FI93882B - Method for making paper - Google Patents

Method for making paper Download PDF

Info

Publication number
FI93882B
FI93882B FI904384A FI904384A FI93882B FI 93882 B FI93882 B FI 93882B FI 904384 A FI904384 A FI 904384A FI 904384 A FI904384 A FI 904384A FI 93882 B FI93882 B FI 93882B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cationic
silica
sol
process according
retention agent
Prior art date
Application number
FI904384A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI93882C (en
FI904384A0 (en
Inventor
Hans Erik Johansson
Per Johan Svending
Original Assignee
Eka Nobel Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eka Nobel Ab filed Critical Eka Nobel Ab
Publication of FI904384A0 publication Critical patent/FI904384A0/en
Application granted granted Critical
Publication of FI93882B publication Critical patent/FI93882B/en
Publication of FI93882C publication Critical patent/FI93882C/en

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63Inorganic compounds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/06Paper forming aids
    • D21H21/10Retention agents or drainage improvers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/10Phosphorus-containing compounds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24Polysaccharides
    • D21H17/31Gums
    • D21H17/32Guar or other polygalactomannan gum
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/37Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63Inorganic compounds
    • D21H17/67Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/68Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments siliceous, e.g. clays

Description

9388293882

Menetelmä paperin valmistamiseksi -Förfarande för framställning av papper Tämä keksintö koskee menetelmää paperin valmistamiseksi käyttämällä retention ja vedenpoiston parantamiseksi tarkoitettua aineyhdistelmää. Tarkemmin sanottuna keksintö koskee kationisen silikapohjaisen soolin ja kationisen, orgaanisen, polymeerisen retentioaineen yhdistelmän käyttöä paperinvalmistuksessa.The present invention relates to a process for the production of paper using a combination of substances for improving retention and dewatering. More specifically, the invention relates to the use of a combination of a cationic silica-based sol and a cationic, organic, polymeric retention aid in papermaking.

Paperinvalmistuksessa on ollut aikaisemmin tunnettua käyttää epäorgaanisten silikasoolien ja kationisten retentio-aineiden yhdistelmää. Tällöin on käytetty anionisia sili-kasooleja yhdessä kationisten retentioaineiden kanssa, kuten esim. kationisen tärkkelyksen ja kationisen polyakryy-liamidin. Tällaisia järjestelmiä on kuvattu esim. EP-pa-tentissa 41056 ja EP-patenttihakemuksessa 218674. Järjestelmien, jotka sisältävät anionista silikasoolia ja kationista komponenttia, teho perustuu näiden kahden erilaisesti varautuneen aineen vuorovaikutukseen, ja on oletettavaa, että soolihiukkaset vahvasti anionisine varauksineen jossain määrin aikaansaavat polymeerisen retentioaineen verkkoutumista.It has been previously known in papermaking to use a combination of inorganic silica sols and cationic retention aids. In this case, anionic silicon azoles have been used together with cationic retention aids, such as, for example, cationic starch and cationic polyacrylamide. Such systems are described, for example, in EP patent 41056 and EP patent application 218674. The efficiency of systems containing an anionic silica sol and a cationic component is based on the interaction of these two differently charged substances, and it is assumed that sol sol particles with strongly anionic charges provide some degree of polymeric retention agent crosslinking.

Kationiset epäorgaaniset silikapohjaiset kolloidit ovat sinänsä tunnettuja, ja niiden käyttö spesifisissä paperin-valmistusmenetelmissä on myös tunnettua. Siten US-paten-teissa 4309247 ja 4366068 on kuvattu kationisten epäorgaanisten silikakolloidien käyttöä selluloosakuitupohjaisen suodatinvälineen valmistuksessa. JP-patenttihakemuksesta 85-260377 on tullut tunnetuksi myös kationisen kolloidisen silikan käyttö mustesuihkukirjoittimen tallennuspaperissa vesiliukoisten väriaineiden vedenkestävyyden parantamiseksi ja valonkestävyyden parantamiseksi. Tämän JP-hakemuksen eräässä esimerkissä kuvataan mustesuihkutallennuspaperin valmistusta massalietteestä, joka sisältää talkkia, kationista tärkkelystä ja kationista kolloidista silikaa.Cationic inorganic silica-based colloids are known per se, and their use in specific papermaking processes is also known. Thus, U.S. Patents 4,309,247 and 4,366,068 describe the use of cationic inorganic silica colloids in the manufacture of a cellulosic fiber-based filter media. JP patent application 85-260377 has also disclosed the use of cationic colloidal silica in an ink jet printer recording paper to improve the water resistance and light resistance of water-soluble dyes. An example of this JP application describes the preparation of ink jet recording paper from a pulp slurry containing talc, cationic starch and cationic colloidal silica.

2 93882 Tämän keksinnön mukaisesti on yllättäen havaittu, että ka-tionisen silikapohjaisen soolin ja kationisen, orgaanisen, polymeerisen retentioaineen yhdistelmää voidaan käyttää paperinvalmistuksessa, ja että näiden kahden varaukseltaan saman komponentin yhdistelmällä saadaan parantunut retentio ja vedenpoisto. Keksinnön mukaisella yhdistelmällä saadaan parantunut hienokuitujen ja mahdollisten täyteaineiden retentio ja parempi suotautuminen, mikä tekee paperinvalmistusprosessin tehokkaammaksi.2 93882 In accordance with the present invention, it has surprisingly been found that a combination of a cationic silica-based sol and a cationic organic polymeric retention aid can be used in papermaking, and that a combination of these two charged components provides improved retention and dewatering. The combination according to the invention provides improved retention of fine fibers and possible fillers and better infiltration, which makes the papermaking process more efficient.

Siten tämän keksinnön kohteena on menetelmä paperin valmistamiseksi rainaamalla ja suotauttamalla selluloosapi-toisten kuitujen ja mahdollisesti täyteaineiden suspensio viiralle siten, että rainaus ja suotautus tapahtuu kationisen silikapohjaisen soolin ja kationisen polymeerisen retentioaineen, joka on valittu kationisen guarkumin ja kationiset synteettiset polymeerit käsittävistä ryhmistä, läsnäollessa.Thus, the present invention relates to a process for the production of paper by web and filtration of a suspension of cellulosic fibers and possibly fillers on a wire such that the webing and filtration take place in the presence of a cationic silica-based sol and a cationic polymeric retention aid selected from cationic guar gum and cationic synthetic polymers.

Silikasoolit, joiden hiukkaset ovat positiivisesti varautuneita, ovat kuten edellä on todettu, sinänsä tunnettuja, ja niiden valmistusta on kuvattu esim. US-patenteissa 3007873, 3620978 ja 3719607. Yleiset menetelmät kationis-ten silikasoolien valmistamiseksi alkavat silikan vesisoo- . leista, joiden annetaan reagoida moniarvoisen metallin emäksisen suolan kanssa, jolloin saadaan soolihiukkasia, joilla on positiivinen pintavaraus, ja jolloin menetelmässä käytetään usein stabilaattoreita kuten boorihappoa, al-kalimetalliemäksiä, maa-alkalimetalliemäksiä, ammoniakkia, jne. Moniarvoinen metallisuola on tavallisesti alumiini-suola, johtuen sen saatavuudesta ja halpuudesta, vaikka kationisten silikapohjaisten soolien valmistamiseksi on tietysti myös mahdollista käyttää muiden moniarvoisten metallien emäksisiä suoloja, kuten kromin, sirkoniumin ym. Mitä tahansa emäksistä suolaa, joka on vesiliukoinen ja aikaansaa halutun positiivisesti varatun pinnan, voidaan • .Silica soles with positively charged particles are, as noted above, known per se, and their preparation is described, for example, in U.S. Patents 3007873, 3620978 and 3719607. General methods for preparing cationic silica sols begin with the silica of the silica. lyses which are reacted with a basic salt of a polyvalent metal to give sol particles with a positive surface charge, and in which the process often uses stabilizers such as boric acid, alkali metal bases, alkaline earth metal bases, ammonia, etc. The polyvalent metal salt is usually an aluminum salt, its availability and cheapness, although it is of course also possible to use basic salts of other polyvalent metals, such as chromium, zirconium, etc., to prepare cationic silica - based sols. Any basic salt which is water - soluble and provides the desired positively charged surface can be.

