FI85045C - Papper innehaollande fyllnadsmedel. - Google Patents

Description

85045 Täyteainetta sisältävä paperi -

Papper innehallande fyllnadsmedel Tämä keksintö koskee täytettyä paperia ja sen valmistusta .

Paperin täyttäminen täyteaineilla on tavanomaista esimerkiksi sen opasiteetin, vaaleuden ja painettavuuden parantamiseksi ja/tai sen hinnan alentamiseksi (täyteaineet ovat tavallisesti halvempia kuin selluloosakuidut, jotka ne korvaavat). Täyteaineiden käytön haittapuolena on se, että ne huonontavat paperin lujuutta ja muita ominaisuuksia. Tämä on asettanut rajat sille täyteaineo-suudelle, joka paperiin voidaan sisällyttää.

Täyteaineet asettuvat normaalisti paperirainaan silloin kun se formatoituu paperikoneen viiralla. Tämä aikaansaadaan siten, että täyteaine lisätään paperin sulp-pususpensioon, jolloin sulpun suotautuessa viiralla siihen suspensoituneet täyteainehiukkaset jäävät syntyvään märkään kuiturainaan. Ongelmana tällaisessa systeemissä on se,, että melko suuri osuus täyteaineesta joutuu viiran läpi suotautuvan veden mukaan jäämättä rainaa, minkä vuoksi se joutu potentiaalisesti hukkaan. Tämä ongelma on erityisen vakava suhteellisen kevyillä papereilla. Vaikka häviötä voidaankin pienentää huomattavassa määrin käyttämällä tätä suotautunutta vettä uudelleen paperisulppua edelleen valmistettaessa, lisää rainan epätäydellisen retention tuloksena oleva täyteainehäviö merkittävästi paperin valmistuskustannuksia.

Koska paperimassa, täyteaineiden ja energian hinta on noussut, on nähty paljon vaivaa pyrittäessä kehittämään tekniikkaa, jonka avulla saavutettaisiin suuremmat täyte-ainemäärät ilman että paperin ominaisuudet, erityisesti lujuus ja jäykkyys, eivät hyväksyttävissä määrin huonone, ja/tai saavutettaisiin kasvanut täyteaineen retentio rainan formatoitumisen aikana paperikoneen viiralla.

Tällaisiin tekniikkoihin on pääasiassa kuulunut täy- 2 85045 teainehiukkasten ja joskus myös paperikuitujen käsittely yhdellä tai useammalla luonnon tai synteettisellä polymeerillä. Nämä polymeerit voivat olla varattuja vuorovaikutuksen aikaansaamiseksi täyteainehiukkasten ja/tai paperikuitujen välille, jotka kummatkin itse ovat tavallisesti negatiivisesti varattuja ollessaan suspensiona paperi-sulpussa. Yleiskatsaus asiaan on esitetty luvussa J.E. Unbehend ja K.W. Britt: "Retention Chemistry", joka on osa teosta "Pulp and Paper - Chemistry and Chemical Technology", Third Edition, toim. James P. Casey, volume 3, (Chapter 17). Tässä luvussa käsitellään inter alia pienimoolimassaisen kationisen polymeerin ja sitä seuraa-van suurimoolimassaisen anionisen polymeerin peräkkästä käyttöä, minkä esitetään tarjoavan erityisiä etuja.

Patenttikirjallisuus sisältää myös lukuisia ehdotuksia täyteaineen käsittelemiseksi, ja joskus myös kuitujen käsittelemiseksi. Seuraavaksi hahmotellaan esimerkinomaisesti muutamia näistä ehdotuksista: - (i) GB-patentti 1347071 käsittelee täyteaineiden käsittelyä kationisilla ja anionisilla tärkkelyksillä tarkoituksena päällystää täyteainehiukkaset koaguloidulla tai seostetulla tärkkelysseoksella. Päällystetyn täyteaineen ilmoitetaan omaavan parantuneet retentio-ominaisuu-det. Paperikuitujen minkäänlaista esikäsittelyä polymeereillä ei ole esitetty.

(ii) GB-patentti 1497280 käsittelee täyteainehiukkasten käsittelyä anionisella polymeerisellä flokkulantilla ja vastavaikuttavalla anionisella deflokkulantilla. Tämän käsittelyn aikana voi olla läsnä paperikuituja, ja sulp-pulisäyksenä kuitu/täyteaineseokseen voidaan lisätä kationista polymeeristä retention apuainetta kuten polyak-ryyliamidia tai kationista tärkkelystä. Esitetyn käsittelyn ilmoitetaan aikaansaavan parantuneen lujuuden annetulla täytetasolla ja tästä syystä mahdollistavan suuremman määrän suhteellisen halpaa täyteainetta lisäämisen 3 85045 tietyn lujuiseen paperiin, mikä johtaa huomattaviin taloudellisiin etuihin. Minkäänlaista kuvausta täyteaineen ja paperikuitujen erillisestä käsittelystä polymeerisillä aineilla tai täyteaineen esikäsittelystä kationisella polymeerisellä aineella ei ole esitetty.

(iii) GB-patentti 1505641 käsittelee täyteainehiuk-kasten käsittelyä anionisella lateksilla, mahdollisesti sen jälkeen kun se on käsitelty kationisella polymeerillä kuten kationisella tärkkelyksellä. Tämän käsittelyn ilmoitetaan mahdollistavan suuremman täyteaineosuuden lisäämisen paperiin ilman mekaanisten ominaisuuksien merkittävää huononemista. Minkäänlaista paperikuitujen esikäsittelyä polymeer(e)illa ei ole kuvattu.

(iv) GB-patentti 1552243 käsittelee täyteainehiukkas-ten käsittelyä varatuilla polymeereillä, esim. suurimoo-limassaisilla akryyliamidipolymeereilla tai kopolymee-reilla täyteaine/polymeerikonglomeraatin muodostamiseksi käytettäväksi paperin täyteaineena. Täyteainetta käsiteltäessä voi läsnä olla polymeerisiä märkä- tai kuivalujia hartseja. Sitten käsitelty täyteaine sekoitetaan paperi-kuituihin, minkä jälkeen voidaan lisätä polymeerisiä retention apuaineita. Tämän jälkeen muodostetaan paperirai-na normaalilla tavalla. Käsitellyn täyteaineen käytön ilmoitetaan sallivan paperin täyteainepitoisuuden lisäämisen olennaisesti vaikuttamatta paperin fysikaalisiin lujuusominaisuuksiin .

(v) GB-patenttihakemuksessa 2016498A kuvataan täyte-ainehiukkasten käsittelyä samanaikaisesti inter alia kationisella polyakryyliamidilla ja anionisella tärkkelyksellä sekä näin käsitellyn täyteaineen käyttöä paperin täyttämiseen. Tuloksena ilmoitetaan olevan erinomainen retentio. Minkäänlaista paperikuitujen käsittelyä poly-meer(e)illa ei ole kuvattu.

(vi) EP-patenttihakemuksessa 50316 kuvataan täyteai-nehiukkasten käsittelyä tavanomaisella paperin orgaani- 4 85045 sella sideaineella ja kationisella polymeerisellä flokku-lantilla ennen niiden sekoittamista kuitujen kanssa. Kuidut voidaan esikäsitellä anionisella polymeerisellä retention apuaineella.

(vii) EP-patenttihakemuksessa 60291A, joka vastaa kansainvälistä hakemus julkaisua WO/01020, kuvataan katio-nisen tärkkelyksen reaktiota anionisen polyelektrolyytin kanssa "amfoteerisen liman" muodostamiseksi, joka sitten sekoitetaan täyteaineen ja/tai paperikuitujen kanssa, minkä jälkeen lisätään pintavaraukseltaan suurta epäorgaanista polymeeriä osittain dehydratoidun limageelipääl-lystetyn täyteaine/kuiturakenteen muodostamiseksi, jota sitten käytetään paperinvalmistuskoostumuksessa. Tämän ilmoitetaan aikaansaavan hyvän täyteaineen retention ja sillä ilmoitetaan saatavan lujaa ja suuritäyteainepitois-ta paperia. Yleisesti ottaen vastaavia ehdotuksia varattujen polymeerien erilaisia yhdistelmiä käyttämällä voidaan löytää ruotsalaisista patenttihakemuksista 8201545A, 8201596A ja 8205592A.

(viii) Kansainvälisessä patenttihakemuksessa WO/02635 kuvataan spesifisen substituutioasteen omaavan kationisen tärkkelyksen, spesifisen moolimassan omaavan anionisen polymeerin ja kationisen synteettisen polymeerin lisäämistä täyteainetta sisältävään paperisulppuun retention parantamiseksi. Mitään kuvausta täyteaineen ja kuitujen erillisestä käsittelystä ei ole esitetty.

(ix) US-patentissa 4487657 (jota vastaa EP-patentti-hakemus 6390A) kuvataan epäorgaanisen flokkulantin tai orgaanisen polymeerisen flokkulantin lisäämistä täyteaineen ja kuitujen vesisuspensioon, jota seuraa orgaanisen sideaineen lisäys, jota seuraa vielä flokkulantin lisäys. Mitään kuvausta täyteaineen ja kuitujen erillisestä käsittelystä ei ole esitetty.

(x) EP-patenttihakemuksessa 3481A on kuvattu täyteaineen ja ionisesti stabiloidun varatun lateksin vesiseok- 5 85045 sen lisäämistä kuitujen vesisuspensoon, jota seuraa syntyneen seoksen destabilointi esimerkiksi varattua polymeeriä käyttämällä. Sen jälkeen muodostetaan paperiraina tavallisella tavalla. Myös normaaleja paperin lisäaineita voidaan käyttää.

(xi) GB-patenttihakemuksessa 2085492 kuvataan ionisen lateksin ja ainakin yhden kationisen polymeerin lisäämistä täyteaine/kuitu-vesisuspensioon, joka sitten suotaute-taan normaalilla tavalla vahvasti täytetyn paperirainan valmistamiseksi, joka on sopiva käytettäväksi hyvänlaatuisena hienopainopaperina. Mitään kuvausta täyteaineen ja kjitujen erillisestä käsittelystä ei ole esitetty.

(xii) Japanilaisessa kuulutus julkaisussa 55-163298 kuvataan täyteaineen esikäsittelyä kationisella polyak-ryyliamidilla ja kuitujen esikäsittelyä anionisella poly-akryyliamidi11a, minkä jälkeen käsitellyt täyteaine ja kuidut sekoitetaan ja muodostetaan paperiraina tavanomaisella tavalla. Paperin pintalujuuden ilmoitetaan parantuneen .

(xiii) DE-hakemusjulkaisussa 3412535A kuvataan polysakkaridin, esimerkiksi kationisen tärkkelyksen, ja synteettisen retention apuaineen lisäämistä paperimassasus-pensioon. Ennen paperirainan muodostamista tavanomaisella tavalla, massasuspensioon voidaan lisätä esikäsiteltyä täyteainetta, esim. täyteainetta, joka on anionisest dis-pergoitu ja sitten käsitelty kationisella tärkkelyksellä.

Patenttikirjallisuus sisältää myös ehdotuksia paperi-kuitujen käsittelemiseksi paperin lujuuden parantamiseksi. Esimerkiksi US-patenteissa 3660338, 3677888, 3790514 ja 4002588 on kuvattu paperikuitujen käsittelyä "polysuo-lakoaservaatei11a", jotka on johdettu sekoittamalla anio-nisten ja kationisten polyelektrolyyttien laimeita liuoksia. Tällä ilmoitetaan aikaansaatavan kuivalujuudeltaan parannettua paperia. EP-patenttihakemuksessa 100370A kuvataan anionisen polymeeriliuoksen sekoittamista kationi- 6 85045 sen polymeeri liuoksen kanssa ja sitten syntyneen seoksen lisäämistä paperikuituihin. Tällä ilmoitetaan aikaansaatavan lujuudeltaan erinomaista paperia. EP-patenttihake-muksessa 921A kuvataan negatiivisesti varattujen paperi-kuitujen käsittelyä seoksella, jossa on kationista lateksia ja anionista polymeeriä ja näin käsiteltyjen kuitujen käyttöä lujuudeltaan hyvän paperikomposiitin valmistukseen. EP-patenttihakemuksessa 9665A kuvataan anionisen liima-aineen ja kationisen retentioaineen lisäämistä mas-sasuspensioon, joka voi myös sisältää täyteainetta. Ilmoitetaan saatavan mekaanisilta ominaisuuksiltaan hyvää paperia. GB-patentissa 1177512 kuvataan paperikuitujen käsittelyä peräkkäin kationisella komponentilla, joka sisältää sekä aluminium-ioneja että kationista polymeeriä, ja anionisella komponentilla, joka sisältää anionista polymeeriä. Tällä ilmoitetaan saatavan suotautumisominai-suuksiltaan parantunut märkäraina. US-patentissa 3146157 kuvataan polysulfonium- ja polykarboksylaattihartsien käyttöä kuitujen käsittelyyn lujuudeltaan paremman paperin saamiseksi. Ei mikään näistä julkaisuista, joissa kuvataan kuitujen käsittelyä paperin lujuuden parantamiseksi, sisällä myös kuvausta täyteaineiden käsittelmisestä polymeereillä.

Lindströmin ja Kolsethin artikkelissa "The superfil-led paper with rattle" julkaisussa "Paper", 5.12.1983, on esitetty, että suuritäyteainepitoista ja suuri lujuuksista paperia voidaan saada käsittelemällä täyteaine/kuituseos sekä kationisella tärkkelyksellä että anionisella polyak-ryyliamidilla tai muilla kationinen polymeeri/anioninen polymeeri-yhdistelmillä. Vastaava mutta jonkin verran pitempi artikkeli on julkaistu julkaisussa STFI Kontakt,

No. 3/82, sivuilla 3-5.

Muita ehdotuksia täyteaineiden ja/tai kuitujen käsittelemiseksi luonnon tai synteettisillä polymeereillä retention tai paperin lujuuden parantamiseksi ja/tai muiden 7 85045 vaikutusten aikaansaamiseksi voidaan löytää esim. GB-pa-tenttijulkaisuista 11282551, 1353015, 1371600, 1429796, 1451108, 1527077, 1581548, 2001088A, 2009277A, 2016498A ja 2125838A, US-patenteista 2943013 ja 3184373, EP-pa-tenttijulkaisuista 41056A, 80986A ja 132132A ja kansainvälisestä patenttihakemuksesta WO 86/00100 (julkaistu tämän prioriteettipäivämäärän jälkeen).

Suurella osalla aikaisempia ehdotuksia on koettu se ongelma, että vaikka menetelmät vaikuttavat lupaavilta laboratoriomittakaavassa tai huolellisesti kontrolloiduissa suurempimittakaavaisissa koeoloissa, niiden suorituskykyä ei onnistuta säilyttämään säännönmukaisessa tuotannossa paperikoneella, jossa esiintyy suuria leikkaus-voimia. Lisäongelmana on, että tarvittavat polymeerit ovat yleensä kalliita, minkä vuoksi niitä voidaan käyttää vain pieninä määrinä, jotka ehkä ovat epäasianmukaisia merkittävien etujen saavuttamiseksi. Kuitenkin ainakin osa edellä siteeratuissa julkaisuista kuvatusta tekniikasta on oletettavasti kaupallisessa käytössä ja on mahdollistanut edistyksen suhteessa aikaisemmin määriteltyihin tarkoituksiin. Lisäkehitys on kuitenkin yhä mahdollista, ja se on tämän keksinnön kohteena.

Tämä keksintö perustuu siihen yllättävään havaintoon, että on saavutettavissa etuja, jos sekä täyteaine että paperikuidut käsitellään varatuilla polymeereillä erikseen ennen niiden sekoittamista, ja jos täyteaineen polymeerikäsittelyyn sisältyy kahden vastakkain varatun polymeerin käyttö yhden varatun polymeerin sijasta. Asiaankuuluvia mekanismeja ei vielä ole sitovasti tunnistettu, mutta oletetaan, että tärkeänä piirteenä keksinnössä on varattujen polymeerien, joilla täyteaine ja kuidut on käsitelty, faasierottumisen tapahtuminen siten, että syntyy polymeerin konsentroituminen polymeeri-rikkaassa faasissa, jolloin täyteaine ja kuidut voivat sitoutua toisiinsa. Tämän polymeeririkkaan faasin olete- 8 85045 taan myös lisäävän kuitujen sisäisiä sidoksia lopullisessa paperirainassa. Faasierottumisen tuloksena olevan polymeerin konsentroitumisen uskotaan johtavan kasvaneeseen hyötysuhteeseen ja tehokkuuteen sekä pienempään hävikkiin verrattuna edellä kuvattuihin tekniikan tason prosesseihin, joissa myös käytetään polymeerejä täyteaineen retention ja/tai paperin lujuuden parantamiseen.

On selvästi nähtävissä, ettei missään edellä mainituista lukuisista tekniikan tason ehdotuksista ole kuvattu sellaista menetelmää, kuin mitä edellisessä kappaleessa on kuvattu.

Siten tämän keksinnön kohteena on ensinnäkin menetelmä täytetyn paperin valmistamiseksi paperikuiduista ja täyteaineesta, jolloin siihen kuuluu vaiheet, joissa: a) paperikuidut käsitellään varatulla synteettisellä polymeerillä vesiväliaineessa; b) täyteaine käsitellään varatulla synteettisellä polymeerillä, jonka varauspolaarisuus on sama kuin vaiheessa a) käytetyllä polymeerillä, erikseen vesiväliaineessa; edellyttäen että jos täyteaineen käsittelemiseksi käytetty synteettinen polymeeri on anioninen, se on paperinvalmistuksen flokkulantti tai retentioapuaine c) täyteaine käsitellään vielä lisäksi varatulla polymeerillä, jonka varauspolaarisuus on vastakkainen verrattuna vaiheissa a) ja b) käytettyyn polymeeriin ja polymeereihin, d) käsitellyn täyteaineen ja käsiteltyjen paperikui-tujen vesisuspensiot vaiheista a)-c) sekoitetaan paperi-sulpun muodostamiseksi, laimentaen tarpeen mukaan ennen sekoitustoimenpidettä, sen aikana tai sen jälkeen; ja e) paperisulppu suotautetaan täytetyn paperirainan muodostamiseksi.

9 85045 Tämän keksinnön kohteena on myös juuri määritellyllä menetelmällä valmistettu täytetty paperi.

Vaiheen a) ja vaiheen b) käsittelyissä käytetyt polymeerit ovat sopivasti samoja, mutta periaatteessa niiden ei tarvitse sitä olla, tietenkin sillä edellytyksellä että niiden varauspolaarisuus on sama.

Varattu polymeeri, jota käytetään edellisissä vaiheissa a) ja b) kuitujen tai vastaavasti täyteaineen käsittelyyn, voi olla joko positiivisesti tai negatiivisesti varattu. Koska täyteainehiukkaset ja kuidut ovat itsessään normaalisti heikosti negatiivisesti varattuja vesisuspensiossa ollessaan, voisi ensi silmäyksellä olettaa että negatiivisesti varatun polymeerin ja suspensoitunei-den täyteainehiukkasten tai kuitujen välinen keskinäinen poistovoima estäisi niiden tehokkaan käsittelyn negatiivisesti varatulla polymeerillä vaiheissa a) ja b) tässä j' menetelmässä, mutta käytännössä näin ei ole havaittu ole van asianlaita. Itse asiassa negatiivisesti varatun polymeerin käyttö vaiheissa a) ja b) on joissakin tapauksissa havaittu suositelluksi suoritusmuodoksi.

