FI119481B - Cellulose particles modified with cationic polyelectrolytes, process for making them and use in the manufacture of paper and paperboard - Google Patents

Cellulose particles modified with cationic polyelectrolytes, process for making them and use in the manufacture of paper and paperboard Download PDF

Info

Publication number
FI119481B
FI119481B FI20065550A FI20065550A FI119481B FI 119481 B FI119481 B FI 119481B FI 20065550 A FI20065550 A FI 20065550A FI 20065550 A FI20065550 A FI 20065550A FI 119481 B FI119481 B FI 119481B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cationic
cellulose particles
particles
modified
cellulose
Prior art date
Application number
FI20065550A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20065550A (en
FI20065550A0 (en
Inventor
Petri Silenius
Kimmo Koivunen
Janne Laine
Original Assignee
M Real Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by M Real Oyj filed Critical M Real Oyj
Priority to FI20065550A priority Critical patent/FI119481B/en
Publication of FI20065550A0 publication Critical patent/FI20065550A0/en
Priority to PCT/FI2007/050452 priority patent/WO2008028998A1/en
Publication of FI20065550A publication Critical patent/FI20065550A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI119481B publication Critical patent/FI119481B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B16/00Regeneration of cellulose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B9/00Cellulose xanthate; Viscose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/02Cellulose; Modified cellulose
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24Polysaccharides
    • D21H17/25Cellulose
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/06Paper forming aids
    • D21H21/10Retention agents or drainage improvers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/37Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
    • D21H17/375Poly(meth)acrylamide
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/44Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups cationic
    • D21H17/45Nitrogen-containing groups
    • D21H17/455Nitrogen-containing groups comprising tertiary amine or being at least partially quaternised

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

119481119481

Kationisilla polyelektrolyyteillä modifioidut selluloosahiukkaset, menetelmä niiden valmistamiseksi sekä käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa 5 Keksinnön alaCellulose particles modified by cationic polyelectrolytes, process for their preparation and use in paper and board production

Esillä oleva keksintö liittyy vedenpoiston ja retention parantamiseen paperin ja kartongin valmistuksessa. Keksinnön kohteena ovat tähän tarkoitukseen käyttökelpoiset, kationisilla polyelektrolyyteillä modifioidut selluloosahiukkaset, jotka 10 ovat regeneroitua selluloosaa ja joiden ulkopinta käsittää matalan ja suuren mole- kyylipainon omaavia kationisia polyelektrolyyttejä. Edelleen keksinnön kohteena on menetelmä polyelektrolyyteillä modifioitujen selluloosahiukkasten valmistamiseksi, niiden käyttö paperin tai kartongin valmistuksessa sekä menetelmä paperin tai kartongin valmistamiseksi.The present invention relates to improving dewatering and retention in the manufacture of paper and board. The present invention relates to cationic polyelectrolyte modified cellulose particles useful for this purpose, which are regenerated cellulose and have an outer surface comprising low and high molecular weight cationic polyelectrolytes. The invention further relates to a process for the production of polyelectrolyte modified cellulose particles, their use in the manufacture of paper or board and to a process for the production of paper or board.

1515

Tekniikan tasoState of the art

Paperin- ja kartonginvalmistusmassa koostuu pääsiassa selluloosakuiduista, hie- *·· • · *·..* noaineista ja täyteaineista. Massan joukkoon lisätään tavallisesti vedenpoiston ja • ♦ • · · ' 20 retention apuaineiksi suuren molekyylipainon omaavia varattuja polymeerejä, • · * ··* · joiden avulla hienoaineet ja täyteaineet saadaan adsorboitua kuituihin, jolloin ne • · · : eivät huuhtoudu rainasta poistetun veden mukana. Edelleen massa käsittää vaihte- * · * levän määrän ns. häiritseviä aineita, joilla tarkoitetaan yleisesti liuenneita tai koi- ♦ · • · *** loidisia anionisia oligomeerejä tai polymeerejä ja ionittomia hydrokolloideja.The pulp for paper and paperboard consists mainly of cellulose fibers, fine pulp and fillers. Typically, high molecular weight charged polymers are added to the pulp as dewatering and retention aids to adsorb the fines and fillers to the fibers so that they are not leached with the water removed from the web. Further, the mass comprises a quantity of * * * algae so-called. interfering substances, which generally refer to soluble or co-anionic oligomers or polymers and non-ionic hydrocolloids.

.. 25 Nämä aineet lisäävät massan kationista tarvetta ja heikentävät retention apuainei- • · ♦ ]... den ja paperin lujuutta lisäävien aineiden vaikutustehoa. Seurauksena on mm... 25 These substances increase the cationic need of the pulp and diminish the effectiveness of the retention aids and the paper strength agents. The result is e.g.

• · ** kerääntymien muodostumista paperikoneeseen, rainan muodostumisen ja veden- ] poiston häiriintyminen sekä paperin lujuuden ja opasiteetin heikentyminen. Erityi- . " sen runsaasti häiritseviä aineita on kierrätyskuitua sisältävissä ja mekaanisissa ***** 30 massoissa. Anionisten häiritsevien aineiden vaikutusta voidaan neutraloida lisää- • · * · · *. *: mällä massaan ennen muita apuaineita matalan molekyylipainon omaavia kationi- 2 119481 siä polymeerejä, jolloin myöhemmin lisättävien vedenpoiston ja retention apuaineiden tehokkuus paranee.• · ** formation of deposits in the paper machine, disruption of web formation and dewatering, and deterioration of paper strength and opacity. Special-. "it is highly interfering with recycled fiber and mechanical ***** 30 masses. The effect of anionic interfering agents can be counteracted by the addition of low molecular weight cationic polymers to the pulp, 2 119481, whereby the efficacy of the subsequent dewatering and retention aids is improved.

Patentissa EP 0 752 496 B1 kuvataan vedenpoiston ja retention osalta parantunut 5 paperinvalmistusmenetelmä, jossa paperinvalmistusmassaan lisätään matalan mo-lekyylipainon omaavaa (LMW) kationista polymeeriä, suuren molekyylipainon omaavaa (HMW) kationista tai amfoteerista polymeeriä ja anionisia epäorgaanisia hiukkasia. HMW-polymeerin molekyylipaino on yli 1 000 000 ja LMW-polymeerin molekyylipaino on alle 700 000. HMW-polymeeri voi olla esimerkik-10 si kationista tärkkelystä, kationista guarkumia tai kationista akryyliamidiin perustuvaa polymeeriä. Kationinen LMW-polymeeri voi olla esimerkiksi muunnettua tärkkelystä, polyamiinia, polyetyleeni-imiiniä tai diallyylidimetyyliammonium-kloridi-, vinyyliamiini-, (met)akryyliamidi-, (met)akrylaattimonomeereihin tai näiden seoksiin perustuvaa homo- tai kopolymeeriä. Anionisista epäorgaanisista 15 hiukkasista mainitaan silikaan perustuvat hiukkaset, smektiitintyyppiset savet ja titanyylisulfaattisoolit. Polymeerit lisätään massaan olennaisesti samanaikaisesti ja samassa paikassa, esimerkiksi seoksena, mielellään ennen epäorgaanisten hiukkasten lisäämistä.EP 0 752 496 B1 describes an improved papermaking process for dewatering and retention, wherein a low molecular weight (LMW) cationic polymer, a high molecular weight (HMW) cationic or amphoteric polymer and anionic inorganic particles are added to the papermaking pulp. The HMW polymer has a molecular weight of more than 1,000,000 and the LMW polymer has a molecular weight of less than 700,000. The HMW polymer may be exemplary of cationic starch, cationic guar gum or cationic acrylamide based polymer. The LMW cationic polymer may be, for example, a homo- or copolymer based on starch, polyamine, polyethyleneimine or diallyl dimethylammonium chloride, vinylamine, (meth) acrylamide, (meth) acrylate monomers or mixtures thereof. Anionic inorganic particles include silica-based particles, smectite-type clays and titanyl sulfate salts. The polymers are added to the pulp substantially simultaneously and in the same place, for example as a mixture, preferably before the addition of the inorganic particles.

··· • · ··· • « • * · ϊ 20 Erityisesti silloin, kun massaan lisätään voimakkaasti kationisia polymeerejä, so- * · • · · |·· : piva annostelu on vaikeaa. Yliannostus johtaa rainan ja siitä poistuvan veden liial- • ·*· *·· · liseen kationisoitumiseen ja kationiseen dispersioon. Kationisten polymeerien • · φ liiallinen annostus on helpommin vältettävissä, kun kationiset ryhmät on sidottu • · • · * * * massan olosuhteissa liukenemattomaan kantaj aan kuten epäorgaanisiin j a orgaani- .. 25 siin hiukkasiin. Lisäetuna on paperin ja kartongin valmistusprosessin yksinkertais- ]... tuminen ja kemikaali virtojen hallinnan helpottuminen, kun kationisilla polymee- • ♦ ·* reillä saavutettavat, vedenpoistoon ja retentioon liittyvät edut saavutetaan lisää- | mällä massaan yhtä ainoaa komponenttia.Particularly when high cationic polymers are added to the pulp, it is difficult to dispense properly. Overdose leads to excessive cationization and cationic dispersion of the web and the water leaving it. Excessive dosing of cationic polymers is more easily avoided when cationic groups are bound to · · · · * * * pulp conditions on an insoluble carrier such as inorganic and organic particles. An additional benefit is the simplification of the paper and board manufacturing process and the easier flow control of the chemical, when the benefits of dewatering and retention of cationic polymers are achieved by | by massing a single component into the mass.

• · **“« 30 Patentissa US 6,184,302 B1 kuvataan veteen olennaisesti liukenemattomat ja ai- * · *.**: lyyli- ja/tai vinyylikaksoissidoksia ja typpeä sisältävällä kationisella polymeerillä 3 119481 tai kopolymeerillä pääosin pinnaltaan kationisoidut kiinteät hiukkaset, menetelmä niiden valmistamiseksi ja niitä käyttävä paperinvalmistusmenetelmä. Kationisoidut kiinteät hiukkaset valmistetaan siten, että kationisen polymeerin tai kopoly-meerin vesiliuosta ristisidotaan kiinteiden hiukkasten läsnäollessa vapaaradikaali-5 käynnistimellä itsensä ja/tai kiinteiden hiukkasten kanssa, jolloin reaktioajat vaih-televat alueella 1 - 12 h. Reaktio toteutetaan esimerkiksi sumuttamalla polymeerin ja käynnistimen vesiliuosta kiinteiden hiukkasten joukkoon samalla voimakkaasti sekoittaen ja lämmittäen. Kationisoitavat kiintoaineet ovat vähintään 80-prosenttisesti veteen liukenemattomia esimerkiksi selluloosaa tai mineraalia ole-10 via eri muotoisia hiukkasia, tai jopa kuituja, kalvoja tai tekstiileitä. Kationisoiviksi polymeereiksi ja kopolymeereiksi mainitaan lineaariset polyetyleeni-imiinit, poly-allyyliamiinit, polydiallyyliamiinit, hydrolysoidut poly-N-vinyylipyrrolidonit, hydrolysoidut polyvinyylikaprolaktaamit, aminoryhmän sisältävät peptidit ja kito-saani. Kationisoituja kiinteitä hiukkasia voidaan käyttää retention apuaineena ja 15 kiinnitysaineena paperinvalmistuksessa.US 6,184,302 B1 describes a substantially water-insoluble and cationic polymer containing a cationic polymer 3 119481 or a copolymer containing lyl and / or vinyl double bonds and nitrogen, a process for their preparation and a papermaking process using them. The cationized solid particles are prepared by crosslinking an aqueous cationic polymer or copolymer in the presence of solid particles with a free radical initiator itself and / or solid particles, with reaction times varying from 1 to 12 hours. particles while stirring vigorously and heating. The cationizable solids are at least 80% water-insoluble, for example, particulate forms of cellulose or mineral, or even fibers, films, or textiles. Cationic polymers and copolymers include linear polyethyleneimines, polyallylamines, polydiallylamines, hydrolyzed poly-N-vinylpyrrolidones, hydrolyzed polyvinylcaprolactams, amino-containing peptides, and chitosan. The cationized solid particles can be used as a retention aid and as a binder in papermaking.

