NO171173B - Fremgangsmaate for fremstilling av papir, papp og kartong med hoey toerrstyrke - Google Patents

Description

For å forhøye tørrstyrken for papir er det kjent å anvende vanlige oppslemninger av naturlig stivelse, som ved oppvarming kan overføres til en vannløslig form, som masse-tilsetning ved fremstilling av papir. Retensjonen til den i vann løste stivelse på fibrene i papirmassen er imidlertid dårlig. En forbedring av retensjonen for naturprodukter på cellulosefibre ved fremstilling av papir er eksempelvis kjent fra US-PS 3.734.820. Deri er det beskrevet podekopolymerer som blir fremstilt ved poding av dekstran, som er en i naturen fore-kommende polymer men en molekylvekt på 20.000 til 50 millioner, med kationiske monomerer, f.eks. diallyldimetylammoniumklorid, blandinger av diallyldimetylammoniumklorid og akrylamid eller blandinger av akrylamid og basiske metakrylater, så som dimetylaminoetylmetakrylat. Podekopolymeriseringen blir fortrinnsvis gjennomført i nærvær av en redokskatalysator.

Fra US-PS 4.097.427 er det kjent en fremgangsmåte for kation-isering av stivelse, hvorved man gjennomfører koking av stivelse i et alkalisk medium i nærvær av vannløselige kvaternære ammoniumpolymerer og et oksydasjonsmiddel. Som kvaternære ammoniumpolymerer kommer bl.a. også kvaterniserte diallyldial-kylaminpolymerer eller kvaterniserte polyetyleniminer i betraktning. Som oksydasjonsmiddel anvender man eksempelvis ammoniumpersulfat, hydrogenperoksyd, natriumhypokloritt, ozon eller tert.-butylhydroperoksyd. De modifiserte kationiske stivelser som kan fremstilles på denne måte, blir tilsatt til papirmassen som tørrstyrkemiddel ved fremstilling av papir, Spillvannet blir imidlertid belastet med en svært høy CSB-verdi.

Fra US-patent nr. 4.146.515 er det kjent en fremgangsmåte for fremstilling av kationisk stivelse som anvendes for overflate-1iming og bestrykning av papir- og papprodukter. Ved denne fremgangsmåte oppsluttes en vandig oppslemming av oksydert stivelse sammen med en kationisk polymer i en kontinuerlig koker. Som kationisk polymer kommer det i betraktning konden-sater av epiklorhydrin og dimetylamin, polymerer av diallyldimetylammoniumklorid, kvarterniserte reaksjonsprodukter av etylenklorid og ammoniak, kvarternisert polyetylenemin og kvarternisert polyepiklorhydrin.

Den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen er å oppnå en forbedring, overfor de kjente fremgangsmåter, av tørrstyrken til papir ved tilsetning av stivelse. Spesielt skal substantivi-teten til stivelsen ved påføring på fibrene i papirmassen bli forhøyet og dermed CSB-belastningen i spillvannet bli senket.

Oppgaven blir løst i henhold til oppfinnelsen ved en fremgangsmåte for fremstilling av papir, papp og kartong med høy tørr-styrke ved tilsetning av et tørrfestemiddel til papirmassen og awanning av papirmassen under formingen, når man som tørrfeste-middel tilsetter en blanding av kaioniske polymerer som, som karakteristiske monomerer, inneholder innpolymerisert enheter av

