KR20160021851A - A method of improving dewatering efficiency, increasing sheet wet web strength, increasing sheet wet stregnth and enhancing filler retention in papermaking - Google Patents

A method of improving dewatering efficiency, increasing sheet wet web strength, increasing sheet wet stregnth and enhancing filler retention in papermaking Download PDF

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Abstract

본 발명은 제지 공정에서 탈수 효율을 개선시키고, 시트 습윤 웹 강도를 증가시키고, 시트 습윤 강도를 증가시키고, 충전제 보류를 증진시키는 방법을 제공한다. 본 방법은 충전제 입자의 적어도 일부를 충전제 물질이 그러한 첨가제에 부착되지 않도록 하는 물질로 코팅시킴으로써 배수 보조제 또는 습윤 웹 강도 보조제 또는 습윤 강도 보조제의 효율을 개선시킨다. 배수 첨가제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 습윤 강도 보조제는 셀룰로오즈 섬유를 함께 단단히 보유시키고, 충전제 입자 상에서 낭비되지 않는다. The present invention provides a method for improving dewatering efficiency in a papermaking process, increasing sheet wet web strength, increasing sheet wet strength, and enhancing filler retention. The method improves the efficiency of the drainage aid or wet web strength aid or wet strength aid by coating at least a portion of the filler particles with a material that prevents the filler material from adhering to such additives. The drainage additive or wet web strength additive or wet strength adjuvant firmly holds the cellulose fibers together and is not wasted on the filler particles.

Figure P1020167001416
Figure P1020167001416

Description

제지시 탈수 효율을 개선시키고, 시트 습윤 웹 강도를 증가시키고, 시트 습윤 강도를 증가시키고, 충전체 체류를 증진시키는 방법 {A METHOD OF IMPROVING DEWATERING EFFICIENCY, INCREASING SHEET WET WEB STRENGTH, INCREASING SHEET WET STREGNTH AND ENHANCING FILLER RETENTION IN PAPERMAKING}FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method of improving dewatering efficiency upon papermaking, increasing sheet wet web strength, increasing sheet wet strength, and improving filler retention. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] FILLER RETENTION IN PAPERMAKING}

발명의 배경BACKGROUND OF THE INVENTION

본 발명은 제지 공정에서 탈수 효율을 개선시키고, 시트 습윤 웹 강도를 증가시키고, 시트 습윤 강도를 증가시키고, 충전제 체류를 증진시키는 방법에 관한 것이다. 통상적으로, 제지 공정에서, 슬러리의 탈수, 체류 증대 및 습윤 또는 건조 시트 강도의 개선을 돕기 위하여 화학물질들이 습부(wet end)에 첨가된다. 제지 공정의 습부는 섬유가 수중에 슬러리 형태로 분산되는 제지 공정에서의 스테이지(stage)를 지칭한다. 섬유-물 슬러리는 이후에 배수 및 탈수 공정으로 진행하여 습윤 웹을 형성한다. 이러한 습윤 형성 공정 이후의 고형물 함량은 약 50%이다. 습윤 웹은 추가로 건조되고 종이 매트(paper mat)의 건조 시트를 형성한다. 종이 매트는 물 및 고형물을 포함하는데, 통상적으로 4 내지 8%의 물을 포함한다. 종이 매트의 고형물 부분은 섬유(통상적으로, 셀룰로오즈계 섬유)를 포함하고, 또한 충전제를 포함할 수 있다.The present invention relates to a method of improving dewatering efficiency in a papermaking process, increasing sheet wet web strength, increasing sheet wet strength, and enhancing filler retention. Typically, in the papermaking process, chemicals are added to the wet end to aid in the dehydration, retention and wetting of the slurry or the improvement of the dry sheet strength. The wet part of the papermaking process refers to the stage in the papermaking process in which the fibers are dispersed in the form of slurries in water. The fiber-water slurry then proceeds to a drainage and dehydration process to form a wet web. The solids content after this wet forming process is about 50%. The wet web is further dried and forms a dry sheet of paper mat. Paper mats include water and solids, typically 4 to 8% water. The solid portion of the paper mat comprises fibers (typically, cellulose-based fibers) and may also include fillers.

충전제는 얻어진 종이의 불투명도 및 광반사 성질을 향상시키기 위하여 제지 공정 동안 종이 매트에 첨가되는 미네랄 입자들이다. 충전제의 일부 예는 미국특허번호 제7,211,608호에 기재되어 있다. 충전제는 불투명도 또는 휘도(brightness)를 증가시키거나, 다공성을 감소시키거나 종이 또는 판지 시트의 비용을 줄이기 위해 사용되는 무기 및 유기 입자 또는 안료를 포함한다. 충전제의 일부 예는 카올린 클레이, 탈크, 이산화티탄, 알루미나 삼수화물, 바륨 설페이트, 수산화마그네슘, 안료, 예를 들어 탄산칼슘, 등 중 하나 이상을 포함한다.Fillers are mineral particles added to the paper mat during the papermaking process to improve the opacity and light reflection properties of the resulting paper. Some examples of fillers are described in U.S. Patent No. 7,211,608. Fillers include inorganic and organic particles or pigments used to increase opacity or brightness, reduce porosity, or reduce the cost of paper or cardboard sheets. Some examples of fillers include at least one of kaolin clay, talc, titanium dioxide, alumina trihydrate, barium sulfate, magnesium hydroxide, pigments such as calcium carbonate, and the like.

탄산칼슘 충전제는 두 가지 형태, 즉 GCC (중질 탄산칼슘(ground calcium carbonate)) 및 PCC (침강성 탄산칼슘(precipitated calcium carbonate))로 이루어진다. GCC는 천연 탄산칼슘 암석이며, PCC는 합성적으로 생산된 탄산칼슘이다. 이러한 것이 보다 큰 비표면적을 갖기 때문에, PCC는 보다 큰 광산란 능력을 가지고, 얻어진 종이에 보다 양호한 광학적 성질을 제공한다. 그러나, 동일한 이유로, PCC 충전 종이 매트는 건조 강도, 습윤 강도 및 습윤 웹 강도에서 GCC 충전 종이 보다 더욱 약한 종이를 생산한다. Calcium carbonate fillers consist of two forms: GCC (ground calcium carbonate) and PCC (precipitated calcium carbonate). GCC is natural calcium carbonate rock and PCC is synthetically produced calcium carbonate. Since this has a larger specific surface area, PCC has greater light scattering ability and provides better optical properties to the resulting paper. However, for the same reasons, PCC-filled paper mats produce paper that is weaker than GCC-filled paper at dry strength, wet strength and wet web strength.

충전제는 일반적으로 섬유 보다 훨씬 작으며, 이에 따라, 충전제는 섬유 보다 훨씬 큰 비표면적을 갖는다. 시트 중의 충전제 함량을 증가시키기 위해 당업자들에게 발견된 과제들 중 하나는 높은 충전제 함량이 탈수 보조제, 습윤 웹 강도 보조제 및 습윤 강도 보조제와 같은 습부 화학물질의 효율을 감소시킨다는 것이다. 본 발명은 충전제 표면 상으로 습부 화학물질의 흡착을 감소시키고 이에 따라 탈수 보조제, 습윤 웹 강도 보조제 및 습윤 강도 보조제와 같은 습부 화학물질의 효율을 증가시키도록, 신규한 충전제 전처리를 제공하기 위한 것이다.The filler is generally much smaller than the fibers, so that the filler has a much larger specific surface area than the fibers. One of the problems found by those skilled in the art to increase the filler content in the sheet is that the high filler content reduces the efficiency of wetting chemicals such as dehydrating auxiliaries, wet web strength adjuvants and wet strength adjuvants. The present invention is to provide a novel filler pretreatment to reduce the adsorption of wetting chemicals onto the filler surface and thereby increase the efficiency of wetting chemicals such as dehydrating auxiliaries, wetting web strength aids and wet strength aids.

증가된 종이 습윤 웹 강도가 기계 진행능력(machine runnability)을 증가시키고 시트 파괴 및 기계 정지 시간을 감소시킬 것이기 때문에, 종이 습윤 웹 강도는 종이 생산업체에게 매우 중요하다. 종이 습윤 웹 강도는 종이 매트의 서로 직조된 섬유들 사이에 형성된 결합의 수 및 강도에 따른다. 보다 큰 표면적을 갖는 충전제 입자들은 이러한 섬유들에 맞물려지게 되고 이러한 결합의 수 및 강도에 지장을 줄 가능성이 더욱 높다. 이의 보다 큰 표면적으로 인하여, PCC 충전제는 GCC에 비해 이러한 결합에 더욱 지장을 준다.Paper wet web strength is very important for paper manufacturers because increased paper wet web strength will increase machine runnability and reduce sheet breakage and machine downtime. Paper wet web strength depends on the number and strength of bonds formed between the woven fibers of the paper mat. Filler particles having a larger surface area are likely to engage these fibers and are more likely to interfere with the number and strength of such bonds. Due to its larger surface area, PCC fillers are more detrimental to such bonding than GCC.

종이 탈수 효율은 또한, 습부에서의 감소된 탈수 효율이 건조 작업을 위해 증기 요구량을 증가시키고, 기계 속도 및 생산 효율을 감소시키기 때문에, 종이 생산업체에게 매우 중요하다. 탈수 보조제는 에너지 소비를 감소시키고, 기계 속도 및 생산 효율을 증가시키기 위해 탈수 효율을 개선시키는데 널리 사용된다.Paper dewatering efficiency is also of great importance to paper producers because the reduced dewatering efficiency in wetted areas increases the steam demand for drying operations and reduces machine speed and production efficiency. Dehydrating auxiliaries are widely used to improve the dewatering efficiency to reduce energy consumption and increase machine speed and production efficiency.

발명의 간단한 요약A brief summary of the invention

상기에서 확인된 오랫동안 느껴왔지만 해결되지 않은 요구를 만족시키기 위해, 본 발명의 적어도 하나의 구체예는 충전제를 포함하는 제지 방법으로서, In order to satisfy the long-felt but unresolved need identified above, at least one embodiment of the present invention is a papermaking process comprising a filler,

충전제 입자, 적어도 하나의 배수 첨가제(drainage additive) 또는 습윤 웹 강도 첨가제(wet web strength additive) 또는 습윤 강도 보조제(wet strength aid), 및 셀룰로오즈 섬유 모액(cellulose fiber stock)의 블렌드(blend)를 제공하는 단계,Providing a blend of filler particles, at least one drainage additive or wet web strength additive or wet strength aid, and a cellulose fiber stock, step,

충전제 입자를 셀룰로오즈 섬유 모액의 부재 하에 조성물로 처리하는 단계,Treating the filler particles with the composition in the absence of a cellulose fiber stock solution,

충전제 입자를 셀룰로오즈 섬유 모액과 배합하는 단계,Combining the filler particles with the cellulose fiber mother liquor,

배합물을 적어도 하나의 습윤 강도 보조제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 첨가제로 처리하는 단계, Treating the blend with at least one wet strength additive or wet web strength additive or drain additive,

배합물로부터 종이 매트를 형성시키는 단계 및 Forming a paper mat from the formulation; and

조성물을 충전제 슬러리에 혼합시키기 위해 분배 헤드(distribution head)에 전달하는 단계를 포함하며, And delivering the composition to a distribution head for mixing into a filler slurry,

충전제 입자의 적어도 10%는 침강성 탄산칼슘이고, 충전제 입자의 적어도 10%는 중질 탄산칼슘이고, 셀룰로오즈 섬유 모액은 복수의 셀룰로오즈 섬유 및 물을 포함하고, 조성물은 종이 매트에서 습윤 강도 보조제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 첨가제의 성능을 증진시키고, At least 10% of the filler particles are precipitated calcium carbonate, at least 10% of the filler particles are heavy calcium carbonate, the cellulose fiber stock solution comprises a plurality of cellulose fibers and water, the composition comprises a wet strength additive or wet web strength Improves the performance of additives or drainage additives,

조성물의 적어도 일부는 분배 헤드를 지닌 회전 혼합 장치로 충전제에 첨가되고, 회전 혼합 장치는 드라이브에 의해 회전되고, 충전제 입자의 슬러리를 함유하는 컨테이너에 배열되고, 회전면과 연관되며, 회전축을 둘러싸는 분배 헤드는 그의 둘레를 따라 조성물이 슬러리 및 믹싱 블레이드(mixing blade)로 제공되는 분배 출구를 지니며, At least a portion of the composition is added to the filler with a spin mixing device having a dispensing head, the spin mixing device is rotated by a drive, arranged in a container containing a slurry of filler particles, associated with a spinning surface, The head has a dispensing outlet along which the composition is provided with a slurry and a mixing blade,

분배 출구는 개구로서 형성되고, 믹싱 블레이드는 회전면에 대해 횡으로 연장되고 슬러리 파이프 내경의 적어도 절반과 같은 길이를 지니는 스트립(strip)으로서 형성됨을 특징으로 하는 제지 방법에 관한 것이다. Characterized in that the dispensing outlet is formed as an opening and the mixing blade is formed as a strip extending transversely to the plane of rotation and having a length equal to at least half of the inner diameter of the slurry pipe.