3 93882 käyttää, ja yleensä kationiset soolit valmistetaan käyttämällä metallin klorideja, nitraatteja tai asetaatteja.3 93882 uses, and generally cationic sols are prepared using metal chlorides, nitrates or acetates.

Kationisten soolien hiukkasilla on pieni keskihiukkaskoko, tavallisesti alle 100 nm, ja yleensä koko on alueella 2 nm - 100 nm, yleisemmin alueella 2 nm - 80 nm. Sopivasti hiukkaskoko on alueella 3 - 20 ja suositeltavasti 3,5 - 14 nm. Kationisten silikahiukkasten pinnalla on positiivisesti varautunutta moniarvoista metallia, suositeltavasti alumiinia, ja alumiinin moolisuhde pintasilikaan voi olla alueella 1:8 - 4:1, sopivasti alueella 1:6 - 4:1 ja suositeltavasti alueella 1:4 - 4:1. Suositeltavimmin suhde on alueella 1:2 - 4:1. Alumiinin moolisuhde pintasilikaan on tässä laskettu kuten US-patentissa 3956171, ts. perustuen 8 piiatomiin/nm2 silikapintaa, jolloin pinnalla olevan ko-konaissilikan osuudeksi tulee 8xlO-4xA, jossa A on soo-lihiukkasten ominaispinta-ala m2/g. Keksinnön mukaisesti käytetyt kationiset silikasoolit voidaan valmistaa mistä tahansa anionisesta silikasoolista reaktiolla moniarvoisen metallin emäksisen suolan kanssa kuten edellä on esitetty. Siten ne voidaan valmistaa kolloidisen silikan kaupallisista sooleista ja silikasooleista, jotka muodostuvat polymeerisestä piihaposta, joka on valmistettu hapottamal-la alkalimetallisilikaatti, esim. sekoittamalla mineraali-happoa ja vesilasia tai käyttämällä happamia ioninvaihto-hartseja. Kationinen silika lisätään sulppuun vesisoolina. Kationisen soolin konsentraatio voi olla aina noin 50 painoprosenttiin asti sooleilla, jotka on valmistettu kaupallisista anionisista silikasooleista, ja noin 10 painoprosenttiin asti polypiihaposta valmistettuna. Viimeksi mai-nitun tyyppisten soolien stabiilisuus on rajoitettu, ja siten konsentraatiot noin 5 prosenttia tai sen alle ovat sopivia. Stabiilisuus on yleensä parempi, jos läsnä on enemmän alumiinia, edellä esitettyjen suhteiden puitteissa. Käytännön kannalta on joka tapauksessa sopivaa laimentaa soolit konsentraatioihin 0,05 - 5,0 painoprosenttia • ( 4 93882 kationisia hiukkasia, suositeltavasti 0,1 - 2 painoprosenttia, ennen niiden lisäämistä sulppuun.The particles of cationic sols have a small average particle size, usually less than 100 nm, and generally range in size from 2 nm to 100 nm, more generally in the range of 2 nm to 80 nm. Suitably the particle size is in the range of 3 to 20 and preferably 3.5 to 14 nm. The surface of the cationic silica particles has a positively charged polyvalent metal, preferably aluminum, and the molar ratio of aluminum to surface silica may be in the range of 1: 8 to 4: 1, suitably in the range of 1: 6 to 4: 1 and preferably in the range of 1: 4 to 4: 1. Most preferably, the ratio is in the range of 1: 2 to 4: 1. The molar ratio of aluminum to surface silica is calculated here as in U.S. Pat. No. 3,956,171, i.e. based on 8 silicon atoms / nm2 silica surface, with the proportion of total silica on the surface becoming 8x10-4xA, where A is the specific surface area of the soo particles m2 / g. The cationic silica sols used according to the invention can be prepared from any anionic silica sol by reaction with a basic salt of a polyvalent metal as described above. Thus, they can be prepared from commercial sols of colloidal silica and silica sols formed from polymeric silicic acid prepared by acidifying an alkali metal silicate, e.g. by mixing mineral acid and water glass or using acidic ion exchange resins. Cationic silica is added to the stock as an aqueous sol. The concentration of the cationic sol can be up to about 50% by weight for sols made from commercial anionic silica sols and up to about 10% by weight made from polysilicic acid. The stability of sols of the latter type is limited, and thus concentrations of about 5% or less are suitable. Stability is generally better if more aluminum is present, within the relationships outlined above. In practice, in any case, it is suitable to dilute the sols to concentrations of 0.05 to 5.0% by weight • 4 93882 cationic particles, preferably 0.1 to 2% by weight, before adding them to the stock.

Kationisten silikasoolien kanssa yhdistelmänä käytettävät kationiset retentioaineet ovat paperinvalmistuksessa tavanomaisia orgaanisia, polymeerisiä retentioaineita, joilla on kationinen nettovaraus siinä pH:ssa, jossa niitä käytetään, ja ne ovat joko kationista guarkumia tai synteettisiä kationisia polymeerejä. Esimerkkejä sopivista synteettisistä kationisista polymeereistä ovat kationiset po-lyakryyliamidit, polyeteeni-imiinit ja polyamidoamiinit. Kahden tai useamman edellisen kationisen retentioaineen seosta voidaan myös käyttää, ja mitä tahansa näistä voidaan käyttää yhdistelmänä kationisen tärkkelyksen kanssa. Synteettiset kationiset retentioaineet ovat suositeltavia, ja erityisesti kationinen polyakryyliamidi.Cationic retention aids used in combination with cationic silica sols are conventional organic, polymeric retention aids in papermaking which have a net cationic charge at the pH at which they are used and are either cationic guar gum or synthetic cationic polymers. Examples of suitable synthetic cationic polymers are cationic polyacrylamides, polyethyleneimines and polyamidoamines. A mixture of two or more of the foregoing cationic retention aids may also be used, and any of these may be used in combination with cationic starch. Synthetic cationic retention aids are preferred, and in particular cationic polyacrylamide.

Kationisen silikan ja kationisen retentioaineen käytetyt määrät riippuvat luonnollisesti käytetystä sulpusta, täy-teineiden läsnäolosta ja muista paperinvalmistusoloista. Tavallisesti määrillä 0,005 - 2,0 painoprosenttia kationista silikaa, kuivana, laskettuna kuivista kuiduista ja mahdollisista täyteaineista, saadaan hyviä tuloksia, ja käytetyt määrät ovat sopivasti 0,005 - 1 painoprosenttia.The amounts of cationic silica and cationic retention aid used will, of course, depend on the stock used, the presence of fillers and other papermaking conditions. Generally, amounts of 0.005 to 2.0% by weight of cationic silica, dry, calculated on the dry fibers and possible fillers, give good results, and the amounts used are suitably 0.005 to 1% by weight.

