FI114996B - Menetelmä orgaanisten epäpuhtauksien saostumisen kontrolloimiseksi paperimassan ja paperin valmistusmenetelmissä - Google Patents

Description

114996

Menetelmä orgaanisten epäpuhtauksien saostumisen kontrolloimiseksi paperimassan ja paperin valmistusmenetelmissä

Keksinnön ala 5 Esillä oleva keksintö koskee menetelmiä paperi massasta peräisin olevien orgaanisten epäpuhtauksien saostumisen estämiseksi paperimassan ja paperin valmistusjärjestelmissä.

Keksinnön tausta 10 Orgaanisten epäpuhtauksien saostuminen paperimassa- ja paperiteollisuudessa voi aiheuttaa sekä laadullisia että tehollisia probleemoita paperimassan ja paperin valmistusjärjestelmissä. Joitakin näitä komponentteja esiintyy luonnostaan puussa ja ne vapautuvat erilaisten paperimassan 15 ja paperin valmistusprosessien aikana. Termiä "pihka" voidaan käyttää kuvaamaan saostumia, jotka koostuvat orgaanisista aineksista, jotka voivat olla peräisin näistä luonnonhartseista, niiden suoloista, samoin kuin pääl-lystysaineiden sideaineista, liima-aineista ja vaahtoamista 20 estävistä kemikaaleista, joita saattaa löytyä sulpussa. Pihka sisältää lisäksi usein epäorgaanisia komponentteja, • i » kuten kalsiumkarbonaattia, talkkia, savilajeja, titaania ja ·,· · näiden kaltaisia aineita.

* · : Tahma-aineet on termi, joka on enenevästi tullut 25 käyttöön kuvaamaan saostumia, joita esiintyy järjestelmis-j’.'. sä, joissa käytetään uusiokuituja. Nämä saostumat sisältä- vät usein samaa ainetta, jota löytyy "pihka"-saostumista * · * sideaineiden, kuumasulatteiden, vahojen ja painomusteiden . lisäksi. Kaikilla edellä mainituilla aineilla on monia t · 30 yhteisiä ominaisuuksia, joita ovat: hydrofobisuus, defor- ·' moitavuus, tahmeus, alhainen pintaenergia seka taipumus Ί aiheuttaa probleemoita saostumisen, laadun ja prosessin ·· tehon osalta. Kaavio 1 esittää kompleksisen suhteen tässä mainittujen pihkan ja tahma-aineiden välillä.

< » 114996 2

Kaavio 1 Pihka Tahma-ai- neet

luonnon hartseja (rasva- ja hartsihap-poja, rasvaestereitä, liukenemattomia 5 suoloja, steroleja jne) XX

vaahdonestoaineita (öljyä, EBS, silikaattia, silikoniöljyjä, etoksyloituja yhdisteitä jne) XX

liima-aineita (hartsiliimaa, ASA, AKD, 10 hydrolyysituotteita, liukenemattomia

suoloja jne) XX

päällystysaineiden sideaineita (PVAC,

SBR) X X

vahoj a X

15 painomusteita X

kuumasulatteita (EVA, PVAC jne) X

kontaktiliimoja (SBR, vinyyliakrylaat-teja, polyisopreeniä jne) X

Orgaanisten epäpuhtauksien saostuminen voi olla 20 haitallista massa- tai paperitehtaan tuotantoteholle aiheuttamalla sekä heikentynyttä laatua että vähentynyttä tuotantoa. Orgaanisia epäpuhtauksia voi kerrostua proses-; ,·. sin laitteistolle paperinvalmistusjarjestelmissä ja tuloksi' ! sena on toiminnallisia vaikeuksia järjestelmissä. Orgaa- * · · ! 25 nisten epäpuhtauksien kerrostuminen sakeudensäätimiin ja * muihin mittauslaitteiden tuntoelimiin voi saattaa nämä * ' komponentit käyttökelvottomiksi. Kerrostumat seuloille v ’ voivat vähentää järjestelmän suorituskykyä ja häiritä jär jestelmän toimintaa. Tällaista kerrostumista ei voi tapah-30 tua ainoastaan metallipinnoille järjestelmässä, vaan myös :muovi- ja synteettisille pinnoille, kuten koneiden viiroille, huoville, kasvaimille, Uhle-laatikoille ja jako-laatikon komponenteille.

