KR20160082540A - 초지기 배수제 및 지력 강화제를 위한 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제 처리법 - Google Patents

초지기 배수제 및 지력 강화제를 위한 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제 처리법 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 셀룰로오스 슬러리를 처리하여 배수를 향상시키는 방법을 개시하며; 상기 방법은 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제를 셀룰로오스 완성지료에 0.5 내지 1 lbs/톤의 양으로 첨가하는 단계 및 합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제를 상기 완성지료에 0.1 내지 10 lbs/톤의 양으로 첨가하여, 상기 완성지료를 배수시키고 종이 생산물을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

초지기 배수제 및 지력 강화제를 위한 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제 처리법{SURFACTANT BASED BROWN STOCK WASH AID TREATMENT FOR PAPERMACHINE DRAINAGE AND DRY STRENGTH AGENTS}
본 발명은 비표백 셀룰로오스 슬러리를 처리하여 배수 보조제 또는 강화 보조제의 성능을 향상시키는 방법에 관한 것이다.
종이 및 판지(paperboard)는 셀룰로오스 섬유의 수성 슬러리로부터, 이 슬러리를 움직이는 종이제작 와이어(papermaking wire) 또는 직물 상에 배치하고, 물을 빼내어 슬러리의 고체 성분으로부터 시트를 형성하여 생성된다. 이 순서 이후에 위 시트를 누르고 건조하여 추가적으로 물을 제거한다.
종이제조 와이어 또는 직물상에서 섬유 슬러리의 배수 또는 탈수는 흔히 더 빠른 초지기 속도를 달성하는 것을 제한하는 단계이다. 향상된 탈수는 또한 프레스 및 건조기 부분에서 시트를 더 건조하게 하고, 에너지 소비를 줄인다. 흔히 화학물질이 섬유상 슬러리가 종이제조 와이어 또는 직물에 도달하기 전에 슬러리에 첨가되어 배수/탈수와 고체 정착을 향상시키는데; 이러한 화학물질은 초지기 정착 및/또는 배수 보조제로 불린다.
지력 강화 첨가제는 종이 밀(mill)에서 사용되어 종이의 강도를 증가시킨다. 이는 내부 결합 형성을 증가시켜 종이의 강도를 증가시킨다. 또한, 지력 강화 첨가제는 파열 강도(bust strength), 인열 강도, 왁스 피크 값(wax pick values), 내절 강도, 뻣뻣함, 머신 가동성(machine runnability), 종이 필러 사용의 증가 수준 등을 향상시킨다. 지력 강화 첨가제는 또한 보풀과 먼지가 생기는 것을 감소시켰다. 배수 보조제는 또한 초지기에서 향상된 건조 강도를 제공하고, 이러한 초지기에서 배수에서의 증가가 활용되어 헤드박스(headbox) 컨시스턴시(consistency)를 희석하거나 또는 정제를 증가시키고, 따라서 향상된 시트 강도 성질을 제공한다.
초지기 배수 보조제는 높은 수준의 가용성 유기물 및 염을 함유하는 일부 완성지료 기질에서 효능이 감소하였다. 이러한 완성지료의 두 가지 예시는 높은 음이온성 전하를 함유하는 높은 수준의 가용성 리그닌 및 다른 유기 물질이 존재하는 중성 아황산 반-화학물질(neutral sulfite semi-chemical)(NSSC) 및 크라프트 버진 라이너보드이다. 이러한 고 음이온성 물질은 통상적인 배수 보조제 및 지력 강화 보조제에서 전하를 중화시키고, 그들의 효능을 현저하게 감소시킨다.
초지기 배수제 또는 강화제가 성능이 감소되거나 또는 비활성인 높은 수준의 가용성 리그닌을 함유하는 비표백 셀룰로오스 완성지료(unbleached cellulosic furnish)에서 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척(brown stock wash)(BSW) 보조제의 사용이 초지기 배수제 또는 강화제의 성능을 향상시킬 것이라는 점이 발견되었다. 이러한 셀룰로오스 완성지료에서 높은 수준의 가용 리그닌은 25 ppm 내지 2500 ppm의 범위이다. 계면활성제 기반 세척 보조제는 역사적으로 비표백 펄프 밀(unbleached pulp mill)에서 사용되지 않았으나, 표백 펄프 공장에서는 더 자주 사용되어 표백 플랜트로 들어가는 브라운 셀룰로오스 완성지료의 세척 및 청결을 증가시키고, 그 표적 종이 휘도에 이르기 위한 표백 화합물의 더 낮은 사용율을 야기하였다. 표백 밀을 위한 계면활성제 기반 세척 보조제의 예시는 US 5,405,498 및 US 5,404,502에 교시된다.
본 발명은 셀룰로오스 슬러리를 처리하여 배수를 향상시키는 방법을 제공하며, 상기 방법은 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제를 비표백 셀룰로오스 완성지료에 0.1 내지 10 lbs/톤의 양으로 첨가하는 단계 및 합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제를 상기 완성지료에 0.1 내지 10 lbs/톤의 양으로 첨가하여, 상기 완성지료를 배수시키고 비표백 종이 생산물을 형성하는 단계를 포함한다.
비록 이러한 기술들이 가끔은 둘 다 브라운 스톡 세척 보조제로서 여겨지기는 하나, 본 발명의 경우 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제는 소포제 배수 보조제와 상이하다. 본 발명의 목적을 위해 소포제 배수 보조제는 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제에 포함되지 않는다. 소포제 배수 보조제는 보통 실리콘 (폴리메틸 실록산) 오일, 실리콘 계면활성제, 지방족 탄화수소 오일 및 미립자를 함유한다. 상기 입자들은 침전 또는 발연 실리카 또는 에틸렌 비스 스테아라마이드(EBS)를 포함할 수 있다. 소포제 배수 보조제 메카니즘은 배수를 지연시키는 거품을 파열시키는 것으로 연행공기를 감소시켜 배수를 증가시키는 것이다. 소포제 배수 보조제는 워셔(washers) 상에서 또는 스크린 룸(screen room)에서, 또는 초지기 상에서 펄프 밀에 적용될 수 있다. 이러한 모든 사례에서, 소포제 배수 보조제는 연행공기를 제거하는 것으로 펄프 탈수율을 증가시키도록 작용한다. 소포제 배수 보조제는 실리콘 오일 및/또는 계면활성제, 탄화수소 오일, 및 입자의 블렌드이며, 연행공기를 제거하여 펄프 탈수를 향상시키는 기능을 한다.
