NO178441B - Fremgangsmåte for fremstilling av papir og materialblanding for anvendelse derved - Google Patents

Description

I det siste tiår er begrepet å anvende kolloidalt silika og bentonitt for forbedring av awanning, formasjon og retensjon blitt innført ved papirfremstilling. Hurtig awanning og større retensjon av fine partikler bidrar til lave omkostninger ved papirfremstilling, og det søkes alltid etter for-bedringer. US-patent 4 388 150 og 4 385 961 beskriver anvendelse av et tokomponents-bindemiddelsystem som omfatter en kationisk stivelse og en anionisk, kolloidal kiselsyre-sol som retensjonshjelpemiddel ved blanding med cellulosefibrer i en fibermasse ("stock") som lages. Finske publiserte patent-beskrivelser 67 735 og 67 736 angir kationiske polymer-reten-sjonsmiddelforbindelser innbefattende kationisk stivelse og polyakrylamid som egnet i kombinasjon med et anionisk silisiumdioksyd for forbedring av liming. US-patent nr. 4 798 653 beskriver anvendelse av kationisk kolloidal silika-sol med en anionisk kopolymer av akrylsyre og akrylamid for å gjøre papirmassen ("paper stock") motstandsdyktig overfor ødeleggelse av sine retensjons- og awanningsegenskaper på grunn av skjærkrefter ved papirfremstillingsprosessen. Et trekomponents-sammenløpings-bindemiddelsystem som består av en kationisk stivelse, en anionisk polymer med høy molekyl vekt og dispergert silika med et partikkeldiameterområde på fra 1 til 50 nm er beskrevet i US-patent 4 643 801 og 4 750 974.

De ovennevnte finske publikasjoner beskriver også anvendelse av bentonitt med kationisk stivelse og polyakrylamider. US-patent 4 305 781 beskriver en leire av bentonitt-typen i kombinasjon med hovedsakelig ikke-ioniske polymerer med høy molekylvékt, så som polyetylenoksyder og polyakrylamid, som retensjonshjelpemiddel. I US-patent nr. 4 753 710 er senere bentonitt og en hovedsakelig lineær, kationisk polymer, så som kationiske akrylpolymerer, polyetylenimin, polyamin-epiklorhydrin og diallyldimetylammoniumklorid, beskrevet å gi en forbedret kombinasjon av retensjon, awanning, tørking og formasjon.

Det bemerkes at silika-solen og bentonitten er uorganiske

mikropartikkelmaterialer.

Latekser av organiske mikropartikler er blitt anvendt i høye konsentrasjoner på 15-35 kg pr. tonn for fremstilling av "høystyrke11 -papirprodukter så som pakningsmaterialer, takpapp, kartong og gulvfilt og i papir med 30-70% mineralfyllstoffer (US-patent nr. 4 445 970). Det angis at latekser ikke er blitt anvendt ved finpapirfremstilling på grunn av at slike latekser er klebrige og vanskelige å anvende på en planvire-maskin. Lateksene ifølge ovennevnte og følgende fire patent-referanser ble fremstilt ifølge US-patent nr. 4 056 501. De er alle emulsjoner av polymerer dannet av styren, butadien og vinylbenzylklorid, hvilke polymerer omsettes med trimetylamin eller dimetylsulfid under dannelse av et "onium"-kation som kalles en pH-uavhengig strukturert lateks med diameter 50-1000 nm. Disse strukturerte kationiske latekser anvendes i høye konsentrasjonsnivåer, d.v.s. 15-100 kg pr. tonn enten alene (US-patent nr. 4 178 205) eller med en anionisk polymer med høy molekylvekt (US-patent nr. 4 187 142) eller med en anionisk polymer (US-patent nr. 4 189 345) eller som både kationiske og anioniske latekser (US-patent nr. 4 225 383). Disse latekser har fortrinnsvis en størrelse på 60-300 nm. Det er blitt funnet i henhold til den foreliggende oppfinnelse at ikke-tverrbundne organiske mikroperler på denne størrelse og større ikke er effektive. Videre anvendes det ved fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse organiske mikroperler i et nivå på fra 25 g til 10,0 kg pr. tonn, fortrinnsvis fra 50 g til 3,75 kg pr. tonn, mens mikroperlene i de foregående fem US-patenter anvendes med 15-100 kg pr. tonn for oppnåelse av styrke hos papirprodukter så som pakninger med et meget høyt mineralinnhold på 30-70%. Ved denne teknikkens stand er det ikke påtenkt anvendelse av ladede organiske mikroperler som awannings- og retensj onshj elpemiddel i de meget lave nivåer som fordres ved den foreliggende oppfinnelse.

Anvendelse av en organisk tverrbundet mikroperle ved papirfremstilling er beskrevet i japansk patent Tokkai JP 235596/63: 1988 og Kami Pulp Gijitsu Times, s. 1-5, mars 1989 som et dobbeltsystem av en kationisk eller anionisk organisk mikroperle på 1-100 /im og en anionisk, kationisk eller ikke-ionisk akrylamidpolymer. Den kationiske polymerpartikkel av vannsvellingstypen er en tverrbundet homopolymer av 2-met-akryloyloksyetyltrimetylammoniumklorid eller en tverrbundet kopolymer av 2-metakryloyloksyetyl-trimetylammoniumklorid/- akrylamid (60/40 vekt%). Akrylamid-polymeren er en akrylamid-homopolymer eller et akrylamidhydrolysat med 17 mol% anion-omdannelse eller en kopolymer av akrylamid/2-metakryloyloksy-etyltrimetylammoniumklorid (75/25 vekt%). Den anioniske mikroperle er en akrylamidakrylsyre-kopolymer.

EPO 0273605 beskriver tilsetting av mikroperler med en diameter i området 49-87 nm og dannet ut fra terpolymerer av vinylacetat (84,6), etylakrylat (65,4) og akrylsyre (4,5) eller metakrylnitril (85), butylakrylat (65) og akrylsyre (3). Disse polymerperler er beskrevet tilsatt til en LBKP-masseopp-slemning for vurdering av det resulterende papir med hensyn til limingsgrad, papirstyrkeforøkning og oppløsningsevne. Disse polymerperler ligger utenfor rammen for dem som anvendes ved den foreliggende oppfinnelse ved at det ioniske innhold i dem er for lite til å gi noen vesentlig forbedring i retensjon og awanning ved papirfremstillingsprosessen.

Den foreliggende oppfinnelse omfatter tverrbundne, ioniske, organiske polymer-mikroperler med en diameter på under ca. 750 nm, eller mikroperler med en diameter på under ca. 60 nm hvis ikke-tverrbundne og vann-uløselige, som retensjons- og awanningshjelpemiddel, anvendelse av dem ved papirfremstillingsprosesser og blandinger av dem med høymolekylære polymerer og/eller polysakkarider.

EP 0 202 780 beskriver fremstilling av tverrbundne, kationiske polyakrylamid-perler ved vanlige invers-emulsjons-polymerisasjonsteknikker. Tverrbindingen utføres ved inn-arbeidelse av difunksjonell monomer så som metylenbisakrylamid i polymerkjeden. Denne tverrbindingsteknologi er velkjent på området. Patentet lærer at de tverrbundne perler er egnet som flukkoleringsmidler, men at de er mer effektive etter å være blitt underkastet uvanlige nivåer av skjærpåvirkning for at de skal bli vannløselige.

Partikkelstørrelsen av polymerer fremstilt ved vanlige inverse vann-i-olje-emulsjonspolymeriseringsprosesser er typisk begrenset til området 1-5 /xm, siden ingen spesiell fordel ved reduksjon av partikkelstørrelsen hittil har vært tydelig. Partikkelstørrelsen som kan oppnås for inverse emulsjoner, bestemmes ved konsentrasjonen og aktiviteten av det (de) anvendte overflateaktive middel (midler), og disse velges vanligvis på basis av emulsjonsstabilitet og økonomiske fak-torer.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot anvendelse av kationiske og anioniske, tverrbundne polymer-mikroperler ved papirfremstilling. Mikrogeler fremstilles ved standardtek-nikker, og mikrolatekser anskaffes kommersielt. Polymer-mikroperlene fremstilles også ved den optimale anvendelse av forskjellige overflateaktive midler, eller blandinger av overflateaktive midler, med høy aktivitet, for oppnåelse av sub-mikronstørrelse. Typen og konsentrasjonen av overflateaktivt middel bør velges slik at det fås en partikkelstørrelse med diameter under ca. 750 nm, og mer foretrukket under ca. 300 nm.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for fremstilling av papir, omfattende at det til en vandig papirmasse tilsettes en ionisk, organisk polymer mikroperle, eventuelt sammen med en ionisk polymer og/eller et ionisk polysakkarid og/eller en løselig aluminiumforbindelse, karakterisert ved at den ioniske, organiske polymere mikroperle 1) settes til den vandige papirmasse i en mengde fra 25 g til 10 kg pr. tonn, basert på tørrvekten av papirmasse-faststoffene, 2) har en usvellet partikkeldiameter på under 750 nanometer hvis tverrbundet, og under 60 nanometer hvis ikke-tverrbundet og vann-uløselig, og 3) har en ionisitet på minst 1%, men minst 5% hvis den er tverrbundet, anionisk og anvendt alene. Den eventuelle hydrofile ioniske polymer anvendes i en mengde fra ca. 25 g til ca. 10,0 kg pr. tonn, fortrinnsvis fra ca. 50 g til ca. 2,5 kg pr. tonn. Den hydrofile ioniske organiske polymer har høy molekylvekt. Det eventuelle ioniske polysakkarid anvendes i en mengde fra ca. 0,50 kg til ca. 25 kg, fortrinnsvis ca. 2,5-15 kg pr. tonn, og kan være stivelse, fortrinnsvis med en ladning som er motsatt mikroperlens ladning. Den syntetiske organiske polymer og polysakkarid kan også ha motsatt ladning i forhold til hver-andre. Tilsetning av mikroperleblandingene resulterer i betydelig økning i fiber-retensjon og forbedring når det gjelder awanning og formasjon, idet benevnelsen kg pr. tonn er basert på tørrvekten av papirmasse-faststoffene. De organiske polymer-mikroperler kan enten være kationiske eller anioniske.

