NO174783B

NO174783B - Method of making paper

Info

Publication number: NO174783B
Application number: NO921847A
Authority: NO
Inventors: Ulf Rune Carlson; Hans Erik Johansson; Kjell Axel Johansson
Original assignee: Eka Nobel Ab
Priority date: 1989-11-09
Filing date: 1992-05-11
Publication date: 1994-03-28
Also published as: NO174783C; NO921847D0; NO921847L

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte av den art som er angitt i krav 1's ingress ved fremstilling av papir under anvendelse av et forbedret retensjons og awanningssystem. Mere spesielt vedrører oppfinnelsen anvendelse av en kombinasjon av et kationisk polyakrylamid, en kationisk stivelse og polymert kiselsyre som retensjons og awannings sys tem ved fremstilling av papir. The present invention relates to a method of the kind stated in claim 1's preamble for the production of paper using an improved retention and dewatering system. More particularly, the invention relates to the use of a combination of a cationic polyacrylamide, a cationic starch and polymeric silicic acid as a retention and dewatering system in the manufacture of paper.

Det er tidligere kjent å anvende kombinasjoner av kationiske polymerer retensjonsmidler og en anionisk uorganisk silikabasert sol ved fremstilling av papir for å forbedre retensjonen og awanningen. Eksempelvis er det i det europeiske patent nr. 41.056 vist en kombinasjon av en silikasol og kationisk stivelse. I PCT søknad WO 86/05826 er beskrevet kombinasjoner av silikasoler inneholdende aluminium-modifiserte silikapartikler og kationisk polyakrylamid. I PCT søknad WO 86/00100 er vist kombinasjoner av de samme silikasoler og kationisk stivelse. Kombinasjoner av silikasoler og andre kationiske polymerer er velkjente. Kommersielle silikabaserte kolloider, som iløpet av de senere år har fått økende anvendelse ved fremstilling av papir sammen med kationisk polymer retensjonsmidler, er av den type som har kollodiale partikler generelt med den partikkelstørrelse i området 4nm til 7nm, det vil si et spesifikt overflatearealet i området 700 - 300 m<2>/g. Det er også kjent eksempelvis fra europeisk patent 41.056 å anvende polymert kiselsyre ved papirfremstilling. It is previously known to use combinations of cationic polymer retention agents and an anionic inorganic silica-based sol in the manufacture of paper to improve retention and dewatering. For example, European patent no. 41,056 shows a combination of a silica sol and cationic starch. In PCT application WO 86/05826, combinations of silica sols containing aluminium-modified silica particles and cationic polyacrylamide are described. In PCT application WO 86/00100, combinations of the same silica sols and cationic starch are shown. Combinations of silica sols and other cationic polymers are well known. Commercial silica-based colloids, which in recent years have been increasingly used in the production of paper together with cationic polymer retention agents, are of the type that have colloidal particles generally with a particle size in the range of 4nm to 7nm, that is to say a specific surface area in the range 700 - 300 m<2>/g. It is also known, for example, from European patent 41,056 to use polymeric silicic acid in paper production.

Det har generelt vært antatt at kolloidale kilselsyresoler med partikler over en viss størrelse gir de beste resultater og at disse har vært foretrukne med hensyn til stabilitet. It has generally been assumed that colloidal silicic acid sols with particles above a certain size give the best results and that these have been preferred with regard to stability.