Eräitä orgaanisten saostumien aiheuttamista prob-; ‘ ; 35 leemoista, "pihkaa" ja "tahmaa-aineita" on aikaisemmin 3 1 1 4996 ilmennyt erillisesti, eri tavalla ja niitä on käsitelty tunnusomaisesti ja erillisesti. Fysikaaliselta kannalta katsottuna "pihka"-saostumia on yleensä muodostunut massassa olevan liima-aineen (luonnon tai keinotekoisen ai-5 neen) mikroskooppisista osasista, jotka kerääntyvät paperinvalmistuksen tai massanvalmistuksen laitteistoon. Näitä kerrostumia voidaan helposti löytää massalaatikon seinämistä, paperikoneen kaavinlistoista, Uhle-laatikoista, paperikoneen viiroista, märkäpuristimen huovista, kuivaus-10 huovista, kuivausrummuista ja kalantereista. Näistä kerrostumista johtuneita vaikeuksia olivat välitön haitallinen vaikutus likaantuneen pinnan tehoon, sen vuoksi pienentynyt tuotanto, samoin kuin reiät, lika ja muut arkin heikkoudet, jotka heikentävät paperin laatua ja käyttökelpoisuutta 15 silmälläpitäen vastaisia käsittelyjä, kuten päällystämistä, jalostamista tai painatusta.

Fysikaaliselta kannalta katsoen "tahma-aineet" ovat yleensä olleet sulpussa olevia, kooltaan silminnähtäviä tai lähes silminnähtäviä hiukkasia, jotka ovat peräisin 20 uusiokuiduista. Näillä saostumilla on taipumusta kerääntyä monille samoista pinnoista, joista "pihkaa" voi löytyä,ja ne aiheuttavat monia samoja vaikeuksia, joita "pihka" voi ·,· · aikaansaada. Hankalimmat "tahma-aine"-tyyppiset kerrostumat : löytyvät kuitenkin paperikoneen viiroista, märkähuovista, 25 kuivaushuovista ja kuivausrummuista.

• ·

Menetelmät saostumien kerääntymisen estämiseksi • · paperimassa- ja paperitehtaan laitteistoihin ja pintoihin ovat teollisuuden kannalta erittäin tärkeitä. Paperikoneet , voidaan kytkeä pois toiminnasta puhdistamista varten, mutta 30 puhdistuskäsittely ei ole toivottava, koska siitä on seurauksena tuotantohäviötä, huonoa laatua, joka johtuu · osittaisesta likaantumisesta, mitä tapahtuu kun kerrostumat j irtautuvat ja joutuvat rainaan. Kerrostumisen muodostumisen estämistä arvostetaan tämän vuoksi suuresti aina silloin 35 kun se voidaan tehokkaasti toteuttaa.

114996 4

Viime aikoina on tahma-ainekerrostumia ja pihkaker-rostumia todettu tyypillisesti erilaisissa järjestelmissä. Näin oli asianlaita sen johdosta, että tehtaat käyttivät yleensä ainoastaan ensiökuituja tai ainoastaan uusiokuitu-5 ja. Näiden erilaisten probleemojen kontrolloimiseen käytettiin usein hyvin erilaisia käsittelykemikaaleja ja käsittelymenetelmiä .

Nykyisin on pyrkimyksenä käyttää pakollisesti uusiokuituja enenevässä määrässä kaikissa järjestelmissä.

10 Tästä on seurauksena tahma-aine- ja pihkaprobleemien samanaikainen esiintyminen asianomaisessa tehtaassa. On toivottavaa löytää käsittelykemikaaleja ja menetelmiä, jotka olisivat hyvin tehokkaita molempien näiden probleemien eliminoimiseksi tarvitsematta käyttää kahta tai useampaa 15 eri kemikaalia. Tämän keksinnön mukaiset aineet ovat selvästi osoittaneet niiden kyvyn saavuttaa tämä päämäärä.

Kaupalliset pihkantorjunta-aineet ovat aikaisemman käytön mukaan käsittäneet pinta-aktiivisia aineita, jotka järjestelmään lisättyinä voivat stabiloida pihkadispersion 20 massasulpussa ja 0-vedessä. Stabilointi voi auttaa estämään pihkan kerrostumisen viiroihin ja huopiin.

.*··. Mineraalisille lisäaineille, kuten talkille on myös • · ; ’’t käyttöä ja ne voivat heikentää pihkan tahmamaista luonnet- ·;· : ta adsorboimalla dispergoituneita pihkahiukkasia pintoi- ; ; 25 hinsa. Tämä pienentää hiukkasten koaguloitumis- tai agglo- '· meroitumisastetta.