추가의 특징 및 이점이 본원에서 기술되며, 하기 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다. Additional features and advantages are described herein and will become apparent from the following detailed description.

본 발명의 상세한 설명은 이후 도면에 대한 특정 참조로 기술된다:
도 1은 본 발명을 충전제 입자의 슬러리에 공급하기 위해 사용되는 디바이스(device)의 횡단면도이다.
도 2는 본 발명을 충전제 입자의 슬러리에 공급하기 위해 사용되는 디바이스(device)의 횡단면도의 분해도이다.
본 기재에 있어서, 도면에서 유사한 도면 부호는 다르게 명시되지 않는 한, 유사한 특징을 나타낼 것이다. 도면은 본 발명의 원리에 대한 예시일 뿐이며, 본 발명을 예시된 특정 구체예들로 제한하는 것은 아니다.
The detailed description of the invention is set forth with particular reference to the following drawings:
1 is a cross-sectional view of a device used to supply the invention to a slurry of filler particles.
Figure 2 is an exploded view of a cross-sectional view of a device used to supply the invention to a slurry of filler particles.
In the present description, like reference numerals in the drawings will indicate similar features, unless otherwise specified. The drawings are merely illustrative of the principles of the invention and are not intended to limit the invention to the specific embodiments illustrated.

발명의 상세한 설명DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

본 발명의 적어도 하나의 구체예에서, 본 발명은 충전제를 포함하는 제지 방법이다. 본 발명의 적어도 하나의 구체예에서, 제지 방법은 PCC와 GCC의 충전제 블렌드를 생성하는 단계로서, PCC는 적어도 10 질량%의 충전제를 포함하고, GCC는 적어도 10%의 충전제 질량을 포함하는 단계, 충전제 입자의 적어도 일부를 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 보조제 또는 습윤 강도 보조제와 충전제 입자 간의 부착성을 감소시키는 코팅으로 전처리하는 단계, 충전제 블렌드 및 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 보조제 또는 습윤 강도 보조제 둘 모두를 종이 매트에 첨가하는 단계를 포함한다. In at least one embodiment of the present invention, the present invention is a papermaking process comprising a filler. In at least one embodiment of the invention, the papermaking process comprises producing a filler blend of PCC and GCC, wherein the PCC comprises at least 10% by weight filler, the GCC comprises at least 10% filler mass, Pretreating at least a portion of the filler particles with a wet web strength additive or a wetting strength adjuvant or a coating that reduces the adhesion between the wet strength adjuvant and the filler particles, the filler blend and the wet web strength additive or the drainage aid or the wet strength aid, To the mat.

습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 보조제 또는 습윤 강도 보조제를 종이 매트에 첨가하는 것은 형성되는 종이의 습윤 웹 강도를 증가시키거나 배수를 증진시키거나 기계 속도 및 진행능력을 개선시키거나 시트 습윤 강도를 증진 시키는 것으로 오랫동안 알려져 왔다. 습윤 강도 보조제, 습윤 웹 강도 첨가제 및 배수 보조제의 몇몇 예들이 미국 특허 제7,125,469호,제7,615,135호 및 제7,641,776호에 기술되어 있다.Adding a wet web strength additive or drainage aid or wet strength adjuvant to a paper mat can increase the wet web strength of the paper being formed, improve drainage, improve machine speed and running ability, or improve sheet wet strength It has been known for a long time. Some examples of wet strength additives, wet web strength additives and drainage aids are described in U.S. Patent Nos. 7,125,469, 7,615,135, and 7,641,776.

불행하게도, 종이 매트 중 다량의 충전제로 인한 약점을 보상하기 위해 다량의 습윤 강도 보조제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 보조제를 첨가하는 것은 실용적이지 않다. 한 가지 이유는 그러한 첨가제가 고가이고, 다량의 첨가제가 상업적으로 실행 불가능한 생산 비용을 야기할 것이기 때문이다. 또한, 지나치게 많은 첨가제를 첨가하는 것은 제지 공정에 악영향을 미치고, 다양한 형태의 제지 장비의 작동성을 저해한다. 추가로, 셀룰로오즈 섬유는 단지 제한된 양의 습윤 강도 보조제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 보조제를 흡착할 수 있다. 이는 얼마나 많은 보조제가 사용될 수 있는 지에 대한 한계를 부과한다. 이것이 왜 그러한 지의 한 가지 이유는 습윤 강도 보조제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 보조제가 음이온성 섬유/ 충전제 전하를 중화시키는 경향이 있고, 이들 전하가 중화되는 경우, 그러한 첨가제의 추가의 흡착이 저해되기 때문이다. Unfortunately, it is not practical to add large amounts of wet strength adjuvant or wet web strength additive or drain adjuvant to compensate for the drawbacks of large amounts of filler in the paper mat. One reason is that such additives are expensive, and that a large amount of additives will result in commercially impractical production costs. In addition, the addition of too much additive adversely affects the papermaking process and hinders the operability of various types of paper making equipment. In addition, the cellulose fibers may only adsorb a limited amount of wet strength adjuvant or wet web strength additive or drain adjuvant. This imposes limits on how many adjuvants can be used. One reason for why this is so is that wet strength or wet web strength additives or drain adjuvants tend to neutralize the anionic fiber / filler charge, and when these charges are neutralized, further adsorption of such additives is inhibited to be.

또한, 충전제를 종이 매트에 첨가하는 것은 또한 습윤 강도 보조제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 보조제의 효율을 감소시킨다. 그러한 첨가제는 충전제 입자를 코팅하는 경향이 있다. 충전제 입자가 더 많이 존재할 수록, 첨가제가 충전제 입자를 더 많이 코팅하고, 이에 따라 셀룰로오즈 섬유를 함께 결합시키는데 이용될 수 있는 습윤 강도 보조제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수제가 더 적게 존재한다. 첨가될 수 있는 최대량의 습윤 강도 보조제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수제가 있기 때문에, 보다 많은 충전제는 항상 덜 효과적인 강도 첨가제를 의미한다. 이러한 효과는 PCC의 보다 높은 표면적이 GCC 보다 첨가제로 더 많이 코팅되기 때문에 GCC보다 PCC로가 더 심하다. In addition, adding filler to the paper mat also reduces the efficiency of the wet strength adjuvant or wet web strength additive or drain adjuvant. Such additives tend to coat the filler particles. The more filler particles are present, the less wetting strength adjuvant or wetting web strength additive or drainage agent that can be used to coat the filler particles with the additive and thus bond the cellulose fibers together. Because of the maximum amount of wet strength additive or wet web strength additive or drainage agent that can be added, more filler always means less effective strength additive. This effect is more pronounced with PCC than with GCC because the higher surface area of PCC is coated with more additive than GCC.

본 발명의 적어도 하나의 구체예에서, 충전제 입자의 적어도 일부는 조성물로 전처리되어 적어도 부분적으로 습윤 강도 보조제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 보조제의 충전제 입자로의 부착을 방지한다. 전처리는 하나 이상의 충전제 입자의 일부 또는 전부를 조성물로 완전히 코팅하는 것을 고려한다. 대안으로, 전처리는 조성물을 하나 이상의 충전제 입자의 일부에만 적용하거나, 일부 충전제 입자를 완전히 코팅하고, 조성물을 소정의 다른 입자의 일부에만 적용하는 것을 고려한다. 적어도 하나의 구체예에서, 전처리는 미국 특허 제5,221,435호에서 기술된 조성물의, 특히 상기 특허에 기술되어 있는 양이온성 전하-편향 종의 적어도 일부로 수행된다. 적어도 하나의 구체예에서, 전처리는 미국 특허 제6,592,718호에 기술된 디알릴-N,N-이치환된 암모늄 할라이드-아크릴아미드 코폴리머로 수행된다. In at least one embodiment of the present invention, at least a portion of the filler particles are pretreated with the composition to prevent, at least in part, adhesion of the wet strength additive or wet web strength additive or drain adjuvant to the filler particles. Pretreatment allows for the complete coating of some or all of one or more filler particles with the composition. Alternatively, pretreatment may be considered to apply the composition to only a portion of one or more filler particles, to fully coat some filler particles, and to apply the composition to only a portion of some other particle. In at least one embodiment, the pretreatment is performed with at least a portion of the composition described in U.S. Patent No. 5,221,435, particularly the cationic charge-deflecting species described in the patent. In at least one embodiment, the pretreatment is performed with the diallyl-N, N-disubstituted ammonium halide-acrylamide copolymer described in U.S. Patent No. 6,592,718.

충전제 입자의 전처리가 당해 공지되어 있지만, 종래의 충전제 입자의 전처리 방법은 습윤 강도 보조제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 보조제의 충전제 입자에 대한 부착에 대한 영향에 관련되어 있지 않다. 사실상, 다수의 종래 기술의 전처리는 충전제 입자에 대한 강도 첨가제의 부착을 증가시킨다. 예를 들어, 미국 특허 제7,211,608호는 충전제 입자를 소수성 폴리머로 전처리하는 방법을 기술하고 있다. 그러나, 이 전처리는 강도 첨가제와 충전제 입자 간의 부착과 관련이 없으며, 단지 강도 첨가제에 의해 흡수된 과잉의 물을 상쇄시키기 위해 물을 튀겨 낸다. 대조적으로, 본 발명은 습윤 강도 보조제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 보조제와 충전제 입자 간의 상호작용을 감소시키고, 예상치 않게도, 지력(paper strength), 시트 탈수 및 기계 진행능력을 크게 증가되게 한다. Although pre-treatment of filler particles is known in the art, conventional pretreatment methods for filler particles are not concerned with the effect of wet strength additives or wet web strength additives or drainage aids on adhesion to filler particles. In fact, many prior art pretreatments increase the adhesion of strength additives to filler particles. For example, U.S. Patent No. 7,211,608 describes a method of pretreating filler particles with a hydrophobic polymer. However, this pretreatment is not associated with adhesion between the strength additive and the filler particles, but only splashes water to offset excess water absorbed by the strength additive. In contrast, the present invention reduces the interaction between the wet strength additive or the wet web strength additive or drain adjuvant and the filler particles and, unexpectedly, significantly increases paper strength, sheet dewatering and machine running capability.

제시된 종이를 생산하기 위해 사용되는 종이 매트의 총 고형물 부분과 관련하여 충전제 백분율에 대한 제시된 종이의 습윤 인장 강도를 비교한 경우, 결과는 명백히 시트가 습윤 강도 보조제 63700 (일시적 습윤 강도 보조제)가 첨가되지 않은 경우 매우 약한 습윤 강도를 가짐을 나타낸다. Velox는 시트 습윤 강도를 현저히 증가시킬 수 있었다. 충전제 전처리 만으로는 시트 습윤 강도를 증가시키지 못하였다. 그러나, 충전제 전처리는 Velox 성능을 추가로 증진시키고, 이는 보다 높은 시트 습윤 강도를 야기하였다.When comparing the wet tensile strength of the presented paper to the percent filler in relation to the total solids fraction of the paper mat used to produce the paper presented, the results clearly show that the sheet is not wetted with the wet strength adjuvant 63700 (temporary wet strength adjuvant) It has a very weak wet strength. Velox could significantly increase sheet wet strength. The pretreatment of the filler alone did not increase the sheet wet strength. However, the filler pretreatment further promoted the Velox performance, which resulted in higher sheet wet strength.

