FI116285B

FI116285B - Uudet lämpöaktivoidut polypiihapot ja niiden käyttö paperinvalmistusprosesseissa

Info

Publication number: FI116285B
Application number: FI973053A
Authority: FI
Inventors: Sakari Saastamoinen
Original assignee: Huber Corp J M
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 2005-10-31
Also published as: ATE179150T1; FI973053A0; AR000745A1; AU4703496A; TW349138B; FI973053A; US5688482A; ZA96441B; ES2132884T3; US5707493A; US5571494A; EP0804382A1; DE69602169T2; WO1996022244A1; DE69602169D1; EP0804382B1

Description

5 1 1 6285

Uudet lämpöaktivoidut polypiihapot ja niiden käyttö paperinvalmistusprosesseissa - Nya temperatur-aktiverade polykisel-syror och användning av dem i pappersframställningsprocesser

Tekninen alue Tämä keksintö koskee lämpöaktivoitua polypiihappoa, joka valmistetaan kuumentamalla hapanta vesipitoista alkalimetal-lisilikaattia. Keksintö koskee myös paperinvalmistusprosessia, 10 jossa lämpöaktivoitua polypiihappoa hyödynnetään retention ja vedenpoiston parantamiseksi.

Keksinnön taustaa

Paperin kaupallisessa valmistuksessa massakuiduista ja muista 15 lisäaineista koostuvan laimean vesisuspension annetaan virrata tasaisesti ja jatkuvasti kapean raon läpi ja edelleen liikkuvalle viiralle. Suurin osa vedestä poistuu nopeasti viiran aukkojen kautta viiran kulkiessa lukuisten rekisteritelojen ja imulaatikoiden läpi, jotka kannattavat viiraa ja poistavat 20 vettä muodostettavasta arkista. Kun yhä enemmän vettä on poistettu märästä arkista, arkin sakeus kasvaa vähitellen noin j 20%: iin, jolloin paperiarkki on riittävän kestävä, jotta se .··. voitaisiin siirtää huokoisen kangashuovan päälle, jossa se pu- :·,· ristetään ja siitä poistuu enemmän vettä. Suurin osa jäljelle !.2‘5 jääneestä vedestä, yli noin puolet arkin kuivapainosta, haih- , dutetaan paperista, jolloin siihen jää noin 5-8% kosteutta, ' jotta vältyttäisiin muodonmuutoksilta, joita esiintyy paperin pyrkiessä tasapainoon tuotantolaitoksen ilman suhteellisen kosteuden kanssa.

30

Erilaisten kemikaalien lisäystä paperin ominaisuuksien paran-tamiseksi on kuvattu aiemmin. Esimerkiksi US-patentissa 4,954,220 (Rushmere) kuvataan anionisten polysilikaatti-mikro-[ geelien käyttöä yhdessä orgaanisen polymeerin kanssa flokku- •36 loimaan massaa ja paperin nollakuitujan paperinvalmistus- prosessissa. Polysilikaatti-mikrogeelit muodostetaan alkali-·...: metallisi likaat in tai polysilikaatin, kuten natriumpolysili- 2 116285 kaatin osittaisella hyytelöimisellä. Mikrogeelejä pidetään aktiivisena silikana vastapainona kaupalliselle kolloidiselle silikalle ja se koostuu hyvin pieniä hiukkasia, esim. 1 nano-metrin hiukkasia sisältävistä ryhmistä ja muodostaa kolmiulot-5 teisia verkostoja. Mikrogeeleillä on kuvauksen mukaan erittäin suuri pinta-ala ja niitä käytetään paperinvalmistuksessa yhdessä kationisten polymeerien kanssa. Patentin osassa "Keksinnön seikkaperäinen kuvaus" viitataan aktiivisten piiyhdisteiden kuvaukseen kirjassa "The Chemistry of Silica", jonka 10 R.K. Iler on julkaissut 1979, jossa on käsitelty aktiivisia silika-mikrogeelejä, joita voidaan käyttää patentoidussa keksinnössä. Patentissa esitetään useita vaihtoehtoisia menetelmiä polysilikaatti-mikrogeelien valmistamiseksi, jotka sisältävät: 1) alkalimetallisilikaattien vesiliuoksia, jotka 15 on hapotettu haponvaihtohartseilla; 2) alkalimetallisilikaattien epäorgaanisten ja orgaanisten happojen vesiliuoksia, jotka on hapotettu hapoilla, suoloilla ja kaasuilla; 3) alkalimetallisilikaattien vesiliuoksia, joihin on lisätty amfo-teeristen metallihappojen alkalimetallisuoloja; ja 4) alkali-20 metallisilikaatteja, joihin on lisätty tiettyjä orgaanisia yhdisteitä. Patentin johtopäätös on esitetty sarakkeessa 3, • riveillä 55-55 ja sen mukaan yksinkertaisin ja taloudellisin .···. tapa valmistaa polysilikaatti-mikrogeelejä on tuottaa niitä hapottamalla natriumpolysilikaattiliuoksia tavanomaisella λ 25 mineraalihapolla tai lisäämällä natriumpolysilikaattiliuokseen • . hyytelöimisainetta, kuten alunaa, natriumboraattia tai nat- riumaluminaattia.

EKA Nobelin julkaistussa PCT-hakemuksessa WO-91/07543 käsi-30 tellään paperinvalmistusprosessia, jossa paperisuspensioon : lisätään kolme komponenttia: kationista tärkkelystä, kationis- ta polyakryyliamidia ja polymeeristä piihappoa retention ja vedenpoiston parantamiseksi paperinvalmistuksessa. PCT-hakemuksessa sanotaan, että polymeeripiihappo on sama tuote kuin •;35 ruotsalaisessa patenttihakemuksessa 8801951-8 kuvattu, ja tuotteella on erittäin suuri ominaispinta-ala alueella 1100-·;··· 1700 m2/g ja se voidaan valmistaa hapottamalla alkalimetal- 3 116285 lisilikaattia, kuten natriumvesilasia, ja hapotus tehdään mineraalihapolla, kuten rikkihapolla tai happoioninvaihtoai-neilla. Esimerkissä 1 sivulla 7 polymeerinen piihappo valmistettiin vesilasista, joka laimennettiin vedellä siten, että 5 Si02-pitoisuus oli 5 paino-%, minkä jälkeen vesiliuos ionivaih-dettiin Amberslite IR-120 -ioninvaihtohartsilla pH-arvoon 2,3.

EKA:n eurooppalaista patenttihakemusta 041056, joka koskee paperinvalmistusprosessia, kuvataan EKA Nobelin julkaistun 10 PCT-hakemuksen sarakkeessa 1. Tässä julkaistussa hakemuksessa käsitellään paperinvalmistusprosessia, jossa käytetään massaan lisättyä, kolloidisesta piihaposta ja kationisesta tärkkelyksestä koostuvaa sideainetta parantamaan paperia tai massakom-ponenttien retentiota. Kolloidista piihappoa kuvataan esimer-15 kiksi sivulla 7 tunnetuksi materiaaliksi, jota saadaan antamalla vesilasin ja rikkihapon reagoida keskenään tunnetuissa oloissa, jolloin saadaan piihappoa, jonka molekyylipaino on 100 000 asti. Patentin mukaan tämä tuote on epävakaa, ja sivulla 8 mainitaan, että eurooppalaisen patenttihakemuksen 20 mukaisella keksinnöllä on saavutettu erinomaisia tuloksia : ' käyttämällä kationisen tärkkelyksen kanssa kolloidista piihap- : :'· poa soolin muodossa, jossa kolloidisen piihapon pinta-ala on 50-1000 m2/g ja edullisesti 200-1000 m2/g. Julkaisussa maini-:·.· taan, että tällaisia piihapposooleja on saatavilla eri valmis- 25 tajilta, kuten Nalco, DuPont ja EKA. 1

Sivulla 20 esimerkissä IV kuvataan erityisesti kolloidisen piihappokomponentin valmistamista, jossa 100 ml vesilasia liuotettiin 160 millilitraan vettä ja lisättiin hitaasti 130 30 millilitraan 10%:sta rikkihappoa samalla voimakkaasti sekoit- : taen. Kun koko vesilasimäärä oli lisätty, liuoksen pH oli 2,7 ja Si02-pitoisuus oli 8 paino-%. Tämä happosooli laimennettiin .1.· 2% painoprosenttiin Sio2:ta, lisättiin laatua C olevaan saveen, jonka jälkeen lisättiin 2% kationitärkkelysliuosta. Seokset •;35 lisättiin paperiin.

