NO332240B1

NO332240B1 - Fremstilling av papir og papp

Info

Publication number: NO332240B1
Application number: NO20022107A
Authority: NO
Inventors: Gordon Cheng I Chen
Original assignee: Ciba Spec Chem Water Treat Ltd
Priority date: 1999-11-08
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2012-08-06
Also published as: CA2389393A1; ZA200203516B; NO20022107L; SK286454B6; WO2001034910A1; CN1270026C; CZ296851B6; JP3689042B2; US6616806B2; BR0015376B1; DE60007556D1; SK6302002A3; HUP0203071A2; AR026375A1; EP1238161A1; ATE257195T1; KR20020059693A; KR100587731B1; BR0015376A; CA2389393C

Abstract

Det er beskrevet en fremgangsmåte for fremstilling av papir omfattende dannelse av en celluloseformig suspensjon, flokulering av suspensjonen, drenering av suspensjonen på en sorterer for å danne et ark og deretter tørking av arket, hvor den celluloseformige suspensjonen flokuleres ved tilsetning av en vannoppløselig polymer som velges fra a) et polysakarid eller b) en syntetisk polymer av intrinsik viskositet minst 4 dl/g og deretter reflokuleres ved en etterfølgende tilsetning av et reflokulerende system, hvor det reflokulerende systemet omfatter i) et siliciumholdig materiale og ii) en vannopp- løselig polymer. l følge et trekk tilsettes det siliciumholdige materialet før eller samtidig med den vannoppløselige polymeren.I en alternativ form er den vannoppløselige polymeren anionisk og tilsettes før det siliciumholdige materialet.

Description

Fremstilling av papir og papp

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremgangsmåter for fremstilling av papir og papp fra en celluloseformig masse, ved anvendelse av et nytt flokuleringssystem.

Under fremstillingen av papir og papp dreneres en celluloseformig tynn masse på en bevegelig sorterer (ofte betegnet som en maskinwire) for å danne et ark som deretter tørkes. Det er velkjent å tilsette vannoppløselige polymerer til den celluloseformige suspensjonen for å bevirke flokulering av de celluloseformige faststoffene og fremme drenering på den bevegelige sortereren.

For å øke utbyttet av papir opererer mange moderne papirfremstillingsmaskiner ved høye hastigheter. Som en følge av forøkede maskinhastigheter er det lagt stor vekt på drenering og retensjonssystemer som tilveiebringer forøket drenering. Imidlertid er det kjent at økning av molekylvekten av et polymert retensjonshjelpemiddel som tilsettes umiddelbart før drenering vil vise tendens til å øke hastigheten for drenering, men skade formasjonen. Det er vanskelig å oppnå den optimale balansen mellom retensjon, drenering, tørking og formasjon ved tilsetning av et enkelt polymert retensjonshjelpemiddel og det er derfor vanlig praksis å tilsette to separate materialer etter hverandre.

EP-A-235893 tilveiebringer en fremgangsmåte hvori en vannoppløselig, i det vesentlige linjaer kationisk polymer tilføres til papirfremstillingsmassen før et skjærbehandlingstrinn og deretter reflokulering ved innføring av bentonitt etter dette skjærbehandlingstrinnet. Denne prosessen tilveiebringer forøket drenering og også god formasjon og retensjon. Denne prosessen, som er kommersialisert av Ciba Specialty Chemicals under betegnelsen "Hydrocol" har vist seg vellykket i mer enn en dekade.

I den senere tid har det vært gjort forskjellige forsøk på å tilveiebringe variasjoner av dette tema ved å foreta mindre modifikasjoner på en eller flere av komponentene.

US-A-5393381 beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av papir eller papp ved tilsetning av et vannoppløselig, forgrenet kationisk polyakrylamid og en bentonitt til den fiberformige suspensjonen av masse. Det forgrenede, kationiske polyakrylamidet fremstilles ved polymerisering av en blanding av akrylamid, kationisk monomer, forgreningsmiddel og kjedeoverføringsmiddel ved oppløsningspolymerisasjon. US-A-5882525 beskriver en fremgangsmåte hvori en kationisk, forgrenet vannoppløselig polymer med en oppløselighets kvotient større enn ca. 30% tilføres til en dispersjon av suspenderte faststoffer, feks. en papirfremstillingsmasse, for å frigi vann. Den kationiske, forgrenede vannoppløselige polymeren fremstilles fra lignende bestanddeler som US-A-5393381, dvs ved polymerisering av en blanding av akrylamid, kationisk monomer, forgreningsmiddel og kjedeoverføringsmiddel.

I EP-A-17353 behandles en relativt rå masse, som har høyt kationisk behov, med bentonitt etterfulgt av i det vesentlige ikke-ionisk polymert retensjonshjelpemiddel. Selv om suspensjonen i denne fremgangsmåten er i det vesentlige ufylt suspensjon er det i AU-A-63977/86 beskrevet en modifikasjon hvori suspensjonen kan fylles og hvori bentonitt tilsettes til tykkmassen, tykkmassen fortynnes deretter for å danne tynnmasse, en kationisk polyelektrolytt av relativt lav molekylvekt tilsettes til tynnmassen, og et ikke-ionisk retensjonshjelpemiddel med høy molekylvekt tilsettes deretter. Følgelig anvendes i denne prosessen koaguleringsmiddelpolymer, og den tilsettes til tynnmassen etter bentonitten.

Fremgangsmåter så som de i EP 17353 og AU 63977/86 er tilfredsstillende med hensyn til fremstilling av papir fra en suspensjon som har relativt høyt kationisk behov og relativt lavt fyllstoffinnhold, men viser tendens til å være heller utilfredstillende med hensyn til fyllstoffretensjon når suspensjonen inneholder signifikante mengder fyllstoff.

EP-A-608986 beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av fylt papir ved tilsetning av et kationisk koaguleringsmiddel til råstoffsuspensjonen for å flokulere en relativt konsentrert suspensjon av fibrer og fyllstoff ved tilsetning av bentonitt og annet anionisk partikkelformig materiale til den celluloseformige tynnmassen eller tykkmassen og deretter tilsetning av polymert retensjonshjelpemiddel til tynnmassen før drenering av tynnmassen for å danne et ark. Fiber- og fyllstoffretensjon angis å være forbedret ved nærvær av koaguleringsmiddelet i den konsentrerte suspensjonen av fiber og fyllstoff.

US-A-5676796 beskriver en prosess for papirfremstilling som involverer dannelse av en tykk celluloseformig suspensjon og flokulering av den tykke massen ved å tilsette et syntetisk, vesentlig vannløselig, polymermateriale med en intrinsik viskositet av minst 4 dl/g. Den tykke massen er så fortynnet til å danne en tynn masse, hvor dette er koagulert ved å tilsette et koaguleringsmiddel valgt fra et uorganisk koaguleringsmiddel og/eller et andre vannløselig polymermateriale med en intrinsik viskositet på mindre enn 3 dl/g. Den koagulerte tynne massen er drenert gjennom et filter for å danne et ark som er tørket.