제시된 종이를 생산하기 위해 사용되는 종이 매트의 총 고형물 부분과 관련하여 충전제 백분율에 대한 제시된 종이의 습윤 웹 인장 강도를 비교한 경우, 증가하는 충전제 함량과 감소하는 종이 습윤 웹 강도의 관계는 선형 관계이다. Nalco 탈수 보조제(습윤 웹 강도 보조제) 63700를 첨가하지 않는 경우, 종이 시트는 매우 불량한 습윤 웹 강도를 지닌다. 시트 습윤 웹 강도가 Nalco 탈수 보조제 63700를 사용함으로써 현저히 개선될 수 있다. 충전제 전처리 만으로는 종이 습윤 웹 강도에 무시될 정도의 영향을 미친다. 그러나, 충전제 전처리는 Nalco 탈수 보조제 63700의 성능을 추가로 신장시킬 수 있으며, 보다 낮은 회분 함량에서의 충전제 전처리에 의해 추가의 20% 습윤 강도 개선이 달성되었다. 보다 높은 회분 함량에 대해, 63700의 성능은 20% 보다 훨씬 더 높게 신장되었다. 이는 충전제 입자에 대해 포획된 강도 첨가제의 효율 감소가 충전제 전처리에 의해 해제되었기 때문이다. When comparing the wet web tensile strength of a proposed paper against the percent filler with respect to the total solids fraction of the paper mat used to produce the paper presented, the relationship between increasing filler content and decreasing paper wet web strength is a linear relationship . Without adding Nalco dehydrating auxiliaries (wet web strength aid) 63700, the paper sheet has a very poor wet web strength. Sheet wet web strength can be significantly improved by using Nalco dehydration aid 63700. [ Pretreatment with filler alone negatively affects paper wet web strength. However, the filler pretreatment can further elongate the performance of the Nalco dehydration aid 63700 and an additional 20% wet strength improvement is achieved by a filler pretreatment at a lower ash content. For higher ash content, the performance of 63700 was much higher than 20%. This is because the reduction of the efficiency of the captured strength additive to the filler particles was relieved by the filler pretreatment.

본 발명에 의해 포함되는 충전제들 중 적어도 일부는 널리 알려져 있고 상업적으로 입수 가능하다. 이러한 것들은 불투명도 또는 휘도를 증가시키거나, 다공도를 감소시키거나, 종이 또는 판지 시트의 비용을 줄이기 위해 사용되는 어떠한 무기 또는 유기 입자 또는 안료를 포함한다. 가장 일반적인 충전제는 탄산칼슘 및 클레이이다. 그러나, 탈크, 이산화티탄, 알루미나 삼수화물, 바륨 설페이트, 및 수산화마그네슘이 또한 적합한 충전제이다. 탄산칼슘은 건조 또는 분산된 슬러리 형태의 중질 탄산칼슘 (GCC), 쵸크, 어떠한 형태(morphology)의 침강성 탄산칼슘 (PCC), 및 분산된 슬러리 형태의 침강성 탄산칼슘를 포함한다. 분산된 슬리러 형태의 GCC 또는 PCC는 통상적으로 폴리아크릴산 폴리머 분산제 또는 소듐 폴리포스페이트 분산제를 사용하여 형성된다. 이러한 분산제 각각은 탄산칼슘 입자들에 상당한 음이온 전하를 부여한다. 카올린 클레이 슬러리는 또한 폴리아크릴산 폴리머 또는 소듐 폴리포스페이트를 사용하여 분산된다.At least some of the fillers included by the present invention are well known and commercially available. These include any inorganic or organic particles or pigments used to increase opacity or brightness, reduce porosity, or reduce the cost of paper or cardboard sheets. The most common fillers are calcium carbonate and clay. However, talc, titanium dioxide, alumina trihydrate, barium sulfate, and magnesium hydroxide are also suitable fillers. Calcium carbonate includes heavy calcium carbonate (GCC) in the form of a dried or dispersed slurry, chalk, precipitated calcium carbonate (PCC) of any morphology, and precipitated calcium carbonate in dispersed slurry form. GCC or PCC in dispersed slurry form is typically formed using a polyacrylic acid polymer dispersant or a sodium polyphosphate dispersant. Each of these dispersants imparts significant anionic charge to the calcium carbonate particles. The kaolin clay slurry is also dispersed using a polyacrylic acid polymer or sodium polyphosphate.

적어도 하나의 구체예에서, 처리 조성물은 미국 특허 제6,592,718호에 기술된 조성물 중 어느 하나이거나 조합물이다. 특히, 상기에서 상세히 기술된 AcAm/DADMAC 코폴리머 조성물 중 어느 하나가 처리 조성물로서 적합하다. AcAm/DADMAC 코폴리머 조성물의 예는 Nalco Company(Naperville, Illinois)로부터의 제품 번호# Nalco-4690(이후, 4690로서 지칭됨)이다. In at least one embodiment, the treating composition is any one of the compositions described in U.S. Patent No. 6,592,718 or a combination thereof. In particular, any of the AcAm / DADMAC copolymer compositions described in detail above is suitable as a treatment composition. An example of an AcAm / DADMAC copolymer composition is product # Nalco-4690 (hereinafter referred to as 4690) from Nalco Company (Naperville, Illinois).

처리 조성물은 응고제일 수 있다. 본 발명에 포함되는 응고제는 널리 공지되어 있으며, 상업적으로 입수가능하다. 이들은 무기 또는 유기일 수 있다. 대표적인 무기 응고제는 알럼(alum), 소듐 알루미네이트, 폴리알루미늄 클로라이드 또는 PAC (또한, 알루미늄 클로로하이드록사이드, 알루미늄 하이드록사이드 클로라이드, 및 폴리알루미늄 하이드록시클로라이드로서 알려져 있음), 설페이트화 폴리알루미늄 클로라이드, 폴리알루미늄 실리카 설페이트, 페릭 설페이트, 페릭 클로라이드 등, 및 이들의 블렌드를 포함한다. The treating composition may be a coagulant. Coagulants included in the present invention are well known and commercially available. These may be inorganic or organic. Representative inorganic coagulants include alum, sodium aluminate, polyaluminium chloride or PAC (also known as aluminum chlorohydroxide, aluminum hydroxide chloride, and polyaluminum hydroxychloride), sulfated polyaluminium chloride, Polyaluminum silicasulfate, ferric sulfate, ferric chloride, and the like, and blends thereof.

처리 조성물로서 적합한 일부 유기 응고제는 축합 중합(condensation polymerization)에 의해 형성된다. 이러한 유형의 폴리머의 예는 에피클로로하이드린-디메틸아민 (EPI-DMA), 및 EPI-DMA 암모니아 가교된 폴리머를 포함한다.Some organic coagulants suitable as a treating composition are formed by condensation polymerization. Examples of polymers of this type include epichlorohydrin-dimethylamine (EPI-DMA), and EPI-DMA ammonia crosslinked polymers.

처리 조성물로서 적합한 추가의 응고제는 에틸렌 디클로라이드 및 암모니아의, 또는 암모니아가 첨가되거나 첨가되지 않는 에틸렌 디클로라이드 및 디메틸아민의 폴리머, 축합 반응에 의해 제조되는, 다작용성 아민, 예컨대 디에틸렌트리아민, 테트라에틸렌펜타민, 헥사메틸렌디아민 및 등의 에틸렌디클로라이드 및 폴리머의 축합 폴리머, 예컨대 멜라민 포름알데하이드 수지를 포함한다.Further coagulants suitable as treating compositions are the polymers of ethylene dichloride and of ammonia, or of ethylene dichloride and of dimethylamine with or without ammonia, multifunctional amines such as diethylenetriamine, tetra Ethylenepentamine, hexamethylenediamine, and the like, and condensation polymers of polymers such as melamine formaldehyde resins.

처리 조성물로서 적합한 추가의 응고제는 양이온 하전된 비닐 첨가 폴리머, 예컨대 (메트)아크릴아미드, 디알릴-N,N-이치환된 암모늄 할라이드, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 및 이의 4차 암모늄 염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 및 그의 4차 암모늄 염, 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드, 디알릴메틸(베타-프로피온아미도)암모늄 클로라이드, (베타-메타크릴로일옥시에틸)트리메틸 암모늄 메틸설페이트, 4차화된 폴리비닐락탐, 비닐아민, 및 반응하여 만니히(Mannich) 또는 4차 만니히 유도체를 생성하는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드의 폴리머, 코폴리머 및 터폴리머를 포함한다. 바람직한 4차 암모늄 염은 메틸 클로라이드, 디메틸 설페이트, 또는 벤질 클로라이드를 사용하여 생성될 수 있다. 터폴리머는 폴리머에 대한 전체 전하가 양이온성인 한, 음이온성 모노머, 예컨대 아크릴산 또는 2-아크릴아미도 2-메틸프로판 설폰산을 포함할 수 있다. 이들 폴리머, 즉, 비닐 첨가 및 축합 폴리머 둘 모두의 분자량은 수백 정도로 낮거나 수백만 정도로 높은 범위이다. 바람직하게는, 분자량 범위는 약 20,000 내지 약 1,000,000이어야 한다. 적어도 하나의 구체예에서, 전처리는 충전제 입자를 전처리하기에 적합한 조성물로서 기술된 어떠한 조성물 중 어느 하나, 일부 또는 전부의 조합에 의해 수행된다. Additional coagulants suitable as treatment compositions include cationically charged vinylated polymers such as (meth) acrylamide, diallyl-N, N-disubstituted ammonium halides, dimethylaminoethyl methacrylate and its quaternary ammonium salts, dimethylaminoethyl Acrylate and its quaternary ammonium salt, methacrylamidopropyltrimethylammonium chloride, diallylmethyl (beta-propionamido) ammonium chloride, (beta-methacryloyloxyethyl) trimethylammonium methylsulfate, quaternized poly Copolymers, and terpolymers of acrylamide or methacrylamide that produce vinylamides, vinyllactams, vinylamines, and, in reaction, Mannich or quaternary Mannich derivatives. A preferred quaternary ammonium salt may be produced using methyl chloride, dimethyl sulfate, or benzyl chloride. The terpolymer may comprise anionic monomers such as acrylic acid or 2-acrylamido 2-methylpropanesulfonic acid, where the total charge for the polymer is cationic. The molecular weight of these polymers, i.e., both vinyl addition and condensation polymers, is as low as several hundreds or as high as several million. Preferably, the molecular weight range should be from about 20,000 to about 1,000,000. In at least one embodiment, the pretreatment is carried out by any, some, or all combinations of any of the compositions described as a composition suitable for pretreating filler particles.

적어도 하나의 구체예에서, 습윤 강도 보조제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 탈수 보조제는 충전제 입자들을 처리하기에 적합한 조성물과 동일한 전하를 지닌다. 두 개가 동일한 전하를 지닐 때에, 충전제 첨가제는 이의 표면 상에서 습윤 강도 보조제, 습윤 웹 강도 첨가제, 또는 배수 보조제를 흡착시킬 가능성이 더 적다. 본 발명의 의해 포함되는 습윤 강도 보조제, 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 보조제는 미국특허번호 제4,605,702호 및 미국특허출원 제2005/0161181 A1호에 기술된 물질들 중 어느 하나, 및 특히 여기에 기술된 다양한 글리콕실화된 아크릴아미드/DADMAC 코폴리머 조성물을 포함한다. 글리콕실화된 아크릴아미드/DADMAC 코폴리머 조성물의 예에는 Nalco Company(Naperville, Illinois)에 의해 제조된 제품# Nalco 63700가 있다. 또 다른 예는 알릴아민/아크릴아미드 코폴리머 및 폴리비닐아민을 포함하는 아민-함유 폴리머이고, 하나 초과의 예는 폴리아미드-폴리아민-에피클로로하이드린 (PAE)이다. In at least one embodiment, the wet strength adjuvant or wet web strength additive or dehydrating adjuvant has the same charge as a composition suitable for treating the filler particles. When the two have the same charge, the filler additive is less likely to adsorb the wet strength adjuvant, the wet web strength additive, or the drain adjuvant on its surface. The wet strength adjuvant, wet web strength additive or drain adjuvant included by the present invention may be any of the materials described in U.S. Patent No. 4,605,702 and U.S. Patent Application No. 2005/0161181 Al, Glycoxylated acrylamide / DADMAC copolymer compositions. An example of a glycoxylated acrylamide / DADMAC copolymer composition is Product # Nalco 63700, manufactured by Nalco Company (Naperville, Illinois). Another example is an amine-containing polymer comprising an allylamine / acrylamide copolymer and a polyvinylamine, and one example is polyamide-polyamine-epichlorohydrin (PAE).