Julkaistussa patenttihakemuksessa EP 0 845 495 A2 kuvataan selluloosahiukkaset, jotka ovat veteen olennaisesti liukenemattomia ja joiden pinnalla on kationisia ··♦ • « ryhmiä, menetelmä tällaisten selluloosahiukkasten valmistamiseksi sekä niiden • ♦ • ♦ · !·: ' 20 käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa häiritsevien aineiden kiinnittämiseksi • · • · · : sekä flokinmuodostajana jäteveden käsittelyssä. Hiukkaset voidaan valmistaa • · · ' esimerkiksi sitomalla selluloosan pintaan kationisia tai myöhemmin kationisoita- • · · "f vissa olevia ryhmiä sisältävää polymeeriä katalyytin tai käynnistimen avulla lähes • · • « , *’* kuivissa olosuhteissa ja kohotetussa lämpötilassa. Vaihtoehtoisesti vähintään yh- .. 25 den tyyppisiä reagensseja, jotka voidaan kopolymeroida tai ristisitoa ja joista vä- • ·♦ ]... hintään yksi sisältää kationisia tai myöhemmin kationisoitavissa olevia ryhmiä, · *" kyllästetään kantajina toimivien selluloosahiukkasten pinnalle ja polymeroidaan [ sopivissa olosuhteissa selluloosan läsnäollessa siten, että polymeerin muodostu- *, ' minen ja ristisitoutuminen muodostavat mekaanisia sidoksia selluloosan pinnan 30 kanssa. Kationisoitava materiaali voi olla valkaistua, substituoimatonta sellumas-:: saa tai selluloosaj ohdannaista kuten eetteriä tai esteriä, kitiiniä j a sen j ohdannaisia.Published Patent Application EP 0 845 495 A2 discloses cellulose particles which are substantially insoluble in water and have cationic · · ♦ groups on their surface, a process for making such cellulosic particles, and their use in the manufacture of paper and board interfering substances. • · • · ·: and as a flocculant in waste water treatment. The particles may be prepared, for example, by bonding a polymer containing cationic or subsequently cationic groups to the cellulose surface by means of a catalyst or initiator under near dry conditions and at elevated temperature. Alternatively, at least one. 25 types of reagents, which may be copolymerized or crosslinked, of which at least one contains cationic or later cationizable groups, · * "impregnated on the surface of the carrier cellulose particles and polymerized [under suitable conditions in the presence of cellulose, polymer formation and cross-linking form mechanical bonds with the cellulose surface 30. The cationizable material may be bleached, unsubstituted cellulose or a cellulose derivative such as an ether or ester, chitin and derivatives thereof.

4 1194814,119,481

Kationisoijana voidaan käyttää esimerkiksi matalan molekyylipainon omaavaa polyDADMAC:ia väkevinä vesiliuoksina tai muita vesiliukoisia katumisia tai kationisoitavissa olevia ryhmiä sisältäviä polymeerejä, jotka kykenevät reagoimaan edelleen katalyyttinä toimivaa vapaaradikaalikäynnistintä käytettäessä.For example, low molecular weight polyDADMAC as concentrated aqueous solutions or other water-soluble cationic or cationizable group-containing polymers that are capable of further reacting with the use of a free radical initiator as catalyst may be used as the cationizer.

5 Kationisoidut selluloosahiukkaset voidaan valmistaa sumuttamalla katalyyttinä toimivan vapaaradikaalikäynnistimen vesiliuosta sekoittimessa olevaan olennaisesti kuivaan, hienojakoiseen selluloosajauheeseen. Näin saatuun kosteaan jauheeseen lisätään hitaasti reagoimaan saatettavan, kationisoivan polymeerin kuten polyDADMAC:in liuosta. Katalyytti ja kationinen polymeeri voidaan myös se-10 koittaa toisiinsa etukäteen ja lisätä yhdessä. Jauheen vesipitoisuus pidetään matalana. Reaktioastiassa ilma korvataan typellä ja lämpötila kohotetaan vähintään 65 °C:een samalla sekoittaen, reaktioaikojen ollessa useita tunteja. Saatuja kationisoi-tuja selluloosahiukkasia lisätään paperin ja kartongin valmistuksessa massaan ennen retention apuaineita, jolloin hiukkaset sitovat häiritseviä unionisia aineita 15 paperiin parantaen retentioaineiden kuten polyakryyliamidien vaikutusta ja täyteaineiden retentiota. Kationisoidut selluloosahiukkaset voidaan myös sekoittaa vesiliukoisen polymeerin kuten polyetyleeni-imiinin tai polyakryyliamidin vesi-liuoksen kanssa ennen käyttöä.The cationized cellulose particles can be prepared by spraying an aqueous solution of the free radical initiator acting as a catalyst into the substantially dry, finely divided cellulose powder in the mixer. A solution of a cationic polymer such as polyDADMAC is slowly added to the moist powder thus obtained. The catalyst and cationic polymer may also be pre-mixed and added together. The water content of the powder is kept low. In the reaction vessel, air is replaced with nitrogen and the temperature is raised to at least 65 ° C with stirring, with reaction times of several hours. The resulting cationized cellulose particles are added to the pulp prior to the retention aids in the manufacture of paper and board, whereby the particles bind interfering Union substances to the paper, improving the effect of retention agents such as polyacrylamides and fillers. The cationized cellulose particles may also be mixed with an aqueous solution of a water-soluble polymer such as polyethyleneimine or polyacrylamide before use.

»«I • · • · • * · • : 20 Julkaistussa patenttihakemuksessa WO 96/26220 kuvataan kationisoidut selluloo- • · t φ · ϊ.ϊ ί sahiukkaset, joissa kationisista ryhmistä edullisesti vähintään 50 % sijaitsee hiuk- • · • · · !»' I kasien sisäosissa, jolloin kationisia ryhmiä on sitoutuneena hiukkasen koko poik- • · * *···* kileikkauksen alueella. Selluloosa voi olla substituoimatonta sellua, substituoitua • * · • * ***·' selluloosaa kuten selluloosaesteriä tai -eetteriä, tai alkaliselluloosaa. Kationisointi- 25 reaktio voidaan toteuttaa kuiva-aineiden välillä hiertämällä tai liuottamalla sellu- t · loosa liuokseksi, johon kationisointiaineet lisätään, ja saostamalla kationisoitu • * * · selluloosa hiukkasiksi. Korkean substituutioasteen omaava liuotettu selluloosa, * * esimerkiksi karboksimetyyliselluloosa, voidaan saostaa hiukkasiksi myös katio- nisten polyelektrolyyttien vesiliuoksessa, jolloin muodostuu kationisoituja sellu- ·:*·: 30 loosahiukkasia. Kationisointiaineena voi toimia alumiinisuola, kationinen poly- • · :,**i elektrolyytti ja reaktiivinen monomeeri. Kationisoidut selluloosahiukkaset voivat 5 119481 olla pallomaisia tai kuitumaisia. Kationisoituja selluloosahiukkasia voidaan käyttää paperinvalmistuksessa, jolloin kuitumainen rakenne on edullinen, tai flokin-muodostajina esimerkiksi jäteveden puhdistuksessa. Paperinvalmistuksessa käytettäessä hiukkasten sanotaan parantavan paperin lujuutta ja hienoaineen pidätty-5 mistä rainaan. Hiukkasia voidaan käyttää kiintoaineena tai suspension muodossa yksin tai yhdessä vesiliukoisten polymeerien kuten kationisen polyakryyliamidin, polyetyleeni-imiinin ja vesiliukoisten selluloosajohdannaisten kanssa, jolloin paperinvalmistuksessa käytettäessä hiukkaset on edullista lisätä massaan alkuvaiheessa ja polymeeri juuri ennen rainan muodostusta, ja vedenpuhdistuksessa käy-10 tettäessä hiukkaset j a polymeeri on edullista lisätä seoksena.The published patent application WO 96/26220 discloses cationized cellulosic particles, wherein preferably at least 50% of the cationic groups are present in the particles. »'I in the interior of the pile, where cationic groups are bound throughout the particle cross-sectional area of the particle. The cellulose may be unsubstituted pulp, substituted cellulose such as an ester or ether of cellulose, or alkaline cellulose. The cationization reaction can be carried out between the solids by trituration or dissolving the cellulose into the solution to which the cationization agents are added and precipitating the cationized cellulose into particles. Highly substituted soluble cellulose, e.g. carboxymethyl cellulose, can also be precipitated as particles in an aqueous solution of cationic polyelectrolytes to form cationized cellulose particles. The cationization agent may be an aluminum salt, a cationic poly ·, electrolyte and a reactive monomer. The cationized cellulose particles may be spherical or fibrous. The cationized cellulose particles can be used in papermaking, whereby a fibrous structure is preferred, or as flocculants, for example in waste water treatment. When used in papermaking, particles are said to improve paper strength and fines retained from the web. The particles can be used as a solid or suspension alone or in combination with water-soluble polymers such as cationic polyacrylamide, polyethyleneimine and water-soluble cellulose derivatives, whereby in papermaking the particles are advantageously added to the pulp and the polymer just prior to web formation and water purification. preferably added as a mixture.

Patentissa EP 1 047 813 B1 kuvataan kationiset selluloosafibridit, joissa on yli 10 % - 50 % selluloosan painosta polymeeristä amiinia, jonka painokeskimääräinen molekyylipaino on alueella 100 000 - 1 000 000, ja joka käsittää seuraavan kaa-15 van mukaisia monomeeriyksiköitä -XCR3((CH2)nNR1R2)(CH2)m- 9 jossa X valitaan kemiallisen sidoksen, 0:n ja NR4:n joukosta; R1 ja R2 ovat sa- ,···. manlaisia tai erilaisia ja ne valitaan H:n, Ci-C^alkyylin, fenyylin ja yhdellä, kah- • · • a · : .·. della tai kolmella Ci-C4-alkyylin, Ci-C4-alkoksin, F:n, Cl:n ja Br:n joukosta väli- • · · • ·· · % Δ.EP 1 047 813 B1 describes cationic cellulose fibrils having more than 10% to 50% by weight of a cellulose polymeric amine having a weight average molecular weight in the range of 100,000 to 1,000,000 and comprising monomer units -XCR3 of the formula (CH2) ) nNR 1 R 2) (CH 2) m-9 wherein X is selected from a chemical bond, O and NR 4; R1 and R2 are the same, ···. different or different, and are selected from H, C 1 -C 4 alkyl, phenyl, and one selected from the group consisting of: •. or three of C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -alkoxy, F, Cl and Br with an intermediate •.

: 20 tulla substituentilla substituoidun fenyylin joukosta; R ja R valitaan itsenäisesti: 20 is a substituent substituted phenyl; R and R are independently selected

·*· I· * · I

: H:n, metyylin ja etyylin joukosta; m on alueella 1-4 oleva muuttuja; ja n on alu- • •I · ; ·*· eella 0-4 oleva muuttuja. Samoin kuvataan kationisten selluloosafibridien vai- • •t :*'*· mistusmenetelmä, jossa viskoosiliuokseen lisätään mainitun polymeerisen amiinin ·»· vesiliuosta, saatu liuos sekoitetaan koagulointi- ja regenerointiliuokseen pyörtei-: * ·.. 25 sessä virtauksessa j a muodostuneet kationiset selluloosafibridit kerätään lietteestä.: H, methyl and ethyl; m is a variable from 1 to 4; and n is an initial • I ·; · * · The variable in 0-4. Also described is the process of cationic cellulosic fibrils: by adding an aqueous solution of said polymeric amine to a viscous solution, mixing the resulting solution with a coagulation and regeneration solution in a vortex flow and collecting the cationic cellulose fibrils. .

»•t Käyttämällä kationisoinnissa juuri tietynlaisia polymeerisiä amiineja vältytään kationisoivan polymeerin liukenemiselta regenerointiaineeseen ja polymeerin ir-•; · · · toamiselta selluloosahiukkasen pinnalta, kun hiukkasia pestään vedellä. Kationisia selluloosafibridejä voidaan käyttää lisäaineena paperin ja kartongin valmistukses- • « : 30 sa, erityisesti rainanmuodostuksen ja vedenpoiston parantamiseksi.»• t By using just certain types of polymeric amines for cationization, the dissolution of the cationic polymer in the regeneration agent and the polymer release are prevented; · · · From the surface of the cellulose particle, when the particles are washed with water. Cationic cellulosic fibrils can be used as an additive in the manufacture of paper and board, especially to improve web formation and dewatering.

