liuoksen lisäys voidaan myös ,·* : jakaa kahteen erään ns. anionisen jätteen vaikutuksen 35 estämiseksi. Jäte pyrkii neutraloimaan lisättyjä kationi- . siä yhdisteitä ennenkuin ne saavuttavat anionisten kuitu- » jen pinnan, ja siten pienentämään tarkoitettua vedenpois- • · * 114724 12 to- ja retentiotehoa. Sen vuoksi osa aluminaatin sisältävästä liuoksesta voidaan lisätä kauan ennen sulpun saapumista paperinvalmistusviiralle, jotta sillä on riittävästi aikaa toimia anionisen jätteen pyydystäjänä (ATC, 5 anionic trash catcher). Liuoksen loppuosa lisätään vain vähän ennen sulpun saapumista viiralle niiden kationisten alumiinihydroksidikompleksien kehittämiseksi ja säilyttämiseksi, jotka voivat vaikuttaa yhdessä retentioaineen ja selluloosakuitujen anionisten ryhmien kanssa. Esimerkiksi 10 30% alumiiniyhdisteen sisältävässä liuoksessa olevasta alumiiniyhdisteestä voidaan käyttää ATCrna ja loput 70% alumiiniyhdisteen määrästä kationisten kompleksien muodostamiseen.

15 Paperin valmistuksella tarkoitetaan tässä paperin, pahvin, kartongin tai puumassan valmistusta arkkeina tai rainoina rainaamalla ja suotauttamalla lignoselluloosapi-toisten kuitujen sulppua viiralla. Puumassa-arkit tai -rainat on tarkoitettu myöhempään paperinvalmistukseen 20 kuivattujen arkkien tai rainojen sulputuksen jälkeen.

Puumassa-arkeissa tai -rainoissa ei useinkaan ole lisäaineita, mutta niiden valmistuksessa voidaan käyttää vedenpoisto- tai retentioaineita. Sopivasti keksinnön menetelmää käytetään paperin, pahvin tai kartongin valmistuk- „ .·. 25 seen.

Keksinnön menetelmää voidaan käyttää paperin valmistuk- » « · seen eri tyyppisistä lignoselluloosapitoisista kuiduista.

i · : *ti; Retentioainetta ja aluminaattia voidaan käyttää esim.

* 30 lisäaineina sulpuissa, jotka sisältävät kuituja, jotka on saatu kemiallisista massoista, jotka on keitetty sulfiit- • V ti-, sulfaatti-, sooda- tai organosolv-menetelmillä. Kek- : : : sinnön komponentteja voidaan myös käyttää lisäaineina ,·, ; sulpuissa, jotka sisältävät kuituja, jotka on saatu kerni-

> I I

! 35 termomekaanisista massoista (CTMP), termomekaanisista * i · * · . massoista (TMP), hierteistä, hiokkeista tai kierrätyskui- tumassoista. Sulppu voi myös sisältää kuituja, jotka on > · t » · ♦ 1 1 4724 13 saatu näiden menetelmien modifikaatioista ja/tai massojen yhdistelmistä, ja puu voi olla sekä havu- että lehtipuuta. Sopivasti keksintöä käytetään valmistettaessa paperia sulpuista, jotka sisältävät kuituja kemiallisista mas-5 soista. Sulpun kuitupitoisuus on sopivasti ainakin 50 paino% kuiva-aineesta laskettuna.

Keksintöä ja sen etuja havainnollistetaan yksityiskohtaisemmin seuraavilla esimerkeillä, joita ei kuitenkaan ole 10 tarkoitettu millään tavoin rajoittamaan sitä. Selityksessä, esimerkeissä ja patenttivaatimuksissa ilmoitetut prosenttiosuudet ja osat tarkoittavat painoprosentteja ja paino-osia, ellei muuta ole mainittu.