Alun eller hvilken som helst annen aktiv, løselig aluminiumforbindelse så som polyhydroksyaluminiumklorid og/eller -sulfat og blandinger av disse er blitt funnet å øke av-vanningshastighetene og retensjonen hvis de innarbeides i massen ved anvendelse med mikroperleblandingene på fra 50 g til 10,0 kg/tonn, som aluminiumoksyd, basert på tørrvekten av papirmasse-faststoffer, som eksempel.

Mikroperlene kan dannes til en mikroemulsjon ved en fremgangsmåte hvor det anvendes en vandig løsning som omfatter en kationisk eller anionisk monomer og et tverrbindingsmiddel; en olje omfattende et mettet hydrokarbon; og en effektiv mengde av et overflateaktivt middel tilstrekkelig til dannelse av partikler med en usvellet antallsmidlere partikkelstørrelses-diameter på ca. 0,75 jim. Mikroperler dannnes også til mikrogeler ved fremgangsmåter beskrevet av Ying Huang et al., Makromol. Chem. 186, 273-281 (1985), eller de kan fås kommersielt som mikrolatekser. Betegnelsen "mikroperle" som anvendt i det foreliggende er ment å innbefatte alle disse konfigura-sjoner, d.v.s. perler i seg selv, mikrogeler og mikrolatekser.

Polymerisering av emulsjonen kan utføres ved tilsetting av en polymerisasjonsinitiator eller ved at emulsjonen ut-settes for ultrafiolett bestråling. En effektiv mengde av et kjedeoverføringsmiddel kan tilsettes til den vandige løsning av emulsjonen for regulering av polymerisasjonen. Det ble overraskende funnet at de tverrbundne, organiske, polymer-mikroperler har høy effektivitet som retensjons- og av-vannings-hjelpemidler når partikkeldiameterstørrelsen er under ca. 750 nm og fortrinnsvis under ca. 300 nm, og at de ikke-tverrbundne, organiske, vann-uløselige polymer-mikroperler har høy effektivitet når størrelsen av dem er under ca. 60 nm. Effektiviteten av de tverrbundne mikroperler ved en større størrelse enn de ikke-tverrbundne mikroperler kan skyldes de små tråder eller haler som stikker ut fra den tverrbundne hovedpolymer.

Ved anvendelse av de ioniske, organiske, tverrbundne polymer-mikroperler med diameter på under ca. 750 nm eller de ikke-tverrbundne, vann-uløselige perler med en diameter på under ca. 60 nm ifølge denne oppfinnelse, fås det forbedret awanning, formasjon og større retensjonsverdier for fine partikler og fyllstoff ei: ved papirfremstillingsprosesser. Disse additiver kan tilsettes, alene eller sammen med andre materialer, som omtalt nedenfor, til en vanlig papirfremstillingsmasse så som tradisjonelle kjemiske masser, for eksempel bleket og ubleket sulfat- eller sulfittmasse, mekanisk masse så som slipmasse, termomekanisk eller kjemi-termomekanisk masse eller resirkulert masse så som avsvertet returpapir og hvilke som helst blandinger av disse. Fibermassen, og sluttpapiret, kan være hovedsakelig ikke-fylt eller fylt, idet mengder på opp til ca. 50%, basert på fibermassens tørrvekt, eller opp til ca. 40%, basert på tørrvekten av papir, av fyllstoff er ideelt. Når fyllstoff anvendes, kan hvilket som helst vanlig fyllstoff så som kalsiumkarbonat, leire, titandioksyd eller talk eller en kombinasjon være tilstede. Fyllstoffet, hvis tilstede, kan innarbeides i fibermassen før eller etter tilsetning av mikroperlene. Andre standard-papirfremstillingsadditiver så som harpikslim, syntetiske limtyper så som alkylravsyreanhydrid og alkylketendimer, alun, styrkeadditiver, promotorer, polymer- koaguleringsmidler så som polymerer med lav molekylvekt, fargestoff-fikserings-midler o.s.v. og andre materialer som er ønskelige ved frem-stillingsprosessen, kan også tilsettes.

Tilsettings-rekkefølgen, spesifikke tilsettingspunkter og massemodifisering i seg selv er ikke avgjørende og vil normalt være basert på praktisk anvendelighet og ytelse for hver spesifikk anvendelse, som er vanlig papirfremstillingspraksis.

Ved anvendelse av høymolekylære kationisk(e) polymer(er), eller polysakkarider, og anioniske mikroperler, er den foretrukkede tilsettingssekvens kationisk polymer med høy molekylvekt, og deretter anioniske perler. I noen tilfeller kan imidlertid det motsatte anvendes.. Når et kationisk polysakkarid så som stivelse og en kationisk polymer begge anvendes, kan de tilsettes separat eller sammen, i hvilken som helst rekkefølge. Videre kan den individuelle tilsetning av dem være på mer enn ett punkt. De anioniske mikroperler kan tilsettes før eventuelle kationiske komponenter eller etter dem, idet sistnevnte er den foretrukkede metode. Delt tilsetting kan også utføres. Foretrukket praksis er å tilsette kationisk polysakkarid før kationisk polymer med høy molekylvekt. Massen kan allerede inneholde kationisk stivelse, alun, kationiske (eller anioniske eller både kationiske og anioniske) polymerer med molekylvekt lik eller mindre enn 100 000, natriumaluminat og basiske aluminiumsalter (f.eks. polyaluminiumklorid og/eller -sulfat), og nivåene av dem kan varierer for forbedring av massens respons, som omtalt ovenfor. Tilsetningspunkter er slike som typisk anvendes for dobbelt-retensjons- og awanningssystemer (for-blandepumpe eller for-sorterer for én komponent og før- eller etter-sorterere for en annen). Imidlertid kan tilsetning av den siste komponent før blandepumpen være berettiget i noen tilfeller. Andre tilsetningspunkter som er praktiske, kan anvendes hvis bedre ytelse eller bekvemmelighet oppnås. Tykk-fibermassetilsetning av én komponent er også mulig, skjønt tynn-fibermassetilsetning er foretrukket. Imidlertid prakti-seres tykk-fibermasse- og/eller delt tykk- og tynn-fibermassetilsetning av kationisk stivelse rutinemessig, og disse til-setningsmåter er anvendbare også ved anvendelse av mikroperlene. Tilsetningspunkter vil bli bestemt ifølge praktisk gjennomførbarhet og ved det mulige behov for å legge mer eller mindre skjærkraft på det behandlede system for å sikre god formasjon.

Ved anvendelse av anionisk(e) polymer(er) med høy molekylvekt og kationiske mikroperler, er den foretrukkede sekvens anionisk polymer og deretter kationiske perler, skjønt det motsatte kan anvendes i noen tilfeller. Når anionisk polymer og anionisk polysakkarid begge anvendes, kan de tilsettes separat eller sammen, og i hvilken som helst rekkefølge.

Mikroperlene kan også anvendes i kombinasjon med ioniske polymerer med høy molekylvekt med lik eller motsatt ladning.

Mikroperlene er tverrbundne, kationiske eller anioniske, polymere, organiske mikropartikler med en usvellet antallsmidlere partikkelstørrelsesdiameter på under ca. 750 nanometer og et tverrbindingsmiddel-innhold på over ca. 4 molar-deler pr. million basert på monomer-enhetene i polymeren, og dannes vanligvis ved polymerisering av minst én etylenisk umettet kationisk eller anionisk monomer og eventuelt minst én ikke-ionisk komonomer i nærvær av nevnte tverrbindingsmiddel. De har fortrinnsvis en løsningsviskositet (SV) på ca. 1,1-2,0 mPa * s.

Kationiske mikroperler anvendt i det foreliggende innbefatter slike som fremstilles ved polymerisering av slike monomerer som diallyldialkylammoniumhalogenider; akryloksyalkyl-trimetylammoniumklorid; (met)akrylater av dialkylaminoalkyl-forbindelser og salter og kvaternære forbindelser av disse, og monomerer av N,N-dialkylaminoalkyl(met)akrylamider, og salter og kvaternære forbindelser av disse, så som N,N-dimetylamino-etylakrylamider; (met)akrylamidopropyltrimetylammoniumklorid og syren eller kvaternære salter av N,N-dimetylaminoetyl-akrylat og liknende. Kationiske monomerer som kan anvendes i det foreliggende, har følgende generelle formel: hvor Ri er hydrogen eller metyl, R2 er hydrogen eller lavere alkyl av C^-C*,, R3 og/eller RA er hydrogen, alkyl av C^-C^, aryl eller hydroksyetyl og R2 og R3 eller R2 og R4 kan kombineres under dannelse av en cyklisk ring som inneholder ett eller flere heteroatomer, Z er konjugat-basen til en syre, X er oksygen eller -NRX hvor Rx er som definert ovenfor, og A er en alkylengruppe på Ci-C^; eller

hvor R5 og R6 er hydrogen eller metyl, R7 er hydrogen eller alkyl med C^ C^ og R8 er hydrogen, alkyl av C1-C12, benzyl eller hydroksyetyl; og Z er som definert ovenfor.

