NO793033L - MIXING FOR FLOCULATION OF FILLERS FOR PAPER MAKING - Google Patents
MIXING FOR FLOCULATION OF FILLERS FOR PAPER MAKINGInfo
- Publication number
- NO793033L NO793033L NO793033A NO793033A NO793033L NO 793033 L NO793033 L NO 793033L NO 793033 A NO793033 A NO 793033A NO 793033 A NO793033 A NO 793033A NO 793033 L NO793033 L NO 793033L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- mixture
- filler
- stated
- starch
- paper
- Prior art date
Links
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 58
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 57
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 31
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 31
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 27
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 claims description 19
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 14
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 14
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims description 14
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical group [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 claims description 7
- 229940037003 alum Drugs 0.000 claims description 6
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 3
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 2
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 claims description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 235000019830 sodium polyphosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 claims description 2
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims description 2
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 claims description 2
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 claims 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 9
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 5
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 5
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- NGDLSKPZMOTRTR-OAPYJULQSA-N (4z)-4-heptadecylidene-3-hexadecyloxetan-2-one Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC\C=C1/OC(=O)C1CCCCCCCCCCCCCCCC NGDLSKPZMOTRTR-OAPYJULQSA-N 0.000 description 2
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 229920006320 anionic starch Polymers 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 2
- LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N glyoxal Chemical compound O=CC=O LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- -1 12% Chemical compound 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- XZMCDFZZKTWFGF-UHFFFAOYSA-N Cyanamide Chemical compound NC#N XZMCDFZZKTWFGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000276489 Merlangius merlangus Species 0.000 description 1
- 238000005147 X-ray Weissenberg Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000011436 cob Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229940015043 glyoxal Drugs 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical class 0.000 description 1
- NXLOLUFNDSBYTP-UHFFFAOYSA-N retene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=C(C(C)C)C=C3C=CC2=C1C NXLOLUFNDSBYTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001038 titanium pigment Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører blandinger for anvendelse ved fremstilling av papir og som inneholder mineralske fyllstoffer som leire, litopon, bariumsulfat, titanpigmenter, talkum, kalsiumsulfat og kalsiumkarbonat, f.eks. i form av kritt-fyllstoff. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen slike blandinger som også inneholder en stivelse. The present invention relates to mixtures for use in the manufacture of paper and which contain mineral fillers such as clay, lithopone, barium sulphate, titanium pigments, talc, calcium sulphate and calcium carbonate, e.g. in the form of chalk filler. More particularly, the invention relates to such mixtures which also contain a starch.
Slike mineralske fyllstoffer inkluderes i utrustningen for fremstilling av forskjellige typer av papir. Ettersom an-delen av fyllstoff i forhold til cellulose øker, øker også opasiteten av papirproduktet, men styrkeegenskapene vil gjerne bli dårligere og fyllstoffene vil videre ha tendens til å gå tapt i det vann som renner fra den våt-dannede papirbane, slik at det er vanlig å tilsette såkalte retensjons-hjelpemidler. Disse er vanligvis polymerer med høy molekyl-vekt, spesielt organiske polyelektrolytter, som har tendens til å flokkulere fyllstoffpartiklene og cellulosefibrene sammen. Such mineral fillers are included in the equipment for the production of different types of paper. As the proportion of filler in relation to cellulose increases, the opacity of the paper product also increases, but the strength properties will tend to deteriorate and the fillers will also tend to be lost in the water flowing from the wet-formed paper web, so that it is it is common to add so-called retention aids. These are usually high molecular weight polymers, especially organic polyelectrolytes, which tend to flocculate the filler particles and cellulose fibers together.