Täyteaineen tai paperikuitujen käsittelyn vaiheissa a) ja b) vaikutuksen oletetaan ainakin useimmissa tapauksissa olevan sellainen, että käsittelypolymeeri adsorboituu tai muuten liittyy täyteainehiukkasten tai kuitujen pintaan (huolimatta polymeerin varauksen polaarisuudesta tai täyteaineen tai kuitujen varauksen polaarisuudesta). Tämä aikaansaa tai ainakin sen tarkoituksenmukaisesti voidaan katsoa aikaansaavan sellaisen vaikutuksen, että nettovarauksen polaarisuus vastaa käsittelypolymeerin 10 85045 vastaavaa. Polymeeriin liittyvä varaus joko ylittää tai vahvistaa täyteainehiukkasten tai kuitujen alkuperäistä varausta.

Oletetaan, että vaiheen c) käsittelyn aikana tapahtuu vuorovaikutusta positiivisesti ja negatiivisesti varattujen polymeerien välillä. Tämän on ajateltu aikaansaavan faasierotuksen, jolloin muodostuu suhteellisen polymeeri-rikas faasi ja suhteellisen polymeeriköyhä faasi (edellyttäen että konsentraatio ja muut olot ovat sopivia, mitä käsitellään jäljempänä). Syntyneen polymeeririkkaan faasin oletetaan konsentroituvan tai saostuvan suspensoi-tuneiden täyteaine- tai kuituhiukkasten ympärille, luultavasti vapaaenergia-syistä, ts. faasierottunut tuote, sen ollessa suhteelleen hydrofobinen, ympäröi täyteaine-hiukkaset tai kuidut niiden rajapinnan vesimolekyylien kanssa minimoimiseksi.

Oletetaan, että käsitellyn täyteaineen ja käsiteltyjen kuitujen sekoittaminen vaiheessa d) lisää edelleen polymeerivuorovaikutusta ja faasierotusta. Tämä täydentää polymeeririkkaan faasin määrää, jota saattaa jo olla läsnä vaiheen c) käsittelyn tuloksena.

Tämän lisäfaasierottumisen edistämiseksi vaiheissa a)-c) käytettyjen käsittelypolymeerien määrät tulisi yleensä valita siten, että vaiheesta c) saadun polymeeri-käsitellyn täyteaine- tai kuitusysteemin polaarisuus on vastakkainen verrattuna vaiheesta a) tai vastaavasti vaiheesta b) saadun polymeerikäsitellyn kuitu- tai täyteai-nesysteemin vastaavaan. Muodostuneen polymeeririkkaan faasin on ajateltu konsentroituvan tai saostuvan läsnäolevan täyteaineen ja kuitujen ympärille samoista syistä kuin edellä täyteaineen käsittelyn yhteydessä esitetyt. Jos jostakin syystä vaiheen c) käsittelyn tuloksena ei tapahdu minkäänlaista faasierottumista, tätä seuraava sekoitus vaiheen d) aikana tarjoaa vielä tilaisuuden faa-sierotukseen.

n 85045

Edellinen eri käsittelyvaiheisiin sisältyvien mekanismien selitys on tarkoitettu ainoastaan asian ymmärtämisen helpottamiseksi. Samalla kun se edustaa hakijoiden nykyistä käsitystä menetelmästä, tämä käsitys ei vielä ole täydellinen, eivätkä hakijat sen vuoksi halua sitoutua annettuun selitykseen.

Polymeeriliuosten faasierottuminen polymeeririkkai-siin ja polymeeriköyhiin faaseihin on itsessään hyvin tunnettu ilmiö, joka on löytänyt kaupallista käyttöä esim. mikrokapselointitekniikassa. Faasierottumisen, jonka tässä menetelmässä on uskottu tapahtuva, arvellaan oleva neste-neste-faasierottuminen ennemminkin kuin saostuminen, flokkuloituminen tai agglomeroituminen, jotka muodostavat kiinteän faasin, vaikkakaan hakijat eivät jälleen halua sitoutua nykyiseen ymmärtämykseensä asiaan kuuluvista mekanismeista. Koaservaatio on esimerkiksi neste-neste-faasierottumisesta, ja sen on arveltu sisältyvän tähän menetelmään, ainakin sen suositelluissa suoritusmuodoissa. Koaservaation täsmällinen määritteleminen on kuitenkin viime aikoina ollut melkoisen kiistan kohteena, eikä tätä termiä sen vuoksi ole käytetty tätä menetelmää määriteltäessä. Kuitenkin tätä menetelmää suori- i2 8 5 0 45 tettaessa tulisi ottaa huomioon koaservaatiotekniikassa merkittäväksi tunnetut tekijät, esim. käytettyjen polymeerien konsentraatio. Taustainformaatiota koaservoinnis-ta on saatavissa lukuisista patenteista, jotka koskevat mikrokapselointia koaservaatiolla, esimerkkeinä US-paten-tit 2800457 ja 2800458.

Kuten hyvin tiedetään, konsentraatiolle, jossa neste-nestefaasierottuminen voi tapahtua, on olemassa yläraja, ainakin jos tähän liittyy koaservaatio. Vaikkakaan tämän ylärajan tarkkaa suuruutta ei varmuudella tiedetä, se on luultavasti alueella 10 paino-%. Tämän menetelmän ne vaiheet, joihin on oletettu sisältyvän faasierottuminen, tulisi siten suositeltavasti suorittaa alle 10 %:n, suosi-teltavasti alle noin 5 %:n polymeerikonsentraatioissa.

Käytäntöä tämä ehto tuskin rajoittaa. Polymeerit maksavat yleensä paperikuituja enemmän, ja taloudellisista syistä polymeerien suhteen kuituihin on oltava hyvin pieni. Ottaen huomioon paperinvalmistusprosessin hyvin pienen kuitukonsentraatiot, polymeerikonsentraatio on todennäköisesti aina reilusti sillä alueella, joka neste-nestefaasierotukseen tarvitaan. Tällaiset tarkastelut eivät välttämättä estäisi suurempien polymeerikonsentraati-oiden käyttöä täyteaineen ja kuitujen käsittelyvaihessa, muttä käytännössä tekisivät viskositeettitarkastelyt yli 5 %:n konsentraatioiden käytön näissä vaihessa epätodennäköiseksi.

Vielä eräs huomioonotettava tekijä on käytettyjen polymeerien varauksen voimakkuus. Faasierottumisen tulisi tapahtua silloin kun yhden polymeerin laimeata liuosta (esim. 3 paino-%) lisätään toisen polymeerin laimeaan liuokseen. Jos kummatkin polymeerit ovat hyvin vahvasti varattuja, voi muodostua sakka, joka tässä menetelmässä on katsottu yleensä ei-toivottavaksi. Jos kummatkin polymeerit ovat vain heikosti varattuja, voi faasierottuneen tuotteen saanto tällöin olla hyvin pieni. Edullisinta 13 85045 tässä menetelmässä on siten tällaisten äärimmäisyyksien välttäminen.

Kun yhden polymeeriliuoksen lisääminen toiseen jatkuu, faasierottuneen tuotteen saanto kasvaa. Tätä voidaan tarvittaessa seurata näiden kahden faasin analyysilla. Maksimi faasierotuksen on arveltu tapahtuvan suunnilleen varaustasapainoasemassa. Jos polymeerien varaukset ovat voimakkuudeltaan erilaisia, on oletettavaa, että tarvittaisiin suurempi määrä heikosti varautunutta polymeeriä ja pienempi määrä vahvasti varautunutta polymeeriä. Kaupalliselta kannalta tämä olisi sopivaa, koska vahvasti varatut polymeerit ovat yleensä kalliita, ja pääosa faa-sierottuneesta tuotteesta muodostuisi halvemmasta heikosti varatusta polymeeristä. Siten tässä menetelmässä on suositeltavaa käyttää suhteellisen suurta määrää suhteellisen heikosti varattua polymeeriä ja suhteellisen pientä määrää suhteellisen voimakkaasti varattua polymeeriä. Useimmat anioniset ja kationiset tärkkelykst ovat esimerkkejä heikosti varatuista polymeereistä. Monen polymeerit ja hartsit, joita myydään paperinvalmistukseen re-tentioapuaineina ja/tai flokkulantteina, esim. poistove-den käsittelyyn, ovat esimerkkejä vahvasti varatuista polymeereistä.

On tärkeää huomata, että pH voi lisätä tai vähentää annettua varausta. Esimerkiksi happamassa liuoksessa ka-tionisen polymeerin kationinen luonne voimistuu ja anio-nisen polymeerin anioninen luonne heikkenee. Alkalisessa liuoksessa tilanne on päinvastainen. Näitä vaikutuksia voidaan mahdollisesti käyttää apuna tätä menetelmää sovellettaessa tai säädettäessä.

Vaikka tässä menetelmässä voidaankin käyttää suurta joukkoa kationisia polymeerejä ja suurta joukkoa anioni-sia polymeerejä, tulisi huomata, että kationisten ja ani-onisten polymeerien kaikki mahdolliset yhdistelmät eivät toimi tyydyttävästi. Elleivät käytetyt polymeerit esimer- 85045 kiksi varausten voimakkuuksiensa suhteen ole hyvin yhteensovitettuja, hyviä tuloksia ei saavuteta. Ohjeita sopivista polymeerikombinaatioista on tietysti saatavissa myöhemmistä yksityiskohtaisista suoritusesimerkeistä. Sellaiset tekijät kuin käytetyn polymeerin konsentraatio ja määrät on myös tietysti otettava huomioon arvioitaessa jonkin erityisen polymeeriyhdistelmän sopivuutta.

Kationisia polymeerejä, joita tässä menetelmässä voidaan käyttää, ovat esimerkiksi polyakryyliamidit ja amiini/amidi/epikloorihydriinikopolymeerit ("AAE-kopoly-meerit"), erityisesti ne, joita myydään käytettäväksi paperinvalmistuksen retentioapuaineina tai flokkulantteina, tärkkelykset, erityisesti ne, joita myydään käytettäväksi paperin lujuutta lisäävinä aineina, polymeeriset kvater-naariset ammoniumyhdisteet kuten poly(diallyylidimetyyli-ammoniumkloridi) ("DAMAC"-polymeeri) ja polyamiinit.

Vaikka sitä yleisesti käytetään kationisena polymeerinä koaservaatiomenetelmissä, gelatiini ei yleensä sovi tässä menetelmässä käytettäväksi, koska se pyrkii geeliytymään vallitsevassa lämpötilassa jo pienissä konsentraatioissa.

Anionisia polymeerja, joita voidaan käyttää, edellyttäen että ne ovat yhteensopivia tässä selitetyn menetelmän kanssa, ovat esimerkiksi polyakryyliamidit, erityisesti sellaiset, joita myydään käytettäväksi paperinvalmistuksen retentioapuaineina tai flokkulantteina, tärkkelykset, erityisesti ne, joita myydään paperin lujuutta lisäävinä aineina, muut modifioidut polysakkaridit, esimerkiksi kumit, karboksimetyyliselluloosa ja maleiinianhydridin kopolymeerit etyleenin, vinyylimetyylieetterin tai muiden monomeerien kanssa. Arabikumi näyttäisi myös olevan käyttökelpoinen, vaikka sen saatavuus pyrkii olemaan epävarmaa, ja se voi olla kuorten ym. likaama ja voi siten vaatia edeltävää suodatusta tai muuta käsittelyä.

Kun anionista tai kationista paperinvalmistuksen re-tentioapuainetta tai flokkulanttia käytetään vaiheiden (a) ja (b) käsittelyihin, on polymeerin määrä, jota käy- is 85045 tetään vaiheen (a) kuitujen käsittelyyn, suositeltavasti ainakin 0,15 paino-%, suositeltavammin 0,2 - 0,4 paino-%, laskettuna kuitujen kuivapainosta, ja määrä, jota käytetään vaiheen (b) täyteaineen käsittelyyn, on suositelta-vasti ainakin 0,1 paino-%, suositeltavammin 0,2 tai 0,3:sta 1,0 paino-%:iin, laskettuna täyteaineen kuivapainosta. Vaiheen (c) käsittelyssä käytetyn anionisen tai kationisen tärkkelyksen määrä on suositeltavasti ainakin 4 paino-%, suositeltavammin 5- tai 8-10 paino-%, laskettuna täyteaineen kuivapainosta. Retentioaineen tai flokkulantin kuivapainosuhde tärkkelykseen on suositeltavasta 1:6 - 1:40, suositeltavammin 1:6 - 1:14, kun kyseessä on kationinen retentioaine tai flokkulantti ja anioninen tärkkelys, ja 1:12 - 1:100, suositeltavammin 1:24 - 1:40, kun kyseessä on anioninen retentioaine tai flokkulantti ja kationinen tärkkelys.

Suositellun polymeerikonsentraation vesiväliaineessa, jota käytetään sekä täyteaine- että kuitukäsittelyyn, on tähän asti havaittu olevan aina noin 5 paino-%:iin asti, esim. 4 paino-%, kun kyseessä ovat suhteellisen pienimoo-limassaiset polymeerit, esim. AAE-kopolymeerit tai katio-niset tai anioniset tärkkelykset, mutta vain noin 0,5 paino-% suurempimoolimassaisille polymeereille kuten ka-tionisille tai anionisille polyakryyliamideille. Täyteai-nesuspension kiintoainepitoisuus täyteainekäsittelyn aikana on tyypillisesti aina noin 35 paino-%:iin asti, esim. 15 - 25 paino-%. Käsittelyn jälkeen käsitelty täy-teainesuspensio lisätään käsiteltyyn kuitususpensioon missä tahansa sulpunvalmistus- tai syöttövirtauksen eri kohdista, esimerkiksi sekoituslaatikossa, sekoituksen tai jauhamisen jälkeen, konekyypissä tai sekoituspumpussa. Lisäys on tähän asti havaittu suositeltavaksi suorittaa juuri turbulenssialueen jälkeen sulpunvalmistus- tai syöttövirtausjärjestelmässä, esimerkiksi jauhimien jälkeen. Kulloinkin kyseessä olevan käsittelysysteemin ja 16 850 45 paperikoneen optimi lisäyskohta voidaan määrittää rutiini-kokeiden avulla.

Vaikka täyteaine ja kuidut valmistetaan vastaaviksi vesisuspensioiksi normaalisti ennen polymeerikäsittelyä, olisi periaatteessa mahdollista lisätä kuiva täyteaine tai kuivat kuidut suoraan polymeerin vesiliuokseen.

Vaikka käsitellyn täyteaineen ja käsiteltyjen kuitujen sekoittaminen suositeltavasti suoritetaan sen jälkeen, kun kuitususpensio on laimennettu paperinvalmistus-sakeuteen, olisi periaatteessa mahdollista suorittaa se-koitustoimenpide ennen tällaista laimentamista. Jos tämä tehdään, polymeerikonsentraatiot eivät saattaisi johtaa faasierottumiseen, joka sen tähden tapahtuisi vasta laimennettaessa .

Vaikka laimentamiseen on edellä viitattu tekijänä, joka mitä todennäköisemmin vaikuttaa faasierottumiseen, on alalla hyvin tunnettua, että faasierottuminen voidaan aiheuttaa tai sitä voidaan edistää myös muilla keinoilla, esim. pH-säädöllä tai suolalisäyksellä. Tällaisia keinoja voidaan periaatteessa myös käyttää tässä menetelmässä.

Tässä menetelmässä käytetty täyteaine voi olla mikä tahansa paperiteollisuudessa tavanomaisesti käytetty, esim. kaoliini, kalsiumkarbonaatti, talkki, titaanidioksidi, alumiinisilikaatti, jne. Täyteaineen painosuhde käytettyyn käsittelypolymeerin kokonaismäärään on tyypillisesti noin 12:1 - 15:1, vaikka tämä tietysti riippuu kulloinkin käytetyistä polymeereistä.

Tämän menetelmän rainanmuodostusvaihe, ts. vaihe (e), voidaan suorittaa kaikissa tavanomaisissa paperikoneissa, esimerkiksi tasoviirakoneessa.

Tässä menetelmässä voidaan käyttää hapanta liimausta (ts. kolofoni/alunaliimausta) tai neutraalia/alkalista liimausta (esim. alkyyliketeenidimeeri- tai sukkiinian-hydridijohdannaisliimausta). Vaikka voimakkaasti varattujen kationisten lajien (Al3+) läsnäolon happamissa lii- i7 85045 majärjestelmissä voisi olettaa vaikuttavan läsnäoleviin varattuihin polymeereihin, tällä ei käytännössä ole havaittu olevan mitään merkittävää vaikutusta menetelmän toimintaan tai saadun paperin ominaisuuksiin.

Tämän keksinnön erityisen edullisena suoritusmuotona on saatu aikaan menetelmä täytetyn paperin valmistamiseksi paperikuidusta ja täyteaineesta, johon kuuluu vaiheet, joissa: a) paperikuidut käsitellään vesiväliaineessa kationi-sella synteettisellä polymeerillä; b) täyteaine käsitellään erikseen vesiväliaineessa kationisella synteettisellä polymeerillä; c) näin käsitelty täyteaine käsitellään anionisella polymeerillä; d) sekoitetaan vaiheesta (a) saadut käsiteltyjen pa-perikuitujen ja vaiheista (b) ja (c) saadut käsitellyn täyteaineen vesisuspensiot paperisulpun muodostamiseksi, laimentaen tarpeen mukaan ennen, jälkeen tai paperinval-mistustoiminnan aikana; ja e) suotautetaan paperisulppu täytetyn paperirainan muodostamiseksi.

Tämän erityisen suositellun menetelmän sekä vaiheissa (a) että (b) käytetty polymeeri on suositeltavasti katio-ninen retentioapuaine tai flokkulantti, esimerkiksi kati-oninen polyakryyliamidi tai kationinen amiini/amidi/epi-kloorihydriinikopolymeeri, ja vaiheessa (c) käytetty polymeeri on anioninen tärkkelys. Kationista retentioainet-ta tai flokkulanttia käytetään suositeltavasti määränä 0,2 - 1,0 paino-% vaiheissa (a) ja (b), laskettuna kuitujen ja täyteaineen kuivapainosta, ja anionista tärkkelystä käytetän määränä 5-10 paino-% laskettuna täyteaineen kuivapainosta.

Vielä eräänä erityisen suositeltuna suoritusmuotona tässä keksinnössä on aikaansaatu menetelmä täytetyn paperin valmistamiseksi paperikuiduista ja täyteaineesta, jo- 18 85045 hon kuuluu vaiheet, joissa: a) paperikuidut käsitellään vesiväliaineessa anioni-sella synteettisellä polymeerillä; b) täyteaine käsitellään erikseen vesiväliaineessa anionisella synteettisellä polymeerillä, joka on paperinvalmistuksen retentioapuaine tai flokkulantti; c) näin käsitelty täyteaine käsitellään kationisella polymeerillä; d) sekoitetaan vaiheesta (a) saadut käsiteltyjen pa-perikuitujen ja vaiheista (b) ja (c) saadut käsitellyn täyteaineen vesisuspensiot paperisulpun muodostamiseksi, laimentaen tarpeen mukaan ennen, jälkeen tai paperinval-mistustoiminnan aikana; ja e) suotautetaan paperisulppu täytetyn paperirainan muodostamiseksi.