본 발명에 대하여, 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제는 비-이온성 및 음이온성 계면활성제의 블렌드이며, 이는 리그닌을 안정화시키고 제거한다. 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제("계면활성제 기반 BSW 보조제(들)")는 전형적으로 비-이온성 및 음이온성 계면활성제의 블렌드이다. 계면활성제 기반 BSW 보조제의 음이온성 계면활성제는 레진(resins) 및 리그닌을 안정화시키고, 이들을 작고, 조심스럽고(discreet) 콜로이드 상태로 유지한다. 비이온성 계면활성제 성분은 표면장력을 감소시켜, 배수를 증가시키고, 동시에 더 많은 콜로이드성 물질을 그와 함께 제거한다. 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제는 결국 셀룰로오스 슬러리의 리그닌 함량을 감소시킬 것이다. 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제는 이전에는 비표백 펄프 공장에서 활용되는 것으로 알려지지 않았다.
계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제는 전형적으로 비-이온성 및 음이온성 계면활성제의 블렌드이다. 비-이온성 계면활성제의 예시는 노닐 페놀 에톡실레이트; 직쇄 및 분지쇄 알코올 알콕실레이트; 소르비탄 에스테르; 알콕실화된 소르비탄 알킬 에스테르; 및 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜의 디-블록 및 트리-블록 공중합체를 포함한다. 비-이온성 계면활성제의 친수성-친유성 밸런스(hydrophile-lipophile balance)(HLB)는 7 내지 20, 바람직하게는 10 내지 20, 더 바람직하게는 12 내지 16의 범위일 것이다. 음이온성 계면활성제 또는 분산제의 예시는 알킬 사슬이 직쇄 또는 분지쇄일 수 있는 알킬벤젠 술포네이트, 디알킬 술포숙시네이트, 알킬 술포네이트, 알킬 포스페이트, 알킬 카르복실레이트; 폴리(메트)아크릴레이트; 폴리말레산 및 무수물; 및 리그노술포네이트를 포함한다. 계면활성제 기반 BSW 보조제의 구체적인 예시는 음이온성 및 비-이온성 계면활성제의 블렌드인 인피니티 PK2735(Infinity PK2735), 인피니티 PK2732 및 인피니티 2726(허큘레스 인코포레이티드(Hercules Incorporated), 델라웨어주 윌밍턴(Wilmington DE))를 포함한다. 비-이온성 계면활성제와 음이온성 계면활성제의 중량비는 1:99 내지 99:1 또는 5:95 내지 95:5 또는 10:90 내지 90:10 또는 20:80 내지 80:20 일 수 있다.
이론에 얽매이지 않으면, 계면활성제 기반 BSW 보조제의 음이온성 계면활성제가 레진 및 리그닌을 안정화시키고, 이들을 작고, 조심스럽고 콜로이드 상태로 유지하는 것으로 여겨진다. 비이온성 계면활성제는 표면장력을 감소시켜, 배수를 증가시키고, 동시에 더 많은 콜로이드성 물질을 그와 함께 제거한다. 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제는 셀룰로오스 슬러리의 리그닌 함량을 감소시킬 것이다. 감소된 리그닌 함량은 전통적인 배수 및 지력 강화제의 효능을 증가시킬 것이다.
계면활성제 기반 BSW 보조제는 워셔의 목적이 증해액의 성분을 제거하고 회수하는 것인 펄프 밀의 워셔 라인(washer line)에 첨가된다. 계면활성제 기반 BSW 보조제는 희석수에 첨가될 수 있고, 워셔에 앞서서 펄프를 8 내지 10 % 농도에서 1 내지 3 % 농도로 희석하는데 활용될 수 있다. 계면활성제 기반 BSW 보조제는 또한 워셔 상의 펄프 매트(pulp mat)에 적용되는 샤워 워터(shower water)에 첨가될 수 있다.
계면활성제 기반 BSW 보조제의 처리 용량은 낮게 시작되어 시간에 걸쳐, 보통 여러 날에 걸쳐 천천히 증가된다. BSW 보조제 용량은 완성지료 고체의 톤당 BSW 보조제 0.01 내지 10 lb., 또는 0.05 내지 5 lb., 또는 0.2 내지 1 lb.의 범위일 수 있다. BSW 보조제는 일반적으로 2차 희석을 필요로 하지 않는 액체로서 공급된다.
계면활성제 기반 BSW 보조제 처리로 인한 종이 생산물의 비표백 등급에서 기능할 것인 초지기 배수 보조제 또는 강화제는 일반적으로 수용성 또는 수분산성 합성 중합체이다. 합성 중합체 초지기 강화 보조제 또는 배수 보조제는 비이온성 중합체, 양이온성 공중합체 또는 음이온성 공중합체일 수 있다.
일반적으로 초지기 배수 보조제는 응고 및/또는 응집 메커니즘의 조합에 의해 기능하고, 이는 결국 펄프 슬러리를 응집시킨다. 응고는 전하 중화에 의한 불안정화의 과정이다. 일단 중화되면, 입자 또는 섬유는 더이상 서로 반발하지 않으며 합쳐질 수 있다. 응고는 전형적으로 응고제에 의해 달성되며, 이는 500,000 그람/몰 이하의 낮은 분자량을 가지고, 전하 밀도는 2 내지 20 밀리당량/그람 유기 고분자전해질, 또는 황산 알루미늄 또는 염화 제2철과 같은 무기 물질이다. 응집은 불안정화되고 응고된 입자 또는 섬유가 더 큰 집합체 또는 무리(floc)를 형성하는 가교방법을 통해서 합쳐지는 과정이다. 응집은 전형적으로 중합성 응집제와 같은 초지기 배수 보조제에 의해 달성되며, 이는 전형적으로 2백만 g/몰의 고분자량 또는 더높은 폴리아크릴아마이드 또는 폴리에틸렌 옥사이드이다. 펄프의 더 큰 집합체는 그런 뒤 형성되는 셀룰로오스 펄프 패드에서 더 자유롭게 물을 배수시킬 것이고, 따라서 배수율 또는 탈수율이 증가할 것이다.
본 발명에 대하여, 초지기 배수 보조제는 응고 및 응집 메커니즘에 의해 거대-응집체의 섬유를 생성하는 기능을 가지고, 그 결과 펄프 탈수율을 증가시키는 것들이다. 이들은 조성 및 메카니즘에 있어서 소포제 배수 보조제와 상이하며, 이러한 소포제 배수 보조제는 실리콘 기반이고 섬유에 부착된 공기 거품을 불안정하게하고 파열시키는 기능에 의해 펄프를 더 빨리 탈수시키는 것이다.