‘ Polyfosfaatteja on käytetty kokeeksi pihkan pysyt- V * tämiseksi hienojakoisessa tilassa. Alunaa on myös laajalti käytetty pihkan saostumisen ja sen kaltaisten probleemien ί* 30 vähentämiseksi.

Paperinvalmistajat ovat käyttäneet sekä kemialli-. siä, että ei-kemiallisia keinoja tahma-aineiden kontrol- j loimiseksi. Ei-kemiallisia ratkaisuja ovat paperiraaka-ai- neen valinta, seulonta ja puhdistus, sekä termo/mekaaniset ; : 35 dispergoimisyksiköt.

» » 114996 5

Kemiallisia käsittelymenetelmiä tahma-aineiden kontrolloimiseksi ovat dispergoiminen, tahmeuden poistaminen, viiran passivoiminen ja kationinen kiinnittäminen. Käytettyjä kemikaaleja ovat talkki, polymeerit, dispergoi-5 misaineet ja pinta-aktiiviset aineet.

Yhteenveto keksinnöstä

Esillä oleva keksintö koskee menetelmiä paperimassasta peräisin olevien orgaanisten epäpuhtauksien saostu-misen estämiseksi paperimassan ja paperin valmistusjärjes-10 telmissä, jonka menetelmän mukaan mainittuja järjestelmiä käsitellään tähän tarkoitukseen tehokkaalla määrällä poly-alkyleenioksidi/vinyyliasetaatti-oksassekapolymeeriä.

Tavallisia orgaanisia epäpuhtauksia ovat aineosat, joita esiintyy paperimassassa (ensiömassassa, uusiomassas-15 sa tai näiden yhdistelmissä) ja joilla on taipumusta saostua ja heikentää paperikoneen tehoa tai paperin laatua. Tällaisia ovat luonnon hartsit, kuten rasvahapot, hartsi-hapot, niiden liukenemattomat suolat, rasvaesterit, stero-lit ja muut orgaaniset aineosat, kuten etyleenibis-stear-20 amidi, vahat, liimausaineet, liimat, kuumasulatteet, painomusteet, vaahdonestoaineet ja lateksit, joiden voidaan ,···. todeta saostuvan paperinvalmistusjärjestelmissä.

t I

t I · • · Tekniikan tason kuvaus • * · T : Gardin nimiin myönnetty US-patentti nro 3 748 220, ; ; 25 joulukuu 1973, esittää menetelmiä pihkan stabiloimiseksi ’·’ paperimassassa. Menetelmien mukaan paperimassaan lisätään ’ ·’ nitrilotrietikkahapon natriumsuolan ja vesiliukoisen ak- V * ryylihappopolymeerin, kuten polyakryylihapon vesiliuosta.

Farleyn nimiin myönnetty US-patentti nro 3 992 249, mar-'j* 30 raskuu 1976, neuvoo hydrofobisia oleofiilisiä sidoksia ja hydrofiilisen hapon sidoksia sisältävän anionisen polymee-‘ . rin vesiliuoksen käyttämisen paperin valmistusjärjestel- I · . mässä. Näitä polymeerejä käytetään estämään pihkan saostu-

< t I ( I

minen näissä järjestelmissä.

> · 114996 6

Drennanin ja muiden nimiin myönnetty US-patentti nro 4 190 491, helmikuu 1980, neuvoo pihkan kontrollointia käyttämällä vesiliukoista lineaarista kationista polymeeriä. Polymeerit voivat sisältää vinyyliasetaattiryhmiä.

5 Leahyn nimiin myönnetty US-patentti nro 4 608 123, elokuu 1986, neuvoo miten estetään pihkan haitallisia vaikutuksia paperiin ja paperin valmistuslaitteisiin. Tässä menetelmässä lisätään selluloosamassaan polyolefiinimas-saa, kuten polyetyleenimassaa.

10 Dreisbachin ja muiden nimiin myönnetty US-patentti nro 4 744 865, toukokuu 1988, esittää miten pihkan saostuminen massasta estetään käyttämällä polymeeriä, joka on johdettu vinyylialkoholista, jossa on metyylieetteriryhmiä haarautuneena polymeerin rungosta.

15 Kudin ja muiden nimiin myönnetty US-patentti nro 4 746 456, toukokuu 1988, neuvoo esillä olevassa keksinnössä tarkasteltujen oksassekapolymeerien käyttämistä uudelleen saostumista ehkäisevinä aineina pyykinpesussa käytetyissä detergenteissä. Sekapolymeerejä käytetään osa-20 na detergentin koostumuksesta, joka sisältää pinta-aktii-visia aineita, tehostusaineita, valkaisuaineita ja tavan-omaisia lisäaineita.

