NO172356B - Fremgangsmaate ved fremstilling av papir - Google Patents
Fremgangsmaate ved fremstilling av papir Download PDFInfo
- Publication number
- NO172356B NO172356B NO903883A NO903883A NO172356B NO 172356 B NO172356 B NO 172356B NO 903883 A NO903883 A NO 903883A NO 903883 A NO903883 A NO 903883A NO 172356 B NO172356 B NO 172356B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- cationic
- silica
- sol
- pulp
- sols
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 98
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 91
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 43
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 40
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 34
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 21
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 15
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 14
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 14
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- -1 alum Chemical class 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 8
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 6
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 6
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 5
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 5
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 5
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 4
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 2
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 2
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 2
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 2
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 101100084595 Caenorhabditis elegans pam-1 gene Proteins 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020284 Na2SO4.10H2O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- LVYZJEPLMYTTGH-UHFFFAOYSA-H dialuminum chloride pentahydroxide dihydrate Chemical compound [Cl-].[Al+3].[OH-].[OH-].[Al+3].[OH-].[OH-].[OH-].O.O LVYZJEPLMYTTGH-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229920000962 poly(amidoamine) Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000013055 pulp slurry Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- RSIJVJUOQBWMIM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfate decahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O RSIJVJUOQBWMIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Paper (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
- Making Paper Articles (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte av den art som er angitt i krav l's ingress ved fremstilling av papir under anvendelse av en kombinasjon av bestanddeler for å forbedre retensj onen og awanningen. Mere spesielt vedrører oppfinnelsen anvendelse av en kationisk silikabasert sol og et kationisk, organisk polymerisk retensjonsmiddel ved papirfremstilling.
Det er tidligere kjent å anvende kombinasjoner av uorganiske silikasoler og kationiske retensjonsmidler ved papirfremstilling. I disse tilfeller har de kationiske silikasoler blitt anvendt i kombinasjon med kationiske polymere retensjonsmidler, såsom kationisk stivelse og kationisk polyakrylamid. Slike systemer er eksempelvis vist i europeisk patent nr. 41056 og europeisk patentsøknad nr. 218674. Effekten av systemer omfattende en anionisk silikasol og en kationisk bestanddel er basert på sam-virkningen av to forskjellige ladete bestanddeler og det er antatt at solpartiklene med deres sterke anioniske ladninger i en viss grad danner en fornetning av det polymere retensj onsmiddel.
Kationiske, uorganiske, silikabaserte kolloider er i seg selv kjent og deres anvendelse i spesielle papirfremstil-lingsprosesser er også kjent. Således er det i US patentene nr. 4309247 og 4366068 vist anvendelse av kationiske, uorganiske silika kolloider ved fremstilling av filtermedia basert på cellulosefibre. Det er også kjent fra japansk patentsøknad nr. 85-260377 å anvende kationisk kolloidalt silika i blekkstråleregistreringspapir for å forbedre vannresistensen mot vannoppløselige farger og for å forbedre lysresistensen. I et eksempel i den japanske søknad er det vist fremstilling av blekkstråleregistreringspapir fra en masseoppslemning inneholdende talkum, kationisk stivelse og kationisk kolloidalt silika.
I henhold til foreliggende oppfinnelse er det uventet funnet at en kombinasjon av en kationisk silikabasert sol og et kationisk, organisk polymert retensjonsmiddel kan anvendes ved papirfremstilling og at kombinasjonen av de to bestanddeler med samme ladning gir forbedret retensj on og awanning. Kombinasjonen i henhold til oppfinnelsen gir en forbedret retensjon av den fine fibre og eventuelle fyllstoffer og letter awanningen og således gjør papirfrem-stillingsprosessen mere effektiv.
Foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte for fremstilling av papir ved å forme og avvanne en suspensjon av celluloseinneholdende fibre og eventuelle fyllstoffer på en wire og er særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del, nemlig at formingen og awanningen finner sted i nærvær av en kationisk silikabasert sol og et kationisk polymert retensjonsmiddel fra gruppen kationisk guargummi og syntetiske, kationiske polymerer. Ytterligere trekk fremgår av kravene 2-9.