EP-A-308752 beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av papir hvori en kationisk, organisk polymer av lav molekylvekt tilsettes til massesammensetningen og deretter en kolloidal silisiumoksyd og en ladet akrylamid kopolymer med høy molekylvekt av molekylvekt minst 500.000. Beskrivelsen synes å indikere at det bredeste området av molekylvekter som innehas av den kationiske polymeren av lav molekylvekt tilsatt først til massesammensetningen er 1.000 til 500.000. Slike polymerer av lav molekylvekt ville ventes å vise intrinsike viskositeter opp til 2dl/g.

TM Gallager 1990 TAPPI Press, Atlanta side 141, Kort Kurs med tittelen Nøytral/ Alkalisk papirfremstilling beskriver et påstått kommersielt tilgjengelig silisiumoksyd mikropartikkelsystem ved anvendelse av en kationisk koaguleringsmiddel polymer, et anionisk polyakrylamid med høy molekylvekt og en 5-nm kolloidal silikasol. Slike koaguleringsmiddelpolymerer ville ha lave molekylvekter og høy ladningsdensitet. Det er angitt at selv om det er potensiale for høy retensjon er formasjon fremdeles et tema med høye doser av anionisk polyakrylamid. En lavere tilsetning av silisiumoksyd (mindre enn 0,10%) er vanlig anvendt i dette systemet.

Imidlertid foreligger det fremdeles et behov for ytterligere forbedrede papir-fremstillingsprosesser ved ytterligere å forbedre drenering og retensjon uten å svekke formasjon. Videre eksisterer det også behov for å tilveiebringe et mer effektivt flokuleringssystem for fremstilling av sterkt fylt papir.

I henhold til et første trekk ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for fremstilling av papir eller papp omfattende dannelse av en celluloseformig suspensjon, flokulering av suspensjonen, drenering av suspensjonen på en sorterer for å danne et ark og deretter tørking av arket, hvori den celluloseformige suspensjonen flokuleres ved tilsetning av en vannoppløselig kationisk syntetisk polymer av intrinsik viskositet på minst 4 dl/g, hvor den flokulererte celluloseformige suspensjonen underkastes mekanisk skjærbehandling, og deretter reflokuleres ved en etterfølgende tilsetning av et reflokuleringssystem, hvor det reflokulerende systemet omfatter

i) et silisiumholdig materiale og

ii) en vannoppløselig anionisk polymer av intrinsik viskositet på minst 4 dl/g,

hvori at enten tilsettes det silisiumho Idige materialet og vannoppløselig anionisk polymer til suspensjonen samtidig eller det foregår tilsetning av det silisiumho Idige materialet og deretter tilsetning av den vannoppløselige anioniske polymeren, det silisiumholdige materialet (i) og vannoppløselig anionisk polymer (ii) blir tilsatt til den celluloseformige suspensjonen etter sentri-sortereren, og den kationiske polymeren tilsettes til den tynne massen av celluloseformig suspensjon.

Det er overraskende funnet at flokulering av den celluloseformige suspensjonen ved anvendelse av et flokuleringssystem som omfatter tilførsel til den celluloseformige suspensjonen av et flerkomponentsystem omfattende en vannoppløselig polymer av intrinsik viskositet over 4dl/g som etterfølges av reflokuleringssystemet i følge oppfinnelsen tilveiebringer forbedringer i retensjon og drenering uten noen signifikant svekkelse av formasjon sammenlignet med andre kjente prosesser.

Det silisiumholdige materialet kan være hvilket som helst av materialene valgt fra gruppen bestående av silisiumoksydbaserte partikler, silikamikrogeler, kolloidal silika, silikasoler, silikageler, polysilikater, kationisk silisiumoksyd, aluminiumsilikater, polyaluminiumsilikater, borsilikater, polyborsilikater, zeolitter og svellende leirer. Dette silisiumholdige materialet kan være i form av et anionisk, mikropartikulært materiale. Når det silisiumholdige materialet er en svellende leire kan den typisk være en bentonittleire. De foretrukne leirene er svellbare i vann og omfatter leirer som er naturlig vannsvellbare eller leirer som kan modifiseres, for eksempel ved ionebytting for å gjøre dem vannsvellbare. Egnede vannsvellbare leirer omfatter, men er ikke begrenset til, leirer som ofte betegnes som hektoritt, smektitter, montmorillonitter, nontronitter, saponitt, saukonitt, hormitter, attapulgitter og sepiolitter. De flokulerende materialer kan være bentonitt som definert ved EP-A-235895 eller EP-A-335575.

Følgelig er den første komponenten av det flokulerende systemet i følge oppfinnelsen den vannoppløselige polymeren som tilsettes til den celluloseformige suspensjonen før det reflokulerende systemet. Den vannoppløselige polymeren bør være av tilstrekkelig molekylvekt for å bevirke broderende flokulering gjennom den celluloseformige suspensjonen. Den vannoppløselige polymeren kan være en hvilken som helst egnet naturlig eller syntetisk polymer. Det kan være en naturlig polymer, så som et polysakarid så som en stivelse, for eksempel anionisk, ikke-ionisk, amfotær, fortrinnsvis kationisk stivelse. Den naturlige polymeren kan være av en hvilken som helst molekylvekt, men vil fortrinnsvis være av høy molekylvekt og kan for eksempel vise en intrinsik viskositet på over 4dl/g. Fortrinnsvis er polymeren en syntetisk vannoppløselig polymer av høy molekylvekt. Følgelig kan polymeren være en hvilken som helst vannoppløselig polymer av intrinsik viskositet på minst 4dl/g. Fortrinnsvis har slike polymere en intrinsik viskositet på minst 7dl/g, for eksempel så høyt som 16 eller 18dl/g, men vanligvis i området 7 eller 8 til 14 eller 15dl/g. Den vannoppløselige polymeren kan være anionisk, ikke-ionisk, amfotær, men er fortrinnsvis kationisk. Den vannoppløselige polymeren kan være avledet fra en hvilken som helst vannoppløselig monomer eller monomerblanding. Med vannoppløselig menes at monomeren har en oppløselighet i vann på minst 5g/100cm<3>.

Den vannoppløselige polymere førstekomponenten av det flokulerende systemet kan hensiktsmessig være en ikke-ionisk polymer eller alternativt en ionisk polymer. Når polymeren er ionisk er det foretrukket at det ioniske innholdet er lavt til middels. For eksempel kan ladningsdensiteten av den ioniske polymeren være under 5mekv/g, fortrinnsvis under 4, spesielt under 3mekv/g. Typisk kan den ioniske polymeren omfatte opp til 50vekt% ioniske monomerenheter. Når polymeren er ionisk kan den være anionisk, kationisk eller amfotær. Når polymeren er anionisk kan den være avledet fra en vannoppløselig monomer eller monomerblanding hvorav minst en monomer er anionisk eller potensielt anionisk. Den anioniske monomeren kan polymiseres alene eller kopolymeriseres med en hvilken som helst annen egnet monomer, for eksempel vannoppløselig ikke-ionisk monomer. Typisk kan den anioniske monomeren være en hvilken som helst etylenisk umettet karboksylsyre eller sulfonsyre. Foretrukne anioniske polymerer er avledet fra akrylsyre eller 2-akrylamido-2-metylpropansulfonsyre. Når den vannoppløselige polymeren er anionisk er den fortrinnsvis en kopolymer av akrylsyre (eller salter derav) med akrylamid. Når polymeren er ikke-ionisk kan den være et hvilket som helst polyalkylenoksyd eller en vinyladdisjonspolymer som er avledet fra hvilket som helst vannoppløselig ikke-ionisk monomer eller blandinger av monomerer. Typisk er den vannoppløselige ikke-ioniske polymeren polyetylenoksyd eller akrylamid homopolymer.