Tämän vielä erään erityisesti suositellun menetelmän sekä vaiheissa (a) että (b) käytetty polymeeri on suosi-teltavasti anioninen retentioapuaine tai flokkulantti, esimerkiksi anioninen polyakryyliamidi, ja vaiheessa (c) käytetty polymeeri on kationinen tärkkelys. Anionista polymeeriä käytetään suositeltavasti määränä 0,2 - 0,4 paino-% vaiheissa (a) ja (b) kuitujen tai täyteaineen kuivapainosta laskettuna, ja kationista tärkkelystä käytetään määränä 8-10 paino-%, laskettuna täyteaineen kuivapainosta.

Seuraavaksi keksintöä havainnollistetaan oheisilla esimerkeillä, joissa kaikki osat ovat painon mukaan ellei muuta ole mainittu, ja joissa kaikki esitetyt retentioar-vot ovat keskimääräisiä ja perustuvat ainoastaan täyteaineen ja kuitujen kokonaispainoon:

Esimerkki 1 Tässä kuvataan menetelmä, jossa paperikuidut ja täyteaine käsitellään erikseen kationisella polymeerillä, ja jossa käsitelty täyteaine käsitellään sitten vielä anionisella polymeerillä ennen käsiteltyjen kuitujen ja täy-teaineen sekoittamista paperisulpun muodostamiseksi. Käy- 19 85045 tettiin kolmea erilaista polymeerikäsittelytasoa, ja suoritettiin myös kaksi kontrolliajoa tunnettua tekniikkaa soveltamalla.

a) Kuitujen käsittely

Valmistettiin kuitujen 4 %:nen vesisuspensio, joka sisälsi 20 kg kuituja kuivapainosta laskettuna. Kuidut käsittivät seoksen, jossa oli 70 % valkaistua eukalyptus-sulfaattimassaa ja 30 % valkaistua sekoitettua havupuu-sulfaattimassaa, ja joka oli jauhettu (yhdessä) noin 30 -35° Schopper-Riegler (SR) jauhatusasteeseen. Kuitususpen-sioon lisättiin samalla sekoittaen 1,66 kg kationisen amiini/amidi/epikloorihydriini(AAE)kopolymeerin ("Percol 1597", toim. Allied Colloids Limited, Bradford, Yhdistyneet kuningaskunnat) 5 %:sta vesiliuosta. Suspension AAE-kopolymeerimäärä oli 83 g, tai noin 0,4 % läsnäolevien kuitujen painosta laskettuna.

b) Täyteaineen käsittely

Valmistettiin 25 %:nen kalkkiliuos, joka sisälsi 15 kg kalkkia. Lisättiin X kg AAE-kopolymeerin ("Percol 1597") 5 %:sta vesisuspensiota, ja syntynyt seos sekoitettiin hyvin. Lisättiin Y kg anionisen tärkkelyksen 5 %:sta liuosta ("Solvitose C5", verkkoutettu karboksime-tyloitu maissitärkkelys, toim. Tunnel Avebe, Rainham, Yhdistyneet kuningaskunnat), ja seos sekoitettiin hyvin.

X:n ja Y:n määrät ja saadut polymeeripätoisuudet olivat seuraavat: X (kg) AAE-ko- AAE-ko- Y (kg) anioni- anioni- polym. polym. sen tärkk. sen paino % * paino (kg) tärkk.

_LSL>_ ajo 1 2,86 143 0,95 34 1,7 11,0 ajo 2 2,08 104 0,70 25 1,25 8,3 ajo 3 1,66 83_0,55 20 1,00_6,7 20 85045 * laskettuna kulloinkin kalkin painosta

Keskimääräiset painosuhteet täyteaine:anioninen tärkkelys :AAE-kopolymeeri (ja täyteaine:anioninen tärkkelys) ajoissa 1, 2 ja 3 olivat seuraavat: ajoi 105:12:1 (9:1) ajo 2 144:12:1 (12:1) ajo 3 180:12:1 (15:1) c) Täyteaine- ja kuitususpensioiden sekoittaminen/pa-perinvalmistus Käsitelty kalkkiliete lisättiin kuitususpensioon kolmena erilaisena lisäysmääränä pilot-mittakaavaisen taso-viirakoneen sekoituslaatikossa. Nämä lisäysmäärät olivat sellaiset, että syntyneet sulput sisälsivät noin 21 %, 43 S ja 64 % kalkkia kuitujen ja kalkin kokonaispainosta laskettuna (tällaiset määrät ovat vain keskimääräisiä, koska niihin vaikuttaa systeemin eri pumppujen aikaansaaman virtauksen tasaisuus, joka ei ole täydellinen). Lisättiin alkyyliketeenidimeeriliima-ainetta ("Aquapel 2", toim. Hercules Ltd.) siten että alkyyliketeenidimeerin kokonaismäärä oli 6 g tai 0,03 % laskettuna kunkin sulpun sisältämien kuitujen painosta. Sitten nämä sulput suotau-tettiin tavoiteneliömassaltaan 100 gm"2:n ja 50 gm-2;n paperirainojen valmistamiseksi tavalliseen tapaan. Paperikoneen liimapuristimessa lisättiin 5 %:sta liuosta liuotettua tärkkelystä ("Amisol 5592", toim. CPC United Kingdom, Manchester, Yhdistyneet kuningaskunnat). Imeyty-misaste oli sellainen, että valmiin paperirainan liuos-tärkkelyspitoisuudeksi saatiin noin 2,5 %.

d) Kontrolli I - esiflokkuloitu täyteaine Lisättiin 2 kg polyakryyliamidiflokkulointiaineen ("Percol E24", toim. Allied Colloids Ltd.) 0,35 %:sta liuosta 25 %:seen kalkkilietteeseen, joka sisälsi 15 kg 2i 85045 kalkkia. Syntyneen seoksen polyakryyliamidimäärä oli 7 g, tai 0,047 %, laskettuna läsnäolevan kalkin painosta. Käsitelty kalkkiliete lisättiin sitten käsittelemättömään 4 %:seen kuitususpensioon, joka sisälsi 20 kg kuituja kuivana (sama seos kuin osassa (a) edellä kuvattu). Kalk-kilisäys tapahtui osassa (c) edellä kuvatun paperikoneen konekyypissä, ja se tehtiin kolmessa osassa, niin että saatiin samat kalkkipitoisuudet kuin osassa (c) edellä kuvattiin. Kukin seos laimennettiin paperinvalmistussa-keuteen ja liimattiin alkyyliketeenidimeerillä kuten osassa (c) edellä kuvattiin, jonka jälkeen niistä valmistettiin tavoiteneliömassaltaan 100 gnT^m ja 50 gm~^:n paperirainoja. Liimapuristinliimaus suoritettiin kuten osassa (c) edellä on kuvattu.

e) Kontrolli II - kationisella tärkkelyksellä käsitelty täyteaine 7 kg kationisen tärkkelyksen ("Amisol 5906", kvater-naarinen ammoniumsubstituoitu maissitärkkelys, toim. CPC United Kingdom) 5 %:sta liuosta lisättiin 25 %:seen kalk-kilietteeseen, joka sisälsi 15 kg kalkkia. Syntyneen seoksen tärkkelysmäärä oli 350 g, tai 2,3 % laskettuna läsnäolevan kalkin määrästä. Tämän jälkeen menettely oli kuten osassa (d) edellä on kuvattu, polyakryyliamidikäsi-tellyn kalkkilietteen sijasta käytettäessä tärkkelyskäsi-teltyä kalkki lietettä.

f) Saadut tulokset

Kullekin valmistetulle paperille suoritettiin täysi Sctrja standarditestejä, mukaanlukien tuhkapitoisuus (ts. täyttötaso tai rainaan jääneen täyteaineen määrä). Tuhkapitoisuudesta laskettiin keskimääräinen yhden suotautumi-sen täyteaineretentio (jota kutsutaan myös ensimmäisen suotautumisen retentioksi) (tämä arvo on vain keskimääräinen, koska se ei ota huomioon vaihteluita pumppuvir-tausmäärissä ja niiden vaikutusta sulpun täyteainemää-rään) .

22 85 0 45

Tuhkapitoisuusmääritysten tulokset ja niistä lasketut retentioarvot on esitetty taulukossa 1.

23 85045

Taulukko 1 -----)-—

Tavoite Täyteaineen Valm. Tuhka- Yhden suo- Täyteaine: neliö- tavoiteli- pit. taut. tärkkelys: massa- säys (%) retentio AAE-kopolym (g m ) (%) (%) suhde

Kontrolli I 16 76 — " II 14 67 21 Ajo 1 20 95 105:12:1 " 2 21 100 144:12:1 _" 3 1 23 | 100+» 180:12:1

Kontrolli I 25 58 — 100 " II 23 53 43 Ajo 1 34 79 105:12:1 "2 34 79 144:12:1 _“3 40 I 93 180:12:1

Kontrolli I 32 50 — " II 29 45 64 Ajo 1 42 66 105:12:1 " 2 40 63 144:12:1 _ " 3 | 47 1 73 180:12:1

Kontrolli I 13 62 — " II 13 62 21 Ajo 1 18 86 105:12:1 " 2 20 95 144:12:1 _" 3 1 18 I 86 180:12:1

Kontrolli I 22 51 50 " II 20 47 43 Ajo 1 28 65 105:12:1 ” 2 37 86 144:12:1 __" 3 | 33 I 77 180:12:1

Kontrolli i 27 42 " II 25 39 64 Ajo 1 30 47 105:12:1 " 2 37 58 144:12:1 _ ” 3 1 47 1 73 180:12:1

Laskettujen retentioarvojen, jotka ovat yli 100 %, arvioidaan * johtuvan epätasaisesta pumppjvirtauksesta, kuten edellä en esitetty.

24 8 50 45

Havaitaan, että keksinnön mukaisten menetelmien esimerkeissä saatiin korkeammat retentiotasot ja ne mahdollistivat suurempien täyttötasojen saavuttamisen. Parhaat tulokset saatiin täyteaine:tärkkelys:AAE-kopolymee-ri-suhteilla 144:12:1 ja 180:12:1 (täyteaine:tärkkelys-suhteet 12:1 ja 15:1).

Lujuustestien (puhkaisuindeksi, katkeamispituus, jäykkyys, jne.) tulokset osoittivat, että keksinnön mukaisille papereille saatiin tyydyttävät ominaisuudet, vaikkakin joissain tapauksissa tulokset eivät olleet niin hyvät kuin kontrolleissa. Huononnukset paperiominaisuuk-sissa kontrollipapereihin verrattuna katsottiin hyväksyttäviksi ottaen huomioon hyvin olennaiset edut, jotka saavutettiin täyttötasoissa ja täyteaineen retentiossa. Opasiteetti-, bulkki-, sileys- ja vaaleustestit osoittivat myös, että tällä menetelmällä valmistetut paperit olivat tyydyttäviä. Kokonaisuutena tuntui siltä, että täyteai-ne:tärkkelys-suhteet 12:1 - 15:1 ja tärkkelys:AAE-kopoly-meeri-suhde noin 12:1 antoivat parhaat tjlokset.

Esimerkki 2 Tässä kuvataan tämän menetelmän käyttöä happamassa liimaus järjestelmässä (kolofoni/aluna) esimerkissä 1 käytetyn alkyyliketeenidimeeriliimausjärjestelmän sijasta.

Kokonaisuutena menettely oli sama kuin esimerkin 1 osissa (a) - (c) ja (f) kuvattu paitsi että käytetyt ai-nesmäärät olivat seuraavat: 25 85045

Kuituja (sama sekoitus kuin esimerkissä 1) 15 kg AAE-kopolymeeria ("Percol 1597") kuitujen käsittelyyn 63 g (5 %:sena vesisuspensiona käytettynä)

Kalkkia 17,3 kg (25 %:n vesilietteenä käytettynä) AAE-kopolymeeria ("Percol 1597") kalkin käsittelyyn 120 g (5 %:sena vesisuspensiona käytettynä)

Anionista tärkkelystä ("Solvitose C5") 1,44 kg (5 %:sena vesisuspensiona käytettynä) Täyteaine:tärkkelys:AAE-kopolymeeri-suhde oli 144:12:1 (täyteaine:tärkkelys-suhde 12:1). 50 %:sta alu-naliuosta lisättiin kuituihin konekyypissä ja sekoitus-laatikkoon. Alunalisäys oli sellainen, että perälaatikon pH pysyi välillä 5-6, ja lisätty kokonaisalunamäärä oli 360 g. Sekoituslaatikossa lisättiin 105 g kolofoniliimaa ("Bumal", toim. Tenneco-Malros Ltd., Avonmouth, Yhdistyneet kuningaskunnat).

Saadut paperit testattiin kuten esimerkin 1 osassa (f) on kuvattu, ja saadut tulokset on esitetty taulukossa 2, vertailun vuoksi yhdessä esimerkin 1 vastaavien tuloksien kanssa: 26 85045

Taulukko 2

Tavoite- Täyteaineen TuhkaDit. (%) Yhden suotaut.

neliömassa tavoitelis. retentio (%) (g m"2) (%) ---

Esim. 2 Esim. 1 Esim. 2 Esim. 1 _21_ 25 | 21 1 100»» 100 100 _43_ 50 I 34 1 100+1 70 __64_ 33 | 40 | 52 | 63 _21_ 19 I 20 | 90 I 95 50 43_ 33 | 37 | 77 I 86 64 41 37 64 58

Selitys taulukon 1 alaviitteenä.

Nähdään/ että tulokset ovat yleensä vertailukelpoisia esimerkin 1 tulosten kanssa.

Esimerkki 3 Tässä kuvataan käsitellyn täyteaineen lisäystä käsiteltyihin kuituihin eri kohdissa sulpunvalmistusta tai paperikoneen syöttövirtausjärjestelmää. Käytetty paperikone oli sama kuin esimerkin 1 osassa (c) on kuvattu.

Kuitujen ja täyteaineen käsittelyt suoritettiin yleensä kuten esimerkin 1 kohdissa (a) ja vastaavasti (b) on kuvattu/ paitsi että käytetyt ainesmäärät olivat seuraavat: 27 85045

Kuituja (sama sekoitus kuin esimerkissä 1) 28 kg (käsitelty 4 %:sessa vesisuspensiossa) AAE-kopolymeeria ("Percol 1597") kuitujen käsitt.

117 g (2,34 kg 5 %:sta vesiliuosta)

Kalkkia 32,3 kg (käytettynä 25 %:sena vesilietteenä) AAE-kopolymeeria ("Percol 1597") kalkin käsitt. 224 g (4,48 kg 5 %:sta vesiliuosta)

Anionista tärkkelystä ("Solvitose C5") 2,7 kg (käytettynä 5 %:sta vesiliuoksena)

Edelliset määrät ovat sellaisia, että AAE-kopolymee-rin kuitujen käsittelytaso oli noin 0,4 % kuitujen kuiva-painosta laskettuna, AAE-kopolymeerin kalkin käsittelytaso oli 0,7 % kalkin painosta laskettuna ja tärkkelyksen kalkin käsittelytaso oli 8,3 % kalkin painosta laskettuna. Täyteaine:tärkkelys:AAE-kopolymeeri-suhde oli 144:12:1 (täyteaine:tärkkelys-suhde 12:1).

Käsitelty kalkkiliete lisättiin käsiteltyyn kuitusus-pensioon eri kohdissa siten, että saatiin kaksi sulppua, jotka kulloinkin sisälsivät 43 % ja 64 % kalkkia laskettuna kuivien kuitujen ja kalkin kokonaispainosta. Lisäys-kohdat olivat sekoituslaatikko, ennen jauhimia ja niiden jälkeen, ja konekyyppi (juuri tässä pilot-mittakaavan koneessa jauhimien tehtävänä on pääasiassa sekoittaa sulppu hyvin, ja on normaalia, että sulppu esi jauhetaan haluttuun jauhatusasteeseen erillisessä jauhatusvaiheessa). Sulppu laimennettiin paperinvalmistussakeuteen ja lisättiin alkyyliketeenidimeeriliima-ainetta kuten esimerkissä 1 on kuvattu. Sulpusta valmistettiin sitten 100 gm”2;n paperia normaalilla tavalla, ja paperi testattiin kuten esimerkin 1 osassa (f) on kuvattu.

Havaittiin, että lisäys juuri turbulenssialueen jälkeen sulpunvalmistus- tai syöttövirtausjärjestelmässä antoi parhaat kokonaistulokset. Tulokset eivät olleet täysin ehdottomia, sillä joku tietty lisäyskohta saattoi an 28 85045 taa sekä suhteellisen hyviä että suhteellisen huonoja tuloksia riippuen mitattavasta paperin ominaisuudesta. Kuitenkin voidaan vetää sellainen yleinen johtopäätös, että käytetty lisäyskohta ei ole ehdottoman kriitillinen, ja optimikohdan määrittäminen kulloisellekin käsittelyjärjestelmälle ja paperikoneelle voidaan suorittaa rutiini-kokeilla .

Esimerkki 4 Tässä kuvataan laajemman täyteaine:polymeeri-suhde-alueen käyttöä kuin esimerkissä 1 käytettiin, sekä myös retentioapuaineen käyttöä tavanomaisella tavalla tämän menetelmän yhteydessä.

Menettely oli kokonaisuutena sama kuin esimerkin 1 osissa (a) - (c) ja (f) kuvattu, paitsi että käytetyt ai-nesmäärät olivat erilaisia, ja käsitelty kalkkisuspensio lisättiin perä laatikossa konekyypin sijasta. Kussakin tapauksessa käytetty kuivakuitumäärä oli 14 kg, kuitujen käsittelyyn käytetty AAE-kopolymeerimäärä ("Percol 1597") oli 59 g (1,18 kg 5 %:sta liuosta), tai noin 0,4 % kuitujen kuivapainosta, ja kalkin paino oli 10 kg. Kalkin käsittelyyn käytetyt polymeerimäärät olivat seuraavat: X (kg) AAE-ko- AAE-ko- Y (kg) anioni- anioni- polym. polym. sen tärkk. sen paino % * määrä (kg) tärkk.

_L2J_% * ajo 1 3,30 166,5 1,70 34,0 1,70 17,0 ajo 2 1,67 83,5 0,84 20,0 1,00 10,0 ajo 3 1,10 55,5 0,56 13,4 0,67 6,7 ajo 4 0,83 41,5 0,42 10,0 0,50_5,0 * kulloinkin kalkin painosta laskettuna

Keskimääräiset painosuhteet täyteaine:anioninen tärkkelys :AAE-kopolymeeri (ja täyteaineranioninen tärkkelys) ajoille 1-4 olivat seuraavat: 29 85045 ajo 1 60:10:1 (6:1) ajo 2 120:12:1 (10:1) ajo 3 180:12:1 (15:1) ajo 4 240:12:1 (20:1)

Kukin ajo toistettiin, kerran ilman retentioainetta ja toisen kerran lisäämällä anionista polyakryyliamidi-retentioainetta ("Percol E24") sekoituslaatikossa määränä 0,01 % kuivista kuiduista laskettuna.

Suoritettiin myös kontrolliajo käyttäen kokonaisuutena esimerkin 1 kontrollin I mukaista menettelyä, paitsi että kalkkilietteeseen lisätyn polyakryyliamidiflokku-Lointiaineen määrä oli 0,01 % kuivan kalkin painosta laskettuna .