합성 중합체 초지기 강화 보조제 또는 배수 보조제는 비이온성 중합체, 양이온성 공중합체 또는 음이온성 공중합체일 수 있다.
합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제를 제조하는데 사용되는 비이온성 단량체는 아크릴아마이드; 메타크릴아마이드; N-메틸아크릴아마이드와 같은 N-알킬아크릴아마이드; N,N-디메틸아크릴아마이드와 같은 N,N-디알킬아크릴아마이드; 메틸 메타크릴레이트; 메틸 아크릴레이트; 아크릴로니트릴; N-비닐 메틸아세트아마이드; N-비닐포름아마이드; N-비닐메틸포름아마이드; 비닐 아세테이트; N-비닐 피롤리돈 및 이전에 기재된 임의의 것들의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 본 발명은 다른 유형의 비이온성 단량체가 사용될 수 있다는 점을 고려한다. 1종 초과의 비-이온성 단량체가 합성 중합체를 제조하는데 사용될 수 있다. 바람직하게 사용되는 비이온성 단량체는 아크릴아마이드; 메타크릴아마이드, N-비닐포름아마이드이다.
합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제를 제조하는데 사용되는 양이온성 단량체는 디알릴디메틸 염화 암모늄과 같은 디알릴디알킬 할로겐화 암모늄과 같은 양이온성 에틸렌적으로 불포화된 단량체; 디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 디메틸아미노프로필 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시디메틸 아미노프로필 (메트)아크릴레이트, 아미노에틸 (메트)아크릴레이트와 같은 디알킬아미노알킬 화합물의 (메트)아크릴레이트 및 그들의 염 및 4급물(quaternaries); N,N-디메틸 아미노에틸 (메트)아크릴아마이드와 같은 N,N-디알킬아미노알킬(메트)아크릴아마이드 및 그들의 염 및 4급물 및 이전에 기재된 것들의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 1종 초과의 양이온성 단량체가 합성 중합체를 제조하는데 사용될 수 있다. 가장 바람직한 것은 디알릴디메틸 염화 암모늄 및 디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 및 그들의 염 및 4급물 및 이전에 기재된 것들의 혼합물이다.
폴리(비닐아민)은 또한 본 발명에서 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제로서 적절한 양이온성 합성 중합체이다. 폴리비닐 아민은 동종 중합체 또는 공중합체 일 수 있다. 폴리비닐아민 중합체를 생성하는 한가지 방법은 단량체(들)을 중합한 후 가수분해 하는 것에 의한다. 가수분해의 수준은 몰 기준에 대해 "% 가수분해" 또는 "가수분해 %"로 표현될 수 있다. 가수분해된 중합체는 따라서 "% 가수분해된"으로 기재될 수 있다. 또한, 가수분해의 수준은 근사치일 수 있다. 본 출원인 발명의 목적을 위해, "50 % 가수분해된" 것으로 지칭되는 폴리(비닐아민)은 40 내지 60 % 가수분해된 것을 의미한다. 유사하게, 약 100 % 가수분해된 폴리(비닐아민)은 80 내지 100 % 가수분해된 것을 의미한다. 가수분해 반응을 조절하는 것은 아민 관능성을 가지는 단량체의 결과물 퍼센트를 바꿀 수 있으므로, 가수분해 반응은 일부 또는 모든 단량체(들)의 아민으로 전환을 야기한다. 가수분해의 수준은 10 % 내지 100 %, 또는 20 % 내지 100 %, 또는 더 바람직하게는 30 % 내지 100 %의 범위일 수 있다.
폴리(비닐아민)을 제조하는데 사용되는 단량체의 예시는 N-비닐포름아마이드, N-비닐 메틸 포름아마이드, N-비닐프탈이미드, N-비닐숙신이미드, N-비닐-t-부틸카바메이트, N-비닐아세트아마이드, 및 이전에 기재된 것들의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 가장 바람직한 것은 N-비닐포름아마이드의 가수분해로 제조되는 중합체이다. 공중합체의 경우, 상기에 기재된 것들과 같은 비이온성 단량체가 바람직한 공단량체이다. 대안적으로, 폴리(비닐아민)은 중합체의 유도체화에 의해서 제조될 수 있다. 이러한 과정의 예시는 폴리아크릴아마이드의 호프만 반응을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 폴리(비닐아민) 또는 폴리아민에 대한 다른 합성 경로가 활용될 수 있다는 점이 고려된다.
비이온성 단량체와 양이온성 단량체의 몰 퍼센트는 약 100:1 내지 1:100, 또는 80:20 내지 20:80, 또는 75:25: 25:75 또는 40:60 내지 60:40의 범위에 속할 수 있다. 비이온성 단량체와 양이온성 단량체의 몰 퍼센트는 총 100%가 될 수 있다. 1종 초과의 비이온성 또는 양이온성 단량체가 합성 중합체 배수 보조제 또는 강화제에 존재할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 양이온성 공중합체의 예시는 디알릴디메틸 염화 암모늄 또는 디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트와 같은 양이온성 단량체와 함께 아크릴아마이드; 메타크릴아마이드 또는 N-비닐포름아마이드를 가지는 중합체를 포함할 수 있다.
합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제를 제조하는데 사용되는 음이온성 단량체는 아크릴산; 메타크릴산; 말레산; 이타콘산; 아크릴아미도글리콜산; 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산; 3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판술폰산; 스티렌술폰산; 비닐술폰산; 비닐포스폰산; 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 포스폰산의 유리산 및 염; 및 이전에 기재된 것들의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 가장 흔한 것은 아크릴산의 유리산 및 염, 메타크릴산의 유리산 및 염, 그리고 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산의 유리산 및 염이다. 산의 염 형태가 음이온성 중합체를 제조하는데 사용되는 경우, 상기 염은 Na+, K+, 또는 NH4 +로부터 선택된다. 1종 초과의 음이온성 단량체가 합성 중합체를 제조하는데 사용될 수 있다.
비이온성 단량체와 음이온성 단량체의 몰 퍼센트는 약 100:1 내지 1:100, 또는 90:10 내지 30:70, 또는 70:30 내지 40:60의 범위에 속할 수 있고, 비이온성 단량체와 음이온성 단량체의 몰 퍼센트는 총 100%일 수 있다. 1종 초과의 비이온성이 존재할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 1종 초과의 음이온성 단량체가 존재할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 음이온성 공중합체의 예시는 아크릴산 또는 메타크릴산과 같은 음이온성 단량체와 함께 아크릴아마이드; 메타크릴아마이드 또는 N-비닐포름아마이드를 포함하는 중합체를 포함할 수 있다.