Anioniske mikroperler som er egnet i det foreliggende, er slike som fremstilles ved hydrolysering av akrylamidpolymer-mikroperler o.s.v., slike som fremstilles ved polymerisering av slike monomerer som (metyl)akrylsyre og deres salter, 2-akrylamid-2-metylpropansulfonat, sulfoetyl-(met)akrylat, vinylsulfonsyre, styrensulfonsyre, maleinsyre eller andre di-basiske syrer eller deres salter eller blandinger av disse.

Ikke-ioniske monomerer egnet for fremstilling av mikroperler som kopolymerer med de ovenfor nevnte anioniske og kationiske monomerer, eller blandinger av disse, innbefatter (met)akrylamid; N-alkyakrylamider så som N-metylakrylamid; N,N-dialkylakrylamider så som N,N-dimetylakrylamid; metyl-akrylat; metylmetakrylat; akrylnitril; N-vinylmetylacetamid; N-vinylmetylformamid; vinylacetat; N-vinylpyrrolidon; blandinger av hvilke som helst av forannevnte, og liknende.

Disse etylenisk umettede, ikke-ioniske monomerer kan kopolymeriseres, som nevnt ovenfor, under dannelse av kationiske, anioniske eller amfotere kopolymerer. Fortrinnsvis kopolymeriseres akrylamid med en anionisk og/eller kationisk monomer. Kationiske eller anioniske kopolymerer som er egnet ved fremstilling av mikroperler, omfatter fra ca. 0 til ca. 99 vektdeler ikke-ionisk monomer og fra ca. 100 til ca. 1 vektdel kationisk eller anionisk monomer, basert på den totale vekt av de anioniske eller kationiske og ikke-ioniske monomerer, fortrinnsvis fra ca. 10 til ca. 90 vektdeler ikke-ionisk monomer og fra ca. 10 til ca. 90 vektdeler kationisk eller anionisk monomer, samme basis, d.v.s. at den totale ioniske ladning i mikroperlen må være større enn ca. 1%. Blandinger av polymer-mikroperler kan også anvendes hvis den totale ioniske ladning for blandingen også er over ca. 1%. Hvis den anioniske mikroperle anvendes alene, d.v.s. i fravær av høymolekylær polymer eller polysakkarid, ved fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse, må den totale anioniske ladning av denne være minst ca. 5%. Mest foretrukket inneholder mikroperlene fra ca. 20 til 80 vektdeler ikke-ionisk monomer og fra ca. 80 til ca. 20 vektdeler, samme basis, av kationisk eller anionisk monomer eller blanding av disse. Polymerisering av monomerene skjer i nærvær av et polyfunksjonelt tverrbindingsmiddel under dannelse av den tverrbundne mikroperle. Egnede polyfunksjonelle tverrbindingsmidler omfatter forbindelser som enten har minst to dobbeltbindinger, en dobbeltbinding og en reaktiv gruppe, eller to reaktive grupper. Forbindelsene som inneholder minst to dobbeltbindinger, er illustrert ved N,N-metylenbisakrylamid; N,N-metylenbismetakrylamid; polyetylen-glykoldiakrylat; polyetylénglykoldimetakrylat; N-vinylakryl-amid; divinylbenzen, triallylammoniumsalter, N-metylallyl-akrylamid og liknende. Polyfunksjonelle forgreningsmidler som inneholder minst én dobbeltbinding og minst én reaktiv gruppe, innbefatter glycidylakrylat, glycidylmetakrylat, akrolein, metylolakrylamid og liknende. Polyfunksjonelle forgreningsmidler som inneholder minst to reaktive grupper, innbefatter dialdehyder så som gyloksal; diepoksyforbindelser; epiklorhydrin og liknende.

Tverrbindingsmidler må anvendes i tilstrekkelige mengder til å sikre et tverrbundet produkt. Fortrinnsvis anvendes minst ca. 4 molar-deler pr. million tverrbindingsmiddel basert på de monomere enheter som finnes i polymeren, for bevirkning av tilstrekkelig tverrbinding, og særlig foretrukket er et innhold av tverrbindingsmiddel på fra ca. 4 til ca. 6000 molar-deler pr. million, mest foretrukket ca. 20-4000.

De polymer-mikroperler ifølge denne oppfinnelse fremstilles fortrinnsvis ved polymerisering av monomerene i en emulsjon som beskrevet i norsk patentsøknad nr. 91.2218, inngitt 6. juni 1991. Polymerisering i mikroemulsjoner og inverse emulsjoner kan anvendes som kjent for fagfolk på dette området. P. Speiser rapporterte i 1976 og 1977 en fremgangsmåte for fremstilling av sfæriske "nanopartikler" med diameter på under 800 Å ved (1) solubilisering av monomerer så som akrylamid og metylenbisakrylamid, i miceller, og (2) polymerisering av monomerene, se J. Pharm. Sa., 65(12), 1973 (1976) og US-patent nr. 4 021 364. Både inverse vann-i-olje- og olje-i-vann-"nanopartikler" ble fremstilt ved denne fremgangsmåte. Selv om denne fremgangsmåte ikke er blitt spesifikt kalt mikroemulsjonspolymerisering av redaktøren, omfatter den alle de momenter som for tiden anvendes for definering av mikroemulsjonspolymerisering. Disse rapporter utgjør også de første eksempler på polymerisering av akrylamid i en mikroemulsjon. Siden da har tallrike publikasjoner som omtaler polymerisering av hydrofobe monomerer i oljefasen i mikro-emul sjoner, fremkommet. Se for eksempel US-patent nr. 4 521 317 og 4 681 912; Stoffer og Bone, J. Dispersion Sei. and Tech., 1(1), 37, 1980; og Atik og Thomas, J. Am. Chem. Soc, 103 (14), 4279 (1981); og GB 2161492A.

Den kationiske og/eller anioniske emulsjonspolymerise-rings-fremgangsmåte utføres ved: (i) en monomer-emulsjon fremstilles ved at en vandig løsning av monomerene tilsettes til en hydrokarbon-væske som inneholder passende overflateaktivt middel eller blanding av overflateaktive midler til dannelse av en invers monomer-emulsjon bestående av små vandige dråper som ved polymerisering resulterer i polymerpartikler med en størrelse på under 0,75 jum, dispergert i den kontinuerlige oljefase og (ii) monomer-mikroemulsjonen underkastes fri-radikal-polymerisering.

Den vandige fase omfatter en vandig blanding av de kationiske og/eller anioniske monomerer og eventuelt en ikke-ionisk monomer og tverrbindingsmidlet, som omtalt ovenfor. Den vandige monomer-blanding kan også omfatte vanlige additiver etter ønske. Blandingen kan for eksempel inneholde chelate-ringsmidler for fjerning av polymeriseringsinhibitorer, pH-justeringsmidler, initiatorer og andre vanlige additiver.

Valget av hensiktsmessig organisk fase og overflateaktivt middel er av vesentlig betydning for dannelsen av emulsjonen, som kan defineres som en svellet, transparent og termodynamisk stabil emulsjon omfattende to væsker som er uløselige i hver-andre, og et overflateaktivt middel, hvor micellene har en diameter på under 0,75 /nm.

Valget av den organiske fase har en vesentlig effekt på den minimale konsentrasjon av overflateaktivt materiale som er nødvendig for oppnåelse av den inverse emulsjon. Den organiske fase kan omfatte et hydrokarbon eller en hydro-karbonblanding. Mettede hydrokarboner eller blandinger av disse er de mest egnede for oppnåelse av billige preparater. Den organiske fase vil typisk omfatte benzen, toluen, brensel-olje, kerosin, luktløs white spirit eller blandinger av hvilke som helst av de ovennevnte materialer.

Vektforholdet mellom mengdene av vandige og hydrokarbon-faser er valgt så høy som mulig for oppnåelse av en emulsjon med høyt polymerinnhold etter polymerisering. Dette forhold kan i praksis for eksempel være i området fra 0,5 til 3:1, og er vanligvis omtrent 1:1.

Det ene eller flere overflateaktive midler er valgt for oppnåelse av HLB-(hydrofil-lipofil balanse)-verdi i området fra 8 til 11. Utenfor dette område oppnås det vanligvis ikke inverse emulsjoner. I tillegg til den passende HLB-verdi, må konsentrasjonen av overflateaktivt middel også optimaliseres, d.v.s. tilstrekkelig til dannelse av en invers emulsjon. En for lav konsentrasjon av overflateaktivt middel fører til inverse emulsjoner ifølge teknikkens stand, og en for høy konsentrasjon resulterer i for høye omkostninger. Typiske egnede overflateaktive midler, i tillegg til dem som er omtalt spesifikt ovenfor, kan være anioniske, kationiske eller ikke-ioniske og kan være valgt blant polyoksyetylen(20)-sorbitantrioleat, sorbitantrioleat, natrium-di-2-etylheksylsulfo-suksinat, oljeamidpropyldimetylamin; natriumisostearyl-2-laktat og liknende.

Polymerisering av emulsjonen kan utføres på hvilken som helst måte kjent for fagfolk på området. Initieringen kan skje med forskjellige termiske og redoks-friradikal-initiatorer innbefattende azoforbindelser så som azobisisobutyro-nitril; peroksyder så som t-butylperoksyd; organiske forbindelser så som kaliumpersulfat og redoks-par så som jern-(II)ammoniumsulfat/ammoniumpersulfat. Polymerisering kan også utføres ved fotokjemiske bestrålingsprosesser, bestråling eller ved ioniseringsbestråling med en <60>Co-kilde. Fremstilling av et vandig produkt ut fra emulsjonen kan utføres ved inversjon ved tilsetting av den til vann som kan inneholde et overflateaktivt brytemiddel. Polymeren kan eventuelt gjen-vinnes fra emulsjonen ved avdriving eller ved tilsetting av emulsjonen til et løsningsmiddel som utfeller polymeren, f.eks. isopropanol, frafiltrering av de resulterende faststoffer, tørking og gjen-dispergering i vann.

