FI98942C - Kolloidinen koostumus ja sen käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa - Google Patents

Kolloidinen koostumus ja sen käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa Download PDF

Info

Publication number
FI98942C
FI98942C FI894616A FI894616A FI98942C FI 98942 C FI98942 C FI 98942C FI 894616 A FI894616 A FI 894616A FI 894616 A FI894616 A FI 894616A FI 98942 C FI98942 C FI 98942C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
substance
pulp
water
polymer
paper
Prior art date
Application number
FI894616A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI98942B (fi
FI894616A (fi
FI894616A0 (fi
Inventor
Arthur Percy Derrick
Original Assignee
Laporte Industries Ltd
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=10648309&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI98942(C) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Laporte Industries Ltd filed Critical Laporte Industries Ltd
Publication of FI894616A0 publication Critical patent/FI894616A0/fi
Publication of FI894616A publication Critical patent/FI894616A/fi
Publication of FI98942B publication Critical patent/FI98942B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI98942C publication Critical patent/FI98942C/fi

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
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/06Paper forming aids
    • D21H21/10Retention agents or drainage improvers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/42Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups anionic
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/42Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups anionic
    • D21H17/43Carboxyl groups or derivatives thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/44Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups cationic
    • D21H17/45Nitrogen-containing groups
    • D21H17/455Nitrogen-containing groups comprising tertiary amine or being at least partially quaternised
    • 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
    • D21H23/00Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/04Addition to the pulp; After-treatment of added substances in the pulp
    • D21H23/06Controlling the addition
    • D21H23/14Controlling the addition by selecting point of addition or time of contact between components
    • D21H23/18Addition at a location where shear forces are avoided before sheet-forming, e.g. after pulp beating or refining
    • 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
    • D21H23/00Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/76Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by choice of auxiliary compounds which are added separately from at least one other compound, e.g. to improve the incorporation of the latter or to obtain an enhanced combined effect

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Packages (AREA)
  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)