적어도 하나의 구체예에서, 사용되는 충전제는 PCC, GCC, 및/또는 카올린 클레이이다. 적어도 하나의 구체예에서, 사용되는 충전제는 폴리아크릴산 폴리머 분산제들 또는 이들의 블렌드를 갖는 PCC, GCC, 및/또는 카올린 클레이이다. 고형물 종이 매트에 대한 습윤 강도 첨가제 또는 습윤 웹 강도 보조제 또는 배수 첨가제의 비는 종이 매트 1 톤 당 3 kg의 첨가제일 수 있다.In at least one embodiment, the fillers used are PCC, GCC, and / or kaolin clay. In at least one embodiment, the fillers used are PCC, GCC, and / or kaolin clay with polyacrylic acid polymer dispersants or blends thereof. The ratio of the wet strength additive to the solids paper mat or the wet web strength additive or the drain additive may be 3 kg of additive per ton of paper mat.

적어도 하나의 구체예에서, 충전제 입자의 적어도 일부는 회전 혼합 장치를 사용하여 전처리된다. 회전 혼합 장치는 충전제 입자에 처리 화학물질을 분산시킴에 따라 회전하도록 구성되고 배열되는 분배 헤드를 포함한다. 적어도 하나의 구체예에서, 회전 혼합 장치는 미국 특허 제5,993,670호에 기술된 디바이스이다. 이 장치는 응집제 액체(들) 공정 스트림에 혼합시킬 수 있으며, 이때 드라이브에 의해 회전되는 분배 헤드가 파이프/도관에 배열되며, 이를 통해 충전제 입자의 슬러리가 흐르고, 회전면과 연관되고, 회전축을 둘러싸는 분배 헤드는 그 둘레를 따라 분포된 응집제 출구 및 믹싱 블레이드를 지니고, 응집제 액체 전달 도관과 연결된다. In at least one embodiment, at least a portion of the filler particles are pretreated using a rotary mixing apparatus. The spin mixing apparatus includes a dispensing head configured and arranged to rotate as it dispenses a treatment chemical to the filler particles. In at least one embodiment, the spin mixing device is the device described in U.S. Patent No. 5,993,670. The apparatus can be blended into the flocculant liquid (s) process stream, wherein a dispensing head rotated by the drive is arranged in the pipe / conduit through which the slurry of filler particles flows and is associated with the rotating surface, The dispensing head has a coagulant outlet distributed along its circumference and a mixing blade and is connected to the flocculant liquid delivery conduit.

적어도 하나의 구체예에서, 본 발명은 또한 활성제와 물의 혼합물에 의해 형성되고, 그것의 n 부가 100 부의 충전제 슬러리에 첨가되는 응집제 액체를 혼합하는 장치의 용도로서, 응집제 액체는 필요량의 활성제를 함유하는 100 부의 슬러리에 첨가되는 용도에 관한 것이다. In at least one embodiment, the invention is also directed to an apparatus for mixing a flocculant liquid formed by a mixture of an activator and water, the flocculant liquid being added to 100 parts of the filler slurry, wherein the flocculant liquid contains the required amount of active agent To 100 parts of the slurry.

혼합을 위한 장치가 슬러리 흐름의 방향, 전달 펌프 또는 원심분리기의 하류에 위치할 경우, 및 액체와 충전제가 서로 우수한 결과로 혼합하는 경우가 존재한다. 그러나, 이것은 그렇지 않은 경우, 및 혼합 장치가 응집제 액체와 충전제의 만족할만한 혼합을 수행하지 못한 경우가 확실히 다수 존재한다. 상기 언급된 유형의 공지된 장치(DE-05 40 29 824)에서, 응집제 출구는 홀 또는 노즐로서 형성되고, 각각이 믹싱 블레이드는 저널형 돌출부(journal-like projection)로서 형성되는데, 회전면을 가로지르는 방향에서 믹싱 블레이드 및 출구의 치수는 충전제 슬러리 스트림의 폭과 비교하여 매우 작다. 일부 경우에, 이러한 장치로 얻어지는 슬러리에 대한 응집제 액체의 혼합은 불충분하다. 즉, 첨가되는 응집제 액체가 장치 뒤에 있는 슬러리 스트림에서 충분히 균일하게 분배되지 않고, 만족할만한 응집에 필요한 양으로 슬러리 중에 함유되지 않는다. There are cases where the device for mixing is located in the direction of the slurry flow, downstream of the transfer pump or centrifuge, and that the liquid and filler mix well with each other. However, there are certainly a number of cases where this is not the case and the mixing apparatus has failed to perform a satisfactory mixing of the flocculant liquid and the filler. In the known device of the type mentioned above (DE-05 40 29 824), the flocculant outlet is formed as a hole or nozzle, each of which is formed as a journal-like projection, The dimensions of the mixing blade and the outlet are very small compared to the width of the filler slurry stream. In some cases, the mixing of the flocculant liquid with the slurry obtained with this apparatus is insufficient. That is, the added flocculant liquid is not sufficiently uniformly distributed in the slurry stream behind the device and is not contained in the slurry in an amount required for satisfactory agglomeration.

그러므로, 본 발명의 목적은 슬러리에 대한 응집제 액체의 보다 우수한 혼합이 달성되는 상기 기술된 유형의 장치이다. 이러한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 장치는 응집제 출구가 슬롯(slot)으로서 형성되고, 믹싱 블레이드가 회전면에 대해 횡으로 연장되고, 슬러리 스트림 폭의 적어도 절반에 해당하는 길이를 지닌 스트립으로서 형성됨을 특징으로 한다. It is therefore an object of the present invention to provide a device of the type described above in which a better mixing of the flocculant liquid against the slurry is achieved. An apparatus according to the invention for achieving this object is characterized in that the flocculant outlet is formed as a slot and the mixing blade is formed as a strip extending transversely to the plane of rotation and having a length corresponding to at least half of the slurry stream width .

적어도 하나의 구체예에서, 전처리 공정에 첨가되는 화학물질 중 단 하나, 일부 또는 전부가 회전 장치에 의해 첨가된다. In at least one embodiment, only one, some, or all of the chemicals added to the pretreatment process are added by the rotating device.

적어도 하나의 구체예에서, 장치의 분배 헤드의 구성은 슬러리 중 응집제 액체의 개선된 혼합 및 분배를 달성되게 한다. 응집제 액체는 넓은 스트립 형태의 각각의 슬롯으로부터 나오며, 그러한 슬롯 안으로 다음의 믹싱 블레이드가 회전 방향과 반대 방향으로 삽입되고, 그것의 에지를 따라 응집체 액체를 포기 스트립(foggy strip)으로서 슬러리를 통해 끌어당긴다. 응집제 액체는 슬롯을 통해 단속적인 급류로서 슬러리로 전달되고, 슬롯 및 스트립은 회전 방향에서 차례로 배열된다. 슬롯 및 블레이드의 길이의 치수화는 스트림 또는 분배 헤드의 직경에 따라 이루어진다. In at least one embodiment, the configuration of the dispensing head of the apparatus results in improved mixing and dispensing of the flocculant liquid in the slurry. The flocculant liquid emerges from each slot in the form of a wide strip, into which the next mixing blade is inserted in the opposite direction of rotation and the aggregate liquid along its edge is drawn through the slurry as a foggy strip . The flocculant liquid is delivered to the slurry as intermittent torrents through the slots, and the slots and strips are arranged in turn in the direction of rotation. The dimensioning of the length of the slots and blades depends on the diameter of the stream or dispensing head.

적어도 하나의 구체예에서, 응집제 슬롯 및 스트립-모양 블레이드는 슬러리 스트림의 방향 및 슬러리 스트림에 실질적으로 수직 둘 모두로 연장될 수 있다. 혼합 헤드의 회전축이 슬러리 스트림에 대해 소정 각으로 연장되는 본 발명의 또 다른 구체예가 가능하다. 그러나, 일반적으로 혼합 헤드의 회전면은 실질적으로 슬러리 스트림의 방향으로 연장된다. In at least one embodiment, the coagulant slots and the strip-shaped blades may extend both in the direction of the slurry stream and substantially perpendicular to the slurry stream. Another embodiment of the present invention is possible in which the rotational axis of the mixing head extends at an angle to the slurry stream. However, the rotating surface of the mixing head generally extends substantially in the direction of the slurry stream.

각각의 슬롯은 예를 들어 연달아 배열되는 둘 이상의 슬롯 섹션으로 형성된다. 그러나, 각각의 슬롯이 그 전체 길이를 따라 연속되는 경우가 특히 효과적이고 유리하다. 이는 클로깅(clogging) 및 응집제 액체의 원치 않는 높은 유출 속도를 방지한다. Each slot is formed of two or more slot sections arranged in succession, for example. However, it is particularly advantageous and advantageous that each slot is continuous along its entire length. This prevents clogging and unwanted high rate of flocculation of the flocculant liquid.

각각의 스트립-모양 믹싱 블레이드는 예를 들어 그 길이를 따라 빗형 형태(comb-like fashion)의 방사형 절개에 의해 분할된다. 그러나, 각각의 스트립-모양 믹싱 블레이드가 그 길이에 걸쳐 연속적인 경우가 특히 효과적이고, 유리하다. 이는 스트립-모양 믹싱 블레이드의 강성(rigidity)을 개선시키고, 혼합 작용을 개선시킨다. Each strip-shaped mixing blade is divided, for example, by a radial incision in a comb-like fashion along its length. However, it is particularly advantageous and advantageous if each strip-shaped mixing blade is continuous over its length. This improves the rigidity of the strip-shaped mixing blades and improves the mixing action.

각각의 출구 슬롯의 횡단면은 나오는 응집제 액체의 양을 조절하기 위해 그 길이를 따라 변동될 수 있다. 각각의 출구 슬롯의 단면적이 그 길이를 따라 보았을 때 중간 쪽으로 증가되는 경우가 특히 효과적이고, 유리하다. 출구 슬롯의 이러한 모양은 슬러리 파이프의 중간에서가 측면에서보다 슬러리가 더 많음에 따라 슬롯이 스트림 방향에 대해 횡으로 연장되는 경우에 사용된다. 균일한 슬롯 폭으로 인해, 응집제의 슬러리로의 균일한 전달이 달성된다. The cross-section of each exit slot may vary along its length to control the amount of coagulant liquid that exits. It is particularly effective and advantageous when the cross-sectional area of each exit slot is increased toward the middle as viewed along its length. This shape of the outlet slot is used in the middle of the slurry pipe where the slot extends transversely with respect to the stream direction as more slurry is from the side. Due to the uniform slot width, a uniform delivery of the flocculant to the slurry is achieved.

적어도 하나의 구체예에서, 응집제 액체에 대한 출구를 형성하는 슬롯은 예를 들어, 7 내지 9 mm의 폭을 지닌다. 시간 단위로 전달되어야 하는 응집제 액체의 양이 커질 수록, 슬롯이 더 넓어지고, 시간 단위로 전달되어야 하는 응집제 액체의 양이 더 적어질 수록, 슬롯이 더 좁아진다. In at least one embodiment, the slot forming the outlet for the flocculant liquid has a width of, for example, 7 to 9 mm. The larger the amount of coagulant liquid that must be delivered in time units, the wider the slot, the smaller the amount of coagulant liquid that must be delivered in time units, the narrower the slot.

각각의 스트립-모양 믹싱 블레이드의 에지가 슬러리 파이프의 내측 윤곽에 대략적으로 평행하게 연장되어 그 사이에 틈새를 형성하는 경우가 특히 효과적이고 유리하다. 방사형 방향으로 연장되는 장형의 스트립-모양 믹싱 블레이드는 혼합 작용을 개선시킨다. 그러나, 믹싱 블레이드와 슬러리 도관 사이에 틈새가 있어야 하고, 틈새는 슬러리에 존재하는 돌 조각을 통과되게 할 정도로 충분히 크다. It is particularly effective and advantageous when the edges of each strip-shaped mixing blade extend approximately parallel to the inner contour of the slurry pipe to form a gap therebetween. The elongated strip-shaped mixing blade extending in the radial direction improves the mixing action. However, there must be a gap between the mixing blade and the slurry conduit, and the gap is large enough to allow passage of the stone pieces present in the slurry.