합성 중합체 배수 보조제 또는 강화 보조제는, 하나 이상의 비-이온성 단량체에 더하여, 하나 이상의 양이온성 및 음이온성 단량체를 둘 다 함유할 수 있고, 이는 양쪽성 중합체를 야기한다. 양이온성 단량체와 음이온성 단량체의 몰 퍼센트는 약 100:1 내지 1:100, 또는 90:10 내지 10:90, 또는 40:60 내지 60:40의 범위에 속할 수 있으며, 비-이온성, 음이온성, 및 양이온성 단량체의 몰 비는 총 100%이어야 한다.
합성 수용성 또는 수분산성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제는 또한 합성 중합체에 추가적인 성질들을 부여하거나 또는 합성 중합체 구조를 개질하기 위해 개질될 수 있다. 단량체의 중합은 다관능제의 존재하에서 일어날 수 있고, 또는 다관능제는 중합체 후-중합을 처리하는데 활용될 수 있다. 유용한 다관능제는 적어도 두 개의 이중결합, 하나의 이중결합 및 반응성기, 또는 두 개의 반응성기를 가지는 화합물을 포함한다. 적어도 두 개의 이중결합을 함유하는 것들의 예시는 N,N-메틸렌비스아크릴아마이드; N,N-메틸렌비스메타크릴아마이드; 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트; 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트; N-비닐 아크릴아마이드; 디비닐벤젠; 트리알릴암모늄 염, 및 N-메틸알릴아크릴아마이드이다. 적어도 하나의 이중 결합 및 적어도 하나의 반응성기를 함유하는 다관능성 분지화제는 글리시딜 아크릴레이트; 글리시딜 메타크릴레이트; 아크롤레인; 및 메틸올아크릴아마이드를 포함한다. 적어도 두 개의 반응성기를 함유하는 다관능성 분지화제는 글리옥살과 같은 디알데하이드; 및 디에폭시 화합물; 에피클로로하이드린을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 합성 중합체 초지기 배수 보조제의 추가적인 예시는 폴리비닐아민, 글리옥실화 양이온성 폴리아크릴아마이드, 및 양이온성 폴리아크릴아마이드를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 100 % 가수분해된 폴리비닐아민, 50 % 가수분해된 폴리비닐아민 및 30 몰% 이하의 양이온성 단량체를 포함하는 양이온성 폴리아크릴아마이드가 바람직하다. 하나의 예시는 50 몰% 이하의 디알릴디메틸 염화 암모늄 또는 30 몰% 이하의 디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트를 함유하는 양이온성 폴리아크릴아마이드이다. 본 발명의 추가적으로 유용한 중합체는 에스피 7200(음이온성 폴리아크릴아마이드 중합체)와 같은 퍼폼™(PerformTM) 제품, 헤르코본드™ 6350((HercobondTM 6350)(폴리비닐아민 공중합체 중합체), 헤르코본드™ 6363(폴리비닐아민 공중합체), 헤르코본드™ 6950(폴리비닐아민 공중합체), 헤르코본드™ 1307(개질된 양이온성 폴리아크릴아마이드), 퍼폼™ PC 8181(양이온성 폴리아크릴아마이드), 퍼폼™ PC 8179(양이온성 폴리아크릴아마이드)이며, 이들은 모두 허큘레스 인코포레이티드(윌밍턴, 델라웨어)로부터 입수가능하다.
비-이온성, 양이온성, 또는 음이온성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제의 분쟈량은 100,000 내지 50,000,000 달톤, 또는 1,000,000 내지 25,000,000 달톤, 또는 5,000,000 내지 20,000,000 달톤 범위의 점도 평균 분자량일 수 있다.
상기 처리는 리그닌을 씻어내고 제거하기 위해 계면활성제 기반 BSW 보조제를 펄프 공장의 희석액 또는 샤워 워터에 첨가하는 것에 의해 효력화된다. 계면활성제 기반 BSW 보조제의 공급량은 낮게 시작되어, 시간에 걸쳐, 일반적으로 여러 날에 걸쳐 천천히 증가하여 임계 미셸 농도(CMC)에 도달하고, 그 후 성능 반응을 제공한다. 용량은 펄프 드럼 상의 섬유 매트의 급격한 배수 및 밀폐를 야기하는 계면활성제 기반 세척 보조제의 과공급을 방지하기 위해 시간에 걸쳐 천천히 증가된다. 여과물 전도성 및 리그닌 함량, 섬유 매트 컨시스턴시, 및 닥터 블레이드(doctor blade)를 통한 드럼에서 펄프 제거의 용이성을 모니터링하여 계면활성제 기반 세척 보조제의 활성을 측정하고, 또한 과공급 상황을 방지한다. CMC에 도달하게 되면, 펄프의 컨시스턴시가 증가한다. 또한, 시간의 기간에 걸쳐 측정된 여과물에서 평균 전도성이 CMC에 도달하게 되면 단계 증가(step increase)를 가지게 될 것이다. 통상의 기술자는 CMC에 도달하게 되는 때를 측정할 수 있다. 계면활성제 기반 BSW 보조제의 사이클 업(cycle up)이 달성되고 리그닌 수준이 감소한 이후에, 수용성 또는 수분산성 합성 중합체 초지기 배수 보조제가 초지기에 가까운 처리된 슬러리에 첨가된다. 그 후 슬러리는 종이제작 와이어 상에서 배수되어 섬유 슬러리가 탈수되고 시트(sheet)가 형성된다. 계면활성제 기반 BSW 보조제 및 합성 중합체 초지기 배수 보조제가 서로 함께 사용되는 경우에 향상된 배수가 관찰된다.
브라운 스톡 세척 보조제가 첨가될 수 있는 한가지 장소는 마지막 단계 브라운 스톡 워셔(brown stock washer)이다.
계면활성제 기반 BSW 보조제가 합성 중합체 초지기 배수 보조제와 함께 사용되면 여전히 동일한 성능 수준(배수)을 유지하면서 더 적은 합성 중합체 초지기 배수 보조제가 사용될 수 있다는 점이 발견되었다. 대안적으로, 합성 중합체 초지기 배수 보조제가 대부분 비효율적인 일부 종이제작 시스템에서, 계면활성제 기반 BSW 보조제의 사용은 합성 중합체 초지기 배수 보조제의 효율을 제공할 것이다.