: ,·. Dreisbachin ja muiden nimiin myönnetty US-patentti ! nro 4 765 867, elokuu 1988, neuvoo vesiliukoisen kvater- * « * ' * • t · ! 25 näärisen polyamiini-ioneenipolymeerin käyttämistä pihkan • * · ,* ,· estämiseksi saostumasta paperimassasta.

• I t ’ ** Dreisbachin ja muiden nimiin myönnetty US-patentti ’ nro 4 846 933, heinäkuu 1989, neuvoo miten pihkaa kontrol loidaan käyttämällä polymeeriä, joka sisältää polymeroitu-30 ja metyylivinyylieetterin yksiköitä, joissa on metyylieet- : : teriryhmiä.

. Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus , Esillä olevan keksinnön keksijät ovat saaneet sel ville, että pihkan saostuminen massasta paperinvalmistus- ; ,·’ 35 järjestelmissä voidaan ehkäistä lisäämällä prosessiin te- • » ' · · I » 114996 7 hokas pihkaa ehkäisevä määrä polyalkyleenioksidi/vinyyli-asetaatti-oksassekapolymeeriä.

Näiden polymeerien molekyylipaino voi vaihdella laajalla alueella. Niitä voidaan saada oksastamalla poly-5 alkyleenioksidia, jonka (lukukeskimääräinen) molekyylipaino on välillä 2 000 - 100 000, vinyyliasetaatin kanssa, joka voi olla osittain saippuoitu, polyalkyleenioksidin painosuhteen vinyyliasetaattiin ollessa välillä 1:0,2 -1:10. Polyalkyleenioksidin molekyylipaino on edullisesti 10 välillä 4 000 - 50 000 tai suurempi. Edullisesti välillä 2 000 - 50 000, ja polyalkyleenioksidin painosuhde vinyyliasetaattiin on välillä 1:0,5 - 1:6.

Eräs menetelmä esillä olevan keksinnön mukaisten polymeerien valmistamiseksi on esitetty EP-patenttihake-15 muksessa 0 358 474 AZ, joka sisällytetään tähän kokonaan viittauksena. Eräässä suoritusmuodossa voidaan oksastusme-netelmä suorittaa käyttämällä vinyyliasettaattia, jonka saippuoitumisaste on enintään 15 %. Polyalkyleenioksidi voi sisältää etyleenioksidin, propyleenioksidin ja/tai 20 butyleenioksidin yksiköitä, polyetyleenioksidin ollessa edullinen.

·. Edullisessa suoritusmuodossa pohjautuu tämän mää- • ♦ ; ritelmän puitteisiin kuuluva materiaali polyetyleenioksi- T diin, jonka molekyylipaino on 6 000. Tämä polymeeri sisäl- • « t .’ * 25 tää noin 3 paino-osaa vinyyliasetaattiyksiköitä yhtä pai- • ♦ · * no-osaa kohti polyetyleenioksidia. Tämän polymeerin mole- • · · ; ·* kyylipaino on 24 000 ja sitä on ostettavissa toiminimeltä V ' BASF tavaramerkillä SokalanR HP22.

Esillä olevan keksinnön mukaiset polymeerit ovat 30 tehokkaita kontrolloitaessa orgaanisten epäpuhtauksien : ; saostumista paperinvalmistusjärjestelmissä. Tämä voi kos kea järjestelmiä, joissa käytetään kraft-massaa, hapanta sulfiittimassaa, mekaanista massaa ja uusiokuitumassaa.

* * · « *

Voidaan esimerkiksi kontrolloida kerrostumista ruskean 35 massan pesulaitteissa, sihtiosastolla ja sakeutusjärjes- I * > · » < » ► i » t · 114996 8 telmässä voimapaperin valmistusmenetelmissä. Termin "paperinvalmistus järjestelmä" tarkoitetaan käsittävän kaikki massankäsittelymenetelmät. Yleensä ajatellaan, että näitä polymeerejä voidaan käyttää hyväksi estämään kerrostumisen 5 kaikille pinnoille alkaen massatehtaalta aina paperikoneen kelauslaitteeseen asti erilaisissa pH-arvoissa ja olosuhteissa. Nämä polymeerit vähentävät erityisesti tehokkaasti kerrostumista ei ainoastaan metallipinnoille vaan myös muovipinnoille ja synteettisille pinnoille, kuten koneen 10 viiroihin, huopiin, kaavinlistoihin, Uhle-laatikoihin ja jakolaatikon komponentteihin.