4 116285

Suomalaisessa patenttihakemuksessa 68283 kuvataan paperinvalmistusprosessissa käytettävää kaksikomponenttijärjestelmää. Järjestelmä koostuu kationisesta tärkkelyksestä ja kolloidisesta silikasoolista. Järjestelmä on tarkoitettu parantamaan 5 paperituotteen retentiota ja kestävyyttä. Tämä kaksikomponentti järjestelmä ei kuitenkaan ole kaupallisesti houkutteleva kolloidisien silikasoolin korkean hinnan vuoksi.

Suomalaisessa patenttihakemuksessa 894362 kuvataan kaksikom-10 ponenttijärjestelmää, jossa kolloidinen silikasooli korvataan tietyllä anionisella polysilikaatti-mikrogeelillä, joka valmistetaan alkalimetallisilikaatin osittaisella hyytelöimisellä lisäämällä tiettyjä, hyytelöimistä edistäviä aineita alkalimetallisilikaatin vesiliuokseen.

15

Yhdessäkään näistä aiemmista julkaisuista ei mainita, että lämpöaktivoidulla polypiihapolla, joka on valmistettu kuumentamalla hapotettua vesipitoista alkalimetallisilikaattia, on hyviä ominaisuuksia retentioaineena paperinvalmistuksessa. 20 Yhdessäkään näistä julkaisuista ei myöskään kuvata paperinval- I i 1 | \ mistusprosessia, jossa käytetään lämpöaktivoitua silikaattia :retention ja vedenpoiston parantamiseksi.

r 1 t ;1,· Tämä keksintö esilletuo uuden lämpöakt ivo idun polypiihapon, :·, 25 joka on valmistettu kuumentamalla hapotettu vesipitoinen , . alkalimetallisilikaatti. Uuden lämpöaktivoidun silikaatin käyttö paperinvalmistuksessa edustaa merkittävää parannusta alan aiempaan käytäntöön nähden seuraavista syistä: 1) ne parantavat valmiin paperin mekaanisia ominaisuuksia; 2) ne 30 parantavat nollakuidun ja kolloidien talteenottoa vesikierros-, ·· ta; 3) ne parantavat suodatettavuutta; 4) ne parantavat ne- : ; liömassaa ja tuhkaretentiota, ts. täyteaineretentiota; ja 5) ..." niiden käyttö on taloudellista ja helppoa.

\·\ 35 5 116285

Yhteenveto keksinnöstä Tämä keksintö koskee uutta lämpöaktivoitua polypiihappoainet-ta, joka on valmistettu kuumentamalla hapotettua vesipitoista alkaliraetallisilikaattia.

5 Tämä keksintö koskee myös paperinvalmistusprosessia, johon sisältyy seuraavat vaiheet: lisätään lämpöaktivoidusta polypiihaposta ja kationisesta polymeeristä koostuvat komponentit vesipitoiseen kuitumas-10 sasuspensioon; ja toteutetaan arkinmuodostus ja vedenpoisto.

Tämä keksintö koskee lisäksi menetelmää retention parantamiseksi paperinvalmistusprosessissa, jossa lämpöaktivoitu poly-15 piihappo lisätään vesipitoiseen kuitumassasuspensioon.

Muunnokset ovat mahdollisia tämän keksinnön puitteissa.

Keksinnön kuvaus 20 Tätä keksintöä kuvataan seikkaperäisesti edullisten suoritus-muotojen ja esimerkkien avulla.

···. Tämä keksintö koskee lämpöaktivoitua polypiihappoa, joka on valmistettu kuumentamalla hapotettua vesipitoista alkalimetal-.25 lisilikaattia. Tämän uuden lämpöaktivoidun polypiihapon käyttö • ” paperinvalmistusprosessissa johtaa ainutlaatuiset ominaisuudet ·' · omaavan paperin valmistukseen. Tämä keksintö perustuu yhtäältä keksijän yllättävään keksintöön valmistaa lämpöaktivoitua polypiihappoa kuumentemalla hapotettua vesipitoista alkalime-30 tallisilikaattia. Alkalimetallisilikaatti voidaan hapottaa laajalle aluella, pH 0-5, ja edullisemmin pH-alueelle 0-2. Kun :\ alkalimetallisilikaatti hapotetaan pH-arvoon, joka on lähellä tai alle alkalimetallisilikaatin isoelektrisen pisteen, ts.

noin 2,0, polypiihappo ei enää toimii kovin hyvin retentions aineena paperinvalmistusprosessissa. Sen vuoksi on huomioitava, että tämä keksintö perustuu myös keksijän yllättävään keksintöön, että kun vesipitoinen alkalimetallisilikaatti 6 116285 hapotetaan pH-arvoon lähelle tai alle alkalimetallisilikaatin isoelektrisen pisteen ja sen jälkeen kuumennetaan vaihtelevin aikavälein, jolloin saadaan lämpöaktivoitua polypiihappoa, lämpöaktivoitu polypiihappo parantaa merkittävästi paperinval-5 mistusprosessia, koska saadaan paperia, jolla on erinomaiset kuitu- ja tuhkaretentioasteet. Tämän keksinnön mukainen lämpö-aktivoitu polypiihappo lisää myös tarttumiskykyä alalla aiemmin käytettyihin aineisiin verrattuna. Tämän keksinnön lämpö-aktivoidut polypiihapot yhdistyvät ja kiinnittyvät voimakkaas-10 ti vain yhteen kationiseen polymeeriin. Näin ollen ei tarvitse käyttää kahta tai useampaa kationista polymeeriä, kuten monissa alan aiemmissa järjestelmissä.

Tässä keksinnössä käytetyllä lämpöaktivoidulla polypiihapolla 15 on erittäin suuri pinta-ala, noin 1350-1600 m2/g. Ominaispinta-ala mitataan titrausmenetelmällä, esim. G.W. Seras, Anal. Chem. 28, (1956), sivu 1981. Tämän keksinnön lämpöaktivoitu polypiihappo valmistetaan hapottamalla alkalimetallisilikaat-tia, kuten kalium- tai natriumsilikaattia, edullisesti nat-20 riumsilikaattia, jonka jälkeen se kuumennetaan. Natrium- ja kaliumsilikaattia on saatavilla eri moolisuhteilla Si02:Na20 tai K20, ja moolisuhde on yleensä välillä 1,5:1 ja 4,5:1, ·· edullisesti 3,3:1, ja alkalimetallisilikaatin alustava pH-arvo on yleensä noin 13. Vesilasia pidetään erityisen edullisena.

:. 25

Mineraalihappoja, kuten rikkihappoa, suolahappoa ja fosfori-happoa käytetään vesipitoisen alkalimetallisilikaatin hapotta-miseen. Hapottaminen tehdään pH-alueelle noin 0-5, edullisesti pH-alueelle noin 0-2. Vesipitoinen alkalimetallisilikaatti 30 voidaan hapottaa lisäämällä hitaasti laimennettua alkalimetal- lisilikaattiliuosta mineraalihappoon. Hapottamiseen voidaan .:· käyttää myös ioninvaihtoainetta tai orgaanista happoa, kuten etikkahappoa.

:..3·5 Kuumennettavan vesipitoisen alkalimetallisilikaattiliuoksen ·'. Si02-pitoisuus on edullisesti noin 1-20 paino-%. Mikäli tar- 7 116285 peen, kuumennuksen jälkeen saatu lämpöaktivoitu polypiihappo voidaan laimentaa vedellä haluttuun väkevyyteen.

Vesipitoinen alkalimetallisilikaattiliuos kuumennetaan noin 5 60-250°C:en lämpötilaan, edullisemmin noin 60-90°C:en lämpöti laan noin 1-120 tunniksi, edullisemmin noin 1-20 tunniksi. Kuumennukseen voidaan käyttää paperitehtaan sekundaarista lämpöä paperikoneiston viereisessä säiliössä. Kuumennus voidaan myös tehdä paineessa, joka tarvitaan halutun lämpötilan saa-10 vuttamiseen.