합성 중합체 초지기 배수 보조제의 공급점은 해당 기술분야에 잘 알려져 있으며 농후한 스톡(thick stock) 또는 묽은 스톡, 블렌드 체스트(blend chest), 머신 체스트(machine chest), 팬 펌프(fan pump), 클리너, 및 원심스크린(centriscreen) 이전 또는 이후를 포함할 수 있다. 합성 중합체 초지기 배수 보조제 용량은 완성지료 고체의 톤당 활성 중합체 0.01 lbs 내지 10 lbs. 또는 완성지료 고체의 톤당 중합체 0.01 내지 5, 또는 0.05 내지 5, 또는 0.1 내지 2 lbs.의 범위일 수 있다. 합성 중합체 초지기 배수 보조제는 건조 또는 과립 분말, 수용성 용액 또는 분산액, 또는 역 에멀전(inverse emulsion)으로서 제작되고 최종 사용자에게 공급될 수 있다.
계면활성제 기반 BSW 보조제와 합성 수용성 중합체 초지기 배수 보조제의 중량비는 100:1 내지 1:100 또는 80:20 내지 20:80 또는 50:50 내지 10:90 또는 60:40 내지 40:60의 범위일 수 있다.
본 발명의 방법을 위한 적절한 셀룰로오스 완성지료 또는 섬유 펄프는 전통적인 화학 펄프와 같은 통상적인 종지제작 스톡을 포함한다. 예를 들어, 비표백 크라프트 종이, 황산염 펄프 및 아황산염 펄프, 그리고 쇄목 펄프, 열기계 펄프, 또는 화학-열기계 펄프와 같은 기계펄프이다. 셀룰로오스 완성지료 또는 슬러리의 pH는 4 내지 10의 범위일 수 있다.
본 발명은 펄프가 표백 과정을 거치지 않은 종이 생산물을 제조하는데 사용된다.
본 발명의 일 실시양태에서 비표백 셀룰로오스 슬러리는 처리되어 배수가 향상되고, 상기 처리는 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제를 셀룰로오스 완성지료에 0.1 내지 10 lbs/톤의 양으로 첨가하는 단계, 및 합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제를 상기 셀룰로오스 완성지료에 0.1 내지 10 lbs/톤의 양으로 첨가하여, 상기 셀룰로오스 완성지료를 배수시키고 비표백 종이 생산물을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시양태에서 비표백 셀룰로오스 슬러리는 처리되어 배수가 향상되고, 상기 처리는 소포제를 비표백 셀룰로오스 완성지료에 0.1 내지 10 lbs/톤의 양으로 첨가하는 단계, 및 상기 셀룰로오스 완성지료에 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제를 0.1 내지 10 lbs/톤의 양으로 첨가하는 단계, 및 합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제를 상기 셀룰로오스 완성지료에 0.1 내지 10 lbs/톤의 양으로 첨가하여, 상기 셀룰로오스 완성지료를 배수시키고 비표백된 종이 생산물을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시양태에서 비표백 셀룰로오스 슬러리는 처리되어 배수가 향상되고, 상기 처리는 5 내지 30 중량%의 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜의 트리블록 공중합체, 5 내지 40 중량%의 알코올 에톡실레이트, 및 2 내지 20 중량%의 폴리이소부틸렌 및 소듐 폴리말레에이트의 공중합체를 포함하는 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제를 셀룰로오스 완성지료에 0.1 내지 2 lbs/톤의 양으로 첨가하는 단계 및 10 몰 퍼센트 전하 양이온성 폴리아크릴아마이드 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제를 셀룰로오스 완성지료에 0.1 내지 2 lbs/톤의 양으로 첨가하여, 상기 셀룰로오스 완성지료를 배수시키고 비표백 종이 생산물을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명을 위한 바람직한 생산물 및 용량은: 0.5 내지 1.5 lb./T의 인피니티 PK2735 더하기 1 내지 4 lb./T 활성 헤르코본드 6950; 0.5 내지 1.5 lb./T의 인피니티 PK2735 더하기 1 내지 4 lb./T 활성 헤르코본드 1307; 0.5 내지 1.5 lb./T의 인피니티 PK2735 플러스 0.1 내지 2 lb./T의 생산물 퍼폼 PC 8179; 0.5 내지 1.5 lb./T의 인피티니 PK2735 더하기 0.1 내지 2 lb./T의 생산물 퍼폼 PC 8181이다.
실시예
실시예 1. 일련의 배수 실험을 수행하여 합성 중합체 초지기 배수 보조제에 대한 가용성 리그닌의 부정적 효과를 증명하였다. 비표백 침엽수 크라프트 펄프를 남부 미국 라이너보드 초지기로부터 수득하였다. 완성지료 컨시스턴시를 탈염수로 0.5 % 컨시스턴시로 조절하였다. 완성지료 전도성을 0.15 %의 무수 황산 나트륨을 사용하여 2500 μS/cm로 조절하였다. pH를 농축된 황산을 이용하여 5.0으로 조절하였다.
본 발명의 배수 활성을 에이비 아크리비 케미콘술터(AB Akribi Kemikonsulter)(스웨덴 순스발(Sundsvall, Sweden))로부터 입수 가능한 실험 장비인 역학 배수 분석기(Dynamic Drainage Analyzer)의 변형을 활용하여 측정하였다. 실험 장치는 총 60 초의 시간 동안 분리 매체(medium)의 바닥에 대해 300 mbar 진공을 적용한다. 상기 장치는 진공의 적용과 진공 중단점(break point) 사이의 시간, 즉 공기/물 경계면이 증점되는 섬유 매트를 통과하는 시간을 전자적으로 측정한다. 이 장치는 이러한 값을 배수 시간으로서 보고한다. 더 낮은 배수 시간이 바람직하다. 변형은 혼합 챔버 및 여과 매체 모두를 상기 머신에 대한 더 작은 샘플 부피 및 단면적으로 치환하는 것으로 구성된다. 0.5 % 컨시스턴시인 250-ml 샘플 부피 및 47-mm 단면적 여과 직경 (60-메쉬 스크린)이 모든 테스트에 사용되었다.