Polymeerejä voidaan lisätä paperinvalmistusjärjestelmään yhdessä muiden paperinvalmistuksen lisäaineiden kanssa. Näitä voivat olla muut polymeerit, tärkkelys ja 15 liimauksen apuaineet.

Esillä olevan keksinnön mukaisia polymeerejä voi daan lisätä massaan paperinvalmistusjärjestelmän missä vaiheessa tahansa. Niitä voidaan lisätä suoraan paperimassan raaka-aineisiin, tai niitä voidaan suihkuttaa viiroil-20 le, huoville, puristusteloille ja muille kerrostumiselle alttiille pinnoille. Niitä voidaan lisätä paperinvalmis-,···. tusjärjestelmään sellaisenaan, jauheena, lietteenä tai ; ·_ liuoksessa; jolloin edullinen primäärinen liuotin on vesi, '!' * mutta tällaiseen ei rajoituta. Niitä voidaan lisätä spesi- • * * ; ; 25 fisesti ja ainoastaan siihen sulppuun, joka on todettu li- '· '· kaantuneeksi, tai niitä voidaan lisätä massaseoksiin. Po- » * · 1 .* lymeerejä voidaan lisätä massaan minä hetkenä tahansa en- ·.· * nen kerrostumisprobleeman paljastumista ja useampaan kuin yhteen kohtaan, mikäli ilmenee useampia kuin yksi kerrosti* 30 tumiskohta. Edellä mainittujen lisäysmenetelmien yhdistel- miä voidaan myös käyttää syöttämällä paperimassatehtaan ’ . massaan, syöttämällä paperikoneen sulppuun ja suihkutta- • · maila viiralle ja huopaan samanaikaisesti. Paperinvalmis- M I I t tusjärjestelmään lisättävien näiden polymeerien tehokas : · ; 35 määrä riippu monista muuttujista, joita ovat järjestelmän * · » » » « 114996 9 pH, veden kovuus, veden lämpötila, muut lisäaineet sekä orgaanisen epäpuhtauden tyyppi ja sulpun sakeus. Paperinvalmistus järjestelmään lisätään yleensä määrä, joka on välillä 5 miljoonasosaa - noin 150 miljoonasosaa. Järjes-5 telmään lisätään edullisesti määrä, joka on välillä noin 10 miljoonasosaa - noin 50 miljoonasosaa.

Esillä olevalla keksinnöllä on useita ennakolta odotettavissa olevia etuja verrattuna aikaisempiin menetelmiin. Näitä etuja ovat: toimintakyky ilman, että siihen 10 vaikuttaa suuresti veden kovuus järjestelmässä; kyky toimia vähemmän vaahdoten kuin pinta-aktiivisia aineita käytettäessä, kyky toimia vaikuttamatta haitallisesti liimaukseen, hienokuitujen retentioon, ja kyky toimia hyvin alhaisin annoksin, vähentynyt ympäristövaikutus sekä pa-15 rantunut biologinen hajoaminen. Myöskin näiden aineiden kyky toimia ei-pidättävällä tavalla verrattuna nykyisen tekniikan tason eräisiin ratkaisuihin.

Nämä aineet on lisäksi todettu tehokkaiksi orgaanisia saostumisprobleemoja aiheuttavia sekä pihkan, että 20 tahma-aineiden esiintymisiä vastaan aikaansaamalla näiden probleemojen tehokas väheneminen tehtaissa, joissa käyte-tään erilaisia ensiökuitujen ja uusiokuitujen lähteitä.

Jäljempänä esitetyt tiedot hankittiin osoitta-I maan keksinnön käytöllä saavutetut odottamattomat tulok- ; ; 25 set. Seuraavat esimerkit esitetään valaisemaan keksintöä, *· * mutta niitä ei ole laadittu rajoittamaan sen piiriä.

’ · « ' Edullisen suoritusmuodon yksityiskohtainen kuvaus v · Pihka saatettiin saostumaan sakeudeltaan 0,5- %:isesta kuitulietteestä, joka sisälsi 2 000 miljoonasosaa ;· 30 pihkaa, panemalla liete metalliastiaan, joka oli ripustet- tuna ultraäänipuhdistuslaitteen vesikylpyyn.