Kuumennuksen jälkeen saatu lämpöaktivoitu polypiihappo voidaan sekoittaa huoneenlämmössä ja laimentaa, edullisemmin sekoittaa huoneenlämmössä 72 tuntia ja laimentaa väkevyyteen 0,15% Si02. 15 Tämä keksintö koskee myös paperinvalmistusprosessia, johon sisältyy vaiheet, joissa: lisätään lämpöaktivoidusta polypiihaposta ja kationisesta polymeeristä koostuvia komponentteja vesipitoiseen kuitumassa-20 suspensioon; ja toteutetaan arkinmuodostus ja veden poisto.

• # • · » * Tämän keksinnön suspensioissa käytetty kuitumassa voi olla pe-räisin mistä tahansa kuituraaka-aineesta, mukaan lukien lehti-: .25 puu, havupuu, olki, bambu, hamppu tai keräyspaperi, kartonki tai eri kuituraaka-aineiden seokset. Lisäksi kuidut on voitu

• · I

: · saada millä tahansa paperinvalmistusalalla tutulla prosessil la, mukaan lukien mekaaninen kemiallinen kuidutus, kuten hierre, kraftkeitto, sulfiittikeitto tai eri menetelmillä aikaan-. "30 saatujen massojen seos.

’Tässä keksinnössä käyttökelpoisia kationisia polymeerejä ovat ·..· kationiset tärkkelykset, kationiset guarit ja kationiset :' · polyakryyliamidit. Kationiset tärkkelykset ovat erityisen '35 edullisia sen vuoksi, että ne ovat edullisia ja lisäävät paperin lujuutta. Kuitumassasuspensioon lisätään kationista 116285 δ polymeeriä edullisesti noin 0,05-5 paino-% kuidun kuivapainosta.

Tämän keksinnön paperinvalmistusprosessissa käytettyjen lämpö-5 aktivoidun polypiihapon ja kationisen polymeerin määrät voivat vaihdella suuresti riippuen muun muassa massatyypistä, täyteaineista ja muista olosuhteista. Kuitumassasuspensioon lisättävän lämpöaktivoidun polypiihapon määrä Si02:na laskettuna on noin 0,005-10 paino-%, edullisemmin noin 0,05-5 paino-% kuidun 10 kuivapainosta.

Massaan voidaan lisätä myös muita aineita paperin ominaisuuksien parantamiseksi tiettyihin tarkoituksiin. Esimerkkejä tällaisista lisäaineista ovat värit, joita lisäämällä saadaan 15 värillistä paperia; täyteaineet, kuten kaoliini tai muut savet, kalsiumkarbonaatti, piidioksidi, synteettiset silikaatit tai titaanidioksidi, joita lisäämällä voidaan lisätä arkin tiheyttä, vähentää huokoisuutta ja parantaa opasiteettia. Paperi voidaan kyllästää vahalla tai polyeteeniä tai muuta 20 polymeerikäIvoa voidaan levittää paperin pinnalla vedenkestä- vyyden parantamiseksi. Kuitumassasuspensioon voidaan lisätä : .* bentoniittiä ennen vedenpoistovaihetta parantamaan retentiota .*··. järjestelmässä.

!. 25 Keksintöä on yllä kuvattu yleisellä tasolla, ja seuraavassa ' tarkastellaan edullisia suoritusmuotoja muutaman esimerkin avulla. Seuraavilla esimerkeillä halutaan kuitenkin ainoastaan havainnollistaa keksintöä, ei rajoittaa sitä.

30 Esimerkki l Tässä esimerkissä kuvataan keksinnön mukaisen lämpöaktivoidun polypiihapon valmistusta.

‘ 60 ml 3,3 MR (moolisuhde) natriumsilikaattiliuosta laimennet- '-••35 tiin 290 ml:11a deionoitua vettä. 3,3, MR natriumsilikaatti : oli Zeopol® 33, jota myy Zeofinn Oy, Suomi. Liuosta, jonka ... väkevyys oli noin 6% Si02, lisättiin hitaasti liuokseen, joka 9 116285 sisälsi 248,5 ml deionoitua vettä ja 48,5 ml 10% rikkihappoa, samalla voimakkaasti sekoittaen. Silikan loppuväkevyys oli 1,5% Si02. Liuosta kuumennettiin 60°C:ssa 20 tuntia ja laimennettiin sen jälkeen niin, että silikan väkevyys oli 0,15%. 5 Loppuliuoksen pH oli 1,4.

Esimerkki 2 Tässä esimerkissä kuvataan keksinnön mukaisen lämpöaktivoidun polypiihapon valmistusta.

10 60 ml 3,3 MR (moolisuhde) natriumsilikaattiliuosta laimennettiin 290 ml:11a deionoitua vettä. 3,3, MR natriumsilikaatti oli Zeopol® 33, jota myy Zeofinn Oy, Suomi. Liuosta, jonka väkevyys oli noin 6% Si02, lisättiin hitaasti liuokseen, joka 15 sisälsi 248,5 ml deionoitua vettä ja 48,5 ml 10% rikkihappoa, samalla voimakkaasti sekoittaen. Silikan loppuväkevyys oli 1,5% Si02. Liuosta kuumennettiin 60°C:ssa 5 tuntia ja laimennettiin sen jälkeen niin, että silikan väkevyys oli 0,15%. Loppuliuoksen pH oli 1,4.

20

Esimerkki 3 : .* Tässä esimerkissä kuvataan keksinnön mukaisen lämpöaktivoidun » » » · ,··· polypiihapon valmistusta.

*25 60 ml 3,3 MR (moolisuhde) natriumsilikaattiliuosta laimennet- .* tiin 290 ml:11a deionoitua vettä. 3,3, MR natriumsilikaatti oli Zeopol® 33, jota myy Zeofinn Oy, Suomi. Liuosta, jonka väkevyys oli noin 6% Si02, lisättiin hitaasti liuokseen, joka sisälsi 248,5 ml deionoitua vettä ja 48,5 ml 10% rikkihappoa, 30 samalla voimakkaasti sekoittaen. Silikan loppuväkevyys oli ; ·. 1,5% Si02. Liuosta kuumennettiin 60°C:ssa 20 tuntia ja sekoi- tettiin sen jälkeen huoneenlämmössä (23°C) 72 tuntia ennen kuin liuos laimennettiin niin, että silikan väkevyys oli 0,15%.

< *

Loppuliuoksen pH oli 1,4.

35 10 116285

Esimerkki 4

Hienopaperikoe - vertailevia kokeita Tässä esimerkissä verrataan esimerkeissä 1 ja 2 (tärkkelyksellä tai polyakryyliamidilla) valmistettujen lämpöaktivoitujen 5 polypiihappojen suorituskykyä verrattuna Compoziliin (kolloidinen silika ja kationinen tärkkelys) ja Hydrocoliin (ben-toniitti ja polyakryyliamidi).

Käytettiin valkaistua havupuumassaa, jonka täyteaineena oli 10 kalsiumkarbonaattia. Kalsiumkarbonaatti oli Snowcal 75, jota myy Omya Ltd. Massa saatiin suomalaisesta sellutehtaasta paalina ja se oli kloorivapaata (TCF-massaa). Massa jauhettiin Valley-hollanterissa SR-lukuun 35 SCAN-C 25:76 -menetelmän mukaan. Laboratoriossa valmistettiin käsin paperiarkkeja vakio 15 SCAN-menetelmien mukaan. Täytettyjä arkkeja valmistettiin täyteainepitoisuudella 25%, jolloin paperin neliömassaksi saatiin 25%.