Det er tidligere foreslått å tilveiebringe en forhåndsflokkulert fyllstoffblanding, dvs. en blanding hvori fyllstoffet i vandig suspensjon følges av et flokkuleringsmiddel som modifiserer tilstanden av og i enkelte tilfeller den effektive partikkelstørrelse av fyllstoffet før blandingen innføres i papirutrustningen. En slik forhåndsflokkulert fyllstoffblanding har en forbedret evne til å flokkulere på fibrene, muliggjør at det kan oppnås høyere innhold av, fyllstoff eller pigment i papiret mens god styrke, optiske og andre papiregenskaper samtidig bibeholdes. It has previously been proposed to provide a pre-flocculated filler mixture, i.e. a mixture in which the filler in aqueous suspension is followed by a flocculating agent which modifies the state of and in some cases the effective particle size of the filler before the mixture is introduced into the paper equipment. Such a pre-flocculated filler mixture has an improved ability to flocculate on the fibres, enabling a higher content of filler or pigment to be achieved in the paper while maintaining good strength, optical and other paper properties at the same time.
Det er også kjent å tilsette såkalte for-gelatiniserte stivelser ved våtenden av maskinen for å forbedre styrken av papiret, men disse konvensjonelle pre-gelatinerte stivelser kan bare finne begrenset anvendelse i papir-industrien på grunn av deres dårlige retensjonsegenskaper, It is also known to add so-called pre-gelatinized starches at the wet end of the machine to improve the strength of the paper, but these conventional pre-gelatinized starches can only find limited use in the paper industry due to their poor retention properties,
og de medfølgende biologiske oksygene behov-problemer i and the accompanying biological oxygen demand-problems i
avvannsstrømmen• Disse stivelser kan imidlertid fåes til forholdsvis lav pris. the waste water stream• However, these starches can be obtained at a relatively low price.
Det er et formål for den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret vandig fyllstoffblanding av den forhåndsflokkulerte type, som fremviser forbedret retensjon i den våtdannede papirbane mens de ønskede egenskaper i det tørkede ark opprettholdes. Det er et ytterligere formål for oppfinnelsen å tilveiebringe en flokkuleringsmiddel-blanding, inneholdende en organisk polyelektrolytt for anvendelse ved fremstillingen av den ovennevnte forbedrede fyllstoffblanding. It is an object of the present invention to provide an improved aqueous filler mixture of the pre-flocculated type, which exhibits improved retention in the wet-formed paper web while maintaining the desired properties in the dried sheet. It is a further object of the invention to provide a flocculant composition containing an organic polyelectrolyte for use in the preparation of the above-mentioned improved filler composition.
Oppfinnelsen tilveiebringer de ovennevnte fordeler generelt ved inkludering av en stivelse, spesielt en kaldtvanns-oppløselig stivelse, i den flokkuleringsmiddel-blanding som anvendes ved fremstillingen av fyllstoffet. Innblandingen av stivelse i vandige suspensjoner inneholdende organiske polyelektrolytter medfører vanskeligheter som stort sett kan omtales som et fortykningsfenomen, men det er funnet at midler som er i stand til å begrense dette fenomen kan anvendes med god virkning. Det er videre funnet at en blanding inneholdende et slikt middel, en stivelse og en organisk polyelektrolytt muliggjør anvendelse av en ny teknikk for fremstilling av det forhåndsflokkulerte fyll-stoffsystem. The invention provides the above-mentioned advantages in general by the inclusion of a starch, especially a cold water-soluble starch, in the flocculant mixture used in the preparation of the filler. The mixing of starch into aqueous suspensions containing organic polyelectrolytes causes difficulties which can be broadly referred to as a thickening phenomenon, but it has been found that agents capable of limiting this phenomenon can be used with good effect. It has further been found that a mixture containing such an agent, a starch and an organic polyelectrolyte enables the use of a new technique for producing the pre-flocculated filler system.