이러한 틈새는 스트립-모양 믹싱 블레이드가 스트림에 대해 횡으로 연장되는 경우에 특히 중요하고, 크다. 스트립-모양 믹싱 블레이드가 스트림에 대해 횡으로연장되는 경우, 틈새는 바람직하게는 회전축에 대한 횡방향에서보다 회전축의 방향에서 더 작다. This clearance is particularly important when the strip-shaped mixing blade extends transversely to the stream and is large. If the strip-shaped mixing blade extends transversely to the stream, the clearance is preferably smaller in the direction of the axis of rotation than in the transverse direction relative to the axis of rotation.

분배 헤드 드라이브의 회전 방향이 변동될 수 있는 경우에 본 발명의 특히 효과적이고 유리한 구체예가 얻어진다. 본 발명에 따른 장치에서, 믹싱 블레이드는 슬러리 파이프 단면에 비해 상대적으로 크거나 돌출되고, 이에 따라 분배 헤드가 오랫동안 동일 방향으로 회전할 경우, 경질 조각으로의 클로깅 및 섬유 또는 쓰레드(thread) 축적의 위험이 존재한다. 반대 방향으로의 회전은 이러한 클로깅 및 축적을 방지한다. A particularly advantageous and advantageous embodiment of the invention is obtained when the direction of rotation of the dispensing head drive can be varied. In the apparatus according to the invention, the mixing blades are relatively large or protruded relative to the slurry pipe cross section, so that when the dispensing head rotates in the same direction for a long time, clogging into hard slices and fiber or thread accumulation There is a risk. Rotation in the opposite direction prevents this clogging and accumulation.

하나, 두 개 및/또는 그 초과의 응집제 출구가 예를 들어, 두 개의 믹싱 블레이드 사이에 제공될 수 있다. 그러나, 출구 슬롯 및 스트립-모양 믹싱 블레이드가 회전 방향으로 교번되는 경우가 특히 효과적이고 유리하다. 또한, 이는 혼합 공정을 개선시킨다. 회전 방향으로 분배 헤드 위에는 둘 이상의 출구 슬롯 및 둘 이상의 스트립-모양 믹싱 블레이드가 제공된다. One, two, and / or more flocculant outlets may be provided, for example, between two mixing blades. However, it is particularly advantageous and advantageous that the outlet slots and the strip-shaped mixing blades alternate in the rotational direction. This also improves the mixing process. Two or more outlet slots and two or more strip-shaped mixing blades are provided on the dispensing head in the rotational direction.

추가로 분배 헤드의 영역에서 슬러리 파이프의 내측 단면이 슬러리 파이프의 추가의 내측 단면과 유사한 경우가 특히 효과적이고 유리하다. 따라서, 본 발명에 따른 장치는 슬러리 파이프의 축소화 및 이와 관련된 슬러리의 유속 증가를 제거한다. 분배 헤드는 미리 슬러리에 대해 이용가능한 단면의 보다 큰 축소화를 이룬다. It is furthermore particularly effective and advantageous if the inner cross section of the slurry pipe in the region of the dispensing head is similar to the further inner cross section of the slurry pipe. Thus, the apparatus according to the invention eliminates the reduction of the slurry pipe and the associated increase in flow rate of the slurry. The dispensing head results in a larger reduction in cross-section that is previously available for the slurry.

분배 헤드가 원통형 관모양 섹션(cylindrical tubular section )으로서 형성되는 경우 및/또는 분배 헤드의 외경이 슬러리 파이프 내경의 적어도 0.4에 해당하는 경우가 특히 효과적이고 유리하다. 이는 스트립-모양 믹싱 블레이드 및 출구 슬롯의 모양이 분배 헤드의 강성에 대한 증가된 요구를 제공하면서, 분배 헤드의 구성을 단순화시키고, 강성을 개선시킨다. It is particularly effective and advantageous when the dispensing head is formed as a cylindrical tubular section and / or when the outer diameter of the dispensing head corresponds to at least 0.4 of the slurry pipe inner diameter. This simplifies the configuration of the dispensing head and improves the stiffness, while the shape of the strip-shaped mixing blades and exit slots provides an increased demand for stiffness of the dispensing head.

본 발명의 특히 효과적이고 유리한 구체예는 분배 헤드가, 슬러리 파이프로부터 멀리 연장되고, 드라이브에, 그리고 응집제 액체 전달 도관으로 연결되는, 회전가능하게 지지되는 연결관으로 지나가고, 추가로 유입 개구가 제공되고, 응집제 액체 전달 도관이 개방하는 연결 챔버에서 회전가능하게 지지되는 경우에 형성된다. 응집제 액체의 회전가능한 분배 헤드로의 이러한 전달 방식은 연결관의 증가된 강성 및 간단한 수단으로의 연결관의 지지를 보장하도록 한다. 이는 스트립-모양 믹싱 블레이드 및 슬러리 파이프의 "돌 분쇄" 협력으로 인해 본 발명에 따른 장치에서 가능하게 된다. A particularly advantageous and advantageous embodiment of the invention is that the dispensing head passes through a rotatably supported connecting tube extending further from the slurry pipe and connected to the drive and to the flocculating liquid delivery conduit, Is formed when the flocculant liquid delivery conduit is rotatably supported in the open connection chamber. This manner of delivery of the flocculant liquid to the rotatable dispensing head ensures the increased rigidity of the connector and the support of the connector by simple means. This is made possible by the device according to the invention due to the "stone grinding" cooperation of the strip-shaped mixing blades and slurry pipes.

출구 슬롯을 통한 응집제 액체(들)의 만족할 만한 전달을 위해, 응집제 액체(들)에 대해 이용가능한 흐름 단면이 매우 중요하다. 본 발명의 일 구체예에서, 출구 슬롯 전부는 함께 응집제 액체의 진행되는 흐름 단면보다 더 작은 단면을 지닌다. 유입 개구의 전체 단면은 전달 도관 및 연결관에서의 흐름 단면보다 작지 않다. 분배 헤드에서의 흐름 단면과 연결관에서의 흐름 단면은 유사하다. 밀봉된 연결 챔버에서의 연결관의 배열은 응집제 액체의 흐름 단면을 최적화시킬 수 있다. For satisfactory delivery of the flocculant liquid (s) through the exit slot, the flow cross-section available for the flocculant liquid (s) is very important. In one embodiment of the invention, all of the exit slots together have a smaller cross-section than the proceeding flow cross-section of the flocculant liquid. The entire cross-section of the inlet opening is not smaller than the flow cross-section in the delivery conduit and the connecting pipe. The flow cross-section at the dispensing head and the flow cross-section at the connector are similar. The arrangement of the connecting tubes in the sealed connection chamber can optimize the flow cross-section of the flocculant liquid.

점검 밸브 앞에 응집제 액체가 가압 하에 있지 않은 경우, 예를 들어, 응집제 액체 펌프가 작동하지 않는 경우, 점검 밸브가 응집제 액체 전달 도관 내에 배열되면, 슬러리가 출구 슬롯으로 침투할 수 있는 것이 특히 효과적이고 유리하다. 연결 챔버에서 실링(sealing) 및 베어링(bearing)은 응집제 액체 펌프로부터의 응집제 액체가 더 이상 가압 하에 있지 않은 경우 응집제 액체로 윤활된 채로 남아 있다. It is particularly effective that the slurry can penetrate into the outlet slot if the flocculant liquid is not under pressure, for example, when the flocculant liquid pump is not working, if the check valve is arranged in the flocculant liquid delivery conduit, Do. The sealing and bearing in the connecting chamber remain lubricated with the flocculant liquid when the flocculant liquid from the flocculant liquid pump is no longer under pressure.

본 발명의 특정 효과적이고 유리한 구체예는 분배 헤드가 700 내지 2,500회 회전/min, 바람직하게는 1,000 내지 2,000회 회전/min의 회전 속도로 구동되는 경우에 얻어진다. 이러한 비교적 높은 회전 속도에서, 슬러리 중 응집제 액체의 요망하는 개선된 혼합 및 분배가 발생한다. 500회 회전/min 미만인 지나치게 낮은 회전 속도에서, 응집제 액체의 스트립 또는 스트림은 중단된다. 그러나, 큰 속도는 요망하는 효과를 달성하기 위해 지나치게 높은 비용을 요한다. 상기 기술된 유형의 공지된 장치(DE-05 4029824)에서, 저장소에 저장되어 있는 응집제가 이용될 수 있다. 약 1%의 응집제 모액을 얻기 위해 신선한 물을 액체 또는 분말 형태로 입수가능한 응집제에 첨가하는 것이 추가로 공지되어 있다(DE-05 39 01 292). 이후, 응집제 모액이 충전 스테이션(filling station)에서 4 내지 10 부피부의 구성수(make-up water)와 혼합되어 소위 상업적 용액의 형태로 응집제를 얻는다. 이러한 응집제는 충전제 슬러리 양의 18 내지 20%의 양으로 슬러리에 첨가된다. 즉, 응집제 제제의 형태로 응집제 액체의 약 20 부가 100 부의 충전제 입자에 첨가된다. 이때에, 응집제-함유 슬러리, 즉, 컨디셔닝된(conditioned) 충전제는 추가로 첨가되는 응집제 액체의 혼합에 의해 첨가되는 액체 1/6을 함유한다. A particular advantageous and advantageous embodiment of the invention is obtained when the dispensing head is driven at a rotational speed of 700 to 2,500 revolutions per minute, preferably 1,000 to 2,000 revolutions per minute. At such relatively high rotational speeds, the desired improved mixing and dispensing of the flocculant liquid in the slurry occurs. At excessively low rotational speeds below 500 rev / min, the strip or stream of flocculant liquid is discontinued. However, large speeds require too high a cost to achieve the desired effect. In the known device of the type described above (DE-05 4029824), flocculants stored in the reservoir can be used. It is further known (DE-05 39 01 292) to add fresh water to the flocculent available in liquid or powder form to obtain about 1% of the flocculant mother liquor. The coagulant mother liquor is then mixed with 4 to 10 parts of make-up water in a filling station to obtain a flocculant in the form of a so-called commercial solution. This flocculant is added to the slurry in an amount of 18-20% of the amount of filler slurry. That is, about 20 parts of the flocculant liquid is added to 100 parts of the filler particles in the form of a flocculant formulation. At this time, the coagulant-containing slurry, i.e., the conditioned filler, contains the liquid 1/6 added by the addition of the coagulant liquid to be added additionally.

공지된 적용에서, 응집제 제제의 추가의 가공을 위해, 다량의 물이 사용되며, 이는 많은 비용이 든다. 가공을 위해, 모액을 얻기 위한 장치 이외에, 상업적 용액을 얻기 위한 장치가 요구되며, 이는 장치와 관련된 추가적 비용 및 장치의 구동과 관련된 추가적 비용을 야기한다. 응집제 및 이의 물은 이들이 슬러리와 혼합될 때까지 전달되고, 전달은 에너지를 요구하며, 이는 많은 비용이 든다. 응집제의 물 성분은 슬러리와 함께 필터 프레스(filter press)에 전달되고, 필터 프레스를 통과하고, 끝으로 다시 정제되어야 한다. 따라서, 공지된 적용에서, 증가되는 추가적 비용은 응집제 액체 중에 함유된 물과 관련된다. In known applications, a large amount of water is used for further processing of the coagulant formulation, which is costly. For processing, in addition to a device for obtaining a mother liquor, a device for obtaining a commercial solution is required, which incurs additional costs associated with the device and additional costs associated with driving the device. The coagulant and its water are delivered until they are mixed with the slurry, and the transfer requires energy, which is costly. The water component of the flocculant is passed along with the slurry to a filter press, passed through a filter press and refined to the end. Thus, in known applications, the increased additional cost is associated with the water contained in the flocculant liquid.