Silikasoler med positivt ladde partikler er, som tidligere angitt, kjente og fremstillingen er eksempelvis vist i US patentene nr. 3.007.878, 3.620.978 og 3.719.607. De generelle fremgangsmåter for fremstilling av kationiske silikasoler utgår fra vandige soler av silika som er omsatt med et basisk salt av et flerverdig metall til å gi solpartikler med en positiv overflateladning, stabilisatorer såsom borsyre, alkalimetall baser, jordalkalimetall baser, ammoniakk etc. anvendes ofte i disse prosesser. Det flerverdige metallsalt er vanligvis aluminiumsalt som følge av lett tilgjengelighet og lave omkostninger, selv om det naturligvis også er mulig å anvende basiske salter av andre flerverdige metaller for fremstilling av kationiske silikabaserte soler, såsom krom, sirkonium og andre. Ethvert basisk salt som er vannoppløselig og gir den ønskete positivt ladde overflate kan anvendes og generelt fremstilles kationiske soler under anvendelse av klorider, nitrater eller acetater av metaller.
Partiklene i det kationiske soler har en liten midlere partikkelstørrelse, vanligvis under 100 nm og størrelsen ligger generelt i området 2-100 nm, mere ofte i området 2-80 nm. Egnet partikkelstørrelse ligger i området 3-20 nm, fortrinnsvis i området 3,5-14 nm. De kationiske silikapartikler vil ha positivt ladde enheter av det polyvalente tall, fortrinnsvis av aluminium på deres overflater og molforholdet av aluminium til overflatesilika kan ligge i området 1:8 til 4:1, passende i området 1:6 til 4:1 og mere foretrukket i området 1:4. Mest foretrukket er forholdet i området 1:2 til 4:1. Molforholdet aluminium til overflatesilika er i foreliggende tilfelle beregnet som angitt i US patent nr. 3.956.171, dvs på basis av 8 silisium atomer per kvadrat nm silikaoverflate i det fraksjonen av totalt silika som er tilstede på overflaten blir 8xlO""<4>xA hvor A er spesifikke overflateareal for solpartiklene uttrykket i m<2>/g. De kationiske silikasoler anvendt i henhold til foreliggende oppfinnelse kan fremstilles fra en hvilken som helst anionisk silikasol ved omsetning med et basisk salt av et flerverdig metall, som ovenfor angitt. De kan således fremstilles fra kommersielle soler av kolloidalt silika og silikasoler bestående av polymer kiselsyre fremstilt ved surgjøring av et alkalimetallsilikat, eksempelvis ved å blande en mineralsyre på vannglass, eller ved å anvende sure ionebytterharpikser. Den kationiske silika tilsettes massen i form av en vandig sol. Konsentrasjonen av den kationiske sol kan være ca. 50 vektprosent for soler fremstilt fra kommersielle anioniske silikasoler og opp til 10 vektprosent når de er fremstilt fra polykiselsyre. Stabiliteten for de sistnevnte soltyper er begrenset og konsentrasjoner på ca. 5 vektprosent eller lavere er egnete. Stabiliteten er generelt høyere hvis mere aluminium er tilstede innen de ovenfor nevnte forhold. Fra et praktisk synspunkt er det imidlertid egnet å fortynne solene til en konsentrasjon på 0,05-5,0 vektprosent kationiske partikler, fortrinnsvis 0,1-2 vektprosent, før tilsetning til massen.
De kationiske retensjonsmidler som anvendes i kombinasjon med kationiske silikasoler er de for papirfremstilling konvensjonelle organiske, polymere retensjonsmidler som har en kationisk nettoladning ved en pH ved hvilken de anvendes og det er enten kationisk guargummi eller syntetiske kationiske polymerer. Eksempler på egnete syntetiske kationiske polymerer er kationiske polyakrylamider, polyetyleniminer og polyamidoaminer. I en blanding av to eller flere kationiske retensjonsmidler som ovenfor nevnt kan også anvendes og hvilke som helst av disse kan anvendes i kombinasjon av kationisk stivelse. Syntetiske kationiske retensjonsmidler er foretrukne og spesielt kationiske polyakrylamider.