Hittil er forhåndsflokkulerte systemer oppnådd ved separat oppløseliggjøring av den flokkulerende polymer, som f.eks. en organisk polyelektrolytt med flokkuleringsmiddel-egenskaper, i vann og som så tilsettes til fyllstoffet i disper-sjonsform. Det er funnet at når stivelse bringes i kontakt i vandig suspensjon méd en organisk polyelektrolytt, som f.eks. et polyakrylamid-flokkuleringsmiddel eller retensjons-hjelpemidler, vil det opptre en samvirkning med polyelektrolytten, slik at det vil oppnås viskoelastiske egenskaper som Until now, pre-flocculated systems have been obtained by separately dissolving the flocculating polymer, such as e.g. an organic polyelectrolyte with flocculant properties, in water and which is then added to the filler in dispersion form. It has been found that when starch is brought into contact in aqueous suspension with an organic polyelectrolyte, such as e.g. a polyacrylamide flocculating agent or retention aids, there will be an interaction with the polyelectrolyte, so that viscoelastic properties will be achieved which
ville være vanskelige å håndtere hvis en slik suspensjon skulle anvendes i papirfremstillings-målestokk. Oppfinnelsen kan imidlertid anvendes for den separate opp-løseliggjørings-teknikk med forhåndsflokkulering. would be difficult to handle if such a suspension were to be used in a papermaking scale. However, the invention can be used for the separate dissolution technique with pre-flocculation.
Det er videre funnet en polymerblanding inneholdende stivelse og som kan tilsettes i tørr form direkte til fyllstoff-dispersjonen, som sterkt forenkler forhårids-flokkuleringsprosessen og letter betjeningen av store papirmaskiner med forhåndsflokkulert fyllstoff. Ved en slik direkte tilsetningsprosess opptrer oppløseliggjøring og flokkulering samtidig, og dette ville uten den foreliggende oppfinnelse innføre betraktelige praktiske vanskeligheter. Dette er på grunn av at ved konkurransen om vannet, mellom det vann som kreves for oppløseliggjøring Furthermore, a polymer mixture containing starch has been found which can be added in dry form directly to the filler dispersion, which greatly simplifies the forehair flocculation process and facilitates the operation of large paper machines with pre-flocculated filler. In such a direct addition process, solubilization and flocculation occur simultaneously, and without the present invention this would introduce considerable practical difficulties. This is because of the competition for the water, between the water required for solubilization
av polymeren og det vann som fikseres (immobiliseres) som et resultat av strukturiseringen ved flokkuleringen. Dette foregår ikke i samme målestokk ved den separate oppløselig-gjøringsteknikk på grunn av at vann er lett tilgjengelig for oppløseliggjøring. of the polymer and the water that is fixed (immobilized) as a result of the structuring by the flocculation. This does not take place on the same scale with the separate solubilization technique because water is readily available for solubilization.
De fortykningsfenomener som er nevnt ovenfor skyldes typisk to forhold: a) viskositetsøkning ved oppløseliggjøringen av stivelsen; b) strukturisering indusert ved flokkuleringen av fyllstoff partiklene. The thickening phenomena mentioned above are typically due to two factors: a) increase in viscosity during the solubilization of the starch; b) structuring induced by the flocculation of the filler particles.
Disse fenomener er mer nøyaktig generalisert som tap av mobilitet i den vandige suspensjon. These phenomena are more accurately generalized as loss of mobility in the aqueous suspension.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører således en blanding for flokkulering av fyllstoff i vandig suspensjon bestemt for bruk i papirfremstillings-utrustninger, og det særegne ved blandingen i henhold til oppfinnelsen er at den omfatter: a) en stivelse, som kan være anionisk, kationisk eller ikke-ionisk, og spesielt en kaldtvannsoppløselig pre-gelatinisert type av stivelse, eller en blanding av slike stivelser, b) en organisk polyelektrolytt som er istand til å flokkulere mineralske fyllstoffpartikler i vandig suspensjon, og c) et middel som er istand til å regulere mobiliteten av en dispersjon. The present invention thus relates to a mixture for flocculation of filler in aqueous suspension intended for use in papermaking equipment, and the peculiarity of the mixture according to the invention is that it comprises: a) a starch, which can be anionic, cationic or non- ionic, and in particular a cold water-soluble pre-gelatinized type of starch, or a mixture of such starches, b) an organic polyelectrolyte capable of flocculating mineral filler particles in aqueous suspension, and c) an agent capable of regulating the mobility of a dispersion.