그러므로, 본 발명의 목적은 응집제 액체의 사용 또는 그것의 물 함량 증가와 관련된 비용이 제거되도록 상기 기술된 공정을 그와 같이 개선시키는 것이다. 이러한 목적은 본 발명에 따른 상기 기술된 장치를 100t의 충전제 슬러리에 대해 최대 3t의 응집제 액체가 제공되어야 하도록 그와 같이 설계함으로써 본 발명에 따라 달성된다. Therefore, it is an object of the present invention to improve the process as described above so that the costs associated with the use of the flocculant liquid or its water content increase are eliminated. This object is achieved according to the invention by designing such a device according to the invention so that up to 3t of flocculant liquid should be provided for a filler slurry of 100t.

본 발명에 따른 장치의 분배 헤드의 사용이 슬러리에 혼합되는 응집제 액체의 효율을 배제하지 않으면서 응집제 액체의 물 성분을 제거하도록 하는 것으로 밝혀졌다. 공지된 적용에서는 소정량의 첨가제로 소정 효과를 달성하기 위해 다량의 물 성분이 필요한 반면, 본 발명의 장치가 사용되는 경우에 이것이 필요하지 않다. 응집제 액체의 물 성분이 매우 크게 감소될 수 있음으로써 이러한 물 함량과 관련된 비용이 상응하게 제거된다. 물이 덜 필요함에 따라 펌핑되어야 하는 물이 보다 적고, 정제되어야 하는 물이 보다 적다. It has been found that the use of the dispensing head of the device according to the invention allows to remove the water component of the flocculant liquid without excluding the efficiency of the flocculant liquid mixed in the slurry. In known applications, a large amount of water component is required to achieve the desired effect with a certain amount of additive, but this is not necessary when the apparatus of the present invention is used. The water component of the flocculant liquid can be greatly reduced, thereby correspondingly eliminating the costs associated with this water content. Less water requires less water to be pumped and less water to purify.

본 발명에 의해 달성된 개선된 효율이, 설명이 맞다고 주장하지 않으면서 하기와 같이 설명될 수 있다: 본 발명의 장치의 믹싱 블레이드의 특정 모양이 슬러리의 충전제 슬러리 입자를 크게 분해시키고, 이에 따라 형성되는 분해된 조각들이 개방된 열극(fissure)을 형성한다. 응집제 출구의 특정 모양은, 응집제 액체가 새로 개방되는 열극을 덮는 큰 표면 막의 모양을 취하도록 함으로써 충전제와 응집제의 혼합이 강화되도록 보장한다. 본 발명에 따른 응집제 액체는 이미 미세하게 분포된 상태로 혼합됨으로써 첨가제를 다량의 물로 추가로 희석하는 것이, 응집제 액체 물 성분을 증가시키는 것이 필요치 않다. 따라서, 본 발명의 특정 효과적이고 유리한 구체예에 따르면, 응집제 액체는 모액으로서 사용되고, 첨가제는 단일 단계로 물과 혼합된다. 이러한 구체예로 인해, 물로의 추가 혼합을 위한 추가적 스테이션(station)이 제거된다. The improved efficiency achieved by the present invention can be described as follows without claiming to be correct: the particular shape of the mixing blade of the apparatus of the present invention greatly degrades the filler slurry particles of the slurry, The disassembled pieces become open fissures. The specific shape of the flocculant outlet ensures that the flocculant liquid takes on the shape of a large surface membrane that covers the newly open openings, thereby ensuring that the filler and flocculant mixture is intensified. It is not necessary to further dilute the additive with a large amount of water by mixing the flocculant liquid according to the present invention in a finely distributed state so as to increase the flocculant liquid water content. Thus, according to certain advantageous and advantageous embodiments of the present invention, the flocculant liquid is used as the mother liquor, and the additives are mixed with the water in a single step. With this embodiment, additional stations for further mixing with water are eliminated.

이제 도 1 및 2와 관련하면, 적어도 하나의 구체예에서, 장치가 충전제 슬러리 운반 도관/파이프(1) 상에 장착되며, 충전제 슬러리 운반 도관/파이프(1)를 통해 충전제 슬러리가 화살표(2) 방향으로 흐른다. 장치는 장형의 플랜지(flange)(3)에 의해 슬러리 파이프(1) 상에 장착될 수 있으며, 플랜지(3)로부터 돌출되는 연결 챔버(4)를 포함한다. 연결 챔버(4)로부터, 분배 헤드(6)가 슬러리 파이프(1)로 연장되고, 챔버(4)의 반대 단부에 제공되고 전기모터로서 형성된 드라이브(7)에 의해 회전된다. 응집제 액체 도관(8)은 챔버(4) 내로 개방되고, 점검 밸브(9)는 도관(8)에 위치한다. 분배 헤드(6)는 출구 슬롯(10)을 형성하고, 스트립 모양 믹싱 블레이드(11)를 지닌다. Referring now to Figures 1 and 2, in at least one embodiment, the apparatus is mounted on a filler slurry delivery conduit / pipe 1 and the filler slurry passes through the filler slurry delivery conduit / Lt; / RTI > The device can be mounted on the slurry pipe 1 by means of an elongated flange 3 and comprises a connecting chamber 4 projecting from the flange 3. From the connecting chamber 4 a dispensing head 6 extends to the slurry pipe 1 and is rotated by a drive 7 provided at the opposite end of the chamber 4 and formed as an electric motor. The flocculant liquid conduit 8 is opened into the chamber 4 and the check valve 9 is located in the conduit 8. The dispensing head 6 forms an outlet slot 10 and has a strip-shaped mixing blade 11.

슬리브(14)는 드라이브(7)로부터 연장되는 샤프트 연장부(12)에서, 그리고 연결 챔버(4)의 끝벽에서 연결관(15)를 지지하고, 축면 시일(axial face seal)(16)이 구비되고, 이를 통해 샤프트 연장부(13)가 연장된다. 연결관(15)은 복수의 장형 유입 개구(17)를 지니며, 이를 통해 응집제가 연결 챔버로부터 연결관으로 흐른다. 연결관(15)은 연결 챔버(4)로 돌출하고, 이를 통해 평면을 지닌 슬리브(5)가 플랜지(3)에 구비되고, 관형 모양 분배 헤드(6)는 연결관(15)의 통합부를 형성한다. 분배 헤드(6)는 점선으로 표시된 회전면(18)과 연관된다. 각각의 믹싱 블레이드(11)는 아치형 에지(19)를 형성하고, 이는 상응하는 블레이드 위치에서 원형 단면을 지닌 슬러리 파이프(1)에 대해 슬롯(20)을 제한한다. The sleeve 14 supports the connecting tube 15 at the shaft extension 12 extending from the drive 7 and at the end wall of the connecting chamber 4 and is provided with an axial face seal 16 Through which the shaft extension 13 extends. The connector tube 15 has a plurality of elongated inlet openings 17 through which the coagulant flows from the connecting chamber to the connector tube. The connecting tube 15 protrudes into the connecting chamber 4 through which a sleeve 5 with a flat surface is provided in the flange 3 and the tubular dispensing head 6 forms an integral part of the connecting tube 15 do. The dispensing head 6 is associated with a rotating surface 18 indicated by the dashed line. Each mixing blade 11 forms an arcuate edge 19 which limits the slot 20 with respect to the slurry pipe 1 having a circular cross section at the corresponding blade position.

상기 설명은 하기 실시예를 참조로 하여 보다 잘 이해될 수 있으며, 이러한 실시예는 예시 목적을 위해 제시된 것으로서 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. The foregoing description is better understood with reference to the following examples, which are presented for purposes of illustration and are not intended to limit the scope of the invention.

실시예Example 1 One

1(i) 충전제 전처리: 1 (i) Pretreatment of filler:

충전제 입자의 블렌드를 제지 공장(paper mill)으로부터 얻었다. 블렌드 충전제는 50% PCC과 50%100% GCC의 혼합물이었다. 충전제 블렌드를 수돗물로 20% 고형물 함량으로 희석시켰다. 200 mL의 희석된 충전제 블렌드를 500 mL 유리 비커에 넣었다. 응고제를 첨가하기 전에 적어도 30초 동안 교반을 수행하였다. 교반기는 R1342, 50 mm, 4-블레이드 프로펠러를 지닌 EUROSTAR 디지털 오버헤드 믹서(Digital overhead mixer)(둘 모두 IKA Works, Inc.(Wilmington, North Carolina)로부터 입수됨)였다. 응고제 용액을 800rpm로 교반하면서 초기 30초의 혼합 후에 서서히 첨가하였다. 사용된 응고제 용액은 4690였다. 응고제의 투여량은 건조된 충전제 중량을 기준으로 하여 1kg/ton이었다. 응고제가 전부 첨가될 때까지 800 rpm에서 계속 교반하였다. 이후, 교반 속도를 1분 동안 1500 rpm로 증가시켰다. A blend of filler particles was obtained from a paper mill. The blend filler was a mixture of 50% PCC and 50% 100% GCC. The filler blend was diluted with tap water to a 20% solids content. 200 mL of the diluted filler blend was placed in a 500 mL glass beaker. Stirring was carried out for at least 30 seconds before adding the coagulant. The stirrer was a R1342, 50 mm, EUROSTAR digital overhead mixer (both from IKA Works, Inc., Wilmington, North Carolina) with a 4-blade propeller. The coagulant solution was slowly added with stirring at 800 rpm and after the initial 30 seconds of mixing. The coagulant solution used was 4690. The dose of coagulant was 1 kg / ton based on the weight of the dried filler. Stirring was continued at 800 rpm until all of the coagulant was added. Thereafter, the stirring speed was increased to 1500 rpm for 1 minute.

1(ii) 충전제 사용:1 (ii) Filler Usage:

상업용의 표백된 경재 건조 랩(commercial bleached hardwood dry lap)을 붕해시킴으로써 지료를 제조하였다. 50% PCC과 50% GCC의 혼합물을 펄프 지료에 첨가하여 시트 내 상이한 충전제 함량을 달성하였다. 200ppm Nalco 61067를 체류 보조제로서 사용하였다. 전처리 평가를 위해, 충전제 혼합물을 충전제가 지료에 첨가되기 전에 Nalco 응고제 4690를 사용하여 전처리하였다. 핸드시트 제조 동안, 시트 습윤 웹 강도를 개선시키기 위해, 3kg/ton Nalco 63700을 첨가하였다. 본 발명자들은 시트 습윤 웹 강도를 측정함으로써 63700의 압착 탈수 성능에 대한 충전제 전처리의 효과를 평가하고자 하였다. 핸드시트를 60℃에서 동일한 압력 수준을 제어함으로써 특정 고형물 함량(50%)으로 압착하였으며, 1000RPM의 전단력 하에 수중 습윤 시트를 완전히 분해시키는데 요구되는 시간을, 압착 탈수를 간접적으로 반영하는 것으로 예상되는 시트 습윤 웹 강도와 비교하기 위해 기록하였다. 결과는, 시트 습윤 웹 강도가 63700의 첨가에 의해 현저히 개선될 수 있음을 나타냈다. 충전제 전처리는 추가로 보다 낮은 회분 함량에서 추가 20% 만큼 시트 습윤 웹 강도를 추가로 증진시킬 수 있었다. 보다 높은 회분 함량에 대해, 63700의 성능은 20%보다 훨씬 더 높았다. The feedstock was prepared by disintegrating a commercial bleached hardwood dry lap. A mixture of 50% PCC and 50% GCC was added to the pulp stock to achieve different filler content in the sheet. 200 ppm Nalco 61067 was used as a retention aid. For the pretreatment evaluation, the filler mixture was pretreated with Nalco coagulant 4690 before the filler was added to the stock. During hand sheet manufacture, 3 kg / ton Nalco 63700 was added to improve sheet wet web strength. The inventors sought to evaluate the effect of the filler pretreatment on the crimp dewatering performance of 63700 by measuring the sheet wet web strength. The handsheet was compressed to a specified solids content (50%) by controlling the same pressure level at 60 占 폚 and the time required to completely decompose the wetted sheet under water under a shear force of 1000 RPM was measured using a sheet And recorded for comparison with wet web strength. The results showed that the sheet wet web strength could be significantly improved by the addition of 63,700. Filler pretreatment could additionally enhance sheet wet web strength by an additional 20% at an even lower ash content. For higher ash content, the 63700 performance was much higher than 20%.