Mengdene av kationisk silika og kationisk retensjonsmidler som anvendes vil naturligvis være avhengig av den spesielle masse, tilstedeværelse av fyllstoffer og andre parpirfrem-stillingsbetingelser. Vanlig mengde fra 0,005 vektprosent til 2,0 vektprosent av det kationiske silika, regnet på tørrbasis i forhold til sprø fibre og eventuelle fyllstoffer gir gode resultater og egnete mengder er vanligvis, 0,005 - 1 vektprosent. Mengden i området 0,03 - 0,3 vektprosent er foretrukne. Forholdet mellom kationisk retensjonsmiddel til kationisk silika vil variere vidt avhengig av eksempelvis papirfremstillingsbetingelsene, den spesielle kationiske polymer og andre ønskete effekter. Vanligvis vil vektforholdet mellom kationiske retensjonsmiddel til kationisk stivelse være minst 0,01:1 og passende minst 0,2:1. Den øvre grense for kationisk retensjonsmiddel med lav kationisitet, såsom guargummi, er ikke kritisk og kan for slike kationiske polymerer være meget høyt med et forhold opp til 100:1 og høyere, den øvre grense vil vanligvis bestemmes av økonom-iske hensyn. Forhold mellom kationisk retensjonsmiddel til kationisk silika i området 0,2:1-20:1 er passende for de fleste systemer.
To-komponentsystemet ifølge foreliggende oppfinnelse kan anvendes ved papirfremstilling fra forskjellige masser fra papirfremstillingsfibre, passende fra masse inneholdende minst 50 vektprosent celluloseinneholdende fibre. Bestand-delene kan eksempelvis anvendes som tilsetningsmidler til masser av fibre fra kjemisk masse, såsom sulfat- og sulfittmasse, termomekanisk masse, raffinert mekanisk masse og slipemasse både fra løvtre og nåletre. Systemet ifølge oppfinnelsen kan med fordel også anvende for resirkulerte fibre. Som nevnt kan massen inneholde mineralfullstoffer av konvensjonell type såsom eksempelvis kaolin, titandioksyd, gips, kritt og talkum. Spesielt gode resultater er erholdt med masser som generelt er ansett som vanskelige og som inneholder relativt høye mengder av ikke-cellulose-bestanddeler, såsom lignin, dvs. forskjellige typer av mekanisk masse såsom slipemasse. To-komponent systemet ifølge oppfinnelsen er spesielt egnet for masser fremstilt fra minst 25 vektprosent mekanisk masse og gir en vesentlig forbedret effekt i slike systemer, sammenlignet med soler av anionisk silika og kationisk retensjonsmiddel. De anvendte betegnelser papir og papirfremstilling innbefatter naturligvis ikke bare papir og dets fremstilling, men også andre cellulosefiber inneholdende ark eller baner, såsom masseark, papp og kartong og fremstilling derav.
Den kationiske silikasol og det kationiske polymere retensjonsmiddel kan tilsettes masse separat, samtidig eller i forblandet tilstand. De kan også tilsettes i to eller flere porsjoner. Det er foretrukket at de to bestanddeler tilsettes separat. Det synes som at tilsetningsrekkefølgen av solen og det kationiske retensjonsmiddel har en viss innflytelse på den erholdte effekt og når soler inneholdende mindre partikler så oppnås en bedre effekt vist det kationiske retensjonsmiddel tilsettes før solen av kationisk silika, mens for soler med større partikler oppnås generelt en bedre effekt hvis det kationiske silika tilsettes først hvoretter det kationiske retensjonsmiddel tilsettes. Tilsetning av kationisk silika og det kationiske retensjonsmiddel i henhold til oppfinnelsen forbedrer vesentlig retensjonen av finstoff og fyllstoff, når dette er tilstede, og forbedrer i vesentlig grad awanningen, sammenlignet med anvendelse av bare kationisk retensjonsmiddel. Mindre mengde kationisk polymer kan således anvendes for å oppnå den ønskete effekt og for kostbare kationiske polymerer, såsom polyakrylamid kan det oppnås en vesentlig besparelse. Ved anvendelse av systemet ifølge oppfinnelsen kan papirfrem-stillingsprosessen gjøres mere effektiv uten noen negative effekter på styrke og andre viktige egenskaper i det fremstilte papir. Mekanismen som bidrar til den positive effekt av de to komponenter, er ikke fullt ut etablert, men det er antatt at den kationiske silika i solen i det minste delvis nøytraliserer oppløste anioniske trebestanddeler og at den også forbedrer styrken av fnokker dannet av oppløste og faste bestanddeler i massen av det tilsatte kationiske retensjonsmiddel, ved dets evne til å penetrere og ladnings-nøytralisere fnokkene.