< i t ’ , Tämä liete sisälsi 0,5 % valkaistuja lehtipuun nti* ’ kraft-selluloosakuituja, noin 2 000 miljoonasosaa rasva- happoseosta kaliumsuolana, noin 200 miljoonasosaa kalsiu- ! » |

> I

» * « I * » » · 114996 ίο mia kalsiumkloridista ja noin 300 miljoonasosaa natrium-karbonaattia .

Tätä lietettä pidettiin 50 °C:ssa ja pH-arvossa 11,0. Lietettä hämmennettiin varovaisesti yläpuolisen häm-5 mennyslaitteen avulla ja siihen kohdistettiin ultraääni-energiaa 10 minuutin ajan. Pihkasaostuman määrä määritettiin vähentämällä metalliastian paino astian ja saostuman yhteisestä painosta uunikuivauksen jälkeen. Saostuman korkea prosentuaalinen pieneneminen osoittaa tehokasta pihkan 10 saostumisen ehkäisyä. Tämän kokeen tulokset esitetään taulukossa I.

Taulukko I

Saostuman painon pieneneminen pihkan saostumiskokeessa 15 Pienenemis-% Käsittelyaine 100 miljöö- 50 miljöö- 10 miljoonasosaa nasosaa nasosaa kontrolli 0 0 nonyylifenoli-20 etoksylaatti, pinta-aktiivi- ·. nen aine1 88 11 • » i » hydrolysoitu * « · « » · '*' ) styreeni-ma- * i » *; | 25 leiinihappo- *· · anhydridi2 78 0 0 ,* ,* natriumligno- v ·* sulfaatti3 8 0 PO/VA-kopolymeeri4 93 55 ;* 30 PO/VA-kopolymeeri5 95 34 * I » PO/VA-kopolymeeri6 92 29 ’, PO/VA-kopolymeeri7 95 64 ; s i > » PO/VA-kopolymeeri8 96 63 1 saatavissa nimikkeellä SurfonicR, N-95 kaupallinen pih-; · ; 35 kantorjunta-aine 114996 11 2 saatavissa nimikkeellä Alco SMA 1000, esitettynä US-pa-tentissa 3 992 249 3 saatavissa nimikkeellä LignosolR XD, kaupallinen pihkan-torjunta-aine 5 4 saatavissa nimikkeellä Sokalan* CR HP-22, molekyylipai- no = 6 000 1 paino-osa polyetyleenioksidia 3 paino-osan kanssa vinyy-liasetaattia 5 samanlainen kuin HP-22, paitsi että tällä on alempi mole-10 kyylipaino ja alempi samepiste 6 samanlainen kuin HP-22, paitsi että tällä on alempi mole-kyylipaino ja alempi samepiste 7 samanlainen kuin HP-22, paitsi että tällä on korkeampi molekyylipaino ja korkeampi samepiste 15 8 samanlainen kuin HP-22, paitsi että tällä on korkeampi molekyylipaino ja korkeampi samepiste P0/VA = polyetyleenioksidi/vinyyliasetaattioksassekapoly-meeri 20

Taulukossa I esitetyt tulokset osoittavat, että : tämän keksinnön mukaiset kopolymeerit ovat tehokkaita pa- i perimassasta peräisin olevien pihkasaostumien ehkäisemi- .·, : seksi kokeessa, joka on laadittu simuloimaan pihkan saos- 25 tumista kraft-menetelmällä saadun ruskean paperimassan * l t .* pesu/seula-laitteessa. Nämä tulokset osoittavat yleisem- * · *. ; min, että polymeerit ovat tehokkaita kontrolloimaan pihkan * saostumista.

Lisäkokeita suoritettiin esillä olevan keksinnön ♦ ; * 30 mukaisen oksassekapolymeerien arvioimiseksi kontrolloi- ‘ taessa pihkan aggregoitumista. Laboratoriomittakaavassa käsiteltiin kolloidisen pihkan järjestelmää käyttäen eri- > · ti . laisia käsittelyjä ja haudottaessa sen jälkeen vesihau- * » , teella. Sameusmittaus suoritettiin näytteelle, sen jälkeen > S f 1 « » ♦ * * * 1 1 4996 12 näyte saatettiin kulkemaan karkean suodatinpaperin läpi. Sameusmittaus suoritettiin sen jälkeen suodokselle.

Niiden järjestelmien, joita käytettäessä ei ilmennyt mitään eroa sameudessa alkuperäisen näytteen ja suo-5 doksen välillä, katsottiin olevan tehokkaita pihkan aggre-goitumista kontrolloivia käsittelyjä. Näytteet, joissa ilmeni taipumusta aggregoitumiseen, osoittivat suuria eroavaisuuksia sameudessa alkuperäisen näytteen ja suodok-sen välillä. Tämä osoittaa pihkan oleellista pidättymistä 10 suodatinpaperiin. Tämän kokeen tulokset käyvät ilmi taulukoissa II ja lii.