15 Esimerkki 1

Seuraavissa testeissä sulppujen vedenpoisto on määritetty Canadian Standard Freeness (CSF) laitteella SCAN-C 21:65:n mukaan sen jälkeen kun anionisia ryhmiä sisältävä 20 retentioaine ja aluminaatin sisältävä alkalinen liuos oli lisätty. Eräitä testejä suoritettiin myös sen jälkeen kun oli lisätty muita komponentteja, kuten amfoteerista perunatärkkelystä, polyalumiinikloridia, alunaa ja/tai anionista silikapohjaista kolloidia. Sulppua sekoitet-25 tiin komponentteja lisättäessä nopeudella 800 rpm, ja komponenttien viipymäaika oli ensimmäisellä 45 sekuntia ja toisella 30 sekuntia. Testeissä joissa käytettiin : kolmea komponenttia, viimeisen komponentin viipymäaika oli 15 sekuntia. Massan sakeus oli 0,3 paino% kuiva-ai-V ’ 30 neesta. Kahden tai kolmen komponentin lisäyksen jälkeen flokkuloitu sulppu siirrettiin CSF-laitteeseen, ja mit-taukset suoritettiin 35 ja vastaavasti 20 sekuntia vii-meisen lisäyksen jälkeen. Kerätty vesi on vedenpoistovai-, kutuksen mitta, ja se ilmoitetaan yksikkönä ml CSF.

• 35 . * * * »

Kerätty vesi oli hyvin kirkasta komponenttien lisäyksen jälkeen, mikä osoitti, että keksinnön mukaisella menetel ‘ ♦ ♦ 114724 14 mällä oli saavutettu hienojakeiden hyvä retentio kuitu-flokkeihin.

Sulppu muodostui sulfaattimassakuiduista, joista 60% oli 5 havupuuta ja 40% lehtipuuta, ja jotka oli jauhettu määrään 200 ml CSF, ja täyteaineena oli 30% kaoliinia.

Natriumaluminaattia sisältävän liuoksen pH oli pH-mitta-rilla mitattuna 13,5.

10 Käytetty polyalumiinikloridi (PAC) oli Ekoflock, Eka Nobel AB, Ruotsi, jonka emäksisyys oli noin 25% ja sulfaatti- ja alumiinipitoisuus noin 1,5 ja vastaavasti 10 paino%, alumiinipitoisuuden ollessa laskettu Al203:na.

15 PAC:ta sisältävän liuoksen pH oli vastaavasti noin 1,7 pH-mittarilla saatuna.

Käytetyt tärkkelykset valmistettiin keittämällä 95°C:ssa 20 minuuttia. Tärkkelysliuosten sakeus ennen lisäystä 20 sulppuun oli 0,5 paino% kaikissa kokeissa.

Taulukossa I on esitetty vedenpoistotestien tulokset, kun sulppuun lisättiin natriumaluminaattia ja sen jälkeen erilaisia määriä luonnon perunatärkkelystä. Lisätty alu-! 25 minaattimäärä oli 1,3 kg laskettuna Al203:na/ton^i kuivaa sulppua mukaanlukien täyteaine. Aluminaattilisäykset tehtiin sulpun pH:ssa 4,2 ja 5,0. Vertailua varten sulppuun ··’ : lisättiin pelkästään luonnon perunatärkkelystä sulpun pH:ssa 4,2 ja 5,0. Lisävertailua varten lisättiin kahdes-’ 30 sa koesarjassa polyalumiinkloridia (PAC) ja alunaa sulpun pH:ssa 4,2 ja sen jälkeen luonnon perunatärkkelystä.

Lisätyt PAC- ja alunamäärät olivat 1,3 kg laskettuna Al203:na/tonni kuivaa sulppua mukaanlukien täyteaine.

. Kalsiumpitoisuus oli 20 mg/litra. Ennen lisäaineiden t I · 35 lisäystä sulpun vedenpoistoteho täyteaineineen oli 295 ml CSF. Tulokset yksikköinä ml CSF on esitetty taulukossa I.

i * » 114724 15

TAULUKKO I

Tärkkelys, kg/tonni kuivaa sulppua Lisäaineet pH 5 10 15 5 _

NPS (vert) 4,2-5,0 255 255 250 ml CSF

AlNa+NPS 4,2 355 435 455 ml CSF

AlNa+NPS 5,0 325 365 370 ml CSF

PAC+NPS (vert) 4,2 265 265 260 ml CSF

10 Aluna+NPS (vert) 4,2 275 310 310 ml CSF

jossa NPS = luonnon perunatärkkelys AINa = natriumaluminaatti PAC = polyalumiinikoridi 15 Aluna = alumiinisulfaatti