Description

98942
Kolloidinen koostumus ja sen käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa - Kolloidal sammansättning och dess användning vid pappers- och kartongframställning 5 Tämä keksintö koskee kolloidista kvartsikoostumusta ja sen käyttöä menetelmässä paperin ja kartongin valmistamiseksi.
Perinteiseen tapaan paperia tai kartonkia valmistettaessa muodostetaan kuituinen paperimassa, joka sisältää erilaisia lisä-10 aineita kuten pigmenttejä, täyteaineita sekä liisteröintiainei-ta, minkä jälkeen paperimassasta poistetaan vettä metalli- tai kangasviiralla paperi- tai kartonkiarkin pohjan muodostamiseksi. Tällaisissa prosesseissa ristiriitaisia vaatimuksia ovat, että toisaalta veden tulisi poistua massasta vaikeuksitta, 15 jolloin kuitenkaan kuivatuksen aikana ei tulisi tapahtua liiallista lisäaine- ja kuituhävikkiä, eli toisin sanoen tällaisten lisäaineiden ja kuidun pidätyksen viiralla tulisi olla hyvä. Tällä ei ole vaikutusta ainoastaan raaka-ainekustannuksien sekä arkin kuivaamiseen tarvittavan energian säästymiseen, vaan se 20 vähentää niin ikään ulosvirtausnesteen käsittelyvaatimuksia seurauksena alemmasta lietekiintoainepitoisuudesta sekä alemmasta KHK- ja BHK-kuormasta päästövedessä. Arkinmuodostus- ja pinta-ominaisuudet saattavat niin ikään parantua. Valumis- ja pidätys-ominaisuuksien optimointiin on pyritty usein tavoin 25 käyttämällä erilaisia lisäaineyhdistelmiä, mukaan lukien poly-elektrolyyttejä kuten korkean molekyylipainon omaavaa polyak-ryyliamidia ja sen kopolymeerejä, jotka toimivat flokkulointi-aineina.
; 30 Kolloidisia turvotussavia on esitetty käytettäväksi yhdistet tyinä korkean molekyylipainon mutta verraten alhaisen varausti-heyden omaaviin polyakryyliamideihin, joita on perinteisesti käytetty flokkulointlaineina, ja jotka voivat olla ei-ionisia, anionisia tai kationisia luonteeltaan ja jotka voidaan valita 35 massan varausvaatimuksiin sopivasti.
2 98942 US-patenttijulkaisussa n:o 3052595 esimerkiksi julkistetaan bentoniitin lisääminen täyteaineen sisältävään massaan, minkä jälkeen lisätään akryyliamidihomopolymeeriä tai -kopolymeeriä, joka voi käsittää korkeintaan noin 15 paino-% funktionaalista, 5 luonteeltaan anionista tai kationista komonomeeriä, mikä vastaa varaustiheyttä korkeintaan noin 2 mekv./g. Edeltävän yhdistelmän vaikutuksesta polymeeri ja bentoniitti "aktivoituvat molemmat, jolloin täyteaineen pidätys paperikudoksessa paranee ja saatavan jäteveden sameus alenee".
10
Tuoreemmassa EP-patenttijulkaisussa n:o 0017353 julkistetaan, että oleellisesti täyteainetta sisältämättömien paperimassojen kuidunpidätys- ja vedenpoisto-ominaisuuksia voidaan parantaa näyttävästi sisällyttämällä massaan korkean molekyylipainon 15 omaavaa; esim. molekyylipaino oleellisesti yli 100 000, normaalisti yli 500 000 ja yleensä noin tai yli 1 000 000; polyakryy-liamidia sekä bentoniittityyppistä savea. Polyakryyliamidi voi sisältää korkeintaan 10 % joko kationisia tai anionisia yksiköitä ja edustaa siten alhaisen varaustiheyden omaavaa materi-20 aalia.
Tämä kehityssuunta on toistaiseksi saavuttanut huippunsa menetelmässä, jota kuvataan EP-patenttijulkaisussa n:o 0235893, ja . . jonka mukaan laihaan massaan lisätään korkean molekyylipainon 25 omaavaa, lineaarista kationista polymeeriä määrä, joka on suurempi kuin suurien flokki-sakkojen muodostamiseksi tavanomaisesti käytetty, minkä jälkeen flokkuloituun lietteeseen kohdistetaan suuruudeltaan merkittävä leikkausrasitus ja leikattuun lietteeseen lisätään bentoniittia. Selvitetään, että leikkaami-. 30 sen tarkoitus on rikkoa muodostuneet flokki-sakat mikroflokeik si, jotka ovat riittävän stabiileja vastustaakseen edelleen hajoamista.
Kyseinen keksintö koskee paperin- ja kartonginvalmistusmenetel-35 miä, joissa massan kuivatus- ja pidätysominaisuuksia modifioidaan käyttämällä epäorgaanista kolloidista materiaalia, kuten 3 98942 turvotus-bentoniittia tai muuta turvotussavea, jonka kolloidisen materiaalin ionisuutta on modifioitu.
Keksintöä voidaan käyttää missä tahansa paperinvalmistusmene-5 telmässä, vaikkakin yksi mahdollinen keksinnön mukainen käyttö on EP-patenttijulkaisussa 0235893 kuvatussa menetelmässä tai sen muunnoksissa, jossa käyttösovellutuksissa pidätys- ja kui-vatusominaisuuksissa tapahtuneet parannukset on toteennäytetty. Toinen esimerkki menetelmästä, johon liittyy savien käyttö ja 10 johon kyseistä keksintöä voidaan soveltaa, on menetelmä, jota kuvataan SF-patenttijulkaisussa n:o 67736, jossa käytetään pidätysapuainetta, joka käsittää kationisen polymeerin ja anionisen materiaalin, joka voi olla bentoniitti, yhdistelmän.
15 Tämän keksinnön mukaisesti käytetty modifioitu kolloidinen materiaali on uusi koostumus, jota voidaan käyttää myös pape-rinvalmistusteollisuuden ulkopuolella turvotussavien ja samankaltaisten kolloidisten materiaalien monissa ja sangen erilaisissa käyttösovellutuksissa.
20 Tämän keksinnön mukainen modifioitu kolloidinen materiaali, käsittää kolloidisia kvartsihiukkasia, esimerkiksi turvotussa-vihiukkasia, jolloin tunnusomaista on, että kolloidisten hiuk-.. kasten ionisuutta on modifioitu niiden likeisellä yhdistämisel- 25 lä alhaisen molekyylipainon omaavaan, vesiliukoiseen ja korkean varaustiheyden omaavaan polymeeriin.
Tämän keksinnön mukaiset kolloidiset kvartsihiukkaset käsittävät kerrosteisia tai kolmiulotteisia tetrahedraaliseen Si04:ään . 30 pohjautuvia materiaaleja, jolloin kerrosteisen materiaalin ker- rosväleissä voi valinnaisesti sijaita yhtä tai useampaa muuta materiaalia kuten oktahedraalista aluminiumoksidia ja/tai mag-nesiumoksidia. Tämän keksinnön käytännössä erityisen käyttökelpoisia kerrosteisia materiaaleja ovat savimateriaalien smek-35 tiittiryhmä, jonka jäsenet ovat kolmikerroksisia mineraaleja, jotka käsittävät keskimmäisenä kerroksena oktahedraalista 4 98942 aluminium- tai magnesiumoksidia kahden tetrahedraalisen pii-dioksidikerroksen välissä ja omaavat ihanteellisen kaavan, joka pohjautuu pyrofilliittiin, jota on modifioitu korvaamalla osa ioneista Al+3, Si+4 tai Mg+2 alhaisemman valenssiluvun omaavil-5 la kationeilla kaiken kaikkiaan anionisen hilavarauksen saamiseksi. Smektiittimineraaliryhmään kuuluu montmorilloniitti; mukaan lukien natriumbentoniitti; beidelliitti, nontroniitti, saponiitti ja hektoriitti. Tällaisten mineraalien kationinvaih-tokapasiteetti on edullisesti 80 - 150 mekv./100 kg kuivaa 10 mineraalia. Kyseisessä keksinnössä käyttämistä silmälläpitäen smektiittimineraalit ovat edullisesti natrium- tai litiummuo-dossa, joka voi olla luontainen, mutta jopa useimmiten saadaan kationinvaihdolla luonteisesti esiintyvistä maa-alkalisavista, tai vetymuodossa, joka voidaan saada käsittelemällä mineraali-15 hapolla alkalimetalli- tai maa-alkalimetallisavia. Tällaisille natrium-, litium- tai vetymuodossa oleville saville on yleensä ominaista hyrdatoitaessa ilmenevä kidevälyksen kasvu, jolloin tapahtuu turpoamisena tunnettu ilmiö, ja ne dispergoituvat kolloidisesti verraten helposti. Vaikka lähinnä keskitytään 20 luontaista alkuperää oleviin turvotussaviin, pois ei suljeta niiden synteettisiä analogeja kuten esimerkiksi sitä synteettistä hektoriittimateriaalia, jota on saatavana valmistajalta Laporte Industries Limited kauppanimellä Laponite.
25 Näiden materiaalien yhteydessä ilmaisua "kolloidinen" käytetään merkitsemään kykyä dispergoitua, tai tulla dispergoiduksi, vesiväliaineeseen kolloidisen dispersion saamiseksi. Keksinnön mukaisten koostumuksien ei kuitenkaan tarvitse olle dispergoi-dussa tilassa, vaan ne voivat esimerkiksi olla kiinteiden hiuk-30 kasten muodossa, jotka voidaan dispergoida kolloiditilaan käyt-töajankohtana tai välittömästi ennen sitä. Kolloidisesti dis-pergoituvien hiukkasten hiukkaskoko on yleensä 5 x 10"7 cm -250 x 10 - 7 cm.
35 Tämän keksinnön mukaisesti käytetyt alhaisen molekyylipainon omaavat, vesiliukoiset, korkean varaustiheyden omaavat polymee- 5 98942 rit omaavat joitakin seuraavia, niiden tehoon myötävaikuttavia ominaisuuksia tai omaavat kaikki nämä ominaisuudet: (a) ne ovat oleellisesti lineaarisia, eli ne eivät käsitä ris-5 tikytkyketjuja tai käsittävät niitä niin vähän, ettei se estä veteen liukenemista; (b) ne ovat joko varauksen omaavien yksiköiden homopolymeerejä tai kopolymeerejä, jotka sisältävät yli 50 %, edullisesti yli 10 75 %, ja erityisen edullisesti yli 85 %, varauksen omaavia yksiköitä; (c) ne omaavat riittävän alhaisen molekyylipainon ollakseen vesiliukoisia. Edullisesti niiden molekyylipaino on alle 15 100 000, mutta erityisen edullisesti alle 50 000, esimerkiksi erityisen soveliaasti 1000 - 10 000, määritettynä ominaisvis-kositeettimittauksilla tai geelipermeaatiokromatografisesti. Ne kykenevät edullisesti muodostamaan ympäristön lämpötiloissa vesiliuoksia, joiden pitoisuus on ainakin 20 % w/w; 20 (d) niiden varaustiheys on korkea, eli ainakin 4, edullisesti ainakin 7, ja korkeintaan 24 mekv./g. Erityisen edullisesti varaustiheys on ainakin 8, esimerkiksi korkeintaan 18 mekv./g.