I japansk patentsøknad "Early-Disclosure" nr. 87-110998 er også foreslått å anvende kolloidalt silika med både kationisk. stivelse og et kationisk eller amfotert polyakrylamid. Også i henhold til denne søknad bør den kolloidale kiselsyre fortrinnsvis ha et overflateareal i området 300 - 700 m<2>/g og i alle eksempler er anvendt kolloidalt silika med et spesifikt overflatearealet i området 500 - 550 m<2>/g. Effekten av systemer omfattende en anionisk uorganisk silikabasert sol og en kationisk komponent er basert på samvirkning mellom to bestanddeler med forskjellige ladninger og det er antatt at sol partiklene med deres sterke anioniske ladninger i en viss grad fører til fornetning av det polymere retensjonsmiddel. In Japanese patent application "Early-Disclosure" No. 87-110998 it is also proposed to use colloidal silica with both cationic. starch and a cationic or amphoteric polyacrylamide. Also according to this application, the colloidal silicic acid should preferably have a surface area in the range 300 - 700 m<2>/g and in all examples colloidal silica with a specific surface area in the range 500 - 550 m<2>/g has been used. The effect of systems comprising an anionic inorganic silica-based sol and a cationic component is based on interaction between two components with different charges and it is assumed that the sol particles with their strong anionic charges lead to a certain extent to cross-linking of the polymeric retention agent.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det funnet at en kombinasjon av polymer kiselsyre med to kationiske polymerer, nemlig kationisk stivelse og kationisk polyakrylamid, gir overraskende stor forbedring av retensjons-og awannings effekten ved papirfremstilling. Denne forbedrede effekt stammer ikke fra kombinasjonen av kationiske polymerer som sådanne, heller ikke kan det forutsies fra effekten av kombinasjonen av polymer kiselsyre med de individuelle kationiske polymerer. According to the present invention, it has been found that a combination of polymer silicic acid with two cationic polymers, namely cationic starch and cationic polyacrylamide, gives a surprisingly large improvement in the retention and dewatering effect in papermaking. This improved effect does not originate from the combination of cationic polymers as such, nor can it be predicted from the effect of the combination of polymeric silicic acid with the individual cationic polymers.

Fremgangsmåten er således særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del. Ytterligere trekk fremgår av kravene 2-9. The procedure is thus characterized by what is stated in claim 1's characterizing part. Further features appear in requirements 2-9.

En synergistisk effekt erholdes når kationisk stivelse og kationisk polyakrylamid anvendes sammen med polymer kiselsyre, slik det vil fremgå av eksemplene. Takket være den forbedrede retensjon og awanning vil en større del av fine fibre og eventuelle fyllstoffer holdes tilbake i papiret og samtidig kan papirmaskinens hastighet forøkes og energiforbruket i press og tørkeseksjonene nedsettes. A synergistic effect is obtained when cationic starch and cationic polyacrylamide are used together with polymer silicic acid, as will be apparent from the examples. Thanks to the improved retention and dewatering, a larger proportion of fine fibers and any fillers will be retained in the paper and at the same time the speed of the paper machine can be increased and the energy consumption in the press and drying sections can be reduced.

Foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte ved fremstilling av papir, ved forming og awanning av en suspensjonen av cellulosefibre og eventuelle fyllstoffer på en wire, slik som angitt i de etterfølgende krav. The present invention thus relates to a method for the production of paper, by forming and dewatering a suspension of cellulose fibers and any fillers on a wire, as stated in the following claims.

Den polymere kiselsyre er en slik som vist i svensk patentsøknad nr. 801951-8. Den polymere kiselsyre har et meget spesifikt overflateareal som lavest er 1050 m<2>/g. Partiklene har passende og spesifikt overflateareal innen området 1100 - 1700 m<2>/g, og fortrinnsvis innen området 1200 - 1600 m<2>/g. Det gitte spesifikke overflatearealet er bestemt ved titrering i henhold til fremgangsmåten vist av Sears i "Analytical Chemistry 28(1956)1981." Den polymere kiselsyre kan fremstilles ved surgjøring av et alkalimetall silikat såsom kalium- eller natriumvannglass, fortrinnsvis natriumvannglassf Disse er tilgjengelige med varierende molforhold av Si02 til Na20 eller K2O og molforholdet ligger vanligvis i området 1,5:1 til 4,5:1 og vannglasset har vanlig en opprinnelig pH på rundt 13, eller over 13. Et hvert slikt alkale metallsilikat eller vannglass kan anvendes ved fremstilling av fine partikkelformige polymere kiselsyrer og denne fremstilling utføres ved surgjøring av en fortynnet vandig oppløsning av silikatet. For surgjøring kan mineralsyre såsom svovelsyre, saltsyre og fosforsyre eller sure ionebytteharpikser eksempelvis anvendes. Et antall andre kjemikalier for surgjøring ved fremstilling av poly kiselsyre er også kjent og noen eksempler på slike andre kjemikalier er ammoniumsulfat og karbondioksyd. The polymeric silicic acid is one as shown in Swedish patent application no. 801951-8. The polymeric silicic acid has a very specific surface area, the lowest of which is 1050 m<2>/g. The particles have a suitable and specific surface area within the range 1100 - 1700 m<2>/g, and preferably within the range 1200 - 1600 m<2>/g. The given specific surface area is determined by titration according to the method shown by Sears in "Analytical Chemistry 28(1956)1981." The polymeric silicic acid can be prepared by acidifying an alkali metal silicate such as potassium or sodium water glass, preferably sodium water glassf These are available with varying molar ratios of SiO 2 to Na 2 O or K 2 O and the molar ratio is usually in the range of 1.5:1 to 4.5:1 and the water glass usually has an initial pH of around 13, or above 13. Any such alkali metal silicate or water glass can be used in the production of fine particulate polymeric silicic acids and this production is carried out by acidifying a dilute aqueous solution of the silicate. For acidification, mineral acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid and phosphoric acid or acidic ion exchange resins can be used, for example. A number of other chemicals for acidification in the production of polysilicic acid are also known and some examples of such other chemicals are ammonium sulphate and carbon dioxide.