Täyteaine:tärkkelys:AAE-kopolymeeri-suhteella 60:10:1 (ajo 1) paperin ajettavuus ja formaatio oli huono johtuen hyvin suurien flokkien muodostumisesta, eikä 50 gm"2;n paperia saatu lainkaan. 100 gm~2.n paperi voitiin kuitenkin valmistaa tällä täyteaine:tärkkelys:AAE-kopolymeeri-suhteella, vaikkakin ainoastaan täyteaineen tavoitelisä-yksillä 21 % ja 43 %. Tämä antoi aiheen olettaa, että vielä kauempana oleva kohta sulpun syöttövirtausjärjestelmässä saattaa olla asiallinen tämän suuruusluokan täyteaine :tärkkelys:AAE-kopolymeeri-suhteelle.

100 gm-2;n ja 50 gm“2:n papereille saadut tuhkapitoisuus- ja lasketut retentioarvot on esitetty taulukoissa 4a ja vastaavasti 4b.

30 8 5 0 45 -2

Taulukko 4a (100 g m ) Täyteain. Valm. Retentioaine Tuhka- Yhden Täyteaine: tavoite- (X = läsnä) pit. suotaut. tärkkelys: lisäys (%) retentio AAE-kopo- (%) (%) lym. suhde _ —

Kontrolli__X__13__61 _

Ajo 1 17 81 60:10:1 __X_| 18 | 86 _ 21 Ajo 2 11 52 __X_I 11 I 52 120:12:1

Ajo g 17 81 180:12:1 ___X_1 16 | 76 _

Ajo 4 19 90 240:12:1 ___X__24 100»*__

Kontrolli 23 53 — ____X_ 30__69__

Ajo a 18 42 60:10:1 _ X_| 19 | 43__ 43 Ajo 2 15 35 120:12:1 _ X_1 14 | 33 _

Ajo 3 21 49 180:12:1 _ X_| 22 | SI__ (ajo 4 27 63 240:12:1 ___I_| 27 | 63 _

Kontrolli <jq 47 __X_ 41 I 65 _

Ajo 1 — — 60:10:1 _ X_I — I — _ 64 Ajo 2 30 47 120:12:1 _ X_1 30 1 47 _

Ajo 3 33 52 180:12:1 __X__31__48__

Ajo 4 38 59 240:12:1 _1_I x 1 3B I 59 I_ * Selitys taulukon 1 alaviitteessä 31 85045 -2

Taulukko 4b (50 g m ) Täyteaine Valin. Retentioaine Tuhka- Yhden Täyteaine: tavoite- (X = läsnä) pit. suotaut. tärkkelys: lisäys (%) retentio AAE-kopoly- (%) (%) meerisuhde

Kontrolli -1—*—I———-— _ X_| 11 | 54 _

Ajo 1 -- — 60:10:1 _ X_1 — 1 — _ 21 Ajo 2 12 57 120:12:1 _ X__| 12 | 57 _

Ajo 3 21 100·*·* 180:12:1 _ X___ 24 100+» _

Ajo 4 22 100+* 240:12:1 ___X__ 23 100»» _

Kontrolli 18 42 — __X__26__60 _

Ajo 1 — — — 60:10:1 _ X__— --__ 43 Ajo 2 10 23 120:12:1 __X__9__21 _

Ajo 3 26 60 180:12:1 _ X_I 26 | 60 _

Ajo 4 26 60 240:12:1 ___X__27__63__

Kontrolli 24 38 — _ X_| 37 | 58 _

Ajo i — — 60:10:1 _ X___—__"__ 64 Ajo 2 26 41 120:12:1 __X__25__39__

Ajo 3 35 55 180:12:1 __X_ 35__55__

Ajo 4 38 59 240:12:1 __ X_1 38 1 59 _ * Selitys taulukon 1 alaviitteessä 32 85045 Nähdään, että täyteaine:tärkkelys:AAE-kopolymeeri-suhteella 240:12:1 saatiin yleensä suurimmat täyttötasot ja retentioarvot, jota seurasi suhde 180:12:1. Retention apuaineen käyttö ei merkittävästi vaikuttanut täyttöta-soihin tai retentioarvoihin paitsi kontrollin kohdalla.

Lujuus- ja muiden suoritettujen testien tulokset olivat samankaltaisia kuin esimerkissä 1, ja niistä voidaan vetää samat johtopäätökset. Täyteaine:tärkkelys:AAE-kopo-lymeeri-suhteilla 240:12:1 ja 180:12:1 saatiin parhaat lujuustulokset. Retentioaineen käyttö ei näyttänyt vaikuttavan merkittävästi lujuusominaisuuksiin.

Esimerkki 5 Tässä kuvataan kuitujen käsittelyä käyttämällä useita eri polymeerimääriä, ja myös käsitellyn täyteaineen lisäämistä paperikoneen sekoituspumpussa niitten lisäyskohtien asemasta, joita aikaisemmissa esimerkeissä käytettiin. Käytetty paperikone oli koepaperikone, jonka raina-leveys oli noin 38 cm, eikä siinä ollut, kuivausmahdolli-suutta. Sen vuoksi kone täytyi tietyin väliajoin pysäyttää muodostuneen märän rainan poistamiseksi kuivattavaksi kuumalla rummulla.

a) Kuitujen käsittely

Valmistettiin noin 2 %:nen kuitususpensio (sama sekoitus kuin esimerkissä 1) mittasekoitussäiliössä. Osa tästä käytettiin sitten käsittelemättömänä vaiheessa (c) kontrollin aikaansaamiseksi. Kun kontrolliajo oli suoritettu, lisättiin 50 %:nen liuos AAE-kopolymeeria ("Percol 1597") siten että saatiin keksimääräinen lisäystaso 0,2 % laskettuna kuivana kopolymeerina kuivasta kuidusta, ja valmistettiin paperi. Sitten lisättiin lisää kopolymeeri-liuosta kopolymeerin lisäysmäärän kohottamiseksi 0,4 %:iin, ja valmistettiin jälleen paperi. Tämä menettely toistettiin vielä kahdesti lisäystasoilla 0,7 % ja 0,9 %.

33 85045 b) Täyteaineen käsittely 50 kg kalkkia lietettiin 150 kgraan vettä ja lisättiin 694 g kiintoainepitoisuudeltaan 50 %:sta AAE-kopoly-meeriliuosta ("Percol 1597") 10 kg:ssa vettä, jolloin saatiin AAE-kopolymeeripitoisuus 0,69 % läsnäolevan kalkin painosta laskettuna (AAE-kopolymeerin kuivapaino oli 347 g). Lisättiin 4,2 kg uivaa anionista tärkkelystä ("Solvitose C5"), jolloin tärkkelyspätoisuudeksi saatiin (8,4 %, laskettuna kalkin painosta, ja syntyneen seoksen kokonaistilavuudeksi tehtiin 250 1 vettä lisäämällä.

c) Täyteaine- ja kuitususpensioiden sekoittaminen/pa-perinvalmistus Käsitelty kalkkiliete lisättiin edellisen vaiheen (a) kuitususpensioihin paperikoneen sekoituspumpussa siten, että tavoitekalkkipitoisuudeksi saatiin noin 64 % kuitujen ja kalkin kokonaispainosta laskettuna. Sulppu laimennettiin sitten paperinvalmistussakeuteen ja suotautettiin paperikoneen viiralla, ja syntynyt raina kuivattiin sekä testattiin sen tuhkapitoisuus, puhkaisuindeksi ja katkea-mispituus. Mitattiin myös perälaatikossa olevan sulpun todellinen kalkkipitoisuus (vastakohtana tavoitteelle). Kalkki- ja tuhkapitoisuudet sekä saadut lasketut reten-tioarvot on esitetty taulukossa 5.

34 85045

Taulukko 5 AAE-kopoly- Sulpun kalk- Tuhkapitoi- Yhden suotautu- meerimäärä kipitoisuus toisuus inisen retentio (%)_Lii_Lii_Lii_ 0 (kontrolli) 77 12 16 0,2 71 33 47 0,4 65 33 51 0,7 65 21 32 0,S_____59__18___31_

Havaitaan, että kuidut käsittelemällä saatiin kaikissa tapauksissa suuremmat tuhkapitoisuudet ja retentioarvot kuin kontrollissa, jossa vain täyteaine käsiteltiin. Parhaat arvot saatiin 0,4 %:sella AAE-kopolymeerilisäyksellä kuituihin.

Kuitujen käsittely aikaansai myös parantuneet puhkai-sulujuus- ja katkeamispituusarvot paitsi 0,9 %:sella li-säysmäärällä. Parhaat arvot saatiin jälleen 0,4 %:sella kopolymeerilisäyksellä.

Esimerkki 6 Tässä kuvataan erilaisten täyteainelisäyskohtien (se-koituspumppu ja konekyyppi) vaikutusta muutamilla täyte-ainelisäysmäärillä ja kuitujen vakio-AAE-kopolymeerikä-sittelymäärällä (0,7 %) kuivista kuiduista laskettuna). Kuitu- ja täyteainekäsittelyt, käytetty paperikone ja suoritetut testimittaukset olivat samat kuin esimerkissä 5 kuvatut.

Saadut tulokset on esitetty taulukossa 6.

35 85045

Taulukko 6

Kalkin li- Sulpun kalkki- Tuhkapitoi- Yhden suotautumi-säyskohta pitoisuus (%) suus (%)_sen retentio (%)

Sekoitus- 33 20 61 pumppu 43 30 70 _56_21_38__

Kone- 28 14 50 kyyppi 39 13 33 _____50_18__36__ Nähdään/ että sekoituspumppulisäyksellä saatiin korkeammat tuhkapitoisuus- ja retentioarvot. Lujuusarvojen suora vertailu on ongelmallista johtuen mukanaolleista erilaisista tuhkamääristä.

Esimerkki 7 Tässä kuvataan menetelmää, jossa kuidut käsitellään anionisella polymeerillä ja täyteaine käsitellään ensin anionisella polymeerillä ja sitten kationisella polymee-rilla (ts. käänteinen järjestely edellisiin esimerkkeihin verrattuna).

a) Kuitujen käsittely

Valmistettiin noin 2 %:nen kuitususpensio (sama sekoitus kuin esimerkissä 1), ja tähän suspensioon lisättiin sekoittamalla 0,5 %:sta liuosta anionista polyakryyliami-dia ("Percol E24") sellaisena määränä, että saatin poly-akryyliamidipitoisuudeksi noin 0,4 % kuivien kuitujen painosta laskettuna.

b) Täyteaineen käsittely

Lietettiin 50 kg kalkkia 150 kg:aan vettä ja lisät-; tiin liuos, jossa oli 347 g anionista polyakryyliamidia 36 85045 ("Percol E24") 69 kgtssa vettä, jolloin polyakryyliamidi-pitoisuudeksi saatiin noin 0,7 % läsnäolevan kalkin painosta laskettuna. Lisättiin 4,2 kg kuivaa kationista tärkkelystä, jolloin tärkkelyspitoisuus oli 8,4 % kalkin painosta laskettuna, ja syntyneen seoksen kokonaistilavuudeksi tehtiin 250 1 vettä lisäämällä.

c) Täyteaine- ja kuitususpensioiden sekoittaminen/ paperinvalmistus Käsitelty kalkkiliete lisättiin käsiteltyyn kuitusus-pensioon muutamilla täyteaineen lisäysmäärillä joko esimerkissä 5 kuvatun koepaperikoneen sekoituspumpussa tai konekyypissä, minkä jälkeen sulppu laimennettiin paperin-valmistussakeuteen ja suotautettiin paperirainan muodostamiseksi. Testimittaukset suoritettiin kuten esimerkissä 5 on kuvattu.

Saadut tulokset on esitetty taulukossa 7.

Taulukko 7

Kalkin li- Sulpun kalkki- Tuhkapitoi- Yhden suotautumi-säyskohta pitoisuus (%) suus (%)_sen retentio (%)

Sekoitus- 37 33 89 pumppu 49 33 67 _61_35_57_

Kone- 35 8 23 kyyppi 47 12 25 _53_22_42_ Nähdään, että esimerkin 6 tavoin sekoituspumppulisäyksel-lä saadaan suuremmat tuhkapitoisuudet ja retentioarvot.

37 85045

Esimerkki 8 Tässä esimerkissä kuvataan esimerkin 7 mukaisen menetelmän käyttöä, nyt kuitenkin pilot-mittakaavan paperikoneella, eikä ilman kuivausmahdollisuutta olevalla koepaperikoneella. Suuremman paperikoneen, jossa on asianmukaiset kuivatusmahdollisuudet, käyttäminen mahdollistaa paljon luotettavamman menetelmälle ominaisen toimivuuden osoittamisen, saman koskiessa myös saadun paperin ominaisuuksia. Suoritettiin myös toistoajo, jossa käytettiin kalkin sijasta kaoliinia, ja kontrolliajo, jossa käytettiin tunnettua tekniikkaa. Täyteaine:kationinen tärkkelys :anioninen polyakryyliamidi-suhde oli 144:12:1.

a) Kuitujen käsittely

Valmistettiin 4 %:nen kuitujen vesisuspensio, joka sisälsi 21 kg kuituja kuivana (käytetty kuitusekoitus oli sama kuin esimerkissä 1). Kuitususpensioon lisättiin sa-.. . maila sekoittaen 17,7 kg anionisen polyakryyliamidin ('Percol E"$") 0,5 %:sta vesiliuosta. Suspension polyak-ryyliamidimäärä oli 88,5 g, tai 0,4 % läsnäolevien kuitujen painosta laskettuna.

b) Täyteaineen käsittely 13 kg kalkkia lietettiin 47 kg:aan vettä, ja lisättiin sekoittaen 18,2 kg 0,5 %:sta anionista polyakryyliamidi-liuosta ("Percol E24"). Näin saatiin polyakryyliamidimää-rä 91 g, tai 0,7 * kalkin painosta laskettuna. Edelleen sekoittaen lisättiin 21,6 kg 5 %:sta kationisen tärkkelyksen liuosta ("Amisol 5906"). Kationisen tärkkelyksen kuivalisäys oli 1,08 kg, tai 8,3 % kalkin painosta las-• - kettuna.

c) Täyteaine- ia kuitususpensioiden sekoittaminen/ paperinvalmistus Käsitelty kalkkiliete lisättiin kuitususpensioon syöttövirtausjärjestelmän jauhimien jälkeen olevassa kohdassa määränä, jonka tarkoitus oli antaa kalkkipitoisuudet noin 15 %, 30 % ja 45 % kuitujen ja kalkin kokonais- 38 85045 painosta laskettuna, minkä jälkeen käsitelty kutususpen-sio laimennettiin paperinvalmistussakeuteen. Sekoituslaa-tikossa lisättiin alkyyliketeenidimeeriliima-ainetta ("Aquapel 2") määränä 0,02 % läsnäolevasta kokonaiskiin-toaineesta laskettuna. Eri sulput suotautettiin sitten paperirainojen, joiden tavoitepainot olivat 100 gm“2 ja 50 gm“2, valmistamiseksi normaalilla tavalla. Kussakin tapauksessa lisättiin paperikoneen liimapuristimessa liuotetun tärkkelyksen ("Amisol 5906") 5 %:sta liuosta. Imeytyminen oli sellainen, että valmiin paperirainan li-uostärkkelyspitoisuudeksi saatiin noin 5 % rainan kuitu-määrästä laskettuna. 50 gm“2;n paperia ei valmistettu kalkin tavoitetäyttömäärällä 45 % tai kaoliinin tavoite-täyttömäärällä 15 %.

d) Kaoliinin käyttö kalkin sijasta

Edellisten vaiheiden (a)-(c) menettely toistettiin käyttämällä kaoliinia korvaamaan kalkki paino painosta ja käyttämällä alkyyliketeenidimeeriliimauksen sijasta kolo-fini/alunaliimausta. Tällöin konekyyppiin lisättiin 420 g alunaa ja 335 g kiintoainepitoisuudeltaan 44 %:n kolofo-nil-iimaa ("Bumal").

e) Kontrolli Käytetty menetelmä oli yleensä ottaen sama kuin aikaisemmin viitatussa Lindströmin ja Kolsethin artikkelissa kuvattu. Tämä menetelmä valittiin kontrolliksi, koska se on menetelmä, joka on herättänyt melkoista huomiota paperiteollisuudessa, ja jonka on ajateltu edustavan erästä mielenkiintoisimmista tekniikan tason menetelmistä .

Valmistettiin 4 %:nen kuitususpensio, joka sisälsi 21 kg kuivia kuituja (sama sekoitus kuin esimerkissä 1), ja siihen tehtiin seuraavat lisäykset: (i) kalkkiliete, joka oli valmistettu dispergoimalla 10 kg kalkkia 67 kg:aan vettä, ennen jauhimia olevassa kohdassa sellaisina määrinä, joilla saatiin tavoitekalk- 39 85045 kipitoisuuksiksi 15 %, 30 % ja 45 % kalkkia kuitujen ja kalkin kokonaispainosta laskettuna.

(ii) 17,6 kg kationisen tärkkelyksen ("Amisol 5906") 5 %:sta liuosta, joka sisälsi 880 g tärkkelystä (4,2 % kuitujen kuivapainosta laskettuna), jauhimien jälkeen olevassa kohdassa; (iii) 12,6 kg anionisen polyakryyliamidin 0,5 %:sta liuosta, joka sisälsi 63 g polyakryyliamidia (0,3 % kuitujen kuivapainosta laskettuna) sekoituslaatikossa; ja (iv) alkyyliketeenidimeeriliima-ainetta ("Aquapel 2") määränä 0,2 % läsnäolevien kiintoaineiden kokonaispainosta laskettuna, sekoituslaatikossa.

Menettely toistettiin sitten käyttämällä kaoliinia korvaamaan kalkki paino painosta ja käyttämällä kolofoni/ alunaliimausta alkyyliketeenidimeeriliimauksen sijasta (420 g alunaa ja 335 g kiintoainepitoisuudeltaan 44 %:sta kolofoniliimaa ("Bumal") konekyyppiin lisättynä).

Sekä kalkilla että savella ei valmistettu 50 gm“2.n kontrollipaperia 45 %:n tavoitetäytteellä.

f) Saadut tulokset

Saaduille papereille suoritettiin joukko standardi-: : testejä mukaanlukien tuhkapitoisuus, puhkaisulujuus, jäykkyys (Taber) ja katkeamispituus.

Puhkaisuarvot muutettiin "puhkaisuindeksi"-arvoiksi seuraavan kaavan mukaisesti:

Puhkaisuindeksi = puhkaisu (kPam2g“l) neliömassa Jäykkyysarvot muutettin "ominaistaivutusmoduuli"-arvoiksi seuraavan kaavan mukaisesti: "» 85045

Ominaistaivutusmoduli = Taber jäykkyys (yksikötön) neliömassa. (paksuus)2 Näiden muutosten tarkoituksena oli kompensoida vaihtelut arkin neliömassassa ja paksuudessa.