Ved foreliggende fremgangsmåte ved fremstilling av papir kan man naturligvis også anvende konvensjonelle tilsetnings-stoffer i tillegg til de to tilsetningsmidler ifølge oppfinnelsen. Fyllstoffer er diskutert ovenfor og som eksempel på andre additiver kan nevnes, limningsmidler, harpiksbaserte eller syntetiske limningsmidler, kationisk stivelse, våtstyrkeharpikser og aluminiumbaserte forbind-elser såsom alun, aluminat, aluminiumklorid og poly-aluminiumforbindelser kan anvendes. Ved papirfremstillings-prosessen hvor det anvendes foreliggende kombinasjon av bestanddeler for å forbedre retensjonen og awanningen kan utføres over et bredt pH område fra ca. 4 til ca. 9. Det er en spesiell fordel at tremasseinneholdende papirer med høye nivåer av finstoff kan fremstilles med høy retensjon ved hjelp av foreliggende system uten noen ugunstig innvirkning på papirformasjonen.
Oppfinnelsen skal ytterligere illustreres ved hjelp av de følgende eksempler. Deler og prosenter er henholdsvis per vekt og vektprosent hvis intet annet er angitt.
Eksempel 1
De kationiske silikasoler anvendt i eksempel 1 og 2 ble fremstilt som følger. Aluminiumklorhydrat med formelen AI2(OH)5CI.1H20 ble oppvarmet til 47°C under omrøring i en flaske forsynt med en varmekappe. Når temperaturen ble nådd ble anioniske silikasoler, avionisert med hensyn til natriumioner og som var fortynnet med avionisert vann tilsatt i et vist tidsrom for å tillate omsetning med aluminiumklorhydratet. Som en mere spesiell fremstillings-prosedyre er den følgende typisk: 408 g 50%ig AI2(OH)5CI.1H20 oppløsning ble oppvarmet til 47°C. 657 g anionisk silikasol inneholdende 15,21% Si02 ble fortynnet med 928 g avionisert vann. Partiklene for denne sol hadde en størrelse på ca. 7 nm. Solen ble tilsatt i løpet av 90 min ved 47°C og den således erholdte kationiske sol fikk henstå til avkjøling til romtemperatur. I de følgende forsøk ble awanning bestemt med "Canadian Freeness Tester" som er den vanlige metode for bestemmelse av awanningsegenskapene i henhold til SCAN-C 21:65.
Massesystemet bestod av 60% bleknet bjerkesulfatmasse og 40% bleknet furusulfatmasse og 30% China Clay var tilsatt systemet. Kjemikalie tilsetningene er beregnet i kilo per tonn tørr massesystem (fibre+fyllstoff) og mengdene av solene og de kationiske polymerer er gitt som tørrtenkt. Alle kjemikalie tilsetningene ble gjort med en blandehastig-het på 800 omdr/min i en "Britt Dynamic Drainage Jar" med blokkert utløp i 45 s og massesystemene ble deretter tilsatt "Canadian Freeness Testeren". I samtlige forsøk ble solen tilsatt før polymeren. Forskjellige soler ble anvendt: a) Kationisk aluminium modifisert silikasol med et molforhold mellom aluminium til overflatesilikagrupper på
1,30:1 og en partikkelstørrelse på 7,5 nm.
b) Kationisk aluminium modifisert silikasol med et molforhold mellom aluminium og overflatesilikagruppe på
2,95:1 og en partikkelstørrelse på 7 nm.
c) Kationisk aluminium modifisert silikasol med et molforhold mellom aluminium og overflatesilikagruppe på 3,25:1 og en partikkelstørrelse på 6 nm.
d) Kationisk aluminium modifisert silikasol med et molforhold mellom aluminium og overflatesilikagruppe på
2,40:1 og en partikkelstørrelse på 14 nm.