Når den første komponenten av det flokulerende systemet er ikke-ionisk eller anionisk kan det være ønskelig å forbehandle den celluloseformige suspensjonen med kationisk behandlingsmiddel, for eksempel alum, polyaluminiumklorid, aluminiumklorhydrat eller alternativt en kationisk, i det vesentlige vannoppløselig polymer. Slik kationisk forbehandling kan være direkte på den celluloseformige suspensjonen eller hvilken som helst av komponentene av den celluloseformige suspensjonen.

Den første komponenten av det flokulerende systemet er fortrinnsvis kationisk eller

potensielt kationisk vannoppløselig polymer. De foretrukne kationiske, vannoppløselige polymerene har kationisk eller potensielt kationisk funksjonalitet. For eksempel kan den kationiske polymeren omfatte frie aminogrupper som blir kationiske når de innføres i en celluloseformig suspensjon med en tilstrekkelig lav pH for å protonere frie

amingrupper. Fortrinnsvis bærer imidlertid de kationiske polymerene en permanent kationisk ladning, så som kvaternære amoniumgrupper. Hensiktsmessig kan polymeren dannes fra en vannoppløselig, etylenisk umettet kationisk monomer eller blanding av monomerer hvori minst en av monomerene i blandingen er kationisk. Den kationiske monomeren velges fortrinnsvis fra diallyl dialkyl amoniumklorider, syreaddisjonsalter eller kvaternære amoniumsalter av enten dialkylaminoalkyl (met) akrylat eller dialkylaminoalkyl (met) akrylamider. Den kationiske monomeren kan polymeriseres alene eller kopolymeriseres med vannoppløselige ikke-ioniske, kationiske eller anioniske monomerer. Spesielt foretrukne kationiske polymerer omfatter kopolymerer av metylkloridkvaternære amoniumsalter av dimetylaminoetylakrylat eller -metakrylat.

Den første komponenten kan være en amfotær polymer og vil følgelig omfatte både anionisk eller potensielt anionisk og kationisk eller potensielt kationisk funksjonalitet. Følgelig kan den amfotære polymeren dannes fra en blanding av monomerer hvorav minst en er kationisk eller potensielt kationisk og minst en monomer er anionisk eller potensielt anionisk og eventuelt er minst en ikke-ionisk manomer tilstede. Egnede monomerer vil omfatte hvilken som helst av de kationiske, anioniske og ikke-ioniske monomerene som her er angitt. En foretrukket amfotær polymer vil være en polymer av akrylsyre med metylkloridkvaternisert dimetylaminoetylakrylat og akrylamid.

Hensiktsmessig kan den første komponenten være en vannoppløselig polymer med en reologisk osilasjonsverdi av tan delta ved 0.005Hz på over 1,1 (definert ved fremgangsmåten angitt her) for eksempel som tilveiebragt i den samtidig ingitte søknaden basert på prioriteten US patent søknad nr. 60/164231 (referanse PP/W-21916/P1/AC 526) ingitt med samme dato for prioritet som foreliggende søknad. Den vannoppløselige polymeren kan også ha en svakt forgrenet struktur, for eksempel ved inkorporering av små mengder av forgreningsmiddel, for eksempel opp til 20ppm ved vekt. Typisk innbefatter forgreniningsmiddelet hvilket som helst av forgreningsmidlene som her er definert som egnede for fremstilling av den forgrenede, anioniske polymeren. Slike forgrenede polymerer kan også fremstilles ved å innbefatte et kjedeoverføringsmiddel i monomerblandingen. Kjedeoverføringsmiddelet kan innbefattes i en mengde på minst 2ppm ved vekt og kan være innbefattet i en mengde på opp til 200ppm ved vekt. Typisk er mengden av kjedeoverføringsmiddel i området 10 til 50 ppm ved vekt. Kjedeoverføringsmiddelet kan være et hvilket som helst egnet kjemisk stoff, for eksempel natriumhypofosfitt, 2-merkatfoetanol, eplesyre eller tioglykolsyre.

Forgrenede polymerer omfattende kjedeoverføringsmiddel kan fremstilles ved å anvende høyere nivåer av forgreningsmiddel, for eksempel opp til 100 eller 200 ppm ved vekt, forutsatt at mengden av kjedeoverføringsmiddel som anvendes er tilstrekkelig til å sikre at polymeren som fremstilles er vannoppløselig. Typisk kan den forgrenede vannoppløselige polymeren dannes fra en vannoppløselig monomerblanding omfattende minst en kationisk monomer, minst 10 molar ppm av et kjedeoverføringsmiddel og under 20 molar ppm av et forgreningsmiddel. Fortrinnsvis har den forgrenede, vannoppløselige polymeren en reologisk osilasjonsverdi for tan delta ved 0,005Hz på over 0,7 (definert ved fremgangsmåten som her er angitt).

De vannoppløselige polymerene kan også fremstilles ved en hvilken som helst hensiktsmessig prosess, for eksempel ved oppløsningspolymerisasjon, vann-i-oljesuspensjonspolymerisasjon eller ved vann-i-oljeemulsjonspolymerisasjon. Oppløsningspolymerisasjon resulterer i vanndige polymergeler som kan kuttes, tørkes og males for å tilveiebringe et pulverisert produkt. Polymerene kan fremstilles som perler ved suspensjonspolymerisasjon eller som en vann-i-oljeemulsjon eller dispersjon ved vann-i-oljeemulsjonspolymerisasjon, for eksempel i henhold til en fremgangsmåte definert ved EP-A-150933, EP-A-102760 eller EP-A-126528.

I følge oppfinnelsen kan de vannoppløselige polymerene tilsettes til den celluloseformige suspensjonen før reflokuleringssystemet tilsettes ved et hvilket som helst egnet punkt. Polymeren kan tilsettes meget tidlig i prosessen, for eksempel i den tykke massen, men tilsettes fortrinnsvis til den tynne massen. Polymeren kan tilsettes i en hvilken som helst effektiv mengde for å oppnå flokulering. Vanligvis vil dosen av polymeren være over 20ppm vekt av kationisk polymer, basert på tørrvekt av suspensjonen. Fortrinnsvis tilsettes den i en mengde på minst 50ppm vekt, for eksempel 100 til 2000ppm vekt. Typisk kan polymerdosen være over 150ppm og kan være ved mer enn 200ppm og kan være større enn 300ppm Ofte kan dosen være i området 150ppm til 600ppm, spesielt mellom 200 og 400ppm.