배수 테스트를 완성지료의 톤당 0.5 lb의 퍼폼® PC920 양이온성 폴리아크릴아마이드 배수 보조제(허큘레스 인코포레이티드, 윌밍턴, 델라웨어주)로 수행하였다. 가용성 크라프트 리그닌(인둘린 에이티, 미드웨스트바코, 노스캐롤라이나주 샬럿(Indulin AT, MeadWestvaco, Charlotte, NC))의 다음 증가 수준을 상기 완성지료에 첨가하고 배수 성질을 평가하였다.
중합체 #/T 리그닌, ppm 배수 시간, s
블랭크 0 0 77.7
PC 920 0.5 0 58.6
PC 920 1 0 58.2
PC 920 0.5 50 84.5
PC 920 1.0 50 108.6
PC 920 0.5 100 177.9
PC 920 1 100 309.1
표 1에서 나타나듯, 가용성 리그닌의 증가된 수준은 양이온성 중합체의 배수 성능에서 급격한 감소를 제공한다. 따라서 계면활정세 기반 브라운 스톡 세척 보조제의 사용에 의한 본 발명의 공정에서와 같이, 가용성 리그닌의 수준이 감소될 수 있다면, 양이온성 중합체의 성능이 유지되거나 향상될 수 있을 것이다.
실시예 2. 두 번째 일련의 배수 실험을 수행하여 합성 중합체 초지기 배수 보조제에 대한 가용성 리그닌의 부정적인 효과를 증명하였다. 비표백 침엽수 크라프트 펄프를 남부 미국 라이너보드 초지기로부터 수득하였다. 완성지료 컨시스턴시를 머신 체스트 스톡과 화이트 거품물(white water)를 블렌딩하여 0.7 % 컨시스턴시로 조절하였다. 완성지료 전도성은 1830 μS/cm이고 pH는 5.0이었다.
본 발명의 배수 활성을 실시예 1에 기재된 역학 배수 분석기를 활용하여 아래의 수정 테스트 절차로 측정하였다. 배수 분석기에 표준 기구 혼합 챔버를 장착하였고, 500 ml의 스톡을 활용하였다. 기구에 의해 표시되는 배수 시간을 기록하였다. 또한 진공 완료 후에 패드의 퍼센트 컨시스턴시를 펄프 패드의 탈수를 정량화하는 다른 수단으로 측정하였다. 배수 테스트로부터 얻은 결과물 패드를 DDA로부터 제거하고 3 플레이스 저울(three place balance) 상에서 칭량한 뒤, 125 ℃ 오븐에서 2 시간 동안 놓은 뒤 재칭량하였다. 습윤 패드 중량을 최종 패드 중량으로 나누는 것으로 퍼센트 컨시스턴시를 계산하였다. 더 높은 패드 컨시스턴시가 바람직하고, 이는 더 좋은 탈수 반응을 나타낸다.
배수 테스트를 완성지료의 톤당 2 lb의 헤르코본드® 6950 양이온성 폴리비닐아민 배수 보조제(허큘레스 인코포레이티드, 윌밍턴, 델라웨어주)로 수행하였다. 가용성 크라프트 리그닌(인둘린 씨(Indulin C), 미드웨스트바코, 노스캐롤라이나주 샬럿)의 다음 증가 수준을 상기 완성지료에 첨가하고 배수 성질을 평가하였다.
중합체 #/T (활성) 리그닌, ppm 배수시간, s 패드
컨시스턴시 , %
블랭크 0 0 24.6 16.1
헤르코본드 6950 2 0 20.1 16.4
블랭크 0 100 30.3 14.7
헤르코본드 6950 2 100 22.7 16.0
블랭크 0 200 34.4 13.9
헤르코본드 6950 2 200 27.3 15.2
블랭크 0 400 45.0 10.4
헤르코본드 6950 2 400 42.9 12.4
표 2에서 나타나듯, 가용성 리그닌의 증가된 수준은 처리되지 않은 스톡의 배수 성질 및 양이온성 중합체의 배수 성능에서 급격한 감소를 제공한다. 증가된 수준의 가용성 리그닌으로 배수 시간이 더 느려지게되고 패드는 더 침윤된다. 상기 데이터는 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제의 사용에 의한 본 발명의 공정에서와 같이, 가용성 리그닌의 수준이 감소될 수 있다면, 스톡의 배수 및 탈수 성질, 그리고 양이온성 중합체의 배수 및 탈수 성능이 유지되거나 향상될 수 있다는 점을 증명한다.
실시예 3. 예언적 실시예(Prophetic Example). 남부 버진 라이너보드 밀에서, 1 lb./T의 인피니티TM PK 2735 계면활성 세척 보조제(surfactant wash aid)를 브라운 스톡 워셔 라인의 마지막 단계에 첨가한다. 세척 보조제를 0.25 lb./T의 증가량으로 매 2 시간마다 시간에 걸쳐 천천히 증가시키고, 원하는 1 lb./T 용량이 8 시간 뒤에 달성된다. 최종 워셔 라인 및 헤드박스에서 가용성 리그닌 수준을 휴대용 UV 분광 광도계를 이용하여 280 nm 파장에서 모니터링한다. 일주일 후에 가용성 리그닌 수준은 계면활성 세척 보조제를 공급하는것에 의해 제공되는 증가된 세척 효율로 인하여 50 %로 감소되는 것이 예측된다. 일단 더 낮은 리그닌 수준이 달성되면, 헤르코본드TM 6950 폴리비닐아민 배수 보조제를 압력 스크린(pressure screen) 이후에 묽은 스톡에 2 lb./T 활성 중합체의 용량으로 첨가한다. 배수 보조제를 0.5 lb./T의 증가량으로 매 6 시간마다 시간에 걸쳐 천천히 증가시키고, 원하는 2 lb./T 용량이 24 시간 후에 달성된다. 일단 목표 용량이 달성되면, 초지기 코치 고체(papermachine couch solids)가 증가하고, 증기 사용이 감소하여, 초지기 속도를 10 % 증가시키는 것이 예측된다. 종이 생산물이 형성된다.