. . Anionisten polymeerien varaustiheydet voidaan määrittää muun-25 noksella menetelmästä, jota kuvaa D. Horn lähteessä "Progress in Colloid and Polymer Science" 65 (1978) 251-264, jossa polymeeri titrataan Dadmac-valmisteella, joka on jäljempänä identifioitu kationinen polymeeri, ylimäärin, minkä jälkeen se titrataan takaisinpäin polyvinyylisulfonihapolla.
; 30
Samaa menetelmää, modifioimattomana, voidaan käyttää kationis-• ten polymeerien varaustiheyksien määrittämiseksi.
Tällaiset polymeerit eivät ole flokkuloivia aineita eikä niiden 35 käyttöä paperinvalmistusmenetelmissä normaalisti harkittaisi.
6 98942
Esimerkkejä anionisista korkean varaustiheyden omaavista, vesiliukoisista polymeereistä, jotka soveltuvat tässä käytettäviksi, ovat: polyakryylihappo 5 polymetakryylihappo polymaleiinihappo polyvinyylisulfonihapot polyhydroksikarboksyylihapot polyaldehydikarboksyylihapot 10 alkyyliakrylaatti/akryylihappokopolymeerit akryyliamidi/akryylihappokopolymeerit sekä kaikkien edellä mainittujen suolat, esimerkiksi alkalimetalli- tai ammoniumsuolat.
15 Esimerkkejä sopivista kationisista, korkean varaustiheyden omaavista ja vesiliukoisista polymeereistä ovat: polyetyleeni-imi init polyamidoamiinit polyvinyyliamiinit 20 polydiallyyliammoniumyhdisteet.
Kyseisen keksinnön mukaisesti edellytetty kolloidisten kvartsi-hiukkasten ja korkean varaustiheyden omaavan polymeerin likei-. seen yhdistelmään voidaan päästä eri menetelmillä. Eräs tällai- 25 nen menetelmä on kuivana sekoittaminen, jolloin saadaan tuote, jota voidaan vaikeuksitta kuljettaa ja joka voidaan dispergoida veteen käyttöpaikalla. Vaihtoehtoisesti dispersio voidaan muodostaa lisäämällä kolloidiset kvartsihiukkaset veteen, joka sisältää korkean varaustiheyden omaavan polymeerin. Edeltävillä 30 menetelmillä voidaan muodostaa tämän keksinnön mukaisten modifioitujen kolloidisten kvartsihiukkasten kosentroitu dispersio, joka voidaan helposti laimentaa paperimassaan lisäämistä silmälläpitäen, tai joka voidaan jopa lisätä paperimassaan sellaisenaan. Tällaiset konsentroidut dispersiot, jotka soveliaasti 35 sisältävät, joskaan eivät välttämättä sisällä, pinta-aktiivista ainetta ja säilytysainetta, ja joiden kvartsiainesosan kuiva- 7 98942 painosta laskettu pitoisuus on ainakin 50 g/litra, jolloin pitoisuus kuitenkin voi kohota korkeintaan korkeimpaan pumpattavaan pitoisuuteen ja on edullisesti yli 100 g/litra ja aina esimerkiksi 250 g/litra, ovat kyseisen keksinnön erityisen . 5 edullisia suoritusmuotoja.
Vaihtoehtoinen menetelmä keksinnön suorittamiseksi on kolloidisen kvartsimateriaalin ja vesiliukoisen, korkean varaustiheyden omaavan polymeerin lisääminen peräkkäin, maun mukaan kummassa 10 järjestyksessä tahansa, suoraan massaan tai massan osaan, joka on tilapäisesti poistettu prosessista. Peräkkäisellä lisäämisellä tarkoitetaan, että edullisesti kvartsihiukkasten ja korkean varaustiheyden omaavien polymeerien lisäämisen välillä ei tulisi esiintyä merkittävää leikkausrasitusta, merkittävää 15 massan laimentamista, esim. ei enempää kuin noin 20 %, tai flokkulointiaineen lisäystä. Tämä on mahdollisesti keksinnön vähemmän tehokas suoritusmuoto, koska läsnä oleva runsas vesi-tilavuus saattaa hidastaa tai estää tietyssä määrin kyseisten lajien yhdistelmän muodostumista.
20
On todettu, että kolloidiset kvartsihiukkaset ja vesiliukoinen, korkean varaustiheyden omaava polymeeri ovat vuorovaikutuksessa muodostaen yhdistelmäkolloidilajin silloinkin, kun - kuten on , edullista - korkean varaustiheyden omaava polymeeri on anioni- i ‘ 25 nen ja kolloidiset kvartsihiukkaset ovat turvotussavihiukkasia, joiden hilarakenne on oktahedraalikerroksissa suoritettujen substituutioiden johdosta anioninen. Vuorovaikutuksen luonteesta ei olla perillä, mutta se saattaa olla seurausta savihilan käsittämien hydroksyyli-ionien vetysiltamuodostuksesta. Tutkit-30 taessa keksinnön mukaisia yhdistelmäkolloidihiukkasia elektro-forieettisesti, esimerkiksi kuten alla kuvattu, ilmenee, että kvartsihiukkaset ja polymeerimolekyylit esiintyvät yhtenä yksikkönä vesidispersiossa, liikkuvat ainoastaan yhtenä yksittäisenä lajina kautta elektroforeesikennon ja edelleen että 35 kvartsihiukkasten ionisuus on tullut modifioiduksi polymeerin ionisuudella, minkä osoittaa muutos yhdistelmähiukkasten nopeu- 8 98942 dessa verrattuna kvartsimateriaalin ei-modifioitujen hiukkasten nopeuteen.
Seuraavissa, elektrofoneettista liikkuvuutta tutkivissa kokeis-5 sa hiukkasille otettiin aika viidelle neliöverkkovälille. Ajanottoväli viidelle neliöverkolle oli 0,25 mm.
Elektroditiedot olivat:
Käytetty jännite (V) = 90 V
10 Elektrodien keskinäinen etäisyys (I) = 75 mm Käytetty kenttä (E) = 1250 VM-1
Tutkittavat näytteet valmistettiin seuraavasti. Natriummuodossa oleva turvotus-montmorilloniitti (Fulgel 100) pestiin ja kui-15 vattiin, minkä jälkeen näytteitä lietettiin pitoisuudeksi 1 g/litra demineralisoituun veteen sekä erikseen 0,01 M nat-riumkloridiliuokseen luontaisessa pH:ssa 9,8 ja vastaavasti 9,6. Natriumkloridilisäys tehtiin paperimassan ionisisällön jäljittelemiseksi. Lisäksi valmistettiin samanlainen liete 20 0,01 M natriumkloridiliuokseen, jolloin kuitenkin pH säädettiin ammoniumkloridilla 7,0:aan neutraalin paperimassan olosuhteiden jäljittelemiseksi. Menettely toistettiin käyttäen samaa savea, jota oli modifioitu keksinnön mukaisessa reaktiossa anionisel-. . la, vesiliukoisella polymeerillä, joka koostui neutraloidusta 25 polyakryylihaposta ja jonka varaustiheys oli 13,7 mekv./g ja molekyylipaino 2500, panostuksena 10 % saven painosta.
Näiden kuuden näytteen elektroforeettiset liikkuvuudet kulloinkin kohti positiivista elektrodia olivat seuraavat 30 (yksikköä x 10"8 = M2S"1V"1) : 35 9 98942
Savi/anioninen
Savi polymeeri Kasvu-% pH 9,8 demin. vesi 3,67 5,10 39 9,6 NaCl 2,52 3,59 56 5 pH 7 NaCl 2,30 3,84 67 Täten esimerkiksi kun kyseessä on anioninen turvotussavi ja orgaaninen polymeeri, luontaista hilavarausta saadaan nostetuksi esimerkiksi aina noin 70 %, jolloin kasvun määrän määräävät 10 polymeerin varaustiheys ja polymeerin määrä, mutta jolloin se on edullisesti ainakin 10 %, erityisen edullisesti ainakin 20 %. Vastaavasti arvellaan, että piidioksidin kaltaisille kvartsimateriaaleille, joiden kokonaisvaraus on nolla, voitaisiin tuottaa varaus.
15
Sarjassa samoissa olosuhteissa suoritettuja jatkokokeita määritettiin elektroforeettinen liikkuvuus samalle turvotussavelle, joka oli saatettu reagoimaan keksinnön mukaisesti alhaisen mo-lekyylipainon omaavan kationisen polymeerin polydiallyylidime-20 tyyliammoniumkloridin kanssa, jonka varaustiheys oli 6 mekv./g. Kussakin tapauksessa savi/polymeeriyhdistelmähiukkaset liikkuivat kohti negatiivista elektrodia alla esitettyjen elektrofo-reettisten liikkuvuuksien, samoissa yksiköissä kuin edellä, , . edellyttämällä nopeudella: 25 pH Väliaine Liikkuvuus 10 demin. vesi 2,89 7 " 2,00 \ 30 4 " 1,62 10 0,01 M NaCl 3,69 7 " 3,24 4 " 2,75 10 98942
Edullisesti polymeeriä käytetään 0,5 % - 25 % laskettuna kvart-simateriaalin kuivapainosta, erityisen edullisesti 2 % - 10 % samoin laskettuna.
5 Kyseistä keksintöä paperinvalmistusprosessiin sovellettaessa keksinnön mukainen modifioitu kolloidimateriaali sisällytetään edullisesti laihaan massaan ennen, esimerkiksi 1-20 sekuntia ennen, massan siirtymistä huuhtelukourun yläpäähän tai laiteam-meisiin. Lisäystaso voi olla turvotussavien yhteydessä tavan-10 omainen, esimerkiksi 0,05 paino-% - 2,5 paino-% kvartsimateri-aalia laskettuna raaka-ainekiintoaineiden painosta, mutta se voidaan optimoida suorittamalla vakiopidätys- ja kuivatuskokei-ta käsitellyllä massalla. Liiallinen lisätty määrä voi johtaa esiflokkuloidun massakolloidin liukenemiseen ja osittaiseen 15 dispergoitumiseen, jolloin seurauksena on pidätys- ja kuiva-tusominaisuuksien menetys.