Saadut tulokset on esitetty taulukossa 8:

Taulukko 8 41 85045

Tavoite- Ke/ Tuhka- Yhden Ominais. Puhkaisu- Katk.

täyttö Ko pit. suotaut. taiv. indeksi, pituus (km) (%) * (%) retentio mod^ (kPam g ') (md) (%) xKf® (MD) _Kalkki_- 50 g a~2_ 15 Ke 14 03 2,2 3,7 8,2 _|Ko 20 100+** 1,2 3,0 5,1 30 Ke 28 93 2,6 3.1 6,7 _|K° I 27 I 00 1,7 1,8_ 4,0 _Kalkki_— IQO g g~2 15 Ke 14 03 2,4 4,0 0,0 _[ko lp 67 2,6 3,2__6,0 30 Ke 25 83 2,4 3,6 7,9 _Ko 20__67__2*4__2*3__4,7 45 Ke 41 0i 2,1 3,2 6,6 _lKo 53 100+** 2,1 1,4 2,9 _Kaoliini - 5Q g a-2 _ 15 Ke - I I / _|κο I 15 1 100 2,6 3,3 6,9 30 Ke 22 73 1,9 3,0 6,6 _Ko_ 28__93 1,9 2,0__4,9 45 Ke 32 71 1,5 2,3 4,1

KO

__Kaoliini , iqq g _ 15 Ke 12 80 2,6 3,8 7,1 _|ko 16__100+*» 2,9__3,4 6,6 30 Ke 23 77 2,1 3,0 5,8 _Ko 30__100__2*1__2*2__4,7 45 Ke 33 73 2,0 2,5 4,8 _Ko 47 100*»» 1,7 1,0_ 2,5 * Ke = Keksintö Ko = Kontrolli ** Yli 100 %:n retentioarvojen selitys on sama kuin taulukon 1 alaviitteessä.

42 85045 Nähdään, että kontrollia jossa saatiin täyttötasoja ja retentioarvoja, jotka joissakin tapauksissa olivat parempia kuin keksinnön tässä suoritusmuodossa ja joissakin tapauksissa huonompia. Näistä tiedoista ei voida tehdä mitään selviä johtopäätöksiä.

Keksinnön tämä suoritusmuoto demonstroi kuitenkin hyvin selvästi paperin lujuuteen liittyvät edut puhkaisuin-deksiarvoi11a mitattuina. Paperin lujuutta voidaan mitata useilla eri tavoilla, joista yleisimpiä ovat puhkaisulu-juus, repäisylujuus, vetolujuus, taittolujuus ja jäykkyys. Näistä puhkaisulujuus on erityisen arvokas osoitin, koska se mittaa yhdellä yksinkertaisella toimenpiteellä lujuuden ja sitkeyden yhteisvaikutusta, joka korreloi varsin hyvin paperin moniin tuleviin käyttöihin (kts. "Pulp & Paper - Chemistry & Chemical Technology", 3rd Edition, toim. James P. Casey, Volume 3, Chapter 3, Chapter 21, C. E. Brandon, sivut 1779 ja 1795).

Taulukossa 8 esitettyjä puhkaisuindeksiarvoja voidaan parhaiten arvioida graafisesti esitettyinä, kuten oheisten piirustusten kuvista 1A-D, joissa on myös esitetty aikaisempien kontrolliajojen tulokset (on huomattava, että näiden ja myöhempien piirustusten käyrät pelkästään yhdistävät merkityt pisteet, eivätkä välttämättä ole best fit-käyriä). Nähdään, että annetulla kalkkitäyttötasolla saatiin merkittävästi parempia puhkaisuarvoja kaikille kalkkitäyttötasoille, ja että parannus tuli yleensä merkittävämmäksi korkeammilla kalkkitäyttötasoilla. Tällä on varsinkin kaupallisesti tärkeä merkitys. Vaikka myös kaoliinilla saavutettiin etuja, ne eivät olleet niin selviä.

Keksinnön tässä suoritusmuodossa saadut ominaistaivu-tusmoduuliarvot olivat yleensä kontrollin kanssa vertailukelpoisia tai jonkin verran huonompia. Jälkimmäisessä tapauksessa huononeminen ei ollut niin merkittävää, että sen painoarvo olisi suurempi kuin muilla alueilla havaitut edut.

« 85045

Saadut katkeamispituusarvot olivat huomattavasti korkeampia kuin kontrolliarvot (ja myös aikaisemmat kontrol-liarvot, jotka olivat samanlaisia kuin esimerkin 8 kontrollit) .

Esimerkki 9 Tässä kuvataan menetelmää, joka yleensä on esimerkissä 1 kuvatun kaltainen, mutta siinä käytetään sekä kaoliinia että kalkkia. Käytetyt ainesmäärät olivat sellaiset, että täyteaine:anioninen tärkkelys:AAE-kopolymeeri-suhde oli 144:12:1.

a) Kuitujen käsittely

Valmistettiin 4 %:nen kuitususpensio, joka sisälsi 21 kg kuituja kuivana laskettuna (käytetty kuitusekoitus oli sama kuin esimerkissä 1). Kuitususpensioon lisättiin samalla sekoittaen 17,7 kg AAE-kopolymeerin ("Percol 1597") 0,5 %:sta liuosta. Suspension AAE-kopolymeeripi-toisuus oli 88 g tai noin 0,4 % läsnäolevien kuitujen painosta laskettuna.

b) Täyteaineen käsittely 10 kg kalkkia lietettiin 37 kg:aan vettä ja tämä liete sekoitettiin 14 kg:aan AAE-kopolymeerin 0,5 %:sta liuosta ("Percol 1597"). Seoksen AAE-kopolymeeripitoisuus oli 70 g tai 0,7 % laskettuna kalkin painosta. Lisättiin edelleen sekoittaen 16,6 kg anionisen tärkkelyksen ("Sol-vitose C5") 5 %:sta liuosta. Seoksen anionisen tärkkelyksen pitoisuus oli 0,83 kg tai 8,3 % kalkin painosta laskettuna.

c) Täyteaine- ja kuitususpensioiden sekoittaminen/ paperinvalmistus

Menettely oli sama kuin esimerkin 8 osassa (c) kuvattu.

d) Kaoliinin käyttö kalkin sijasta

Edellisten vaiheiden (a)-(c) menettely toistettiin käyttäen kaoliinia korvaamaan kalkki paino painosta ja käyttäen kolofoni/alunaliimausta kuten esimerkin 8 osassa 44 85045 (d) on kuvattu alkyyliketeenidimeeriliimauksen sijasta. Saadut tulokset on esitetty taulukossa 9: 45 85045

Taulukko 9

I Tavoite-1Tuhka- | Yhden | Omin. jPuhkaisu- | Katk. J

• täyttö ipit. «suotaut. taiv. i indeksi. i pituus (km) i ' (%) · (%) »retentio nod., (KPamq) ' MD *

I I | <*> | I

III I ,MD) « I I

I_I_I_I_I_I

I_Kalkki - 50 g _| I 15 I 1« I 83 I 2,0 I 2,2 I 4,8 | I 30 | 26 | 87 | 1.3 I 1,6 1 3,3 | I <5 | 35 | 78 [ 1,5 | 1,7 1 3.0 | 1_|_Kalkki - 100 g n-2_| I 15 | 15 1 100 1 2,1 I 2,3 1 4,6 | I 30 1 26 1 *7 I 1,9 I 1,9 | 4,1 1

I <5 I 85 I τβ | ι,β I ι,β I_hl_I

I_J_Kaoliin;, - 50 g m“2_|

I 15 I la I to I 2,3 I 8,8 I 6,0 I

I 30 I 22 I 73 I 1,6 I 1,» I 4,0 I

I 45 I 32_71 I 0,9 I 1.1_I 3.« I

I I_Kaoliini - 100 g j

I 15 I 11 I 73 I 2,5 1 2,5 I 5,3 I

1 30 I 22 I 73 I 2,1 I 8,0 i *,* I

I «8 I 32 I 71 I 1,0 I 1.4 I 3,0_| 46 85045

Saadut puhkaisuindeksi-, ominaistaivutusmoduuli- ja katkeamispituusarvot olivat yleensä vertailukelpoisia aikaisempien esimerkkien kontrollien kanssa tai jonkin verran huonompia (silloin kun asiallinen vertailu voitiin tehdä). Täyttötaso ja retentioarvot olivat samaa yleis-luokkaa esimerkin 8 kanssa.

Esimerkki 10 Tässä kuvataan menetelmä, joka on yleensä esimerkissä 9 kuvatun kaltainen, mutta jossa on erilainen täyteaine: anioninen tärkkelys:AAE-kopolymeeri-suhde (144:12:l:n sijasta 77:6:1).

Menettely oli kuten esimerkissä 9 paitsi että: (i) 10 kg kalkkia tai kaoliinia lietettiin 26 kg:aan vettä ; (ii) täyteaineen käsittelyyn käytettiin kulloinkin 26 kg 0,5 %:sta AAE-kopolymeeriliuosta, jolloin saatiin 130 g:n AAE-kopolymeeripitoisuus (1,3 % kalkin tai kaoliinin painosta laskettuna); ja (iii) kuitujen käsittelyyn käytettiin kulloinkin 15,6 kg 5 %:sta anionisen tärkkelyksen liuosta ("Solvito-se C5"), jolloin anionisen tärkkelyksen pitoisuudeksi saatiin 0,78 kg (7,8 % kalkin tai kaoliinin painosta laskettuna).

50 gm”2:n tavoiteneliömassaiselle paperille suoritettiin kaksoisajot lisäämällä käsiteltyä kaoliinilietettä ennen jauhimia ja vastaavasti niiden jälkeen. Saadut tulokset on esitetty taulukossa 10: 4? 85045

Taulukko 10

Tavoite- Tuhka- Yhden Ominais Puhkaisu- J Katk.

täyttö pit. suotaut. taiv. indeksi pituus (km) (%) (%) retentio mod., _ 2 -1. (MD) li) xl O*6 ) (MD) |

Kalkki_— go g p*~2_ 15 | 14 | 93 | 1,6 2,5_ 5,9 30 28 93 I 1,1 I 1,7_ 4,3 45 41 91 | 1,1 1 1,2_ 3,0 _Kalkki_- 1QQ g p~2_ 15 j 13 | 87 | 2,4 3,1_ 6,4 30 1 27 | 90 2,1 2,1 4,1 45 1 37 1 82 | 2,0 1,5 3,3 __Kaoliini - SO g B>~^__ 15(a) 12 60 1,6 2,8 6,8 (b)| 11 1 73 | 2,0 2,9 7,1 30(a) 23 77 1,7 2,1 5,2 (b)| 20 | 67 1 1,6 2,3 5,5 45(a) S3 73 1,9 1,6 4,2 (b)| 19 I 42 I 1,9 2,6 6,0 __Kaoliini - too g tr2_1 16 12 80 2,6 2,6 5,7 30 | 23 1 77 | 1,9 2,0 4,9 45 | 33 1 73 1,8 1,7 3,9 (a) ja (b) = lisäys vastaavasti jauhimien jälkeen ja ... niitä ennen 48 85045

Saadut puhkaisuindeksi-, ominaistaivutusmoduuli- ja katkeamispituusarvot olivat yleensä vertailukelpoisia kontrollien kanssa tai jonkin verran huonompia. Täyttöta-so- ja retentioarvot olivat yleensä hieman paremmat esimerkkiin 9 verrattuna.

Esimerkki 11 Tässä kuvataan kationisen polyakryyliamidin käyttöä kuitujen ja täyteaineen käsittelyyn, mitä seuraa täyteaineen ollessa kyseessä käsittely anionisella tärkkelyksellä. Täyteaine:anioninen tärkkelysrkationinen polyakryyli-amidi-suhde oli noin 144:12:1 (laskettu täsmällinen arvo on 143:12:1).

a) Kuitujen käsittely valmistettiin 4 %:nen kuitujen vesisuspenso, joka sisälsi 14 kg kuituja kuivana (käytetty kuitusekoitus oli sama kuin esimerkissä 1 kuvattu). Lisättiin samalla sekoittaen 11,75 kg kationisen polyakryyliamidin ("Percol 47") toim. Allied Colloids Ltd. 0,5 %:sta liuosta, jolloin kationisen polyakryyliamidin pitoisuudeksi tuli 59 g (noin 0,4 % kuitujen painosta laskettuna).

b) Täyteaineen käsittely 10 kg kalkkia lietettin 35 kg:aan vettä,ja lisättiin sekoittaen 14 kg kationisen polyakryyliamidin ("Percol 47") 0,5 %:sta liuosta. Tällöin saatiin kationisen polyakryyliamidin pitoisuudeksi 70 g (0,7 % laskettuna kalkin painosta). Lisättiin edelleen sekoittaen 16,6 kg anioni- 49 85045 sen tärkkelyksen ("Sovitose C5") 5 %:n liuosta. Tällöin saatiin anionisen tärkkelyksen pitoisuudeksi 0,83 kg (8,3 % laskettuna kalkin painosta).

c) Täyteaine- ja kuitususpensioiden sekoittaminen/ paperinvalmistus

Menettely oli kuten esimerkin 8 osassa (c) kuvattu, paitsi että valmistettiin vain 100 gm-2jn paperia ja ta-voitetäyteainelisäykset olivat erilaisia. Tavoitekalkki-lisäykset olivat 25 %, 33 % ja 46 % ja tavoitekaoliinili-säykset olivat 24 %, 35 %, 49 %, 60 %, 68 % ja 72 %. Kaikki kaoliini lisäykset tehtiin ennen jauhinta, ja kalk-kilisäykset tehtiin sekä jauhimia ennen että niiden jälkeen, kuten esimerkissä 12 on kuvattu.

d) Kaoliinin käyttö kalkin siiasta

Edellisten vaiheiden (a)-(c) menettely toistettiin käyttäen kaoliinia korvaamaan kalkki paino painosta, paitsi että käsitellyt kaoliinisuspensiot lisättiin kuituihin erilaisina lisäysmäärinä, ja että käytettiin esi-. . merkin 8 osassa (d) kuvattua kolofoni/alunaliimausta al- kyyliketeenidimeeriliimauksen sijasta. Kaoliinin lisäys-määrät olivat sellaiset, että kalkkipitoisuuksiksi saatiin 24 %, 35 %, 49 %, 60 %, 68 % ja 72 %.

Saadut tulokset on esitetty taulukossa 11: 50 85045

Taulukko 11

Tavoite- Tuhka- Yhden Omin. Puhkaisu- Katk.

täyttö pit. suotaut. taiv. indeksi pituus (km) (%) (%) retentio mod^ 2-1. (MD) (%) xio·1 ,kPam9 > (MD) _Kalkki - loo g p-2_ 25(a)| 23 Θ2 2,0 3,0 6,2 25(b)! 21 1 84 2,5 3,4_ 7,4 33(a) 32 97 1,8 2,8 5,5 33(b)! 29 | 88 1 2,4 3,0 6,3 46(a)! 41 89 1)7 2,5 4,8 46(b)! 38_83 1,9 2,3 5,0

Kaoliin 1 - 1QQ g p~2 - lisäys ennen jauhimia _.

24 I 18 75 2,1 2,7 5,4 35 1 25 | 71 1,8 2,4 4,8 49 | 52 100+1 1,9 2,3 3,9 | 60 I 41 I 68 1,7 1,9 3,7 68 I 45 66 1,8 1,7 3,8 72 I 47 1 65 1,6 1,5 3,6

Selitys sama kuin aikaisemmin

Huom. (a) ja (b) = lisäys vastaavasti jauhimien jälkeen ja niitä ennen

Saadut puhkaisuindeksiarvot on esitetty oheisten piirustusten kuvissa 2A ja 2B, ja nähdään, että kontrolleihin verrattuna saavutettiin etuja. Saatiin myös parempia katkeamispituuksia, mutta ominaistaivutusmoduuliarvoissa ei tapahtunut parantumista, vaan ne olivat hieman huonompia. Mitään selvää preferenssiä ei nähty kalkkilietteen 51 85045 lisäämisessä ennen jauhimia tai niiden jälkeen mitä lu-juusomianaisuuksiin tulee. Kalkin täyttötaso- ja reten-tioarvot olivat korkeat, mutta kaoliinin paljon alhaisemmat .

Kuten edellisessä esimerkissäkin, täyteainesuspension pumppuvirtausarvot olivat epätasaisia, mistä syystä re-tentioarvot saattavat olla epäluotettavia. Kalkille saatiin paremmat täyttötaso- ja retentioarvot, kun kalkki-lisäys tapahtui jauhimien jälkeen.

Esimerkki 12 Tässä kuvataan kationisen polymeerin käyttöä kuitujen käsittelyyn ja täyteaineen alkukäsittelyyn, ja erilaisen anionisen tärkkelyksen kuin aikaisemmissa esimerkeissä käytetyt käyttämistä täyteaineen jatkokäsittelyyn.

a) Täyteaineen käsittely 9 g moolimassaltaan noi 200.000:n polyamiinin ("Accu-rac 57", toim. American Cyanamid) 2 %:sta liuosta lisättiin sekoittaen lietteeseen, jossa oli 27 g kalkkia 81 g:ssa vettä . Kalkki lietteeseen lisättiin sekoittaen 75 g anionisen tärkkelyksen ("Flo-Kote 64", anioninen maissitärkkelys, toim. Laing National Limited, Machester, yhdistyneet Kuningaskunnat) 3 %:sta liuosta.

b) Kuitujen käsittely 1,5 g 2 %:sta polyamiiniliuosta ("Accurac 57") lisättiin sekoittaen 383 g:aan kuitujen vesisuspensiota, joka sisälsi 18 g kuituja kuivana. Sitten lisättiin vielä 250 g vettä.

c) Täyteaine- ja kuitususpensioiden sekoittaminen/ paperinvalmistus/testaus Käsitellyt täyteaine ja kuidut sekoitettiin toisiinsa ja lisättiin vielä 3 kg vettä.

Syntynyttä sulppua käytettiin sitten tavoiteneliömas-saltaan 50 gm“2.n neliömäisen käsintehdyn arkin valmistukseen laboratorioarkkikonetta käyttämällä. Sitten määritettiin saatujen arkkien tuhkapitoisuudet ja puhkaisu indeksiarvot .

52 85045 d) Lisaajot

Menettely toistettiin sitten käyttämällä useita erilaisia täyteaineen ja käsittelypolymeerien määriä. Suoritettiin myös kontrolliajot, jolloin tietyt täyteaine- ja kuitukäsittelyvaiheet jätettiin pois.

Käytettyjen käsittelypolymeerien määrät ja saadut tulokset on esitetty taulukossa 12:

Taulukko 12

Ajo Täyteain. 3 % anion. Ruit. käs. Tuhka- TSyteain. Puhkaisuko. käs. käytett. tärkk. käytett. pit. retentio indeksi K = 2 % polyamii- paino 2 % poly- (%) (%) IkPa

Kant- niliuost. (g) amiiniliuost[ mgT) rolliipaino (g) paino (g) 1 2 75 1,5 20 33 2,1 2 5 75 1,5 20 33 2,4 3 9 75 1,5 23 38 2,7 41 11 75 1,5 29 54 2,6 51 13 75 1,5 31 57 3,1 61 15 75 1,5 30 56 2,6 71 18 75 1,5 25 46 2,9 K.l 9 — 1,5 42 70 0,8 K.2 | — 75 --- 21 | 35 1 1,7

Ajoissa 4-72 %:n polyamiiniliuos lisättiin 415 g:aan kuitujen vesisuspensiota, joka sisälsi 18 g kuituja kui- 53 85045 vana, ja sitten lisättiin vain 150 g vettä.

Nähdään, että vaikka kontrolli 1 mahdollisti suurten täyttötasojen ja retentioarvojen saavuttamisen, saadun paperin puhkaisuindeksiarvot olivat alhaiset. Kontrollilla 2 oli samaa luokkaa oleva tuhkapitoisuus kuin ajoilla 1-3, mutta sillä oli hyvin paljon alemmat puhkaisuindeksiarvot .