실시예 4. 예언적 실시예 남부 버진 라이너보드 밀에서 압력 스크린 이후에 헤르코본드TM 6950 폴리비닐아민 배수 보조제를 묽은 스톡에 2 lb./T 활성 중합체의 용량으로 공급한다. 코치 컨시스턴시가 +/- 2%로 변하므로 배수 성능이 매우 일관적이지 않고, 머신 스피드에서 +/- 10%의 폭넓은 변동(wide swings)을 야기한다. 가용성 리그닌 수준을 마지막 워셔 라인 및 헤드박스에서 휴대용 UV 분광 광도계를 이용하여 280 nm 파장에서 350 ppm의 평균값 및 30 %의 상대 표준 편차(RSD)로 모니터링한다. 1 lb./T의 인피니티TM PK 2735 세척 보조제를 브라운 스톡 워셔의 최종 단계에 첨가하여 가용성 리그닌을 감소시키고 변화를 최소화 한다. 세척 보조제를 0.25 lb./T의 증가량으로 매 2 시간마다 시간에 걸쳐 증가시키고, 원하는 1 lb./T 용량이 8 시간 후에 달성된다. 일주일 후 가용성 리그닌 수준은 평균 150 ppm으로 감소되는 것이 예측되고, RSD는 10 % 미만으로 예측된다. 배수 보조제 성능은 또한 초지기 코치 고체가 증가하므로 향상되고, 증기 사용이 감소하여, 초지기 속도를 10 % 증가시킨다. 종이 생산물이 형성된다.
실시예 5. 예언적 실시예. 남부 버진 라이너보드 공장에서, 1 lb./T의 인피니티TM PK 2735 계면활성 세척 보조제를 브라운 스톡 워셔 라인의 최종 단계에 첨가 한다. 세척 보조제를 0.25 lb./T의 증가량으로 매 2 시간 동안 시간에 걸쳐서 천천히 증가시키고, 원하는 1 lb./T 용량이 8 시간 뒤에 달성된다. 최종 워셔 라인 및 헤드박스에서 가용성 리그닌 수준을 휴대용 UV 분광 광도계를 이용하여 280 nm 파장에서 모니터링한다. 일주일 후에 가용성 리그닌 수준은 계면활성 세척 보조제를 공급하는것에 의해 제공되는 증가된 세척 효율로 인하여 50 %로 감소되는 것이 예측된다. 일단 더 낮은 리그닌 수준이 달성되면, 퍼폼TM PC 8179 배수 보조제를 압력 스크린 이후에 묽은 스톡에 1 lb./T 활성 중합체의 용량으로 첨가한다. 배수 보조제를 0.25 lb./T의 증가량으로 매 6 시간마다 시간에 걸쳐 천천히 증가시키고, 원하는 1 lb./T 용량이 24 시간 후에 달성된다. 일단 목표 용량이 달성되면, 초지기 코치 고체가 증가하고, 증기 사용이 감소하여, 초지기 속도를 10 % 증가시키는 것이 예측된다. 종이 생산물이 형성된다.

Claims (20)

  1. 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제를 비표백된 셀룰로오스 완성지료에 0.1 내지 10 lbs/톤의 양으로 첨가하는 단계 및
    합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제를 상기 완성지료에 0.1 내지 10 lbs/톤의 양으로 첨가하여, 상기 완성지료를 배수시키고 비표백 종이 생산물을 형성하는 단계
    를 포함하는 비표백된 셀룰로오스 슬러리를 처리하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제는 알킬 사슬이 직쇄 또는 분지쇄 일 수 있는 알킬벤젠 술포네이트, 디알킬 술포숙시네이트, 알킬 술포네이트, 알킬 포스페이트, 알킬 카르복실레이트; 폴리(메트)아크릴레이트; 폴리말레산 및 무수물; 및 리그노술포네이트로 구성된 군으로부터 선택된 음이온성 계면활성제를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제는 노닐 페놀 에톡실레이트; 직쇄 및 분지쇄 알코올 알콕실레이트; 소르비탄 에스테르; 알콕실화된 소르비탄 알킬 에스테르; 및 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜의 디-블록 및 트리-블록 공중합체로 구성된 군으로부터 선택된 비이온성 계면활성제를 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제는 7 내지 20, 바람직하게는 10 내지 20 또는 12 내지 16의 친수성-친유성 밸런스(HLB)를 가지는 비이온성 계면활성제를 포함하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제는 음이온성 중합체를 포함하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제는 음이온성 폴리아크릴아마이드를 포함하는 방법.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제는 양이온성 중합체를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제는 양이온성 폴리아크릴아마이드를 포함하는 방법.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제는 폴리비닐아민 또는 폴리비닐포름아마이드를 포함하는 동종 중합체 또는 공중합체인 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제는 1,000,000 내지 25,000,000 달톤의 점도 평균 분자량을 가지는 것인 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제는 500,000 내지 5,000,000 달톤의 점도 평균 분자량을 가지는 것인 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 합성 폴리비닐아민 또는 폴리비닐포름아마이드 중합체는 100,000 내지 10,000,000 달톤의 점도 평균 분자량을 가지는 것인 방법.
  13. 제5항에 있어서, 상기 음이온성 중합체는 아크릴산; 메타크릴산; 말레산; 이타콘산; 아크릴아미도글리콜산; 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산; 3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판술폰산; 스티렌술폰산; 비닐술폰산; 비닐포스폰산; 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 포스폰산의 유리산 및 염; 및 이전에 기재된 임의의 것들의 혼합물, 바람직하게는 아크릴산, 메타크릴산, 또는 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산의 유리산 및 염으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 음이온성 단량체를 사용하여 제조된 것인 방법.
  14. 제7항에 있어서, 상기 양이온성 중합체는 디알릴디메틸 염화 암모늄과 같은 디알릴디알킬 할로겐화 암모늄; 디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 디메틸아미노프로필 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시디메틸 아미노프로필 (메트)아크릴레이트, 아미노에틸 (메트)아크릴레이트와 같은 디알킬아미노알킬 화합물의 (메트)아크릴레이트 및 그들의 염 및 4급물(quaternaries); N,N-디메틸아미노에틸 아크릴아마이드와 같은 N,N-디알킬아미노알킬(메트)아크릴아마이드 및 그들의 염 및 4급물 및 이전에 기재된 것들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 양이온성 단량체를 사용하여 제조된 것인 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제와 합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제의 중량비는 80:20 내지 20:80 또는 60:40 내지 40:60의 범위인 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 완성지료에 첨가되는 합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제의 양은 완성지료 고체의 톤당 합성 중합체 0.05 내지 5 lbs 또는 완성지료 고체의 톤당 합성 중합체 0.1 내지 2 lbs인 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 완성지료는 25 ppm 내지 2500 ppm의 가용성 리그닌 수준을 가지는 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가되는 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제의 양은 완성지료 고체의 톤당 고체 0.01 내지 10 lbs 또는 완성지료 고체의 톤당 0.05 내지 5 lbs 또는 완성지료 고체의 톤당 0.2 내지 1 lbs인 방법.