• ·* • · 6 119481• · * • · 6 119481

Modifioimattomat regeneroitua selluloosaa olevat hiukkaset muistuttavat monin tavoin kemiallisen massan eli sellun sisältämiä, kemiallisessa ja mekaanisessa käsittelyssä muodostuneita hienoaineita. Selluloosakuituihin verrattuna molempien partikkelikoko on pieni, jolloin niiden hydrodynaaminen pinta-ala on suuri. 5 Lisäksi ne sitovat enemmän vettä kuin kuidut ja ovat jossain määrin anionisia. Sekä regeneroitua selluloosaa olevat hiukkaset että hienoaine lisäävät paperin lujuutta ja tiheyttä sekä alentavat valonsirontaa kiintoaineen ja ilman välisten optisten rajapintojen määrää vähentämällä. Regeneroitua selluloosaa olevat hiukkaset eroavat sellun hienoaineesta siinä, että ne ovat muodoltaan selvästi pallomaisia ja 10 niiden pinta on jossain määrin kolloidinen, kun taas sellun hienoaine on säiemäis-tä. Toinen merkittävä ero on hiukkaskokojakaumassa, jolla on merkitystä erityisesti valonsirontaominaisuuksien kannalta. Hienoaineeksi määritellään kaikki 200 mesh seulan läpäisevät hiukkaset, joten hienoaine on hyvin heterogeeninen joukko hiukkasia, joiden koko vaihtelee laajalla alueella nanometreistä 76 pm:iin asti. 15 Regeneroitua selluloosaa olevien hiukkasten keskikoko on tavallisesti muutaman mikrometrin suuruusluokkaa ja niiden hiukkaskokojakauma on verrattain kapea. Näin ollen regeneroitua selluloosaa olevien hiukkasten rakenne on valonsironnan kannalta edullisempi.The unmodified particles of regenerated cellulose resemble in many respects the chemical and mechanical pulps of the pulp contained in the chemical pulp. Compared to cellulosic fibers, both have a small particle size with a large hydrodynamic surface area. In addition, they bind more water than fibers and are somewhat anionic. Both the particles and the fines in the regenerated cellulose increase the strength and density of the paper and reduce the light scattering by reducing the number of optical interfaces between solid and air. The particles of regenerated cellulose differ from the pulp fines in that they are clearly spherical in shape and have a somewhat colloidal surface whereas the pulp fines are filamentous. Another significant difference is in particle size distribution, which is of particular importance in terms of light scattering properties. The fines are defined as all particles that pass through a 200 mesh sieve, so that the fines are a very heterogeneous set of particles that vary in size over a wide range from nanometers to 76 µm. The average particle size of the regenerated cellulose is usually in the order of a few micrometers and has a relatively narrow particle size distribution. Thus, the structure of the particles of regenerated cellulose is more favorable for light scattering.

··· • · • · «·· • · • · · LI : 20 Keksinnön mukaisten kationisilla polyelektrolyyteillä modifioitujen, regeneroitua • · · · selluloosaa olevien hiukkasten käytöllä paperin ja kartongin valmistuksessa saa-• · · · vutetaan useita etuja. Kationisilla polyelektrolyyteillä modifioiminen parantaa J · · huomattavasti selluloosahiukkasten retentiota rainaan, joten kun paperin tai kar- • · • « *** tongin täyteaineena on tarkoitus käyttää regeneroitua selluloosaa olevia hiukkasia, „ 25 ne voidaan korvata osittain tai kokonaan keksinnön mukaisilla modifioiduilla sei- • · • ·· *... luloosahiukkasilla. Keksinnön mukaisten selluloosahiukkasten lisääminen massan • · • · *** joukkoon parantaa myös muiden paperin ja kartongin valmistuksessa käytettävien ] komponenttien retentiota. Keksinnön mukaisia modifioituja selluloosahiukkasia *. * käytettäessä saavutetaan samalla parempi vedenpoisto, kuin käyttämällä vastaavia ***** 30 modifioimattomia tai vain yhdellä kationisella polymeerillä modifioituja hiuk- • * :.**i kasia.The use of particles of regenerated cellulose modified by cationic polyelectrolytes according to the invention in the manufacture of paper and board has several advantages. Modification with cationic polyelectrolytes significantly improves the retention of J · · cellulose particles in the web, so that when used as filler for paper or cardboard, the particles of regenerated cellulose may be partially or completely replaced by the modified admixtures of the invention. • ·· * ... with lulose particles. The addition of the cellulose particles of the invention to the pulp also improves the retention of other components used in the manufacture of paper and board. Modified cellulose particles according to the invention *. * provides better dewatering than the use of corresponding ***** unmodified or modified with only one cationic polymer.

7 1194817, 119481

Esillä olevan keksinnön mukaisissa modifioiduissa selluloosahiukkasissa kanoniset ryhmät sijaitsevat hiukkasten ulkopinnalla, jolloin ne voivat tehokkaammin sitoa häiritseviä aineita verrattuna ratkaisuun, jossa kationisointiaine lisätään sel-luloosaliuokseen. Tässä ratkaisussa suuri osa kationisista ryhmistä jää hiukkasten 5 sisään, kun selluloosaliuos regeneroidaan. Tämän lisäksi kationisointiainetta voi jäädä huomattavakin määrä regenerointiliuokseen.In the modified cellulose particles of the present invention, the canonical groups are located on the outer surface of the particles, whereby they can more effectively bind the interfering substances as compared to the solution in which the cationization agent is added to the cellulose solution. In this solution, a large part of the cationic groups remain inside the particles 5 when the cellulose solution is regenerated. In addition, a significant amount of cationization agent may remain in the regeneration solution.

Verrattuna ratkaisuihin, joissa kationiset ryhmät sidotaan kantajaan käynnistimen avulla polymeroimalla, esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä toteu-10 tettu modifiointi on huomattavasti nopeampi, siitäkin huolimatta, että menetelmässä hiukkasten modifiointi tapahtuu kahdella eri polyelektrolyytillä eli aikaansaadaan ns. duaalipolymeerisysteemi.Compared to solutions in which the cationic groups are bound to the support by polymerization by a starter, the modification carried out in the process of the present invention is considerably faster, even though the process involves the modification of the particles with two different polyelectrolytes. duaalipolymeerisysteemi.

Edullista on myös se, että keksinnönmukaisissa modifioiduissa hiukkasissa katio-15 nisten ryhmien kantajana toimivat hiukkaset ovat orgaanisia. Mitä suurempi osa paperin ja kartongin sisältämistä komponenteista on orgaanisia, sitä vähemmän muodostuu tuhkaa, kun paperia tai kartonkia poltetaan. Keksinnön mukaisten modifioitujen selluloosahiukkasten lisäetuna mineraalisiin paperin ja kartongin vai- ·«· mistuksessa käytettäviin komponentteihin nähden on niiden keveys ja hankaamat- * · : 20 tomuus, joten keksinnön mukaisten modifioitujen selluloosahiukkasten käyttö • · · !·! ! pienentää paperien ja kartonkien neliöpainojaja vähentää koneiden kulumista.It is also preferred that the modified particles according to the invention carry organic particles which carry cationic groups. The higher the organic content of the paper and board components, the less ash is formed when the paper or board is burned. The modified cellulose particles of the invention have the added advantage of being lightweight and non-abrasive in relation to the mineral components used in paper and board making the use of the modified cellulose particles of the invention. ! reduces the basis weight of paper and board and reduces machine wear.

* » I* »I

• · · #·· * • « · * · · · * Keksinnön tavoite ··· • · • · .. 25 Keksinnön tavoitteena on saada aikaan kationisilla polyelektrolyyteillä modifioi- • · • · *... dut selluloosahiukkaset.OBJECTIVE OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide cellulose particles modified by cationic polyelectrolytes.

• · • · *·· * * Keksinnön tavoitteena on myös saada aikaan menetelmä kationisilla polyelektro lyyteillä modifioitujen selluloosahiukkasten valmistamiseksi.It is also an object of the invention to provide a process for preparing cellulose particles modified with cationic polyelectrolytes.

·:·*: 30 • · • · · • M • » . 119481·: · *: 30 • · • · · • M • ». 119481

OO

Edelleen keksinnön tavoitteena on modifioitujen selluloosahiukkasten käyttö paperin tai kartongin valmistuksessa.A further object of the invention is the use of modified cellulose particles in the manufacture of paper or board.

Lisäksi keksinnön tavoitteena on saada aikaan menetelmä paperin tai kartongin 5 valmistamiseksi.It is a further object of the invention to provide a process for making paper or board 5.

Keksinnön mukaisille kationisilla polyelektrolyyteillä modifioiduille selluloosa-hiukkasille, niiden valmistusmenetelmälle, käytölle paperin ja kartongin valmistuksessa sekä paperin tai kartongin valmistusmenetelmälle on tunnusomaista se, 10 mikä on esitetty patenttivaatimuksissa.The cationic polyelectrolyte modified cellulose particles of the invention, the process for their manufacture, their use in the production of paper and board and the process for the production of paper or board are characterized in what is claimed.

Keksinnön yhteenvetoSummary of the Invention

Keksintö koskee kationisilla polyelektrolyyteillä modifioituja selluloosahiukkasia, 15 jolloin selluloosahiukkaset ovat regeneroitua selluloosaa olevia hiukkasia ja niiden ulkopinta käsittää molekyylipainoltaan alueella 20 000 - 500 000 g/mol ja varaustiheydeltään yli 3 meq/g olevia ensimmäisen katumisen polyelektrolyytin molekyylejä sekä molekyylipainoltaan alueella 2-10 miljoonaa g/mol ja varaus- ·*** tiheydeltään alueella 0,5 - 3 meq/g olevia toisen kationisen polyelektrolyytin mo- • · J·! : 20 lekyylejä.The invention relates to cationic polyelectrolyte modified cellulose particles, wherein the cellulose particles are particles of regenerated cellulose and have an outer surface of molecular weight in the range of 20,000 to 500,000 g / mol and a charge density of more than 3 meq / g in mol and charge · *** of the moiety of the second cationic polyelectrolyte in the range of 0.5 to 3 meq / g • · J ·! : 20 leeches.

• · : :: ··· · • · • · ··** Keksintö koskee myös menetelmää kationisilla polyelektrolyyteillä modifioitujen » t ”·* selluloosahiukkasten valmistamiseksi. Menetelmässä (a) selluloosaliuos johdetaan : : *** regeneroivaan liuokseen selluloosahiukkasten saostamiseksi; (b) muodostuneita .. 25 selluloosahiukkasia pestään vedellä kunnes pH ei enää olennaisesti muutu, ja sit- * · t ten emäsliuoksella kunnes pH on emäksinen; (c) selluloosahiukkasten ulkopintaa * · ·* modifioidaan molekyylipainoltaan alueella 20 000 - 500 000 g/mol ja varausti- | heydeltään yli 3 meq/g olevaa ensimmäistä kationista polyelektrolyyttiä käsittä- . vässä vesiliuoksessa; jonka jälkeen (d) selluloosahiukkasten ulkopintaa modifioi- ^ · ***· 30 daan molekyylipainoltaan alueella 2-10 miljoonaa g/mol ja varaustiheydeltään • · • · · • ♦· • * 9 119481 alueella 0,5 - 3 meq/g olevaa toista kationista polyelektrolyyttiä käsittävässä vesi-liuoksessa, jolloin vaiheet (c) ja (d) toteutetaan peräkkäin samassa vesiliuoksessa.The invention also relates to a process for the preparation of cationic polyelectrolyte modified "t" · * cellulose particles. In process (a), the cellulose solution is passed to: *** a regenerating solution to precipitate the cellulose particles; (b) the formed cellulose particles are washed with water until the pH is no longer substantially changed, and then with a basic solution until the pH is basic; (c) modifying the outer surface * · · * of the cellulose particles with a molecular weight in the range of 20,000 to 500,000 g / mol and charge | comprising a first cationic polyelectrolyte of greater than 3 meq / g. aqueous solution; followed by (d) modifying the outer surface of the cellulose particles with a molecular weight in the range of 2 to 10 million g / mol and a charge density of 9 119,481 in the range of 0.5 to 3 meq / g. in an aqueous solution comprising a second cationic polyelectrolyte, wherein steps (c) and (d) are carried out sequentially in the same aqueous solution.

Keksinnön mukaisia kationisilla polyelektrolyyteillä modifioituja selluloosahiuk-5 kasia voidaan lisätä paperin tai kartongin valmistuksessa massan joukkoon, jolloin retention ja vedenpoiston yhdistelmä paranee verrattuna tilanteeseen, jossa massan joukkoon lisätään vastaavia modifioimattomia tai vain yhdellä katumisella polyelektrolyytillä modifioituja selluloosahiukkasia.The cationic polyelectrolyte modified cellulose particles according to the invention can be added to the pulp in the manufacture of paper or board, whereby the combination of retention and dewatering is improved compared to the addition of the corresponding unmodified or single cation polyelectrolyte modified cellulose.

10 Seuraavassa keksintöä havainnollistetaan kuvioiden ja yksityiskohtaisen kuvauksen avulla sekä esimerkein, joihin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus rajoittaa.In the following, the invention will be illustrated by means of figures and detailed description, and by way of example but not intended to be limited thereto.