Esimerkki 13 Tässä kuvataan erilaisen anionisen tärkkelyksen käyttöä menetelmässä, joka muuten on samanlainen kuin esimerkissä 12, paitsi että käytettiin erilaisia määriä käsittelypolymeereja. Anioninen tärkkelys oli hydrolysoidun perunatärkkelyksen fosfaattiesteri, "Nylgum A160", toim. H. Helias & Co., Ware, Yhdistyneet kuningaskunnat), ja sitä käytettiin 3 %:sena vesiliuoksena.

Käytetyt käsittelypolymeerimäärät ja saadut tulokset on esitettu taulukossa 13: 54 85045

Taulukko 13

Ajo ISyteain. käs, 3 % anion. I Kuitujen Tuhka- Täyteain. Puhkaisu-

No. käytett. 2 % tärkk. käs. käytet. pit. retentio indeksi K = polyamiini. liuoks. 2 % poly- (%) (%) Opa..

kont- liuoks. paino paino amiiniliuoks. mg ) rolli (g) (g) paino (g) 1 2 60 1,5 21 35 2,2 2 5 60 1,5 20 33 2,4 3 7 60 1,5 32 53 2,6 4 8 60 1,5 31 52 2,6 5 9 60 1,5 38 63 2,4 6 11 60 1,5 46 77 1,6 K .1 — 60 --- 24 40 1,7 K .2 7 — 1,5 45 75 0,7 K .31 7 — 1,5 40 71 0,9 [k .411 7 1 — 1 1,5 I 37 1 72 1,0

Kontrolleissa 3 ja 4 käytettiin vastaavasti 23 g ja 19 g kalkkia muissa ajoissa ja kontrolleissa käytetyn 27 g:n sijasta Nähdään, että vaikka kontrollit 2-4 mahdollistivat korkeiden täyttötasojen ja retentioarvojen saavuttamisen, saatujen papereiden puhkaisuindeksiarvot olivat hyvin pieniä verrattuina papereihin ajoista 5 ja 6, joille saatiin verrattain suuret täyttötasot. Kontrollissa 1 saatiin paperia, jonka tuhkapitoisuus oli runsaasti alle 55 85045 sen, joka saatiin ajojen 3 ja 4 papereille, mutta sen puhkaisuindeksi oli paljon alempi.

Kun sama koesarja toistettiin samanlaisella poly-amiinilla, jonka kationinen varaus oli heikompi ("Accurac 67"), ei kontrolleihin verrattuna havaittu mitään merkittävää vaikutusta tuhkapitoisuus- ja puhkaisuindek-siarvoihin. Tämä osoittaa, että varauksen voimakkuus voi merkittävästi vaikuttaa tietyn polymeerin käyttäytymiseen tässä menetelmässä, ja tämä tulisi ottaa huomioon tässä menetelmässä käytettäviä käsittelypolymeereja valittaessa .

Esimerkki 14 Tässä kuvataan erilaisen anionisen tärkkelyksen käyttöä kuin aikaisemmissa esimerkeissä käytetyt.

Pl a) Täyteaineen käsittely 4 g AAE-kopolymeerin ("Magnafloc 1597", toim. Allied Colloids Ltd., jonka uskotaan olevan kemiallisesti sama kuin "Percol 1597") 3 %:sta vesiliuosta lisättiin sekoit-.. . taen lietteeseen, jossa oli 27 g kalkkia 81 g:ssa vettä.

Kalkkilietteeseen lisättiin sekoittaen 85 g anionisen tärkkelyksen ("Retabond AP", perunatärkkelysfosfaatties-teri, toim. Tunnel Abeve) 3 %:sta vesiliuosta.

b) Kuitujen käsittely

Valmistettiin myös suspensio, jossa oli 18 g kuituja kuivana 655 g:ssa vettä, ja lisättiin 3 g 3 %:sta AAE-ko-polymeeriliuosta ("Magnafloc 1597”).

c) Täyteaine- ja kuitususpensioiden sekoittaminen/ paperinvalmistus/testaus Tämä tapahtui kuten esimerkissä 12 on kuvattu.

d) Lisääjot Nämä suoritettiin samalla yleisperiaatteella kuin esimerkissä 13 on kuvattu. Käytetyt ainesmäärät ja saadut tulokset on esitetty taulukossa 14: 56 85045

Taulukko 14 ------- ------- ---- - ----------- -- - - -------- -- - --- I Ajo I Täyteaine j 3 % anion. | Kuit. käs.j T\ihka- | Täyteain. | Puhkaisu-f f No. | käs. käyt. i tärkk. i käyt. 3 % j pit. i retentio j indeksi j I K = · 3 % AAE-ko- I liuoks. I AAE-kopolJ (%) I (%) I (lpa1 «

| kont-J pol. liuoks. | paino j liucks. j J J mg ) J

• roll! paino . (g) . paino . . ,

I ! (g) I I II I

II I I II II

I l I I II II

I _I_I.........I_I_I_I_I

II I I I I I I

| 1 I 4 I 85 I 3 I 19 I 32 | 2,3 | I 2 | 8 I 85 I 3 I 38 I 63 j 2,2 j i 3 I 5 j 85 j 3 j 30 I 50 j 313 j | 4 | 7 j 85 j 3 j 42 j 70 ) 214 j | 5 j 9 j 85 | 3 j 48 j 80 j 210 j

| K.l j 7 j j 2 j 30 | 50 I 0,9 I

j K.2 | — j 85 j — j 19 j 32 j 1,3 j I K.3 j 7 j j 3 j 29 j 48 | 1,5 j

I K,4»4 — | 85 I -- 1 32 1 49 I 1,5 I

Kontrollissa 4 käytettiin 34 g kalkkia Nähdään, että vertailukelpoisilla tuhkapitoisuuksila tämän keksinnön mukaisesti valmistetuilla papereilla oli paljon korkeammat puhkaisuindeksiarvot kuin kontrollipa-pereilla. Tällä menetelmällä saatiin myös suuremat tuhkapitoisuudet ja retentioarvot.

Esimerkki 15 Tämä esimerkki on samanlainen kuin edellinen esimerkki, mutta kuvaa kuitujen käsittelyyn käytetyt AAE-kopoly- 57 85045 meerin määrän vaihtelun vaikutusta.

Menettely oli muuten yleensä kuten esimerkissä 14, paitsi että käytettiin 18 g kalkkia esimerkin 14 27 g:n sijasta. Muut käytetyt ainesmäärät ja saadut tulokset on esitetty taulukossa 15:

Taulukko 15 J Ajo J Täyteain. J 3 % anicn. J Kuit. käs. | Tuhka- | Täyteain. jpuhk. | I No. I käs. käyt. i tärkk. i käyt. 3 % ipit. i retentio i indeksi j • K = I 3 % AAE- I liuoks. · AAE-kopol. * (%) ' (%) ' (kjP^ ' | Kont-j kopol. J paino | liuoks. ] j |m g ) | . rolli liucks. , (g) . paino · · ·

I I paino I I (g) I I I

! I (g) I I II II

II I I II II

ί I _________I_I__I__I_I_I

Il I I II II

| 1 | 8,8 | 69,2 | 1,5 | 30 | 60 | 3,2 | j 2 I 5,8 | 69,2 j 3,0 j 32 | 64 | 3,1 | j 3 | 5,8 j 69,2 j 4,5 j 33 j 66, . j 3,3 | j 4 | 5,8 j 69,2 j 6,0 j 35 j 70 j 3,2 | j 5 j 5,8. j 69,2 j 7,5 j 34 j 68 j 3,5 j |Kl j 5,8 j 69,2 j — j 17 j 34 j 2,7 j |Κ2 I 11,8 I 69,2 | — I 36 I 72 | 2,4 1 Nähdään, että vaikka kontrollissa 2 saatiin paperia, jonka täyttötaso oli suurempi, sen puhkaisuindeksi oli paljon pienempi kuin ajon 4 paperilla, jonka tuhkapitoisuus oli vertailukelpoinen kontrollin 2 paperin vastaavan kanssa. Nähdään myös, että kuitujen käsittelytason lisäämisellä ei ollut mitään odottamatonta vaikutusta saatui- 58 85045 hin tuhkapitoisuus- ja puhkaisuindeksiarvoihin - polymee-ritason kasvaessa näissä arvoissa tapahtui pelkästän as-teettainen kasvu.

Esimerkki 16 Tässä kuvataan DADMAC-polymeerin käyttöä kationisena polymeerinä ja kumin (oletetaan polysakkaridiksi) anioni-sena polymeerinä.

a) Täyteaineen käsittely 3 g kvaternaarinsen ammoniumpolymeerin ("Alcostat 167", toim. Allied Colloids Ltd.) 2 %:sta vesiliuosta lisättiin sekoittaen lietteeseen, jossa oli 27 g kalkkia 81 g:ssa. vettä. Kalkkilietteeseen lisättiin sekoittaen 60 g anionista modifioitua johanneksenleipäpuunsiemenku-mia 2 %:sena liuoksena.

b) Kuitujen käsittely

Valmistettiin myös suspensio, jossa oli 18 g kuituja kuivana 655 g:ssa vettä, ja lisättiin 2 g kvaternaarista ammoniumpolymeeria ("Alcostat 167").

c) Täyteaine- ja kuitususpensioiden sekoittaminen/ paperinvalmistus/testaus Tämä suoritettiin esimerkin 12 tavoin.

d) Lisäajot Nämä suoritettiin samalla yleisperiaatteella kuin esimerkissä 12. Käytetyt ainesmäärät ja saadut tulokset on esitetty taulukossa 16: 59 85045

Taulukko 16 j Ajo I Täyteaine- | 3 % anion. I Kuit. käs. I Tuhka- | Täyteain. I Puhkaisu-j I No. I käs. käyt. . tärkk. J käyt. kvat.ipit. , retentio J indeksi .

IK = I 2 % kvat. I liuoks. I aim», pol. I {%) I (%) I (Ipa.j I

I kont- I aim», pol. I paino I liuoks. J I J in g ) |

, rolli , liuoks. . (g) ! paino J ! J

I I paino I I (g) I I I

I I (g) j | || ||

II I I I I I I

II I I I I I I

i_i_I__111 II

II I I I I I I

| 1 | 3 I 60 I 3 I 24 I 40 | 2,0 | j 2 I 6 j 60 j 2 I 31 I 52 j .1,6 j j 3 j 0 j 60 j 2 j 33 j 55 j 1,9 j

l*.l I I 60 1-- I 26 I 43 I 1,5 I

Nähdään, että ajoissa 2 ja 3 saatiin paperia, joiden tuhkapitoisuudet ja puhkaisuindeksiarvot olivat suurempia kuin kontrollipaperilla. Ajossa 1 saatiin paperia, jonka tuhkapitoisuus oli hieman alempi kuin kontrollipaperilla mutta puhkaisuindeksiarvo paljon korkeampi.

Esimerkki 17 Tässä kuvataan tätä menetelmää käyttäen täyteaineena titaanidioksidia.

Menettely ja käytetyt materiaalit olivat yleensä kuten esimerkissä 15 kuvatut, jolloin 18 g:n sijasta kalkkia käytettiin 18 g titaanidioksidia. Muut käytetyt poly-meerimäärät ja saadut tulokset on esitetty taulukossa 17:

Taulukko 17 60 8 50 4 5 |Ajo | Täyteain. | 3 % anion. jKuit. käs. | Tuhka- jPuhkaisu- | |No. j käs. käyt. I tärkk. jkäyt. 3 % j pit. jindeksi i ' ' 3 % AAE-ko- * liuoks. ' AAE-kopol. | (%) (^Pa-j * j | pol. liuoks. | paino | liuoks. | |m g ) | I I paino i (g) paino j ι j (g) (g)

I _I__I -......J__I___I_I

II I I ! I I

| 1 | 7 I 85 I 3 j 31 I 2,6 I

I 2 j 6 I 86 I 3 j 28 j 2,5 j j 3 j 11 j 85 j 3 j 29 j 3,1 j | 4 | 13 I 85 j 3 I 30 j 3,4 j 1 5 I 13 I 85 I 3 1 29 I 3,5 j

Esimerkki 18 Tässä kuvataan edelleen tämän menetelmän käyttöä ti-taanidioksidi täyteaineena.

: Menettely ja käytetyt materiaalit olivat yleensä ku- : ten esimerkissä 17 kuvatut, paitsi että toisessa ajossa, käytettiin 18 g:n sijasta vain 10 g titaanidioksidia. Suoritettiin kolme kontrolliajoa, ja näistä kolmannessa täyteaineen käsittelyyn käytetyt polymeerit sekoitettiin toisiinsa ennen niiden saattamista yhteyteen täyteaineen kanssa. Käytetyt polymeerimäärät ja saadut tulokset on esitetty taulukossa 18: 61 85045

Taulukko 18

Ajo Täyteain. 3 % anion. jKuit. käs. Tuhka- Puhkaisu-

No. käs. käyt. tärkk. käyt. 3 % pit. indeksi p, 3 % AAE-kopol. liuoks. AAE-kopol. (%) (kPa.

kont-*liuoks· paino liuoks. mg) ni|paln° (g) paino (g) (g) 1 7 85 3 33 2,3 2 7 85 3 25 3,3 K1 85 30 1,9 K2 7 3 27 1,0 K3 | IQ 1 85 I - | 28 | 2,6 ; Nähdään, että keksinnön mukaan valmistetut paperit olivat parempia kontrolleihin verrattuna puhkaisuindeksi-arvoissa ja/tai tuhkapitoisuustasoissa.

62 85045

Esimerkki 19 Tässä kuvataan vielä menetelmää, jossa kuidut käsitellään anionisella polymeerillä ja täyteaine käsitellään ensin anionisella polymeerillä ja sitten kationisella polymeerillä. Menetelmä on samanlainen kuin esimerkissä 8 kuvattu, paitsi että käytettiin enemmän varattua kationista tärkkelystä, nimittäin "Cato 170":tä, joka on amii-nimodifioitu tärkkelys, toim. Laing-National Ltd., Manchester, ja että käytetyt ainesmäärät ovat erilaisia.

a) Kuitujen käsittely

Valmistettiin kuitujen 4 %:nen vesisuspensio, joka sisälsi 21 kg kuituja kuivana (käytetty kuituseos oli sama kuin esimerkissä 1 kuvattu). Kuitususpensioon lisättiin sekoittaen 16,3 kg anionisen polyakryyliamidin ("Percol E24") 0,5 %:sta vesiliuosta. Suspension polyak-ryyliamidipitoisuus oli 31,5 g, tai 0,15 % läsnäolevien kuitujen painosta laskettuna.

b) Täyteaineen käsittely 15 kg kalkkia lietettiin 60 kg:aan vettä, ja lisättiin sekoittaen 12,0 kg anionisen polyakryyliamidin 0,5 %:sta liuosta ("Percol E24"). Polyakryyiamidipitoi-suudeksi saatiin tällöin 60 g tai 0,4 % kalkin painosta laskettuna. Lisättiin edelleen sekoittaen 28,5 kg katio-nisen tärkkelyksen 5 %:sta liuosta ("Cato 170"). Kationi-sen tärkkelyksen kuivalisäys oli 1,43 kg tai 9,5 % kalkin painosta laskettuna. Kalkkirkationinen tärkkelys:anioni-nen polakryyliamidi-suhde oli 250:24:1.

c) Täyteaine- ja kultususpenslolden sekoitus/ paperinvalmistus Käsitelty kalkkiliete lisättiin kuitususpensioon syöttövirtauksen ennen jauhimia olevassa kohdassa määrinä, joilla oli tarkoitus saada kalkkitasot noin 30 %, 45 % ja 60 % kuitujen ja kalkin kokonaispainosta laskettuna, minkä jälkeen käsitelty kuituspensio laimennettiin pape-rinvalmistusakeuteen. Sekoituslaatikossa lisättiin alkyy-liketeenidimeeriliima-ainetta ("Aquapel 2") määränä 63 8 5045 0,02 % läsnäolevasta kokonaiskiintoaineesta laskettuna. Eri sulput suotautettiin tavoitepainoltaan 100 gm-2:n pa-perirainojen valmistamiseksi normaalilla tavalla. Kussakin tapauksessa lisättiin paperikoneen liimapuristimessa liuotetun tärkkelyksen ("Amisol 5592") 5 %:sta liuosta. Imeytyminen oli sellainen, että valmiin paperirainan li-uostärkkelyspitoisuudeksi tuli noin 5 % rainan kuitusi-sällöstä laskettuna.

d) Kontrolli Tässä käytettiin tavanomaista retentioainetta ("Per-col 140"), moolimassaltaan keskisuuri varaustiheydeltään pieni kationinen polyakryyliamidi, toim. Allied Colloids Ltd.) perälaatikkoon lisättynä ilman mitään erillistä kuitujen tai täyteaineen esikäsittelyä. Menettely oli muuten kuten edellä (c):ssä kuvattu, paitsi että suoritettiin myös 15 %:n tavoitetäyttöajo.

e) Saadut tulokset

Papereille suoritettiin tallinen testisarja, mutta retentioarvot johdettiin vertaamalla arkin tuhka- (kalkki- ) pitoisuutta paperisulpun kalkkipitoisuuteen perälaa-tikossa. Saadut tulokset on esitetty taulukossa 19: 64 85045

Taulukko 19

Tavoite- Ke/ Tuhka- Yhden Omin. I Puhkaisu- Katk.

täyttö Ko pit. suotaut. taiv. indeksi 1 pit. (km) (%) 1 (%) retentio 1mod._, (kPam g ') (MD) (%) x10 (MD) 15 Ke - - _I Ko I 16 | 85 2,6 2,8 5,9 30 Ke 25 82 2,3 3,2 6,0 _| 1° | 30 88 2,1 | 2,1_ 4,4 45 Ke 34 91 1,9 2,6 5,4 _| Ko | 39 71 1,8 1 1,5_ 3,5 60 ^ 31 73 2,4 2,8 6,0 _[ Ko | 49 1 84 1,4 1,0 2,5

Ke = keksintö Ko = kontrolli Nähdään, että retentioarvot, jotka saatiin, olivat yhdellä poikkeuksella huonommat kuin kontrollissa. Kuitenkin saatiin parantuneita lujuusarvoja. Vaikka tämä ei olekaan täysin yllättävää, ottaen huomioon, että "Cato 170" todennäköisesti toimii kuivalujuuden apuaineena, eikä kontrollissa ollut vertailukelpoista ainetta läsnä, tulisi huomata, että puhkaisuindeksi ja katkeamispituus-arvot olivat merkittävästi parempia kuin vastaavissa edellisten esimerkkien kontrolleissa. Tämä voidaan nähdä oheisten piirustusten kuvasta 3 suhteessa puhkaisuindek-siarvoihin, johon on merkitty myös arvot aikaisemmista kontrolleista. Ominaistaivutusmoduuliarvot olivat parempia kuin useimmat edellisissä kontrolleissa, mutta eivät yhtä hyvät kuin esimerkin 8 kontrollissa saadut arvot.