a) diallyldimetylammoniumklorid

b) N-vinylamin eller

c) N-vinylimidazoliner med formelen

hvori

R<1> = H, Ci- til C18-alkyl eller R<5>, R6 = H, Ci- til C<*->alkyl eller Cl, R<2> = H, Ci- til C18-alkyl, eller ;R<3>, RA = H, cx- til CA-alkyl, og ;X betyr en syrerest ;og har en K-verdi på minst 30, og naturlig potetstivelse, som ved oppvarming i vanlig medium til temperaturer over forklistringstemperaturen til den naturlige stivelse i fravær av oksydasjonsmidler, polymerisasjonsinitiatorer og alkali, blir overført i en vannløselig form. Dt henvises forøvrig til krav 1. ;Blandingen for anvendelse som tørrfestemiddel ved oppfinnelsen oppviser en god retensjon overfor papirfibre i papirmasse. CSB-verdien i bakvann blir betydelig redusert med disse blandinger sammenlignet med naturlig stivelse. De forstyrrelsesstoffer som inneholdes i vannkretsløpet fra papirmaskiner gir bare en liten hemming av effekten av de tørrstyrkemidler som anvendes i henhold til oppfinnelsen. pH-verdien i papirmassesuspensjonen kan ligge i området fra 4 til 9, fortrinnsvis fra 6 til 8.5. ;Så som fastslått ved en rekke forsøk blir den stilte oppgave bare løst når man som stivelse anvender naturlig potetstivelse. ;I motsetning til de ovenfor angitte kjente fremgangsmåter for stivelsemodifisering blir det ved fremstillingen av den i henhold til oppfinnelsen anvendte modifiserte stivelse arbeidet i fravær av oksydasjonsmidler, polymerisasjonsinitiatorer og også alkalier. Modifiseringen av den naturlige potetstivelse blir fortrinnsvis oppnådd ved at man oppvarmer den i vanlig oppslemning sammen med de kationiske polymerer som kommer i betraktning til en temperatur som ligger over forklistringstemperaturen til den naturlige potetstivelse. Forklistringstemperaturen til stivelse er derved den temperatur hvorved dobbeltbrytningen av stivelsekornene går tapt, jfr. Ullmans Enzyklopådie der technischen Chemie, Urban og Schwarzenberg, Munchen-Berlin, 1965, 16. bind, side 322. ;Modifiseringen av den naturlige potetstivelse kan imidlertid foretas på forskjellige måter. En allerede oppsluttet naturlig potetstivelse, som foreligger som vandig løsning, kan bringes til å omsettes med de kationiske polymerer som kommer i betraktning ved temperaturer i området fra 15 til 7 0°C. Ved enda lavere temperaturer kreves det lengre kontakttider. Dersom omsetningen blir foretatt ved enda høyere temperaturer, f.eks. inntil 110°C, så behøves det kortere kontakttider, f.eks. 0,1 til 15 min. Den enkleste måte å modifisere den naturlige potetstivelse på består i at man oppvarmer en vandig oppslemning av stivelsen i nærvær av de kationiske polymerer som kommer i betraktning til en temperatur som ligger over forklistringstemperaturen til den naturlige potetstivelsen. Vanligvis blir stivelsen oppvarmet for å modifiseres til temperaturer i området fra 70 til 110°C, og ved temperaturer over 110°C utfører man omsetningen i trykkfast apparatur. Man kan imidlertid også gå frem slik at man først oppvarmer en vandig oppslemning av naturlig potetstivelse til en temperatur i området fra 7 0 til 110°C for å få oppløst stivelsen, og deretter tilsetter den kationiske polymer som kreves for modifiseringen. Løselig-gjøringen av stivelsen skjer derved alltid i fravær av oksydasjonsmidler, initiatorer og alkalier i løpet av ca. 3. min. til 5 timer, fortrinnsvis 5 til 30 min. Ved høyere tempetaturer kreves det her en kortere oppholdstid. Pr. 100 vektdeler med naturlig potetstivelse anvender man 1 til 20, fortrinnsvis 8 til 12 vektdeler av en enkelt polymer eller en blanding av de kationiske polymerer som kommer i betraktning. Ved oppvarmingen henholdsvis omsetningen med de kationiske polymerer blir den naturlige potetstivelse overført til en i vannløselig form. Viskositeten til den vandige fase i reaksjonsblandingen stiger derved. En 3,5 vekt%-ig vandig løsning som tilsettende blanding som tørrfestemiddel har en viskositet i området fra 50 til 10.000 mPas (målt etter Brookfield ved 20 omdr. pr. m. og 20°C) . ;For fremstilling av tørrfestemidlet som anvendes i henhold til oppfinnelsen, kommer (a) polymerer av diallyldimetylammoniumklorid i betraktning. Polymer av denne type er kjent. Blant polymerer av diallyldimetylammoniumklorid skal i første rekke forstås homopolymerer og kopolymerer med akrylamid og/eller metakrylamid. Kopolymeriseringen kan derved foretas i hvilket som helst ønskelig monomerforhold. K-verdien til homo- og kopolymeren av diallyldimetylammoniumklorid er på minst 30, ;fortrinnsvis 95 til 180. ;Kationiske polymerer fra gruppe (b), som karakteristiske monomerer inneholder innpolymerisert enheter av N-vinylamin, kan fås ved hydrolysering av homopolymerer av N-vinylformamid, hvorved formylgruppene i homopolymerene av N-vinylformamid avspaltes med 70 til 100 mol% og det dannes polymerer som inneholder innpolymerisert N-vinylamin-enheter. Dersom 100 mol% av formylgruppene er avspaltet fra homopolymerene av N-vinylformamid, kan de dermed dannede polymerer også betegnes poly-N-vinylaminer. Til denne gruppe av polymerer hører også hydrolyserte kopolymerer som inneholder innpolymerisert ;a) 95 til 10 mol% N-vinylformamid og ;b) 5 til 90 mol% vinylacetat eller vinylpropionat, ;hvorved