Piirustukset 15 Kuviossa 1 on esitetty graafisesti vedenpoistoon kuluva aika sekunteina massoista, jotka sisälsivät 6 ja 14 paino-% keksinnön mukaisia, esimerkin 1 mukaisesti valmistettuja kationisia polyDADMAC- ja polyakryyliamidimolekyylejä (C-PAM) käsittäviä selluloosahiukkasia, joista toiseen massaan lisätyt hiukkaset kä- ·*** sittivät edelleen natriumdodekyylisulfaattia (SDS). Vertailuina olivat zeta- • · i·· · 20 potentiaaleihin -10 mV ja +20 mV polyDADMAC:11a modifioituja selluloosa- | «** · hiukkasia ja modifioimattomia selluloosahiukkasia 6 ja 14 paino-% sisältävät • · · massat. Vertailuissa käytetyt selluloosahiukkaset oli valmistettu regeneroimalla • * · kuten esimerkissä 1. Hiukkasista osa pestiin ja modifioitiin 1,0 g/1 olevina pitoi- • · *** suuksina polyDADMAC-liuoksissa, joiden pitoisuudet olivat 0,6 mg/1 (zeta- .. ’ 25 potentiaali -10 mv) ja 1,8 mg/1 (zeta-potentiaali +20 mV).DRAWINGS Figure 1 is a graph showing the dewatering time, in seconds, of pulps containing 6 and 14% by weight of cellulose particles comprising cationic polyDADMAC and polyacrylamide (C-PAM) molecules prepared according to Example 1, with particles added to one mass. ** continued to precipitate sodium dodecyl sulfate (SDS). Comparisons were made of zeta- • i ·· · 20 cellulose modified with potentials of -10 mV and +20 mV polyDADMAC. Particulate matter and unmodified cellulose particles 6 and 14% by weight. The cellulose particles used in the comparisons were prepared by regeneration as in Example 1. A portion of the particles were washed and modified at 1.0 g / L in polyDADMAC solutions containing 0.6 mg / L (zeta-. 25 potential -10 mv) and 1.8 mg / l (zeta potential +20 mV).

• *·· ·»· • 9 • · *·* Kuviossa 2 on esitetty graafisesti modifioimattomien sekä yhdellä kationisella | polyelektrolyytillä modifioitujen selluloosahiukkasten retentiot arkinvalmistuk- sessa, kun arkkien tavoitehiukkaspitoisuudet olivat 6 ja 14 paino-%, sekä kahdella *·**· 30 kationisella polymeerillä modifioitujen selluloosahiukkasten retentiot arkinval- · · *. * *: mistuksessa, tavoitehiukkaspitoisuuksien ollessa 6,14 j a 22 paino-%.Fig. 2 shows a graph of unmodified and one cationic | sheet metal retention retention of polyelectrolyte modified cellulose particles at target sheet contents of 6 and 14% by weight, as well as retention values of sheet * modified particles of two * · ** · 30 cationic polymers. * *: at a target concentration of 6.14 and 22% by weight.

119481 ίο119481 ίο

Keksinnön yksityiskohtainen kuvausDetailed Description of the Invention

Yllättäen on todettu, että tekniikan tason mukaisissa ratkaisuissa ilmenevät ongelmat voidaan välttää tai niitä voidaan ainakin oleellisesti vähentää keksinnön 5 mukaista menettelyä käyttäen. Keksintö perustuu havaintoon, että modifioimalla regeneroitua selluloosaa olevia hiukkasia matalan ja suuren molekyylipainon omaavilla kationisilla polyelektrolyyteillä ja lisäämällä näin saatuja modifioituja selluloosahiukkasia paperin tai kartongin valmistuksessa massan joukkoon, voidaan selvästi parantaa retention ja vedenpoiston yhdistelmää verrattuna tilantee-10 seen, jossa massan joukkoon lisätään modifioimattomia tai vain yhdellä kationi-sella polymeerillä modifioituja selluloosahiukkasia.Surprisingly, it has been found that the problems encountered in the prior art solutions can be avoided or at least substantially reduced by the process of the invention. The invention is based on the discovery that modifying the regenerated cellulose particles with low and high molecular weight cationic polyelectrolytes and adding the resulting modified cellulose particles in the manufacture of paper or board to the pulp can clearly improve the combination of retention and dewatering, cellulose particles modified with a single cationic polymer.

Keksintö koskee kationisilla polyelektrolyyteillä modifioituja selluloosahiukkasia, jolloin selluloosahiukkaset ovat regeneroitua selluloosaa olevia hiukkasia ja nii-15 den ulkopinta käsittää matalan molekyylipainon omaavan ensimmäisen kationisen polyelektrolyytin molekyylejä ja suuren molekyylipainon omaavan toisen kationisen polyelektrolyytin molekyylejä. Regeneroitua selluloosaa olevilla hiukkasilla tarkoitetaan liuotetusta selluloosasta tunnetulla tavalla regeneroituja hiukkasia, jolloin raaka-aine voi olla esimerkiksi selluloosaksantaattia, eli viskoosia, tai aika- • · • · t !·! i 20 liselluloosaa, ja saostuminen on voitu toteuttaa esimerkiksi sumuttamalla selluloo- • · • · * ! saliuos happoliuokseen. Hiukkaset voivat olla muodoltaan pallomaisia, neulas- • **· • · * # · maisia, kuituj a, j yviä tai vastaavia, j a ne voivat olla j ossain määrin huokoisia. Sei- • · t ’*"* luloosahiukkasten ulkopinnalla tarkoitetaan tässä sitä pinta-alaa, jonka kanssa • · • · "* kationisen polyelektrolyytin molekyylit voivat päästä kosketuksiin, kun selluloo- .. 25 sahiukkasia kationisoidaan polyelektrolyytin vesiliuoksessa. Matalalla molekyyli- painolla tarkoitetaan tässä alueella 20 000 - 500 000 g/mol, edullisesti 100 000 - • · *** 500 000 g/mol olevaa keskimääräistä molekyylipainoa. Matalan molekyylipainon * omaavan kationisen polyelektrolyytin varaustiheyden tulee olla yli 3 meq/g, edul- *. * lisesti 5-8 meq/g. Suurella molekyylipainolla tarkoitetaan tässä alueella 2-10 ***** 30 miljoonaa g/mol, edullisesti alueella 5-10 milj. g/mol olevaa keskimääräistä mo- • · *. *: lekyylipainoa. Suuren molekyylipainon omaavan kationisen polyelektrolyytin 11 119481 varaustiheyden tulee olla alueella 0,5 - 3 meq/g, edullisesti alueella 0,5 -1,5 meq/g. Polyelektrolyytteinä voidaan käyttää kaikkia vesiliukoisia kationisia poly-elektrolyyttejä, jotka täyttävät edellä mainitut kriteerit. Käyttökelpoiset polyelekt-rolyytit voivat olla joko suoraketjuisia tai haaroittuneita. Siten esimerkiksi tärkke-5 lystä voidaan käyttää.The invention relates to cellulose particles modified by cationic polyelectrolytes, wherein the cellulose particles are particles of regenerated cellulose and their outer surface comprises low molecular weight first cationic polyelectrolyte molecules and high molecular weight second cationic polyelectrolyte. "Regenerated cellulose particles" refers to particles regenerated from dissolved cellulose in a known manner, whereby the raw material may be, for example, cellulose xanthate, i.e. viscose, or in time. • 20% cellulose, and precipitation may have been effected, for example, by spraying with cellulose. saline to acid solution. The particles may be spherical, needle-shaped, fibrous, granular or the like and may have some porosity. The outer surface of the cellulose particles herein refers to the area with which the molecules of the cationic polyelectrolyte may come into contact when the cellulosic particles are cationized in an aqueous polyelectrolyte solution. Low molecular weight in this range refers to an average molecular weight of 20,000 to 500,000 g / mol, preferably 100,000 to 500,000 g / mol. The charge density of the low molecular weight * cationic polyelectrolyte should be greater than 3 meq / g, preferably *. * added 5-8 meq / g. By high molecular weight is meant in this range 2-10 ***** 30 million g / mol, preferably in the range 5-10 million. g / mol average mo- • · *. *: Weight of leech. The charge density of the high molecular weight cationic polyelectrolyte 11,119,481 should be in the range of 0.5 to 3 meq / g, preferably in the range of 0.5 to 1.5 meq / g. All water-soluble cationic poly-electrolytes that meet the above criteria can be used as polyelectrolytes. Useful polyelectrolytes can be either straight-chain or branched. Thus, for example, starch 5 can be used.

Ensimmäisellä ja toisella kationisella polyelektrolyytillä modifioitujen selluloosa-hiukkasten zeta-potentiaali, joka kuvaa varauksellisten hiukkasten liikkuvuutta sähkökentässä, on edullisesti vähintään +5 mV, pH-arvossa 8 mitattuna. Ensim-10 mäinen kationinen polyelektrolyytti on edullisesti polydiallyylidimetyyliammoni-umkloridi (polyDADMAC) ja toinen kationinen polyelektrolyytti on edullisesti kationinen polyakryyliamidi. Ensimmäisen kationisen polyelektrolyytin ollessa polyDADMAC, sen molekyylipaino on edullisesti 100 000 - 500 000 g/mol, ja toisen kationisen polyelektrolyytin ollessa kationinen polyakryyliamidi, sen mole-15 kyylipaino on edullisesti 5-10 miljoonaa g/mol.Preferably, the zeta potential of the first and second cationic polyelectrolyte modified cellulose particles, which describes the electric field mobility of the charged particles, is at least + 5 mV, measured at pH 8. The first cationic polyelectrolyte is preferably polydiallyl dimethylammonium chloride (polyDADMAC) and the second cationic polyelectrolyte is preferably a cationic polyacrylamide. The first cationic polyelectrolyte is polyDADMAC preferably having a molecular weight of 100,000 to 500,000 g / mol, and the second cationic polyelectrolyte having a cationic polyacrylamide preferably has a molecular weight of 5-10 million g / mol.

Keksinnön mukaiset modifioidut selluloosahiukkaset voivat periaatteessa olla minkä tahansa muotoisia ja kokoisia. Hiukkaset voivat olla sovelluskohteesta riip-puen esimerkiksi palloja, kuituja, jyviä tai vastaavia. Paperin- ja kartonginvalmis- * : 20 tuksessa käytettäessä keksinnön mukaiset modifioidut selluloosahiukkaset ovat • · • · * ··* ! esimerkiksi pallomaisia ja niiden keskimääräinen partikkelikoko on alueella 0,05 :*·γ -10 pm.The modified cellulose particles of the invention may, in principle, be of any shape and size. Depending on the application, the particles may be, for example, spheres, fibers, grains or the like. When used in paper and board making: the modified cellulose particles of the invention are • · • · * ·· *! for example, spherical and having an average particle size in the range 0.05: * · γ -10 µm.

• · · i · » ··· ··· • · I « *** Selluloosahiukkasten ulkopintaa on voitu modifioida vielä anionisella pinta- .. 25 aktiivisella aineella hydrofobisuuden aikaansaamiseksi selluloosahiukkasiin. Täi- » *«t löin selluloosahiukkasten ulkopinta käsittää ensimmäisen ja toisen kationisen po- • t lyelektrolyytin lisäksi mitä tahansa anionista pinta-aktiivista ainetta, esimerkiksi [ oleaattia, stearaattia tai SDS:a. Edullisesti anioninen pinta-aktiivinen aine on SDS.The outer surface of the cellulose particles may have been further modified with an anionic surfactant to provide hydrophobicity to the cellulose particles. In addition to the first and second cationic polyelectrolytes, the outer surface of the cellulosic particles comprises any anionic surfactant, for example [oleate, stearate or SDS. Preferably, the anionic surfactant is SDS.

• « * *·**· 30 Keksintö koskee myös menetelmää kationisilla polyelektrolyyteillä modifioitujen *. *: selluloosahiukkasten valmistamiseksi. Menetelmässä (a) selluloosaliuos johdetaan 12 119481 regeneroivaan liuokseen selluloosahiukkasten saostamiseksi; (b) muodostuneita selluloosahiukkasia pestään vedellä kunnes pH ei enää olennaisesti muutu, ja sitten emäsliuoksella kunnes pH on emäksinen; (c) selluloosahiukkasten ulkopintaa modifioidaan molekyylipainoltaan alueella 20 000 - 500 000 g/mol ja varausti-5 heydeltään yli 3 meq/g olevaa ensimmäistä kationista polyelektrolyyttiä käsittävässä vesiliuoksessa; jonka jälkeen (d) selluloosahiukkasten ulkopintaa modifioidaan molekyylipainoltaan alueella 2-10 miljoonaa g/mol ja varaustiheydeltään alueella 0,5 - 3 meq/g olevaa toista kationista polyelektrolyyttiä käsittävässä vesi-liuoksessa, jolloin vaiheet (c) ja (d) toteutetaan peräkkäin samassa vesiliuoksessa. 10 Modifioimiin jälkeen selluloosahiukkaset otetaan talteen esimerkiksi suodattamalla ja käytetään välittömästi. Valinnaisesti modifioituja selluloosahiukkasia voidaan varastoida viileässä, esimerkiksi +5 °C:ssa, ennen käyttöä.The invention also relates to a process modified with cationic polyelectrolytes. *: for the preparation of cellulose particles. In process (a), a cellulose solution is introduced into 12,119,481 regenerating solutions to precipitate cellulose particles; (b) washing the formed cellulose particles with water until the pH is no longer substantially changed, and then with the alkaline solution until the pH is basic; (c) modifying the outer surface of the cellulosic particles in an aqueous solution comprising a first cationic polyelectrolyte having a molecular weight in the range of 20,000 to 500,000 g / mol and having a charge content greater than 3 meq / g; followed by (d) modifying the outer surface of the cellulose particles in an aqueous solution of a second cationic polyelectrolyte having a molecular weight in the range of 2 to 10 million g / mol and having a charge density of 0.5 to 3 meq / g, wherein steps (c) and (d) are performed sequentially in . After modification, the cellulose particles are recovered, for example by filtration, and used immediately. Optionally, the modified cellulose particles can be stored in a cool place, for example at + 5 ° C, before use.