Det silisiumholdige materialet og de vannoppløselige polymerkomponentene av reflokuleringssystemet kan tilsettes i det vesentlige samtidig til den celluloseformige suspensjonen. For eksempel kan de to komponentene tilsettes til den celluloseformige suspensjonen separat, men ved samme trinn eller doseringspunkt. Når komponentene av refiokuleringssytemet tilsettes samtidig, kan det silisiumholdige materialet og den vannoppløselige polymeren tilsettes som en blanding. Blandingen kan dannes insitu ved å kombinere det silisiumholdige materialet og den vannoppløselige polymeren ved doseringspunktet eller i materøret til doseringspunktet. Det er foretrukket at det reflokulerende systemet omfatter en fordannet blanding av det silisiumholdige materialet og vannoppløselig polymer.

I en alternativ, foretrukket form av oppfinnelsen tilsettes de to komponentene av det reflokulerende systemet trinnvis, hvori det silisiumholdige materialet tilsettes før tilsetningen av den vannoppløselige polymeren av det reflokulerende systemet.

Det silisiumholdige materialet kan være et hvilket som helst av materialene valgt fra gruppen bestående av silciumoksydbaserte partikler, silikamikrogeler, kolloidal silika, silikasoler, silikageler, polysilikater, aluminiumsilikater, polyaluminiumsilikater, borsilikater, polyborsilikater og zeolitter. Dette silisiumholdige materialet kan være i form av et anionisk mikropartikulært materiale. Alternativt kan det silisiumholdige materialet være et kationisk silisiumoksyd.

I en mer foretrukket form av oppfinnelsen er det silisiumholdige materialet valgt fra silikaer eller polysilikater. Silikaen kan være en hvilken som helst kolloidal silika, for eksempel som beskrevet i WO-A-8600100. Polysilikatet kan være en kolloidal kiselsyre som beskrevet i US-A-4388150.

Polysilikatene i følge oppfinnelsen kan fremstilles ved surgjøring av en vanndig oppløsning av et alkali metallsilikat. For eksempel kan polykiselsyre mikrogeler ellers kjent som aktiv silika, fremstilles ved partiell surgjøring av alkali metallsilikat til ca. pH 8-9 ved anvendelse av mineralsyrer eller syreveksler harpikser, syresalter og syregasser. Det kan være ønskelig å elde den nydannede polykiselsyren for å tillate tilstrekkelig dannelse av tredimensjonal nettverkstruktur. Generelt er tiden for elding utilstrekkelig for polykiselsyren til å gelere. Spesielt foretrukne silisiumholdige materialer omfatter polyaluminiumsilikater. Polyaluminiumsilikatene kan for eksempel være alurninert polykiselsyre, fremstilt ved først å danne polykiselsyre mikropartikler og deretter etterbehandling med aluminiumsalter, for eksempel som beskrevet i US-A-5176891. Slike polyaluminiumsilikater består av kiselsyre mikropartikler med aluminium lokalisert fortrinnsvis ved overflaten.

Alternativt kan polyaluminiumsilikatene være polypartikulære mikrogeler av overflateareal over lOOOm<2>/g dannet ved omsetning av et alkalimetallsilikat med syre og vannoppløselige aluminiumsalter, for eksempel som beskrevet i US-A-5482693. Typisk kan polyaluminiumsilikatene ha et molforhold for aluminiumoksyd: silisiumoksyd på mellom 1:10 og 1:1500.

Polyaluminiumsilikatene kan dannes ved surgjøring av en vanndig oppløsning av alkali metallsilikat tilpH 9 eller 10 ved å anvende konsentrert svovelsyre inneholdende 1,5 til 2,0 vekt% av et vannoppløselig alumiumsalt, for eksempel aluminiumsulfat. Den vanndige oppløsningen kan eldes tilstrekkelig til at den tredimensjonale mikrogelen dannes. Typisk eldes polyaluminiumsilikatet til opp til to og en halv time før fortynning av det vanndige polysilikatet til 0,5 vekt% silika.

Det silisiumholdige materialet kan være et kolloidalt borsilikat, for eksempel som beskrevet i WO-A-9916708. Det kolloikale borsilikatet kan fremstilles ved å bringe i kontakt en fortynnet vanndig oppløsning av et alkali metallsilikat med en kationbytte-harpiks for å fremstille en kiselsyre og deretter danne en rest (heel) ved å blande sammen en fortynnet vanndig oppløsning av et alkali metallborat med et alkali metallhydrooksyd for å danne en vanndig oppløsning inneholdende 0,01 til 30% B 2 03, som har en pH på fra 7 til 10,5.1 et foretrukket trekk er det silisiumholdige materialet en silika.

Når det silisiumholdige materialet er en silika eller silikatype materiale har det fortrinnsvis en partikkelstørrelse over 10 nm. Mer foretrukket har silika eller silikatmaterialet en partikkelstørrelse i området 20 til 250 nm, spesielt i området 40 til 100 nm.

I en mer foretrukket form av oppfinnelsen er det silisiumholdige materialet en svellende leire. De svellbare leirene kan for eksempel typisk være en bentonitt type leire. De foretrukne leirene er svellbare i vann og omfatter leirer som er naturlig vannsvellbare eller leirer som kan modifiseres, for eksempel ved ionebytting for å gjøre dem vannsvellbare. Egnede vannsvellbare leirer omfatter, men er ikke begrenset til, leirer som ofte betegnes som hektoritt, smektitter, montmorillonitter, nontronitter, saponitt, saukonitt, hormitter, attapulgitter og sepiolitter. Typiske anioniske svellende leirer er beskrevet i EP-A-235893 og EP-A-335575.

Mest foretrukket er leiren en bentonitt type leire. Bentonitten kan være tilveiebrakt som en alkalimetallbentonitt. Bentonitter opptrer naturlig enten som alkalibentonitter, så som natriumbentonitt eller som jordalkali metallsalter, vanligvis kalsium- eller magnesiumsalter. Generelt aktiveres jordalkali metallbentonittene ved behandling med natriumkarbonat elle natriumbikarbonat. Aktivert svellbar bentonittleire tilføres ofte til papirmøllen som tørkpulver. Alternativt kan bentonitten tilveiebringes som en flytbar oppslemming med høyt faststoffinnhold av aktivert bentonitt, for eksempel ved minst 15 eller 20% faste stoffer, for eksempel som beskrevet i EP-A-485124, WO-A-9733040 ogWO-A-9733041.

I papirfremstilling kan bentonitten tilføres til den celluloseformige suspensjonen som en vanndig bentonittoppslemming. Typisk omfatter bentonittoppslemmingen opp til 10 vekt% bentonitt. Bentonittoppslemmingen vil normalt omfatte minst 3% bentonittleire, typisk rundt 5 vekt% bentonitt. Når den tilføres til papirmøllen som en flytbar oppslemming med høyt faststoffinnhold fortynnes oppslemmingen vanligvis til en egnet konsentrasjon. I noen tilfeller kan den flytbare oppslemmingen av bentonitt med høyt faststoffinnhold tilføres direkte til papirfremstilligsmassen.

Hensiktsmessig tiføres det silisiumholdige materialet i en mengde på minst 100 ppm ppm ved vekt basert på den tørre vekten av suspensjonen. Hensiktsmessig kan dosen av silisiumho Idig materiale være så høy som 10 000 ppm ved vekt eller høyere. I et foretrukket trekk av oppfinnelsen er doser på 100 til 500 ppm ved vekt funnet å være effektive. Alternativt kan høyere doser av silisiumholdig materiale være foretrukket, for eksempel 1000 til 2000 ppm ved vekt.