formylgruppene i kopolymeren blir avspaltet med 70 til ;100% under dannelse av N-vinylamin-enheter i kopolymeren og acetyl- og propionylgruppene med 70 til 100 mol% under dannelse av vinylalkohol-enheter. K-verdien til den hydrolyserte homo-og kopolymer av N-vinylformamid er'fortrinnsvis på 70 til 170. Polymerer som hører til denne gruppe er eksempelvis kjent fra US-PS 4.421.602 og 4.444.667 og DE-OS 35 34 273. ;Som kationiske polymerer fra gruppe c) kommer homo- og kopolymerer av eventuelt substituerte N-vinylimisazoliner i betraktning. Det dreier seg her likeledes om kjente forbindelser. De kan eksempelvis fremstilles etter fremgangsmåten i DE-AS 1 182 82 6 ved at man polymeriserer forbindelser med formelen. ;hvori ;R<1> = H, Ci- til C1B-alkyl ;;R<5>, R<6>= H, C1 - til C4 -alkyl, Cl, ;R<2> = H, Ci- til C18-alkyl, ;R% R" = H, Ci- til C<,-alkyl, og ;X betyr en syrerest, ;eventuelt sammen med akrylamid og/eller metakrylamid, i vandig medium ved pH-verdier fra 0 til 8, fortrinnsvis fra 1,0 til 6,8, i nærvær av polymerisasjonsinitiatorer som spaltes i radikaler. ;Ved polymeriseringen tilsetter man fortrinnsvis l-vinyl-2-imidazolinsalter med formel II ;hvori ;;R<1> = H, CH3, C2H5, n- og i-C3H7, C6H5 og ;X" = en syrerest ;X" betyr fortrinnsvis Cl"- Br"- S04<2>"- CH30-S03H"' C2H5-0-SO3H R-C00" og R2 = H, C^- til C4 - alkyl og aryl. ;Substituenten X" i formlene I og II kan prinsipielt være hvilken som helst ønskelig syrerest av en uorganisk eller organisk syre. Monomerene med formel I oppnås ved at man nøytraliserer den frie base, d.v.s. l-vinyl-2-imidazolin, med den ekvivalente mengde av en syre. Vinylimidazolinene kan også eksempelvis nøytrali-seres med trikloreddiksyre, benzensulfonsyre eller toluen-sulfonsyre. Foruten salter av l-vinyl-2-imidazoliner kommer ;også kvaterniserte l-vinyl-2-imidazoliner i betraktning. De blir fremstilt ved at man omsetter l-vinyl-2-imidazolin, som eventuelt kan være substituert i 2-, 4- og 5-stillingene, med kjente kvaterniseringsmidler. Som kvaterniseringsmiddel kommer eksempelvis Cx- til C18-alkylklorider eller -bromider, benzylklorid, benzylbromid, epiklorhydriri, dimetylsulfat og dietyl- ;sulfat i betraktning. Som kvaterniseringsmiddel anvender man fortrinnsvis epiklorhydrin, benzylklorid, dimetylsulfat og metylklorid. ;For fremstilling av de vannløselige homopolymerer polymeriseres forbindelser med formel I eller II fortrinnsvis i vandig medium. Kopolymerene oppnår man ved at man polymeriserer monomere forbindelser med formelene I og II sammen med akrylamid og/eller metakrylamid. Den ved polymeriseringen anvendte monomerblanding inneholder når det dreier seg om kopolymerer minst 1 vekt% av en monomer med formel I eller II, fortrinnsvis 10 til 40 vekt%. ;For modifiseringen av naturlig potetstivelse er kopolymerer av 60 til 85 vekt% akrylamid og/eller metakrylamid og 15 til 40 vekt% N-vinylimidazolin eller N-vinyl-2-metylimidazolin spesielt egnet. ;Kopolymerene kan også modifiseres ved innpolymerisering av andre monomerer, så som styren, vinylacetat, vinylpropionat, N-vinylformamid, Cx- til C4-alkylvinyleter, N-vinylpyridin, N-vinyl-pyrrolidon, N-vinylimidazol, akrylsyreestere, metakrylsyre-estere, etylenisk umettede C3- til C5-karboksylsyrer, natrium-vinylsulfonat, akrylnitril, metakrylnitril, vinylklorid og vinylidenklorid i mengder på inntil 25 vekt%. Foruten polymeri-sering i vandig løsning er det eksempelvis mulig å fremstille homo- og kopolymerene ved en vann-i-olje-emulsjon. Monomerene kan også polymeriseres etter fremgangsmåten ved den omvendte suspensjonspolymerisering, hvorved det oppnås perleformige polymerer. Initieringen ved polymeriseringen foregår med hjelp av vanlige polymerisasjonsinitiatorer eller ved innvirkning av energirik stråling. Egnede polymerisasjonsinitiatorer er eksempelvis hydrogenperoksyd, uorganiske og organiske peroksyder og også hydroperoksyd og azoforbindelser. Man kan anvende såvel blandinger av polymerisasjonsinitiatorer som også såkalte redoks-polymerisasjonsinitiatorer, f.eks. blandinger av natriumsulfid, ammoniumpersulfat og natriumbromat eller blandinger av kaliumperoksyddisulfat og jern-II-salter. Polymeriseringen blir gjennomført ved temperaturer i området fra 0 til 100°C, fortrinnsvis 15 til 8 0°C. Det er selvsagt også mulig å polymerisere ved temperaturer over 100°C, men da kreves det at polymeriseringen foregår under trykk. Det er eksempelvis mulig med temperaturer inntil 150°C. Reaksjonsvarigheten avhenger av temperaturen. Desto høyere temperatur det inn-stilles ved polymeriseringen, jo lavere er den tid som kreves for polymeriseringen. ;Siden forbindelsene med formel I er relativt kostbare, anvender man av økonomiske grunner fortrinnsvis kopolymerer fra gruppe (c) av forbindelser med formel I med akrylamid eller metakrylamid som kationiske polymerer. Disse kopolymerer inneholder forbindelsene med formel I da utelukkende i effektive mengder, d.v.s. i en mengde fra 1 til 40 vekt%. Fortrinnsvis anvender man for fremstilling av tørrfestemidlet som anvendes ved oppfinnelsen kopolymerer av akrylamid med forbindelser med formel I, hvori R<1> = metyl, R<2>, R<3>, R<*> = H og X en syrerest, fortrinnsvis klorid eller sulfat.