Mineralsyrer og sure ionebytteharpikser eller kombinasjoner av disse kan også passende anvendes. Surgjøringen utføres til en pH i området 1 - 9 og passende til en pH i området 1,5 - 4. Den polymere kiselsyre som betegnes som aktivert kiselsyre, som er fremstilt ved delvis nøytralisering av alkalimetallinnholdet til en pH på 8 - 9 og som polymeri-seres vanligvis i løpet av en halv time til en time, kan anvendes som sådan direkte deretter, men må ellers fortynnes til et innhold som ikke er mer enn 1 vekt-%, for å avbryte polymeriseringen eller kan surgjøres til det foretrukne pH området for å unngå gelering. Mineral acids and acidic ion exchange resins or combinations thereof may also be suitably used. The acidification is carried out to a pH in the range 1 - 9 and suitably to a pH in the range 1.5 - 4. The polymeric silicic acid referred to as activated silicic acid, which is produced by partial neutralization of the alkali metal content to a pH of 8 - 9 and as polymeri - is usually seen within half an hour to an hour, can be used as such directly afterwards, but must otherwise be diluted to a content of no more than 1% by weight, to interrupt the polymerization or can be acidified to the preferred pH range for to avoid gelation.

Surgjøring i henhold til det ovenfor angitte blir passende utført ved hjelp av sure ionebyttere, blant annet for å oppnå mere stabile produkter og for å unngå at salter fra surgjøringen tilføres massen via den polymere kiselsyre. Den polymere kiselsyre som dannes ved surgjøring består av makromolekyler eller partikler med den størrelsesorden 1 nm, som danner voluminøse kjeder og nettverk. Sammenlignet med silikasoler med større partikkelstørrelse, som vanligvis anvendes ved kommersiell papirfremstilling, med de som anvendes i henhold til foreliggende oppfinnelse som er vesentlig mindre stabile med hensyn til stabilitet i forhold til konsentrasjon og stabilitet ved lagring. De polymere kiselsyrer må således etter surgjøring passende ikke være tilstede i høyere konsentrasjoner en ca. 5 vekt-%, fortrinnsvis ikke høyere enn 2 vekt-%. De må ikke lagres for lenge, men likevel er det funnet at en viss lagringstid kan være fordelaktig. Acidification according to the above is suitably carried out using acidic ion exchangers, among other things to obtain more stable products and to avoid that salts from the acidification are added to the mass via the polymeric silicic acid. The polymeric silicic acid formed by acidification consists of macromolecules or particles of the order of 1 nm, which form voluminous chains and networks. Compared with silica sols with a larger particle size, which are usually used in commercial papermaking, with those used according to the present invention which are significantly less stable with respect to stability in relation to concentration and stability during storage. Thus, after acidification, the polymeric silicic acids must not be present in higher concentrations than approx. 5% by weight, preferably no higher than 2% by weight. They must not be stored for too long, but nevertheless it has been found that a certain storage time can be beneficial.