Den vannoppløselige polymeren av det reflokulerende systemet kan hensiktsmessig dannes fra en vannoppløselig monomer eller blanding av vannoppløselige monomerer. Med vannoppløselig menes det at monomeren har en oppløselighet i vann på minst 5g/100cm<3>. Alternativt er polymeren av det reflokulerende systemet en naturlig polymer, for eksempel et polysakarid. Hensiktsmessig er polysakaridet en stivelse. Polymerene kan være ikke-ioniske, kationiske, amfotære, men er fortrinnsvis anioniske. Polymerene av det reflokulerende systemet kan være like eller forskjellige fra polymerene av det flokulerende systemet.

Den vannoppløselige polymeren av det reflokulerende systemet kan være av en hvilken som helst molekylvekt, men viser generelt en intrinsik viskositet på minst l,5dl/g. Hensiktsmessig er det vannoppløselige polymere reflokuleringsmiddelet av relativt høy molekylvekt og har en intrinsik viskositet på minst 3 eller 4 dl/g og vil ofte ha en intrinsik viskositet på minst 7 dl/g eller 1 Odl/g. Det polymere reflokulerende middelet kan ha en intrinsik viskositet så høy som 25 eller 30 dl/g, men har vanligvis ikke en intrinsik viskositet over 20 dl/g. Fortrinnsvis vil det polymere flokulerende middelet ha en intrinsik viskositet på mellom 7 dl/g og 16 eller 17 dl/g, spesielt 8 til 11 eller 12 dl/g. Polymeren kan være forgrenet, for eksempel ved innbefatning av forgrenende midler som omtalt tidligere i beskrivelsen, med hensyn til den første polymere komponenten av det flokulerende systemet. Fortrinnsvis er imidlertid det flokulerenede systemet i det vesentlige linjært, dvs. polymeren fremstilles i det vesentlige i fravær av forgreningsmiddel.

I et trekk av oppfinnelsen er det vannoppløselige polymere reflokulerende middelet en anionisk polymer. Den anioniske polymeren kan bære potensielt ioniserbare grupper som blir ionisert ved tilførsel til den celluloseformige suspensjonen. Imidlertid dannes polymeren fortrinnsvis fra minst en vannoppløselig, anionisk monomer. Fortrinnsvis dannes den anioniske polymeren fra en vannoppløselig monomer eller blanding av vannopløselige monomerer. Blandingen av vannoppløselige monomerer kan omfatte en eller flere vannoppløselige anioniske monomerer, eventuelt en eller flere vannoppløselige ikke-ioniske monomerer. De anioniske monomerene kan omfatte etylenisk umettede karboksylsyrer (innbefattende salter derav) og etylenisk umettede sulfonsyremonomerer (innbefattende salter derav).

Typisk kan de anioniske monomerene velges fra akrylsyre, metakrylsyre, 2-akrylamid-2-metylpropansulfonsyre eller alkali metallsalter derav. De ikke-ioniske monomerene, eventuelt blandet med de anioniske monomerene omfatter hvike som helst vannoppløselige ikke-ioniske monomerer som er kompatible med de anioniske monomerene. For eksempel omfatter egnede ikk-ioniske monomerer akrylamid, metakrylamid, 2-hydrooksymetylakrylat og N-vinylpyrolidon. Spesielt foretrukne anioniske polymerer omfatter kopolymerer av akrylsyre eller natriumakrylat med akrylamid. Den anioniske polymeren kan omfatte 100% anionisk monomer eller relativt små mengder av anionisk monomer, for eksempel 1 vekt% eller mindre. Generelt viser imidlertid egnede anioniske polymerer tendens til å omfatte minst 5% anioniske monomerenheter og vanligvis minst 10 vekt% anioniske monomerenheter. Ofte kan den anioniske polymeren omfatte opp til 90 eller 95 vekt% anioniske monomerenheter. Fortetrukne anioniske polymerer omfatter mellom 20 og 80 vekt% anionisk monomer og mer foretrukket 40 til 60 vekt% anioniske monomerenheter.

I en alternativ form av oppfinnelsen er det vannoppløselige, polymere reflokulerende middelet en kationisk polymer. Den kationiske polymeren kan være potensielt ioniserbare grupper som blir ioniserte ved tilførsel til den celluloseformige suspensjonen, for eksempel monomerer som bærer sidehengende frie aminogrupper. Imidlertid dannes polymeren fortrinnsvis fra minst en vannoppløselig kationisk monomer. Fortrinnsvis dannes den kationiske polymeren fra en vannoppløselig monomer eller blanding av vannoppløselige monomerer. Blandingen av vannoppløselige monomerer kan omfatte en eller flere vannoppløselige, kationiske monomerer, eventuelt med en eller flere vannoppløselige ikke-ioniske monomerer. De kationiske monomerene omfatter kvaternære amoniumsalter av aminoalkyl (met) akrylater eller aminoalkyl (met) akrylamider og dialyldimetylamoniumklorid osv. Når de kationiske polymerene dannes fra en blanding av kationisk monomer med ikke-ioniske monomerer kan egende ikke-ioniske monomerer være hvilke som helst vannoppløselig, ikke-ioniske monomerer som er kompatible med de kationiske monomerene, for eksempel de ikke-ioniske monomerene omtalt ovenfor med hensyn til de anioniske polymerene.

Spesielt foretrukne polymerer omfatter kopolymerer av metylklorid kvaternisert dimetylaminoetylakrylat med akrylamid. Den kationiske polymeren kan omfatte bare kationiske monomerenheter eller kan alternativt bare omfatte relativt små mengder kationisk monomer, for eksempel 1 vekt% eller mindre. Generelt omfatter den kationiske polymeren mist 5% kationiske monomerenheter og vanligvis minst 10 vekt% kationiske monomerenheter. Ofte kan den kationiske monomeren omfatte opptil 90 eller 95 vekt% kationiske monomerenheter. Fortrinnsvis omfatter kationiske polymerer mellom 20 og 80 vekt% kationisk monomer og mer foretrukket 40 til 60 vekt% kationiske monomerenheter.

I nok en annen form av oppfinnelsen er det vannoppløselige polymere reflokulerende middelet en amfotær polymer. Den amfotære polymeren kan bære potensielt ioniserbare grupper som blir ionisert ved tilførsel til den celluloseformige suspensjonen, for eksempel monomerer som bærer sidehengende frie amingrupper og/eller ioniserbare syregrupper. Imidlertid er polymeren fortrinnsvis dannet fra minst en vannoppløselig kationisk monomer og minst en anionisk monomer. Fortrinnsvis er den amfotære polymeren dannet fra en vannoppløselig monomer eller blanding av vannoppløselige monomerer. Blandingen av vannoppløselige monomerer kan omfatte en eller flere vannoppløselige, kationiske monomerer og en eller flere vannoppløselige anioniske monomerer, eventuelt med en eller flere vannoppløselige ikke-ioniske monomerer.