.. Suositeltavia ovat alueella 0,03 - 0,3 painoprosenttia olevat määrät. Kationisen retentioaineen suhde kationiseen silikaan vaihtelee laajasti riippuen esim. paperinvalmistusoloista, käytetystä kationisesta polymeeristä ja muista siltä halutuista vaikutuksista. Tavallisesti kationisen retentioaineen painosuhteen kationiseen silikaan tulisi olla ainakin 0,01:1 ja sopivasti ainakin 0,2:1. Kationi- • « suudeltaan alemman kationisen retentioaineen kuten guarku-min yläraja ei ole kriittinen, ja voi tällaisilla kationi-silla polymeereillä olla hyvinkin korkea, aina suhteeseen 100:1 asti, ja suurempi, ja raja määräytyy tavallisesti taloudellisista syistä. Alueella 0,2:1 - 20:1 olevat kati- • ·.. Amounts in the range of 0.03 to 0.3% by weight are recommended. The ratio of cationic retention aid to cationic silica varies widely depending on, e.g., the papermaking conditions, the cationic polymer used, and other desired effects thereof. Generally, the weight ratio of cationic retention aid to cationic silica should be at least 0.01: 1 and suitably at least 0.2: 1. The upper limit for a lower cationic retention aid such as guar gum is not critical, and such cationic polymers can be very high, up to 100: 1, and higher, and the limit is usually determined for economic reasons. Catheters in the range of 0.2: 1 to 20: 1

IIII

5 95882 onisen retentioaineen suhteet kationiseen silikaan ovat sopivia useimpiin järjestelmiin.The ratios of the retention aid to cationic silica are suitable for most systems.

Tämän keksinnön kaksikomponenttijärjestelmää voidaan käyttää paperinvalmistukseen eri tyyppisistä paperinvalmistuksen kuitusulpuista, sopivasti sulpuista, jotka sisältävät ainakin 50 painoprosenttia selluloosapitoisia kuituja. Komponentteja voidaan käyttää esim. lisäaineina kemiallisesta massasta, kuten sulfaatti- ja sulfiittimas-sasta, termomekaanisesta massasta, hierre- tai hiokemas-sasta, sekä lehti- että havupuisesta, valmistetuissa kui-tusulpuissa. Keksinnön järjestelmää voidaan edullisesti käyttää myös uusiokuitujen yhteydessä. Kuten on mainittu, sulppu voi sisältää myös tyypiltään tavanomaisia mineraa-litäyteaineita, kuten esim. kaoliinia, titaanidioksidia, kipsiä, kalkkia ja talkkia. Erityisen hyviä tuloksia on saatu massoilla, joita yleensä pidetään vaikeina, ja jotka sisältävät melko suuria määriä ei-selluloosa-aineita, kuten ligniiniä, ts. erityyppiset mekaaniset massat kuten hioke. Keksinnön kaksikomponenttijärjestelmä on erityisen sopiva sulpuille, joissa on ainakin 25 painoprosenttia mekaanista massaa, ja sillä saadaan huomattavasti parempi vaikutus tällaisiin järjestelmiin kuin anionisen silikan sooleilla ja kationisella retentioaineella. Tässä käytettyihin termeihin paperi ja paperinvalmistus ei tietystikään kuulu pelkästään paperi ja sen valmistus, vaan myös muut selluloosakuitupitoiset arkki- tai rainatuotteet kuten massa-arkit, pahvi ja kartonki sekä niiden valmistus.The two-component system of the present invention can be used for papermaking from various types of papermaking pulps, suitably pulps containing at least 50% by weight of cellulosic fibers. The components can be used, for example, as additives in non-woven pulp made from chemical pulp, such as sulphate and sulphite pulp, thermomechanical pulp, pulp or ground pulp, both hardwood and softwood. The system of the invention can advantageously also be used in connection with recycled fibers. As mentioned, the stock may also contain mineral fillers of the conventional type, such as, for example, kaolin, titanium dioxide, gypsum, lime and talc. Particularly good results have been obtained with pulps which are generally considered difficult and which contain quite large amounts of non-cellulosic substances such as lignin, i.e. different types of mechanical pulps such as groundwood. The two-component system of the invention is particularly suitable for slurries having at least 25% by weight of mechanical pulp and provides a significantly better effect on such systems than anionic silica sols and cationic retention aids. The terms paper and papermaking used herein, of course, include not only paper and its manufacture, but also other cellulosic fibrous sheet or web products such as pulp sheets, cardboard and paperboard, and their manufacture.

Kationinen silikasooli ja kationinen polymeerinen reten-tioaine voidaan lisätä sulppuun erikseen, samanaikaisesti tai esisekoitettuna. Ne voidaan lisätä myös kahdella tai useammalla lisäyksellä. On suositeltavaa, että nämä kaksi komponenttia lisätään erikseen. Näyttää siltä, että soolin ja kationisen retentioaineen lisäysjärjestyksellä on jonkin verran vaikutusta saatuun tehoon, ja että kun soolit 93882 6 sisältävät pienempiä hiukkasia, saadaan parempi vaikutus, jos kationinen retentioaine lisätään ennen kationisen si-likan soolia, kun taas suurempihiukkasisillä sooleilla saadaan yleensä parempi vaikutus, kun kationinen silika lisätään ensin ja kationinen retentioaine lisätään sen jälkeen. Keksinnön mukainen kationisen silikan ja kationisen retentioaineen lisäys parantaa huomattavasti hienokui-tujen ja täyteaineiden, kun niitä käytetään, retentiota, ja se parantaa myös huomattavasti vedenpoistoa verrattuna siihen, että käytettäisiin pelkästään kationista retentio-ainetta. Näin voidaan käyttää pienempiä määriä kationista polymeeriä halutun vaikutuksen saavuttamiseksi, ja esim. polyakryyliamidin kaltaisilla kalliilla kationisilla polymeereillä voidaan siten saavuttaa merkittäviä kustannussäästöjä. Keksinnön järjestelmää käyttämällä paperinvalmistusprosessi voidaan siten saada tehokkaammaksi ilman haitallisia vaikutuksia valmistetun paperin lujuuteen ja muihin tärkeisiin ominaisuuksiin. Mekanismeja, jotka vaikuttavat näiden kahden komponentin, joilla on sama varaus, edulliseen vaikutukseen, ei ole täysin saatu selville, mutta uskotaan, että soolin kationinen silika ainakin osaksi neutraloi liuenneet anioniset puun ainesosat, ja että se myös parantaa sen flokin lujuutta, jonka lisätty kationinen retentioaine muodostaa sulpun liuenneista ja ... kiinteistä komponenteista, kyvyllään tunkeutua flokkeihin ja varauksen suhteen neutraloida ne.The cationic silica sol and the cationic polymeric retention aid may be added to the stock separately, simultaneously or premixed. They can also be added in two or more additions. It is recommended that these two components be added separately. It appears that the order of addition of the sol and the cationic retention aid has some effect on the power obtained, and that when the sols 93882 6 contain smaller particles, a better effect is obtained if the cationic retention aid is added before the cationic silica sol, when cationic silica is added first and cationic retention aid is then added. The addition of cationic silica and a cationic retention aid according to the invention considerably improves the retention of fine fibers and fillers when used, and also considerably improves dewatering compared to using a cationic retention aid alone. Thus, smaller amounts of cationic polymer can be used to achieve the desired effect, and thus significant cost savings can be achieved with expensive cationic polymers such as polyacrylamide. By using the system of the invention, the papermaking process can thus be made more efficient without adversely affecting the strength and other important properties of the papermaker's paper. Mechanisms affecting the beneficial effect of the two components with the same charge have not been fully elucidated, but it is believed that the cationic silica of the sol at least partially neutralizes the dissolved anionic wood constituents and also improves the strength of the floc with added cationic retention aid. forms a stock of dissolved and ... solid components, with the ability to penetrate flocs and neutralize them with respect to charge.