Hienopaperikoneissa käytetään yleensä joko alkyylimeripihka-20 happoa (ASA) tai alkyyliketeenidimeeriä (AKD), jotta paperista saataisiin hydrofobinen. Jauhettuun kraftmassalietteeseen : .· lisättiin 0,09% AKD:ta massan uunikuivapainosta. Kaikissa kokeissa kationinen tärkkelys lisättiin massalietteeseen ensin ,! ! ja sekoitettiin huolella 30 sekuntia nopeudella 600 kierros- ’,,25 ta/min massakuitujen ja kaliumkarbonaatin kera Britt Dynamic - ‘ Drainage Jar (DDJ) -laitteessa. Kierrosnopeudella 600 kierros- ta/min leikkaavien voimien vaikutus on hyvin vähäinen. pH säädettiin 8:an 1 N natriumhydroksidillä ennen täyteaineen ja ka-tionisten retentioaineiden lisäämistä massaan. Nopeus lisät-30 tiin tämän jälkeen 2500 kierrokseen/min 2 minuutin ajaksi tarkoituksena simuloida kaupallisessa paperinvalmistuksessa : esiintyviä leikkausvoimia.

f I

Kaksikomponentti-retentiojärjestelmässä kationiset aineet * · '.,35 lisätään yleensä ennen sekoittamista tai konekyyppiä paperiko- >".t neen kiertovesi jär jestelmässä. Juuri ennen perälaatikkoa seulojen ja pumppujen aiheuttamat suuret leikkausvoimat rikko- 11 116285 vat polymeerisilmukoita massalietteen anionisten aineiden välillä. Toinen komponentti lisätään siksi ennen perälaatikkoa retentiotason nostamiseksi.

5 DDJ-sekoitusvaiheen jälkeen massaliete kaadettiin Noble & Woods -arkinmuodostajaan ja veden pH säädettiin 8:an ennen lietteen lisäämistä. Seuraavaksi arkinmuodostajaan lisättiin esimerkissä 1 tai 2 valmistettua lämpöaktivoitua polypiihap-poa, Compoziliä tai Hydrocolia. Massalietettä sekoitettiin 10 minuutin ajan ilmakuplien avulla arkinmuodostajassa ennen arkin suodattamista. Valmiiden arkkien neliömassa (SCAN-P 6:75) ja retentio (SCAN-P 5:63) mitattiin. Kationinen tärkkelys oli Hi-Cat 142, jota myy Roquette Ltd. Kationinen polyak-ryyliamidi oli Hydrocol 847, jota myy Allied Colloids Ltd. 15 Bentoniitti oli Hydrocol 0 ja kolloidinen silika oli BMA 590, jota myy EKA Nobel Ltd. Tulokset on esitetty taulukossa 1.

Taulukko l

Kemikaalimäärät on ilmaistu prosentteina uunikuivasta massas-20 ta.

Esimerkin 2 mukainen lämpöaktivoitu polypiihappo .···. Si02 Neliömassa, Tuhkareten- g/m2 tio, % 1,9% tärkkelystä IA 0,02 82,5 86,5 25 IB 0,05 82,3 83,5 1C 0,13 84,0 85,5 ,;· ID 0,22 81,3 75,9 IE 0,43 85,7 75,8 1F 0,54 79,9 73,4 • '30 1G 0,72 83,6 77,2 1H 1,08 83,3 73,9 12 116285 0,8% tärkkelystä IA 0,02 83,8 84,6 IB 0,05 83,8 86,6 5 1C 0,13 84,3 86,5 ID 0,22 82,0 75,0 IE 0,43 83,4 71,6 1F 0,54 83,1 72,9 1G 0,72 84,2 71,6 10 1H 1,08 79,8 84,2

Esimerkin l mukainen lämpöaktivoitu polypiihappo

Si02 Neliömassa, Tuhkareten- g/m2 tio, % ,••15 1,9% tärkkelystä : 2A 0,02 83,6 71,6 2B 0,05 88,5 90,3 2C 0,13 89,6 91,6 2D 0,22 90,8 92,2 .20 2E 0,43 88,7 91,0 .·: 2F 0,54 87,8 91,5 ':· 2G 0,72 89,5 90,7 0,8% tärkkelystä 2H 1,08 88,3 91,3 2A 0,02 84,6 89,3 13 116285 2B 0,05 87,0 82,5 2C 0,13 88,2 93,0 2D 0,22 87,5 91,9 5 2E 0,43 87,6 92,0 2F 0,54 88,3 92,2 2G 0,72 88,2 93,2 2H 1,08 88,0 92,9 10 Compozil (kolloidinen silikasooli + kationinen tärkke lys

Si02 Neliömassa, Tuhkareten- g/m2 tio, %

Nollakokeet : .· 3A vain massaa, 61,4 1,3 0 :.: : ei täyte- : ainetta 15 3B massaa ja 67,1 9,60 . täyteainetta 1,9% tärkkelystä 3C - 75,2 53,1 3D 0,36 87,2 92,7 3 E 0,54 86,5 89,3 : 20 3F 1,07 85,2 88,7 0,8% tärkkelystä 3G - 78,2 68,4 3H 0,07 82,0 84,2 14 116285 31 0,11 82,3 85,2 3 J 0,22 81,9 87,1 5 15 116285

Hydrocol (polyakryyliamidi ja bentoniitti)

Bentoniitti Polyakryy- Neliömassa, Tuhkareten- liamidi g/m^ tio, % 4A 0,27 0,018 75,8 50,9 4B 0,27 0,027 76,7 60,2 5 4C 0,27 0,036 77,4 64,7 4D 0,27 0,120 86,4 96,0 4E 0,54 0,045 79,7 72,9 4F 0,54 0,090 83,2 88,8 4G 0,54 0,120 84,3 94,0 10 4H 0,72 0,120 84,1 91,4 41 - 0,027 72,2 47,8 4J - 0,090 77,1 65,4 4K - 0,120 77,7 71,8 ,i5 Esimerkin 2 mukainen lämpöaktivoitu polypiihappo *·_ SiOj Polyakryy- Neliömassa, Tuhkareten- liamidi g/m2 tio, % • 5A 0,02 0,120 79,8 77,7 5B 0,05 0,120 82,4 80,3 5C 0,13 0,120 83,9 82,3 .20 5D 0,22 0,120 88,5 83,8 1' 5E 0,43 0,120 83,7 77,6 T 5F 0,54 0,120 83,2 76,3 5G 0,72 0,120 85,5 76,3 5H 1,08 0,120 84,8 77,9 25 16 116285

Esimerkin l mukainen lämpöaktivoitu polypiihappo

Si02 Polyakryy- Neliömassa, Tuhkareten- liamidi g/m^ tio, % 6A 0,02 0,120 86,2 88,0 6B 0,05 0,120 87,2 91,6 5 6C 0,13 0,120 87,8 92,1 6D 0,22 0,120 87,7 93,7 6E 0,43 0,120 86,9 88,3 6F 0,54 0,120 88,7 92,4 6G 0,72 0,120 88,6 92,6 10 6H 1,08 0,120 87,5 91,8

Esimerkin 1 lämpöaktivoitu polypiihappo oli selvästi parempi kuin Compozil ja Hydrocol. Esimerkin 1 lämpöaktivoitu polypiihappo oli suorituskyvyltään Compozilin ja Hydrocolin kaltai- 15 nen.

' * * ♦ *

Esimerkki 5 * * *

Hienopaperikokeet Tässä esimerkissä kuvataan lämmityksen vaikutusta tämän kesinkö nön lämpöaktivoituun polypiihappoon sekä vertaillaan lämpöak- ‘ tivoitua polypiihappoa polypiihappoon.

Lämpöaktivoitu polypiihappo valmistettiin esimerkin 1 mukaan.

25 Ei-lämpöaktivoitu polypiihappo valmistettiin laimentamalla 60 ml 3,3, MR natriumsilikaattiliuosta 290 ml:11a de-ionoitua vettä. Tätä liuosta, jonka silikaväkevyys oli noin 6%, lisät- * * ’ tiin hitaasti liuokseen, joka sisälsi 248,5 ml deionoitua vettä ja 48,5 ml 10% rikkihappoa, samalla voimakkaasti sekoit-30 taen. Lopullinen silikaväkevyys oli 1,5%. Liuosta ei kuumennettu, mutta sitä sekoitettiin huoneenlämmössä 20 tuntia ja 17 116285 laimennettiin sen jälkeen siten, että Si02-väkevyys oli 0,15%. Valmiin liuoksen pH oli 1,4.