For modifisering av naturlig potetstivelse egner seg likeledes kopolymerer som inneholder innpolymerisert

a) 70 til 96,5 vekt% akrylamid og/eller metakrylamid,

b) 2 til 20 vekt% N-vinylimidazolin eller N-vinyl-2-metylimi dazolin og

c) 1,5 til 10 vekt% N-vinylimidazol

under den forutsetning at summen av de angitte verdier i vekt%

alltid utgjør 100 og at de har en K-verdi fra 80 til 150. Disse kopolymerer blir fremstilt ved radikalisk kopolymerisering av monomerene a), b) og c) etter de ovenfor beskrevne polymerisa-sjonsfremgangsmåter. For fremstilling av de blandinger som anvendes som tørrfestemidler i forbindelse med oppfinnelsen, går man ut fra vandige oppslemninger av potetstivelse som pr. 100 vektdeler vann inneholder 0,1 til 10 vektdeler med naturlig potetstivelse. Som allerede angitt ovenfor oppnås ikke for-delene med oppfinnelsen med andre stivelsesorter. Reaksjons-

blandingen som anvendes i henhold til oppfinnelsen av de ovenfor beskrevne polymerer og naturlig potetstivelse tilsettes til papirmassen i en mengde på 0,5 til 3,5, fortrinnsvis 1,2 til 2,5 vekt%, basert på den tørre papirmasse, pH-verdien til blandingen er nå 2,0 til 9,0, fortinnsvis 2,5 til 8,0. Løsningen av tørr-festemidlet i vann har ved en faststoffkonsentrasjon på 3,5 vekt% en viskositet fra 50 til 10.000, fortrinnsvis 80 til 4000 mPas, målt i et Brookfield-viskosimeter ved 20 omdr. pr. m. og en temperatur på 20°C.

Det tørrfestemiddel som anvendes i henhold til oppfinnelsen kan anvendes for alle kjente papir-, kartong- og pappkvaliteter, f.eks. skrive-, trykk- og innpakningspapir. Papirene kan fremstilles fra et stort antall forskjellige fibermaterialer, eksempelvis fra sulfitt- eller sulfat-cellulose i bleket eller ubleket tilstand, slipmasse, returpapir, termomekanisk masse (TMP) og kjemotermomekanisk masse (CTMP). pH-verdien til massesuspensjonen ligger mellom 4,0 og 10, fortrinnsvis mellom 6,0 og 8,5. Tørrfestemidlet kan anvendes såvel ved fremstilling av råpapir for papir med lav faltevekt (LWC-papir) som ved kartong. Flatevekten for papirene er mellom 30 og 2 00, fortrinnsvis mellom 35 og 150 g/m<2>, mens den for kartong kan være på inntil 600 g/m<2>. De i henhold til oppfinnelsen fremstilte papir-produkter har i forhold til slike papir som blir fremstilt i nærvær av en lik mengde med naturlig potetstivelse, en merkelig forbedret styrke som kan bestemmes ved kvantitativt hjelp av slitlengde, sprengtrykk, CTM-verdi og videreslitmotstand. De i eksemplene angitte deler er vektdeler, og prosentangivelsene baserer seg også på vekt. Vikositeten til festemidlet ble bestemt i vandig løsning ved en faststoffkonsentrasjon på 3,5 vekt% og en temperatur på 2 0°C i et Brookf ield-viskosimeter ved 20 omdr. pr. m.

Arkene ble fremstilt i en hurtig-Køthen-laboratoriearkdanner. Tørrslitlengden ble bestemt etter DIN 53 112, blad 1, tørr-sprengtrykket etter Mullen, DIN 53 141, EMT-verdien etter DIN 53 143 og videreslitmotstanden etter Brecht-Inset ifølge DIN 53 115. Undersøkelsen ar arkene foregikk hver gang etter akklimatisering i 24 timer ved en temperatur på 23°C og en relativ fuktighet på 50%.