Kationiske polymerer ble anvendt:
A) Kationisk polyakrylamid, (PAM 1) med midlere kationisitet solgt under handelsnavnet "Percol 292" (Allied Colloids) B) Polyetylenimin (PEI) solgt under handelsnavnet "Polymin" (BASF AG) C) Kationisk polyakrylamid (PAM 2) med lav kationisitet solgt under handelsnavnet "Percol 140" (Allied Colloids)
I den etterfølgende tabell er resultatene av freeness bestemmelsene gitt i ml CSF. Sammenligninger med tilsetning av kun de respektive kationiske polymere er også gitt. En sammenligning ble også utført med en anionisk aluminiummodifisert silikasol med en partikkelstørrelse ca. 5,5 nm.
Eksempel 2
I dette forsøk ble awanningseffekten av et system av den kationiske aluminiummodifiserte silikasol betegnet som a) i eksempel 1 og et polyakrylamid, ("Percol 292") ble bestemt og en sammenligning ble utført for et system av en anionisk aluminiummodifisert silikasol med en partikkelstørrelse på ca. 5,5 nm og polyakrylamidet. Massen ble fremstilt fra tremasse, malt til 130 ml CSF og pH ble justert til 5 med H2SO4. I bestemmelsene ble den kationiske sol tilsatt massen før polyakrylamidet, bortsett fra i et forsøk hvor doser-ingsrekkefølgen ble reversert. I forsøkene med anionisk sol ble denne tilsatt massen etter polymeren. De tilsatte mengder er gitt i kg/tonn og er beregnet som tørre kjemika-lier på tørrtenkt masse.
Som det fremgår av tabellen nås et maksimalt CSF nivå ved den meget lavere tilsetning av polyakrylamid i systemet med kationisk sol, sammenlignet med systemet med anionisk sol.
Eksempel 3
Visse forskjellige kationiske silikasoler [a), b), c) og d)] ble anvendt i dette eksempel.
Solene a) og d) ble fremstilt som følger: 19,49 g av en 50%ig oppløsning av polyaluminiumklorid [Al2(OH)5C1.1H20]X ble fortynnet til 200g. Inn i denne oppløsning ble 1000 g av en l%ig polykiselsyre pumpet langsomt i løpet av 45 min ved romtemperatur. Den polymere kiselsyre var fremstilt som følger: Vannglass (Na20.3Si02) ble fortynnet med vann til et SiC>2 innhold på 5 vektprosent. Den vandige oppløsning ble ionebyttet under anvendelse av ionebytterharpiksen "Amber-lite IR-120" til en pH på 2,3. Det spesifikke overflateareal for den erholdte polymere kiselsyre ble bestemt ved titrering i henhold til metoden vist i Analytical Chemistry 28(1956)1981 og ble funnet å være 1450 m<2>/g. Denne polymere kiselsyre ble senere behandlet med polyaluminiumklorid bestående av partikler med en størrelse fra ca. 1 nm til en viss grad av aggregering til kjeder og nettverk. Den erholdte kationiske silikasol hadde den følgende sammenset-ning: 0,39% AI2O3 og 0,84% Si02 og således et molforhold av Al til overflatesilika på ca. 1:2. Sol a) ble fremstilt fra nyfremstilt polykiselsyre og sol c) fra polykiselsyre som var eldet i 1 døgn.
Sol b) og d) ble fremstilt som følger: 9,75 g av en 50%ig polyaluminiumklorid [Al2(OH)5CI.5H20]X, oppløsningen ble fortynnet til 200 g og 1000 g av l%ig polykiselsyre, fremstilt som beskrevet ovenfor, ble tilsatt oppløsningen. Det resulterende produkt hadde den følgende sammensetningen: 0,20% A1203 og 0,83% Si02 og således molforhold Al til overflate Si på ca. 1:4. Sol b) ble fremstilt fra nyfremstilt polykiselsyre og sol d) fra en polykiselsyre som var eldet i 1 døgn.