Keksinnön mukaisen menetelmän vaiheessa (a) käytettävä selluloosaliuos voi olla 15 mitä tahansa regeneroitavissa olevaa liuotettua selluloosaa, esimerkiksi vis-koosiliuosta tai alkaliselluloosaliuosta. Selluloosaliuoksen sopiva pitoisuusalue on 0,5 - 7 %. Liuotetun selluloosan regenerointi selluloosahiukkasiksi toteutetaan yksinkertaisimmin esimerkiksi sumuttamalla tai sekoittamalla selluloosaliuos re- ··· *...· generoivaan liuokseen. Kun regenerointi toteutetaan sekoittamalla, esimerkiksi • · • · · !·! ! 20 lisäämällä selluloosaliuos vähitellen byretillä, regeneroivaa liuosta on sekoitettava • · • · · ί·ίί tehokkaasti, esimerkiksi magneettisekoittimella nopeudella 600 - 1000 rpm. Kun • · * · *“i regenerointi toteutetaan sumuttamalla, voidaan käyttää esimerkiksi portaattomasti • i *The cellulose solution used in step (a) of the process of the invention may be any regenerable dissolved cellulose, for example a viscose solution or an alkaline cellulose solution. A suitable concentration range for the cellulose solution is 0.5 to 7%. Regeneration of the dissolved cellulose into cellulose particles is most easily accomplished, for example, by spraying or mixing the cellulose solution with a regenerating solution. When regeneration is carried out by mixing, for example • · • · ·! ·! ! By gradually adding the cellulose solution in a burette, the regenerating solution must be agitated effectively, for example, with a magnetic stirrer at 600 to 1000 rpm. When • · * · * “i regeneration is accomplished by spraying, it is possible, for example, to use steplessly • i *

Hl säädettävällä viuhkasuuttimella varustettua sumutinpulloa, tai vastaavaa ratkaisua.Hl of spray bottle with adjustable fan nozzle, or equivalent.

• « • · *** Suuttimen levityskulma voidaan valita esimerkiksi väliltä 10° - 150°. Sopiva levi- 25 tyskulma riippuu mm. suuttimen etäisyydestä regeneroivaan liuokseen. Mitä kau- • ·· empaa sumutus tapahtuu, sitä pienempää levityskulmaa voidaan käyttää. Kun su- • · ··# • t mutus regeneroivaan liuokseen tapahtuu 20 - 30 cm etäisyydeltä, sopiva levitys- • · . kulma on 20° - 60°. Regeneroiva liuos on edullisesti happoa, edullisemmin lai- • · . meaa rikkihappoliuosta, kuten 1 M rikkihappoliuosta. Muista vaihtoehdoista mai- *··#♦ ] * 30 nittakoon muut vahvat hapot, kuten HC1, samoin HC104, HI, HBr ja HNO3 voivat • · · *· *: tulla kyseeseen. Kun keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettuja modifioi- 13 119481 tuja selluloosahiukkasia on tarkoitus käyttää paperin- ja kartonginvalmistuksessa, selluloosahiukkasten keskimääräinen partikkelikoko on edullisesti alueella 0,05 -10 pm. Saostettavien selluloosahiukkasten partikkelikoko saadaan halutulle alueelle valitsemalla valmistusprosessin parametrit sopivalla tavalla, kuten selluloo-5 saliuoksen selluloosapitoisuus sekä pisarakoko, kun selluloosaliuos sumutetaan regeneroivaan liuokseen, tai sekoitusnopeus, kun selluloosaliuos sekoitetaan regeneroivaan liuokseen.• «• · *** The nozzle spreading angle can be selected, for example, from 10 ° to 150 °. A suitable spreading angle depends, e.g. distance of the nozzle to the regenerating solution. The farther the spraying occurs, the smaller the application angle can be. When spraying the regenerative solution at a distance of 20 - 30 cm, a suitable application • ·. the angle is from 20 ° to 60 °. The regenerating solution is preferably acid, more preferably diluted. honey sulfuric acid solution such as 1 M sulfuric acid solution. Other options include * ·· # ♦] * 30 other strong acids such as HCl as well as HC104, HI, HBr and HNO3 can be used. When modified cellulose particles produced by the process of the invention are to be used in paper and board production, the average particle size of the cellulose particles is preferably in the range of 0.05 to 10 µm. The particle size of the cellulose particles to be precipitated is obtained in a desired range by selecting parameters of the manufacturing process, such as the cellulose content of the cellulose solution and the droplet size when the cellulose solution is sprayed into the regenerating solution.

Keksinnön mukaisen menetelmän vaiheessa (b) muodostuneita selluloosahiuk-10 kasia pestään ensin vedellä kunnes pH ei enää olennaisesti muutu, ja sitten emäs-liuoksella kunnes pH on emäksinen. Sopivia emäsliuoksia ovat esimerkiksi alka-limetallihydroksidien ja -vetykarbonaattien tai näiden seosten vesiliuokset. Pesut vedellä ja emäsliuoksella toteutetaan esimerkiksi suodattimen päällä, jolloin pH.n muuttumista voidaan tarkkailla suodoksen pH:sta. Edullisesti regeneroituja sellu-15 loosahiukkasia pestään vedellä kunnes suodoksen pH on saavuttanut vähintään arvon noin 4. Tämän jälkeen selluloosahiukkasia pestään edullisesti NaOH/NaHC03-liuoksella, jossa NaOH:n ja NaHC03:n pitoisuudet ovat kumpikin esimerkiksi noin 1 mmol/1. Emäsliuoksella pesemistä jatketaan kunnes suo-doksen pH > 7, edullisesti kunnes pH on noin 8. Pesujen jälkeen kosteat selluloo- • « • ♦ · ··· ' 20 sahiukkaset siirretään suoraan modifiointivaiheeseen.The cellulose particles formed in step (b) of the process of the invention are first washed with water until the pH is no longer substantially changed, and then with a basic solution until the pH is basic. Suitable alkaline solutions are, for example, aqueous solutions of alkali metal hydroxides and hydrogen carbonates or mixtures thereof. Washing with water and a basic solution is carried out, for example, on a filter, whereby the pH change can be monitored from the pH of the filtrate. Preferably, the regenerated cellulose lozenge particles are washed with water until the pH of the filtrate reaches at least about 4. Thereafter, the cellulose particles are preferably washed with a NaOH / NaHCO 3 solution, each having a concentration of, for example, about 1 mmol / l. Washing with the alkaline solution is continued until the pH of the filtrate is> 7, preferably until about 8. After washing, the moist cellulosic particles are transferred directly to the modification step.

• · • · f • · · ··* * • · • · · '•‘ j Keksinnön mukaisen menetelmän vaiheessa (c) selluloosahiukkasten ulkopintaa • · · "f modifioidaan molekyylipainoltaan alueella 20 000 - 500 000 g/mol ja varausti- • · • « *** heydeltään yli 3 meq/g olevaa ensimmäistä kationista polyelektrolyyttiä käsittä- .. 25 vässä vesiliuoksessa, jonka jälkeen vaiheessa (d) selluloosahiukkasten ulkopintaa ♦ *·· *... modifioidaan molekyylipainoltaan alueella 2-10 miljoonaa g/mol ja varausti- • · *** heydeltään alueella 0,5 - 3 meq/g olevaa toista kationista polyelektrolyyttiä käsit- ] tävässä vesiliuoksessa, jolloin vaiheet (c) ja (d) toteutetaan peräkkäin samassa vesiliuoksessa. Selluloosahiukkasten ulkopinnalla tarkoitetaan tässä kationisen 30 polyelektrolyytin vesiliuokseen suspendoitujen selluloosahiukkasten sitä pinta- » alaa, jonka kanssa polyelektrolyyttimolekyylit voivat päästä kosketuksiin.In step (c) of the process of the invention, the outer surface of the cellulosic particles is modified in a molecular weight range of 20,000 to 500,000 g / mol and a charge. In a 25% aqueous solution of the first cationic polyelectrolyte having a density greater than 3 meq / g followed by a modification of the outer surface of the cellulosic particles in step (d) having a molecular weight in the range of 2 to 10 million g / mol and in an aqueous solution comprising a second cationic polyelectrolyte having a charge density in the range of 0.5 to 3 meq / g, wherein steps (c) and (d) are carried out sequentially in the same aqueous solution. surface area of the suspended cellulose particles with which the polyelectrolyte molecules can come into contact.

14 11948114 119481

Edullisesti selluloosahiukkasten ulkopintaa modifioidaan ensimmäisen kationisen polyelektrolyytin vesiliuoksessa, johon sitten lisätään toista kationista polyelektro-lyyttiä. Vaiheet (c) ja (d) voidaan kuitenkin toteuttaa myös päinvastaisessa järjestyksessä, jolloin selluloosahiukkasten ulkopintaa modifioidaan ensin toisen katio-5 nisen polyelektrolyytin vesiliuoksessa, johon lisätään ensimmäistä kationista po-lyelektrolyyttiä. Kumpikin modifiointivaihe kestää 1-30 min, edullisesti 1 - 5 min. Toteuttamalla kumpikin modifiointivaihe peräkkäin samassa vesiliuoksessa vältetään selluloosahiukkasten kerääminen ja pesu modifiointien välissä, ja modifioidut selluloosahiukkaset saadaan valmistettua mahdollisimman lyhyessä ajassa.Preferably, the outer surface of the cellulose particles is modified in an aqueous solution of the first cationic polyelectrolyte, to which a second cationic polyelectrolyte is then added. However, steps (c) and (d) may also be carried out in the reverse order, in which the outer surface of the cellulose particles is first modified in an aqueous solution of a second cationic polyelectrolyte to which the first cationic polyelectrolyte is added. Each modification step lasts 1 to 30 minutes, preferably 1 to 5 minutes. By successively carrying out each of the modification steps in the same aqueous solution, the collection and washing of the cellulose particles between the modifications is avoided, and the modified cellulose particles can be prepared in the shortest possible time.

1010

Keksinnönmukaisessa menetelmässä ensimmäisen ja toisen kationisen polyelektrolyytin pitoisuudet on edullista valita siten, että modifioitujen selluloosahiukkasten zeta-potentiaali on ensimmäisen modifiointi vaiheen jälkeen alueella -10...-5 mV ja toisen modifiointivaiheen jälkeen vähintään +5 mV, pH-arvossa 8 mitattu-15 na.In the process of the invention, it is preferable to select the concentrations of the first and second cationic polyelectrolytes such that the modified cellulose particles have a zeta potential of -10 to -5 mV after the first modification step and at least +5 mV after the second modification step measured at pH 8. .

Kationisen polyelektrolyytin pitoisuus, joka tarvitaan tietyn suuruisen zeta-potentiaalin muutoksen aikaansaamiseksi selluloosahiukkasissa, selvitetään esi- ··# ·...· merkiksi seuraavalla tavalla. Kationisesta polyelektrolyytistä valmistetaan lai- • · : 20 mennossaija sopivalle pitoisuusalueelle, jokaisella laimennoksella modifioidaan • · : pientä määrää regeneroitua selluloosaa olevia, edellä kuvatulla tavalla pestyjä • * • · « ί·ί ! hiukkasia ja modifioitujen selluloosahiukkasten zeta-potentiaali mitataan Coulter • · · '·*·* Delsa 440 -laitteella. Koska pH vaikuttaa zeta-potentiaalin arvoon, mittaus toteu- • « *···* tetaan samassa pH:ssa, johon modifioitavat selluloosahiukkaset on pesty, esimer- „ 25 kiksi pH-arvossa 8. Mittaustuloksista laaditaan selluloosahiukkasten zeta- • · • ·· potentiaalikäyrä kationisen polyelektrolyytin pitoisuuden funktiona. Tavoitteena • · • « *!' olevan zeta-potentiaaliarvon aikaansaamiseksi tarvittava polyelektrolyyttipitoi- * * * suus luetaan käyrältä.The concentration of cationic polyelectrolyte required to effect a certain amount of zeta potential change in the cellulosic particles is determined as a precursor to the following. From the cationic polyelectrolyte, a dilution is made of: • 20 ppm to a suitable concentration range, each dilution is modified • ·: a small amount of regenerated cellulose, washed as described above! particles and the zeta potential of the modified cellulose particles are measured on a Coulter • · · '· * · * Delsa 440 instrument. Because pH affects the value of the zeta potential, the measurement is performed at the same pH at which the cellulose particles to be modified are washed, for example, at pH 8. The measurement results are plotted for the zeta of the cellulose particles. potential curve as a function of cationic polyelectrolyte concentration. Aiming to · · • «*! ' read the curve for the polyelectrolyte content required to obtain the zeta potential value.