Keksintöä voidaan käyttää happamissa tai neutraaleissa paperinvalmistus järjestelmissä korkean molekyylipainon omaavien kat-20 ionisten flokkulointiaineiden normaalin lisäämisen jälkeen, joita käyttävissä järjestelmissä käytetään edullisesti keksinnön mukaista anionisesti modifioitua materiaalia. Keksinnön mukaista kationisesti modifioitua materiaalia voidaan soveliaasti käyttää aikalisissä paperinvalmistusjärjestelmissä, esim. 25 järjestelmissä, joissa käytetään kalsiumkarbonaattitäyteainetta ja toimitaan pH:ssa noin 8. Keksintöä voidaan kuitenkin soveltaa laajaan valikoimaan paperinvalmistusprosesseja ja -massoja, mukaan lukien prosessit, joissa valmistetaan kirjoitus- ja painopaperia, arvo- ja pankkipaperilaatuja, sanomalehtipaperia, 30 tiivistekartonkia, turva- ja atk-paperia, valokopiopaperia, säkkipaperia, täytekartonkia, valkoista viivattua hiilipaperia, kääre-/pakkauspaperia, liimattua kartonkia, kotelokartonkia, aaltopahvia, pyyheliinakreppi- ja silkkipaperia.
35 Muut paperin tai kartongin valmistuksessa tavanomaisesti käytetyt lisäaineet sopivat kyseisen keksinnön yhteyteen. Tällaisia 11 98942 lisäaineita ovat täyteaineet, savet (ei-turvotus-), pigmentit kuten titaanidioksidi, saostettu/jauhettu kalsiitti, kipsi, liisteröintiaineet kuten kolofonihartsi/aluna tai synteettiset liisteröintiaineet kuten alkyyliketeenidimeerit tai alkyylime-5 ripihkahappoanhydridit, märkä- tai kuivavastushartsit, väriaineet, optiset kirkasteet ja limanestoaineet.
Kyseistä keksintöä havainnollistetaan seuraavaksi seuraavien kokeiden avulla, joissa verrattiin kyseisen keksinnön suoritus-10 ta polymeeriflokkulanttien tavanomaiseen käyttöön sekä menetelmään, jota kuvataan EP-patenttijulkaisussa n:o 0235893, jossa patenttijulkaisussa flokkuloituun lietteeseen kohdistetaan leikkausrasitus, minkä jälkeen leikattua lietettä käsitellään bentoniitilla. Todetaan, että seuraavissa kokeissa dokumentoi-15 dun parannuksen pidätyksessä ja kuivatuksessa ohella kyseisen keksinnön lisäetuna on kyky tuottaa erinomaisia tuloksia silloinkin, kun flokkuloituun lietteeseen ei kohdisteta merkittävää leikkausvaihetta, joka EP-patenttijulkaisussa n:o 0235893 katsotaan välttämättömäksi.
20
Hienojakoisen dispersion pidätysten mittaamiseksi käytettiin Britt Jar -koemenettelyitä (Tappi-menetelmä T.261, 1980) sekä kuivatuskokeissa Schopper Riegler -laitteistoa. Vakiotilavuus - massaa vietiin Britt Jar -vakiolaitteistoon ja tietty määrä 25 kationista, korkean molekyylipainon omaavaa polymeeriflokku-lanttia lisättiin, minkä jälkeen massa sekoitettiin joko kevyesti (500 kierr./min) tai siten, että läsnä oli leikkausrasi-tusta, (1500 kierr./min) 30 sekunnin ajan. Hitaan sekoittamisen jälkeen yhdessäkään tässä patenttiselityksessä selostetussa 30 kokeessa ei todettu flokkikoon laskua, eli flokkien leikkautumista. Joissain kokeissa tämän sekoitusvaiheen jälkeen lisättiin tietty määrä kaupallisesti saatavana olevaa turvotussavea kosentroituna vesidispersiona. Edelleen eräissä toisissa kokeissa lisättiin keksinnön mukaista polymeeri-modifioitua savea 35 esimuodostettuna dispersiona. Modifioitu savi valmistettiin yhdistämällä turvotussavea, joka oli esimerkiksi H+- tai Na+- 12 98942 muodossa, korkean varaustiheyden omaavan polymeerilajin konsentroituun liuokseen polymeeri/savi-painosuhteessa, joka saattoi olla noin 1 % - 20 %. Käytännöllisyyden vuoksi nämä dispersiot valmistettiin konsentroidussa muodossa ja laimennettiin 5 10 g/litra dispersioksi massaan lisäämistä silmälläpitäen.
Sopivia tämän keksinnön mukaisia tuotteita saatiin myös saattamalla savi kosketuksiin korkean varaustiheyden omaavan polyka-tionisen lajin konsentroidun liuoksen kanssa korkean tehon omaavassa kuivasekoituslaitteistossa. Savi tai modifioitu savi 10 sekoitettiin mukaan kevyesti 15 sekunnin ajan 500 kierr./min. kierrosnopeudella sekoittaen, minkä jälkeen suoritettiin pidätys- ja/tai kuivatuskokeet, joiden tulokset ilmaistiin painoprosentteina hienojakoista dispersiota, joka oli tullut pidätetyksi alunperin läsnäolleesta hienojakoisesta dispersiosta, ja 15 kuivatuskokeiden kyseessä ollen aikana sekunneissa 500 ml:n jätevettä valumiseksi 1 litran näytteestä käsiteltyä massaa.
Kokeet 1-40 20 Seuraavassa koesarjassa kationinen polymeeriflokkulantti oli akryyliamidikopolymeeri, jossa dimetyyliaminoetyyliakryyli oli kvaternoitu metyylikloridilla ja jonka akryyliamidi/aminoetyy-liakrylaatti-moolisuhde oli 86/14. Sen varaustiheys oli alle 2 mekv./g ominaisviskositeetti 7 desilitraa/minuutti. Turvotus-25 savi oli oleellisesti täysin natriumkorvattua kalsiummontmoril-loniittia, jota on saatavana valmistajalta Laporte Industries Limited nimellä Fulgel 100 (Fulgel on kauppanimi). Käytettäessä modifioitua savea tämä valmistettiin dispergoimalla savi korkean varaustiheyden omaavan anionisen polymeerin konsentroituun 30 liuokseen ja laimentamalla pitoisuuteen 10 g/litra kuten edellä kuvattu. Korkean varaustiheyden omaavan polymeeri oli polyak-ryylihappo, jonka molekyylipaino oli noin 5000 ja anioninen varaustiheys 13 mekv./g. Kokeissa 1-18 käytetty massa oli valkaistua hienopaperimassaa, joka sisälsi havupuusulfaattisel-35 lua ja kovapuusulfaattisellua painosuhteessa 25/75 ja savitäy-teainetta noin 15 %, ja joka oli liisteröity kationisella kolo- 13 98942 fonihartsiemulsiolla (2 % kuidusta) ja sitten alunalla. Massa rekonstituoitiin sekoittamalla 2,521 paksua massaa (sakeus 5,33, pH 5,0) määrään 17,51 jätevettä (pH 4,2), jolloin sakeu-deksi tuli 0,77 %, pHrksi 4,4 ja hienodispersiofraktion osuu-. 5 deksi 38,6 %. Kokeissa 19 - 40 käytettiin samankaltaista mutta ei identtistä massaa, jonka sakeus oli 0,77 % ja hienodisper-siofraktio-osuus 36 &. Seuraavissa taulukoissa kationisen flok-kulantin ja turvotussaven prosentuaaliset osuudet on tahollaan laskettu raaka-ainekiintoaineksesta, kun puolestaan anionisen 10 polymeerin %-osuus modifioidussa savessa on laskettu saven kuivapainosta. "Leikkausrasitus" sarakkeessa symboli "o" merkitsee kevyttä sekoittamista ja symboli "+" merkitsee leikkaus-rasitusta käsittävää sekoittamista. Kyseisen keksinnön mukaisia ovat kokeet 7 - 12, 29 - 31, 39 ja 40.
15
Kokeissa 32 - 35 käytettiin hienojakoista kaoliinisavea (KC) tai hienoksi jauhettua vermikuliittia (V) bentoniitin asemesta.
Kationinen 20 flokkulantti Savi Hienojak.
(paino-% (paino-% Polymeeri disp.
Koe raakakiinto- raakak.- (paino-% pidätys n:o aineesta) Leikkaus aineesta) savesta) (paino-%) 25 1 0,05 o 0,1 - 70,9 2 0,05 O 0,2 - 75,6 3 0,05 o 0,35 - 75,4 4 0,05 + 0,1 - 69,9 5 0,05 + 0,2 - 71,5 • 30 6 0,05 + 0,3 - 76,2 7 0,05 o 0,1 10 76,0 8 0,05 o 0,2 10 78,2 9 0,05 o 0,3 10 79,2 10 0,05 + 0,1 10 79,2 35 11 0,05 + 0,2 10 81,4 12 0,05 + 0,3 10 75,2 14 98942
Kationinen flokkulantti Savi Hienojak.
(paino-% (paino-% Polymeeri disp.
Koe raakakiinto- raakak.- (paino-% pidätys 5 n:o aineesta) Leikkaus aineesta) savesta) (paino-%) 13 0,05 O - 0,01" 67,7 14 0,05 o - 0,03" 65,5 15 0,05 o - 0,05" 60,8 10 16 0,05 + - 0,01" 62,2 17 0,05 + - 0,03" 58,5 18 0,05 + - 0,05" 67,3 19 O - - 57,3 20 0,05 o - - 80,6 15 21 0,075 o - - 80,7 22 0,1 O - - 73,3 23 0,05 + - - 77,3 24 0,075 + - - 68,3 25 0,1 + - - 76,2 20 26 0,5 + 0,3 - 82,8 27 0,75 + 0,3 - 79,8 28 0,1 + 0,3 - 82,4 29 0,5 + 0,15 10 87,0 30 0,70 + 0,15 10 85,9 25 31 0,1 + 0,15 10 85,7 32 0,05 + 0,3 (KC) - 63,9 33 0,05 + 0,3 (V) - 69,3 34 0,05 + 0,3(KC) 10 73,4 35 0,05 + 0,3 (V) 10 71,0 30 Schopper
Riegler (kuiva) 36 - o - - 19,6 37 0,05 o - - 17,5 35 38 0,05 o 0,2* - 15,0 39 0,05 o 0,2* 10 11,7 40 0,05 O 0,2* 5 11,5 98942 15 " = paino-% raakakiintoaineksen painosta * = leikkauskuorraituksen, 30 sek. 1500 kierr./min. jälkeen lisättynä 5 Kokeet 41 - 48
Seuraavassa koesarjassa käytettiin samaa menettelyä kuin kokeissa 1-40 sekä 100 %:sesti uudelleenkierrätettyä karkeapah-vikotelokartonkijätemassaa. Se oli liisteröity 1 %:n pitoisuus-10 tasolla stearyyliketeenidimeerillä. Rekonstituoidussa muodossa sen hienodispersio-osuus oli 26 %, sakeus 0,5 % ja pH 7,0. Käytettiin samaa kationista flokkulanttia ja turvotussavea kuin edeltävissä kokeissa. Keksinnön mukaisia ovat kokeet 45 - 48. Kokeissa 47 ja 48 polyakryylihappo oli sama kuin aiemmin käy-15 tetty ja kokeissa 45 ja 46 käytettiin natriumpolyakrylaattia, jonka varaustiheys oli samankaltainen.
Kationinen flokkulantti Savi 20 (paino-% (paino-% Polymeeri
Koe raakakiinto- raakak.- (paino-% Pidätys n:o aineesta) Leikkaus aineesta) savesta) (paino-%) S-R1 41 o - - 69,5 32,5 25 42 0,05 + - - 86,4 22,5 43 0,05 + 0,1 - 88,0 44 0,05 + 0,2 - 90,1 19,7 45 0,05 + 0,1 10 93,7 46 0,05 + 0,2 10 95,1 30 47 0,05 + 0,1 10 92,4 48 0,05 + 0,2 10 94,1 17,2 35 S-R = Schopper-Riegler (kuiva) 16 98942
Kokeet 49-64
Seuraavissa kokeissa käytettiin samaa menettelyä ja samanlaista massaa kuin kokeissa 41 - 48, jolloin massan hienodispersio-5 osuus oli 30,6 %.