Polypiihappo valmistettiin lisäämällä ohut virta natriumsili-5 kaattiliuosta, jonka Si02 :Na20-suhde oli 3,25: l, 0, voimakkaasti sekoitetun H2S04-liuoksen pyörteeseen 0-5°C:ssa, ja lisääminen lopetettiin, kun pH-arvo nousi noin l,7:än. 6-prosenttinen liuos valmistettiin saattamalla yhteen natriumsilikaatti ja happoliuos voimakkaassa pyörteessä ja sellaisessa suhteessa, 10 että seoksen pH oli noin 1,5-2,0. Tämä liuos laimennettiin välittömästi valmistuksen jälkeen, jotta Si02-väkevyydeksi saataisiin 0,15%. Laboratorioarkinmuodostajalla tehtiin käsin paperiarkkeja esimerkissä 3 kuvatulla tavalla. Tulokset on esitetty taulukossa 2.

15

Taulukko 2

Esimerkin 1 lämpöaktivoitu polypiihappo Tärkkelys, % Si02 Neliömassa, Tuhkareten- g/m2 tio, % 0,8% tärkkelystä ;-20 IA 0,09 89,0 91,1 :·. IB 0,18 86,6 89,4 1C 0,27 85,7 84,6

Ei-lämpöaktivoitu polypiihappo 0,8% tärkkelystä 5:25 2A 0,09 79,9 61,9 .:·* 2B 0,18 80,6 62,6 ··’’·' 2C 0,27 80,5 58,7 18 116285

Polypiihappo 0,8% tärkkelystä 3A 0,09 75,0 56,8 3B 0,18 73,1 57,7 5 3C 0,27 75,3 60,1 Lämpöaktivoitu polypiihappo, joka valmistettiin kuumentamalla 60°C:ssa 20 tuntia paransi merkittävästi neliömassaa ja tuhka-retentiota sekä kuumentamattomaan tuotteseen että polypiihap-10 poon verrattuna.

Esimerkki 6 Hienopaperikoe Tässä esimerkissä vertaillaan esimerkin 1 mukaan valmistetun 15 lämpöaktivoidun polypiihapon (tärkkelyksellä) ja polysilikaat- ti-mikrogeelin ja Compozilin (kolloidinen silika ja kationinen tärkkelys) suorituskykyä. Polysilikaatti-mikrogeeli valmistet-': tiin kuten julkaisussa On-Site Production of a Silica Based • Microparticulate Retention and Drainage Aid (Moffett, R.H.), ;''2.0 Papermakers Conference, Book l, San Fransisco, California, ··.·. Marriott, 1994, sivut 243-255. Polysilikaatti-mikrogeeli ;·/ valmistettiin lisäämällä laimennettua rikkihappoa laimennet tuun 3,3 MR natriumsilikaattiin samalla voimakkaasti sekoittaen, jotta saataisiin silikan loppuväkevyydeksi 2% ja pH-arvok-25 si 9. Liuosta sekoitettiin tämän jälkeen kymmenen minuuttia huoneenlämmössä. Tämän jälkeen liuos laimennettiin 0,15%:n silikaväkevyyteen deionoidulla vedellä. Käsintehtyjä arkkeja ; '·· valmistettiin laboratorioarkinmuodostajalla esimerkissä 3 kuvatulla tavalla. Tulokset on esitetty taulukossa 3.

• :3’0 19 116285

Taulukko 3

Esimerkin 1 mukainen lämpöaktivoitu polypiihappo Tärkkelys, % SiOz Neliömassa, Tuhkareten- g/m2 tio,% 0,8% tärkkelystä 5 IA - 80.7 60,6 IB 0,036 85,2 79,6 1C 0,090 85,5 85,1 ID 0,13 89,3 91,5 IE 0,18 88,4 90,3 10 1F 0,23 87,2 92,5 1G 0,27 86,1 88,1 1H 0,36 85,5 84,5 11 0,45 84,0 84,9 1J 0,54 82,7 82,8 •15 1K 0,63 85,1 81,9 · Polysilikaatti-mikrogeeli "’· 2A 0,036 82,9 84,8 _ 2B 0,090 83,5 87,5 2C 0,13 83,7 87,5 20 2D 0,18 84,3 89,5 2E 0,23 83,4 90,5 2F 0,27 83,3 91,4 2G 0,36 86,3 91,6 2H 0,45 86,3 91,8 ,••25 21 0,54 85,7 90,3 ' 2J 0,63 84,3 89,3 20 116285

Compozil (kolloidinen silika ja kationinen tärkkelys) 0,8% tärkkelystä 3A vain massaa, ei 69,0 1,1 täyteainetta, ei tärkkelystä 3B massaa ja täy- 69,7 10,5 teainetta, ei tärkkelystä 5 3C 0,07 86,2 83,7

Esimerkin 1 mukainen lämpöaktivoitu polypiihappo Tärkkelys, % Si02 Neliömassa, Tuhkareten- g/m2 tio,% 10 3D 0,14 84,7 80,3 3E 0,18 86,4 80,5 3F 0,23 85,3 82,6 f 3G 0,27 87,5 83,9 3H 0,36 84,9 83,0 '•.•15 31 0,45 86,5 83,6 I-·. 3J 0,54 84,5 84,2 :,: 3K 0,63 85,4 84,4

Esimerkin 1 mukaisen lämpöaktivoidun polypiihapon suorituskyky 20 oli samaa luokkaa polysilikaatti-mikrogeelin ja Compozilin ;·. kanssa.

Esimerkki 7

Koe puupitoisella paperilla - vertailevia kokeita •25 Tässä esimerkissä vertaillaan neljän tuotteen suorituskykyä: :·[ esimerkin 1 lämpöaktivoitu polypiihappo, esimerkin 3 lämpöak tivoitu polypiihappo, Compozil (kolloidinen silika ja kationinen tärkkelys) ja Hydrocol (bentoniitti ja polyakryyliamidi).

21 116285

Kokeessa käytettiin kaoliinia sisältävää, valkaisematonta hioketta. Kaoliini oli C kaoliini, jota myy ECC International. Massa saatiin suomalaisesta massatehtaasta paalina. Hioke oli kuumahajotettu massan latenssin poistamiseksi menetelmän SCAN-5 M 10:77 mukaan.

Paperiarkkeja, joiden neliömassa oli 90 g/m2 ja kaoliinipitoi-suus 25%, tehtiin seuraavasti: 10 Hiokepaperikoneissa ei yleensä käytetä hydrofobisia aineita.

Tässä esimerkissä ei sen vuoksi käytetty AKD- ja ASA-liimoja. Kaikissa kokeissa kationinen aine (tärkkelys tai polyakryy-liamidi) lisättiin massalietteeseen ensin ja sekoitettiin huolella 30 sekuntia nopeudella 600 kierrosta/min massakuitu-15 jen ja kaoliinin kanssa Britt Drainage Jar -laitteessa. Kier-rosnopeudella 600 kierrosta/min leikkaavien voimien vaikutus on hyvin vähäinen. pH säädettiin 5:en 1 N rikkihapolla ennen täyteaineen ja kationisten retentioaineiden lisäämistä massaan. Nopeus lisättiin tämän jälkeen 2500 kierrokseen/min 2 20 minuutin ajaksi tarkoituksena simuloida kaupallisessa paperinvalmistuksessa esiintyviä leikkausvoimia.

I »

Kaksikomponentti-retentiojärjestelmässä kationiset aineet v lisätään yleensä ennen sekoittamista tai konekyyppiä paperiko- , ' 25 neen kiertovesijärjestelmässä. Juuri ennen perälaatikkoa seulojen ja pumppujen aiheuttamat suuret leikkausvoimat rikkovat polymeerisilmukoita massalietteen anionisten aineiden välillä. Toinen komponentti lisätään siksi ennen perälaatikkoa retentiotason nostamiseksi.

30 DDJ-sekoitusvaiheen jälkeen massaliete kaadettiin Noble & Woods -arkinmuodostajaan ja veden pH säädettiin 5:en ennen lietteen lisäämistä. Seuraavaksi arkinmuodostajaan lisättiin ;w esimerkissä 1 tai 2 valmistettua lämpöaktivoitua polypiihap- ’35 poa, Compoziliä tai Hydrocolia. Massalietettä sekoitettiin

minuutin ajan ilmakuplien avulla arkinmuodostajassa ennen arkin suodattamista. Valmiiden arkkien neliömassa (SCAN-P

1 1 6285 22 6:75) ja retentio (SCAN-P 5:63) mitattiin. Tulokset on esitetty taulukossa 4.