• · 30 Ensimmäisen kationisen polyelektrolyytin molekyylipaino on edullisesti alueella • » ·/*: 100 000 - 500 000 g/mol ja toisen kationisen polyelektrolyytin molekyylipaino 15 119481 alueella 5-10 miljoonaa g/mol. Ensimmäisen kationisen polyelektrolyytin va-raustiheys on edullisesti alueella 5-8 meq/g ja toisen kationisen polyelektrolyytin varaustiheys alueella 0,5 - 1,5 meq/g.The first cationic polyelectrolyte preferably has a molecular weight in the range of 100,000 to 500,000 g / mol and the second cationic polyelectrolyte has a molecular weight of 15,119,481 in a range of 5-10 million g / mol. The charge density of the first cationic polyelectrolyte is preferably in the range of 5-8 meq / g and the charge density of the second cationic polyelectrolyte is in the range of 0.5 to 1.5 meq / g.

5 Keksinnön mukaisessa menetelmässä ensimmäinen kationinen polyelektrolyytti on edullisesti polyDADMAC ja toinen kationinen polyelektrolyytti on kationinen polyakryyliamidi. Ensimmäisen kationisen polyelektrolyytin ollessa polyDADMAC, sen molekyylipaino on edullisesti 100 000 - 500 000 g/mol, ja toisen kationisen polyelektrolyytin ollessa kationinen polyakryyliamidi, sen molekyylipaino 10 on edullisesti 5-10 miljoonaa g/mol.In the process of the invention, the first cationic polyelectrolyte is preferably polyDADMAC and the second cationic polyelectrolyte is a cationic polyacrylamide. The first cationic polyelectrolyte is polyDADMAC preferably having a molecular weight of 100,000 to 500,000 g / mol, and the second cationic polyelectrolyte having a cationic polyacrylamide preferably having a molecular weight of 10 to 10 million g / mol.

Keksinnön mukainen menetelmä voi edelleen käsittää vaiheen, jossa selluloosa-hiukkasten ulkopintaa modifioidaan anionisella pinta-aktiivisella aineella, edullisesti SDS:lla. Edullisesti anionisella pinta-aktiivisella aineella modifioiminen to-15 teutetaan siten, että pinta-aktiivinen aine sekoitetaan ensimmäisen tai toisen kationisen polyelektrolyytin kanssa riippuen siitä, kummalla jälkimmäinen modifiointi toteutetaan, jolloin pinta-aktiivisella aineella modifioiminen tapahtuu samanaikaisesti jälkimmäisen kationisella polyelektrolyytillä modifioimisen kanssa. Vaihto- ··· ehtoisesti anionisella pinta-aktiivisella aineella modifioiminen voidaan toteuttaa • · :,· · 20 erillisenä vaiheena ensimmäisellä ja toisella kationisella polyelektrolyytillä modi- • · : Soimisen jälkeen lisäämällä pinta-aktiivista ainetta sopivaksi pitoisuudeksi liuok- • · • · · ί·ϊ ϊ seen, jossa jälkimmäinen kationisella polyelektrolyytillä modifioiminen on toteu- m m 1 1 * ·: · 1 tettu, tai keräämällä kationisilla polyelektrolyyteillä modifioidut selluloosahiukka- • · ***** set esimerkiksi suodattamalla ja suspendoimalla ne unionisen pinta-aktiivisen ai- 25 neen vesiliuokseen.The process of the invention may further comprise the step of modifying the outer surface of the cellulose particles with an anionic surfactant, preferably SDS. Preferably, the anionic surfactant modification is effected by mixing the surfactant with the first or second cationic polyelectrolyte, depending on which of the latter modification is carried out, wherein the surfactant modification is carried out simultaneously with the latter cationic polyelectrolyte. Alternatively, the modification with an anionic surfactant can be carried out in 20 separate steps with the first and second cationic polyelectrolyte modi · ·: After ringing, the surfactant is added to an appropriate concentration of solvent. · Jossa ϊ where the latter cationic polyelectrolyte modification is more effective 1 1 * ·: · 1, or by collecting cellulose particles modified by cationic polyelectrolytes, for example by filtration and slurrying in a Union surfactant. aqueous solution.

·· • · • · · · · • · * · T Valmistettavien kationisilla polyelektrolyyteillä modifioitujen selluloosahiukkas- * 1 ten tasalaatuisuuden varmistamiseksi kationisen polyelektrolyytin vesiliuoksen ja * selluloosahiukkasten muodostamaa suspensiota voidaan sekoittaa tai ravistella 30 modifioinnin aikana. Modifiointi voidaan toteuttaa alueella 5-95 °C, edullisesti • · • · · • ·· • · 16 119481 alueella 20 - 50 °C olevassa lämpötilassa. Lisäksi modifiointi on edullista toteuttaa alle 0,1 M olevassa ionivahvuudessa.In order to ensure the homogeneity of the cationic polyelectrolyte modified cellulose particles to be prepared, the aqueous suspension of the cationic polyelectrolyte and the * cellulose particles may be mixed or shaken during the modification. The modification can be carried out at a temperature of 5 to 95 ° C, preferably at a temperature of 20 to 50 ° C. Further, the modification is preferably carried out at an ionic strength of less than 0.1 M.

Modifioinnin jälkeen selluloosahiukkaset otetaan talteen esimerkiksi suodattamal-5 la ja lisätään paperin- tai kartonginvalmistusmassan joukkoon. Valinnaisesti modifioituja selluloosahiukkasia voidaan varastoida viileässä, esimerkiksi +5 °C:ssa, ennen käyttöä.After modification, the cellulose particles are recovered, for example, by filtration and added to the pulp of paper or board. Optionally, the modified cellulose particles can be stored in a cool place, for example at + 5 ° C, before use.

Käytettäessä keksinnön mukaisia modifioituja selluloosahiukkasia paperin ja kar-10 tongin valmistuksessa hiukkaset lisätään valmistuksen yhteydessä massan joukkoon sopivassa kohdassa systeemiä ennen puristinosaa, edullisesti lyhyessä kierrossa ja erityisen edullisesti lähellä perälaatikkoa kuten sekoituspumpun imupuo-lella tai perälaatikon syöttöpumpun läheisyydessä siten, että modifioitujen sellu-loosahiukkasten määrä paperissa tai kartongissa on 0,01 - 50 paino-%. Paperin ja 15 kartongin valmistuksessa käytettävien keksinnön mukaisten modifioitujen sellu-loosahiukkasten partikkelikoko on edullisesti alueella 0,05 - 10 pm. Keksinnön mukaiset modifioidut selluloosahiukkaset soveltuvat käytettäväksi sekä hienopapereille että mekaanista massaa sisältäville papereille, esimerkkeinä voidaan mai- • · · ;··;·’ nita LWC, ULWC, MWC ja SC.When using the modified cellulose particles of the invention in the manufacture of paper and cardboard, the particles are added to the pulp at a convenient point in the system prior to the press section, preferably in a short rotation and or board containing 0.01% to 50% by weight. The modified cellulose particles of the invention used in the manufacture of paper and board preferably have a particle size in the range of 0.05 to 10 µm. The modified cellulose particles of the invention are suitable for use in both fine and mechanical pulp papers, such as LWC, ULWC, MWC and SC.

··* ! 20 • · • · · : Esimerkit • · • · · • · · • · * · • · · • · ··· *! 20 •: Examples • · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

Esimerkki 1. Kationisilla polyelektrolyyteillä modifioitujen selluloosahiuk- • · • * kasten valmistaminen 25 • · • · .···, 2 800 g viskoosia laimennettiin pitoisuuteen 6,6 % ja liuosta tiputettiin byretistä 1 • · • · · • . M rikkihappoa sisältävään, magneettisekoittimella varustettuun suureen erien- • · . meyer-kolviin, jolloin saostui selluloosahiukkasia (yhteensä noin 252 g). Tässä • · . käytetyllä viskoosimäärällä rikkihapon kulutus oli 4 kg. Sitten regeneroituja sellu- m * 30 loosahiukkasia pestiin vedellä suodattimen päällä kunnes suodoksen pH saavutti • · • · · arvon 4, yhteensä neljä kertaa. Tämän jälkeen selluloosahiukkasia pestiin liuok- 17 119481 sella, jossa NaOH- ja NaHCCh-pitoisuudet olivat 1 mmol/1, kunnes suodoksen pH saavutti arvon 8. Hiukkasten keskimääräiseksi partikkelikooksi mitattiin 3,7 pm.Example 1. Preparation of Cationic Polyelectrolyte Modified Cellulose Particle Particles 25,800 g of viscose was diluted to 6.6% and the solution was dropped from the burette 1. M batches of large quantities of sulfuric acid with a magnetic stirrer. Meyer flask to precipitate cellulose particles (about 252 g total). Here • ·. with the amount of viscose used, the consumption of sulfuric acid was 4 kg. The regenerated cellulose * 30 lozenge particles were then washed with water on the filter until the filtrate pH reached 4, four times in total. Thereafter, the cellulose particles were washed with a solution of 11,119,481 containing 1 mM NaOH and NaHCO 3 until the pH of the filtrate reached 8. The average particle size of the particles was measured to be 3.7 µm.

Seuraavaksi määritettiin selluloosahiukkasten isoelektrinen piste ja zeta-5 potentiaalikäyrä modifioinnissa käytettävän kationisen polyelektrolyytin pitoisuuden funktiona. Katumisesta polyakryyliamidista (Fennopol K3400R, mp. 6 - 7 * 106 g/mol, varaus 1,1 meq/g) ja polyDADMAC:sta (Salcare SC30, mp. > 300 000 g/mol) valmistettiin laimennussaijat, joilla modifioitiin pientä määrää selluloosahiukkasia, ja modifioitujen selluloosahiukkasten zeta-potentiaalit määritettiin. 10 Ennen modifiointia pestyjen selluloosahiukkasten zeta-potentiaali oli -19,2 mV. Käyrän perusteella valittiin sopivat kationisten polyelektrolyyttien pitoisuudet tavoitteeksi asetetun zeta-potentiaalin +5 mV saavuttamiseksi.Next, the isoelectric point and zeta-5 potential curve of the cellulose particles as a function of the concentration of the cationic polyelectrolyte used in the modification were determined. Dilution formulations were prepared from the repentant polyacrylamide (Fennopol K3400R, mp 6-7x106 g / mol, charge 1.1 meq / g) and polyDADMAC (Salcare SC30, mp> 300,000 g / mol) to modify a small amount of cellulose particles , and the zeta potentials of the modified cellulose particles were determined. The cellulose particles washed prior to modification had a zeta potential of -19.2 mV. Based on the curve, suitable concentrations of cationic polyelectrolytes were selected to achieve the target zeta potential of +5 mV.

Kationisilla polyelektrolyyteillä modifioitujen selluloosahiukkasten valmistami-15 seksi edellä valmistettuja ja pestyjä selluloosahiukkasia suspendoitiin 5,08 g (kuivapainona) pitoisuuteen 1,0 g/1 polyDADMAC-liuokseen, jonka pitoisuus oli 0,9 mg/1, samalla sekoittaen. Tässä enintään 30 min kestäneessä käsittelyssä selluloo-sahiukkaset saavuttivat 70 % isoelektrisestä pisteestä olevan arvon. Tämän jälkeen • · • · *... * selluloosahiukkaset sisältävään polyDADMAC-liuokseen lisättiin kationista poly- » · • · · ··· · 20 akryyliamidia pitoisuuteen 1,6 mg/1 ja käsittelyä jatkettiin edelleen sekoittaen, • ·For the preparation of cationic polyelectrolyte modified cellulose particles, the above prepared and washed cellulose particles were suspended in 5.08 g (dry weight) of a 1.0 g / L polyDADMAC solution at 0.9 mg / L with stirring. In this treatment for up to 30 min, the cellulosic particles reached a value of 70% of the isoelectric point. Subsequently, to the polyDADMAC solution containing the cellulose particles was added cationic polyacrylamide to a concentration of 1.6 mg / l and the treatment was continued with further stirring.

• « I• «I

j*· : kunnes selluloosahiukkasten zeta-potentiaali saavutti tavoitearvon +5 mV. Käsit- • * * ·*· : tely kesti enintään 30 min.j * ·: until the zeta potential of the cellulose particles reached the target value of +5 mV. Processing time * * * · * ·: up to 30 min.