Keksinnön mukaisessa paperinvalmistusmenetelmässä voidaan kahden keksinnön mukaisen lisäaineen lisäksi luonnollisesti käyttää tavanomaisia lisäaineita. Täyteaineita on käsitelty edellä, ja esimerkkeinä muista lisäaineista voidaan ♦ « mainita liimausaineet, kolofonipohjaiset tai synteettiset liimat, kationinen tärkkelys, märkälujuushartsit, ja alu-miinipohjaiset yhdisteet kuten aluna, aluminaatti, alumii-nikloridi tai polyalumiiniyhdisteet. Paperinvalmistusprosessi, jossa käytetään keksinnön aineyhdistelmää retention 93882 7 ja vedenpoiston parantamiseksi, voidaan suorittaa laajalla pH-alueella, noin neljästä noin yhdeksään. Keksinnön järjestelmän erityisenä etuna on se, että sillä voidaan valmistaa hienokuitupitoisuuksiltaan suuria puupitoisia papereita suurella retentiolla ilman haitallisia vaikutuksia paperin formaatioon.In addition to the two additives according to the invention, conventional additives can, of course, be used in the papermaking process according to the invention. Fillers have been discussed above, and examples of other additives include sizing agents, rosin-based or synthetic adhesives, cationic starch, wet strength resins, and aluminum-based compounds such as alum, aluminate, aluminum chloride, or polyaluminum compounds. The papermaking process using the combination of agents of the invention to improve retention 93882 7 and dewatering can be performed over a wide pH range, from about four to about nine. A particular advantage of the system of the invention is that it can produce papers with high wood fiber contents with high retention without detrimental effects on paper formation.

Seuraavaksi keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti oheisilla esimerkeillä, joita ei kuitenkaan ole tarkoitettu rajoittamaan sitä. Osat ja prosentit tarkoittavat paino-osia ja painoprosentteja ellei muuta ole mainittu.The invention will now be described in detail by the following examples, which are not intended to limit it. Parts and percentages are by weight unless otherwise indicated.

Esimerkki 1Example 1

Esimerkeissä 1 ja 2 käytetyt kationiset silikasoolit valmistettiin seuraavalla tavalla. Kaavan Al2(OH)5C1.2H20 alumiiniklorohydraattia kuumennettiin 47eC:seen sekoittaen pullossa, joka oli varustettu kuumennusvaipalla. Kun tämä lämpötila oli saavutettu, lisättiin anioniset silikasoolit, jotka oli deionisoitu natriumionien suhteen, ja jotka oli laimennettu deionisoidulla vedellä, tietyn ajan kuluessa reaktion alumiiniklorohydraatin kanssa sallimiseksi. Spesifisempänä valmistusmenettelynä on seuraava tyypillinen: 408 g 50% Al2(0H)5C1.2H20-liuosta kuumennettiin 47eC:seen. 657 g anionista silikasoolia, joka sisälsi 15,21% Si02 laimennettiin 928 g:11a deionisoitua vettä. Tämän soolin hiukkaskoko oli noin 7 nm. Sooli lisättiin 90 minuutin aikana 47eC:ssa, ja saadun kationisen soolin annettiin sitten jäähtyä huoneenlämpötilaan.The cationic silica sols used in Examples 1 and 2 were prepared as follows. The aluminum chlorohydrate of formula Al 2 (OH) 5 Cl 2 H 2 O was heated to 47 ° C with stirring in a flask equipped with a heating mantle. When this temperature was reached, anionic silica sols deionized to sodium ions and diluted with deionized water were added over a period of time to allow reaction with aluminum chlorohydrate. As a more specific preparation procedure, the following is typical: 408 g of a 50% Al 2 (OH) 5Cl 2 H 2 O solution was heated to 47 ° C. 657 g of anionic silica sol containing 15.21% SiO 2 was diluted with 928 g of deionized water. The particle size of this sol was about 7 nm. The sol was added over 90 minutes at 47 ° C, and the resulting cationic sol was then allowed to cool to room temperature.

Seuraavissa testeissä vedenpoistoa arvioitiin "Canadian Freeness"-testauslaitteella, joka on tavallinen menetelmä vedenpoisto- tai suotautumiskyvyn luonnehtimiseksi SCAN-C 21:65:n mukaisesti.In the following tests, dewatering was evaluated with a "Canadian Freeness" tester, a common method for characterizing dewatering or leaching ability according to SCAN-C 21:65.

Sulppujärjestelmä sisälsi 60% valkaistua koivusulfaatti-massaa ja 40% valkaistua mäntysulfaattimassaa, ja järjes- 93882 8 telinään oli lisätty 30% kaoliinia. Kemikaalilisäykset on laskettu yksikköinä kg/tonni kuivasulppujärjestelmää (kuidut + täyteaine) ja soolien ja kationisten polymeerien määrät on annettu kuiva-aineina. Kaikki kemikaalilisäykset suoritettiin sekoitusnopeudella 800 rpm Britt Dynamic Drainage Jar -laitteessa poisto suljettuna 45 sekunnin aikana ja sulppujärjestelmät lisättiin sitten Canadian Free-ness -laitteeseen. Sooli lisättiin kaikissa testeissä ennen polymeeriä.The pulp system contained 60% bleached birch sulfate pulp and 40% bleached pine sulfate pulp, and 30% kaolin was added to the rack. Chemical additions are calculated in kg / ton of dry stock system (fibers + filler) and the amounts of sols and cationic polymers are given as dry matter. All chemical additions were performed at a stirring speed of 800 rpm in a Britt Dynamic Drainage Jar with the removal closed for 45 seconds and the stock systems were then added to the Canadian Free-ness. The sol was added in all tests before the polymer.

Käytettiin erilaisia sooleja: a) Kationinen alumiinimodifioitu silikasooli, alumiinin moolisuhde pintasilikaryhmiin 1,30:1 ja hiukkaskoko noin 7,5 nm.Various sols were used: a) Cationic aluminum-modified silica sol, molar ratio of aluminum to surface silica groups 1.30: 1 and particle size about 7.5 nm.

b) Kationinen alumiinimodifioitu silikasooli, alumiinin moolisuhde pintasilikaryhmiin 2,95:1 ja hiukkaskoko noin 7 nm.b) Cationic aluminum-modified silica sol, molar ratio of aluminum to surface silica groups 2.95: 1 and particle size about 7 nm.

c) Kationinen alumiinimodifioitu silikasooli, alumiinin moolisuhde pintasilikaryhmiin 3,25:1 ja hiukkaskoko noin 6 nm.c) Cationic aluminum-modified silica sol, molar ratio of aluminum to surface silica groups 3.25: 1 and particle size about 6 nm.

d) Kationinen alumiinimodifioitu silikasooli, alumiinin moolisuhde pintasilikaryhmiin 2,40:1 ja hiukkaskoko noin 14 nm.d) Cationic aluminum-modified silica sol, molar ratio of aluminum to surface silica groups 2.40: 1 and particle size about 14 nm.

Käytettiin seuraavia kationisia polymeerejä: A) Kationinen polyakryyliamidi, PAM 1, keskitasoinen kati-onisuus, myyjä Allied Colloids nimellä Percol 292.The following cationic polymers were used: A) Cationic polyacrylamide, PAM 1, Medium Kati onity, sold by Allied Colloids under the name Percol 292.

B) Polyeteeni-imidi, PEI, myyjä BASF AG nimellä Polymin.B) Polyethyleneimide, PEI, sold by BASF AG under the name Polymin.

C) Kationinen polyakryyliamidi, PAM 2, alhainen kationi-suus, myyjä Allied Colloids nimellä Percol 140.C) Cationic polyacrylamide, PAM 2, low cationicity, sold by Allied Colloids under the name Percol 140.

Seuraavassa taulukossa on esitetty freeness-testien tulokset yksikköinä ml CSF. Taulukossa on myös vertailutuloksia pelkistä vastaavien kationisten polymeerien lisäyksistä.The following table shows the results of freeness tests in ml CSF. The table also shows comparative results from the additions of the corresponding cationic polymers alone.

93882 993882 9

Vertailu suoritettiin myös anionisella alumiinimodifioi-dulla silikasoolilla, jonka hiukkaskoko oli noin 5,5 nm.The comparison was also performed with an anionic aluminum-modified silica sol having a particle size of about 5.5 nm.