65 85045

Esimerkki 20 Tässä kuvataan menetelmää, joka on samanlainen kuin esimerkin 12, mutta jossa käytetään erilaista anionista tärkkelystä, nimittäin "Retabond AP":tä. Tämän tärkkelyksen käyttöä kuvattiin esimerkeissä 14 ja 15, mutta vain käsintehtynä arkkina. Tämä esimerkki suoritettiin pilot-mittakaavan paerikoneella, ja siinä käytetään kationista polyakryyliamidia esimerkeissä 14 ja 15 käytetyn AAE-ko-polymeerin sijasta.

a) Kuitujen käsittely

Valmistettiin kuitujen 4 %:nen vesisuspensio, joka sisälsi 14 kg kuituja kuivana (käytetty kuitusekoitus oli sama kuin esimerkissä 1 kuvattu). Lisättiin sekoittaen 11,2 kg kationisen polyakryyliamidin ("Percol 47") 0,5 %:sta liuosta, jolloin kationisen polyakryyliamidin pitoisuudeksi saatiin 56 g (0,4 % laskettuna kuitujen painosta).

b) Täyteaineen käsittely 10 kg kalkkia lietettiin 56 kg:aan vettä, ja lisättiin sekoittaen 1 kg kationisen polyakryyliamidin ("Percol 47") 0,5 %:n liuosta. Tällöin kationisen polyakryyliamidin pitoisuudeksi saatiin 5 g (0,05 % kalkin painosta laskettuna). Lisättiin edelleen sekoittaen 10 kg anioni-sen tärkkelyksen ("Retabond AP") 5 %:sta liuosta. Tällöin anionisen tärkkelyksen määräksi saatiin 0,5 kg (5 % kalkin painosta laskettuna).

c) Täyteaine- ja kuitususpensioiden sekoitus/ paperinvalmistus Tämä tehtiin kuten esimerkissä 19, paitsi että 15 %:n tavoitetäytöllä ei suoritettu ajoja.

d) Saadut tulokset

Paperit testattiin ja retentioarvot saatiin kuten esimerkissä 19 on kuvattu, ja saadut tulokset on esitetty taulukossa 20: 66 85045

Taulukko 20

I Tavoite-1 Tuhka- I Yhden I Omin. I Puhkaisu- ί Katk. I

I täyttö j pit. jsuotaut. | taiv. | indeksi. | pit. (km) I

, (%) I (%) .retentio . mod., i (kPam g ) j (MD) I

I I I (%) I xhj I I I

III I (MD) I I I

I I I_I___I_I_I

I 30 I 30 I 96 I 2,6 I 2,5_I 5.8 I

I 45 I *1 I 90 I 1,9 I 1,7 I 3,1 | I CO I «5 I 88 I 1,7 I 1,4 I_3,7 _| Nähdään, että saadut retentioarvot ovat suurempia kuin esimerkissä 19 kontrollissa. Lujuusarvot olivat kussakin tapauksessa yviä verrattuna kaikkiin edellisiin kontrolleihin pienemmillä täyttötasoilla, mutta putosivat alle esimerkin 8 kontrollin suuremmilla täyttötasoilla (ja katkeamispituuden ollessa kyseessä myös alle esimerkin 19 kontrollin).

Esimerkki 21 Tässä kuvataan samanlaista menetelmää kuin esimerkissä 20 kuvattu, paitsi että kuitujen käsittelyyn käytettiin pienempää määrää kationista polyakryyliamidia, sekä myös rinnakkaista menetelmää, jossa kationinen polyakryy-liamidi ja anioninen tärkkelys sekoitetaan ennen niiden käyttämistä kalkkilietteen käsittelyyn. Kuitujen käsittelyyn käytetyn kationisen polyakryyiamidin määrä oli puolet esimerkissä 20 käytetystä (ts. 5,6 kg), mutta muut ainesmäärät olivat kuten esimerkissä 20 on kuvattu. Saadut tulokset on esitetty taulukossa 21: 67 85045

Taulukko 21

j Tavoite-j P/S | Tuhka- I Yhden I Oriin. I Puhjcaisu_ I I

• täyttö | 1 Pit. | suotaut. | taiv. | indeksi, |pit.‘(km) | I (%) I j (%> ! retentio ( mod^ I II I | (®) | | |

I I I -]_ί__I_I_I

| IS I p I 16 I 61 I 3,1 I 3,3 I 6,S |

j_I S I IS I 62 I 2,7 I 3,6 I 7,3 I

| 30 I P I 28 I 77 I 3,1 I 2,3 I 4,8 | I I S | 2« I 80 I 2,2 | i,S I 6,0 | | 45 I P I 40 I 100 I 1.8 I 1.6 I 4,3 | I I S I 34 I 80 I 1,9 I 1.8 | 4,2 |

| 60 I P I 43 I 91 I 1.6 1,3 I 3,4 I

1 I S | 41 I 80 I 1,6 | 1,8 | 3,4 I

P/S = täyteaineen käsittely polyakryyliamidi11a vastaavasti peräkkäin/sekoituksen jälkeen Havaitaan, että peräkkäisellä käsittelyllä saavutettiin merkittäviä etuja retentiossa suurilla tavoiteäyte-tasoilla verrattuna sekoituskäsittelyyn, ja että lujuus-arvot olivat yleisesti ottaen vertailukelpoisia molemman tyyppisillä käsittelyillä. Vertailusta esimerkin 20 pe-räkkäiskäsittelytuloksiin ei voi tehdä mitään selviä johtopäätöksiä kationisen polyakryyliamidikäsittelyn suositeltavan tason suhteen.

Esimerkki 22 Tässä kuvataan "Retabond AP"-tärkkelyksen käyttöä kahdella eri käsittelytasoalueella kummassakin tapauksessa yhdessä kationisen AAE-kopolymeerin kanssa, a) Kuitujen käsittely (kullekin ajolle)

Valmistettiin kuitujen 4 %:nen vesisuspensio, joka sisälsi 14 kg kuituja kuivana (käytetty kuitusekoitus oli •se 85045 sama kuin esimerkissä 1 kuvattu). Kuitususpensioon lisättiin sekoittaen 0,93 kg AAE-kopolymeerin ("Percol 1597") 5 %:sta vesiliuosta. Suspension kuivapolymeeripitoisuus oli 46,3 g tai 0,33 % läsnäolevien kuitujen painosta laskettuna .

b) Täyteaineen käsittely A kg kalkkia lietettiin B kg:aan vettä ja lisättiin C kg kationisen AAE-polymeerin 5 %:sta liuosta ("Percol 1597") samalla sekoittaen. Edelleen sekoittaen lisättiin D kg anionisen tärkkelyksen ("Retabond AP") 5 %:sta liuosta. A:n, B:n, C:n ja D:n arvot vaihtelivat tarkoitetun tavoitetäytteen mukaan, ja olivat seuraavat:

Tavoite- AAE-kopolym. Tärkk. .

täyttö A (kg) B(kg) C(kg) kalkille (%) D(kg) kalkille (%) (i) Alempi tärkkelyskäsittelytasoalue 15 5 20,0 0,33 0,33 13,2 13,2 30 5 26,6 0,33 0,33 6,6 6,6 45 5 28,8 0,33 0,33 4,4 4,4 60 7 28,4 0,46 0,33 4,6 3,3 (ii) Korkeampi tärkkelyskäsittelytasoalue 15 5 8,3 1,2 1,2 24 24 30 5 18,3 1,2 1,2 14 14 45 5 21,3 1,2 1,2 11 11 60 - -

Alemmalla tärkkelyskäsittelytasolla anionisen tärkkelyksen suhde kationisen polymeerin kokonaiskäyttöön (ts. siihen, joka käytettiin täyteaine- ja kuitukäsittelyyn) 69 85045 oli 6:1 kussakin tapauksessa. Korkeammille käsittelytasoille suhde oli 6,5:1.

c) Täyteaine- ja kuitususpensioiden sekoitus/ paperinvalmistus Tämä tehtiin kussakin tapauksessa kuten esimerkin 19 osassa (c) on kuvattu.

d) Saadut tulokset

Paperit testattiin ja retentioarvot saatiin kuten esimerkissä 19 on kuvattu, ja saadut tulokset on esitetty taulukossa 22:

Taulukko 22 t | Tavoite- Ja/K | Tuhka- j Yhden J Omin. | Puhkaisu- | Katk. | täyttö 1 pit. suotaut. taiv. indeksi . I pit. (km) | (%) (%) retentio mod^ J (kPamg ) 1 (MD) ' I II I (%) I xio-0 | I I I I I I») | | ( 1_I_I_ΙΙΓΙ_|

I 15 I A I 1« I 88 I 8,1 I 4,2 I 7.4 I

I | K I 16 | 96 | 2,4 | 4.6 I 7.7 I

I 30 I A I 23 I 90 I 1,9 | 3,3 | 6.6 I

I_I K I 32 | -- | 1,7 | 3,8 | 7,8 I

I 45 I A I 3« I 96 I 1.7 I 2.3 I 4.6 I

I_I K I 38_1_97· | 2,1 | 2,7 | ¢,2 | I «0 111 11_1_-.li.» I M I 3,7 |

I_l..K J -_I - I - I - I - I

A/K = alemmat ja korkeammat tärkkelyskäsittelyalueet Nähdään, että korkeammilla tärkkelyskäsittelytasoi11a saatiin yleensä parempia tuloksia, vaikka joissakin tapauksessa ero oli pieni. Kaikkia retentioarvoja voitiin ™ 85045 hyvin verrata esimerkin 19 kontrolliin, ja puhkaisuindek-si ja katkeamispituusarvot oivat merkittävästi parempia kuin kaikkien aikaisempien esimerkkien kontrollit. Omi-naistaivutusmoduuliarvot eivät olleet yhtä hyviä kuin esimerkin 8 kontrolli, mutta olivat parempia kuin muut kontrollit korkeammilla täyttötasoilla. Puhkaisuindeksi-arvot on esitetty oheisten piirustusten kuvassa 4, johon on myös merkitty aikaisempien esimerkkien kontrolliarvot.

Esimerkki 23 Tässä kuvataan sellaisen menetelmän käyttöä täysko-koisella paperikoneella, jossa kuidut käsitellään anioni-sella polyakryyliamidilla ja täyteaine käsitellään ensin anionisella polyakryyliamidilla ja sitten kationisella tärkkelyksellä.

a) Kuitujen käsittely

Valmistettiin 4 %:nen vesipitoinen kuitususpensio joka sisälsi 600 kg kuituja kuivapainosta laskettuna. Kui-tususpensioon lisättiin 240 kg anionisen polyakryyliami-din ("Percol E24") 0,5 %:sta vesipitoista liuosta samalla hämmentäen, joko jauhatuksen aikana tai välittömästi sen jälkeen. Suspension polyakryyliamidipitoisuus oli 1,2 kg, tai 0,2 % laskettuna läsnäolevien kuitujen painosta.

Kuvattu menetelmä toistettiin vielä kahdesti jolloin voitiin suorittaa kolme ajoa käsitellyllä kuidulla, joista yhtä käytettiin kontrollina (vrt. jälempänä). Valmistettiin myös kaksi erää käsittelemätöntä kuitususpensiota käytettäviksi kontrolliajoissa.

b) Täyteaineen käsittely 140 kg kalkkia lietettiin 525 kg:aan vettä ja lisättiin 195 kg 0,5 %:sta anionista polyakryyliamidiliuosta ("Percol E24") samalla hämmentäen. Tällöin saatiin poly-akryyliamidipitoisuudeksi 0,975 g, tai 0,7 % laskettuna kalkin painosta. Lisättiin 230 kg 5 %:sta kationisen tärkkelyksen liuosta ("Amisol 5906") samalla hämmentäen. Kationisen tärkkelyksen lisäys oli 11,5 kg, tai 8,2 % 71 85045 laskettuna kuivana kalkin painosta. Suhde kalkki:kationi-nen tärkkelys: anioninen polyakryyliamidi oli noin 144:12:1.

Tämä menettely toistettiin siten että saatiin riittävästi käsiteltyä kalkkia kahta ajoa varten.

c) Täyteaine- ia kuitususpensioiden sekoittaminen/ paperinvalmistus Käsitelty kalkkiliete lisättiin kuitususpensioon ko-nekyypistä kahdessa ajossa määrinä, jotka antoivat noin 15 %:n vastaavasti noin 35 %:n kalkkipitoisuudet laskettuna kuitujen ja kalkin kokonaispainosta, minkä jälkeen käsitelty kuitususpensio laimennettiin paperinvalmistus-sakeuteen. Käytettiin alkyyliketeenidimeeriliima-ainetta. Mukana oli myös optista kirkastusainetta ja biosidia tavanomaisin määrin. Sulput suotautettiin tavoiteneliömas-saltaan 100 g m"2 paperirainojen valmistamiseksi tavalliseen tapaan. Paperikoneen liimapuristimessa lisättiin kussakin tapauksessa liuotetun tärkkelyksen liuosta.

d) Kontrollit

Suoritettiin kolme ajoa, yksi käyttäen 8 %:sta käsittelemättömän kalkin tavoitetäyttöä ja muut kaksi käyttäen 15 %:sta käsittelemättömän kalkin tavoitetäyttöä. Toisessa 15 %:n tavoitetäyttöäjossa käytettyjä kuituja käsiteltiin kuten kohdassa (a) edellä. Toisessa 15 %:n tavoite-täyttöajossa ja 8 %:n tavoitetäyttöäjossa käytettiin re-tentioainetta lisäysmäärässä 0,05% laskettuna kuiva kuidun painosta.

e) Saadut tulokset

Valmistetuille papereille suoritettiin tavanomaiset testit, mutta retentioarvot saatiin vertaamalla tuhka (kalkki)- pitoisuus arkissa paperisulpun kalkkipitoisuuteen perälaatikossa. Saadut tulokset on ilmoitettu seu-raavassa taulukossa 23:

Taulukko 23 72 85045

ITavoite- I Paalaa- I Tuhka- «Yhden 'Omin. I Puhkaisu- ^Katk. I

| täyttö | tikkomas-f pit. J suotaut. jtaiv. J indeksi.. Ipituus (km| I (%) I san kalk-r (%) .retentio imcxL, , kPamg ') (vd) ,

I I kipit. I I (%) 1x10“° I I

I | (%) | I (noin) | (MD) | | |

I I I I I I II

I I I_I_I__!_I l

I I I I II I I

I g (Ko) I 1β I 8,3 I 52 I 2,1 I 2,1 j 5,1 j I 15 (Ko)*] 24 j 13,5 I 5Θ j 2,1 j 2,0 | 4,9 j j 15 (KO) I 28 I 17,7 | 83 j 1,8 | 1,8 | 4,8 | j 15 (Ke) j 22 | 14,0 j 84 j 1,9 j 2,1 j 5,4 | I 15 (Ke) I 51 138,4 | 71 | 1,5 | 1,4 | 3,7 |

I_I l I I I_L_I

ko = kontrolli (‘tarkoittaa kuitukäsittelyä kuten (a):ssa ke = keksintö Nähdään että parhaimmat retentioarvot saatiin keksinnön mukaisella menetelmällä vaikkakin 15 %:n tavoitetäy-töllä toinen (mutta ei molemmat) kontrolleista antoi oleellisesti samat retentioarovt. Puhkaisuindeksitulok-set on esitetty graafisesti kuvassa 5, ja nähdään että keksinnön mukaisen paperin indeksit ovat ylivoimaiset kontrolliin verrattuna. Keksinnön mukaisen paperin, jonka tuhkapitoisuus oli 14 %, ominaistaivutusmoduuliarvot olivat jonkin verran huonommat verrattuna 13,5 %:n tuhkapitoisuuden omaavaan kontrollipaperiin, mutta samalle kahdelle paperille oli keksinnön mukaisen paperin katkea-mispituus huomattavasti parempi kuin kontrollipaperin.

73 8 5 045

Esimerkki 24 Tämä esimerkki on samantyyppinen kuin esimerkki 23, mutta koskee kevytpaperin valmistusta.

a) Kuitujen käsittely

Valmistettiin 4 %:nen kuitususpensio, joka sisälsi 1000 kg kuituja kuivapainosta (kuitusekoitus ja jauhatus-aste oli sama kuin esimerkissä 1 sillä erotuksella, että eukalyptus- ja havupuumassat jauhettiin erikseen). 400 kg anionisen polyakryyliamidin ("Percol E24") 0,5 %:sta vesipitoista liuosta lisättiin eukalyptuskuitususpensioon samalla hämmentäen ennen sen sekoittamista havupuukuituihin. Suspension polyakryyliamidipitoisuus oli 2 kg, tai 0,2 % laskettuna läsnäolevien eukalyptus- ja havupuukuitujen kokonaispainosta.

Edellä mainittu menetelmä toistettiin kolme kertaa niin että voitiin suorittaa neljä ajoa käsitellyillä kuiduilla .

b) Täyteaineen käsittely 125 kg kaoliinia lietettiin 675 kg:aan vettä, ja samalla hämmentäen lisättiin 50 kg anionisen polyakryyliamidin ("Percol E24") 0,5 %:sta vesipitoista liuosta.

Tämä antoi 0,25 kg:n polyakryyliamidipitoisuuden, tai 0,2 % laskettuna kaoliinin painosta. Samalla hämmentäen lisättiin 200 kg 5 %:sta kationisen tärkkelyksen liuosta ("Amisol 5906"). Kationisen tärkkelyksen lisäys kuivana oli 10 kg, tai 8,0 % kaoliinin painosta. Suhde kaoliini: kationinen tärkkelysranioninen polyakryyliamidi oli 500:40:1.

Tämä menettely toistettiin vielä kolme kertaa, mutta käyttäen eri suuruisia määriä ainetta samassa suhteessa 500:40:1 seuraavasti: 74 85045 0,5 %:sta an- 5 %:sta katio-ionista poly- nista tärk-akryyliamidi- kelystä

Kaoliinia (kg) Vettä (kg) liuosta (kg) (kg)_ 175 475 70 280 225 1325 90 360 150 550 60 240 c) Täyteaine- ja kuitususpensioiden sekoittaminen/ paperinvalmistus

Kuitususpensioon lisättiin käsitelty kalkkiliete konekyypissä neljässä ajossa määrinä jotka antoivat noin 8 %:n, 11 %:n , 15 %:n ja 20 %:n kaoliinipitoisuudet laskettuna kuitujen ja kaoliinin kokonaismäärästä, minkä jälkeen käsitelty kuitususpensio laimennettiin paperival-mistussakeuteen. Käytettiin kolofoni/aluna-liimausta. Käytettiin myös biosideja ja muita standardilisäaineita. Eri erät suotautettiin paperirainojen valmistamiseksi, joiden tavoiteneliömassat olivat 49 g m-2, tavanomaiseen tapaan. Kussakin tapauksessa käsiteltiin liuotetun tärkkelyksen 4 %:sella liuoksella paperikoneen liimapuristi-mella. Lisäysmäärä oli sellainen että saatiin noin 2 %:n liuotetun tärkkelyksen pitoisuus laskettuna rainan kuitu-pitoisuudesta .

d) Kontrolli

Suoritettiin kaksi identtistä kontrolliajoa tavoite-kaoliinitäytön ollessa 8 %. Kuituja ja kaoliinia ei käsitelty kuten edellä on selitetty, vaan 11 kg kuivaa tärkkelystä ("Retabond AP") lisättiin kussakin kontrolliajossa eukalyptusmassaan konventionaalisena lujuutta lisäävänä aineena. Käytettiin myös tavanomaista retentioapuai-netta. Menettely oli muutoin kuin kohdassa c) edellä on selitetty.