De ioniske, syntetiske polymerer med høy molekylvekt anvendt ved den foreliggende oppfinnelse har fortrinnsvis en molekylvekt på over 100 000 og fortrinnsvis mellom ca. 250 000 og 25 000 000. Deres anionisitet og/eller kationisitet kan være i området fra 1 molprosent til 100 molprosent. Den ioniske polymer kan også omfatte homopolymerer eller kopolymerer av hvilken som helst av de ioniske monomerer omtalt ovenfor når det gjelder de ioniske perler, idet akrylamid-kopolymerer er foretrukket.

Substitusjonsgraden hos kationiske stivelsesforbindelsér (eller andre polysakkarider) og andre ikke-syntetisk-baserte polymerer kan være fra ca. 0,01 til ca. 1,0, fortrinnsvis fra ca. 0,02 til ca. 0,20. Amfotere stivelsesforbindelsér, fortrinnsvis, men ikke utelukkende, med en netto kationisk stivelse, kan også anvendes. Substitusjonsgraden hos anioniske stivelsestyper (eller andre polysakkarider) og andre ikke-syntetisk-baserte polymerer kan være fra 0,01 til ca. 0,7 eller større. Den ioniske stivelse kan være dannet av stivelsestyper som stammer fra hvilket som helst av de vanlige stivelsesdannende materialer, f.eks. potetstivelse, mais-stivelse, voksmais o.s.v. Et eksempel er en kationisk potetstivelse fremstilt ved behandling av potetstivelse med 3-klor-2-hydroksypropyltrimetylammoniumklorid. Blandinger av syntetiske polymerer og f.eks. stivelsforbindelser kan anvendes. Andre polysakkarider som er egnet i det foreliggende, innbefatter guar, cellulosederivater så som karboksymetyl-cellulose og liknende.

Det er også foretrukket at den ioniske polymer med høy molekylvekt har en ladning som er motsatt mikroperlens ladning, og at hvis det anvendes en blanding av syntetiske, ioniske polymerer eller stivelse, har minst én en ladning som er motsatt mikroperlens ladning. Mikroperlene kan anvendes som de er, eller de kan delvis erstattes, d.v.s. opp til ca. 50 vekt%, med bentonitt eller en silikatype så som kolloidalt silika, modifisert kolloidalt silika o.s.v., og fremdeles være innenfor den foreliggende oppfinnelses ramme.

Den foreliggende oppfinnelse angår også materialbland-inger for anvendelse ved fremgangsmåten, og som omfatter blandinger av de ovenfor beskrevne ioniske mikroperler, ioniske høymolekylære polymerer og polysakkarider, mer spesielt materialer omfattende en blanding av A) en ionisk, organisk, polymer mikroperle med diameter under 750 nanometer hvis tverrbundet, og diameter under 60 nanometer hvis ikke-tverrbundet og vann-uløselig, idet mikroperlens ionisitet er minst 1% og B) en ionisk polymer med høy molekylvekt, idet forholdet mellom A) og B) er i området henholdsvis fra 1:400 til 400:1. Dessuten kan materialene inneholde mikroperlen A) og C) et ionisk polysakkarid, idet forholdet mellom A) og C) er i området henholdsvis fra 20:1 til 1:1000. Videre kan materialene omfatte mikroperlen A), polymeren B) og polysakkaridet C), idet forholdet mellom A) og B) pluss C) er i området henholdsvis fra 400:1 til 1:1000.

Papir fremstilt ved fremgangsmåten beskrevet ovenfor ut-gjør også en del av den foreliggende oppfinnelse.

Følgende eksempler er gitt kun for illustrasjonsformål og skal ikke forstås som begrensninger for den foreliggende oppfinnelse, bortsett fra som angitt i de tilknyttede krav. Alle deler og prosentandeler er på vektbasis dersom ikke annet er spesifisert.

I de eksempler som følger, tilsettes den ioniske organiske polymer-mikroperle og/eller den ioniske polymer med høy molekylvekt, og/eller den ioniske stivelse sekvensielt direkte til fibermassen eller like før fibermassen når inn-løpskassen.

Dersom ikke annet er spesifisert, anvendes en bleket 70/30 løvtre/bartre-kraftmasse som inneholder 25% CaC03, som masse ved en pH på 8,0. Retensjonen måles i en Britt dynamisk awanningskrukke. Første passerings-retensjon (FPR) beregnes som følger: FPR = Innløpskasse- konsistens - trauvanns- konsistens

Innløpskasse-konsistens Første-passerings-retensjonen er et mål for prosent-andelen av faststoffer som holdes tilbake i papiret. Av-vanningen er et mål for den tid som fordres for at et visst volum vann skal dreneres gjennom papiret, og måles her som en 10x-awanning. (K. Britt, TAPPI 63(4) s.67 (1980)). Håndark fremstilles på en arkmaskin av typen Noble and Wood.

I alle eksemplene tilsettes den ioniske polymer og mikroperlen separat til den tynne fibermasse og underkastes skjærkraft. Bortsett fra der hvor det er angitt, tilsettes den ladede mikroperle (eller silika eller bentonitt) til slutt. Dersom ikke det er angitt, tilsettes det første av additivene til testmassen i en "Britt-krukke med skovler" og underkastes 800 rpm (omdreininger pr. minutt) omrøring i 30 sekunder. Hvilket som helst annet additiv tilsettes deretter og underkastes også 800 rpm omrøring i 30 sekunder. De respektive målinger utføres deretter.

Dosene er oppgitt i kg/tonn for massefaststoffer så som masse ("pulp"), fyllstoffer o.s.v. Polymerer er oppgitt på reell basis, silika som Si02 og stivelse, leire og bentonitt er oppgitt slik som de er. I. Kationiske polymerer anvendt i eksemplene er: Kationisk stivelse: Potetstivelse behandlet med 3-klor-2-hy-droksypropyltrimetylammoniumklorid under oppnåelse av en sub-stitus j onsgrad på 0,04. 10 AETMAC/ 90 AMD: En lineær kationisk kopolymer av 10 mol% akryloksyetyltrimetylammoniumklorid og 90 mol% akrylamid med molekylvekt 5 000 000 - 10 000 000 med en ladningstetthet på 1,2 meq./g. 5 AETMAC/ 95 AMD: En lineær kopolymer av 5 mol% akryloksyetyltrimetylammoniumklorid og 90 mol% akrylamid med molekylvekt 5 000 000 - 10 000 000. 55 AETMAC/ 45 AMD: En lineær kopolymer av 55 mol% akryloksyetyltrimetylammoniumklorid og 45 mol% akrylamid med molekylvekt 5 000 000 - 10 000 000 og en ladningsdensitet på 3,97 meg./g. 40 AETMAC/ 60 AMD: En lineær kopolymer av 40 mol% akryloksyetyltrimetylammoniumklorid og 60 mol% akrylamid med molekylvekt 5 000 000 - 10 000 000. 50 EPI/ 47 DMA 3 EDA: En kopolymer av 50 mol% epiklorhydrin, 47 mol% dimetylamin og 3,0 mol% etylendiamin med molekylvekt 250 000.

II. Anioniske polymerer anvendt i eksemplene er:

30 AA/ 70 AMD: En lineær kopolymer av 30 mol% ammoniumakrylat og 70 mol% akrylamid med molekylvekt 15 000 000 - 20 000 000. 7 AA/ 93 AMD: En lineær kopolymer av 7 mol% ammoniumakrylat og 93 mol% akrylamid med molekylvekt 15 000 000 - 20 000 000. 10 APS/ 90 AMD: En lineær kopolymer av 10 mol% natrium-2-akryl-amido-2-metylpropansulfonat og 90 mol% akrylamid med molekylvekt 15 000 000 - 20 000 000. III. Anioniske partikler anvendt i eksemplene er: SILIKA: Kolloidalt silika med en gjennomsnittsstørrelse på 5 nm, stabilisert med alkali og kommersielt tilgjengelig.

BENTONITT: Kommersielt tilgjengelig anionisk svellende bentonitt fra leirarter så som sepiolitt, attapulgitt eller montmorillonitt som beskrevet i US-patent nr. 4 305 781.

IV. Latekser anvendt i eksemplene er:

V. Mikroperler anvendt i eksemplene er:

30 AA/ 70 AMD/ 50 ppm ( deler pr. million) MBA:

En invers-emulsjons-kopolymer av 3 0 mol% natriumakrylat og 70 mol% akrylamid tverrbundet med 50 ppm metylenbisakrylamid med en partikkeldiameter på 1 000-2 000*nm; SV-1,64 mPa*s. 40 AA/ 60 MBA: En mikroperle-dispersjon av en kopolymer av 4 0 mol% ammoniumakrylat og 60 mol% N,N'-metylenbisakrylamid (MBA) med en partikkeldiameter på 220<*>nm. 30 AA/ 70 AMD/ 349 ppm MBA: En mikroemulsjons-kopolymer av 3 0 mol% natriumakrylat og 70 mol% akrylamid tverrbundet med 349 ppm N,N'-metylenbisakrylamid (MBA) med partikkeldiameter 130*nm; SV-1,17-1,19 mPa-s. 30 AA/ 70 AMD/ 749 ppm MBA: En mikroemulsjons-kopolymer av 3 0 mol% natriumakrylat og 70 mol% akrylamid tverrbundet med 749 ppm N,N'-metylenbisakrylamid (MBA); SV-1,06 mPa*s. 60 AA/ 40 AMD/ l 381 <pp>m MBA: En mikroemulsj ons-kopolymer av 60 mol% natriumakrylat og 40 mol% akrylamid tverrbundet med 1 381 ppm N,N'-metylenbisakrylamid (MBA) med partikkeldiameter 120*nm; SV-1,10 mPa*s. 30 APS/ 70 AMD/ 995 ppm MBA: En mikroemulsjons-kopolymer av 30 mol% natrium-2-akrylamid-2-metylpropansulfonat og 70 mol% akrylamid tverrbundet med 995 ppm metylenbisakrylamid (MBA); SV-1,37 mPa-s. 30 AA/ 70 AMD/ 1000 ppm MBA/ 2% OVERFLATEAKTIVT MIDDEL ( TOTAL EMULSJON: En mikroemulsjons-kopolymer av 30 mol% natriumakrylat og 70 mol% akrylamid tverrbundet med 1000 ppm N,N'-metylenbisakrylamid med 2% dietanolamid-oleat og partikkeldiameter 464*nm.