Det er eksempelvis funnet at lagring i et døgn eller et par døgn med en konsentrasjon som ikke overstiger 4-5 vekt-% er fult ut akseptabelt med hensyn til stabilitet, og kan også resultere i en forbedret effekt. Ved en konsentrasjon på 1-% eller under, er lagring i 2 til 3 uker uten nedsatt stabilitet mulig og hele tiden med god effekt eller også bedre effekt enn uten lagring. Etter lagring i ca. 3 uker ved romtemperatur vil en initial gelering være synlig. For example, it has been found that storage for a day or a couple of days with a concentration that does not exceed 4-5% by weight is completely acceptable with regard to stability, and can also result in an improved effect. At a concentration of 1% or less, storage for 2 to 3 weeks without reduced stability is possible and all the time with a good effect or even a better effect than without storage. After storage for approx. 3 weeks at room temperature, an initial gelation will be visible.

Selvom fremstilling av polymere kiselsyrer med høyt spesifikt overflatearealet ved hjelp av surgjøring som ovenfor beskrevet er den foretrukne metode, så er det også mulig å fremstille slike polymere kiselsyrer som har et høyere spesifikt overflateareale og som består av makromolekyler eller partikler med en størrelsesorden på 1 mn, som danner voluminøse kjeder og nettverk ved hjelp av andre metoder. Slike polymere kiselsyrer kan således fremstilles ved polymerisering av en alkalimetallsilikat oppløsning under anvendelse av en initiator såsom alun, natrium-aluminat og natriumborat. Although the production of polymeric silicic acids with a high specific surface area by means of acidification as described above is the preferred method, it is also possible to produce such polymeric silicic acids that have a higher specific surface area and that consist of macromolecules or particles of the order of 1 mn , which form voluminous chains and networks using other methods. Such polymeric silicic acids can thus be produced by polymerizing an alkali metal silicate solution using an initiator such as alum, sodium aluminate and sodium borate.

De polymere kiselsyrer som anvendes i henhold til foreliggende oppfinnelse således fremstilles i forbindelse med deres anvendelse og en slik fremstilling ved frem-stillingsstedet eller nær en papirfabrikk er i seg selv fordelaktig ved at billige råmaterialer og enkle frem-stillingsmetoder anvendes. Økonomien av foreliggende fremgangsmåte vil således være meget god da den polymere kiselsyre er økonomisk fordelaktig. The polymeric silicic acids used according to the present invention are thus produced in connection with their application and such production at the production site or near a paper mill is in itself advantageous in that cheap raw materials and simple production methods are used. The economy of the present method will thus be very good as the polymeric silicic acid is economically advantageous.

Kationiske polyakrylamider er i seg selv kjente som tilsetningsmiddel ved papirfremstilling, hovedsaklig for øke retensjonen av fine fibre og fyllstoffer, og et hvilket som helst kationisk polyakrylamid kan anvendes ved foreliggende fremgangsmåte. Den kationiske stivelse kan være en for papirfremstilling konvensjonell kationisk stivelse. Stivelsen gjøres kationisk ved subtitisjon med ammonium-grupper på i og for seg kjent måte. Det er vanlig å anvende stivelse med den substitusjonsgrad på minst 0,01. Cationic polyacrylamides are themselves known as additives in papermaking, mainly to increase the retention of fine fibers and fillers, and any cationic polyacrylamide can be used in the present process. The cationic starch can be a cationic starch conventional for papermaking. The starch is made cationic by substitution with ammonium groups in a manner known per se. It is common to use starch with a degree of substitution of at least 0.01.

Mengden av polymere kiselsyre som anvendes er avhengig av den aktuelle masse, tilstedeværelse av fyllstoffer og andre betingelser ved papirfremstillingen. For små mengder gir ingen effekt og for store mengder gir ingen ytterligere forbedring av awanningen og retensjonen, men kun økede omkostninger. Mengden av polymere kiselsyre bør fortrinnsvis være minst 0,01 kg/tonn regnet som SiC>2 på tørre fibre og eventuelle fyllstoffer og ligger passene i området 0,05 - 5 kg/tonn. Mengder i området 0,1-3 kg/tonn er foretrukne. The amount of polymeric silicic acid used depends on the pulp in question, the presence of fillers and other conditions during paper production. Amounts that are too small have no effect and amounts that are too large provide no further improvement in dewatering and retention, but only increased costs. The quantity of polymeric silicic acid should preferably be at least 0.01 kg/tonne calculated as SiC>2 on dry fibers and any fillers and is suitable in the range 0.05 - 5 kg/tonne. Quantities in the range 0.1-3 kg/tonne are preferred.