Sooli/mäSrä Kat.polym./määrä Sulpun pH CSF kq/tonnl_kq/tonnl_ml_ a/1,0 PAMl/0,5 4,5 560 a/1,0 PAMl/1,0 4,5 620 a/1,0 PAMI/2,0 4,5 675 b/1,0 PAMl/0,5 4,5 540 b/1,0 PAMl/1,0 4,5 605 b/1,0 PAMI/2,0 4,5 640 C/1,0 PAMl/0,5 4,5 565 c/1,0 PAMl/1,0 4,5 620 C/1,0 PAMI/2,0 4,5 660 d/1,0 PAMl/0,5 4,5 530 <3/1,0 PAMl/1,0 4,5 590 <3/1,0 PAMI/2,0 4,5 640 PAMl/0,5 4,5 430 PAMl/1,0 4,5 515 PAMl/2,0 4,5 570Sol / amount Cat.polym./amount Pulp pH CSF kq / tonl_kq / tonnl_ml_ a / 1.0 PAMl / 0.5 4.5 560 a / 1.0 PAMl / 1.0 4.5 620 a / 1.0 PAMI / 2.0 4.5 675 b / 1.0 PAMl / 0.5 4.5 540 b / 1.0 PAMl / 1.0 4.5 605 b / 1.0 PAMI / 2.0 4.5 640 C / 1.0 PAMl / 0.5 4.5 565 c / 1.0 PAMl / 1.0 4.5 620 C / 1.0 PAMI / 2.0 4.5 660 d / 1.0 PAMl / 0.5 4.5 530 <3 / 1.0 PAMl / 1.0 4.5 590 <3 / 1.0 PAMI / 2.0 4.5 640 PAMl / 0.5 4.5 430 PAMl / 1, 0 4.5 515 PAM1 / 2.0 4.5 570

Anioninen /1,0 PAMl/0,5 4 ,5 305Anionic / 1.0 PAM1 / 0.5 4, 5 305

Anioninen /1,0 PAMl/1,0 4,5 495Anionic / 1.0 PAM1 / 1.0 4.5 495

Anioninen /1,0 PAMl/2,0 4,5 5 80 •li. a/1,0 PEI/0,6 7,0 430 a/1,0 PEI/1,0 7,0 470 a/2.0 PEI/2,0 7,0 485 PEI/0,6 7,0 350 PEI/1,0 7,0 410 PEI/2,0 7,0 435 10 93882Anionic / 1.0 PAMl / 2.0 4.5 5 80 • li. a / 1.0 PEI / 0.6 7.0 430 a / 1.0 PEI / 1.0 7.0 470 a / 2.0 PEI / 2.0 7.0 485 PEI / 0.6 7.0 350 PEI / 1.0 7.0 410 PEI / 2.0 7.0 435 10 93882

Sooli/määrä Kat.polym./määrä Sulpun pH CSFSole / amount Cat. Polymer / amount Pulp pH CSF

kq/tonni_kg/tonni_ml_ a/1,0 PAM2/0,5 4,S 555 a/1,0 PAM2/1,0 4,5 625 a/1,0 PAM2/2,0 4,5 690 PAM2/0,5 4,5 410 PAM2/1i0 4,5 505 PAM2/2,0 4,5 575kq / ton_kg / ton_ml_ a / 1.0 PAM2 / 0.5 4, S 555 a / 1.0 PAM2 / 1.0 4.5 625 a / 1.0 PAM2 / 2.0 4.5 690 PAM2 / 0 .5 4.5 410 PAM2 / 110 4.5505 PAM2 / 2.0 4.5 575

Esimerkki 2 Tässä testissä mitattiin esimerkissä 1 a):11a merkityn ka-tionisen alumiinimodifioidun silikasoolin ja polyakryylia-midin Percol 292 vedenpoistovaikutus ja sitä verrattiin järjestelmään, jossa oli anionista alumiinimodifioitua si-likasoolia, hiukkaskoko noin 5,5 nm, ja polyakryyliamidia. Sulppu valmistettiin hiokemassasta, joka oli jauhettu 130 ml CSF:iin, ja pH säädettiin arvoon 5 rikkihapolla. Testeissä kationisella soolilla tämä lisättiin sulppuun ennen polyakryyliamidia paitsi yhdessä kokeessa, jossa lisäys-järjestys oli päinvastainen. Testeissä anionisella soolilla tämä lisättiin sulppuun polymeerin jälkeen. Lisätyt määrät, jotka on ilmoitettu yksikköinä kg/tonni, on laskettu kuivina kemikaaleina kuivasta massasta.Example 2 In this test, the dewatering effect of the cationic aluminum-modified silica sol and polyacrylamide Percol 292 labeled in Example 1a) was measured and compared with a system of anionic aluminum-modified silica sol, particle size about 5.5 nm, and polyacrylamide. The stock was prepared from ground pulp ground in 130 ml of CSF and the pH was adjusted to 5 with sulfuric acid. In tests with a cationic sol, this was added to the stock before the polyacrylamide except in one experiment where the order of addition was reversed. In tests with an anionic sol, this was added to the stock after the polymer. The added amounts, expressed in kg / tonne, are calculated as dry chemicals from the dry mass.

j ·« 4 • · «j · «4 • ·«

IIII

93882 1193882 11

Kationen Anioninen Polyak- CSFCationic Anionic Polyak- CSF

sooli sooli ryyliamidi ml kq/tonni_kg/tonnl_kg/tonnl_ 130 0,5 210 1.0 230 2.0 250 3.0 245 1.0 - 0,25 290 1.0 - 0,5 325 1.0 - 0,75 340 1.0 - 1,0 355 1.0 - 2,0 360 1.0 (päinvast.lis. järj. ) 1,0 270 3.0 - 0,25 330 3.0 - 0,5 375 3.0 - 1,0 425 3.0 - 2,0 405 1.0 0,5 190 1.0 0,75 230 1,° 1,0 255 1.0 2,0 280 3,° 0,5 190 3.0 1,0 240 3.0 2,0 320 3.0 3,0 360 31° 4,0 350 · 12 93882salt salt rylamide ml kq / ton_kg / tonl_kg / tonl_ 130 0.5 210 1.0 230 2.0 250 3.0 245 1.0 - 0.25 290 1.0 - 0.5 325 1.0 - 0.75 340 1.0 - 1.0 355 1.0 - 2, 0 360 1.0 (in reverse order) 1.0 270 3.0 - 0.25 330 3.0 - 0.5 375 3.0 - 1.0 425 3.0 - 2.0 405 1.0 0.5 190 1.0 0.75 230 1 , ° 1.0 255 1.0 2.0 280 3, ° 0.5 190 3.0 1.0 240 3.0 2.0 320 3.0 3.0 360 31 ° 4.0 350 · 12 93882

Kuten taulukosta käy ilmi, kationisessa soolijärjestelmäs-sä maksimi-CSF-taso saavutetaan paljon pienemmällä poly-akryyliamidilisäyksellä kuin anionisessa soolijärjestelmässä.As can be seen from the table, in the cationic sol system the maximum CSF level is reached with a much lower polyacrylamide addition than in the anionic sol system.

Esimerkki 3 Tässä esimerkissä käytettiin erilaisia kationisia silika-sooleja a), b), c) ja d).Example 3 In this example, various cationic silica sols a), b), c) and d) were used.