De kationiske monomerene omfatter kvaternære amoniumsalter av aminoalkyl (met) akrylater eller aminoalkyl (met) akrylamider og dialyldimetylamoniumklorid osv. De anioniske monomerene kan omfatte etylenisk umettede karbokylsyrer (innbefattende salter derav) og etylenisk umettede sulfonsyremonomerer (innbefattende salter derav). Typisk kan de anioniske monomerene velges fra alkylsyre, metakrylsyre, 2-akrylamido-2-metylpropansulfonsyre eller alkalimetallsalter derav. Når de amfotære polymerene dannes fra en blanding av kationisk monomer, anionisk monomer og ikke-ionisk monomer kan egnede ikke-ioniske monomerer være hvilke som helst vannoppløselige ikke-ioniske monomerer som er kompatible med de anioniske og kationiske monomerene, for eksempel de ikke-ioniske monomerene omtalt ovenfor med hensyn til de anioniske polymerene. En spesielt foretrukket polymer er kopolymeren av metylklorid kvaternisert dimetylaminoetylakrylat, akrylsyre og akrylamid.

Den amfotære polymeren kan omfatte relativt små mengder av anioniske og kationiske monomerenheter, for eksempel 1 vekt% eller mindre av hver. Imidlertid vil den amfotære polymeren generelt omfatte minst 5% anioniske monomerenheter og minst 5 vekt% kationiske monomerenheter. I noen tilfeller kan det være ønskelig å ha mer av en ionisk monomer enn av den andre. For eksempel kan det være ønskelig å ha en større mengde kationisk monomer enn anionisk monomer. Vanligvis omfatter den amfotære polymeren minst 10 vekt% kationiske monomerenheter og ofte mer enn 20 eller 30 % kationiske enheter. Fortrinnsvis omfatter den amfotære polymeren mellom 20 og 80 vekt% kationiske monomerenheter og mer foretrukket 40 til 60 vekt% kationiske monomerenheter. Den amfotære polymeren kan omfatte minst 20 eller 30% anioniske monomerenheter. Det kan være ønskelig at den amfotære polymeren omfatter minst 40 eller 50 vekt% anioniske enheter. Den vannoppløselige, amfotære polymeren kan være linjaer eller er alternativt forgrenet, for eksempel ved å omfatte små mengder forgreningsmiddel i monomeren som beskrevet tidligere i foreliggende beskrivelse.

I nok en ytterligere form av oppfinnelsen er det vannoppløselige, polymere, reflokulerende middelet en ikke-ionisk polymer. Den ikke-ioniske polymeren kan være en hvilken som helst vannoppløselig polymer av intrinsik viskositet minst 1,5 dl/g som viser i det vesentlige ingen ionisk karakter. Den ikke-ioniske polymeren kan være et polyalkylenoksyd, for eksempel polyetylenoskyd eller polypropylenoskyd eller kan være en vinyladdisjonspolymer dannet fra etylenisk umettede ikke-ioniske monomerer eller en blanding av etylenisk umettede, ikke-ioniske monomerer. Egnede monomerer omfatter akrylamid, metakrylamid, 2-hydroksyetylakrylat og N-vinylpyrolidon. Foretrukne ikke-ioniske polymerer omfatter polyetylenoskyd og homopolymeren av akrylamid. Den vannoppløselig ikke-ioniske polymeren kan være linjær eller er alternativt forgrenet, for eksepel ved å innbefatte små mengder forgreningsmiddel i monomeren som beskrevet tidligere i beskrivelsen.

De vannoppløselige, polymere reflokulerende midlene kan også fremstilles ved en hvilken som helst hensiktsmessig prosess, for eksempel ved oppløsningspolymerisasjon, vann-i-olje suspensjonspolymerisasjon eller ved vann-i-olje emulsjonspolymerisasjon. Polymerene kan fremstilles som perler ved suspensjonspolymerisasjon eller som en vann-i-oljeemulsjon eller dispersjon ved vann-i-olje emulsjonspolymerisasjon, for eksempel i henhold til en fremgangsmåte definert ved EP-A-150933, EP-A-102760 eller EP-A-126528.

Den vannoppløselige, polymere komponenten av det reflokulerende systemet tilsettes i en mengde tilstrekkelig til å oppnå flokulering. Typisk vil dosen av reflokulerende polymer være over 20 ppm ved vekt av polymer basert på tørrvekt av suspensjon, selv om den kan være så høy som 2000 ppm Fortrinnsvis tilføres imidlertid det polymere reflokulerende middelet i en mengde på minst 50 ppm ved vekt, for eksempel 150 ppm til 600 ppm ved vekt, spesielt mellom 200 og 400 ppm

I et foretrukket trekk av oppfinnelsen underkastes den flokulerte celluloseformige suspensjonen mekanisk skjærbehandling før tilsetningen av det silisiumholdige materialet. Følgelig kan den flokulerte suspensjonen føres gjennom et eller flere skjærbehandlingstrinn valgt fra pumping, blanding eller hvirvelsorteringstrinn før tilsetning av det silisiumholdige materialet. Når den tynne massesuspensjonen følgelig først flokuleres ved tilsetning av den kationiske polymeren kan suspensjonen føres gjennom minst en viftepumpe og/eller en sentrisorterer før den reflokuleres ved det silisiumholdige materialet. Skjærbehandlingen viser tendens til mekanisk å nedbryte det flokulerte materialet i tynnmassesuspensjonen, slik at det derved dannes mindre flokker. De mekanisk nedbrutte flokkene viser også tendens til å ha nydannede overflater hvor på det silisiumholdige materialet lett kan assosieres, derved fremmes og forbedres reflokuleringen.

I følge et annet foretrukket trekk ved oppfinnelsen underkastes den reflokulerte suspensjonen, dannet ved tilsetning av det silisiumholdige materialet, mekanisk skjærbehandling før tilsetningen av det vannoppløselig, polymere reflokulerende middelet. Følgelig kan den reflokulerte suspensjonen føres gjennom ett eller flere skjærbehandlingstrinn som definert ovenfor. De mekanisk nedbrutte flokkene av den reflokulerte tynnmassesuspensjonen viser tendens til å være mindre, og på grunn av dannelsen av nye overflater kan ytterligere flokulering ved hjelp av det vannoppløselige, polymere reflokuleringsmiddelet oppnås mer effektivt. I en spesielt foretrukket form flokuleres følgelig tynnmassesuspensjonen ved anvendelse av en kationisk, vannoppløselig polymer av intrinsik viskositet over 4 dl/g, og den flokulerte suspensjonen føres gjennom ett eller flere skjærbehandlingstrinn som angitt her, og deretter behandles den skjærbehandlete reflokulerte suspensjonen så med det silisiumholdige materialet etterfulgt av et ytterligere skjæbehandlingsmekanisk trinn og deretter blir den skjærbehandlede, reflokulerte, tynnmassesuspensjonen ytterligere flokulert ved tilsetning av det vannoppløselige, polymere reflokulerende middelet av en intrinsik viskositet minst 1,5 dl/g.

Det vannoppløselige, polymere reflokulerende middelet er generelt det siste behandlingsmiddelet i prosessen og viser følgelig tendens til å bli tilsatt senere i

systemet og ofte nærmere dreneringstrinnet. Følgelig viser det polymere, reflokulerende middelet tendens til å bli tilsatt etter det siste punktet med høy skjærbehandling, som for eksempel kan være sentri-sortereren. For en spesielt foretrukket prosess tilsettes følgelig det vannoppløselige, polymere reflokuleringsmiddelet etter sentrisortereren.