Kussakin kokeessa 0,03 % samaa kationista flokkulanttia lisättiin massaan, minkä jälkeen viimemainittuun kohdistettiin leik-kausrasitus 1500 kierr./min. kierrosnopeudella 30 sekunnin 10 ajan. Sitten lisättiin merkitty määrä Fulgel 100 -turvotussavea (joko sellaisenaan tai modifioituna saattamalla sen kanssa likeiseksi yhdistelmäksi 10 % savea kuivapainosta laskettuna merkittyä korkean varaustiheyden omaavaa polymeeriä) ja sekoitettiin kevyesti. Todettu hienodispersion pidätys on esitetty 15 seuraavassa taulukossa. Keksinnön mukaisia ovat kokeet 51 - 58 ja 61 - 64.
Turvotus Hienodisp.
Koe savi (p-%) Anioninen polymeeri pidätys, % 20 49 0,1 - 80,1 50 0,2 - 81,4 51 0,1 Na-polyakrylaatti 84,8 52 0,2 Na-polyakrylaatti 88,2 25 53 0,1 polyakryylihappo 86,2 54 0,2 polyakryylihappo 89,0 55 0,1 polymaleiinihappo 83,9 56 0,2 polymaleiinihappo 86,2 57 0,1 polyvinyylisulfonihappo 84,3 30 58 0,2 polyvinyylisulfonihappo 85,8 59 0,1 natriumpolyakrylaatti 82,0 60 0,2 natriumpolyakrylaatti (korkea mp.) 83,2 61 0,1 ) Poly-Dadmac 77,0 62 0,2 ) (kationinen) 81,7 35 63 0,1 Polymin SK (kationinen) 76,2 64 0,2 Polymin SK (kationinen) 76,5 17 98942
Natriumpolyakrylaatti ja polyakryylihappo olivat samat kuin edeltävissä kokeissa käytetyt lukuun ottamatta kokeissa 59, 60 käytettyjä, joiden molekyylipaino oli noin 15 000 000 ja varaustiheys 10 mekv./g. Polymaleiinihapon molekyylipaino ja 5 varaustiheys oli 1000 ja vastaavasti 16 mekv./g· ja polyvinyy-lisulfonihapon 2000 ja vastaavasti 13 mekv./g. Dadmac on poly-diallyylidimetyyliammoniumkloridi, joka on luonteeltaan katio-ninen, kuten on myös valmiste Polymin SK (kauppanimi), joka on polyamidoamiini. Näiden materiaalien varaustiheydet olivat 10 6 mekv./g ja vastaavasti 7 mekv./g.
Kokeet 65 - 68
Seuraavat kokeet suoritettiin käyttäen toisenlaisia prosessoin-15 tiohjelmia järjestelmän käsittämien aineosien lisäysjärjestyksen osalta. Ellei toisin mainita, käytettiin 0,03 % kationista flokkulanttia. Paperimassa oli sanomalehtipaperilaatu, joka sisälsi 35 % Virgin CTMP - sulppua ja 65 % jätettä, josta painomuste oli poistettu. Rekonstituoidun massan sakeus oli 20 0,33 %, sen pH oli 5,7 ja hienodispersio-osuus 70,3 %. Koe 65 on keksinnön mukainen.
Koe n:o 65 Kationisen flokkulantin lisäystä seurasi leikkaava sekoit- 25 taminen kierrosnopeudella 1500 kierr./min. 30 sekunnin ajan, minkä jälkeen lisättiin 0,2 paino-% raakakiintoai-neksesta laskettuna Fulgel 100 -valmistetta ja sekoitettiin kevyesti 500 kierr./min. kierrosnopeudella 15 sekunnin ajan, minkä jälkeen lisättiin 0,02 paino-% raakakiin-30 toaineksen painosta polyakryylihappoa ja sekoitettiin jäl leen kevyesti. Prosentuaaliseksi hienodispersiopidätyksek-. si saatiin 88,6 %.
66 Koe 66 suoritettiin sisällyttäen Fulgel 100 -savi kationi- seen flokkulanttiin. Prosentuaaliseksi pidätykseksi saa- 35 tiin 83,5 %.
18 98942 67 Suoritettiin koe 65 jättäen Fulgel 100 -savi pois.
Pidätys-% oli 80,0 %.
68 Suoritettiin koe 65 lisäten Fulgel 100 -savi ja polyakryy-lihappo ensin, minkä jälkeen sekoitettiin 500 kierr./min.
5 kierrosnopeudella 15 sekunnin ajan ja lisättiin sitten kationinen flokkulantti, mitä seurasi 30 sekunnin mittainen leikkaava sekoittaminen 1500 kierr./min. kierrosnopeudella. Prosentuaalinen hienodispersiopidätys oli 59,4 %.
10 Kokeet 69-76
Sarjassa jatkokokeita käytettiin samankaltaista massaa kuin kokeissa 1 - 40, ja sen sakeus oli 0,79 %.
15 Jokaisessa kokeessa, lukuun ottamatta koetta 69, massaan lisättiin 0,05 % raakakiintoaineksen painosta laskettuna samaa kationista flokkulanttia, minkä jälkeen sekoitettiin kevyesti (Britt Jar, 500 kierr./min.) 30 sekunnin ajan ja, kokeissa 71 - 76, lisättiin 0,2 % laskettuna kuten edellä turvotussavi-20 dispersiota ja sekoitettiin kevyesti 15 sekunnin ajan. Käytetyt savet ja saadun paperikudoksen pidätys- ja kuivatusominaisuudet on koottu seuraavaan taulukkoon. Keksinnön mukaisia ovat kokeet 74 - 76 ja näissä kokeissa lisättiin H+-muodossa olevia happo-aktivoituja savia vesidispersiona, joka sisälsi myös saven 25 painosta laskettuna 10 % kokeissa 1-40 käytettyä polyakryyli-happoa. Jatkokokeissa, joissa mainitut savet erotettiin polyak-ryylihapon sisältävästä dispersiosta ja analysoitiin, osoitettiin, että polyakryylihappo oli oleellisesti kokonaisuudessaan adsorboitunut saveen.
3 0
Koe 69 ei-käsitellyn massan verrokkikoe (ei kationista flokku-lanttia, sekoitusta tai savilisäystä).
35 19 98942
Koe Hienodisp.
n:o Turvotussavi pidätys, % S-R* 69 verrokki 50,1 43 5 70 turvotussavea ei lisätty 71,9 32 71 happoaktivoitu Wyoming- bentoniitti 79,0 72 happoaktivoitu Los Trancos- bentoniitti 77,5 10 73 happoaktivoitu espanjalainen bentoniitti 78,7 74 kuten koe 71, mutta käyttäen modifioitua savea 85,4 75 kuten koe 72, mutta käyttäen 15 modifioitua savea 83,0 76 kuten koe 73, mutta käyttäen modifioitua savea 83,4 29
Wyoming-bentoniitti on luonnossa esiintyvä oleellisesti homo-20 ioninen natriumbentoniitti. Los Trancos-bentoniitti ja espanjalainen bentoniitti ovat maa-alkalibentoniitteja, jotka on muutettu happoaktivaatiolla oleellisesti vetymuotoon.
Kokeet 77 - 79 25 Näissä kokeissa käytettiin hienopaperitehtaasta saatua huuhte-lukourun yläpäästä peräisin olevaa massaa ja kokeet suoritettiin täydellisessä pilot-mittakaavassa käyttäen 92 cm:n levyistä (84 cm Deckle) tavanomaista Fordrinier-konetta, jonka val-30 mistaja oli Sandy Hill Corp., USA. Koneen nopeus kokeita suoritettaessa oli 15,24 metriä/min. ja neliömetripaino oli • 80 - 85 gm2. Käytetty massa käsitti valkaistusta sulfaattisel lusta (22 % havupuuta, 23 % kovapuuta) saatua kuituraaka-ainet-ta, hylkypaperia 30 % ja siirtomassaa 25 % ja se sisälsi vah-35 vistettua kolofonihartsi-emulsioliisteriä (5 kg/tonni), alunaa (9 kg/tonni), natronlipeää (0,5 kg/tonni) ja kaoliinisavi- 20 98942 (ei turpoava laatu)/titaanidioksiditäyteainetta panosteena 100 kg/tonni. Vastaanotettaessa sakeus oli 0,41 %, pH 4,3 ja paperimassan rasvaisuus 365.
5 Kokeet 77 ja 79 edustivat alustavaa ja lopullista sokeaa ajoa, joissa massaan ei lisätty muita lisäaineita. Koe 78 oli keksinnön mukainen koe, ja siinä lisättiin 0,3 kg/tonni korkean mole-kyylipainon omaavaa kationista polymeeriä, jota on saatavana valmistajalta Vinings Industries, Inc. kauppanimellä Profloc 10 1510, ja jonka varaustiheys oli selvästi alle 2 mekv./g, välit tömästi siipipumpun jälkeen (viimeinen leikkausrasitusta käsittävä kohta ennen huuhtelukourua), sekä välittömästi huuhtelu-kourua edeltävässä kohdassa nopeudella 1,5 kg/tonni kiintoainesta 10 g/litra pitoisuuden omaavaa dispersiota, joka sisälsi 15 turvotus-natriumbentoniittia, jota oli käsitelty keksinnön mukaan pitoisuustasossa 10 % kuivata savesta anionisella polymeerillä, joka koostui neutraloidusta polyakryylihaposta, jonka molekyylipaino oli 2500 ja varaustiheys 13 mekv./g. Leikkausrasitusta ei käytetty kationisen polymeerin ja polymeeripitoisen 20 bentoniitin lisäämisen välillä.
Näissä kolmessa kokeessa saatiin seuraavat pidätystulokset:
Ensimmäisen kierroksen pidätys-% 25 Koe Kouruvesi Jätevesi 77 (sokea) 84 84 78 (keksintö) 95 95 79 (sokea) 85 85 30 Hienodisp. pidätys-%
Kouruvesi Jätevesi 77 (sokea) 61 66 78 (keksintö) 87 87 79 (sokea) 63 64 35 98942 21
Kokeet 80 - 82
Suoritettiin niin ikään lisäkoesarja edeltävää pilot-mitta-kaavan Fourdrinier-konetta ja toimivasta tehtaasta saatua 5 sanomalehtipaperiraaka-ainetta käyttäen. Konenopeus oli 45,7 metriä/min. ja tuotetun paperin neliömetripaino säädettiin 48 - 49 gm2:ksi. Vastaanotettaessa Southern pine -havupuuraaka-aineen ominaisuudet olivat seuraavat: sellua 27,2 %, teromekaa-nista sulppua 52,0 %, hiokepaperisulppua 20.8 %, hylkypaperia 10 3,4 %. Sakeus oli 1,08 %, pH 4,2 ja paperimassa CSF-92.
Koe 80 oli käsittelyä vaille jätetty sokea koe. Kokeessa 81 lisättiin 0,2 kg/tonni korkean molekyylipainon omaavaa kationista polymeeriä, jota on saatavana valmistajalta Vinings 15 Industries, Inc. kauppanimellä ProFloc 1545, ja jonka varausti-heys oli selvästi alle 2 mekv./g, välittömästi siipipumpun jälkeen. Koe 82 oli samankaltainen kuin koe 81, lukuun ottamatta että lisättiin myös 1,5 kg/tonni keksinnön mukaista anioni-sella polymeerillä käsiteltyä bentoniittia ruiskutuskohdan 20 ollessa välittömästi ennen koneen huuhtelukourua.
Tämän koesarjan tyypilliset tulokset olivat seuraavanlaisia:
Ensimmäisen kierroksen 25 Koe pidätys-% 80 (sokea) 74 81 (vain polymeeripidätysapuaine) 82 82 (keksintö) 86 • 30 Kiintoaineksen väheneminen jätevedessä, % • 80 (sokea) 0 (pohja) 81 (vain polymeeripidätysapuaine) 27,6 82 (keksintö) 43,4 35 98942 22 Nämä dynaamiset kone-esimerkit osoittavat, että keksinnöllä voidaan saada hyviä tuloksia pilot-mittakaavassa huolimatta siitä, että leikkausrasitusta tai sekoitusta on läsnä vain laihan massan rajoitettua luontaista turbulenssia sinänsä sen 5 kulkiessa Fourdrinier-koneen huuhtelukouruun vastaavassa määrin .
«Un HB I nil