Kuten taulukosta 1 nähdään, natriumaluminaatin lisäys yhdistelmänä luonnon perunatärkkelyksen kanssa keksinnön pH-alueella olevassa pH:ssa parantaa vedenpoistoa. Alu-20 minaatilla saatu vedenpoistoteho paranee lisätyn tärkkelyksen määrää kasvatettaessa, varsinkin matalassa pH:ssa. Lisäksi aluminaatin ja luonnon perunatärkkelyksen käyttö on tehokkaampaa kuin PAC:n tai alunan yhdistelmät luonnon perunatärkkelyksen kanssa. pH 4,2:ssa alunan ja luonnon 25 perunatärkkelyksen lisääminen merkitsee pienentynyttä tai olennaisesti muuttumatonta vedenpoistovaikutusta verrat- • » tuna sulpun vedenpoistotehoon itsessään.

.!' t · t » . Esimerkki 2 v': 30

Taulukossa II on esitetty tulokset vedenpoistotesteistä samalla sulpulla kuin esimerkissä 1, kun sulppuun lisät-tiin natriumaluminaattia ja sen jälkeen luonnon peruna- / . tärkkelystä. Lisätty natriumaluminaattimäärä oli 1,3 kg » » • * * | 35 laskettuna Al203:na/tonni kuivaa sulppua mukaanlukien täyteaine. Lisätyn tärkkelyksen määrä oli 15 kg/tonni T·; kuivaa sulppua täyteaine mukaanlukien. Aluminaattilisäyk- i I * 114724 16 set tehtiin sulpun pH:ssa 4,2. Kalsiumpitoisuus oli 20 ja 640 mg/litra kiertovettä. Vertailua varten lisättiin sulppuun pelkästään luonnon perunatärkkelystä sulpun pHrssa 4,2. Tulokset yksikköinä ml CSF on esitetty seu-5 raavassa.

TAULUKKO II

Kalsiumpitoisuus mg/litra kiertovettä 10 Lisäaineet 20 640

Vain sulppu 295 315 ml CSF

NPS (vert) 250 280 ml CSF

AINa+NPS 455 485 ml CSF

15 jossa NPS = luonnon perunatärkkelys AINa = natriumaluminaatti

Kuten taulukosta II nähdään, natriumaluminaatin lisäys 20 yhdistelmänä luonnon perunatärkkelyksen kanssa keksinnön pH-alueella olevassa pH:ssa parantaa vedenpoistoa sekä kalsiumpitoisuudessa 20 että 640 mg/litra. Vedenpoisto on tehokkaampaa arvossa 640 mg Ca2+/litra, jolloin on kysees-” sä hyvin kova vesi.

·:' ?s f < ' Esimerkki 3 1 » *---- I * * // Taulukossa III on esitetty tulokset vedenpoistotesteistä, » t • ·’ joissa sulppuun lisättiin natriumaluminaattia ja sen jäi- V ' 30 keen luonnon perunatärkkelystä. Sulppu oli samaa kuin esimerkissä 1 käytetty, paitsi että täyteaineena käytet-; tiin 30% kalsiumkarbonaattia. Lisätty natriumaluminaatti- ; i : määrä oli 1,3 kg laskettuna Al203:na/tonni kuivaa sulppua . mukaanlukien täyteaine. Lisätty tärkkelysmäärä oli 15

1 « I

| 35 kg/tonni kuivaa sulppua mukaanlukien täyteaine. Alu-

MM

, minaattilisäykset suoritettiin sulpun pH:ssa 6,5. Kal- siumpitoisuus oli 20 ja 640 mg/litra kiertovettä. Vertai- ! t t • t 114724 17 lua varten sulppuun lisättiin pelkästään luonnon perunatärkkelystä sulpun pHrssa 6,5. Tulokset yksikköinä ml CSF on esitetty seuraavassa.

5 TAULUKKO III

Kalsiumpitoisuus mg/litra kiertovettä Lisäaineet 20 640

10 Vain sulppu 320 325 ml CSF

NPS (vert) 275 280 ml CSF

AINa+NPS 390 415 ml CSF

jossa NPS = luonnon perunatärkkelys 15 AlNa = natriumaluminaatti

Kuten taulukosta III nähdään, natriumaluminaatin lisäys yhdistelmänä luonnon perunatärkkelyksen pHtssa 6,5 parantaa vedenpoistoa sekä kalsiumpitoisuudessa 20 että 640 20 mg/litra.