I følge et alternativt, foretrukket trekk av oppfinnelsen er det ingen mekanisk skjærbehandling mellom tilsetningen av det silisiumholdige materialet for å bevirke reflokulering og tilsetningen av det vannoppløselige, polymere reflokuleringsmiddelet. Selv om det kan være ønskelig å mekanisk skjærbehandle den flokulerte suspensjonen etter tilsetningen av det vannoppløselige, polymere reflokuleringsmiddelet, er det i denne formen av oppfinnelsen foretrukket at det ikke er noen vesentlig skjærbehandling etter tilsetningen av det polymere reflokuleringsmiddelet. I dette foretrukne trekket av oppfinnelsen tilsettes følgelig både det silisiumholdige materialet og det vannoppløselige, polymere reflokulerende middelet etter sentrisortereren.

I alle foretrukne former av oppfinnnelsen viser det vannoppløselige, polymere reflokuleringsmiddelet tendens til å bli tilsatt sent i prosessen, for eksempel mellom sentrisortereren og dreneringen. Siden det er et generelt akseptert syn at økning av flokkstrukturen viser tendens til å redusere formasjon, er det overraskende at fremgangsmåten i følge oppfinnelsen hvor det siste polymere reflokulerings-hjelpemiddelet tilsettes nær dreneringstrinnet likevel ikke tilveiebringer noen signifikant reduksjon av formasjon og likevel i betydelig grad forbedrer dreneringen og retensjonsegenskapene sammenlignet med andre fremgangsmåter beskrevet innefor den kjente teknikken.

I oppfinnelsen kan det være ønskelig ytterligere å omfatte andre flokulerende eller koagulerende materialer. For eksempel kan det flokulerende systemet i tillegg omfatte vannoppløselige, organiske polymerer, eller uorganiske materialer, så som alum, polyaluminiumklorid, aluminiumkloridtrihydrat og aluminiumklorhydrat. De vannoppløselige, organiske polymerene kan være naturlige polymerer, så som kationisk stivelse, anionisk stivelse og amfotær stivelse. Alternativt kan den vannoppløselige polymeren være en syntetisk polymer som kan være amfotær, anionisk, ikke-ionisk eller mer foretrukket kationisk. Den vannoppløselige polymeren kan være en hvilken som helst vannoppløselig polymer som fortrinnsviser ionisk karakter. De foretrukne, ioniske vannoppløselige polymerene har kationisk eller potensielt kationisk funksjonalitet.

Det kan være ønskelig i tillegg å inkorporere et kationisk koaguleringsmiddel i den celluloseformige tykke massen eller komponentene av den tynne massen. En slik kationisk, vannoppløselig polymer kan være en polymer av relativt lav molekyvekt eller relativt høy kationisitet. For eksempel kan polymeren være en homopolymer av en hvilken som helst egnet etylenisk umettet kationisk monomer polymerisert for å tilveiebringe en polymer med en intrinsik viskositet på opp til 3 dl/g. Homopolymerer av diallyldimetylamoniumklorid er foretrukne. Polymeren med lav molekylvekt og høy kationisitet kan være en addisjonspolymer dannet ved kondensasjon av aminer med andre egnede di- eller trifunksjonelle spesies. For eksempel kan polymeren dannes ved omsetning av ett eller flere aminer valgt fra dimetylamin, trimetylamin og etylendiamin osv. og epihalohydrin, i det epiklorhydrin er foretrukket. Formålet med en slik ytterligere bestanddel kan være anvendelse for ladningsnøytralisasjon, for eksemel i tilfeller hvor massen har et relativt høyt kationisk behov, som for eksempel ved fremstilling av avispapir. Alternativt kan det kationiske koaguleringsmiddelet tjene til å fiksere bek og/eller harpiks (stickies).

Selv om det er mulig å inkludere disse ytterligere materialene, så som organiske, kationiske koaguleringsmidler, alum eller andre uorganiske spesies, er det ikke normalt nødvendig og den foretrukne prosessen gjennomføres i fravær av kationiske koaguleringsmidler.

I en foretrukket form av oppfinnelsen underkastes den celluloseformige suspensjonen mekanisk skjærbehandling etter tilsetning av minst en av komponentene av flokuleringssystemet. I denne foretrukne formen blandes følgelig minst en komponent av flokuleringssystemet inn i den celluloseformige suspensjonen under forårsakelse av flokulering og den flokulerte suspensjonen skjærbehandles deretter mekanisk. Dette skjærbehandlingstrinnet kan oppnås ved å føre den flokulerte suspensjonen gjennom ett eller flere skjærbehandlingstrinn, valgt fra pumpe, hvirvelsortering og blandetrinn. For eksempel innbefatter slike skjærbehandlingstrinn viftepumper og sentrisorterere, men kan være et hvilket som helst annet trinn i prosessen hvor skjærbehandling av suspensjonen finner sted.

Det mekaniske skjærbehandlingstrinnet virker ønskelig på den flokulerte suspensjonen på en slik måte at flokkene nedbrytes. Alle komponentene av flokuleringssystemet kan tilsettes før et skjærbehandlingstrinn, selv om fortrinnsvis minst den siste komponenten av flokuleringssystemet tilsettes til cellulosesuspensjonen ved et punkt i prosessen hvor det ikke er noen vesentlig skjærbehandling før drenering for å danne arket. Det er følgelig foretrukket at minst en komponent av flokuleringssystemet tilsettes til den celluloseformige suspensjonen, og den flokulerte suspensjonen underkastes deretter mekanisk skjærbehandling, hvori flokkene nedbrytes mekanisk og deretter tilsettes minst en komponent av flokuleringssystemet for å reflokulere suspensjonen før drenering.

I en foretrukket form av oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte for fremstilling av papir fra en celluloseholdig massesuspensjon omfattende fyllstoff. Fyllstoffet kan være et hvilket som helst tradisjonelt anvendt fyllstoffmateriale. For eksempel kan fyllstoffet være en leire så som kaolin, eller fyllstoffet kan være et kalsiumkarbonat som kan være malt kalsiumkarbonat eller spesielt utfelt kalsiumkarbonat, eller det kan være foretrukket å anvende titandioksyd som fyllstoffmateriale. Eksempler på andre fyllstoffmaterialer omfatter også syntetiske polymere fyllstoffer.