Claims (15)

  1. 98942
  2. 1. Pidätysaine lisättäväksi paperi- tai kartonkimassaan ja sisältää kolloidaalista piioksidipitoista ainetta, t u n - 5. e t t u siitä, että se sisältää oleellisesti kolloidaalisen piioksidipitoisen aineen hiukkasia tiiviissä yhteydessä 0,5 - 25 paino-%:n, laskettuna kolloidaalisen piioksidipitoisen aineen määrästä, veteen liukenevan orgaanisen polymeerin molekyylejä, jonka molekyylipaino on alle 100.000 ja jonka anioni-10 nen tai kationinen varaustiheys on 4 - 24 m ek/g kolloidaalisten kompositiohiukkasten muodostamiseksi, joilla on ainakin 20 % lisääntynyt elektroforeeninen liikkuvuus positiivista elektrodia kohti tai elektroforeettinen liikkuvuus negatiivista elektrodia kohti verrattuna kolloidaalisen piioksidipitoisen 15 materiaalin elektroforeettiseen liikkuvuuteen.
  3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen aine, tunnettu siitä, että kolloidaalinen piioksidipitoinen aine on vedessä turpoava savi tai piioksidihappo. 20
  4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen aine, tunnettu siitä, että vedessä turpoava savi on smektiittinen savi pääasiassa homoionisessa natrium-, litium- tai vetymuodossa.
  5. 4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen aine, tunnettu siitä, että veteen liukeneva orgaaninen polymeeri on homopolymeeri tai kopolymeeri, joka sisältää enemmän kuin 50 % varattuna yksiköitä.
  6. 5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen aine, tunnettu siitä, että veteen liukenevan orgaanisen poly-. meerin anioninen varaustiheys on 7 - 24.
  7. 6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen aine, 35 tunnettu siitä, että veteen liukenevan orgaanisen polymeerin määrä on riittävä antamaan kolloidaalisille kompositio- 98942 hiukkasille elektrofiilisen liikkuvuuden, joka on vähintään I, 62 x 10"8M2S-"1V1.
  8. 7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen aine, 5 tunnettu siitä, että veteen liukenevan orgaanisen polymeerin määrä on 0,5 - 20 % perustuen kolloidaalisen piioksidipitoisen aineen kuivapainosta.
  9. 8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen aine, 10 tunnettu siitä, että veteen liukenevan orgaanisen polymeerin molekyylipaino on alle 50.000.
  10. 9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen aine, tunnettu siitä, että se on dispersion muodossa vedessä 15 tai paperi- tai kartonkimassassa.
  11. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen aine, tunnettu siitä, että se on pumpattavan väkevän dispersion muodossa, joka sisältää 50 - 250 g/1 piioksidipitoista ainetta. 20 II. Paperi- tai kartonkimassa, joka sisältää jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukaista pidätysainetta.
  12. 12. Seos lisättäväksi veteen patenttivaatimuksen 9 tai 10 mu-25 kaisen dispersion muodostamiseksi tai lisättäväksi paperi- tai kartonkimassaan vaatimuksen 11 mukaisen seoksen muodostamiseksi, tunnettu siitä, että se sisältää homogeenisen kuivan seoksen kolloidaalista piioksidipitoista ainetta ja veteen liukenevaa orgaanista polymeeriä, jonka molekyylipaino 30 on alle 100.000 ja jonka varaustiheys on 4 - 24.
  13. 13. Menetelmä paperin tai kartongin valmistamiseksi, jossa patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen dispersio tai vaatimuksen 12 mukainen seos lisätään laimeaan massaan ennen sen joutumista 35 ammeisiin. 25 9 8 9 4 2
  14. 14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet - t u siitä, että korkea molekylaarista kationista flokkulanttia lisätään paperi- tai kartonkimassaan ennen kuin vaatimuksen 9 tai 10 mukainen dispersio tai vaatimuksen 12 mukainen seos 5 lisätään laimeaan massaan.
  15. 15. Seoksen käyttö pidätysaineena paperi- tai kartonkimassassa, joka seos sisältää kolloidaalista piioksidipitoista ainetta, tunnettu siitä, että seos sisältää oleellisesti kolloi- 10 daalisen piioksidipitoisen aineen hiukkasia tiiviisti liitettynä 0,5 - 25 %:n, laskettuna kolloidaalisen piioksidipitoisen aineen painosta, veteen liukenevan orgaanisen polymeerin molekyylejä, jonka molekyylipaino on alle 100.000 ja jonka anioni-nen tai kationinen varaustiheys on 4 - 24 m ek/g kolloidaalis-15 ten kompositiohiukkasten aikaansaamiseksi, joilla on ainakin 20 % korotettu elektroforeettinen liikkuvuus positiivista elektrodia kohti ja elektroforinen liikkuvuus negatiivista elektrodia kohti verrattuna kolloidaalisen piioksidipitoisen aineen elektroforeettiseen liikkuvuuteen. 20 26 9 8 9 4 2
FI894616A 1988-12-10 1989-09-29 Kolloidinen koostumus ja sen käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa FI98942C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8828899 1988-12-10
GB888828899A GB8828899D0 (en) 1988-12-10 1988-12-10 Paper & paperboard