K-verdien til polymerene ble bestemt etter H. Fikentscher, Cellulosechemie, 13, 58-64 og 71-74 (1932) ved en temperatur på 25°C i en 5 %-ig vandig koksaltløsning og polymerkonsentrasjon på 0,5 vekt%, og ved dette betyr K = k 10<3>.

Følgende tilsetningsmidler ble anvendt:

Polymer 1

Homopolymer av diallyldimetylammoniumklorid med en K-verdi på 95.

Polymer 2

Homopolymer av diallyldimetylammoniumklorid med en K-verdi på 110.

Polymer 3

Homopolymer av diallyldimetylammoniumklorid med en K-verdi på 125.

Polymer 4

Kopolymer av 90 vekt% akrylamid, 8 vekt% N-vinyl-2-metyl-imidazolin og 2 vekt% N-vinylimidazol med en K-verdi på 119.

Polymer 5

Kopolymer av 25 mol% N-vinyl-2-metylimidazolin og 75 mol% akrylamid med en K-verdi på 117.

Polymer 6

Homopolymer av N-vinylformamid, hvorfra 99% av formylgruppene er avspaltet, med en K-verdi på 83.

Polymer 7

Homopolymer av N-vinylformamid, hvorfra 83% av formylgruppene er avspaltet, med en K-verdi på 168.

Polymer 8

Kopolymer av 40 vekt% N-vinylformamid og 60 vekt% vinylacetatet, hvorfra 100% av formylgruppene og 98% av ecetylgruppene er avspaltet, med en K-verdi på 75.

Polymer 9 (sammenligning)

Kopolymer av 30 vekt% dimetylaminoetylakrylat-metoklorid og 70 vekt% akrylamid med en K-verdi på 205.

Festemiddel 1

En 3%-ig oppslemning av naturlig potetstivelse (forklistrings-temperatur 90°C) i vann blir tilsatt en slik mengde av polymer 1 at den resulterende blanding inneholder 10% av polymer 1, basert på den tilsatte naturlige potetstivelse. Blandingen blir så oppvarmet i 15 minutter under røring ved en temperatur i området fra 90 til 95°C og blir etter avkjøling til en temperatur i området fra 10 til 40°C anvendt som tørrfestemiddel for papir i henhold til oppfinnelsen, ved at man tilsetter den til en masse-suspensjon før formingen (viskositet: 656 mPas) .

Festemiddel 2

Som beskrevet ovenfor under festemiddel 1, blir det fremstilt et tørrfestemiddel for papir ved at man nå omsetter en 3%-ig vandig oppslemning av naturlilg potetstivelse med polymer 2 i stedet for med den der anvendte polymer 1 (viskositet: 870 mPa.s).

Festemiddel 3

Som ovenfor beskrevet under festemiddel 1, blir det fremstilt

et tørrfestemiddel for papir ved at man i stedet for den der beskrevne polymer 1 nå anvender polymer 3 (viskositet: 950

mPa s) .

Festemiddel 4

Som ovenfor beskrevet under festemiddel 1, blir det fremstilt et tørrfestemiddel ved at man i stedet for den der anvendte polymer anvender polymer 4 (viskositet: 398 mPas) .

Festemiddel 5

En 3%-ig vandig oppslemning av naturlig potetstivelse (forklist-ringstemperatur 90°C) blir under omrøring oppvarmet i 15 minutter til en temperatur i området fra 9 0 til 95°C, hvorved stivelsen går i oppløsning. Etter avkjøling av stivelsesløsningen til en temperatur på 70°C, tilsetter man en 5%-ig vandig løsning på polymer 2, slik at mengden av polymeren, basert på den tilsatte potetstivelse, utgjør 10%. Blandingen blir så rørt i 10 minutter ved en temperatur på 70°C og så avkjølt til romtemperatur. Man oppnår et tørrfestemiddel for papir (viskositet: 784 mPa s) .

Festemiddel 6

Som beskrevet ved fremstilling av festemiddel 1, blir det fremstilt et tørrfestemiddel ved at man i stedet for den der anvendte polymer nå tilsetter polymer 5 (viskositet: 250 mPa s) .

Festemiddel 7

Som beskrevet ved fremstilling av festemiddel 1, blir det fremstilt et tørrfestemiddel ved at man i stedet for den der anvendte polymer nå anvender polymer 6 (viskositet: 150 mPa s) .

Festemiddel 8

Som beskrevet ved fremstilling av festemiddel 1, blir det fremstilt et tørrfestemiddel ved at man i stedet for den der anvendte polymer nå tilsetter polymer 7 (viskositet: 206 mPa s) .

Festemiddel 9

Som beskrevet ved fremstilling av festemiddel 1, blir det fremstilt et tørrfestemiddel ved at man i stedet for den der anvendte polymer nå tilsetter polymer 8 (viskositet: 86 mPa s) .