3 0 AA/ 70 AMD/ 1000 ppm MBA/ 4% OVERFLATEAKTIVT MIDDEL ( TOTAL

EMULSJON: En mikroemulsjons-kopolymer av 3 0 mol% natriumakrylat og 70 mol% akrylamid tverrbundet med 1000 ppm N, N' - metylenbisakrylamid med 4% dietanolamid-oleat og partikkeldiameter 149<*>nm; SV-1,02 mPa-s.

3 0 AA/ 7 0 AMD/ 1000 ppm MBA/ 8% OVERFLATEAKTIVT MIDDEL fTOTAL

EMULSJON: En mikroemulsjons-kopolymer av 3 0 mol% natriumakrylat og 70 mol% akrylamid tverrbundet med 1000 ppm N, N' - metylenbisakrylamid med 8% dietanolamid-oleat og partikkeldiameter 106*nm; SV-1,06 mPa-s.

<*> Den usvellede antallsmidlere partikkeldiameter i nanometer er definert og angitt her som den som er bestemt ved den

kvasielastiske lysspredningsspektroskopi (QELS), som gjennom-ført på polymeremulsjonen, mikroemulsjonen eller dispersjonen.

Fremgangsmåte for fremstilling av anioniske mikroemulsjoner 30 AA/70 AMD/349 ppm MBA - 130 nm

En vandig fase fremstilles ved sekvensiell blanding av 147 deler akrylsyre, 200 deler avionisert vann, 144 deler 56,5% natriumhydroksyd, 343,2 deler akrylamid-krystall, 0,3 deler 10% pentanatriumdietylentriaminpentaacetat, ytterligere 39,0 deler avionisert vann og 1,5 deler 0,52% kobbersulfat-pentahydrat. Til 110 deler av den resulterende vandig-fase-løsning tilsettes 6,5 deler avionisert vann, 0,25 deler 1% t-butylhydroperoksyd og 3,50 deler 0,61% metylenbisakrylamid. 120 deler av den vandige fase blandes så med en oljefase som inneholder 77,8 deler lav-odør-paraffinolje, 3,6 deler sorbitanseskvioleat og 21,4 deler polyoksyetylensorbitol-heksaoleat.

Luft fjernes fra denne resulterende klare mikroemulsjon med nitrogen i 20 minutter.. Polymerisering startes med gassformig S02, og temperaturen får synke ved eksoterm reaksjon til 40°C og reguleres på 40°C (+5°C) med isvann. Isvannet fjernes når avkjøling ikke lenger er nødvendig. Nitrogenstrømmen fortsetter i 1 time. Den totale polymerisasjonstid er 2 1/2 time.

For anvendelsesformål ved den foreliggende fremgangsmåte kan polymeren fjernes fra emulsjonen ved avdriving eller ved at emulsjonen tilsettes til et løsningsmiddel som utfeller polymeren, f.eks. isopropanol, frafiltrering av de resulterende faststoffer og gjenoppslemming i vann for anvendelse ved papirfremstillingsprosessen. De utfelte polymermikro-perler kan tørkes før gjenoppslemming i vann.

Mikroemulsjonen kan i seg selv alternativt også disperge-res direkte i vann. Avhengig av det overflateaktive middel og nivåene anvendt i mikroemulsjonen, kan dispergering i vann fordre anvendelse av et sterkt hydrofil-lipofil-balanse-(HKB)-inverterende overflateaktivt middel så som etoksylerte alkoho-ler; polyetoksylert sorbitolheksaoleat; dietanolamin-oleat; etoksylert laurelsulfat o.s.v. som kjent på området.

Konsentrasjonen av mikroperlene ved de ovenfor beskrevne gjenoppslemmings-fremgangsmåter er lik den som anvendes for andre tynn-fibermasse-additiver, idet begynnelsesdispersjonen er minst 0,1 vekt%. Dispersjonen kan gjen-fortynnes 5-10 ganger like før tilsetting i papirfremstillingsprosessen.

Fremstilling av kationisk organisk mikroperle

40 AETMAC/60 AMD/100 ppm MBA - 100 nm

ved mikroemulsjonspolymerisering

En vandig fase som inneholder 21,3 vektdeler akrylamid, 51,7 deler av en 75% akryloksyetyltrimetylammoniumklorid-løsning, 0,07 deler 10% dietylentriaminpentaacetat (penta-natriumsalt), 0,7 deler 1% t-butylhydroperoksyd og 0,06 deler metylenbisakrylamid oppløst i 65,7 deler avionisert vann, tillages. pH justeres til 3,5 (± 0,1). En oljefase som består av 8,4 deler sorbitanseskvioleat og 51,6 deler polyoksyetylen-sorbitolheksaoleat oppløst i 170 deler av en lavodør-paraffin-olje, tillages. Den vandige fase og oljefasen blandes sammen i en lufttett polymerisasjonsreaktor utstyrt med et nitrogen-utblåsningsrør, termometer og aktivator-tilsettingsrør. Den resulterende klare mikroemulsjon gjennomblåses med nitrogen i 30 minutter, og temperaturen justeres til 27,5°C. Gassformig svoveldioksyd-aktivator tilsettes så ved at nitrogen bobles gjennom en løsning av natrium-metabisulfitt. Temperaturen ved polymerisasjonen får stige ved varmeutvikling til sin maksi-mumstemperatur (ca. 52°C), og det avkjøles så til 25°C.

Partikkeldiameteren for den resulterende polymer-mikroperle er funnet å være 100 nm. Den usvellede antallsmidlere partikkeldiameter i nanometer (nm) bestemmes ved kvasielastisk lysspredningsspektroskopi (QELS). SV er 1,72 mPa*s.

Fremstilling av kationisk organisk invers emulsjon

40 AETMAC/60 AMD/100 ppm MBA 1 000 nm ved invers- emulsjons- polymerisasjon

En vandig fase lages ved oppløsing av 87,0 deler kommersielt krystall-akrylamid (AMD), 210,7 deler av en 75% akryloksyetyltrimetylammoniumklorid-(AETMAC)-løsning, 4,1 deler ammoniumsulfat, 4,9 deler av en 5% etylendiamintetraeddiksyre-

(dinatriumsalt)-løsning, 0,245 deler (1000 vekt-ppm) metylenbisakrylamid (MBA) og 2,5(5 deler t-butylhydroperoksyd i 189 deler avionisert vann. pH justeres til 3,5 0,1) med svovelsyre.

Oljefasen lages ved oppløsing av 12,0 gram sorbitanmono-oleat i 173 deler av en lavodør-paraffinolje.

Den vandige fase og oljefasen blandes sammen og homogeni-seres til partikkelstørrelsen er i 1,0 mikrometer-området.

Emulsjonen overføres så til en 1 liters trehalset, folde-kolbe utstyrt med agitator, nitrogenutblåsningsrør, natrium-metabisulfittaktivator-tilførselsledning og termometer.

Emulsjonen agiteres og gjennomblåses med nitrogen, og temperaturen justeres til 25°C. Etter at emulsjonen er gjennomblåst i 30 minutter, tilsettes 0,8% natrium-metabisulfitt-(MBS)-aktivatorløsning med en hastighet på 0,028 ml pr. minutt. Temperaturen i polymerisasjonsløsningen får stige ved varmeutvikling, og temperaturen reguleres med isvann. Når avkjøling ikke lenger er nødvendig, økes tilsetningshastig-heten for 0,8% MBS-aktivatorløsningen, og en yarmekappe anvendes for opprettholdelse av temperaturen. Den totale polymerisasjonstid er ca. 4-5 timer under anvendelse av 11 ml MBS-aktivator. Det ferdige emulsjonsprodukt avkjøles så til 25°C.

Partikkeldiameteren er funnet å være 1 000 nm. Den usvellede antallsmidlere partikkeldiameter i nanometer bestemmes ved kvasielastisk lysspredningsspektroskopi (QELS). SV er 1,24 mPa"s.

EKSEMPEL 1

Under anvendelse av papirfremstillingsfremgangsmåten beskrevet ovenfor, måles awanningstiden for 1) alkalisk fibermasse inneholdende 5% CaC03, alene, 2) den samme fibermassee med tilsatt lineær, høymolekylær kationisk kopolymer av 10 mol% akryloksyetyltrimetylammoniumklorid og 90 mol% akrylamid (10 AETMAC/90 AMD) og 3) den samme fibermasse med tilsatt kationisk kopolymer og anionisk mikroperle fremstilt av 30 mol% akrylsyre, 70 mol% akrylamid (30 AA/70 AMD) og tverrbundet med 349 ppm metylenbisakrylamid (MBA) med partikkeldiameter 130 nm og tilsatt som en gjenoppslemmet 0,02% vandig løsning. Resultatene er vist i tabell I nedenfor.

Tilsetting av kationisk polymer reduserer awanningstiden fra 88,4 til 62,3 sekunder. Mikroperler reduserer overraskende awanningstidene med ytterligere 24,8 sekunder til 37,5 sekunder, en 39,8% reduksjon, som er en betydelig forbedring i awanningstider.