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI894616A0 FI894616A0 (fi) 1989-09-29
FI894616A FI894616A (fi) 1990-06-11
FI98942B FI98942B (fi) 1997-05-30
FI98942C true FI98942C (fi) 1997-09-10

Family

ID=10648309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI894616A FI98942C (fi) 1988-12-10 1989-09-29 Kolloidinen koostumus ja sen käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa

Country Status (14)

Country Link
US (2) US5015334A (fi)
EP (1) EP0373306B1 (fi)
JP (1) JPH02160999A (fi)
AT (1) ATE114755T1 (fi)
AU (1) AU620158B2 (fi)
BR (1) BR8904956A (fi)
DE (1) DE68919654T2 (fi)
DK (1) DK490389A (fi)
ES (1) ES2066818T3 (fi)
FI (1) FI98942C (fi)
GB (1) GB8828899D0 (fi)
NO (1) NO177575C (fi)
NZ (1) NZ230799A (fi)
ZA (1) ZA897422B (fi)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5032227A (en) * 1990-07-03 1991-07-16 Vinings Industries Inc. Production of paper or paperboard
GB9024016D0 (en) * 1990-11-05 1990-12-19 Allied Colloids Ltd Clay compositions,their manufacture and their use in the production of paper
FR2679546B1 (fr) * 1991-07-26 1994-01-28 Zschimmer Schwarz France Procede de traitement des eaux.
US5736008A (en) * 1993-04-08 1998-04-07 Congoleum Corporation Fibrous-reinforced sheet
DE4493351T1 (de) * 1993-05-10 1996-08-22 Grace W R & Co Papierherstellungsverfahren
US5415733A (en) * 1993-05-27 1995-05-16 High Point Chemical Corp. Method of removing hydrophilic ink
US5407480A (en) * 1993-09-30 1995-04-18 Vinings Industries, Inc. Stabilized, high solids, low viscosity smectite slurries, and method of preparation
US6273998B1 (en) 1994-08-16 2001-08-14 Betzdearborn Inc. Production of paper and paperboard
US5968316A (en) * 1995-06-07 1999-10-19 Mclauglin; John R. Method of making paper using microparticles
US6193844B1 (en) 1995-06-07 2001-02-27 Mclaughlin John R. Method for making paper using microparticles
FR2740482B1 (fr) * 1995-10-30 1997-11-21 Snf Sa Procede pour ameliorer la retention dans un procede de fabrication du papier, carton et analogue
US5989696A (en) * 1996-02-13 1999-11-23 Fort James Corporation Antistatic coated substrates and method of making same
GB9604927D0 (en) * 1996-03-08 1996-05-08 Allied Colloids Ltd Activation of swelling clays and processes of using the activated clays
US5741889A (en) * 1996-04-29 1998-04-21 International Paper Company Modified rosin emulsion
US5900116A (en) 1997-05-19 1999-05-04 Sortwell & Co. Method of making paper
US5961783A (en) * 1997-06-06 1999-10-05 Vinings Industries, Inc. Process for enhancing the strength and sizing properties of cellulosic fiber using a self-emulsifiable isocyanate and a coupling agent
GB9719472D0 (en) * 1997-09-12 1997-11-12 Allied Colloids Ltd Process of making paper
NZ331438A (en) * 1997-09-16 2000-01-28 Ciba Sc Holding Ag A method of increasing the whiteness of paper by using a formulation containing a swellale layered silicate and an optical brightener 4,4-bis-(triazinylamino)-stilbene-2,2-disulphonic acid
DE19750107C1 (de) 1997-11-12 1999-04-15 Bosch Gmbh Robert Bornitrid-Dichtungskörper und Verfahren zur Herstellung und Verwendung desselben
US7234857B2 (en) * 1998-02-26 2007-06-26 Wetend Technologies Oy Method and apparatus for feeding a chemical into a liquid flow
US6238519B1 (en) 1998-11-18 2001-05-29 Kimberly Clark Worldwide, Inc. Soft absorbent paper product containing deactivated ketene dimer agents
CA2287699A1 (en) * 1998-11-18 2000-05-18 Nancy S. Clungeon Soft highly absorbent paper product containing ketene dimer sizing agents
US6514384B1 (en) * 1999-03-19 2003-02-04 Weyerhaeuser Company Method for increasing filler retention of cellulosic fiber sheets
US6103065A (en) * 1999-03-30 2000-08-15 Basf Corporation Method for reducing the polymer and bentonite requirement in papermaking
US6387495B1 (en) 1999-04-16 2002-05-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Superabsorbent-containing composites
US6376011B1 (en) 1999-04-16 2002-04-23 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Process for preparing superabsorbent-containing composites
TW483970B (en) * 1999-11-08 2002-04-21 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd A process for making paper and paperboard
TW550325B (en) * 1999-11-08 2003-09-01 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Manufacture of paper and paperboard
US6770170B2 (en) 2000-05-16 2004-08-03 Buckman Laboratories International, Inc. Papermaking pulp including retention system
WO2001088265A2 (en) 2000-05-17 2001-11-22 Buckman Laboratories International, Inc. Papermaking pulp and flocculant comprising acidic aqueous alumina sol
JP4213365B2 (ja) * 2000-10-10 2009-01-21 吉野石膏株式会社 石膏ボード、石膏ボードの製造方法、建築物の内装構造、及び建築物の内装構造の改修方法
GB0115411D0 (en) 2001-06-25 2001-08-15 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Manufacture of paper and paper board
US6740271B2 (en) * 2001-07-04 2004-05-25 Man-Gu Sim Board and board composition and manufacturing method thereof using crushed vegetational material and clay
DE10236252B4 (de) * 2002-08-07 2005-06-30 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Papier, Pappe und Karton
DE20220979U1 (de) * 2002-08-07 2004-10-14 Basf Ag Papierprodukt
US20040107871A1 (en) * 2002-08-09 2004-06-10 Defeo Maureen A. Aluminum trihydrate containing slurries
US7303654B2 (en) * 2002-11-19 2007-12-04 Akzo Nobel N.V. Cellulosic product and process for its production
MXPA04003942A (es) * 2003-05-05 2007-06-29 German Vergara Lopez Un sistema de retencion y drenaje recomendado para la fabricacion de papel, cartulina, carton y otros productos similares.
US7244339B2 (en) * 2003-05-05 2007-07-17 Vergara Lopez German Retention and drainage system for the manufacturing of paper
AR044128A1 (es) * 2003-05-09 2005-08-24 Akzo Nobel Nv Proceso para la produccion de papel
US20050161183A1 (en) * 2004-01-23 2005-07-28 Covarrubias Rosa M. Process for making paper
FR2869626A3 (fr) * 2004-04-29 2005-11-04 Snf Sas Soc Par Actions Simpli Procede de fabrication de papier et carton, nouveaux agents de retention et d'egouttage correspondants, et papiers et cartons ainsi obtenus
US20070166512A1 (en) * 2004-08-25 2007-07-19 Jesch Norman L Absorbent Release Sheet
DE102004060587A1 (de) * 2004-12-16 2006-07-06 Süd-Chemie AG Bentonite zur Störstoffbindung in der Papierherstellung
US20070000568A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Bohme Reinhard D Packaging material for food items containing permeating oils
US20070292569A1 (en) * 2005-06-29 2007-12-20 Bohme Reinhard D Packaging material for food items containing permeating oils
US7494565B2 (en) * 2005-09-21 2009-02-24 Nalco Company Use of starch with synthetic metal silicates for improving a papermaking process
US7459059B2 (en) * 2005-09-21 2008-12-02 Nalco Company Use of synthetic metal silicates for increasing retention and drainage during a papermaking process
US8753012B2 (en) * 2006-06-29 2014-06-17 Graphic Flexible Packaging, Llc High strength packages and packaging materials
US8826959B2 (en) 2006-06-29 2014-09-09 Graphic Packaging International, Inc. Heat sealing systems and methods, and related articles and materials
JP4762184B2 (ja) * 2007-03-22 2011-08-31 大王製紙株式会社 化粧板原紙
US20090263048A1 (en) * 2008-04-16 2009-10-22 Iannelli Ii Michael Louis Bag Structures And Methods Of Assembling The Same
CA2803904C (en) 2010-07-26 2014-01-28 Sortwell & Co. Method for dispersing and aggregating components of mineral slurries and high-molecular weight multivalent anionic polymers for clay aggregation
US8721896B2 (en) 2012-01-25 2014-05-13 Sortwell & Co. Method for dispersing and aggregating components of mineral slurries and low molecular weight multivalent polymers for mineral aggregation
BR112014020640B1 (pt) * 2012-03-01 2021-05-25 Basf Se processo de fabricação de papel, papelão ou papel-cartão
MX355889B (es) * 2014-04-07 2018-05-02 Lamberti Spa Procedimiento para hacer baldosas.