Festemiddel 10

Som sammenligning blir det fremstilt et tørrfestemiddel for papir etter den under festemiddel 1 angitte forskrift, men det blir imidlertid i stedet for den der tilsatte polymer anvendt polymer 9 (viskositet: 766 mPa s) .

Festemiddel 11 (sammenligning)

Til sammenligning blir det fremstilt et tørrfestemiddel for papir etter den fremgangsmåte som er beskrevet i eksempel 7 i US-PS 4.097.427 under anvendelse av polymer 3 i en mengde på 6,6%, basert på stivelse, 5% natriumhydroksyd, basert på stivelse, og ammoniumpersulfat som oksydasjonsmiddel (viskositet: 30 mPa s) .

Festemiddel 12

Som beskrevet ovenfor under festemiddel 1, blir det fremstilt et tørrfestemiddel for papir ved at man i stedet for den der beskrevne polymer 1 nå tilsetter polymer 3 og da riktig nok i en slik mengde at den resulterende blanding i stedet for 10% nå bare inneholder 6,6% med polymer 3, basert på stivelse (viskositet: 985 mPa s) .

Festemiddel 13 (sammenligning)

Som beskrevet ved fremstillingen av festemiddel 6, blir det fremstilt et tørrfestemiddel ved at man i stedet for den der anvendte naturlige potetstivelse nå tilsetter naturlig masi-stivelse (viskositet: 290 mPas) .

Festemiddel 14 (sammenligning)

Som beskrevet ved fremstilling av festemiddel 6, blir det fremstilt et tørrfestemiddel ved at man i stedet for den der anvendte naturlige potetstivelse nå tilsetter naturlig hvetestivelse (viskositet: 220 mPa-s) .

Eksempel 1

I en hurtig-Køthen-arkdanner blir det fremstilt ark med en flatevekt på 12 0 g/m<2>. Papirmassen består av 80% blandet returpapir og 2 0% bleket bøkesulfittcellulose som er malt til 50°SR (Schopper-Riegler) og hvortil det ovenfor beskrevne festemiddel 1 blir tilsatt i en mengde slik at faststoffinnholdet av festemiddel 1, basert på tørr papirmasse, utgjør 2,2%. pH-verdien i massesuspensjonen blir innstilt på 7,6. De fra denne massempdell fremstilte ark blir klimatisert og deretter blir CMT-verdien, tørrsprengtrykket og tørrslitlengden målt etter de ovenfor angitte metoder. Resultatene er angitt i tabell 1.

Eksempler 2 til 9

Eksempel 1 blir gjentatt hver gang med unntak av at man tilsetter det i tabell 1 angitte festemiddel i stedet for det i eksempel 1 anvendte festemiddel 1. De således oppnådde resultater er angitt i tabell 1.

Sammenligningseksempel 1

Eksempel 1 blir gjentatt uten å tilsette noe tørrfestemiddel, d.v.s. at en masse av 80% blandet returpapir og 20% bleket bøkesulfittcellulose, som er malt til 50°SR, blir awannet i en hurtig-Køthen-arkdanner, hvorved det oppnås ark med en faltevekt på 12 0 g/m<2>. Resultatene for styrkeprøving av de således oppnådde ark er angitt i tabellene 1 og 2.

Sammenligningseksempel 2

Sammenligningseksempel 1 blir gjentatt med det unntak at man tilsetter til papirmassen 2% naturlig potetstivelse, basert på tørr fibermasse. Styrkeverdiene for de således oppnådde papirark er angitt i tabell 1.

Sammenligningseksempel 3

Eksempel 1 blir gjentatt med det unntak at man erstatter det deri beskrevne tørrfestemiddel med den samme mengde av festemiddel 10. Styrkeverdiene for de således oppnådde ark er angitt i tabell 1.

Sammenligningseksempel 4

Eksempel 1 blir gjentatt med det unntak at man erstatter det deri beskrevne tørrfestemiddel med den samme mengde av festemiddel 11. Styrkeverdiene for de således oppnådde ark er angitt i tabell 2.

Eksempel 10

Eksempel 1 blir gjentatt med det unntak at man erstatter det deri beskrevne festemiddel med den samme mengde av festemiddel 12. Styrkeverdiene for de således oppnådde ark er angitt i tabell 2.

Eksempel 11

Eksempel 1 blir gjentatt med de unntak at man erstatter det deri beskrevne festemiddel med den samme mengde av festemiddel 12, og at man ved formingen i stedet for papirmasse bestående av 80% blandet returpapir og 20% bleket bøkesulfittcellulose anvender en papirmassen av 10% ubleket nåletresulfatcellulose som er malt til 30°SR (Schopper-Riegler), og hvor de derav dannede ark har en faltevekt på 100 g/m<2>. Styrkeverdiene for disse ark er angitt i tabell 3.