EKSEMPEL 2

Den alkaliske masse anvendt i dette eksempel inneholder 2,5 kg kationisk stivelse pr. tonn. Til denne masse tilsettes følgende additiver som beskrevet i eksempel 1. Awanningstider måles så og er oppført i tabell II nedenfor.

I nærvær av en blanding av høymolekylær kationisk polymer og kationisk stivelse, forbedrer anioniske polymer-mikroperler awanningen i stor grad.

EKSEMPEL 3

Idet man følger fremgangsmåten ifølge eksempel 1, utføres det forskjellige andre sammenlikningskjøringer med anvendelse av en andre alkalisk fibermasse som inneholder 5 kg pr. tonn av kationisk stivelse, og bentonitt, som beskrevet i US-patent 4 753 710, for å vise fordelene ved anvendelsen av organiske mikroperler ifølge den foreliggende oppfinnelse. Resultatene er vist i tabell III nedenfor.

Når den 10%-ige kationiske polymer AETMAC/AMD (10/90) anvendes sammen med 2,5 kg bentonitt, fås det liknende awan-ningsresultater som dem som oppnås ved anvendelse av bare 0,2 5 kg av 3 0% anionisk mikroperle AA/AMD (30/70) i stedet for bentonitten. Med en 55% kationisitets-polymer gir bentonitt en mer langsom awanningshastighet på 76,4 sekunder og den 30% anioniske mikroperle omtrent samme awanningshastighet på 55,4 sekunder. Med polymeren med høyere kationisitet (55%) og 0,25 kg/tonn av en høy-anionisitets-mikroperle, AA/AMD (60/40), fås en meget bedre awanningstid på 45,7 sekunder under anvendelse av mye mindre additiv.

EKSEMPEL 4

Et alkalisk papir-råstoff inneholdende 5 kg kationisk stivelse pr. tonn behandles som beskrevet i eksempel 1. Resultatene er vist i tabell IV nedenfor.

Kombinasjonen av 0,25 kg kationisk polymer pr. tonn og 2,5 kg bentonitt pr. tonn gir en god awanning på 51,5 sekunder, noe bedre enn de 0,25 kg mikroperler med 30% anionisitet, d.v.s. 57,3 sekunder. Bentonitt er imidlertid dårligere enn resultatene som oppnås under anvendelse av 0,25 kg/tonn av en polymer med høyere (60%) anionisitet, d.v.s. på 46,1 sekunder. En økning i mengden av kationisk polymer til 0,50 kg/tonn resulterer i forbedrede tider for bentonitt og 60% anionisk polymer-mikroperle på 42 og 38,9 sekunder; imidlertid er mikroperleresultatene igjen overlegne.

EKSEMPEL 5

Fremgangsmåten ifølge eksempel 1 følges igjen, bortsett fra at førstepasserings-retensjonsverdier måles. Den organiske anioniske mikroperle sammenliknes ved en 0,25 kg/tonn-mengde med 1,0 kg silika pr. tonn og 2,5 kg bentonitt pr. tonn i et alkalisk papir-råstoff som kjent på området. De organiske 30% anioniske polymer-mikroperler gir de beste retensjonsverdier ved lavere konsentrasjon, som vist i tabell V nedenfor.

EKSEMPEL 6

Fremgangsmåten ifølge eksempel 1 følges igjen, bortsett fra at alun tilsettes til fibermassen like før den kationiske polymer. Testmassen er alkalisk fibermasse som inneholder 2,5 kg kationisk stivelse pr. tonn og 25% CaC03. Resultatene er oppført nedenfor i tabell VI.

Den alunbehandlede masse som sammentrekkes med polymer-mikroperlen, har større awanningshastighet enn den som behandles med 10 ganger så mye bentonitt. Ved en sammenlik-ningstest med anvendelse av 0,25 kg 10 AETMAC/90 AMD og 2,5 tonn bentonitt uten alun, oppnås en ekvivalent awanningstid på 46,1 sekunder.

EKSEMPEL 7

Dette eksempel viser den større effektivitet av de anioniske polymer-mikroperler ifølge den foreliggende oppfinnelse anvendt med alun sammenliknet med bentonitt alene. Denne effektivitet oppnås ikke bare ved anvendelse av en betydelig lavere anionisk mikroperle-dose, men den gjør også mulig anvendelse av en mindre mengde av kationisk polymer. Massen er alkalisk og inneholder 2,5 kg kationisk stivelse pr. tonn. Fremgangsmåten ifølge eksempel 1 anvendes igjen. Resultatene er vist i tabell VII nedenfor.

Ved et 0,25 kg tilsetningsnivå for kationisk polymer, er således de anioniske organiske mikroperler anvendt med alun, ca. 20 ganger mer effektive enn bentonitt anvendt alene (0,125 kg sammenstilt med 2,5 kg). Nivået av kationisk polymer kan redu-seres til halvparten (0,25 kg sammenstilt med 0,50 kg) sammenliknet med bentonitt når mikroperlenivået økes til 0,25 kg, som er 10 ganger mindre enn bentonittdosen.

EKSEMPEL 8

Fremgangsmåten ifølge eksempel 7 følges igjen, bortsett fra at polyaluminiumklorid anvendes i stedet for alun. Som det vil kunne sees i tabell VIII, oppnås likeverdige resultater.

EKSEMPEL 9

Til en sats av alkalisk papir-fibermasse tilsettes kationisk stivelse. Awanningstiden måles etter tilsetning av følgende additiver oppført i tabell IX nedenfor. Fremgangsmåten ifølge eksempel 1 anvendes igjen.

Alun/polymermikroperle-kombinasjonen gir bedre awanningshastigheter enn polymer/bentonitt-kombinasjonen uten alun.

EKSEMPEL 10

Førstepasserings-retensjonen måles på en alkalisk masse som inneholder 2,5 kg stivelse pr. tonn, til hvilken additivene ifølge tabell X nedenfor tilsettes.

EKSEMPEL 11

Ytterligere alkalisk papirmasse som inneholder 2,5 kg kationisk stivelse pr. tonn og 1,25 kg alun pr. tonn, til hvilken additivene i tabell XI tilsettes som i eksempel 10, behandles.

En betydelig reduksjon i doseringene av polymer-mikroperle resulterer i likeverdige eller overlegne retensjonsegenskaper.

EKSEMPEL 12

Kationiske, ikke-akrylamid-baserte polymerer med lav molekylvekt anvendes ved papirfremstilling, og i dette eksempel er effekten av anioniske mikroperler på ytelsen av et polyamin i denne klasse, vist. Til en alkalisk masse som inneholder 2,5 kg kationisk stivelse pr. tonn, tilsettes 0,5 kg/tonn av en kationisk polymer av 50 mol% epiklorhydrin, 47 mol% dimetylamin og 3,0 mol% etylendiamin med molekylvekt 250 000. Polyaminet anvendes alene og i kombinasjon med 0,25 kg/tonn mikroperle-kopolymer av 60% akrylsyre og 40% akrylamid tverrbundet med 1 381 ppm metylenbisakrylamid og med partikkeldiameterstørrelse 120 nm. Av dataene i tabell XII vil det sees at tilsetning av de meget effektive organiske mikroperler reduserer awanningstiden til halvparten, fra 128,1 til 64,2 sekunder.

EKSEMPEL 13

For vurdering av anvendelsen av mikroperler på møllemasse ("mill stock"), kjøres en test på fibermasse fra en kommersiell papirmølle. Papirmassen består av 40% løwed/3 0% barved/3 0% utskudd inneholdende 12% kalsiumkarbonat, 4% leire og 1,25 kg syntetisk alkylravsyreanhydrid-(ASA)-lim pr. tonn emulgert med 5 kg kationisk potetstivelse pr. tonn. Ytterligere 3 kg kationisk potetstivelse og 3 kg alun pr. tonn tilsettes også til denne fibermasse. Additivene som er oppregnet i tabell XIII nedenfor, tilsettes og awanningstider måles, som i eksempel 1.

Papirmassen fra ovenstående kjøring har en awanningstid på 153,7 sekunder. Betydelig reduksjon av awanningstid til 80,3 sekunder oppnås med 0,25 kg/tonn av kationisk polymer med høy molekylvekt, og 2,5 kg bentonitt pr. tonn. Erstatning av bentonitten med bare 0,125 kg organiske anioniske mikroperler pr. tonn reduserer awanningstiden med ytterligere 10,7 sekunder, til 69,9 sekunder. Mikroperlene i 1/20 av konsentrasjonen gir således overlegen awanningstid i forhold til bentonitt. Anvendelse av 0,25 kg mikroperler pr. tonn reduserer awanningstiden til 57,5 sekunder. Dette er 22,8 sekunder hurtigere enn 10 ganger vekten av bentonitt.

Når utprøving utføres under anvendelse av 0,50 kg kationisk polymer og 2,5 kg bentonitt pr. tonn, er awanningstiden 71,9 sekunder. Når forsøket imidlertid utføres med 0,25 kg mikroperler, er awanningstiden 49,1 sekunder, som er 22,8 sekunder hurtigere enn bentonitt med 1/10 av mengden av mikroperler.

EKSEMPEL 14

Effekten av å anvende en kationisk polymer med lavere ladningsdensitet undersøkes på papirmassen som ble anvendt i foregående eksempel 13 og vist i tabell XIV. Den anvendte kationiske polymer, 5 AETMAC/95 AMD, har halvdelen av ladningsdensiteten av 10 AETMAC/90 AMD som ble anvendt i eksempel 13. Alt er ellers det samme.