Vektforholdet mellom total mengde av kationiske retensjonsmidler, det vil si polyakrylamid og stivelse, og polymer kiselsyre kan variere innen vide grenser, avhengig av massens sammensetning, tilstedeværelse av fyllstoffer etc. Vanligvis er forholdet mellom polyakrylamid pluss stivelse til polymer kiselsyre, beregnet som Si02, over 0,1:1, fortrinnsvis 1:1. Den øvre grense er ikke kritisk, men avgjøres hovedsaklig utfra økonomiske hensyn. Et vektforhold mellom (polyakrylamid + stivelse) og polymer kiselsyre i området 1:1 til 100:1 er foretrukket. The weight ratio between the total amount of cationic retention agents, i.e. polyacrylamide and starch, and polymer silicic acid can vary within wide limits, depending on the composition of the mass, presence of fillers etc. Usually the ratio of polyacrylamide plus starch to polymer silicic acid, calculated as SiO2, is above 0.1:1, preferably 1:1. The upper limit is not critical, but is mainly decided on the basis of financial considerations. A weight ratio between (polyacrylamide + starch) and polymer silicic acid in the range 1:1 to 100:1 is preferred.

. Vektforholdet mellom kationisk stivelse og kationisk polyakrylamid bør ligge i området 0,5:1 til 200:1. Vektforholdet er passende i området 2:1 til 100:1 og for- . The weight ratio between cationic starch and cationic polyacrylamide should be in the range of 0.5:1 to 200:1. The weight ratio is suitable in the range of 2:1 to 100:1 and for-

trinnsvis i området 4:1 til 50:1. incrementally in the range 4:1 to 50:1.

Forbedringen av retensjon og awanning ifølge foreliggende fremgangsmåte erholdes over et pH område for massen på 4 til 10. The improvement of retention and dewatering according to the present method is obtained over a pH range for the pulp of 4 to 10.

De tre bestanddelene kan tilsettes fibersuspensjonen i tilfeldig rekkefølge. Stedet for tilsetningene er ikke kritisk, men det er foretrukket ikke å tilsette polyakrylamid til massen i et tidlig trinn i papirfremstillingen da det er følsomt for den type mekanisk påkjenning, som eksempelvis oppstår i blandete apparater. Det er foretrukket først å tilsette den kationiske stivelse til massen og deretter tilsette det kationiske polyakrylamid eller polymere kiselsyre i hvilken som helst rekkefølge. En spesiell forbedring sammenlignet med kjent teknikk oppnås når den kationiske stivelse først tilsettes massen, etterfulgt av kationisk polyakrylamid og deretter av den polymere kiselsyre. The three components can be added to the fiber suspension in random order. The place of the additions is not critical, but it is preferred not to add polyacrylamide to the pulp at an early stage in papermaking, as it is sensitive to the type of mechanical stress that occurs, for example, in mixed devices. It is preferred to first add the cationic starch to the mass and then add the cationic polyacrylamide or polymeric silicic acid in any order. A particular improvement compared to the prior art is achieved when the cationic starch is first added to the mass, followed by the cationic polyacrylamide and then by the polymeric silicic acid.

Trekomponentsysternet i henhold til oppfinnelsen kan anvendes ved fremstilling av papir fra forskjellige massetyper inneholdende cellulosefibre. Trekomponentsysternet kan eksempelvis anvendes for masse på basis av kjemisk masse, såsom sulfat- og sulfittmasse, termomekanisk masse, rafinørmekanisk masse og slipmasse fra både løwed og nåltre. Systemet kan naturligvis anvendes for masse basert på resirkulert fibre. The three-component system according to the invention can be used in the production of paper from different pulp types containing cellulose fibres. The three-component system can, for example, be used for pulp based on chemical pulp, such as sulphate and sulphite pulp, thermomechanical pulp, refinery mechanical pulp and grinding pulp from both broadleaf and softwood. The system can of course be used for pulp based on recycled fibres.

Spesielt gode resultater er erholdt med masser som vanligvis er ansett som vanskelige, nemlig slike som inneholder relativt store høye mengder ikke-cellulosebestanddeler såsom lignin og oppløste organiske materialer, eksempelvis forskjellige typer mekaniske masser såsom slipmasse, samt slike som inneholder resirkulerte fibre. Particularly good results have been obtained with pulps that are usually considered difficult, namely those that contain relatively high amounts of non-cellulosic constituents such as lignin and dissolved organic materials, for example different types of mechanical pulps such as grinding pulp, as well as those that contain recycled fibres.