Soolit a) ja d) valmistettiin seuraavasti: 19,49 g poly-alumiinikloridin [Al2(0H)5C1.2H20]x 50% liuosta laimennettiin 200 g:ksi. Tähän liuokseen lisättiin 1000 g 1% polypiihappoa hitaasti 45 minuutin aikana huoneenlämmössä. Polymeerinen piihappo oli valmistettu seuraavasti: Vesilasia (Na20.3Si02) liuotettiin vedellä 5 painoprosentin Si02-pitoisuuteen. Vesiliuos ionivaihdettiin käyttäen io-ninvaihtohartsia Amberlite IR-120 pH-arvoon 2,3. Saadun polymeerisen piihapon ominaispinta-ala mitattiin titraa-malla menetelmällä, jonka Sears on kuvannut Analytical Chemistryssä 28(1956)1981, ja siksi saatiin 1450 m*/g.Soles a) and d) were prepared as follows: 19.49 g of a 50% solution of polyaluminum chloride [Al 2 (OH) 5 Cl 2 H 2 O] x was diluted to 200 g. To this solution was added 1000 g of 1% polysilicic acid slowly over 45 minutes at room temperature. Polymeric silica was prepared as follows: Water glass (Na 2 O 3 SiO 2) was dissolved in water to a SiO 2 content of 5% by weight. The aqueous solution was deionized using Amberlite IR-120 ion exchange resin to pH 2.3. The specific surface area of the obtained polymeric silicic acid was measured by titration by the method described by Sears in Analytical Chemistry 28 (1956) 1981, and therefore 1450 m * / g was obtained.

Tämä polymeerinen piihappo, joka myöhemmin käsiteltiin po-lyalumiinikloridilla, sisälsi kooltaan noin 1 nm:n luokkaa olevia hiukkasia, jotka jossain määrin olivat aggregoitu-neet ketjuiksi ja verkoiksi. Saadun kationisen silikasoo-lin analyysi oli seuraava: 0,39% Al203 ja 0,84% Si02, ja siten Al:n moolisuhde pintasilikaan oli noin 1:2. Sooli a) valmistettiin juuri valmistetusta polypiihaposta ja sooli c) polypiihaposta, joka oli päivän vanhaa.This polymeric silicic acid, which was subsequently treated with polyaluminum chloride, contained particles on the order of about 1 nm in size, which had to some extent aggregated into chains and networks. The analysis of the obtained cationic silica sol was as follows: 0.39% Al 2 O 3 and 0.84% SiO 2, and thus the molar ratio of Al to surface silica was about 1: 2. Sol a) was prepared from freshly prepared polysilicic acid and sol c) from polysilicic acid that was one day old.

Soolit b) ja d) valmistettiin seuraavasti: 9,75 g polyalu-miinikloridin [Al2(0H)5C1.2H20]x 50% liuosta laimennettiin 200 g:ksi ja tähän liuokseen lisättiin 1000 g 1% polypiihappoa, joka oli valmistettu edellä kuvatulla tavalla. Saadun tuotteen analyysi oli seuraava: 0,20%Soles b) and d) were prepared as follows: 9.75 g of a solution of polyaluminum chloride [Al 2 (OH) 5Cl 2 H 2 O] x 50% was diluted to 200 g and to this solution was added 1000 g of 1% polysilicic acid prepared as described above. . The analysis of the product obtained was as follows: 0.20%

Al203 ja 0,83% Si02, ja siten Ai:n moolisuhde pintapii-Al 2 O 3 and 0.83% SiO 2, and thus the molar ratio of Al to surface

IIII

• · 13 93882 hin oli noin 1:4 Sooli b) valmistettiin juuri valmistetusta polypiihaposta ja sooli d) polypiihaposta, joka oli päivän vanhaa.• · 13 93882 hin was about 1: 4 Sole b) was made from freshly prepared polysilicic acid and sol d) from polysilicic acid that was one day old.

Sooleja a) - d) käytettiin yhdessä kationisen polyakryyli-amidin (PAM), myyjä Allied Colloids nimellä Percol 292, kanssa sulpussa, joka sisälsi 60% koivusulfaattimassaa ja 40% mäntysulfaattimassaa. Lisäksi sulppu sisälsi 30% kal-siumkarbonaattia ja 1 g/1 Na2S04.10H20. Sulpun pH oli 8,5. Polyakryyliamidi lisättiin sulppuun ennen kationista silikasoolia, ellei muuta ole mainittu. Vedenpoisto arvioitiin kuten edellä on kuvattu käyttämällä Canadian Free-ness -laitetta. Tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa .Soles a) to d) were used in combination with cationic polyacrylamide (PAM), sold by Allied Colloids under the name Percol 292, in a stock containing 60% birch sulphate pulp and 40% pine sulphate pulp. In addition, the stock contained 30% calcium carbonate and 1 g / l Na 2 SO 4 .10H 2 O. The pH of the stock was 8.5. Polyacrylamide was added to the stock before the cationic silica sol, unless otherwise noted. Dewatering was assessed as described above using a Canadian Free-ness instrument. The results are shown in the following table.

PAM Sooli;määrä CSFPAM Sol, amount of CSF

kq/tonni_kq/tonni_ml 390 0,5 - 475 b); 1 395 0,5 a); 1 595 0,5 b); 1 605 0,5 C); 1 590 0,5 d); 1 600 *** 0,5 b); 1 (päinvast. 505 lis.järj.)kq / tonni_kq / tonni_ml 390 0.5 - 475 b); 1,395 0.5 a); 1,595 0.5 b); 1,605 0.5 ° C); 1,590 0.5 d); 1,600 *** 0.5 b); 1 (reverse 505 order sequences)

Suoritettiin myös vertailu anionisella alumiinimodifioi-dulla silikasoolilla, jonka hiukkaskoko oli noin 5,5 nm, ja tällä saatiin määrällä l kg/tonni yhdessä 0,5 kg:n/tonni PAM:ia kanssa CSF 520.A comparison was also made with an anionic aluminum-modified silica sol having a particle size of about 5.5 nm to give 1 kg / ton together with 0.5 kg / ton PAM CSF 520.

• · I• · I

93882 1493882 14

Esimerkki 4Example 4

Esimerkin 3 sooleja a) ja b) sekä lisäksi sooleja e) ja f) tutkittiin yhdistelmänä kationisen polyakryyliamidin kanssa sulpussa, joka oli valmistettu hiokemassasta. Sooli e) valmistettiin seuraavasti: 27,84 g polyalumiinikloridin [Al2(OH)gCl.2H20]x 50% liuosta laimennettiin 200 g:ksi. Polyalumiinikloridiliuokseen lisättiin 1000 g 1% polypiihappoa kuten esimerkissä 3, ja saatu tuote sisälsi 0,56% Al203 ja 0,83% Si02, ja siten Al:n moolisuhde pintasilikaan oli noin 1:1,5. Sooli f) valmistettiin seuraavasti: 34,80 g polyalumiinikloridin [Al2(0H)gCl.2H20]x 50% liuosta laimennettiin 200 g:ksi ja tähän liuokseen lisättiin 1000 g 1% polypiihappoa. Tuote sisälsi 0,70% Al203 ja 0,83% Si02, ja siten Al:n moolisuhde pintasilikaan oli noin 1:1,2.Sols a) and b) of Example 3, as well as sols e) and f), were studied in combination with cationic polyacrylamide in a pulp made of ground pulp. Step e) was prepared as follows: 27.84 g of a solution of polyaluminum chloride [Al 2 (OH) gCl 2 H 2 O] x 50% was diluted to 200 g. To the polyaluminum chloride solution was added 1000 g of 1% polysilicic acid as in Example 3, and the product obtained contained 0.56% Al 2 O 3 and 0.83% SiO 2, and thus the molar ratio of Al to surface silica was about 1: 1.5. Step f) was prepared as follows: 34.80 g of a solution of polyaluminum chloride [Al 2 (OH) gCl 2 H 2 O] x 50% was diluted to 200 g and to this solution was added 1000 g of 1% polysilicic acid. The product contained 0.70% Al 2 O 3 and 0.83% SiO 2, and thus the molar ratio of Al to surface silica was about 1: 1.2.