Esimerkki 4

Taulukossa IV on esitetty tulokset vedenpoistotesteistä, 25 joissa natriumaluminaattia, amfoteerista perunatärkkelys-tä ja anionista silikapohjaista kolloidia lisättiin sulp-• puun, joka sisälsi valkaistuja kuituja sulfaattimassasta, jossa oli 50% havupuuta ja 50% lehtipuuta, ja joka oli : jauhettu arvoon 360 ml CSF, täyteaineena ollessa 30% 30 kaoliinia. Anioninen silikapohjainen kolloidi oli alu- miinimodifioitu silikasooli, myyjä Eka Nobel kauppanimellä BMA-9, jonka ominaispinta on 550 m2/g ja keskihiukkas-koko 5 nm. Lisätyt tärkkelyksen ja silikapohjaisen kol-: ·' loidin määrät olivat 15 kg/tonni kuivaa sulppua ja vas- * t · ' 35 taavasti 2 kg/tonni kuivaa sulppua. Lisätty aluminaatti- ;\j määrä oli 1,3 kg laskettuna A1203:na/tonni kuivaa sulppua mukaanlukien täyteaine. Kationisten ja anionisten, natii- 114724 18 visten ryhmien määrä amfoteerisessa tärkkelyksessä oli noin 0,35% N ja vastaavasti 0,08% P. Aluminaattilisäykset suoritettiin sulpun pH:ssa 4,1. Kalsiumpitoisuus oli 20, 160 ja 640 mg/litra kiertovettä. Vertailua varten sulp-5 puun lisättiin polyalumiinikloridia, amfoteerista perunatärkkelystä ja anionista silikapohjäistä kolloidia. PAC:n lisäys tehtiin sulpun pHtssa 4,1. Tulokset yksikköinä ml CSF on esitetty seuraavassa.

10 TAULUKKO IV

Kalsiumpitoisuus mg/litra kiertovettä Lisäaineet 20 160 640

15 Vain sulppu 450 475 480 ml CSF

AINa+APS 620 600 590 ml CSF

APS+AlNa 515 535 535 ml CSF

AlNa+APS+BMA 645 630 610 ml CSF

BMA+APS+AlNa 555 550 540 ml CSF

20 PAC+APS+BMA (vert) 520 525 --- ml CSF

jossa AlNa = natriumaluminaatti APS = amfoteerinen perunatärkkelys BMA = anioninen silikapohjainen kolloidi 25 PAC = polyalumiinikloridi ‘ Kuten taulukosta IV nähdään, natriumaluminaatin ja amfo- : teerisen perunatärkkelyksen lisäys parantaa vedenpoisto- • tehoa huomattavasti, varsinkin jos aluminaatti lisätään j’.·. 30 ensin. Kun lisätään anioninen silikapohj ainen kolloidi, vaikutus paranee edelleen, erityisesti jos kolloidi lisätään viimeisenä komponenttina. Myös aluminaatin käyttö ... yhdessä amfoteerisen perunatärkkelyksen ja silikapohjai- •>t; sen kolloidin kanssa on paljon tehokkaampaa kuin PAC:n *·’ 35 yhdistelmät amfoteerisen perunatärkkelyksen ja silikapoh- jäisen kolloidin kanssa. Vedenpoistoteho alenee vain ·>,··· vähän kalsiumpitoisuuden kasvaessa.

i9 1U724

Esimerkki 5

Taulukossa V on esitetty tulokset retentiotesteistä, joissa natriumaluminaattia, amfoteerista perunatärkkelys-5 tä ja anionista silikapohjaista kolloidia lisättiin samaan sulppuun kuin esimerkissä 4 käytettiin. Täyteaineen retentio määritettiin retentioarkinmuodostuslaitteella, joka on kehitetty laitoksessa Centre Technique de 1'Industrie des Papiers, Cartons et Celluloses (CTP), Greno-10 ble, Ranska, kokonais- ja täyteaineen retention määrittämiseksi paperiteollisuudessa. Kontaktiaika sulpun ja ensimmäisen, toisen ja kolmannen lisäainelisäyksen välillä oli sama kuin vedenpoistokokeissa. Sulppua sekoitettiin nopeudella 1200 rpm lisäaineita lisättäessä paperi-15 koneessa esiintyvien leikkausvoimien simuloimiseksi.