Kombinasjonen i henhold til oppfinnelsen er således spesielt egnet for masse inneholdende minst 25 vekt-% mekanisk masse og/eller masse fra resirkulerte fibre, regnet på mengden av den tørre masse. Betegnelsen papir og papirfremstilling som anvendes i det etterfølgende innbefatter naturligvis, i tillegg til papirfremstilling, andre cellulosefiberinne-holdende produkter i ark eller baneform og deres fremstilling, eksempelvis masseark, plater og kartong. Foreliggende kombinasjon kan naturligvis også anvendes ved fremstilling av papir i kombinasjon av andre konvensjonelle tilsetnings stoffer for papirfremstilling, såsom hydrofoberingsmidler, tørrstyrkemidler, våtstyrkemidler etc. Det er spesielt egnet aluminium forbindelser i kombinasjon med den polymere kiselsyre og de to kationiske polymerer fordi det er funnet at disse kan gi en ytterligere forbedring av retensjonen og awanningen. En hver aluminiumforbindelse kjent anvendt i papirfremstilling kan anvendes eksempelvis alun, poly-aluminiumforbindelser, aluminater, aluminiumklorid og aluminiumnitrat. Mengden av aluminiumforbindelser kan variere innen vide grenser og det er passende å anvende aluminiumforbindelsen beregnet som AI2O3, i et vektforhold til den polymere kiselsyre, regnet som Si02, på minst 0,01:1. Fortrinnsvis overstiger forholdet ikke 3:1 og fortrinnsvis ligger forholdet innen området 0,02:1 til 1,5:1. The combination according to the invention is thus particularly suitable for pulp containing at least 25% by weight of mechanical pulp and/or pulp from recycled fibres, calculated on the amount of the dry pulp. The terms paper and papermaking used in the following naturally include, in addition to papermaking, other cellulose fiber-containing products in sheet or web form and their manufacture, for example pulp sheets, boards and cardboard. The present combination can of course also be used in the production of paper in combination with other conventional additives for paper production, such as hydrophobic agents, dry strength agents, wet strength agents etc. Aluminum compounds in combination with the polymeric silicic acid and the two cationic polymers are particularly suitable because it has been found that these can provide a further improvement in retention and dewatering. Every aluminum compound known to be used in papermaking can be used, for example alum, poly-aluminium compounds, aluminates, aluminum chloride and aluminum nitrate. The amount of aluminum compounds can vary within wide limits and it is appropriate to use the aluminum compound calculated as AI2O3, in a weight ratio to the polymeric silicic acid, calculated as SiO2, of at least 0.01:1. Preferably the ratio does not exceed 3:1 and preferably the ratio is within the range of 0.02:1 to 1.5:1.

Polyaluminiumforbindelsene kan eksempelvis være poly-aluminiumklorider, polyaluminiumsulfater og polyaluminium-forbindelser inneholdende både klorid-og sulfationer. Polyaluminiumforbindelsene kan også inneholde andre anioner enn kloridioner, eksempelvis anioner fra svovelsyre, fosforsyre organiske syrer såsom sitronsyre og oksansyre. The polyaluminium compounds can be, for example, polyaluminium chlorides, polyaluminium sulphates and polyaluminium compounds containing both chloride and sulphate ions. The polyaluminium compounds can also contain anions other than chloride ions, for example anions from sulfuric acid, phosphoric acid, organic acids such as citric acid and oxalic acid.

Oppfinnelsen skal ytterligere illustreres ved hjelp av de følgende eksempler. Deler og % vedrører henholdsvis vektdeler og vekt-%, om intet annet er angitt. The invention shall be further illustrated by means of the following examples. Parts and % relate to parts by weight and % by weight respectively, unless otherwise stated.

Eksempel 1 Example 1

I dette eksempel ble awanningen evaluert ved hjelp av en "Canadian Standard Freeness (CSF) Tester" som er den konvensjonelle fremgangsmåte ved karakterisering av awanningsegenskapene i henhold til SCAN-C 21:65. In this example, dewatering was evaluated using a "Canadian Standard Freeness (CSF) Tester" which is the conventional method of characterizing the dewatering properties according to SCAN-C 21:65.