Taulukko 4 5 Kemikaalimäärät on ilmaistu prosentteina uunikuivasta massasta.

Esimerkin 3 mukainen lämpöaktivoitu polypiihappo

Si02 Neliömassa, Tuhkareten- g/m2 tio, % 0,8 tärkkelystä 10 IA - 72,1 51,3 IB 0,04 74,3 57,4 1C 0,09 78,2 68,1 ID 0,13 78,7 67,2 IE 0,18 76,8 66,3 '•'15 1F 0,23 78,8 70,4 !. 1G 0,27 82,1 77,1 1H 0,36 76,9 68,3 1J 0,45 76,0 63,4 : 1K 0,54 74,7 64,1 20 1J 0,63 72,2 61,9

Esimerkin 1 mukainen lämpöaktivoitu polypiihappo

Si02 Polyak- Neliömas- Tuhkare- ,. ryyliami- sa, g/m2 tentio, % ’ di ;·, 2A - 0,018 72,7 42,1 2B 0,04 0,018 70,7 38,3 23 116285 2C 0,09 0,018 71,8 37,7 2D 0,13 0,018 72,3 38,8 2E 0,18 0,018 71,1 38,8 2F 0,23 0,018 72,2 38,9 5 2G 0,27 0,018 70,2 37,5 2H 0,36 0,018 69,3 37,7 21 0,45 0,018 67,1 40,8 2 J 0,54 0,018 67,0 39,0 2K 0,63 0,018 66,7 40,9 10 2L 0,09 0,036 72,8 42,5 2M 0,18 0,036 71,0 41,0 2N 0,36 0,036 71,4 42,9 20 0,54 0,036 70,0 42,1

Compozil (silikasooli + polyakryyliamidi) * •15 Si02 Polyak- Neliömas- Tuhkare- _’t ryyliami- sa, g/m2 tentio, % di « 3A - 0,036 70,4 42,2 3B 0,04 0,018 70,0 40,5 3C 0,09 0,018 68,7 38,3 3D 0,13 0,018 68,1 38,2 )20 3E 0,18 0,018 66,9 36,5 3F 0,23 0,018 67,0 37,1 3G 0,27 0,018 68,0 37,4 * * 3H 0,36 0,018 79,2 36,4 31 0,45 0,018 79,7 41,2 24 116285 3J 0,54 0,018 78,5 38,5 3K 0,63 0,018 68,7 39,5 3L 0,09 0,036 69,1 40,0 3M 0,18 0,036 69,8 41,6 5 3N 0,36 0,036 70,7 45,4 30 0,54 0,036 65,1 30,2 3P kuituja - 62,3 8,4 ja kaoliinia 3Q vain kui- - 53,9 0,3 tuja

Hydrocol (polyakryyliamidi ja bentoniitti) 10 Ben- Polyak- Neliömas- Tuhkare- toniitti ryyliami- sa, g/m2 tentio, % di • ----——— ----- -------------- t ; 4A - 0,018 65,0 37,2 •_____ :··' 4B 0,27 0,009 65,6 39,5 4C 0,27 0,018 68,7 41,7 [ 4D 0,27 0,036 70,1 46,6 15 4E - 0,009 66,4 34,8 4F 0,54 0,009 69,3 40,9 4G 0,54 0,018 70,1 47,2 i ,, 4H 0,54 0,036 70,5 42,9 i 20 Tässä hiokekokeessa esimerkin 3 mukainen lämpöaktivoitu poly-piihappo antoi merkittävästi parempia neliömassa- ja tuhkare- * tentioarvoja kuin esimerkin 1 mukainen lämpöaktivoitu polypii-(I happo, jonka yhteydessä liuosta ei sekoitettu huoneenlämmössä 25 116285 ennen laimentamista, Compozil (kolloidinn silika ja ka-tionitärkkelys) ja Hydrocol (bentoniitti ja polyakryyliamidi).

Esimerkki 8 5 Tässä esimerkissä vertaillaan keksinnön mukaisen lämpöakti-voidun polypiihapon ja kolloidisen silikan suorituskykyä.

Vertailukokeita varten suoritettiin kanadalaisen standardin mukainen jauhautuneisuusmittaus SCAN-C 21:65 -menetelmän 10 mukaan. DDJ-laitteeseen ja lietteen käsittelyyn käytetyt massa- ja täyteainemäärät olivat samoja kuin esimerkissä 3. Kun massaa oli sekoitettu 2 minuuttia nopeudella 2500 kierros-ta/min, nopeus laskettiin 600 kierrokseen/min 1 minuutin ajaksi, kun silika-annos lisättiin lietteeseen ennen Freeness-15 arvon mittaamista. Kationista tärkkelystä lisättiin vakiomäärä 0,8% uunikuivasta massasta. Tulokset on esitetty taulukossa 5.

Taulukko 5 SUOTAUTUMISHITTAUKSET ’.20 Freeness-arvo ·;· % Si02 Kolloidinen sili- Lämpöaktivoitu ka polypiihappo 0,05 450 420 : V: 0,13 550 570 0,22 530 610 25 0,43 490 580

Taulukosta 5 nähdään, että tämän keksinnön lämpöaktivoitu polypiihappo on ainakin yhtä aktiivinen kuin kolloidinen silika : ja hieman aktiivisempi Si02-annostusten ollessa 0,13, 0,22 ja : '*:30 0,43%.

On selvää, että monia keksinnön yksityiskohtia voidaan muuttaa poikkeamatta silti keksinnön hengestä. Yllä oleva selostus on 26 116285 tarkoitettu kuvaamaan patenttivaatimuksissa määriteltyä keksintöä, ei rajoittamaan sitä.

Claims

116285 P at ent t ivaat imukset

1. Temperaturaktiverad polykiselsyra, kännetecknad av att den är erhallbar genom upphettning av ansyrat vattenhaltigt r-<t 3 0 alkalimetallsilikat tili en temperatur inom omradet ca 60 °C - ca 250 °C.

1. Lämpöaktivoitu polypiihappo, tunnettu siitä, että se on saatavissa kuumentamalla hapotettua vesipitoista alkalimetal- 5 lisilikaattia lämpötilaan noin 60 °C - noin 250 °C.

2. Polykiselsyra enligt patentkrav 1, kännetecknad av att dess pH är ca 0-5. 35

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polypiihappo, tunnettu siitä, että sen pH on noin 0-5.

3. Polykiselsyra enligt patentkrav 2, kännetecknad av att dess pH är ca 0-2. 116285

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen polypiihappo, tunnettu siitä, että sen pH on noin 0-2.

4. Polykiselsyra enligt patentkrav 1, kännetecknad av att det vattenhaltiga alkalimetallsilikatet ansyras genom att längsamt tillsätta en utspädd alkalimetallsilikatlösning till en mineralsyra. 5

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polypiihappo, tunnettu siitä, että vesipitoinen alkalimetallisilikaatti hapotetaan 15 lisäämällä hitaasti laimennettua alkalimetallisilikaattili- uosta mineraalihappoon.

5. Polykiselsyra enligt patentkrav 4, kännetecknad av att mineralsyran väljs i en grupp som innefattar svavelsyra, saltsyra och fosforsyra.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen polypiihappo, tunnettu siitä, että mineraalihappo valitaan ryhmästä, johon kuuluvat 20 rikkihappo, suolahappo ja fosforihappo.

6. Polykiselsyra enligt patentkrav 1, kännetecknad av att det vattenhaltiga alkalimetallsilikatet ansyras genom att längsamt tillsätta en utspädd alkalimetallsilikatlösning till ett jonbytesmedel eller tili en organisk syra, sä som ättiks-syra. 15

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polypiihappo, tunnettu * ; siitä, että vesipitoinen alkalimetallisilikaatti hapotetaan i' lisäämällä hitaasti laimennettua alkalimetallisilikaattili- 25 uosta ioninvaihtoaineeseen tai orgaaniseen happoon, kuten ;·, etikkahappoon.