Generelt er en celluloseholdig masse omfattende vesentlige mengder fyllstoff vanskeligere å flokulere. Dette gjelder spesielt fyllstoffer av meget fin partikkel-størrelse, så som utfelt kalsiumkarbonat. I følge et foretrukket trekk av foreliggende oppfinnelse tilveiebringes følgelig en fremgangsmåte for fremstilling av fylt papir. Papirfremstillingsmassen kan omfatte hvilken som helst egnet mengde fyllstoff. Generelt omfatter den celluloseformige suspensjonen minst 5 vekt% fyllstoffmateriale. Typisk omfatter den celluloseformige suspensjonen opptil 40 % fyllstoff, fortrinnsvis mellom 10% og 40% fyllstoff. Fortrinnsvis omfatter det ferdige arket av papir eller papp opp til 40 vekt% fyllstoff. I følge dette foretrukne trekket av oppfinnelsen tilveiebringes følgelig en fremgangsmåte for fremstilling av fylt papir eller papp, hvor det først tilveiebringes en celluloseformig suspensjon omfattende fyllstoff, og hvori suspensjonsfaststoffene flokuleres ved innføring i suspensjonen av et flokulerende system omfattende en vannoppløselig polymer av intrinsik viskositet minst 4 dl/g, et silisiumholdig materiale og deretter en vannoppløselig polymer av intrinsik viskositet minst 1,5 dl/g som definert her. I en alternativ form av oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte for fremstilling av papir eller papp fra en celluloseholdig massesuspensjon som er i det vesentlige fri for fyllstoff.

De følgende eksemplene illustrerer oppfinnelsen.

Eksempel 1 ( sammenlignende)

Dreneringsegenskapene bestemmes ved å anvende Schopper-Riegler apparatur, med det bakre utløpet blokkert slik at dreneringsvannet løper ut gjennom frontåpningen. Den celluloseformige massen er en 50/50 løwed/nåletresmassesuspensjon og 40 vekt% (av samlede faste stoffer) utfelt kalsiumkarbonat. Massesuspensjonen slås til en friness på 55° (Schopper Riegler fremgangsmåten) før tilsetning av fyllstoff. 5kg tonn (av samlede faststoffer) kationisk stivelse (0,045 DS) tilsettes til suspensjonen.

En kopolymer av akrylamid med metylkloridkvartært amoniumsalt av dimetylaminoetylakrylat (75/25 vekt/vekt) av intrinsik viskositet over 11,0 dl/g (produkt A) blandes med massen og deretter, etter skjærbehandling av massen ved anvendelse av en mekanisk rører, blir bentonitt tilsatt. Dreneringstidene for hver dose av produkt A og bentonitt er vist i sekunder i Tabell 1.

Eksempel 2

Dreneringstestene fra Eksempel 1 gjentas for en dose av 500 g/t produkt A og 500 g/t bentonitt, bortsett fra at etter tilsetningen av bentonitt ble det anvendt et ytterligere skjærbehandlingstrinn etterfulgt av (produkt B) en linjær vannoppløselig anionisk kopolymer av akrylamid med natriumakrylat (62.9/37.1) (vekt/vekt) av intrinsik viskositet 16 dl/g. Dreneringstidene er vist i Tabell 2.

Som det fremgår forbedres selv en dose på 125 g/t produkt B i vesentlig grad drenering.

Eksempel 3

Eksempel 2 gjentas, bortsett fra at bentonitten og produkt B (anionisk polymer) tilføres samtidig for å tilveiebringe analoge resultater.

Eksempel 4

Eksempel 2 gjentas, bortsett fra at produkt B (anionisk polymer) tilføres før bentonitten. Resultatene er bedre enn ved fremgangsmåten uten produkt B.

Claims

1. Fremgangsmåte for fremstilling av papir eller papp omfattende dannelse av en celluloseformig suspensjon, flokulering av suspensjonen, drenering av suspensjonen på en sorterer for å danne et ark og deretter tørking av arket, hvori den celluloseformige suspensjonen flokuleres ved tilsetning av en vannoppløselig kationisk syntetisk polymer av intrinsik viskositet på minst 4 dl/g, hvor den flokulererte celluloseformige suspensjonen underkastes mekanisk skjærbehandling, og deretter reflokuleres ved en etterfølgende tilsetning av et reflokuleringssystem, hvor det reflokulerende systemet omfatter iii) et silisiumho Idig materiale og iv) en vannoppløselig anionisk polymer av intrinsik viskositet på minst 4 dl/g, karakterisert vedat enten tilsettes det silisiumholdige materialet og vannoppløselig anionisk polymer til suspensjonen samtidig eller det foregår tilsetning av det silisiumholdige materialet og deretter tilsetning av den vannoppløselige anioniske polymeren, det silisiumholdige materialet (i) og vannoppløselig anionisk polymer (ii) blir tilsatt til den celluloseformige suspensjonen etter sentri-sortereren, og den kationiske polymeren tilsettes til den tynne massen av celluloseformig suspensjon.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat det silisiumholdige materialet er et anionisk, mikropartikulært materiale.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller krav 2,karakterisertv e d at materialet omfattende det silisiumholdige materialet er valgt fra gruppen bestående av silikabaserte partikler, silikamikrogeler, koloidal silika, silikasoler, silikageler, polysilikater, kationisk silika, aluminiumsilikater, polyaluminiumsilikater, borsilikater, polyborsilikater, zeolitter.

4. Fremgangsmåte i følge krav 1 eller krav 2,karakterisertv e d at det silisiumholdige materialet er en svellbar leire.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat den svellbare leiren er en bentonitt type leire.

6 Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller krav 5,karakterisertv e d at den svellbare leiren er valgt fra gruppen bestående av hektoritt, smektitter, montmorillonitter, nontronitter, saponitt, saukonitt, hormitter, attapulgitter og sepiolitter.

7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 6,karakterisert vedat den vannoppløselige polymeren tilsatt til den celluloseformige suspensjonen før det reflokulerende systemet er en ikke-ionisk polymer eller en ionisk polymer som viser en ladningsdensitet under 5 mekv/g, fortrinnsvis under 3 mekv/g.

8. Fremgangsmåte i følge hvilke som helst av kravene 1 til 7,karakterisert vedat den vannoppløselige polymeren tilsatt til den celluloseformige suspensjonen før det reflokulerende systemet er en kationisk polymer omfattende opp til 50 vekt% kationiske monomerenheter.

9. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 8,karakterisert vedat den vannoppløselige polymeren tilsatt til den celluloseformige suspensjonen før det reflokulerende systemet er en forgrenet vannoppløselig polymer som har en intrinsik viskositet over 4 dl/g og viser en reologisk osilasjonsverdi for tan delta ved 0,005Hz og over 0,7.

10. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 9,karakterisert vedat den vannoppløselige polymeren tilsatt til den celluloseformige suspensjonen før det reflokulerende systemet har en intrinsik viskositet på minst 7 dl/g.

11. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 10,karakterisert vedat det reflokulerende systemet omfatter en i det vesentlige linjaer, vannoppløselig anionisk polymer.

12. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av krav 1 til 11,karakterisert vedat den vannoppløselige polymeren er en syntetisk anionisk polymer som har en intrinsik viskositet på minst 7 dl/g, fortrinnsvis minst 10 dl/g.

13. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av krav 1 til 12,karakterisert vedat den celluloseformige suspensjonen omfatter fyllstoff.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat arket av papir eller papp omfatter opp til 40 vekt% fyllstoff.

15. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av krav 13 eller 14,karakterisert vedat fyllstoffmaterialet velges fra gruppen bestående av utfelt kalsiumkarbonat, malt kalsiumkarbonat, leirer (spesielt kaolin) og titandioksyd.

16. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av krav 1 til 12,karakterisert vedat den celluloseformige suspensjonen er i det vesentlige fri for fyllstoff.