Lisätty tärkkelysmäärä oli 8 ja 12 kg/tonni kuivaa sulppua. Anioninen silikapohjainen kolloidi oli sama kuin esimerkissä 4 käytetty. Lisätyn silikapohjaisen kolloidin määrä oli 2 kg/tonni kuivaa sulppua. Lisätyn aluminaatin 20 määrä oli 0,4 kg laskettuna A1203 :na/tonni kuivaa sulppua mukaanlukien täyteaine. Kationisten ja anionisten syntyperäisten ryhmien määrä amfoteerisessa tärkkelyksessä oli noin 0,35% N ja vastaavasti 0,08% P. Aluminaattilisäykset tehtiin sulpun pH:ssa 4 - 4,5. Lisäysten jälkeen sulpun 25 pH oli 5,5. Kalsiumpitoisuus oli 80 mg/litra kiertovettä. Vertailun vuoksi sulppuun lisättiin vain amfoteerista tärkkelystä sulpun pH:ssa 4 - 4,5. Täyteaineen retentio Z! pelkällä sulpulla oli 17%. Täyteaineen retentiotestien / , tulokset prosentteina on esitetty seuraavassa.

;;V 30 I * · * I ♦ • · 114724 20

TAULUKKO V

Lisäaineet Tärkkelys, kg/tonni kuivaa sulppua 8 12 5 ___________________ APS (vert) 64% 62% AINa+APS 77% 79%

AlNa+APS+BMA 85% 90% 10 jossa AINa = natriumaluminaatti APS = amfoteerinen perunatärkkelys BMA = anioninen silikapohjainen kolloidi

Kuten taulukosta V nähdään, natriumaluminaatin lisäys 15 ennen amfoteerisen perunatärkkelyksen lisäystä kasvattaa retentioastetta huomattavasti. Anionista kolloidia lisättäessä vaikutus kasvaa edelleen.

Esimerkki 6 20

Taulukossa VI on esitetty tulokset retentiotesteistä, joissa natriumaluminaattia ja anionisia polyakryyliamide-ja lisättiin samaan sulppuun kuin esimerkissä 4 käytettiin. Täyteaineen retentio määritettiin retentioarkinmuo-25 dostuslaitteella, joka on kehitetty CTP:ssä Grenoblessa Ranskassa. Kontaktiaika sulpun ja ensimmäisen ja toisen • lisäainelisäyksen välillä oli sama kuin vedenpoistoko-keissa. Sulppua sekoitettiin nopeudella 1200 rpm lisäai- : ,·, neita lisättäessä. Neljällä käytetyllä polyakryyliamidil- i · ...( 30 la oli seuraavat ominaisuudet: • · *.,! Anioninen

Nimitys Moolimassa substituutioaste (DS) % APAMI 15 000 000 10 i V APAM2 7 000 000 10 v : 35 APAM3 15 000 000 34 : APAM4 7 000 000 34 I I · 114724 21

Lisätty polyakryyliamidimäärä oli 1,2 kg/tonni kuivaa sulppua. Lisätty aluminaattimäärä oli 1,3 kg laskettuna A1203:na/tonni kuivaa sulppua mukaanlukien täyteaine.

Sulpun pH ennen aluminaatin lisäystä ja sen jälkeen oli 5 vastaavasti noin 4 ja 5,5. Kalsiumpitoisuus oli 80 mg/-litra kiertovettä. Vertailun vuoksi suoritettiin kokeita, joissa sulppuun lisättiin vain anionisia polyakryyliami-deja sulpun pH:ssa noin 5,5. Lisävertailuja varten sulppuun lisättiin polyalumiinikloridia ja yhtä anionisista 10 polyakryyliamideista. Sulpun pH ennen PAC:n lisäystä ja sen jälkeen oli noin 5 ja vastaavasti 5,5. Täyteaineen retentio pelkällä sulpulla oli 21%. Täyteaineen reten-tiotestien tulokset prosentteina on esitetty seuraavassa.