Sammenligningseksempel 5

Eksempel 1 blir gjentatt med de unntak at man erstatter det deri beskrevne festemiddel med den samme mengde av festemiddel 11 og at man ved formingen i stedet for papirmassen bestående av 80% blandet returpapir og 2 0% bleket bøkesulfittcellulose anvender en papirmasse av 100% ubleket nåletresulfatcellulose som er malt til 30°SR (Schopper-Riegler), og de derav dannede ark har en faltevekt på 100 g/m<2>. Styrkeverdiene for disse ark er angitt i tabell 3.

Sammenligningseksempel 6

Sammenligningseksempel 1 blir gjentatt med det unntak at man ved formingen i stedet for papirmassen bestående av 80% blandet returpapir og 20% bleket bøkesulfittcellulose anvender en papirmassen av 100% ubleket nåltresulfatcellulose som er malt til 30°SR (Schopper-Riegler), og derav danner ark med en flatevekt på 100 g/m<2>. Resultatene av styrkeøkningen for de således oppnådde ark er angitt i tabell 3.

Eksempel 12

På en forsøkspapirmaskin blir det fremstilt papir med en faltevekt på 12 0 g/m<2> i en bredde på 68 cm med en hastighet for papirmaskinen på 50 m/min. Som papirmasse anvender man 80% blandet returpapir og 20% bleket sulfittcellulose med malegrad 50°SR. Før formingen tilsettes papirmassen festemiddel 1 i en mengde på 2,2%, basert på tørr papirmasse. Bakvannet har en pH-verdi på 7,6. Styrkeverdiene til de således fremstilte papir er angitt i tabell 4.

Eksempel 13

Eksempel 12 blir gjentatt med det unntak at det blir tilsatt den samme mengde av festemiddel 3. Styrkeverdiene til det således produserte papir er angitt i tabell 4.

Eksempel 14

Eksempel 12 blir gjentatt med det unntak at i stedet for det der anvendte tørrfestemiddel tilsettes festemiddel 4. Styrkeverdiene til det således oppnådde papir er angitt i tabell 4.

Eksempel 15

Eksempel 12 blir gjentatt med det unntak at i stedet for det der anvendte tørrfestemiddel tilsettes festemiddel 6. Styrkeverdiene til det således oppnådde papir er angitt i tabell 4.

Sammenligningseksempel 7

På den i eksempel 12 beskrevne forsøkspapirmaskin blir det fremstilt papir med en flatevekt på 120 g/m<2> fra en papirmasse som består av 80% av blandet returpapir og 20% bllleket bøke-sulf ittcellulose med malegrad på 50°SR. Hastigheten til papirmaskinen blir innstilt på 50 m/min, og pH-verdien i øbakvannet er på 7,6. Forskjellen med eksempel 12 ligger i at det ikke tilsettes noe tørrfestemiddel. Styrkeverdiene til det således oppnådde papir er angitt i tabell 4.

Sammenligningseksempel 8

Sammenligningseksempel 7 blir gjentatt med det unntak at man

til den der beskrevne papirmasse ytterligere tilsetter, før awanningen, 2% naturlig potetstivelse, basert på tørt fiber-stoff. Styrkeverdiene til det således oppnådde papir er angitt i tabell 4.

Sammenligningseksempel 9

Sammenligningseksempel 7 blir gjentatt med det unntak at man

til den der beskrevne papirmasse ytterligere tilsetter, før awanningen, 2% naturlig maisstivelse, basert på tørt fiber-stoff. styrkeverdiene til det således oppnådde papir er angitt i tabell 4.

Sammenligningseksempel 10

Sammenligningseksempel 7 blir gjentatt med det unntak at man til den der beskrevne papirmasse ytterligere tilsetter, før awanningen, 2% naturlig hvetestivelse, basert på tørt fiber-stoff. Styrkeverdiene til det således oppnådde papir er angitt i tabell 4.

Sammenligningseksempel 11

Eksempel 12 blir gjentatt med det unntak at i stedet for festemiddel 1 tilsettes den samme mengde av festemiddel 13. Styrkeverdiene til det således oppnådde papir er angitt i

tabell 4.

Sammenligningseksempel 12

Eksempel 12 blir gjentatt med det unntak at i stedet for festemiddel 1 tilsettes den samme mengde av festemiddel 14. Styrkeverdiene til det således oppnådde papir er angitt i tabell 4.

Eksempel 16

På den i eksempel 12 beskrevne forsøkspapirmaskin blilr det fremstilt et LWC-papir av følgende massemodell: 40% bleket treslip, 30% bleket nåltresulfittcellulose og 30% bleket bjerkesulfat-cellulose med malegrad 35°SR. Basert på tørr fibermasse tilsetter man enda 20% kaolin og 0,3% av et i handelen vanlig kationisk polyakrylamid med en K-verdi på 12 0 i form av en 7%-ig vandig løsning. Dessuten tilsetter man også 0,5% alun, slik at vannet som renner bort fra viren har en pH-verdi på 6. Før awanningen tilsettes papirmassen på papirmaskinviren festemiddel 1 i en mengde på 2,2%, basert på tørr fibermasse. Ved en produksjonshastighet for papirmaskinen på 60 m/min. oppnår man et papir med en faltevekt på 50 g/m<2>, hvis styrkeverdier er angitt i tabell 5.