실시예 2Example 2

기계 시험을 실시하였으며, 이때 제지기가 900m/min의 기계 속도로 GAB300를 제조하였다. 셀룰로오즈 섬유가 14% MXW; 3% 코팅된 브로크(coated broke); 17% SOW; 12% 비코팅된 브로크(uncoated Broke), 44% DIP 및 10% ONP인 조성물을 제공하였다. 또한, 지료는 GCC를 함유하였다. 시험 동안, 15/ton Nalco 압착 탈수 보조제 63700, 체류 보조제, 사이징제, 및 양이온성 전분을 포함하는 모든 습부 첨가제들을 일정하게 유지시켰다. A machine test was performed, in which the paper machine manufactured GAB300 at a machine speed of 900 m / min. Cellulose fibers 14% MXW; 3% coated broke; 17% SOW; 12% uncoated Broke, 44% DIP and 10% ONP. In addition, the feedstock contained GCC. During the test, all wetting additives, including 15 / ton Nalco squeeze dehydration aid 63700, retention aid, sizing agent, and cationic starch, were kept constant.

1) 충전제 체류 증진: 1) Enhancement of filler retention:

4690를 충전제를 기준으로 하여 0.5kg/ton에서 2kg/ton로 점차적으로 증가시켰다. 온라인(online) 회분 함량은 4690을 충전제 파이프에 첨가함으로써 점차적으로 증가한 것으로 나타났다. 명백하게, 충전제 전처리를 통해 15.6%에서 16.3%으로 0.7 회분 포인트가 증가하였다. 통상적으로, 동일 등급 생산에 대해, DCS의 기록된 회분 함량은 Nalco 63700를 사용하지 않고 약 12%였다. 회분 함량 개선이 단지 충전제 플라이(ply)에 의한 것임이 주목되어야 한다. 그러므로, 충전제 플라이에서의 회분 함량 증가는 충전제 플라이가 최종 생성물의 절반 평량을 차지하기 때문에 약 1.4%인 것으로 추정된다. FPAR는 70%에서 75%로 증가하였으며, 이는 최종 회분 함량이 현저히 증진된 이유를 설명할 수 있다. 4690 was gradually increased from 0.5 kg / ton to 2 kg / ton based on the filler. The online ash content was gradually increased by adding 4690 to the filler pipe. Obviously, pre-treatment of the filler increased the score by 0.7 points from 15.6% to 16.3%. Typically, for the same grade production, the recorded ash content of DCS was about 12% without using Nalco 63700. It should be noted that the improvement in ash content is due to the only filler ply. Therefore, the increase in ash content in the filler ply is estimated to be about 1.4% as the filler ply accounts for half the basis weight of the final product. FPAR increased from 70% to 75%, which could explain why the final ash content was significantly increased.

2) 증기압 감소:2) Reduced vapor pressure:

또한, 사전-건조기의 증기압이 충전제 전처리를 통해 감소된 것으로 나타났다. 증기압은 10:30am에서 2:00pm까지 2.15 bar에서 2 bar로 점차적으로 감하였다. 제 1 압착 섹션의 프레스(press) 압력 및 제 2 압착 섹션의 프레스 압력이 각각 550에서 470로, 그리고 600에서 580로 감소되었음에도 불구하고, 증기압은 단지 2.05로 되돌아갔다.Also, the vapor pressure of the pre-dryer was found to be reduced through pretreatment of the filler. The vapor pressure was gradually reduced from 2.15 bar to 2 bar from 10:30 am to 2:00 pm. The vapor pressure returned to only 2.05, although the press presses of the first press section and the press section of the second press section were reduced from 550 to 470 and 600 to 580, respectively.

시험 동안, 충전제가 전처리되고 약 1시간 후에, 회분 함량이 대략 15.6%에서 16.3%로 증가하였고, 이후 수시간 동안 동일 수준에서 유지되었다. 다른 한편, 증기압은 프레스 하중(press load)이 감소될 때까지 수시간 동안 감소를 유지하였다. 이는, 증기 감소가 단지 회분 함량 증가로부터 기인한 것이 아님을 나타내는 것으로 보인다. 또한, 이 시험의 증기 필요성 감소는 4690이 단지 충전제 플라이에 적용되었기 때문에 단지 그러한 플라이로부터 기인된 것임에 따라 회분 함량 증가 단독에 의한 총 증기 감소는 보다 적어야 한다. 그러므로, 결과는 충전제 전처리가 압착 탈수제 또는 습윤 웹 강도 보조제로서 63700 성능을 증진시킬 수 있음을 나타냈다.During the test, after about 1 hour of pretreatment of the filler, the ash content increased from approximately 15.6% to 16.3% and then remained at the same level for several hours. On the other hand, the vapor pressure kept decreasing for several hours until the press load was reduced. This appears to indicate that the steam reduction is not only due to the ash content increase. In addition, the reduction in steam requirement of this test should be due to the lowering of total steam loss by ash alone, as the 4690 is only due to such ply, since it was applied to the filler ply only. Therefore, the results showed that the filler pretreatment could enhance the 63700 performance as a squeeze dehydrating agent or a wet web strength aid.

당업자들은 앞서 기술된 모든 방법들이 또한 다른 비-셀룰로즈계 섬유성 물질을 포함하는 종이 매트, 셀룰로오즈계 섬유성 물질과 비-셀룰로오즈계 섬유성 물질의 혼합물을 포함하는 종이 매트, 및/또는 합성 섬유계 물질에 적용할 수 있음을 인지할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that all of the methods described above may also be applied to paper mats comprising other non-cellulosic fibrous materials, paper mats comprising a mixture of cellulosic fibrous materials and non-cellulosic fibrous materials, and / ≪ RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI >

청구범위에서 정의된 바와 같은 본 발명의 개념 및 범위에서 벗어나지 않고, 본원에서 기술되는 본 발명의 방법의 구성, 작동, 및 배열에서 변경이 이루어질 수 있다. 본 발명이 다수의 다양한 형태로 구현될 수 있지만, 본원에서는 본 발명의 특정 바람직한 구체예들이 기술된다. 본 기재는 본 발명의 원리에 대한 예시이고, 본 발명을 예시된 특정 구체예들로 한정하지 않는다. 또한, 본 발명은 본원에서 기술된 다양한 구체예들의 일부 또는 전부의 어떠한 가능한 조합을 포함한다. 본 출원 또는 어떠한 인용 특허, 인용된 특허 또는 그 밖의 인용문 어느 곳에서 언급된 모든 특허, 특허 출원, 및 그 밖의 인용문은 그 전문에 본원에 참조로 포함된다. 또한, 본 발명은 어떠한 인용문의 조성물, 방법, 성분, 요소 또는 그 밖의 부분 중 어느 하나, 일부 또는 전부를 배제하는 구체예들을 고려한다. Changes may be made in the structure, operation, and arrangement of the method of the invention described herein without departing from the concept and scope of the invention as defined in the claims. Although the present invention may be embodied in many different forms, certain preferred embodiments of the invention are described herein. The present disclosure is illustrative of the principles of the present invention and is not intended to limit the invention to the specific embodiments illustrated. The present invention also includes any possible combinations of some or all of the various embodiments described herein. All patents, patent applications, and other citations referred to in this application, or any cited patent, cited patent or other citation, are incorporated herein by reference in their entirety. In addition, the present invention contemplates embodiments that exclude any, some, or all of the compositions, methods, ingredients, elements, or other parts of any citation.

상기 내용은 예시적인 것이고 비배타적이지 않은 것으로 의도된다. 이러한 설명은 당업자에게 여러 변형 및 대안을 제시할 것이다. 모든 이러한 대안 및 변형은 청구범위 내에 포함되도록 의도되며, 여기서 용어 "포함하는"은 "~을 포함하지만, 이로 제한하지 않는"을 의미한다. 당업자는 균등물이 또한 청구범위에 의해 포함되도록 의도되는 본원에 기술된 특정 구체예들에 대한 다른 균등물을 인식할 수 있다.The above description is intended to be illustrative and not non-exclusive. This description will suggest many variations and alternatives to those skilled in the art. All such alternatives and modifications are intended to be included within the scope of the claims, and the term " comprising " means "including, but not limited to. Those skilled in the art will recognize that other equivalents to the specific embodiments described herein are intended to be covered by equivalents as well.

이는 본 발명의 바람직하고 대안적인 구체예들의 설명을 완전하게 만든다. 당업자는 균등물이 여기에 첨부된 청구범위에 의해 포함되도록 의도되는 본원에 기술된 특정 구체예에 대한 다른 균등물을 인지할 수 있다. This completes the description of preferred and alternative embodiments of the invention. Those skilled in the art will recognize that other equivalents to the specific embodiments described herein are intended to be encompassed by the appended claims.

Claims (19)