Taulukko II

Pihkan aggregoitumiskoe pH = 7 15 Aggregoituminen (Δ-sameus)

Käsittely 70 °C 50 °C 25 °C

kontrolli 596 627 398 A 358 116 154 B 489 255 188 20 C 20 91 122 A on polyvinyylialkoholi • · • » » : B on hydroksipropyylimetyyliselluloosa i’ J C on polyalkyleenioksidi/vinyyliasetaatti-oksassekapoly- ! ‘ 25 meeri, jota on saatavana nimikkeellä SokalanR HP-22 • t ·

; t* Taulukko III

·' * Pihkan aggregoitumiskoe v : pH = 4

Aggregoituminen (Δ-sameus) 30 Käsit- 70 °C 50 °C 25 °C 70° pinta- tely vaahtoa ; . kont- 278 657 434 kyllä » · , rolli * * * * · A 333 120 197 kyllä 35 B 677 305 114 kyllä C 139 333 147 kyllä 114996 13 A on polyvinyylialkoholi B on hydroksipropyylimetyyliselluloosa C on polyalkyleenioksidi/vinyyliasetaatti-oksassekapoly-meeri, jota on saatavana nimikkeellä SokalanR HP-22 5

Esillä olevan keksinnön mukaiset alkyleenioksidi/ vinyyliasetaattioksassekapolymeerit osoittautuivat tehokkaammiksi pihkan aggregoitumisen ehkäisemiseksi kuin eräät tekniikan tason aineet. Tämä ilmeni selvimmin pH-arvossa 10 7, joka on suunnilleen se pH-arvo, jota käytettiin ruskean massan pesulaitteissa ja valkaisulaitoksen mittausvaiheessa. pH-arvon 4 happamat olosuhteet ovat vähemmän todennäköisiä aiheuttamaan pihkanaggregoitumisprobleemoita valkaisulaitoksessa .

15 Tämän keksinnön mukaisten aineiden tehon osoitta miseksi muovipinnoille kerrostumista ehkäisevinä aineina ja erityisesti kysymyksen ollessa sen tyyppisistä epäpuhtauksista, joita löytyy uusiokuitumassassa, suoritettiin laboratoriokoe käyttämällä liimalla toiselta puolelta 20 päällystettyjä teippejä tahma-aineliuskoina. Tahma-aine- liuska voidaan valmistaa jostakin sen tyyppisestä liima-teipistä, joka ei hajoa veteen pantaessa. Tutkimukseen : .·. käytettiin teippejä, jotka oli valmistettu styreenibutadi- < * · ; eenikumista ja vinyyliestereistä. Molempien näiden mahdol- 25 listen orgaanisten epäpuhtauksien tiedetään aiheuttavan .[ .* "tahmautumis"-probleemoja uusiokuituja käytettäessä. Toi- * * · ‘ )’ nen liuska valmistettiin sellaisesta polyesterikalvosta, '* * jota DuPont Chemical Company markkinoi nimikkeellä MYLAR.

Tämä materiaali valittiin sen johdosta, että paperikoneen 30 paperin muodostukseen osallistuvat tekstiilit valmistetaan usein polyesteristä, joka on altis tahma-aineiden aiheut-tamalle huomattavalle probleemalle.

_ ; Erilaisia saostumista ehkäiseviä aineita sisältä vät 500 ml:n suuruiset liuokset pantiin 500 ml:n astioissa ; ’,· 35 vesihauteeseen, joka oli kuumennettu 50 °C:seen. Teippi ja * » >

1 I

114996 14 polyesterikalvoliuskat pantiin koeliuokseen siten, että liuskan liimasivu on poispäin polyesterikalvoliuskasta. Tunnin kestäneen upotusajan jälkeen pantiin tahma-aine-liuskan liimasivu kosketukseen polyesteriliuskan kanssa ja 5 puristettiin sitä vastaan 453,6 kg:n voimalla.

Teippiliuskan ja polyesteriliuskan väliin muodostuneen sidoksen keskimääräinen irrotuslujuus mitattiin Inst-ron-merkkisellä vetokojeella. Tahma-aineteippiliuskan ja polyesteriliuskan väliin muodostuneen sidoksen irrotuslu-10 juus tulkittiin orgaanisen epäpuhtauden taipumuksen mitaksi tarttua paperikoneen komponentteihin ja aiheuttaa ajo-probleemoita tai tuotteen laatuprobleemoita. Tämä osoittaa vielä erityisemmin tahma-ainekerrostuman taipumusta muodostua muovipinnalle. Nämä tulokset esitetään taulukossa 15 IV.