Hiokesulppu sisälsi 2 g/1 Na2S04.10H20 ja sen pH oli 7,0. Vedenpoistovaikutus tutkittiin kuten edellä. Useimmissa tapauksissa kationinen polyakryyliamidi lisättiin sulppuun ennen soolin lisäystä, ellei päinvastaista lisäysjärjesteystä (päinv) ole ilmoitettu. Kationisen polyakryyliamidin lisäysmäärä oli 1,0 kg/tonni, joka havaittiin optimimääräksi tälle sulpulle silloin, kun sitä käy-: tettiin yksinään. Testeissä havaittiin, että freeness- laitteesta kerätty vesi oli paljon kirkkaampaa soolin ja kationisen.polyakryyliamidin yhdistelmiä käytettäessä kuin silloin, kun käytettiin pelkästään polyakryyliamidia, ja tämä osoittaa erittäin hyvää hienokuitujen retentiota.The ground stock contained 2 g / l Na 2 SO 4 .10H 2 O and had a pH of 7.0. The dewatering effect was studied as above. In most cases, the cationic polyacrylamide was added to the stock prior to the addition of the sol, unless the reverse order of addition (reverse) was indicated. The amount of cationic polyacrylamide added was 1.0 kg / ton, which was found to be the optimum amount for this stock when used alone. The tests showed that the water collected from the freeness device was much clearer when using combinations of sol and cationic polyacrylamide than when polyacrylamide alone was used, and this shows very good fine fiber retention.

93882 1593882 15

PAM Sooli;määrä CSFPAM Sol, amount of CSF

kq/tonni_kg/tonnl_ml_ 120 1.0 - 195 b); 1,0 120 1.0 a); 1,0 400 1.0 a); 1,5 445 1.0 a); 2,0 485 1.0 a); 2,5 510 1.0 a); 1,0 (päinv.) 3 30 1.0 a); 1,5 (päinv.) 345 1.0 a); 2,0 (päinv.) 355 1.0 a); 2,5 (päinv.) 3 60 1.0 b); 1,0 420 1.0 b); 1,5 480 1.0 b); 2,0 505 1.0 b); 2,5 530 1.0 e); 1,5 400 1.0 e); 2,0 440 1.0 e); 2,5 435 1.0 f); 1,5 390 1.0 f); 2,0 425 1.0 f); 2,5 435kq / tonni_kg / tonnl_ml_ 120 1.0 - 195 b); 1.0 120 1.0 a); 1.0 400 1.0 a); 1.5 445 1.0 a); 2.0 485 1.0 a); 2.5 510 1.0 a); 1.0 (reverse) 3 30 1.0 a); 1.5 (reverse) 345 1.0 a); 2.0 (reverse) 355 1.0 a); 2.5 (reverse) 3 60 1.0 b); 1.0 420 1.0 b); 1.5 480 1.0 b); 2.0 505 1.0 b); 2.5 530 1.0 e); 1.5 400 1.0 e); 2.0 440 1.0 e); 2.5 435 1.0 f); 1.5 390 1.0 f); 2.0 425 1.0 f); 2.5 435

Esimerkki 5 Tässä esimerkissä täyteaineen ja hienokuitujen retentiota arvioitiin tehdastestillä. Sulppu sisälsi 30% kemiallista massaa, 24% hiokemassaa ja 46% CaC03-täyteainetta. Sulpun konsentraatio oli 0,5% ja pH 8,3. Mitattu täyteaine- ja hienokuitupitoisuus oli 76,9%.Example 5 In this example, the retention of filler and fine fibers was evaluated by a factory test. The stock contained 30% chemical pulp, 24% ground pulp and 46% CaCO 3 filler. The stock concentration was 0.5% and the pH was 8.3. The measured filler and fine fiber content was 76.9%.

Retention arviointiin käytettiin Britt Dynamic Drainage Jar -laitetta. Sekoittimen nopeudeksi asetettiin 800 rpm ja käytettiin 200 meshin viiraa.A Britt Dynamic Drainage Jar was used to assess retention. The agitator speed was set at 800 rpm and a 200 mesh wire was used.

16 93882 Käytetty kationinen silikasooli oli esimerkin l sooli a) ja se lisättiin ennen kationista retentioainetta. Eri koeajoissa käytettiin seuraavia kationisia retentioaineita: A) Kationinen polyakryyliamidi Percol 292, valmistaja Allied Colloids.The cationic silica sol used was sol) a) of Example 1 and was added before the cationic retention aid. The following cationic retention aids were used in various experimental runs: A) Cationic polyacrylamide Percol 292, manufactured by Allied Colloids.

B) Kationinen guarkumiB) Cationic guar gum

Testien tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa. Täyteaineen ja hienokuitujen retentio (FP ret.) on annettu prosentteina vastaavien kationisten polymeerien eri annoksilla. Annos lasketaan kuivana polymeerinä kuivasta massasta ja täyteaineesta. Kationista silikasoolia käytettiin määränä 1 kg/tonni kuivaa massaa ja täyteainetta. Vertailuja suoritettiin pelkän kationisen polymeerin lisäyksen kanssa.The test results are shown in the following table. The retention of filler and fine fibers (FP ret.) Is given as a percentage of the different doses of the corresponding cationic polymers. The dose is calculated as the dry polymer from the dry mass and the filler. Cationic silica sol was used in an amount of 1 kg / ton of dry mass and filler. Comparisons were made with the addition of cationic polymer alone.

Lisätty kation. Lisäysmäärä Lisätty FF ret.Added cation. Addition amount Added FF ret.

polymeeri kg/tonni sooli % _kg/tonni_ A 0,25 1 75 A 0,50 X 97 A 0,75 X 100 A 0,25 - 43 A 0,50 - 61 A 0,75 - 8° E 2 1 15 B 4 1 95 ·.. B 6 1 95 B 2 - 45 B 4-83 B 6-90 li 17 93882polymer kg / ton salt% _kg / ton_ A 0.25 1 75 A 0.50 X 97 A 0.75 X 100 A 0.25 - 43 A 0.50 - 61 A 0.75 - 8 ° E 2 1 15 B 4 1 95 · .. B 6 1 95 B 2 - 45 B 4-83 B 6-90 li 17 93882

Esimerkki 6 Tässä esimerkissä testattiin aikakauslehtipaperitehtaassa esimerkin 1 kationista silikasoolia a) ja kationista poly-akryyliamidia. Sulppu sisälsi 19% sulfaattimassaa, 73% hio-kemassaa, 20% termomekaanista massaa ja 24% savea, ts. se oli sulppu, jossa on suuri määrä ei-selluloosa-aineita. pH oli 4,45. Retentio mitattiin Britt Dynamic Drainage Jar -laitteella ja freeness Canadian Freeness -laitteella.Example 6 In this example, the cationic silica sol of Example 1 and the cationic polyacrylamide were tested in a magazine paper mill. The stock contained 19% sulphate pulp, 73% abrasive pulp, 20% thermomechanical pulp and 24% clay, i.e. it was a pulp with a large amount of non-cellulosic substances. The pH was 4.45. Retention was measured with a Britt Dynamic Drainage Jar and a freeness Canadian Freeness.