75 85045 e) Saadut tulokset

Papereille suoritettiin tavanomaiset testisarjat, mutta retentioarvot saatiin vertaamalla arkin tuhka(kao-liini)pitoisuutta paperisulpun kaoliinipitoisuuteen perä-laatikossa. Saadut tulokset on esitetty taulukossa 26 jä-lempänä:

Taulukko 24 | Tavoite-| Paalaa- j Tuhka- | Yhden | Omin. | Puhkaisu- | Katk. | j täyttö | tikkomasj- pit. ι suotaut. i taiv. i indeksi. ι pit. (kmh

• (%) ’ san kalk*- (%) ' retentio · mod., ' (kPam ) » (MD) I

I I kipit. I I (») I xKf6 I

I I (%) ι I (noin) ι (MD) · . .

I_I_I_I_I-- I I

I Ι ι I | I I I I

I 8(Ko)j 15,1 I 7,2 j 48 j 426 | 3,0 j .6,5 | | 8 | 19,0 j 6,8 j 36 j 366 j 3,5 j 6,3 | I 11 j 24,2 I 9,2 j 38 | 390 j 3,5 | 6,9 | j 15 j 29,3 j 12,3 j 42 j 381 j 3,0 j 5,5 | I 20 j 46,6 j 18,0 j 39 | 340 j 2,6 j 5,1 j | 8 (Ko) I 15,6 j 8,2 | 53 j 350 j 2,8 j 5,4 -j

I_I_I_I_I_______J_1 - I

ko = kontrolli Nähdään että kontrolliajot antoivat parhaimmat retentioarvot. Puhkaisuindeksitulokset on esitetty graafisesti kuvassa 6, ja niistä nähdään että keksinnön mukaiset paperit ovat ylivoimaisia, sekä mitä tulee tiettyä täyttötasoa vastaavaan lujuuteen että tietyn lujuuden omaavan paperin täyttöasteeseen. Katkaisupituus- ja omi-naisutaivutusmoduuliarvojen perusteella on vaiketa tehdä johtopäätöksiä. Havaitaan että ominaisutaivutusmoduuli-arvot ovat eri numeerista suuruusluokkaa kuin muissa esimerkeissä esitetyt. Tämä johtuu siitä että paperin kevyen luonteen johdosta oli käytettävä erilaista jäykkyyden 76 85045 mittauslaitetta kuin mitä muissa esimerkeissä oli käytetty.

Havaitaan että kahdessa kontrolliajossa, joiden olisi tullut antaa oleellisesti identtiset tulokset, saatiin itse asiassa huomattavan eri tulokset. Saatuja kontrolli-arvoja on siten käsiteltävä varauksellisesti.

Esimerkki 25 Tämä kuvaa vinyylimetyylieetteri/maleiinlanhydridi-kopolymeerin (PVM/MA) käyttöä anionisena polymeerinä menetelmässä jossa kuituja ja täyteainetta käsitellään kat-ionisella polymeerillä.

a) Kultujen käsittely 450 g 4 %:sta vesipitoista kuitususpensiota (18 g kuituja kuivapainona) sekoitettiin 9 l:n kanssa vettä ja siihen lisättiin 1,08 g AAE-polymerin ("Percol 1597") 5 %:sta liuosta (tämä polymeerimäärä vastaa 0,3 %:n poly-meerikäsittelymäärää laskettuna kuivana kuitujen kuiva-painosta) . Tämä menettely suoritettiin kolme kertaa kullekin polymeerille, kerran kutakin kolmea eri täyttötasoa varten.

b) Täyteaineen käsittely 4,5 g kalkkia lietettiin noin 100 g:aan vettä ja lisättiin samalla hämmentäen 0,27 g AAE-kopolymeeriliuosta (tämä antoi 0,3 %:n AAE-kopolymeerikäsittelytason laskettuna kuivana kalkin kuivapainosta). Sen jälkeen lisättiin samalla hämmentäen 1,09 g 5 %:sta PVM/MA-liuosta niin että PVM/MA-käsittelypitoisuudeksi tuli 1,2 % laskettuna kuivana kalkin kuivapainosta.

Edellä mainittu menettely toistettiin kahdesti käyttäen 12 g ja 27 g kalkkia, 0,72 g ja 1,62 g AAE-kopolymeeriliuosta, ja 2,91 g ja 6,56 g PVM/MA-liuosta.

77 85045 c) Täyteaineen ja kuitujen suspensioiden sekoittami-nen/paperinvalmistus/testaus

Kukin käsitelty kuitususpensio sekoitettiin samalla hämmentäen käsitellyn kuitususpension kanssa, jolloin saatiin paperinvalmistusmassat, joiden tavoitetäytöt olivat 20 %, 40 % ja 60 %. Näitä massoja käytettiin kukin 60 g m“2 tavoiteneliömassan omaavien pyöreiden käsiark-kien valmistamiseksi käyttäen brittiläistä standardiarkin valmistuskonetta. Kullekin arkille määritettiin tuhkapitoisuudet ja puhkaisuindeksiarvot ja saadut tulokset on esitetty taulukossa 25 jälempänä:

Taulukko 25

Tavoite- Tuhkapitoi- Retentio Puhkaisuindeksi täyttö (%) suus (%)_(%J_(kPa m2q~l)_ 20 12 60 3,4 40 23 58 2,4 60 29 48 2,1

Esimerkki 26 Tämä kuvaa menetelmää, jossa kuituja ja täyteainetta käsitellään anionisella polyakryyliamidilla ja täyteaine käsitellään lisäksi kationisella tärkkelyksellä, mutta käyttäen eri täyteaine:tärkkelys:polyakryyliamidi-suhdet-ta kuin mitä aikaisemmissa esimerkeissä on käytetty. Suoritettiin 10 eri ajoa.

a) Kuitujen käsittely

Valmistettiin 4 %:nen vesipitoinen kuitususpensio, joka sisälsi 36 kg kuituja kuivana laskettuna (käytetty kuitu oli sama sekoitus kuin esimerkissä 1). Kuitususpen-sioon lisättiin samalla hämmentäen 14,4 kg anionisen po-lyakryyliamidin ("Percol E24") 0,5 %:sta vesipitoista 78 85045 liuosta. Suspension polyakyyliamidipitoisuus oli 72 g, tai 0,2 % laskettuna läsnäolevien kuitujen kuivapainosta. Käsiteltyä kuitususpensiota käytettiin sitten pääeränä kymmenen eri paperikoneajoa varten.

b) Täyteaineen käsittely

Kalkkia lietettiin veteen ja samalla hämmentäen lisättiin 0,5 %:sta anionista polyakryyliamidiliuosta ("Percol E24"). Sen jälkeen lisättiin edelleen hämmentäen 5 %:nen kationinen tärkkelysliuos ("Amisol 5906"). Käytettyjen aineiden määrät olivat: 0,5 % PA 5 % tärkke-

Ajot m. Kalkkia (kg) Vettä (kg) liuos (kg) lysliuos (kg) 1-3 10 36 13,8 16,8 4-6 10 51 7,0 8,4 7-10 10 56 4,7 5,6

Ajoissa 1-3 olivat anionisen polyakryyliamidin ja ka-tionisen tärkkelyksen käsittelypätoisuudet 0,69 % ja vastaavasti 8,4 % laskettuna kuivana kalkin kuivapainosta, ja suhde kalkki: kationinen tärkkelys:anioninen polyak” ryyliamidi oli 144:12:1. Tämä on sama kuin joissakin edellisissä esimerkeissä ja antaa siten vertailustandar-din. Ajoissa 4-6 vastaavat käsittelypitoisuudet olivat 0,35 % ja vastaavasti 4,2 %, ja suhde oli 288:12:1. Ajoissa 7-10 vastaavat käsittelypitoisuudet olivat 0,235 % ja 2,8 %, ja suhde oli 432:12:1.

c) Täyteaineen ja kuitujen suspensioiden sekoittami-nen/paperinvalmistus/testaus Käsitelty kalkkiliete lisättiin kuitususpensioon kohdassa joka antoi hyvän sekoituksen ja määrinä jotka antoivat noin 15 %:n (ajot 1, 4 ja 7), 30 %:n (ajot 2, 5 ja 79 85045 8), 45 %:n (ajot 3, 6 ja 9) ja 60 %:n (ajo 10) kalkkipitoisuudet laskettuna kuitujen ja kalkin kokonaispainosta. Saadut kalkki/kuitususpensiot laimennettiin paperinval-mistussakeuteen. Sekoituslaatikossa lisättiin alkyylike-teenidimeeri-liimaainetta ("Aquapel 360x") määrässä 0,1 % laskettuna läsnäolevien kuitujen ja täyteaineen kokonaismäärästä. Eri massat suotautettiin tavoiteneliömassaltaan 100 g m~2 olevien paperirainojen valmistamiseksi normaalitapaan. Kussakin tapauksessa käytettiin liuotetun tärkkelyksen 5 %:sta liuosta paperikoneen liimapuristimessa. Papereille suoritettiin tavanomaiset testit ja retentio-arvot määritettiin vertaamalla arkin tuhkaikalkinpitoisuutta (kalkin) sekoituslaatikossa olevan massan kalkki-pitoisuuteen. Saadut tulokset on esitetty taulukossa 26: 80 85045

Taulukko 26 I Ajo I Tavoite-! Tuhka- | Yhden | Puhkaisu- jcmin. | Katk. | I No. I täyttö Ipit. j suotaut. 1 indeksi, itaiv. i pituus (km) i ! (%) (*) retentio [ (kPamg ) 'mod. . ' (MD) '

II I I i») I I xuf6 I I

|| I | (noin) | | MD) | i

I-1-1_I_I_I— I_I

|1 I 15 I 21 | 65 I 3,1 | 2,5 | 7,3 | |2 | 30 | 30 | 93 | 2,5 | 2,5 | 5,5 | 13 I 45 | 40 | 93 | 2,1 | 2.2 I 5.1_| I* I 45 | 40 | 88 | 2,0 | 2,4 | 4,3 | |δ I 30 | 31 | 85 | 2,3 | 2,3 | 5,5 |

L?_1 IS 1 24 | 88 I 2,6 I 2,1 | 5,8 I

I ^ I 15 I 21 | 84 | 2,9 | 2,4 | 6,1 | I ® I 30^ | 24 | 80 | 2,7 | 2,2 | 5,5 | I® I 45 I 32 | 77 I 2,3 | 1,Q | 5,1 |

UP 1 -30 I 41 | 76 I 1,9 | 2,2 I 4.1 I

Nähdään että suhde 144:12:1 (ajot 1-3) yleensä antoi paremmat retentioarvot (poikkeuksena ajo 1 joka ehkä oli anomaalinen) kuin suhde 288:12:1 (ajot 4-6) joka puolestaan oli parempi kuin suhde 432:12:1. Puhkaisuindeksiar-vot on esitetty graafisesti kuvassa 7. Nähdään että suhde 144:12:1 antoi parhaimmat tulokset, seuraava oli suhde 432:12:1 ja sen jälkeen 288:12:1. Sama trendi on havaittavissa katkaisupituusarvoissa. Ominaisutaivutusmoduuli-arvot olivat hajanaiset ja niiden perusteella on vaikeata tehdä johtopäätöksiä.

Claims (37)

81 8 5045

1. Menetelmä täytetyn paperin valmistamiseksi paperikui-duista ja täyteaineesta, tunnettu vaiheista, joissa a) paperikuidut käsitellään varatulla synteettisellä polymeerillä vesiväliaineessa; b) täyteaine käsitellään varatulla synteettisellä polymeerillä, jonka varauspolaarisuus on sama kuin vaiheessa (a) käytetyllä polymeerillä, erikseen vesiväliaineessa, edellyttäen että jos täyteaineen käsittelemiseksi käytetty varattu synteettinen polymeeri on anioninen, se on paperinvalmistuksen flokkulantti tai retentioapuaine, c) täyteaine käsitellään lisäksi varatulla polymeerillä, jonka varauspolaarisuus on vastakkainen verrattuna vaiheissa (a) ja (b) käytettyyn polymeeriin tai polymeereihin, d) käsitellyn täyteaineen ja käsiteltyjen paperikuitujen vesisupensiot vaiheista (a)-(c) sekoitetaan keskenään pape-risulpun muodostamiseksi, laimentaen tarpeen mukaan ennen sekoitustoimenpidettä, sen aikana tai sen jälkeen; ja e) paperisulppu suotautetaan täytetyn paperirainan muodostamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että vaiheen (a) käsittelyyn käytetty synteettinen polymeeri on kationinen, paperinvalmistuksen retentioapuaine tai flokkulantti.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (a) käsittelyssä käytetty synteettinen polymeeri on kationinen polyakryyliamidi tai kationinen amiini/amidi/epikloorihydriini-kopolymeeri.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että vaiheen (a) käsittelyssä käytettyä synteettistä polymeeriä käytetään ainakin määränä 0,15 paino-% paperikuituj en kuivapainosta laskettuna.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (a) käsittelyssä käytettyä synteettistä polymeeriä käytetään määränä 0,2 - 0,4 paino-% paperi- 82 8 5 0 45 kuitujen kuivapainosta laskettuna.

6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (b) käsittelyssä käytetty synteettinen polymeeri on kationinen, paperinvalmistuksen retentioapuaine tai flokkulantti.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että vaiheen (b) käsittelyssä käytetty synteettinen polymeeri on kationinen polyakryyliamidi tai kationinen amiini/amidi/epikloorihydriini-kopolymeeri.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (b) käsittelyssä käytettyä synteettistä polymeeriä käytetään ainakin määränä 0,1 paino-% täyteaineen kuivapainosta laskettuna.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että vaiheen (b) käsittelyssä käytettyä synteettistä polymeeriä käytetään määränä 0,2 - 1,0 paino-% täyteaineen kuivapainosta laskettuna.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (b) käsittelyssä käytettyä synteettistä polymeeriä käytetään määränä 0,3 - 1,0 paino-% täyteaineen kuivapainosta laskettuna.

11. Jonkin patenttivaatimuksista 2-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (c) käsittelyssä käytetty polymeeri on anioninen tärkkelys.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anionista tärkkelystä käytetään ainakin määränä 4 paino-% täyteaineen kuivapainosta laskettuna.

13. Patenttivaatimukse 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anionista tärkkelystä käytetään määränä 5-10 paino-% täyteaineen kuivapainosta laskettuna.

14. Jonkin patenttivaatimuksista 11 - 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheissa (b) ja (c) käytettyjen polymeerimäärien painosuhde kuivana on 1:6 - 1:40.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu painosuhde on 1:6 - 1:14.

16. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, t u n - es 85045 n e t t u siitä, että vaiheen (a) käsittelyssä käytetty synteettinen polymeeri on anioninen paperinvalmistuksen re-tentioapuaine tai flokkulantti.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (a) käsittelyssä käytetty synteettinen polymeeri on anioninen polyakryyliamidi.

18. Patenttivaatimuksien 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (a) käsittelyssä käytettyä synteettistä polymeeriä käytetään ainakin määränä 0,15 pai-no-% paperikuitujen kuivapainosta laskettuna.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (a) käsittelyssä käytettyä synteettistä polymeeriä käytetään määränä 0,2 - 0,4 paino-% paperikuitujen kuivapainosta laskettuna.

20. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (b) käytetty synteettinen polymeeri on anioninen paperinvalmistuksen retentioapuaine tai flokkulantti.

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (b) käytetty synteettinen polymeeri on anioninen polyakryyliamidi.

22. Patenttivaatimuksen 20 tai 21 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (b) käsittelyssä käytettyä synteettistä polymeeriä käytetään ainakin määränä 0,1 paino-% täyteaineen kuivapainosta laskettuna.

23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (b) käsittelyssä käytettyä synteettistä polymeeriä käytetään määränä 0,2 - 1,0 paino-% täyteaineen kuivapainosta laskettuna.

24. Jonkin patenttivaatimuksista 16 - 23 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (c) käsittelyssä käytetty polymeeri on kationinen tärkkelys.

25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kationista tärkkelystä käytetään ainakin määränä 4 paino-% täyteaineen kuivapainosta laskettuna. 84 8 5045

26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kationista tärkkelystä käytetään määränä 8-10 paino-% täyteaineen kuivapainosta laskettuna.

27. Patenttivaatimuksen 24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheissa (b) ja (c) käytettyjen po-lymeerimäärien painosuhde kuivana on 1:12 - 1:100.

28. Patenttivaatimuksen 27 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu painosuhde on 1:24 - 1:40.

29. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu vaiheista, joissa a) paperikuidut käsitellään vesiväliaineessa kationisel-la synteettisellä polymeerillä; b) täyteaine käsitellään erikseen vesiväliaineessa katio-nisella synteettisellä polymeerillä; c) näin käsitelty täyteaine käsitellään anionisella polymeerillä; d) sekoitetaan vaiheesta (a) saadut käsiteltyjen paperi-kuitujen ja vaiheista (b) ja (c) saadut käsitellyn täyteaineen vesisuspensiot paperisulpun muodostamiseksi, laimentaen tarpeen mukaan ennen, jälkeen tai paperinvalmistustoiminnan aikana; ja e) suotautetaan paperisulppu täytetyn paperirainan muodostamiseksi .

30. Patenttivaatimuksen 29 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekä vaiheissa (a) että (b) käytetty synteettinen polymeeri on kationinen paperinvalmistuksen re-tentioapuaine tai flokkulantti, ja että vaiheessa (c) käytetty polymeeri on anioninen tärkkelys.

31. Patenttivaatimuksen 30 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheissa (a) että (b) käytetty synteettinen polymeeri on kationinen polyakryyliamidi tai kationinen amiini/amidi/epikloorihydriini-kopolymeeri.

32. Patenttivaatimuksen 31 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (a) ja (b) käsittelyissä käytettyä synteettistä polymeeriä käytetään määränä 0,2 - 1,0 paino-% paperikuitujen tai täyteaineen kuivapainosta lasket- es 85045 tun, ja anionista tärkkelystä käytetään määränä 5-10 pai-no-% täyteaineen kuivapainosta laskettuna.

33. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu vaiheista, joissa a) paperikuidut käsitellään vesiväliaineessa anionisella synteettisellä polymeerillä; b) täyteaine käsitellään erikseen vesiväliaineessa anionisella synteettisellä polymeerillä, joka on paperinvalmistuksen retentioapuaine tai flokkulantti, c) näin käsitelty täyteaine käsitellään kationisella polymeerillä; d) sekoitetaan vaiheesta (a) saadut käsiteltyjen paperi-kuitujen ja vaiheista (b) ja (c) saadut käsitellyn täyteaineen vesisupensiot paperisulpun muodostamiseksi, laimentaen tarpeen mukaan ennen, jälkeen tai paperinvalmistustoiminnan aikana; ja e) suotautetaan paperisulppu täytetyn paperirainan muodostamiseksi .

34. Patenttivaatimuksen 33 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheissa (a) että (b) käytetty synteettinen polymeeri on anioninen, paperinvalmistuksen retentioapuaine tai flokkulantti, ja että vaiheessa (c) käytetty polymeeri on kationinen tärkkelys.

35. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheissa (a) että (b) käytetty synteettinen polymeeri on anioninen polyakryyliamidi.

36. Patenttivaatimuksen 35 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (a) ja (b) käsittelyssä käytettyä synteettistä polymeeriä käytetään määränä 0,2 - 0,4 paino-% paperikuitujen tai täyteaineen kuivapainosta laskettuna, ja kationista tärkkelystä käytetään määränä 8-10 paino-% täyteaineen kuivapainosta laskettuna.

37. Patenttivaatimuksien 1, 29 tai 33 mukaisella menetelmällä valmistettu täytetty paperi. 86 85045