I forsøkene ble polymere kiselsyre, kationisk polyakrylamid og kationisk stivelse anvendt og massen var fremstilt av 100 % slipemasse. Den polymere kiselsyre ble fremstilt fra vannglass (Na20.3. 3SiC>2) som var fortynnet med vann til et Si02 forhold på 5 vekt-%. Den vandige oppløsning ble ionevekslet med ionebytteharpiksen Amberlite IR-120, til en pH på 2,3. Det spesifikke overflatearealet for den erholdte sure polymere kiselsyre ble bestemt ved titrering i henhold til den ovenfor gitte fremgangsmåte og funnet å være 1450 m2/g.In the experiments, polymeric silicic acid, cationic polyacrylamide and cationic starch were used and the compound was made from 100% abrasive compound. The polymeric silicic acid was prepared from water glass (Na20.3.3SiC>2) which was diluted with water to a SiO2 ratio of 5% by weight. The aqueous solution was ion exchanged with the ion exchange resin Amberlite IR-120, to a pH of 2.3. The specific surface area of the acidic polymeric silicic acid obtained was determined by titration according to the method given above and found to be 1450 m 2 /g.

Til massen ble det tilsatt 0,5 kg/t alun regnet som al2 (SO4) 2• I8H2O. Massens pH var 7,8 og dens awanningsevne var 170 ml CSF når massen kun inneholdt slipemasse og 180 ml når alun var tilsatt. Alle tilsetninger av kjemikalier ble utført ved den blandehastighet på 800 omdr/min i en "Britt Dynamic Drainage Jar" med blokert utløp i 45 s og massen deretter overført "Canadian standard Freeness Tester" apparater. I alle forsøk ble kjemikaliene tilsatt i rekkefølgen kationisk stivelse, kationisk polyakrylamid og polymer kiselsyre. Tilsetningene av kjemikaliene er beregnet i kg/tonn tørt massesystem (fibre + fyllstoffer) mengdene av polymer kiselsyre, kationisk stivelse og kationisk polyakrylamid er gitt som et tørrtenkt. 0.5 kg/t of alum calculated as al2 (SO4) 2• I8H2O was added to the mass. The pH of the pulp was 7.8 and its dewatering capacity was 170 ml of CSF when the pulp contained only abrasive and 180 ml when alum was added. All additions of chemicals were carried out at the mixing speed of 800 rpm in a "Britt Dynamic Drainage Jar" with blocked outlet for 45 s and the mass then transferred to the "Canadian standard Freeness Tester" apparatus. In all experiments, the chemicals were added in the order cationic starch, cationic polyacrylamide and polymeric silicic acid. The additions of the chemicals are calculated in kg/tonne dry mass system (fibres + fillers) the amounts of polymer silicic acid, cationic starch and cationic polyacrylamide are given as a dry estimate.

Forsøk 7 viste klart forbedret awanning ved anvendelse av kombinasjonen av polymer kiselsyre, kationisk polyakrylamid og kationisk stivelse. Selv når tilsetningen av polymer kiselsyre nedsettes er effekten klart bedre enn når kun to av de to andre bestanddeler anvendes, slik det fremgår av forsøk 8. Forsøk 9 og 10 viser også tilsetning av polyakrylamid og stivelse kan nedsettes uten noen drastisk nedsettelse av den positive effekt. Trial 7 showed clearly improved dewatering using the combination of polymeric silicic acid, cationic polyacrylamide and cationic starch. Even when the addition of polymer silicic acid is reduced, the effect is clearly better than when only two of the other two components are used, as can be seen from experiment 8. Experiments 9 and 10 also show that the addition of polyacrylamide and starch can be reduced without any drastic reduction of the positive effect .

Eksempel 2.Example 2.

For å evaluere tilsetning av kjemikaliene på retensjonen av fyllstoffer og fine fibre ble en "Britt Dynamic Drainage Jar" anvendt, som er den konvensjonell fremgangsmåte for evaluering av retensjon innen papirindustrien. Omrørings-hastigheten var 800 omdr/min. To evaluate the addition of the chemicals on the retention of fillers and fine fibers, a "Britt Dynamic Drainage Jar" was used, which is the conventional method for evaluating retention within the paper industry. The stirring speed was 800 rpm.