Lisäykset kg/tonniAdditions kg / tonne

Sooli_PAM_Retentio %_Freeness ml 0,25 26,4 110 0,50 44,6 140 1,0 57,6 190 2.0 0,25 41,7 150 2.0 0,50 65,0 200 2.0 1,0 85,6 305 1Sooli_PAM_Retentio% _Freeness ml 0.25 26.4 110 0.50 44.6 140 1.0 57.6 190 2.0 0.25 41.7 150 2.0 0.50 65.0 200 2.0 1.0 85.6 305 1

Claims (9)

1. Förfarande för framställning av papper, genom formning och awattning av en suspension av ce 1 lulosainnehä 1 lande fibrer och eventuella fyllmedel pä en vira, med förbättrd retention och awattning, kännetecknat därav, att formningen och awattningen äger rum i näravaro av en katjonisk silikabaserad sol och ett katjoniskt polymert retentionsmedel valt frän grupperna katjoniskt guargummi och syntetiska katjoniska polymerer.A process for making paper, by forming and dewatering a suspension of ce 1 lulosa-containing fibers and any fillers on a wire, with improved retention and dewatering, characterized in that the forming and dewatering takes place in the presence of a cationic silica-based sol and a cationic polymeric retention agent selected from the groups of cationic guar gum and synthetic cationic polymers. 2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat därav, att de katjoniska silikasolpartiklarna är alumi-niummodifierade silikapartiklar.Process according to claim 1, characterized in that the cationic silica sol particles are aluminum-modified silica particles. 3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat därav, att de katjoniska silikapartiklarna har partikelstorlekar inom intervallet frän 2 nm till 100 nm.Process according to claim 1 or 2, characterized in that the cationic silica particles have particle sizes in the range from 2 nm to 100 nm. 4. Förfarande enligt krav 1, 2 eller 3, kännetecknat därav, att de katjoniska polymera reten-tionsmedlet är en syntetisk katjonisk polymer.Process according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the cationic polymeric retention agent is a synthetic cationic polymer. 5. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat därav, att det katjoniska polymera retentionsmedlet är katjonisk polyakrylamid.Process according to claim 4, characterized in that the cationic polymeric retention agent is cationic polyacrylamide. 6. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat därav, att det katjoniska polymera retentionsmedlet är katjonisk polyakrylamid och att denna användes i kom-bination med katjonisk stärkelse.Process according to claim 5, characterized in that the cationic polymeric retention agent is cationic polyacrylamide and that it is used in combination with cationic starch. 7. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat därav, att mängden katjonisk silikasol ligger inom intervallet frän 0,005 till 2,0 viktprocent, räknat som torrt pä torra fibrer och eventuella fyllmedel. 11 93882Process according to claim 1, characterized in that the amount of cationic silica sol is in the range of 0.005 to 2.0% by weight, calculated as dry on dry fibers and any fillers. 11 93882 8. Förfarande enligt krav 1 eller 7, känneteck-n a t därav, att viktförhällandet katjoniskt retentions-medel tili katjonisk silika är ätminstone 0,01:1.8. A process according to claim 1 or 7, characterized in that the weight ratio of cationic retention agent to cationic silica is at least 0.01: 1. 9. Förfarande enligt krav 8, kännetecknat därav, att viktförhällandet katjoniskt retentionsmedel tili katjonisk silika är ätminstone 0,2:1.Method according to claim 8, characterized in that the weight ratio of cationic retention agent to cationic silica is at least 0.2: 1.
FI904384A 1988-03-08 1990-09-05 Procedure for making paper FI93882C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8800816 1988-03-08
SE8800816A SE462721B (en) 1988-03-08 1988-03-08 SET FOR PAPER PREPARATION BY FORMING AND DEATHING A SUSPENSION OF CELLULOSAIN HOLDING FIBERS
PCT/SE1989/000062 WO1989008741A1 (en) 1988-03-08 1989-02-14 A process for the production of paper
SE8900062 1989-02-14

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI904384A0 FI904384A0 (en) 1990-09-05
FI93882B true FI93882B (en) 1995-02-28
FI93882C FI93882C (en) 1995-06-12

Family

ID=20371616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI904384A FI93882C (en) 1988-03-08 1990-09-05 Procedure for making paper

Country Status (12)

Country Link
EP (1) EP0394368B1 (en)
JP (1) JP2607161B2 (en)
KR (1) KR920011032B1 (en)
CN (1) CN1010599B (en)
AU (1) AU3294989A (en)
CA (1) CA1324705C (en)
DK (1) DK215590A (en)
ES (1) ES2010430A6 (en)
FI (1) FI93882C (en)
NZ (1) NZ228206A (en)
SE (1) SE462721B (en)
WO (1) WO1989008741A1 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE500387C2 (en) * 1989-11-09 1994-06-13 Eka Nobel Ab Silica sols, process for making silica sols and using the soles in paper making
SE9103140L (en) * 1991-10-28 1993-04-29 Eka Nobel Ab HYDROPHOBERATED PAPER
DE4302293A1 (en) * 1993-01-28 1994-08-04 Degussa Filler-containing paper
US7629392B2 (en) 2004-04-07 2009-12-08 Akzo Nobel N.V. Silica-based sols and their production and use
US7732495B2 (en) 2004-04-07 2010-06-08 Akzo Nobel N.V. Silica-based sols and their production and use
US7208429B2 (en) 2004-12-02 2007-04-24 The Procter + Gamble Company Fibrous structures comprising a nonoparticle additive
US7459179B2 (en) 2004-12-02 2008-12-02 The Procter & Gamble Company Process for making a fibrous structure comprising an additive
US7976679B2 (en) 2004-12-02 2011-07-12 The Procter & Gamble Company Fibrous structures comprising a low surface energy additive
CN105542275B (en) * 2015-12-22 2017-11-14 温州德泰塑业有限公司 A kind of method of paper grade (stock) inorfil flexibility
FI128012B (en) * 2016-03-22 2019-07-31 Kemira Oyj A system and method for manufacture of paper, board or the like

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1148872A (en) * 1979-04-06 1983-06-28 Eugene A. Ostreicher Filter with inorganic cationic colloidal silica
SE8403062L (en) * 1984-06-07 1985-12-08 Eka Ab PAPER MANUFACTURING PROCEDURES
JPS60260377A (en) * 1984-06-08 1985-12-23 Mitsubishi Paper Mills Ltd Ink jet recording paper
SE451739B (en) * 1985-04-03 1987-10-26 Eka Nobel Ab PAPER MANUFACTURING PROCEDURE AND PAPER PRODUCT WHICH DRAINAGE AND RETENTION-IMPROVING CHEMICALS USED COTTONIC POLYACRYLAMIDE AND SPECIAL INORGANIC COLLOID
ES2007383A6 (en) * 1987-07-31 1989-06-16 Hispano Quimica Process for obtaining soundproof and thermal insulation panels.
US4798653A (en) * 1988-03-08 1989-01-17 Procomp, Inc. Retention and drainage aid for papermaking

Also Published As

Publication number Publication date
WO1989008741A1 (en) 1989-09-21
JP2607161B2 (en) 1997-05-07
FI93882C (en) 1995-06-12
DK215590D0 (en) 1990-09-07
EP0394368B1 (en) 1993-05-12
EP0394368A1 (en) 1990-10-31
FI904384A0 (en) 1990-09-05
DK215590A (en) 1990-09-07
KR900700690A (en) 1990-08-16
CN1010599B (en) 1990-11-28
NZ228206A (en) 1990-04-26
JPH03503299A (en) 1991-07-25
ES2010430A6 (en) 1989-11-01
SE462721B (en) 1990-08-20
SE8800816L (en) 1989-09-09
KR920011032B1 (en) 1992-12-26
CA1324705C (en) 1993-11-30
AU3294989A (en) 1989-10-05
CN1035859A (en) 1989-09-27
SE8800816D0 (en) 1988-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI95944C (en) Methods for making paper
US4946557A (en) Process for the production of paper
CA2067495C (en) Silica sols, a process for the production of silica sols and use of the sols
EP0304463B1 (en) A process for the production of paper
US7608644B2 (en) Aqueous silica-containing composition
CA2069308C (en) A process for the production of paper
NZ507604A (en) Dewatering of cellulosic suspension with addition of cationic organic polymer on wire
EP0357574B1 (en) A process for the production of paper
FI93882B (en) Method for making paper
PT1456468E (en) Aqueous silica-containing composition and process for production of paper
EP1456469B1 (en) Aqueous silica-containing composition and process for production of paper
CA1337732C (en) Process for the production of paper
NO172356B (en) PROCEDURE FOR PAPER MAKING
NO174783B (en) Method of making paper

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed

Owner name: EKA NOBEL AB