• · · • * * • · · • · · • · * · *** Valmistettiin myös samankokoinen erä kationisilla polyelektrolyyteillä ja SDStlla .. 25 modifioituja selluloosahiukkasia. Edellä valmistettuja ja pestyjä selluloosahiuk- • · · kasia suspendoitiin 5,08 g (kuivapainona) pitoisuuteen 1,0 g/1 polyDADMAC- • · ’·* liuokseen, jonka pitoisuus oli 0,9 mg/1, samalla sekoittaen. Tässä käsittelyssä sel- | luloosahiukkaset saavuttivat 70 % isoelektrisestä pisteestä olevan arvon, kuten edellä. Kationista polyakryyliamidia ja SDS:ia sekoitettiin keskenään ja seosta 30 lisättiin selluloosahiukkaset sisältävään polyDADMAC-liuokseen siten, että katio- • · *· *: nisen polyakryyliamidin pitoisuudeksi saatiin sama kuin edellä, eli 1,6 mg/1, ja 18 119481 SDS:n määrä oli 0,1 % selluloosahiukkasten kuivapainoon nähden. Ensimmäisellä kationisella polyelektrolyytillä modifioitujen selluloosahiukkasten käsittelyä jatkettiin tässä liuoksessa enintään 30 min samalla sekoittaen. Valmiiden modifioitujen selluloosahiukkasten zeta-potentiaaliksi mitattiin -15 mV.* A similar batch of cationic polyelectrolytes and SDS was also prepared .. 25 modified cellulose particles. The cellulose particles prepared and washed above were suspended in 5.08 g (dry weight) of a 1.0 g / L polyDADMAC solution in 0.9 mg / L solution with stirring. In this reading, the | the lulose particles reached 70% of the isoelectric point as above. The cationic polyacrylamide and SDS were mixed and the mixture was added to the polyDADMAC solution containing the cellulosic particles so that the cationic * · * · * polyacrylamide content was the same as above, i.e. 1.6 mg / L, and 18 119481 SDS the amount was 0.1% relative to the dry weight of the cellulose particles. The treatment of the first cationic polyelectrolyte modified cellulose particles in this solution was continued with stirring for up to 30 min. The zeta potential of the finished modified cellulose particles was measured at -15 mV.

55

Esimerkki 2. Katumisilla polyelektrolyyteillä modifioitujen selluloosahiukkasten käyttö paperinvalmistuksessaExample 2. Use of cationic polyelectrolyte modified cellulose particles in papermaking

Sellua, joka sisälsi 70 % kuivattua koivusellua ja 30 % kuivattua havupuusellua, 10 jauhettiin Valley-hollanterissa, kunnes saavutettiin vetolujuus 50 Nm/g. Arkit, joiden neliöpaino oli 60 g/m2, valmistettiin käyttäen standardia SCAN-C26:76. Arkkeihin sisällytettiin edellisessä esimerkissä valmistettuja, kationisilla polyelektrolyyteillä modifioituja selluloosahiukkasia sekä kationisilla polyelektrolyyteillä ja SDSilla modifioituja selluloosahiukkasia, ja vertailuarkkeihin modifioi-15 mattomia selluloosahiukkasia tai pelkällä poly-DADMAC:lla modifioituja selluloosahiukkasia pitoisuuksina 6 paino-% ja 14 paino-%. Arkkien märkäpuristuk-sessa käytettiin kuivauslevyjä ja kaksivaiheista puristusta puristuspaineella 400 + 10 kPa. Kuivaus toteutettiin standardiolosuhteissa 23 °C:ssa suhteellisen ilman- ··· • a *···* kosteuden ollessa 50 %. Arkkien valonsirontakertoimet, palstautumislujuudet a a * a : 20 Scott Bond-arvoina ia vetoindeksit määritettiin menetelmillä SCAN-P 8:93, I*:'.:’ TAPPI T 569 ja SCAN-P 67:93.Pulp containing 70% dried birch pulp and 30% dried coniferous pulp was milled in a Valley Hollander until a tensile strength of 50 Nm / g was achieved. Sheets weighing 60 g / m 2 were prepared using SCAN-C26: 76. The sheets included cationic polyelectrolyte-modified cellulose particles as well as cationic polyelectrolyte and SDS-modified cellulose particles, and control sheets were unmodified and non-cellulose-containing particles. In the wet pressing of the sheets, drying sheets and two-step pressing at a pressure of 400 + 10 kPa were used. Drying was performed under standard conditions at 23 ° C with a relative humidity of 50%. The light scattering coefficients of the sheets, the peel strengths a a * a: 20 as Scott Bond values and the tensile indices were determined by the methods SCAN-P 8:93, I *: 'TAPPI T 569 and SCAN-P 67:93.

• · · • · · aa· · a a a • · · III Vedenpoistoajat massasta määritettiin Dynamic Drainage Analyzer -laitteella • * • · käyttämällä seuraavia parametreja: viira M 0,15 mesh, esikäsittelyaika 30 s, sekoi-25 tusnopeus 500 rpm, paine 0,25 kPa, näytteen tiheys 1 g/1, näytetilavuus 600 ml.The dewatering times from the pulp were determined on a Dynamic Drainage Analyzer using the following parameters: wire M 0.15 mesh, pre-treatment time 30 s, agitation speed 500 rpm, pressure 0 , 25 kPa, sample density 1 g / l, sample volume 600 ml.

* · · , · · ·, Retentiot laskettiin arkkien valmistuksesta peräisin olevista tiedoista.* · ·, · · ·, Retention was calculated from data from sheet making.

* · • · · Φ φ | Kuviossa 1 on esitetty graafisesti vedenpoistoon kuluva aika sekunteina massois- φ φ , ta, jotka sisältävät 6 ja 14 paino-% keksinnön mukaisia, esimerkin 1 mukaisesti a * * 30 valmistettuja kationisia polyDADMAC- ja C-PAM-molekyylejä käsittäviä sellu- Φ a a Φ · '· " loosahiukkasia, joista toiseen massaan lisätyt hiukkaset käsittävät edelleen 119481 19 SDS:ää, ja vertailuina zeta-potentiaaleihin -10 mV ja +20 mV pelkällä poly-DADMAC:lla modifioituja selluloosahiukkasia ja modifioimattomia selluloosa-hiukkasia. Kuviosta 1 voidaan huomata, että vedenpoisto massoista, jotka sisältävät keksinnön mukaisia modifioituja selluloosahiukkasia, on selvästi nopeampaa 5 kuin modifioimattomia selluloosahiukkasia sisältävästä massasta. Erityisen huomionarvoista on se, että selluloosahiukkasten modifioiminen pelkästään matalan molekyylipainon omaavalla kationisella polyelektrolyytillä ei juurikaan nopeuta vedenpoistoa, vaan vedenpoiston nopeutuminen saavutetaan ainoastaan silloin, kun selluloosahiukkasten ulkopinta käsittää sekä matalan että korkean molekyyli-10 painon omaavia kationisia polyelektrolyyttej ä.* · • · · Φ φ | Figure 1 graphically illustrates the dewatering time, in seconds, of the mass containing 6 and 14% by weight of the inventive cationic polyDADMAC and C-PAM molecules prepared according to Example 1 a * * 30. · '· "Loose particles, the particles added to one mass still comprising 119481 19 SDS, and comparisons to zeta potentials of -10 mV and +20 mV with poly-DADMAC-modified cellulose particles alone and unmodified cellulose particles can be observed. that the dewatering of the pulps containing the modified cellulose particles of the invention is clearly faster than that of the pulp containing unmodified cellulosic particles. when the outer surface of the cellulosic particles comprises both low and high molecular weight cationic polyelectrolytes.

Kuviossa 2 on esitetty graafisesti modifioimattomien sekä yhdellä kationisella polyelektrolyytillä modifioitujen selluloosahiukkasten retentiot arkinvalmistuk-sessa, kun arkkien tavoitehiukkaspitoisuudet olivat 6 ja 14 paino-%, sekä kahdella 15 kationisella polymeerillä modifioitujen selluloosahiukkasten retentiot arkinval-mistuksessa, tavoitehiukkaspitoisuuksien ollessa 6, 14 ja 22 paino-%. Kuviosta 2 nähdään, että selluloosahiukkasten modifioiminen pelkästään polyD AD MACilla zeta-potentiaaliarvoon +20 mV ei juurikaan paranna selluloosahiukkasten reten- *·· tiota, vaan modifioimattomien selluloosahiukkasten retentio on itse asiassa 10 : 20 prosenttiyksikköä parempi täyteainepitoisuudella 14 paino-%. Vähäisempi katio- * · M : nisointi pelkällä polyDADMACilla zetapotentiaaliarvoon -10 mV sen sijaan pa- • · • » · : rantaa selluloosahiukkasten retentiota selvästi. Parhaat retentiot saavutetaan kui- · · *·:·* tenkin sisällyttämällä arkkeihin keksinnön mukaisia, matalan ja korkean molekyy- • "**·* lipainon omaavilla kationisilla polyelektrolyyteillä modifioituja selluloosahiuk- 25 kasia. Kaikkein paras, lähes 100 % oleva retentio saavutetaan käyttämällä keksin- • · • ·· nön mukaisia modifioituja selluloosahiukkasia täyteainepitoisuutena 14 paino-%, • t t ** jolloin hiukkasten ulkopinta käsittää matalan ja korkean molekyylipainon omaavi- ' * en kationisten polyelektrolyyttien lisäksi SDS:ää.Figure 2 shows the retention of graphically unmodified as well as one cationic polyelectrolyte modified cellulose particles in sheet production at target sheet contents of 6 and 14% by weight, and two 15 cationic . Figure 2 shows that modifying cellulose particles with polyD AD MAC alone to a zeta potential value of +20 mV does little to improve the retention of the cellulose particles, but retention of the unmodified cellulose particles is in fact 10: 20 percentage points better. Reduced cationic * · Mization with polyDADMAC alone to -10 mV zeta potential significantly improves the retention of cellulosic particles. However, the best retention is achieved by incorporating into the sheets the cationic polyelectrolyte modified low and high molecular weight cationic polyelectrolyte particles of the invention. The best retention of almost 100% is achieved by using the inventive Modified cellulose particles according to the invention have a filler content of 14% by weight, wherein the outer surface of the particles comprises SDS in addition to low and high molecular weight cationic polyelectrolytes.

* • · · • · * · · • ·· • ·* • · · • · * · · · · · · ·

Claims (16)