Overlegenheten ved 1/10 av mengden av polymer-mikroperle fremfor bentonitt er tydelig også med kationisk polymer med mindre ladning. Videre ble ikke awanningstiden for kationisk polymer og bentonitt forbedret, men minket med 5,3 sek. ved ytterligere tilsetning av 1,25 kg alun pr. tonn.

EKSEMPEL 15

Effekten av å forandre mengden stivelse på awanningstiden måles ved at man ikke medtar de 3,0 kg/tonn av ytterligere stivelse tilsatt til massen i eksempel 13 under anvendelse av samme fibermasse. Resultatene er vist i tabell XV.

EKSEMPEL 16

For vurdering av effekten av ladningsdensiteten hos den kationiske polymer på retensjonen, tilsettes additivene vist i tabell XVI, til massen ifølge eksempel 13. Førstepasserings-retensjonsverdier måles som i eksempel 5.

Polymer-mikroperler er vist å være effektive ved anvendelse med kationiske polymerer med høy molekylvekt og lavere ladningsdensitet.

EKSEMPEL 17

En fibermasse uttas fra en andre kommersiell mølle. Det er et mål med dette eksempel å vise at mikroperler/alun gir likeverdige awanningstider som nåværende kommersielle systemer. Møllemassen består av 45% avsvertet sekundær fiber/25% barved/- 30% utskudd inneholdende 15% kalsiumkarbonat og 1,5 kg/tonn syntetisk alkylketendimer-lim emulgert med 5,0 kg kationisk stivelse pr. tonn. En andre porsjon på 5,0 kg kationisk stivelse tilsettes til den tykke fibermasse, og bestanddelene oppregnet i tabell XVII nedenfor tilsettes til massen, som beskrevet i eksempel 1.

Mikroperlene/alun gir hurtigere awanningshastighet enn det kommersielle bentonittsystem anvendt ved mølle-rutineproduksjo-nen av papir. Andre forsøkskjøringer resulterer i lavere av-gjørende effektivitet med denne masse.

EKSEMPEL 18

Mikroperle-retensjonseffektiviteten vurderes for papir fremstilt under anvendelse av en pilot-planvire-papirfremstillingsmaskin. Papir-fibermassen består av masse fremstilt av 70% løwed og 30% barved inneholdende 25% kalsiumkarbonat og 2,5 kg kationisk stivelse pr. tonn. Additivene i tabell XVIII nedenfor anbringes i massen i suksessive kjøringer, og førstepasserings-retensjonsprosentandeler måles. Det fremstilles 20,9 kg basisvekt-papir.

Den kationiske polymer med høy molekylvekt tilsettes like før blandepumpen, de anioniske mikroperler tilsettes like før trykksortereren og alun, når tilsatt, tilsettes like før den kationiske polymer. Resultatene er oppført i tabell XVIII nedenfor.

I dette eksempel resulterer kombinasjonen av 0,25 kg mikroperler og 1,25 kg alun pr. tonn i en 5,7% bedre retensjon i forhold til 3,5 kg/tonn bentonitt alene. De 3,5 kg bentonitt pr. tonn er omtrent lik kombinasjonen av 0,125 kg perler og 1,25 kg alun pr. tonn når det gjelder retensjonsegenskaper, en betydelig doseringsreduksj on.

EKSEMPEL 19

Den samme pilot-papirmaskin og papirmasse som ble anvendt i eksempel 18, anvendes igjen, bortsett fra at det fremstilles et "basis-vekt"-papir på 24,95 kg. Additivene i tabell XIX nedenfor blandes i massen som i det foregående eksempel på suksessive kjøringer, og retensjonsverdier måles.

Ved sammenlikning av det tyngre (24,95 kg) basisvekt-papir ifølge eksempel 19 med papiret ifølge eksempel 18 (20,87 kg) under alle betingelser, har det tyngste papir bedre retensjon. Med det tyngste papir er det ingen betydelig forskjell i retensjon mellom papiret fremstilt med bentonitt alene og det som er fremstilt med mikroperler og enten 1,25 kg eller 2,5 kg alun, bortsett fra den betydelige doseringsreduksjon, d.v.s. 3,50 kg i forhold til 0,25 kg.

EKSEMPEL 20

Effekten av mikroperler på papirformasjonen vurderes ved behandling av en alkalisk masse som inneholder 2,5 kg stivelse pr. tonn, med de additiver som er oppført i tabell XX nedenfor, som beskrevet i eksempel 18.

EKSEMPEL 21

Under anvendelse av papirmassen ifølge eksempel 20, bortsett fra at konsentrasjonen civ den kationiske stivelse økes til 5,0 kg/tonn, måles formasjonen for papir fremstilt med additivene oppført i tabell XXI.

Mikroperler gir overlegen håndarkformasjon og bedre avvannings-tider sammenliknet med bentonitt, og ved lavere dosering.

EKSEMPEL 22

Til en alkalisk masse inneholdende 2,5 kg kat- ionisk stivelse, tilsettes bestanddelene som er oppført i tabell XXII, til massen ifølge eksempel 21, og formasjonen observeres visuelt på papir-håndarkene fremstilt ifølge dette.

Håndark fra de første tre prøver har ekvivalent formasjon

(A) ved visuell observasjon. De siste to prøver (B) har selv ekvivalent formasjon ved visuell observasjon, men formasjonen

av dem er ikke så god som for de førte tre ark. Forsøket viser at overlegne awanningstider oppnås med en mikroperle-alun-kombinasjon med ekvivalent visuell papirformasjon sammenliknet med bentonitt ovenfor, ved høyere dosering.

EKSEMPEL 23

For vurdering av en annen type anionisk mikropartikkel, tilsettes tre forskjellige partikkelstørrelser av hydrofobe polystyren-mikroperler, stabilisert ved sulfatladninger, til en alkalisk papir-fibermasse som inneholder 25% CaC03 og 2,5 kg kationisk stivelse pr. tonn i massen. Tabell XXIII viser anvendte additiver og målte awanningstider. "

Det bemerkes at alle de tre anioniske polystyren-mikroperler forbedret awanningstiden i forhold til den kationiske polymer alene, idet den minste perle er den mest effektive.

Resultatene viser at ikke-tverrbundne, polymere, vannulø-selige mikroperler er effektive til øking av awanningshastig-hetene.

EKSEMPEL 24

En 30 nm polystyrenperle sammenliknes med bentonitt når det gjelder ytelse, under anvendelse av den alkaliske papirmasse inneholdende 2,5 kg kationisk stivelse pr. tonn, beskrevet ovenfor i eksempel 22. Resultatene er oppført i tabell XXIV.

Resultatene viser at 3 0 nm polystyrenet er hovedsakelig ekvivalent til bentonitt.

EKSEMPEL 25

Mikroperle-lim av anionisk polymer undersøkes ved måling av awanningshastigheter for den alkaliske papirmasse ifølge eksempel 2 3 til hvilket additivene ifølge tabell XXV er tilsatt. Resultatene er spesifisert i denne tabell.

Mikroperlene med diameter 130 nm og 220 nm reduserer begge awanningstidene i forhold til awanningstidene for fibermasse uten mikroperler, med 33%. Når imidlertid dia-meteren for de anioniske mikroperler økes til 1 000-2 000 nm, påvirkes ikke awanningen i noen betydelig grad.

EKSEMPEL 26

Under anvendelse av den samme papirmasse som i eksempel 22, tilsettes bestanddelene vist i tabell XXVI i suksessiv rekkefølge, som i de foregående eksempler. Resultatene er spesifisert.

Øket awanningshastighet oppnås etter hvert som mikroperlene blir mindre. Sammenliknet med awanningstiden på 99,6 sekunder uten mikroperler, resulterer mikroperlen på 464 nm i en 12,9% reduksjon og mikroperlen på 149 nm i en 40% reduksjon, hvilket viser effekten av organiske mikropartikler med liten diameter.

EKSEMPEL 27

Til den samme fibermasse som ble anvendt i eksempel 23, tilsettes bestanddelene oppført i tabell XXVII, som i dette eksempel.

Mikroperlene av 30 AA/70 AMD/349 ppm MBA-kopolymeren og av 30 APS/70 AMD/995 ppm MBA-kopolymeren gir, når de anvendes med kationiske polymerer, papir med nesten identiske av-vanningstider, selv om én har en funksjonell karboksylatgruppe og den annen en funksjonell sulfonatgruppe. At de anioniske perler som har forskjellige kjemiske sammensetninger og en forskjellig grad av tverrbinding, likevel gir liknende egen-skaper, skyldes denne liknende ladningsdensitet og liknende partikkelstørrelse. Akrylksyre-mikroperlen har en diameter på 130 nm, og 2-akrylamido-2-metylpropansulfonsyre-mikroperlen har en liknende størrelse på grunn av den liknende måte den ble laget på.

EKSEMPEL 28

Effekten av forskjellige skjærbetingelser på den for-holdsvise ytelse av den anioniske mikroperle sammenliknet med bentonitt er vist i tabeller XXVII A og B. Awanningsut-prøving utføres som beskrevet i eksempel 1 på en alkalisk tørrstoffblanding som inneholder 2,5 kg kationisk stivelse underkastet fire forskjellige skjærbetingelser.

Kationisk polymer med høy molekylvekt tilsettes til massen i en Britt-krukke med skovler, under agitering, og agiteringen fortsettes i det tidsrom som er spesifisert før mikroperlen tilsettes som i eksempel 1, agiteringen fortsettes og awan-ningsmåling gjøres.

Den relative ytelse av hvert additivsystem forblir den samme under forskjellige test-skjærbetingelser.