  19. 소포제를 비표백 셀룰로오스 완성지료에 0.1 내지 10 lbs/톤의 양으로 첨가하는 단계, 및
    계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제를 상기 셀룰로오스 완성지료에 0.1 내지 10 lbs/톤의 양으로 첨가하는 단계, 및
    합성 중합체 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제를 상기 셀룰로오스 완성지료에 0.1 내지 10 lbs/톤의 양으로 첨가하여, 상기 셀룰로오스 완성지료를 배수시키고 비표백된 종이 생산물을 형성하는 단계
    를 포함하는 비표백 셀룰로오스 슬러리를 처리하여 배수를 향상시키는 방법.
  20. 5 내지 30 %의 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜의 트리블록 공중합체, 5 내지 40 %의 알코올 에톡실레이트, 및 2 내지 20 %의 폴리이소부틸렌 및 소듐 폴리말레에이트의 공중합체를 포함하는 계면활성제 기반 브라운 스톡 세척 보조제를 셀룰로오스 완성지료에 0.1 내지 2 lbs/톤의 양으로 첨가하는 단계 및
    양이온성 폴리아크릴아마이드 초지기 배수 보조제 또는 강화 보조제를 상기 셀룰로오스 완성지료에 0.1 내지 2 lbs/톤의 양으로 첨가하여, 상기 셀룰로오스 완성지료를 배수시키고 비표백된 종이 생산물을 형성하는 단계
    를 포함하는 비표백 셀룰로오스 슬러리를 처리하여 배수를 향상시키는 방법.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011028823A1 (en) * 2009-09-01 2011-03-10 Armstrong World Industries, Inc. Cellulosic product forming process and wet formed cellulosic product
CN107075036B (zh) * 2015-10-30 2019-11-01 哈利玛化成株式会社 聚丙烯酰胺树脂、造纸添加剂和纸
US20180051417A1 (en) * 2016-08-16 2018-02-22 Solenis Technologies, L.P. Method of manufacturing paper with unbleached cellulose pulp suspension containing organic residues
US11926966B2 (en) * 2017-10-03 2024-03-12 Solenis Technologies, L.P. Method of increasing efficiency of chemical additives in a papermaking system
KR20210005877A (ko) * 2018-04-04 2021-01-15 솔레니스 테크놀러지스, 엘.피. 종이 제품에 대한 강도 첨가제의 거품 보조 적용
US10941524B2 (en) * 2018-11-30 2021-03-09 Solenis Technologies, L.P. Pulp mixture
CN114292369B (zh) * 2022-01-25 2024-02-06 九洲生物技术（苏州）有限公司 一种高支链聚丙烯酰胺增强滤水剂及其制备方法和应用

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2049567A (en) 1934-06-05 1936-08-04 Du Pont Manufacture of paper pulp
US2072487A (en) 1934-08-03 1937-03-02 Snyder Maclaren Processes Inc Purification of cellulosic material
US2502330A (en) 1943-03-01 1950-03-28 Clarence E Libby Washing paper pulp to remove coloring matter
US3706629A (en) 1970-07-23 1972-12-19 Dow Chemical Co Drainage improvement in paper pulp suspensions containing lignin residues
US4135969A (en) * 1974-02-25 1979-01-23 Nalco Chemical Company Glycidaldehyde modified cationic polyacrylamide polymers used in paper
US4297164A (en) 1980-03-10 1981-10-27 Weyerhaeuser Company Process for displacement washing of porous media
US4347100A (en) 1981-05-21 1982-08-31 The Chemithon Corporation Strength of paper from mechanical or thermomechanical pulp
US4533434A (en) * 1981-09-11 1985-08-06 Seiko Kagaku Kogyo Co., Ltd. Process for sizing paper and process for making plasterboard base paper sized thereby
US4810328A (en) 1984-07-13 1989-03-07 Diamond Shamrock Chemicals Company Method of brown stock washing
US5338406A (en) * 1988-10-03 1994-08-16 Hercules Incorporated Dry strength additive for paper
US5032224A (en) 1989-03-27 1991-07-16 Exxon Chemical Patent Inc. Method of producing pulp
GB9021126D0 (en) * 1990-09-28 1990-11-14 Dorset Ind Chemicals Ltd Improved washing process
ATE162249T1 (de) 1991-07-02 1998-01-15 Eka Chemicals Ab Verfahren zur herstellung von papier
US5404502A (en) 1993-02-25 1995-04-04 Prologic Computer Corporation Error-detection in database update processes
US5405498A (en) 1993-06-22 1995-04-11 Betz Paperchem, Inc. Method for improving pulp washing efficiency
US5464502A (en) 1993-10-05 1995-11-07 Betz Paperchem, Inc. Anionic sulfonate surfactants in the washing and pulping operation
EP0709521A1 (en) * 1994-10-26 1996-05-01 Betz Europe, Inc. Method for increasing pulp consistency
US5641385A (en) 1995-01-17 1997-06-24 The Dow Chemical Company Use of ethyleneamine for washing pulp containing lignin
DE19654390A1 (de) * 1996-12-27 1998-07-02 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Papier
DE19715832A1 (de) * 1997-04-16 1998-10-22 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Papier, Pappe und Karton
KR100403838B1 (ko) 1998-04-27 2003-11-01 악조 노벨 엔.브이. 제지 방법
WO2000034581A1 (en) * 1998-12-10 2000-06-15 CALGON CORPORATION a corporation of the State of Delaware Polyampholyte coagulant in the papermaking process
US6706144B1 (en) * 2002-06-18 2004-03-16 Ondeo Nalco Company Method of dewatering pulp
US7396874B2 (en) * 2002-12-06 2008-07-08 Hercules Incorporated Cationic or amphoteric copolymers prepared in an inverse emulsion matrix and their use in preparing cellulosic fiber compositions
US20040118540A1 (en) * 2002-12-20 2004-06-24 Kimberly-Clark Worlwide, Inc. Bicomponent strengtheninig system for paper
EP1433898A1 (en) * 2002-12-23 2004-06-30 SCA Hygiene Products GmbH Soft and strong tissue paper or non-woven webs from highly refined cellulosic fibres
JP5374887B2 (ja) * 2008-02-27 2013-12-25 栗田工業株式会社 パルプ洗浄剤、及びパルプ製造方法
BR112014026107A2 (pt) * 2012-04-19 2017-06-27 Procter & Gamble elementos fibrosos compreendendo tensoativos de rápido umedecimento e métodos para fabricar os mesmos

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