15 TAULUKKO VI

Lisäaineet Täyteaineen retentio, % ---+APAM1 (vert) 65 20 AlNa+APAMl 83 ---+APAM2 (vert) 57

AlNa+APAM2 70 ---+APAM3 (vert) 54

AlNa+APAM3 77 25 +APAM4 (vert) 56

AlNa+APAM4 78 . PAC+APAM4 (vert) 47 i r ; st jossa AINa = natriumaluminaatti 30 APAM = anioninen polyakryyliamidi t t PAC = polyalumiinikloridi

Kuten taulukosta VI voidaan nähdä, keksinnön mukainen ! .' aluminaatin ja polyakryyliamidin lisääminen kasvattaa V · 35 täyteaineen retentiota. Aluminaatin käyttö polyakryyli- : amidien kanssa on myös paljon tehokkaampaa kuin PAC:n f ( yhdistelmät polyakryyliamidien kanssa.

* » » i · i * • t t *

Esimerkki 7 114724 22

Taulukossa VII on esitetty tulokset vedenpoistotesteistä, joissa esimerkissä 4 käytettyyn sulppuun lisättiin nat-5 riumaluminaattia ja anionisia polyakryyliamideja, jolloin sulppu kuitenkin oli jauhettu arvoon 200 ml CSF ennen kaoliinin lisäystä. Käytetyt kolme polyakryyliamidia olivat samoja kuin esimerkissä 6 ja merkitty samalla tavalla. Lisätty natriumaluminaattimäärä oli 1,3 kg las-10 kettuna Al203:na/tonni kuivaa sulppua mukaanlukien täyteaine. Sulpun pH ennen aluminaatin lisäystä ja sen jälkeen oli vastaavasti noin 4 ja 5,5. Kalsiumpitoisuus oli 80 mg/litra kiertovettä. Sulpun vedenpoistoteho ennen li-säsineiden lisäystä oli 275 ml CSF. Vertailutestit, jois-15 sa lisättiin anionisia polyakryyliamideja ilman alu- minaattia, osoittivat, että vedenpoistoteho pieneni tai pysyi olennaisesti muuttumattomana. Tulokset yksikköinä ml CSF on esitetty seuraavassa.

20 TAULUKKO VII

Lisäaineet Polyakryyliamidi kg/tonni kuivaa sulppua 0,4 0,8 1,2

25 AlNa+APAMl 335 495 655 ml CSF

", AlNa+APAM2 320 395 435 ml CSF

AlNa+APAM3 300 365 610 ml CSF

t i i I · I

i . jossa AINa = natriumaluminaatti f i * I ♦ , [V 30 APAM = anioninen polyakryyliamidi » * i * t # f * * t * Kuten taulukosta VII nähdään, keksinnön mukainen aluminaatin ja polyakryyliamidin lisääminen lisää vedenpois- I · ( I ,· totehoa huomattavasti, i/' : 35 • f t 1 tl i t

* » ♦ I

t t « I » t » I · • / t

* I

t ·

Esimerkki 8 23 1 1 4 7 2 4

Taulukossa VIII on esitetty tulokset vedenpoistotesteis-tä, joissa esimerkissä 7 käytettyyn sulppuun lisättiin 5 natriumaluminaattia ja amfoteerisia polyakryyliamideja. Lisätty natriumaluminaattimäärä oli 1,3 kg laskettuna A1203:na/tonni kuivaa sulppua mukaanlukien täyteaine.

Kahden amfoteerisen polyakryyliamidin, joille oli annettu nimet AMPAMl ja AMPAM2, moolimassat olivat vastaavasti 14 10 000 000 ja 19 000 000. Kummallakin polyakryyliamidilla anioninen ja kationinen substituutioaste oli vastaavasti 10% ja 35%. Sulpun pH ennen aluminaatin lisäystä ja sen jälkeen oli vastaavasti 4,5 ja 5,5. Kalsiumpitoisuus oli 80 mg/litra kiertovettä. Sulpun vedenpoistoteho ennen 15 keksinnön mukaisten komponenttien lisäystä oli 295 ml CSF.