EKSEMPEL 29

Anvendelse av anioniske polymer-mikroperler i syre-papirmasse skjer som følger. Til en syrepapirmasse fremstilt av 2/3 kjemisk masse og 1/3 slipmassefiber, og inneholdende 15% leire og 5,0 kg alun pr. tonn ved en pH på 4,5, tilsettes sammen med de oppregnede bestanddeler i tabell XXIX nedenfor.

Ved syrepapirprosesser er således 0,25 kg anioniske polymer-iriikroperler overlegne i forhold til 2,5 kg bentonitt ved økende awanning. Ved et nivå på 0,50 kg kationisk polymer pr. tonn senker 2,5 kg bentonitt pr. tonn awanningstiden med 10%, mens 0,25 kg mikroperler pr. tonn senker den med 19,3% og 0,50 kg mikroperler pr. tonn senker den med 25,9%.

EKSEMPEL 30

Dette eksempel viser effekten av alun på awanningen ved syrepapirprosessen når syremasse fra eksempel 29 anvendes uten begynnelses-aluntilsetning. Et sett av awanningstider måles for denne fibermasse uten alun tilstede, og en andre serie måles med 2,5 kg tilsatt alun pr. tonn og med de bestanddeler som er oppført i tabell XXX.. Forbedringen av awanningstiden med det tilsatte alyn er en betydelig fordel ved den foreliggende oppfinnelse.

EKSEMPEL 31

I de senere år er kationisk potetstivelse og silika blitt funnet å gi forbedrede awanningstider ved anvendelse ved alkaliske papirfremstillingsprosesser. Effektiviteten av polymer-mikroperler sammenliknet med silikasystemet er vist i tabell XXXI under anvendelse av bestanddelene oppført i denne på den alkaliske papirmasse ifølge eksempel 1.

Tilsettingen av 7,5 kg stivelse pr. tonn, 2,5 kg alun pr. tonn og 1,5 kg silika pr. tonn reduserer awanningstiden med 67,7%; imidlertid reduserer erstatning av silikamaterialet med 0,5 kg organiske anioniske mikroperler pr. tonn awanningstiden med 69,2%, som er litt bedre enn silika-systemet med mye mindre tilsatt materiale.

EKSEMPEL 32

De polymere, anioniske mikroperler og silika-stivelsessy-stemene ifølge eksempel 31 sammenliknes med hensyn til første-passerings-retensjonsverdier under anvendelse av den alkaliske papirmasse ifølge eksempel 2. Resultatene er vist i tabell XXXII nedenfor.

Retensjonsverdiene for stivelse og 1,5 kg silika pr. ton: overstiges ved at silika erstattes med 1,25 kg alun pr. tonn o< enten 0,25 kg mikroperler pr. tonn eller 0,50 kg mikroperler pr tonn. Fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse resul' terer i henholdsvis en 15,25% og en 34,1% forbedring i reten^ sjonsverdier i forhold til silika.

EKSEMPEL 33

Retensjonsverdier ved anvendelse av silika og den organiske anioniske mikroperle ifølge tabell XXXIII sammenliknes i en pilot-planvire-papirfremstillingsmaskin. Papir-råstoffet består av masse fremstilt av 70% løwed og 3 0% barved inneholdende 25% kalsiumkarbonat og 2,5 kg kationisk stivelse pr. tonn. Den kationiske potetstivelse tilsettes like før blandepumpen. De anioniske mikroperler og alun tilsettes som i eksempel 18.

Alun forbedrer retensjonsverdiene for silika, og alun/- silika-system-retensjonen på 66,3% er litt mindre enn for alun/organisk anionisk mikroperle-systemet på 68,7% (3,5% forbedring) med 1/3 av konsentrasjonen av mikroperler.

EKSEMPEL 34

En sammenlikning av awanningstider mellom det anioniske-organiske mikroperle-system og silikasystemet gjøres under anvendelse av papirmassen beskrevet i eksempel 13. Det bemerkes at denne fibermasse inneholder 8 kg kationisk potetstivelse pr. tonn og 3 kg alun pr. tonn. Additivene i tabell XXXIV tilsettes i suksessive kjøringer.

Silika/stivelses-systemet er dårligere når det gjelder awanningstid enn det organiske mikroperlesystem (0,50 og 1,25 kg alun).

EKSEMPEL 35

Med den samme fibermasse som i eksempel 34 sammenliknes organiske, anioniske mikroperle- og silika-systemer under anvendelse av en anionisk polymer tilsatt til massen, med hensyn til awanningstider som i dette eksempel. Alun og kationisk stivelse tilsettes hvor angitt, og massen omrøres ved 800 rpm i 3 0 sekunder. De anioniske akrylamid-kopolymerer og, hvis tilsatt,, silika eller mikroperler tilsettes sammen til massen og omrøres i ytterligere 30 sekunder ved 800 rpm før av-vanningshastigheten måles. Se tabell XXXV.

Silika forbedrer awanningstider sammenliknet med den anioniske akrylamid-polymer alene, imidlertid gir de anioniske organiske mikroperler ved erstatning av silika, enda bedre av-vanningstider med alun. Ytterligere kationisk potetstivelse i massen gir mikroperlesystemet mulighet til å frembringe enda hurtigere awanningstider.

EKSEMPEL 36

Sammenliknings-retensjonsverdier bestemmes for en organisk anionisk mikroperle sammenstilt med et silikasystem under anvendelse av en anionisk polymer og papirmassen ifølge eksempel 13. Additivene, som spesifisert i tabell XXXVI, tilsettes som i eksempel 35.

Retensjonsverdier med 0,15 kg anionisk polymer pr. tonn, med og uten silika, er identiske ved 34%, og en tilsetning av 2,5 kg alun pr. tonn og intet silika øker faktisk retensjonen til 37,3%.

Anioniske polymerer, i kombinasjon med organiske anioniske mikroperler, gir imidlertid bedre retensjonsverdier uten (40,3%) og med alun (52,6%) sammenliknet med silika-systemet (34%). Denne retensjon, kombinert med de hurtigere awanningshastigheter for de organiske anioniske mikroperler vist i tabell XXXV, gjør dem foretrukket fremfor både silika-og bentonittsystemene som vanligvis anvendes kommersielt.

EKSEMPEL 37

Effekten av kationiske organiske mikroperler undersøkes nå. Til en alkalisk masse som inneholder 25% kalsiumkarbonat, 7,5 kg kationisk stivelse og 2,5 kg alun og med en pH på 8,0, tilsettes bestanddelene ifølge tabell XXXVII. Den anioniske polymer tilsettes først, og de kationiske, organiske mikroperler tilsettes deretter.

Tilsetningen av 0,25 kg tverrbundet kationisk mikroperle - 100 nm - pr. tonn resulterer i en awanningstidreduksjon på 25,2%. Tilsetning av 0,25 kg lineær kationisk polymer pr. tonn bevirker en awanningstidsreduksjon, men er ikke så effektiv som de kationiske mikroperler ifølge den foreliggende oppfinnelse.

EKSEMPEL 38

Til en syre-papirmasse fremstilt av 2/3 kjemisk masse, 1/3 slipmassefiber og 15% leire tilsettes 10 kg alun pr. tonn. Halvparten av fibermassen justeres til pH 4,5, og resten justeres til pH 5,5. Bestanddelene vist i tabvell XXXVIII tilsettes i samme rekkefølge som i eksempel 37.

EKSEMPLER 39-45

Idet man følger fremgangsmåten ifølge eksempel 2, tilsettes forskjellige mikroperler, høymolekylære polymerer (HMW-polymerer) og polysakkarider til papirfremstillings-fibermasse som beskrevet i dette eksempel. I hvert tilfelle observeres liknende resultater.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av papir, omfattende at det til en vandig papirmasse tilsettes en ionisk, organisk polymer mikroperle, eventuelt sammen med en ionisk polymer og/eller et ionisk polysakkarid og/eller en løselig aluminiumforbindelse, karakterisert ved at den ioniske, organiske polymere mikroperle 1) settes til den vandige papirmasse i en mengde fra 25 g til 10 kg pr. tonn, basert på tørrvekten av papirmasse-faststoffene, 2) har en usvellet partikkeldiameter på under 750 nanometer hvis tverrbundet, og under 60 nanometer hvis ikke-tverrbundet og vann-uløselig, og 3) har en ionisitet på minst 1%, men minst 5% hvis den er tverrbundet, anionisk og anvendt alene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at mikroperlen og den ioniske polymer har motsatte ladninger.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den ioniske polymer er kationisk.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at polysakkaridet er stivelse og at aluminiumforbindelsen er alun, polyhydroksyaluminiumklorid og/eller -sulfat eller blandinger av disse.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at bentonitt eller silika tilsettes sammen med mikroperlen.

6. Materialblanding for anvendelse ved fremgangsmåten i henhold til krav 1, karakterisert ved at den omfatter en blanding av A) en ionisk, organisk polymer-mikroperle som har en usvellet partikkeldiameter på under 750 nanometer hvis tverrbundet, og under 60 nanometer hvis ikke-tverrbundet og vann- uløselig, idet mikroperlens ionisitet er minst 1%, og enten B) en ionisk polymer med høy molekylvekt, idet forholdet mellom A og B er i området henholdsvis fra 1:400 til 400:1, eller C) et ionisk polysakkarid, idet forholdet mellom A og C er i området fra 20:1 til 1:1000, eller B og C sammen, idet forholdet A:B og C tilsammen, er i området fra 400:1 til 1:1000.

7. Blanding ifølge krav 6, karakterisert ved at den i tillegg inneholder en aktiv, løselig aluminiumforbindelse.

8. Blanding ifølge krav 6, karakterisert ved at A og B har motsatte ladninger.

9. Blanding ifølge krav 6, karakterisert ved at den i tillegg inneholder bentonitt eller silika.

10. Blanding ifølge krav 8, karakterisert ved at den ioniske polymer er kationisk.