Taulukko IV

Tartuntakokeen tulokset Käsittely Ehkäisy-% tartuntakokeessa 20 10 miljoonas- 2 miljoonasosaa osaa A 80 65 » ♦ B 98 66 ! , : C 98 41 : : 25 D 98 74 *: E 98 59 » * * A on saatavissa nimikkeellä Sokalan* HP-22, molekyylipai- no = 6 000 ·' 30 1 paino-osa polyetyleenioksidia 3 paino-osan kanssa vinyy- liasetaattia B on saatavissa nimikkeellä HP-22, paitsi että tällä on . alempi molekyylipaino ja alempi samepiste C on samanlainen kuin HP-22, paitsi että tällä on alempi 35 molekyylipaino ja alempi samepiste » 15 1 1 4996 D on samanlainen kuin HP-22, paitsi että tällä on korkeampi molekyylipaino ja korkeampi samepiste E on samanlainen kuin HP-22, paitsi että tällä on korkeampi molekyylipaino ja korkeampi samepiste.

5 Vaikkakin tätä keksintöä on selostettu sen erityis ten suoritusmuotojen osalta, on selvää, että lukuisat muut tämän keksinnön muodot ja muunnokset ovat ilmeisiä alan ammattimiehille. Oheiset patenttivaatimukset ja tämä keksintö on laadittu yleisesti kattamaan kaikki tällaiset 10 ilmeiset muodot ja muunnokset, jotka ovat esillä olevan keksinnön varsinaisen idean ja piirin puitteissa.

•7 1

Claims (12)

114996

1. Menetelmä paperimassasta peräisin olevien orgaanisten epäpuhtauksien saostumisen estämiseksi paperimassan 5 ja paperin valmistusjärjestelmissä, tunnettu siitä, että mainittuja paperimassan ja paperin valmistusjärjestelmiä käsitellään tarkoitukseen tehokkaalla määrällä polyalkyleenioksidi/vinyyliasetaatti-oksaskopolymeeriä, joka on saippuoitu enintään 15-%risesti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että mainittu oksaskopolymeeri sisältää vinyyliasetaattia ja etyleenioksidia suhteessa 3:1 ja joka on saippuoitu enintään 15-%risesti.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-15 n e t t u siitä, että polyalkyleenioksidin vinyyliasetaa- tin kanssa muodostamassa mainitussa oksaskopolymeerissä on painosuhde välillä noin 1:0,2 - 1:10.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu polyalkyleenioksidi vali- 20 taan ryhmästä, johon kuuluvat polyetyleenioksidi, polypro-pyleenioksidi ja polybutyleenioksidi.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n- .·. n e t t u siitä, että mainittu kopolymeeri valmistetaan * oksastamalla polyalkyleenioksidia, jonka lukukeskimääräi-! I 25 nen molekyylipaino on välillä 2 000 - 100 000, vinyyliase- * f « * < « taatin kanssa, jolloin polyalkyleenioksidin painosuhde • vinyyliasetaattiin on välillä 1:0,2 - 1:10. * 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että mainittu kopolymeeri valmistetaan / 30 oksastamalla polyalkyleenioksidia, jonka lukukeskimääräi- : nen molekyylipaino on välillä 4 000 - 50 000, vinyyliase- ' . taatin kanssa, jolloin polyalkyleenioksidin painosuhde » · . vinyyliasetaattiin on välillä 1:0,5 - 1:6. 1 1 4996

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun kopolymeerin molekyylipa!-no on 24 000.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, t u n-5 n e t t u siitä, että mainittu kopolymeeri sisältää noin 3 paino-osaa vinyyliasetaattiyksiköitä yhtä paino-osaa kohti polyetyleenioksidia.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua orgaanisten epäpuhtauk- 10 sien saostumista tapahtuu mainittujen paperimassan ja paperin valmistusjärjestelmien metallipinnoille.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua orgaanisten epäpuhtauksien saostumista tapahtuu mainittujen paperimassan ja 15 paperin valmistusjärjestelmien muovipinnoille.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu orgaaninen epäpuhtaus on pihkasaostuma.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että mainittu orgaaninen epäpuhtaus on tahma-ainesaostuma. • · * t 1 · 114996