7. Polykiselsyra enligt patentkrav 4, kännetecknad av att det vattenhaltiga alkalimetallsilikatet är natriumsilikat.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen polypiihappo, tunnettu siitä, että vesipitoinen alkalimetallisilikaatti on natriumsi- · 30 likaatti. i

8. Polykiselsyra enligt patentkrav 1, kännetecknad av att 20 ansyrat vattenhaltigt alkalimetallsilikat upphettas under ca 1-120 timmar. : : 9. Polykiselsyra enligt patentkrav 8, kännetecknad av att ansyrat vattenhaltigt alkalimetallsilikat upphettas vid en ; \25 temper a tur pä 60 °C under 2 0 timmar. ;T: 10. Polykiselsyra enligt patentkrav 1, kännetecknad av att ansyrat vattenhaltigt alkalimetallsilikat upphettas under behövligt tryck för att uppnä önskad temperatur. ’30 »

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polypiihappo, tunnettu siitä, että hapotettu vesipitoinen alkalimetallisilikaatti kuumennetaan noin 1-120 tunnin ajan. : 35

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen polypiihappo, tunnettu siitä, että hapotettu vesipitoinen alkalimetallisilikaatti kuumennetaan 60 °C:n lämpötilassa 20 tunnin ajan. 116285

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polypiihappo, tunnettu siitä, että hapotettu vesipitoinen alkalimetallisilikaatti kuumennetaan tarvittavassa paineessa halutun lämpötilan saavuttamiseksi.

11. Polykiselsyra enligt patentkrav 1, kännetecknad av att • det upphettade och ansyrade vattenhaltiga alkalimetallsili- ·"'< katet blandas vid rums tempera tur och utspäds med vatten. .35 12. Polykiselsyra enligt patentkrav 11, kännetecknad av att det upphettade och ansyrade vattenhaltiga alkalimetallsilika- 116285 tet blandas vid rumstemperatur under 72 timmar och utspäds till en koncentration av 0,15 % Si02.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polypiihappo, tunnettu siitä, että kuumennettu ja hapotettu vesipitoinen alkalimetallisilikaatti sekoitetaan huoneenlämmössä ja laimennetaan vedellä .

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen polypiihappo, tunnettu siitä, että kuumennettu ja hapotettu vesipitoinen alkalimetallisilikaatti sekoitetaan huoneenlämmössä 72 tuntia ja laimennetaan väkevyyteen 0,15 % Si02.

13. Polykiselsyra enligt patentkrav 1, kännetecknad av att 5 dess specifika yta är ca 1350-1600 m2/g.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polypiihappo, tunnettu siitä, että sen ominaispinta-ala on noin 1350-1600 m2/g.

14. Process för att framställa papper, kännetecknad av att den innefattar skeden för att: tillsätta värmeaktiverad polykiselsyra och komponenter som 10 innehäller katjoniskt polymer till en vattenhaltig fibermas- sasuspension; och utföra arkformning och awattning.

14. Prosessi paperin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että • siiheen sisältyy vaiheita, joissa: • /25 lisätään lämpöaktivoitua polypiihappoa ja kationista polymee- ί , riä sisältäviä komponentteja vesipitoiseen kuitumassasuspen- ; ; sioon; ja toteutetaan arkinmuodostus ja veden poisto.

15. Process enligt patentkrav 14, kännetecknad av att den 15 vattenhaltiga fibermassasuspensionen innehäller fyllnadsme- del.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että vesipitoinen kuitumassasuspensio sisältää täyteainetta. 1 Patenttivaatimuksen 14 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että lämpöaktivoitu polypiihappo valmistetaan kuumentamalla .35 hapotettua vesipitoista alkalimetallisilikaattia. 116285

16. Process enligt patentkrav 14, kännetecknad av att den värmeaktiverade polykiselsyran framställs genom att upphetta 20 ansyrat vattenhaltigt alkalimetallsilikat. I 1 ’ 17. Process enligt patentkrav 14, kännetecknad av att den '<< : värmeaktiverade polykiselsyrans pH är ca 0-5. • ',·25 18. Process enligt patentkrav 17, kännetecknad av att den : värmeaktiverade polykiselsyrans pH är ca 0-2.

17. Patenttivaatimuksen 14 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että lämpöaktivoidun polypiihapon pH on noin 0-5.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen prosessi, tunnettu siitä, 5 että lämpöaktivoidun polypiihapon pH on noin 0-2.

19. Process enligt patentkrav 16, kännetecknad av att det .:. vattenhaltiga alkalimetallsilikatet ansyras genom att lang- 30 samt tillsätta utspädd alkalimetallsilikatlösning till mine ral syra.

19. Patenttivaatimuksen 16 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että vesipitoinen alkalimetallisilikaatti hapotetaan lisäämällä hitaasti laimennettua alkalimetallisilikaattiliuosta mine- 10 raalihappoon.

20. Process enligt patentkrav 19, kännetecknad av att mine- ralsyran väljs i en grupp innefattande svavelsyra, saltsyra 35 och fosforsyra. 1 1 6285

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että mineraalihappo valitaan ryhmästä, johon kuuluvat rikkihappo, suolahappo ja fosforihappo. 15

21. Process enligt patentkrav 16, kännetecknad av att det vattenhaltiga alkalimetallsilikatet ansyras genom att läng-samt tillsätta utspädd alkalimetallsilikatlösning till jonbytesmedlet eller till en organisk syra, sä som ättiks- 5 syra.

21. Patenttivaatimuksen 16 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että vesipitoinen alkalimetallisilikaatti hapotetaan lisäämällä hitaasti laimennettua alkalimetallisilikaattiliuosta ionin-vaihtoaineeseen tai orgaaniseen happoon, kuten etikkahappoon. 20

22. Process enligt patentkrav 20, kännetecknad av att det vattenhaltiga alkalimetallsilikatet är natriumsilikat.

22. Patenttivaatimuksen 20 mukainen prosessi, tunnettu siitä, ; ’ että vesipitoinen alkalimetallisilikaatti on natriumsilikaat- : ti. • 25 23. Patenttivaatimuksen 16 mukainen prosessi, tunnettu siitä, | > että hapotettu vesipitoinen alkalimetallisilikaatti kuumen- : ! netaan noin 30-250 °C:n lämpötilassa noin 1-120 tunnin ajan.

23. Process enligt patentkrav 16, kännetecknad av att ansyrat vattenhaltigt alkalimetallsilikat upphettas vid en temperatur inom omrädet 30-250 °C under ca 1-120 timmar.

24. Process enligt patentkrav 23, kännetecknad av att ansyrat 15 vattenhaltigt alkalimetallsilikat upphettas vid en temperatur ρά 60 °C under 20 timmar.

24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen prosessi, tunnettu siitä, , 30 että hapotettu vesipitoinen alkalimetallisilikaatti kuumenne taan 60 °C:n lämpötilassa 20 tunnin ajan.

25. Process enligt patentkrav 16, kännetecknad av att ansyrat vattenhaltigt alkalimetallsilikat upphettas under behövligt 20 tryck för att uppnä önskad temperatur. *’ 26. Process enligt patentkrav 16, kännetecknad av att det '* : upphettade och ansyrade vattenhaltiga alkalimetallsilikatet . blandas vid rums temperatur och utspäds med vatten. j '\25

25. Patenttivaatimuksen 16 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että hapotettu vesipitoinen alkalimetallisilikaatti kuumenne- •35 taan tarvittavassa paineessa halutun lämpötilan saavuttami seksi .

26. Patenttivaatimuksen 16 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että kuumennettua ja hapotettua vesipitoista alkalimetallisi- likaattia sekoitetaan huoneenlämmössä ja laimennetaan vedellä. 116285

27. Process enligt patentkrav 26, kännetecknad av att det ! Ί': upphettade och ansyrade vattenhaltiga alkalimetallsilikatet blandas vid rumstemperatur under 72 timmar och utspäds till en koncentration av 0,15 % Si02. '•'•',30 »

27. Patenttivaatimuksen 26 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että kuumennettua ja hapotettua vesipitoista alkalimetallisi-likaattia sekoitetaan huoneenlämmössä 72 tuntia ja laimennetaan väkevyyteen 0,15 % Si02.