Solene a) til b) ble anvendt sammen med et kationisk polyakrylamid (PAM) solgt under handelsnavnet "Percol 292"
(Allied Colloids) i en masse fremstilt fra 60% bjerk sulfatmasse og 40% furusulfatmasse. Massen inneholdt ytterligere 30% kalsiumkarbonat og 1 g/l Na2S04.10H20. pH for massen var 8,5. Polyakrylamid ble tilsatt massen før den kationiske silikasol hvis intet annet er angitt. Awanningen ble bestemt som tidligere angitt under anvendelse av en Canadian Freeness Tester. Resultatene er gitt i den
etterfølgende tabell.
En sammenligning ble også utført med anionisk aluminium-modif isert silikasol med en partikkelstørrelse på ca. 5,5 nm og dette i en mengde på 1 kg/tonn sammen med 0,5 kg/tonn PAM ga en CSF på 520 ml.
Eksempel 4
Solene a) og b) ifølge eksempel 3, samt også soler e) og f) ble undersøkt i kombinasjon med kationisk polyakrylamid for en masse fremstilt av slipmasse. Sol e) var fremstilt på følgende måte: 27,84 g av en 50%ig oppløsning av polyaluminiumklorid [AI2(OH)5C1.2H20]X ble fortynnet til 200 g. 1000 g av l%ig polykiselsyre, fremstilt som ifølge eksempel 3, ble tilsatt polyaluminiumkloridoppløsningen og det erholdte produkt inneholdt 0,56% Al og 0,83% Si02 og hadde således et molforhold Al til overflatesilika på ca. 1:1,5. Sol f) ble fremstilt som følger: 34,8 g av en 50%ig polyaluminiumklorid [Al2(OH)5C1.5H20]X oppløsning ble fortynnet til 200 g og 1000g av l%ig polykiselsyre ble tilsatt til oppløsningen. Produktet inneholdt 0,70% Al203 og 0,83% Si02 og molforholdet Al til overflate Si var således ca. 1:1,2.
Slipemassen inneholdt 2 g/l Na2SO4.10H2O og hadde en pH på 7,0. Awanningseffekten ble undersøkt som beskrevet tidligere. I de fleste tilfeller ble det kationiske polyakrylamid tilsatt massen før tilsetning av solen hvis ikke omvendt doseringsorden (odo) er indikert. Dosen av kationisk polyakrylamid var 1,0 kg/tonn som var funnet å være den optimale mengde for denne masse når polyakrylamidet ble anvendt alene. I forsøkene ble det bemerket at vannet oppsamlet fra freeness testeren var meget klarere når kombinasjoner av sol og kationisk polyakrylamid ble anvendt enn når polyakrylamidet ble anvendt alene og dette er en indikasjon på meget god retensjon av fyllstoff.
Eksempel 5
I dette eksempel ble retensjon av fyllstoff og finstoff evaluert i fabrikkskala. Massen var fremstilt fra 30%
kjemisk masse, 24% slipmasse og 46% CaC03 fyllstoff. Massekonsentrasjonen var 0,5% og pH var 8,3. Det bestemte fyllstoff og finstoffinnhold var 76,9%.
En Britt Dynamic Drainage Jar ble anvendt for å bestemme retensjonen. Rørehastigheten ble innstilt til 800 omdr./min og den anvendte wire brukt var på 200 mesh.
Den anvendte kationiske silikasol var sol a) i henhold til eksempel 1 og denne ble tilsatt før det kationiske retensj onsmiddel. De følgende kationiske retensjonsmidler ble anvendt i de forskjellige forsøk:
A) Kationisk polyakrylamid, ("Percol 292"(Allied Colloids)).
B) Kationisk guargummi
Resultatene av forsøkene er vist i den etterfølgende tabell. Fyllstoff og finstoffretensjon (FF ret.) er gitt i prosent med
forskjellige doseringer av de respektive kationisk polymerer. Do er beregnet som tørrpolymer for tørrtenkt masse + fyllstoff. Den anvendte kationiske silikasol ble anvendt i en mengde på 1 kg/to av tørr masse pluss fyllstoff. Sammenligninger ble utført med
tilsetning av bare den kationiske polymer.