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2213643A (en) * 1938-10-11 1940-09-03 Vanderbilt Co R T Coated fibrous sheet materials
US2795545A (en) * 1953-04-14 1957-06-11 Monsanto Chemicals Organic materials
US3052595A (en) * 1955-05-11 1962-09-04 Dow Chemical Co Method for increasing filler retention in paper
DE1073854B (de) * 1956-04-10 1960-01-21 Rohm &. Haas Company, Philadelphia, Pa. (V. St. A.) Verfahren zur Herstellung gefüllter Papiere u. dgl
US3909421A (en) * 1971-08-19 1975-09-30 Preston G Gaddis Method of making high viscosity aqueous mediums
US3835054A (en) * 1972-07-10 1974-09-10 Nalco Chemical Co Method for preparation of thermal insulation board
US4181567A (en) * 1975-07-17 1980-01-01 Martin Clark Riddell Paper manufacture employing filler and acrylamide polymer conglomerates
SE7708115L (sv) * 1976-07-14 1978-01-15 English Clays Lovering Pochin Forfarande for framstellning av papper eller papp
SU796289A1 (ru) * 1979-02-16 1981-01-15 Институт Физической Химии Ан Укра-Инской Ccp Бумажна масса
DE3065576D1 (en) * 1979-03-28 1983-12-22 Allied Colloids Ltd Production of paper and paper board
FI67736B (fi) 1981-04-10 1985-01-31 Kasvioeljy Vaextolje Oy Ab Aemneskomposition foer limning av papper
SE8107078L (sv) * 1981-11-27 1983-05-28 Eka Ab Forfarande for papperstillverkning
SU1052603A1 (ru) * 1982-07-26 1983-11-07 Центральный научно-исследовательский институт бумаги Способ подготовки бумажной массы
IE55674B1 (en) * 1982-09-24 1990-12-19 Blue Circle Ind Plc Compositions comprising mineral particles in suspension and method of treating aqueous systems therewith
US4588664A (en) * 1983-08-24 1986-05-13 Polaroid Corporation Photopolymerizable compositions used in holograms
US4569920A (en) * 1983-09-06 1986-02-11 Blasch Precision Ceramics, Inc. Preparation of inorganic particle slurries
US4613542A (en) * 1985-04-05 1986-09-23 American Colloid Company Method of impregnating a water-penetrable article with a swell-inhibited water swellable clay slurry
DE3541163A1 (de) * 1985-11-21 1987-05-27 Basf Ag Verfahren zur herstellung von papier und karton
US4913775A (en) * 1986-01-29 1990-04-03 Allied Colloids Ltd. Production of paper and paper board
GB8602121D0 (en) * 1986-01-29 1986-03-05 Allied Colloids Ltd Paper & paper board
US4750974A (en) * 1986-02-24 1988-06-14 Nalco Chemical Company Papermaking aid
US4629572A (en) * 1986-02-27 1986-12-16 Atlantic Richfield Company Paint detackification method
GB8628807D0 (en) * 1986-12-02 1987-01-07 Ecc Int Ltd Clay composition
JP2595257B2 (ja) * 1987-09-01 1997-04-02 ハイモ株式会社 中性抄紙における填料歩留向上方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0373306B1 (en) 1994-11-30
BR8904956A (pt) 1991-04-02
JPH02160999A (ja) 1990-06-20
GB8828899D0 (en) 1989-01-18
FI98942B (fi) 1997-05-30
NO893881D0 (no) 1989-09-29
FI894616A (fi) 1990-06-11
NO177575C (no) 1995-10-11
ZA897422B (en) 1990-06-27
ES2066818T3 (es) 1995-03-16
FI894616A0 (fi) 1989-09-29
US5015334A (en) 1991-05-14
DK490389D0 (da) 1989-10-05
EP0373306A3 (en) 1992-04-01
ATE114755T1 (de) 1994-12-15
EP0373306A2 (en) 1990-06-20
DK490389A (da) 1990-06-11
NO177575B (no) 1995-07-03
AU4287489A (en) 1990-06-14
DE68919654T2 (de) 1995-05-24
NO893881L (no) 1990-06-11
NZ230799A (en) 1991-03-26
AU620158B2 (en) 1992-02-13
DE68919654D1 (de) 1995-01-12
US5571379A (en) 1996-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI98942C (fi) Kolloidinen koostumus ja sen käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa
EP0752496B1 (en) A process for the production of paper
EP1080272B1 (en) A process for the production of paper
KR100314900B1 (ko) 충전된종이의제조방법
US6190561B1 (en) Method of water treatment using zeolite crystalloid coagulants
EP0468558B1 (en) Production of paper and paperboard
PT1529133E (pt) Processo para a produção de papel, de papelão e de cartão
US5902455A (en) Process for improving retention in a process for the manufacture of paper, board and the like, and retaining agent for the application of this process
WO1995023021A1 (en) Silica-based sols, preparation and use of the sols
US6183600B1 (en) Method of making paper
EP1456469B1 (en) Aqueous silica-containing composition and process for production of paper
JP3138475B2 (ja) 紙の製造方法
AU657391B2 (en) Production of paper and paperboard
EP0748897A2 (en) A process for the production of paper

Legal Events

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

Owner name: LAPORTE INDUSTRIES LIMITED