Massen bestod av 60 % bleket bjerkesulfat og 40 % bleket furusulfat. 30 % kritt ble tilsatt massen som fyllstoff. 1 g/l av Na2SO4.10H2O ble tilsatt. Massens konsentrasjon var 5 g/l og pH var 7,5. Finstoff-fraksjonen var 30,3 %. The pulp consisted of 60% bleached birch sulphate and 40% bleached pine sulphate. 30% chalk was added to the mass as filler. 1 g/l of Na2SO4.10H2O was added. The concentration of the pulp was 5 g/l and the pH was 7.5. The fines fraction was 30.3%.

Den polymere kiselsyre var en polymer kiselsyre fremstilt fra vannglass under anvendelse av ionebytteharpis for fremstilling av en sur sol som var lagret ett døgn som en 5 % oppløsning og deretter fortynnet til en konsentrasjon på 1 % og deretter ytterligere lagret i 3 døgn før anvendelse. Det spesifikke overflateareale for den polymere kiselsyre var 1500 m<2>/g. Kjemikaliene ble tilsatt i rekkefølgen stivelse, polyakrylamid og polymer kiselsyre. En sammenligning ble også utført med en kommersiell silikasol som var alkalisk stabilisert til et molforhold SiC>2:Na20 på ca. 40 og som hadde partikler med et spesifikt overflateareal på 500 m<2>/g. I dette for tilfellet bibeholdes en vesentlig større andel av fine fibre og fyllstoffer i papiret hvis alle tre bestanddeler anvendes, sammenlignet med hvilket som helst av de andre mulig kombinasjoner. De andre forsøk med kommersiell silikasol ga de følgende resultater. The polymeric silicic acid was a polymeric silicic acid prepared from water glass using ion exchange resin to produce an acidic sol which was stored for one day as a 5% solution and then diluted to a concentration of 1% and then further stored for 3 days before use. The specific surface area of the polymeric silicic acid was 1500 m<2>/g. The chemicals were added in the order starch, polyacrylamide and polymer silicic acid. A comparison was also made with a commercial silica sol which was alkaline stabilized to a molar ratio SiC>2:Na2O of approx. 40 and which had particles with a specific surface area of 500 m<2>/g. In this case, a significantly greater proportion of fine fibers and fillers are retained in the paper if all three components are used, compared to any of the other possible combinations. The other experiments with commercial silica sol gave the following results.

Som det fremgår er effekten erholdt ved polymer kiselsyre med høyt spesifikt overflatearealet bedre enn det som erholdes med den kommersielle sol. As can be seen, the effect obtained with polymer silicic acid with a high specific surface area is better than that obtained with the commercial sol.

Claims

1. Process for the production of paper from a suspension of cellulose-containing fibers and any fillers, where cationic polymer and an anionic inorganic component are added to the suspension and where the suspension is formed and dewatered on a wire, characterized in that a cationic acrylamide, a cationic starch and a polymeric silicic acid with a specific surface area of at least 1050 m<2>/g are added to the fiber suspension.

2. Method according to claim 1, characterized in that a polymeric silicic acid with a specific surface area within the range of 1100 - 1700 m<2>/g is added to the mass.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that a polymeric silicic acid is added to the mass, which is a silicic acid obtained by acidifying an alkali metal water glass to a pH in the range 1.5 - 4.

4. Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the polymeric silicic acid is produced by acidification using an acid cation exchanger.

5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the polymeric silicic acid is added in an amount of at least 0.01 kg/tonne, calculated as SiC>2, calculated on dry fibers and any fillers.

6. Method according to claim 1, characterized in that a weight ratio between cationic starch and cationic polyacrylamide to polymer silicic acid, calculated as SiO2, of over 0.1:1 is used.

7. Method according to claim 1, characterized in that the weight ratio between cationic starch and cationic polyacrylamide is kept in the range 0.5:1 to 200:1.

8. Method according to claim 1, characterized in that the cationic starch is added to the fiber suspension before the cationic polyacrylamide and the polymeric silicic acid.

9. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fiber content in the suspension amounts to at least 25% by weight of fibers from mechanical pulp and/or pulp from recycled fibres.