Eksempel 17

Eksempel 16 blir gjentatt med det unntak at i stedet for det der anvendte festemiddel tilsettes den samme mengde av festemiddel 2. Tørrstyrkeverdiene til det således oppnådde papir er angitt i tabell 5.

Eksempel 18

Eksempel 16 blir gjentatt med det unntak at i stedet for det der anvendte festemiddel anvendes nå festemiddel 4. Man oppnår et LWC-papir hvis tørrstyrkeverdier er angitt i tabell 5.

Sammenligningseksempel 13

Eksempel 16 blir gjentatt med det unntak at man fremstiller et LWC-papir i fravær av tørrfestemiddel. Styrkeverdiene til det således oppnådde papir er angitt i tabell 5.

Sammenligningseksempel 14

Eksempel 16 blir gjentatt med det unntak at man i stedet for det der anvendte festemiddel 1 nå tilsetter 2% naturlig potet-stivelse, basert på tørr fibermasse. Styrkeverdiene for det således oppnådde LWC-papir er angitt i tabell 5.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av papir, papp og kartong med høy tørrstyrke ved tilsetning av et tørrfestemiddel av en blanding av kationiske polymerer og stivelse til papirmassen og awanning av papirmassen under formingen, karakterisert ved at man som tørrfestemiddel anvender en blanding av: (I) kationiske polymerer som inneholder innpolymerisert som karakteristiske monomer-enheter a) diallyldimetylammoniumklorid, b) N-vinylamin eller c) N-vinylimidazoliner med formelen hvori R<1> = H, Ci- til C18-alkyl eller R<5>, R<6> = H, Ci- til C4-alkyl eller Cl, R<2>= H, Ci- til C18-alkyl, eller R<3>, R<4> = H, C±- til C4-alkyl, og X betyr en syrerest og har en K-verdi på minst 30, og (II) naturlig potetstivelse, som ved oppvarming i vandig medium til temperaturer over forklistringstemperaturen til den naturlige potetstivelse i fravær av oksydasjonsmidler, polymerisasjonsinitiatorer og alkali blir overført i en vannløselig form, hvorved den naturlige potetstivelse bringes til reaksjon enten oppvarmet i nærvær av de kationiske polymerer eller som allerede oppsluttet potet-stivelse med de kationiske polymerer ved temperaturer i området 15-70°C.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at man pr. 100 vektdeler naturlig potetstivelse tilsetter 1 til 20 vektdeler av en kationisk polymer eller en blanding derav.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 og 2, karakterisert ved at man som tørrfestemiddel anvender en blanding som oppnås ved oppvarming av naturlig potetstivelse i nærvær av homopolymerer av diallyldimetylammoniumklorid med en K-verdi fra 60 til 180.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 og 2, karakterisert ved at man som tørrfestemiddel anvender en blanding som oppnås ved oppvarming av naturlig potetstivelse i nærvær av hydrolyserte homopolymerer av N-vinylformamid, hvorved 70 til 100 mol% av formylgruppene i polymerene er avspaltet under dannelse av N-vinylaminenheter og de hydrolyserte polymerer har en K-verdi fra 75 til 170.

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 og 2, karakterisert ved at man som tørrfestemiddel anvender en blanding som oppnås ved oppvarming av naturlig potetstivelse i nærvær av hydrolyserte kopolymerer som inneholder innpolymerisert a) 95 til 10 mol% N-vinylformamid og b) 5 til 90 mol% vinylacetat eller vinylpropionat hvorved 70 til 100 mol% av formylgruppene i polymeren er avspaltet under dannelse av N-vinylaminenheter og 70 til 100 mol% av acetyl- og propionylgruppene er avspaltet under dannelse av vinylalkoholenheter og de hydrolyserte polymerer har en K-verdi fra 70 til 17 0.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 og 2, karakterisert ved at man som tørrfestemiddel tilsetter en blanding som oppnås ved oppvarming av naturlig potetstivelse i nærvær av homopolymerer av et eventuelt substituert N-vinylimidazolin eller en kopolymer derav med akrylamid og/eller metakrylamid med en K-verdi fra 80 til 220.

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 og 2, karakterisert ved at man som tørrfestemiddel tilsetter en blanding som oppnås ved oppvarming av naturlig potetstivelse i nærvær av kopolymerer som inneholder innpolymerisert a) 70 til 96,5 vekt% akrylamid og/eller metakrylamid, b) 2 til 20 vekt% N-vinylimidazolin eller N-vinyl-2-metyl-imidazolin og c) 1,5 til 10 vekt% N-vinylimidazol, og har en K-verdi fra 80 til 220.