28. Process enligt patentkrav 14, kännetecknad av att den ·* · värmeaktiverade polykiselsyrans specifika yta är ca 1350- 1600 m2/g. ' _ .35 29. Process enligt patentkrav 14, kännetecknad av att den katjoniska polymeren väljs ur en grupp, som innefattar stär-kelse, polyakrylamid, guarkum och en blandning av dessa. 116285

28. Patenttivaatimuksen 14 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että lämpöaktivoidun polypiihapon ominaispinta-ala on noin 1350-1600 m2/g.

29. Patenttivaatimuksen 14 mukainen prosessi, tunnettu siitä, 15 että kationinen polymeeri valitaan ryhmästä, johon kuuluvat tärkkelys, polyakryyliamidi, guarkumi ja näiden seos.

30. Process enligt patentkrav 14, känxietecknad av att man tillsätter 0,05-5 vikt-% värmeaktiverad polykiselsyra beräk-nad pä fiberns torrvikt till suspensionen.

30. Patenttivaatimuksen 14 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että lämpöaktivoitua polypiihappoa lisätään suspensioon noin 20 0,05-5 paino-% kuidun kuivapainosta. * · * : ·’ 31. Patenttivaatimuksen 14 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että kationista polymeeriä lisätään suspensioon noin 0,005-5 paino-% kuidun kuivapainosta. f V25 : ·,, 32. Paperituote, tunnettu siitä, että se on saatavissa patent- tivaatimuksen 14 mukaisella prosessilla.

31. Process enligt patentkrav 14, kännetecknad av att man tillsätter ca 0,005-5 vikt-% katjoniskt polymer beräknad pä fiberns torrvikt till suspensionen.

32. Pappersprodukt, kännetecknad av att den kan astadkommas 10 med en process enligt patentkrav 14.

33. Förfarande för att förbättra retentionen i en pappers-framställningprocess, kännetecknat av att man tillför värmeaktiverad polykiselsyra till en vattenhaltig fibermassasus- 15 pension.

33. Menetelmä retention parantamiseksi paperinvalmistusproses-’!’· 30 sissa, tunnettu siitä, että lämpöaktivoitua polypiihappoa li- 7' sätään vesipitoiseen kuitumassasuspensioon. 7”. 34. Patenttivaatimuksen 33 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpöaktivoitu polypiihappo valmistetaan kuumentamalla ,35 hapotettua vesipitoista alkalimetallisilikaattia.

34. Förfarande enligt patentkrav 33, kännetecknat av att den värmeaktiverade polykiselsyran framställs genom att upphetta ansyrat vattenhaltigt alkalimetallsilikat. 20

35. Förfarande enligt patentkrav 34, kännetecknat av att det I* ansyrade vattenhaltiga alkalimetallsilikatet upphettas med .: : sekundärvärmen pä en pappersfabrik. ; ' *25 36. Förfarande enligt patentkrav 33, kännetecknat av att den it. värmeaktiverade polykiselsyrans pH är ca 0-5. >

35. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapotettu vesipitoinen alkalimetallisilikaatti kuumenne taan paperitehtaan sekundaarilämmöllä. 116285

36. Patenttivaatimuksen 33 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpöaktivoidun polypiihapon pH on noin 0-5.

37. Förfarande enligt patentkrav 36, kännetecknat av att den ,:, värmeaktiverade polykiselsyrans pH är ca 0-2. ’·" 30 I t

37. Patenttivaatimuksen 36 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpöaktivoidun polypiihapon pH on noin 0-2. 10

38. Förfarande enligt patentkrav 34, kännetecknat av att det ' * ansyrade vattenhaltiga alkalimetallsilikatet framställs genom att längsamt tillsätta utspädd alkalimetallsilikatlösning till mineralsyra. .35 116285

38. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapotettu vesipitoinen alkalimetallisilikaatti valmistetaan lisäämällä hitaasti laimennettua alkalimetallisilikaatti-liuosta mineraalihappoon. 15

39. Förfarande enligt patentkrav 38, käxinetecknat av att mi-neralsyran väljs i en grupp innefattande svavelsyra, saltsyra och fosforsyra. 5 40. Förfarande enligt patentkrav 34, kännetecknat av att det vattenhaltiga alkalimetallsilikatet ansyras genom att läng-samt tillsätta utspädd alkalimetallsilikatlösning tili ett jonbytesmedel eller tili en organisk syra, sä sorti ättikssyra. 10 41. Förfarande enligt patentkrav 39, kännetecknat av att det vattenhaltiga alkalimetallsilikatet är natriumsilikat.

39. Patenttivaatimuksen 38 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mineraalihappo valitaan ryhmästä, johon kuuluvat rikkihappo, suolahappo ja fosforihappo.

40. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoinen alkalimetallisilikaatti hapotetaan lisäämäl-;* lä hitaasti laimennettua alkalimetallisilikaattiliuosta ionin- : vaihtoaineeseen tai orgaaniseen happoon, kuten etikkahappoon. ; ,:25

41. Patenttivaatimuksen 39 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, : että vesipitoinen alkalimetallisilikaatti on natriumsilikaat- i ti .

42. Förfarande enligt patentkrav 34, kännetecknat av att ansyrat vattenhaltigt alkalimetallsilikat upphettas vid en 15 temperatur inom omrädet 30-250 °C under ca 1-120 timmar.

42. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, tunnettu --,30 siitä, että hapotettu vesipitoinen alkalimetallisilikaatti kuumennetaan noin 30-250 °C:n lämpötilassa noin 1-120 tunnin ’ * ajan. I-, 43. Patenttivaatimuksen 42 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ' .35 että hapotettu vesipitoinen alkalimetallisilikaatti kuumenne taan 60 °C:n lämpötilassa 20 tunnin ajan. 116285

43. Förfarande enligt patentkrav 42, kännetecknat av att ansyrat vattenhaltigt alkalimetallsilikat upphettas vid en temperatur pä 60 °C under 20 timmar. 20

44. Förfarande enligt patentkrav 34, kännetecknat av att ' ansyrat vattenhaltigt alkalimetallsilikat upphettas under : : behövligt tryck för att uppnä önskad temperatur. ; '125 45. Förfarande enligt patentkrav 34, kännetecknat av att det upphettade och ansyrade vattenhaltiga alkalimetallsilikatet blandas vid rums temperatur och utspäds med vatten. f

44. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapotettu vesipitoinen alkalimetallisilikaatti kuumennetaan tarvittavassa paineessa halutun lämpötilan saavuttamiseksi. 5

45. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumennettua ja hapotettua vesipitoista alkalimetallisi-likaattia sekoitetaan huoneenlämmössä ja laimennetaan vedellä.

46. Förfarande enligt patentkrav 45, kännetecknat av att det 30 upphettade och ansyrade vattenhaltiga alkalimetallsilikatet blandas vid rumstemperatur under 72 timmar och utspäds tili : en koncentration av 0,15 % Si02.

46. Patenttivaatimuksen 45 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumennettua ja hapotettua vesipitoista alkalimetallisi-likaattia sekoitetaan huoneenlämmössä 72 tuntia ja laimennetaan väkevyyteen 0,15 % Si02.

47. Förfarande enligt patentkrav 33, kännetecknat av att den ,35 värmeaktiverade polykiselsyrans specifika yta är ca 1350- 1600 m2/g.

47. Patenttivaatimuksen 33 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpöaktivoidun polypiihapon ominaispinta-ala on noin 1350-1600 m2/g.

48. Förfarande enligt patentkrav 14, kännetecknat av att man tillsätter 0,05-5 vikt-% värmeaktiverad polykiselsyra beräk- nad pä fiberns torrvikt tili suspensionen. 116285

48. Patenttivaatimuksen 33 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että lämpöaktivoitua polypiihappoa lisätään suspensioon noin 0. 05-5 paino-% kuidun kuivapainosta. : 49. Paperituote, tunnettu siitä, että se on saatavissa minkä tahansa patenttivaatimuksen 33-48 mukaisella menetelmällä. fV 25 ; ’,. Patentkrav • » i »

49. Pappersprodukt, kännetecknad av att den kan ästadkommas med ett förfarande enligt vilket som heist av patentkraven 33-48. * # ' 1 I § ' » *