TAULUKKO VIII

20 Lisäaineet Polyakryyliamidi, kg/tonni kuivaa sulppua 0,4 0,8 1,2 1,6

AMPAMl (vert) 300 330 360 --- ml CSF

AlNa+AMPAMl 360 450 495 565 ml CSF

25 AMPAM2 (vert) 305 325 345 350 ml CSF

AlNa+AMPAM2 375 465 500 525 ml CSF

···' jossa AINa = natriumaluminaatti ·.’ · AMPAM = amf eteerinen polyakryyliamidi 30 • ' ! Kuten taulukosta VIII nähdään, keksinnön mukainen alu- minaatin ja amfoteerisen polyakryyliamidin lisäys kasvattaa vedenpoistotehoa.

• · · • * » · · • · · • * ·

Claims (17)

1U724

1. Menetelmä paperin valmistamiseksi rainaamalla ja suotauttamalla viiralla lignoselluloosapitoisten kuitujen ja mahdollisesti täyteaineiden sulppua tunnettu siitä, että sulppuun lisätään anionisia ryhmiä sisältävää retentioainetta, joka perustuu polysakkaridiin tai joka on akryyliamidipohjainen polymeeri, ja aluminaatin alkalista liuosta, jonka sulpun pH ennen aluminaatin lisäystä on alueella noin 3 - noin 7.

2. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että aluminaatti lisätään sulppuun ennen retentioaineen lisäystä.

3. Vaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että sulpun pH aluminaatin lisäyksen jälkeen on alueella 4,0 - 6,0.

4. Jonkin vaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että sulppuun lisättävä retentioaine perustuu polysakkaridiin.

' ! 5. Vaatimuksen 4 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että retentioaine on anioninen tärkkelys.

*· ·* 6. Jonkin vaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä tunnettu *, siitä, että sulppuun lisättävä retentioaine on akryyliamidi pohjainen polymeeri.

. ·. 7. Vaatimuksen 1, 4 tai 5 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että sulppuun lisätyn polysakkaridin määrä on alueella noin !( 0,05 - noin 10 paino-% kuivista kuiduista ja mahdollisista täyteaineista laskettuna. 1 * · * · 114724

8. Vaatimuksen 1 tai 6 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että sulppuun lisätyn akryyliamidipohjaisen polymeerin määrä on alueella noin 0,002 - noin 3 paino-% kuivista kuiduista ja mahdollisista täyteaineista laskettuna.

9. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että kiertoveden kalsiumionipitoisuus on ainakin noin 50 mg Ca2+/ litra.

10. Jonkin vaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että aluminaatti lisätään sulppuun vähemmän kuin noin 5 minuuttia ennen kuin sulppu saapuu paperinvalmistusviiralle.

11. Jonkin edellä olevan vaatimuksen menetelmä tunnettu siitä, että sulppuun lisätty retentioaine sisältää anionisia ja kationisia ryhmiä.

12. Vaatimuksen 11 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää anionisen epäorgaanisen kolloidin lisäämisen sulppuun.

13. Vaatimuksen 12 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että i *. aluminaatti lisätään sulppuun ensiksi, mitä seuraa ; ·. retentioaineen lisääminen ja sitten anioninen epäorgaaninen f · . ·. kolloidi.

14. Vaatimuksen 12 tai 13 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että anioninen epäorgaaninen kolloidi valitaan bentoniitista, montmorillonii-tista, silikasoolista, alumiinimodifioiduista silikasoolista ja alumiinisilikaattisoolista. I i l » » * * · 114724

15. Vaatimuksen 14 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että anioninen epäorgaaninen kolloidi on silikapohjainen kolloidi, joka sisältää hiukkasia, joiden hiukkaskoko on alle 20 nm.

16. Jonkin vaatimuksen 12, 13, 14 tai 15 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että anioninen epäorgaaninen kolloidi on on polypiihappo, jolla on mikrogeeliytymistä, ja jonka ominais-pinta-ala on on yli 1000 m2/g - 1700 m2/g.

17. Jonkin vaatimuksen 12, 13, 14, 15 tai 16 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että anionista epäorgaanista kolloidia lisätään sulppuun määrä, joka on 0,005 -1,0 paino-% laskettuna kuivista lignoselluloosakuiduista ja mahdollisista täyteaineista.