충전제를 포함하는 제지 방법으로서,
충전제 입자, 적어도 하나의 배수 첨가제(drainage additive) 또는 습윤 웹 강도 첨가제(wet web strength additive) 또는 습윤 강도 보조제(wet strength aid), 및 셀룰로오즈 섬유 모액(cellulose fiber stock)의 블렌드(blend)를 제공하는 단계,
충전제 입자를 셀룰로오즈 섬유 모액의 부재 하에 조성물로 처리하는 단계,
충전제 입자를 셀룰로오즈 섬유 모액과 배합하는 단계,
배합물을 적어도 하나의 습윤 강도 보조제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 첨가제로 처리하는 단계,
배합물로부터 종이 매트(paper mat)를 형성시키는 단계 및
조성물을 충전제 슬러리에 혼합시키기 위해 분배 헤드(distribution head)에 전달하는 단계를 포함하며,
충전제 입자의 적어도 10%는 침강성 탄산칼슘이고, 충전제 입자의 적어도 10%는 중질 탄산칼슘이고, 셀룰로오즈 섬유 모액은 복수의 셀룰로오즈 섬유 및 물을 포함하고, 조성물은 종이 매트에서 습윤 강도 보조제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 배수 첨가제의 성능을 증진시키고,
조성물의 적어도 일부는 분배 헤드를 지닌 회전 혼합 장치로 충전제에 첨가되고, 회전 혼합 장치는 드라이브에 의해 회전되고, 충전제 입자의 슬러리를 함유하는 컨테이너에 배열되고, 회전면과 연관되며, 회전축을 둘러싸는 분배 헤드는 그의 둘레를 따라 조성물이 슬러리 및 믹싱 블레이드(mixing blade)로 제공되는 분배 출구를 지니며,
분배 출구는 개구로서 형성되고, 믹싱 블레이드는 회전면에 대해 횡으로 연장되고 슬러리 파이프 내경의 적어도 절반과 같은 길이를 지니는 스트립(strip)으로서 형성됨을 특징으로 하는 방법.
A papermaking process comprising a filler,
Providing a blend of filler particles, at least one drainage additive or wet web strength additive or wet strength aid, and a cellulose fiber stock, step,
Treating the filler particles with the composition in the absence of a cellulose fiber stock solution,
Combining the filler particles with the cellulose fiber mother liquor,
Treating the blend with at least one wet strength additive or wet web strength additive or drain additive,
Forming a paper mat from the formulation; and
And delivering the composition to a distribution head for mixing into a filler slurry,
At least 10% of the filler particles are precipitated calcium carbonate, at least 10% of the filler particles are heavy calcium carbonate, the cellulose fiber stock solution comprises a plurality of cellulose fibers and water, the composition comprises a wet strength additive or wet web strength Improves the performance of additives or drainage additives,
At least a portion of the composition is added to the filler with a spin mixing device having a dispensing head, the spin mixing device is rotated by a drive, arranged in a container containing a slurry of filler particles, associated with a spinning surface, The head has a dispensing outlet along which the composition is provided with a slurry and a mixing blade,
Wherein the dispensing outlet is formed as an opening and the mixing blade is formed as a strip extending transversely to the plane of rotation and having a length equal to at least half of the inner diameter of the slurry pipe.
제1 항에 있어서, 종이 매트가 배합물로부터의 물의 일부를 제거함으로써 형성되는 방법.The method of claim 1, wherein the paper mat is formed by removing a portion of the water from the formulation. 제1 항에 있어서, 탄산칼슘의 적어도 일부가 비분산된(undispersed) 탄산칼슘, 분산된 슬러리 탄산칼슘, 쵸크(chalk), 및 이들의 어떠한 조합물로 이루어진 목록으로부터 선택된 한 가지 형태인 방법.The method of claim 1 wherein at least a portion of the calcium carbonate is in one form selected from the list consisting of undispersed calcium carbonate, dispersed slurry calcium carbonate, chalk, and any combination thereof. 제1 항에 있어서, 탄산칼슘의 적어도 일부가 분산된 슬러리 탄산칼슘 형태이고, 분산된 슬러리 탄산칼슘이 폴리아크릴산 폴리머 분산제, 소듐 폴리포스페이트 분산제, 카올린 점토 슬러리, 및 이들의 어떠한 조합물로부터 선택된 적어도 한 가지 물질을 추가로 포함하는 방법.3. The method of claim 1 wherein at least a portion of the calcium carbonate is in the form of a slurry calcium carbonate dispersed and the dispersed slurry calcium carbonate is at least one selected from polyacrylic acid polymer dispersant, sodium polyphosphate dispersant, kaolin clay slurry, ≪ / RTI > 제1 항에 있어서, 충전제 입자의 블렌드가 50% 중질 탄산칼슘과 50% 침강성 탄산칼슘인 방법.The method of claim 1, wherein the blend of filler particles is 50% heavy calcium carbonate and 50% precipitated calcium carbonate. 제1 항에 있어서, 조성물이 응고제인 방법.The method of claim 1, wherein the composition is a coagulant. 제1 항에 있어서, 조성물이 무기 응고제, 유기 응고제, 축합 중합(condensation polymerization) 응고제, 및 이들의 어떠한 조합물로 이루어진 목록으로부터 선택된 응고제인 방법.The method of claim 1, wherein the composition is a coagulant selected from the list consisting of an inorganic coagulant, an organic coagulant, a condensation polymerization coagulant, and any combination thereof. 제1 항에 있어서, 조성물이 200 내지 1,000,000의 분자량 범위를 지닌 응고제인 방법.The method of claim 1, wherein the composition is a coagulant having a molecular weight range from 200 to 1,000,000. 제1 항에 있어서, 조성물이 알럼(alum), 소듐 알루미네이트, 폴리알루미늄 클로라이드, 알루미늄 클로로하이드록사이드, 알루미늄 하이드록사이드 클로라이드, 폴리알루미늄 하이드록시클로라이드, 설페이트화 폴리알루미늄 클로라이드, 폴리알루미늄 실리카 설페이트, 페릭 설페이트, 페릭 클로라이드, 에피클로로하이드린-디메틸아민 (EPI-DMA), EPI-DMA 암모니아 가교된 폴리머, 에틸렌 디클로라이드 및 암모니아의 폴리머, 에틸렌 디클로라이드의 폴리머, 디메틸아민의 폴리머, 다작용성 디에틸렌트리아민의 축합 폴리머, 다작용성 테트라에틸렌펜타민의 축합 폴리머, 다작용성 헥사메틸렌디아민의 축합 폴리머, 다작용성 에틸렌디클로라이드의 축합 폴리머, 멜라민 폴리머, 포름알데하이드 수지 폴리머, 양이온 하전된 비닐 첨가 폴리머, 및 이들의 어떠한 조합물로 이루어진 목록으로부터 선택된 응고제인 방법.The composition of claim 1 wherein the composition is selected from the group consisting of alum, sodium aluminate, polyaluminum chloride, aluminum chlorohydroxide, aluminum hydroxide chloride, polyaluminum hydroxychloride, sulfated polyaluminium chloride, (EPI-DMA), EPI-DMA ammonia cross-linked polymers, polymers of ethylene dichloride and ammonia, polymers of ethylene dichloride, polymers of dimethylamine, polyfunctional diethylene < RTI ID = 0.0 > Polycondensation polymers of triamine, condensation polymers of polyfunctional tetraethylenepentamine, condensation polymers of polyfunctional hexamethylenediamine, condensation polymers of polyfunctional ethylene dichloride, melamine polymers, formaldehyde resin polymers, cationically charged vinylated polymers, How The method of coagulant selected from a list consisting of the combination. 제1 항에 있어서, 조성물이 AcAm/DADMAC 코폴리머인 방법.The method of claim 1, wherein the composition is a AcAm / DADMAC copolymer. 제1 항에 있어서, 배수 첨가제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 습윤 강도 보조제가 글리옥실화 아크릴아미드/DADMAC 코폴리머,폴리-비닐아민, 폴리-비닐아미드, 폴리-디알릴아민, 및 이들의 어떠한 조합물의 목록으로부터 선택된 한 가지인 방법.The method of claim 1, wherein the drainage additive or wet web strength additive or wet strength additive is selected from the group consisting of glyoxylated acrylamide / DADMAC copolymers, poly-vinylamines, poly-vinylamides, poly-diallylamines, One method selected from the list. 제1 항에 있어서, 종이 매트의 고형물 부분에 대한 배수 첨가제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 습윤 강도 보조제의 비가 종이 매트 1 톤(ton) 당 0.3 내지 5 kg의 강도 첨가제인 방법.The method of claim 1, wherein the ratio of the drain additive or wet web strength additive or wet strength additive to the solids portion of the paper mat is 0.3 to 5 kg of strength additive per tonne of paper mat. 제1 항에 있어서, GCC 입자의 적어도 일부가 조성물로 처리되는 방법.The method of claim 1, wherein at least a portion of the GCC particles are treated with the composition. 제1 항에 있어서, PCC 입자가 조성물로 처리되지 않는 방법.The method of claim 1, wherein the PCC particles are not treated with the composition. 제1 항에 있어서, 종이 매트가 고형물 부분을 지니고, 종이 매트 중 충전제 입자가 종이 매트의 고형물 부분을 합한 질량의 50% 초과를 차지하는 방법. The method of claim 1, wherein the paper mat has a solids portion and the filler particles in the paper mat occupy more than 50% of the combined mass of solids portions of the paper mat. 제1 항에 있어서, 배수 첨가제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 습윤 강도 보조제 및 조성물이 동일 전하를 지니는 방법. The method of claim 1, wherein the wastewater additive or wet web strength additive or wet strength adjuvant and composition have the same charge. 제1 항에 있어서, 충전제 입자의 블렌드가 유기 안료, 무기 안료, 클레이, 탈크, 이산화티탄, 알루미나 삼수화물, 바륨 설페이트, 수산화마그네슘, 및 이들의 어떠한 조합물로 이루어진 목록으로부터 선택된 한 가지 물질을 추가로 포함하는 방법. The method according to claim 1, wherein the blend of filler particles further comprises one substance selected from the list consisting of organic pigments, inorganic pigments, clay, talc, titanium dioxide, alumina trihydrate, barium sulfate, magnesium hydroxide, ≪ / RTI > 충전제의 사용을 포함하는 제지 방법으로서,
충전제 입자, 적어도 하나의 건조 강도 보조제(dry strength aid) 및 셀룰로오즈 섬유 모액의 블렌드를 제공하는 단계,
충전제 입자를 셀룰로오즈 섬유 모액의 부재 하에 조성물로 처리하는 단계,
충전제 입자를 셀룰로오즈 섬유 모액과 배합하는 단계,
배합물을 적어도 하나의 건조 강도 보조제로 처리하는 단계,
배합물로부터 종이 매트를 형성시키는 단계 및
조성물을 충전제 슬러리에 혼합시키기 위해 분배 헤드에 전달하는 단계를 포함하며,
충전제 입자의 적어도 10%는 분산된 슬러리 탄산칼슘 형태이고,
셀룰로오즈 섬유 모액은 복수의 셀룰로오즈 섬유 및 물을 포함하고,
조성물은 종이 매트에서 건조 강도 보조제의 성능을 증진시키고,
조성물의 적어도 일부는 분배 헤드를 지닌 회전 혼합 장치로 충전제에 첨가되고, 회전 혼합 장치는 드라이브에 의해 회전되고, 충전제 입자의 슬러리를 함유하는 컨테이너에 배열되고, 회전면과 연관되며, 회전축을 둘러싸는 분배 헤드는 그의 둘레를 따라 조성물이 슬러리 및 믹싱 블레이드로 제공되는 분배 출구를 지니며,
분배 출구는 개구로서 형성되고, 믹싱 블레이드는 회전면에 대해 횡으로 연장되고 슬러리 파이프 내경의 적어도 절반과 같은 길이를 지니는 스트립으로서 형성됨을 특징으로 하는 방법.
A papermaking process comprising the use of a filler,
Providing a blend of filler particles, at least one dry strength aid, and a cellulose fiber stock solution,
Treating the filler particles with the composition in the absence of a cellulose fiber stock solution,
Combining the filler particles with the cellulose fiber mother liquor,
Treating the formulation with at least one dry strength adjuvant,
Forming a paper mat from the formulation; and
And delivering the composition to a dispensing head for mixing into a filler slurry,
At least 10% of the filler particles are in the form of dispersed slurry calcium carbonate,
The cellulose fiber stock solution contains a plurality of cellulose fibers and water,
The composition improves the performance of the dry strength adjuvant in the paper mat,
At least a portion of the composition is added to the filler with a spin mixing device having a dispensing head, the spin mixing device is rotated by a drive, arranged in a container containing a slurry of filler particles, associated with a spinning surface, The head has a dispensing outlet along which the composition is provided as a slurry and mixing blade,
Wherein the dispensing outlet is formed as an opening and the mixing blade is formed as a strip extending transversely to the plane of rotation and having a length equal to at least half of the inner diameter of the slurry pipe.
배수 첨가제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 습윤 강도 보조제와 셀룰로오즈 섬유 간의 상호작용을 증가시키는 방법으로서,
충전제 입자를 셀룰로오즈 섬유 모액의 부재 하에 조성물로 전처리하는 단계,
전처리된 충전제 입자를 셀룰로오즈 섬유와 배합하는 단계,
배합물을 적어도 하나의 배수 첨가제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 습윤 강도 보조제로 처리하는 단계,
조성물을 충전제 슬러리에 혼합시키기 위해 분배 헤드에 전달하는 단계를 포함하며,
충전제 입자가 침강성 탄산칼슘, 중질 탄산칼슘, 및 이들의 어떠한 조합물로 이루어진 목록으로부터 선택되고,
조성물은 배수 첨가제 또는 습윤 웹 강도 첨가제 또는 습윤 강도 보조제가 충전제 입자에 부착되지 않도록 하고,
조성물의 적어도 일부는 분배 헤드를 지닌 회전 혼합 장치로 충전제에 첨가되고, 회전 혼합 장치는 드라이브에 의해 회전되고, 충전제 입자의 슬러리를 함유하는 컨테이너에 배열되고, 회전면과 연관되며, 회전축을 둘러싸는 분배 헤드는 그의 둘레를 따라 조성물이 슬러리 및 믹싱 블레이드로 제공되는 분배 출구를 지니며,
분배 출구는 개구로서 형성되고, 믹싱 블레이드는 회전면에 대해 횡으로 연장되고 슬러리 파이프 내경의 적어도 절반과 같은 길이를 지니는 스트립으로서 형성됨을 특징으로 하는 방법.
As a method for increasing the interaction between the cellulosic fibers and the wetting additive or the wet web strength additive or the wet strength adjuvant,
Pretreating the filler particles with the composition in the absence of a cellulose fiber mother liquor,
Blending the pretreated filler particles with the cellulose fibers,
Treating the blend with at least one wastewater additive or wet web strength additive or wet strength adjuvant,
And delivering the composition to a dispensing head for mixing into a filler slurry,
The filler particles are selected from the list consisting of precipitated calcium carbonate, heavy calcium carbonate, and any combination thereof,
The composition prevents the wastewater additive or wet web strength additive or wet strength adjuvant from adhering to the filler particles,
At least a portion of the composition is added to the filler with a spin mixing device having a dispensing head, the spin mixing device is rotated by a drive, arranged in a container containing a slurry of filler particles, associated with a spinning surface, The head has a dispensing outlet along which the composition is provided as a slurry and mixing blade,
Wherein the dispensing outlet is formed as an opening and the mixing blade is formed as a strip extending transversely to the plane of rotation and having a length equal to at least half of the inner diameter of the slurry pipe.
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