Eksempel 6
I dette eksempel ble systemet av en kationisk silikasol a) ifølge eksempel 1 og kationisk polyakrylamid undersøkt i en fabrikk som produserte magasinpapir. Massen bestod av 19% sulfatmasse, 37% slipemasse, 20% termomekanisk masse og 24% leire, det vil si en masse med store mengder ikke-cellulose bestanddeler. pH var 4,45. Retensjonen ble målt med et Britt Dynamic Drainage Jar og malegraden med Canadian Freeness Tester.
1. Fremgangsmåte ved fremstilling av papir ved forming og awanning av en suspensjon av celluloseholdige fibre og eventuelt fyllstoffer på en wire med forbedret retensjon og awanning,
karakterisert ved at formingen og awanningen finner sted i nærvær av en kationisk silikabasert sol og et kationisk polymert retensjonsmiddel fra gruppen kationisk guargummi og syntetiske, kationiske polymerer. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de kationiske silika-solpartikler er aluminiummodifiserte silikapartikler. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de kationiske silikapartikler har partikkelstørrelser innen området 2-100 nm. 4. Fremgangsmåte ifølge krav l, 2 eller 3, karakterisert ved at det kationiske polymere retensjonsmiddel er en syntetisk kationisk polymer. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det kationiske polymere retensjonsmiddel er kationisk polyakrylamid. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at det kationiske polymere retensjonsmiddel er kationisk polyakrylamid og ved at dette er brukt i kombinasjon med kationisk stivelse. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at mengden av kationisk silikasol ligger i området 0,005-2 vektprosent, regnet som tørt i forhold til tørre fibre og eventuelle fyllstoffer.
Claims (1)
- 8. Fremgangsmåte ifølge krav l eller 7, karakterisert ved at vektforholdet av kationisk retensjonsmiddel til kationisk silika er minst 0,01:1.9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at vektforholdet mellom kationisk retensjonsmiddel til kationisk silika er minst 0,2:1.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8800816A SE462721B (sv) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | Saett vid framstaellning av papper genom formning och avvattning av en suspension av cellulosainnehaallande fibrer |
PCT/SE1989/000062 WO1989008741A1 (en) | 1988-03-08 | 1989-02-14 | A process for the production of paper |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO903883L NO903883L (no) | 1990-09-06 |
NO903883D0 NO903883D0 (no) | 1990-09-06 |
NO172356B true NO172356B (no) | 1993-03-29 |
NO172356C NO172356C (no) | 1993-07-07 |
Family
ID=26660126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO903883A NO172356C (no) | 1988-03-08 | 1990-09-06 | Fremgangsmaate ved fremstilling av papir |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE68906535T2 (no) |
NO (1) | NO172356C (no) |
-
1989
- 1989-02-14 DE DE1989606535 patent/DE68906535T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-09-06 NO NO903883A patent/NO172356C/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO172356C (no) | 1993-07-07 |
DE68906535D1 (de) | 1993-06-17 |
NO903883L (no) | 1990-09-06 |
NO903883D0 (no) | 1990-09-06 |
DE68906535T2 (de) | 1993-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2067495C (en) | Silica sols, a process for the production of silica sols and use of the sols | |
US4946557A (en) | Process for the production of paper | |
US8835515B2 (en) | Silica-based sols | |
KR960015749B1 (ko) | 시이트나 웨브(web)형 세룰로오스 섬유함유 제품의 제조방법 | |
AU598416B2 (en) | A process for the production of paper | |
US7670460B2 (en) | Production of paper using slica-based-sols | |
EP0500770B1 (en) | A process for the production of paper | |
NO171567B (no) | Fremgangsmaate ved fremstilling av papir | |
EP0394368B1 (en) | A process for the production of paper | |
NO172356B (no) | Fremgangsmaate ved fremstilling av papir | |
CN1912242B (zh) | 生产纸的方法 | |
NO174783B (no) | Fremgangsmåte ved fremstilling av papir | |
MXPA01010726A (en) | Silica-based sols | |
ZA200108332B (en) | Silica-based sols. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |
Free format text: LAPSED IN AUGUST 2003 |