1. Cellulosapartiklar modifierade med katjoniska polyelektrolyter, känneteckna-de därav, att cellulosapartiklama är partiklar av regenererad cellulosa och deras 5 yttre yta omfattar molekyler av en första katjonisk polyelektrolyt med en mole-kylvikt inom omrädet 20 000 - 500 000 g/mol och en laddningstäthet over 3 meq/g och molekyler av en andra katjonisk polyelektrolyt med en molekylvikt inom omrädet 2-10 miljoner g/mol och en laddningstäthet inom omrädet 0,5 - 3 meq/g. 101. Cellulose particles modified with cationic polyelectrolytes, characterized in that the cellulose particles are particles of regenerated cellulose and their outer surface comprises molecules of a first cationic polyelectrolyte having a molecular weight in the range of 20,000 - 500,000 g / mol. over 3 meq / g and molecules of a second cationic polyelectrolyte having a molecular weight in the range of 2 to 10 million g / mol and a charge density in the range of 0.5 to 3 meq / g. 10 2. Modifierade cellulosapartiklar enligt patentkravet 1, kännetecknade därav, att zetapotentialen hos de med katjoniska polyelektrolyter modifierade cellulosapartiklama är minst +5 mV mätt vid pH-värdet 8.2. Modified cellulose particles according to claim 1, characterized in that the zeta potential of the cellulose modified cellulose modified particles is at least +5 mV measured at pH 8. 3. Modifierade cellulosapartiklar enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknade därav, att molekylvikten av den första katjoniska polyelektrolyten ligger inom omrädet 100 000 - 500 000 g/mol och molekylvikten av den andra katjoniska polyelektrolyten ligger inom omrädet 5-10 miljoner g/mol. • m « # • · • · · • 1 :.: · 20Modified cellulose particles according to claim 1 or 2, characterized in that the molecular weight of the first cationic polyelectrolyte is in the range 100,000 - 500,000 g / mol and the molecular weight of the second cationic polyelectrolyte is in the range 5-10 million g / mol. • m «# • · • · · • 1:.: · 20 4. Modifierade cellulosapartiklar enligt nägot av patentkraven 1-3, känneteck- * · :.i : nade därav, att laddningstätheten hos den första katjoniska polyelektrolyten ligger • · • · φ Ϊ.: : inom omrädet 5-8 meq/g och laddningstätheten hos den andra katjoniska polye- • · « '·:·1 lektrolyten ligger inom omrädet 0,5-1,5 meq/g. · • ·4. Modified cellulose particles according to any of claims 1-3, characterized in that the charge density of the first cationic polyelectrolyte lies within the range 5-8 meq / g and the charge density. of the second cationic polyethylene: 1 electrolyte is in the range of 0.5-1.5 meq / g. · • · 5. Modifierade cellulosapartiklar enligt nägot av patentkraven 1 - 4, känneteck- I · · "f nade därav, att den första katjoniska polyelektrolyten är en polyDADMAC och • · f ’,1 den andra katjoniska polyelektrolyten är en katjonisk polyakrylamid. · · • · · « t · • · · • · ’···15. Modified cellulose particles according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the first cationic polyelectrolyte is a polyDADMAC and the second cationic polyelectrolyte is a cationic polyacrylamide. · «T · • · · • · '··· 1 6. Modifierade cellulosapartiklar enligt nägot av patentkraven 1-5, känneteck- •, * · * ytaktivt ämne, fördelaktigt SDS. ϊ"! 30 nade därav, att den yttre ytan av cellulosapartiklama vidare omfattar ett anjoniskt 1194816. Modified cellulose particles according to any one of claims 1-5, characterized by surfactant, advantageous SDS. The outer surface of the cellulose particles further comprises an anionic polymer. 7. Modifierade cellulosapartiklar enligt nägot av patentkraven 1-6, känneteck-nade därav, att cellulosapartiklama är sfariska och deras genomsnittliga partikel-storlek ligger inom omrädet 0,05 - 10 μηι. 5Modified cellulose particles according to any one of claims 1-6, characterized in that the cellulose particles are spherical and their average particle size is in the range 0.05 to 10 μηι. 5 8. Förfarande för att framställa cellulosapartiklar modifierade med katjoniska po-lyelektrolyter, kännetecknat därav, att (a) en cellulosalösning leds tili en regenererande lösning för utfällning av cellulosapartiklar, 10 (b) de bildade cellulosapartiklama tvättas med vatien tills pH inte längre nämn- värt ändras, och sedan med en basisk lösning tills pH är basiskt, (c) den yttre ytan av cellulosapartiklama modifieras i en vattenlösning omfattan-de en första katjonisk polyelektrolyt med en molekylvikt inom omrädet 20 000 - 500 000 g/mol och en laddningstäthet över 3 meq/g, varefter 15 (d) den yttre ytan av cellulosapartiklama modifieras i en vattenlösning omfattan- de en andra katjonisk polyelektrolyt med en molekylvikt inom omrädet 2-10 miljoner g/mol och en laddningstäthet inom omrädet 0,5 - 3 meq/g, varvid stegen (c) och (d) genomförs efter varandra i samma vattenlösning. • « * «·· : 20A process for preparing cellulose particles modified with cationic polyelectrolytes, characterized in that (a) a cellulose solution is led to a regenerating solution for precipitation of cellulose particles, (b) the cellulose particles formed are no longer washed with the water (c) the outer surface of the cellulose particles is modified in an aqueous solution comprising a first cationic polyelectrolyte having a molecular weight in the range 20,000 - 500,000 g / mol and a charge density above 3 (d) the outer surface of the cellulose particles is modified in an aqueous solution comprising a second cationic polyelectrolyte having a molecular weight in the range of 2-10 million g / mol and a charge density in the range of 0.5 - 3 meq / g , wherein steps (c) and (d) are performed successively in the same aqueous solution. • «*« ··: 20 9. Förfarande enligt patentkravet 8, kännetecknat därav, att stegen (c) och (d) * * ·.! · genomförs i motsatt ordningsföljd. • · • · · • « * **· *9. A method according to claim 8, characterized in that steps (c) and (d) · Is carried out in the opposite order. • · • · · • 10. Förfarande enligt patentkravet 8 eller 9, kännetecknat därav, att haltema av ··· den första och den andra katjoniska polyelektrolyten i vattenlösningen väljs pä 25 sädant sätt, att zetapotentialen hos de modifierade cellulosapartiklama efter stegen * * a *·:.* (c) och (d) är minst +5 mV mätt vid pH-värdet 8. t***· • · »·· ·· i.:Process according to claim 8 or 9, characterized in that the contents of the ··· first and second cationic polyelectrolytes in the aqueous solution are selected in such a way that the zeta potential of the modified cellulose particles after the steps * * a * ·: * ( c) and (d) are at least +5 mV measured at pH 8. t *** · • · »·· ·· i: : 11. Förfarande enligt nägot av patentkraven 8 - 10, kännetecknat därav, att mo- lekylvikten av den första katjoniska polyelektrolyten ligger inom omrädet 100 000 ····· 30 - 500 000 g/mol och molekylvikten av den andra katjoniska polyelektrolyten lig- :*·,· ger inom omrädet 5-10 miljoner g/mol. • · 119481Method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the molecular weight of the first cationic polyelectrolyte is in the range 100,000 ····· 30 - 500,000 g / mol and the molecular weight of the second cationic polyelectrolyte is equal. : * ·, · Gives in the range 5-10 million g / mol. • · 119481 12. Förfarande enligt nägot av patentkraven 8-11, kännetecknat därav, att ladd-ningstätheten hos den första katjoniska polyelektrolyten ligger inom omrädet 5-8 meq/g och laddningstätheten hos den andra katjoniska polyelektrolyten ligger 5 inom omrädet 0,5 - 1,5 meq/g.Method according to any of claims 8-11, characterized in that the charge density of the first cationic polyelectrolyte is in the range 5-8 meq / g and the charge density of the second cationic polyelectrolyte is in the range 0.5 - 1.5. meq / g. 13. Förfarande enligt nägot av patentkraven 8 — 12, kännetecknat därav, att den första katjoniska polyelektrolyten är en polyDADMAC och den andra katjoniska polyelektrolyten är en katjonisk polyakrylamid. 10Process according to any of claims 8 to 12, characterized in that the first cationic polyelectrolyte is a polyDADMAC and the second cationic polyelectrolyte is a cationic polyacrylamide. 10 14. Förfarande enligt nägot av patentkraven 8 - 13, kännetecknat därav, att förfa-randet vidare omfattar ett steg, i vilket den yttre ytan av cellulosapartiklama modi-fieras med ett anjoniskt ytaktivt ämne, fördelaktigt SDS.14. A method according to any one of claims 8-13, characterized in that the method further comprises a step in which the outer surface of the cellulose particles is modified with an anionic surfactant, advantageously SDS. 15. Användning av cellulosapartiklar modifierade med katjoniska polyelektrolyter enligt nägot av patentkraven 1-7 eller framställda med ett förfarande enligt nägot av patentkraven 8 - 14 vid tillverkning av papper eller kartong. »M ϊ ϊUse of cellulose particles modified with cationic polyelectrolytes according to any one of claims 1-7 or prepared by a method according to any of claims 8-14 in the manufacture of paper or paperboard. »M ϊ ϊ 16. Förfarande för att tillverka papper eller kartong, kännetecknat därav, att cel- • » •.ϊ · 20 lulosapartiklar modifierade med katjoniska polyelektrolyter enligt nägot av pa- • · :.· · tentkraven 1-7 eller framställda med ett förfarande enligt nägot av patentkraven • · : 8-14 tillsätts i massan pä ett lämpligt ställe i systemet pä sädant sätt, att mäng- den av modifierade cellulosapartiklar i papperet eller kartongen är 0,01 - 50 vikt- ··· • · *···1 %, och papperet eller kartongen tillverkas pä sedvanligt sätt. • · · • 1 • · • a ··· »·· • · · • 1 · ··· * 1 • · ·· · n · • · · * ·· • ·16. A process for making paper or paperboard, characterized in that cellulose particles modified with cationic polyelectrolytes according to any one of claims 1-7 or prepared by a process according to any of the preceding claims. of the claims • ·: 8-14 is added to the pulp at a suitable point in the system in such a way that the amount of modified cellulose particles in the paper or carton is 0.01 - 50% by weight ··· • · * ··· 1 %, and the paper or carton is manufactured in the usual manner. • · · • 1 • · · a ··· »·· · · · · 1 · ··· * 1 • · ·· · n · • · · * ·· • ·
FI20065550A 2006-09-05 2006-09-05 Cellulose particles modified with cationic polyelectrolytes, process for making them and use in the manufacture of paper and paperboard FI119481B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20065550A FI119481B (en) 2006-09-05 2006-09-05 Cellulose particles modified with cationic polyelectrolytes, process for making them and use in the manufacture of paper and paperboard
PCT/FI2007/050452 WO2008028998A1 (en) 2006-09-05 2007-08-21 Cellulose particles modified by cationic polyelectrolytes, process for the production, thereof, and use in the production of the paper and board

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20065550 2006-09-05
FI20065550A FI119481B (en) 2006-09-05 2006-09-05 Cellulose particles modified with cationic polyelectrolytes, process for making them and use in the manufacture of paper and paperboard

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20065550A0 FI20065550A0 (en) 2006-09-05
FI20065550A FI20065550A (en) 2008-03-06
FI119481B true FI119481B (en) 2008-11-28

Family

ID=37067201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20065550A FI119481B (en) 2006-09-05 2006-09-05 Cellulose particles modified with cationic polyelectrolytes, process for making them and use in the manufacture of paper and paperboard

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI119481B (en)
WO (1) WO2008028998A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8764939B2 (en) 2010-09-17 2014-07-01 Upm-Kymmene Corporation Method for improving the removal of water

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3315659A1 (en) * 2016-10-27 2018-05-02 Kelheim Fibres GmbH Man-made cellulosic fibre and nonwoven product or paper comprising the cellulosic fibre

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9410920D0 (en) * 1994-06-01 1994-07-20 Allied Colloids Ltd Manufacture of paper
EP0811017B1 (en) * 1995-02-21 1999-02-17 Cellcat GmbH Cellulose particles, method for producing them and their use
SE9502522D0 (en) * 1995-07-07 1995-07-07 Eka Nobel Ab A process for the production of paper
US5827398A (en) * 1996-02-13 1998-10-27 Allied Colloids Limited Production of filled paper
US6103065A (en) * 1999-03-30 2000-08-15 Basf Corporation Method for reducing the polymer and bentonite requirement in papermaking
DE20220979U1 (en) * 2002-08-07 2004-10-14 Basf Ag Preparation of paper, pasteboard, or cardboard involving cutting of the paper pulp, addition of microparticles of cationic polymer, e.g. cationic polyamide, and a finely divided inorganic component after the last cutting step

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8764939B2 (en) 2010-09-17 2014-07-01 Upm-Kymmene Corporation Method for improving the removal of water

Also Published As

Publication number Publication date
FI20065550A (en) 2008-03-06
WO2008028998A1 (en) 2008-03-13
FI20065550A0 (en) 2006-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1722035B1 (en) Paper capable of moisture absorption and desorption and process for producing the same
Petzold et al. Polyelectrolyte complexes in flocculation applications
Hubbe et al. Colloidal stability and aggregation of lignocellulosic materials in aqueous suspension: A review
US8123906B2 (en) Functionalization of paper components
EP3294674B1 (en) Water treatment
JP2009500463A (en) Method for dissolving cellulose and method for producing cellulose particles
Korhonen et al. Flocculation and retention of fillers with nanocelluloses
KR20170108943A (en) Polymer product in particle form and its use
BR112014017918A2 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING A SHEET OF PAPER AND / OR CARDBOARD AND SIMILAR
CA2934998C (en) Filler aggregate composition and its production
KR20190087429A (en) The use of polymeric products for controlling the formation of precipitates in the manufacture of paper or boards
JP6834103B2 (en) Manufacturing method of interpenetrating polymer mesh material, its product, and use of the product
WO2016181035A1 (en) Water treatment
KR20170087499A (en) A papermaking process of increasing ash content of a paper product and a paper product obtained by the same
JP2002501582A (en) Dendrimer polymers for the manufacture of paper and paperboard
CN101432372B (en) Method of treatment of mineral materials by amphoteric polymers, mineral materials obtained, their use as an agent to reduce colloidal quantities in the production of steam
FI119481B (en) Cellulose particles modified with cationic polyelectrolytes, process for making them and use in the manufacture of paper and paperboard
EP3774948A1 (en) Method for producing anionic polymers and use as resistance agents in a paper-making method
You et al. Fabrication of a novel high-performance leather waste-based composite retention aid
JP2002526681A (en) Acidic colloids in fine particle systems used in papermaking
Krishnaswamy et al. Recent advances in cationic and anionic polysaccharides fibers
JP2021506585A (en) Methods for treating aqueous feeds by levitation separation of dissolved gases
McNeal et al. Imaging of macromolecular events occurring during the manufacture of paper
Sang et al. The adsorption of cationic PVA on cellulose fibres and its effect with polyelectrolyte complex on paper strength
JP2003166118A (en) Binder fibrous material

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 119481

Country of ref document: FI