Oppfinnelsen vedrører videre en fyllstoffblanding for bruk The invention further relates to a filler mixture for use
i en papirfremstillings-utrustning og omfatter da den foregående blanding av a)>, b) og c) i en vandig suspensjon av fyllstoffet. in a paper-making equipment and then comprises the preceding mixture of a), b) and c) in an aqueous suspension of the filler.
Ved et aspekt for oppfinnelsen spesielt i forbindelse med In one aspect of the invention particularly in connection with
den ovennevnte direkte tilsetningsmetode, er midlet en substans som er effektiv til å moderere flokkuleringen av det suspenderte fyllstoff og derved opprettholde mobiliteten av dispersjonen. Ved et annet aspekt av oppfinnelsen er midlet en substans, spesielt en uorganisk elektrolytt, effektiv til å opprettholde mobiliteten av polymerdispersjonen ved å moderere dens viskositet. Foretrukket inkluderer blandingene i henhold til oppfinnelsen både et middel for å moderere flokkulering og et middel for å moderere viskositeten. the above direct addition method, the agent is a substance effective in moderating the flocculation of the suspended filler and thereby maintaining the mobility of the dispersion. In another aspect of the invention, the agent is a substance, particularly an inorganic electrolyte, effective in maintaining the mobility of the polymer dispersion by moderating its viscosity. Preferably, the compositions according to the invention include both an agent to moderate flocculation and an agent to moderate viscosity.
I foretrukne blandinger i henhold til oppfinnelsen er stivelsen en anionisk stivelse og mer foretrukket en ikke-ionisk kaldtvanns-oppløselig stivelse og den organiske polyelektrolytt er et kationisk flokkuleringsmiddel eller retensjonshjelpemiddel. In preferred compositions according to the invention, the starch is an anionic starch and more preferably a non-ionic cold water-soluble starch and the organic polyelectrolyte is a cationic flocculant or retention aid.
Eksempler på ikke-ioniske oppløselige stivelser er "Stadex" 601, 604, 608 og 609 (Starch Products), "Cellocol S" og "Cellocol LZ" (Tunnel Avebe). Anioniske stivelser som kan anvendes omfatter "Stadex" 7410 (Starch Products) og "Reta-bond AP" (Tunnel Avebe). Examples of non-ionic soluble starches are "Stadex" 601, 604, 608 and 609 (Starch Products), "Cellocol S" and "Cellocol LZ" (Tunnel Avebe). Anionic starches that can be used include "Stadex" 7410 (Starch Products) and "Reta-bond AP" (Tunnel Avebe).
Kationiske polyelektrolytter som er interessante i denne forbindelse omfatter polyakrylamid-derivatene "Percol" Cationic polyelectrolytes of interest in this connection include the polyacrylamide derivatives "Percol"
140, 292 og 455, såvel som "DSR 1256", "DSR 341" (Allied Colloids) og "Reten 210" (Hercules). 140, 292 and 455, as well as "DSR 1256", "DSR 341" (Allied Colloids) and "Reten 210" (Hercules).
Det forutsettes at de resulterende fyllstoffblandinger It is assumed that the resulting filler mixtures
kan være anvendelige for papirmasseblandinger inneholdende mekanisk masse såvel som kjemiske masser. can be applicable for pulp mixtures containing mechanical pulp as well as chemical pulps.
Som allerede antydet kan komponentene i den endelige fyllstoff blanding bringes sammen på forskjellige måter. Ved en utførelsesform av oppfinnelsen tilsettes en flokkulerings-middelblanding inneholdende stivelsen, polyelektrolytten og en substans som er effektiv til å moderere flokkuleringen av det suspenderte fyllstoff i tørr form direkte til en vandig oppslemning av fyllstoffet som anvendt ved papirfremstilling. Direkte tilsetning av tørr polymer til fyllstoff oppslemningen tillater et høyt endelig fyllstoff-faststoffinnhold i den forhåndsflokkulerte fyllstoffblanding enn ellers kunne være mulig, f.eks. med en økning på opptil 50 vektprosent, dvs. fra 30 vektprosent faststoffer til 4 5 vektprosent faststoffer. Denne økning er meget nyttig ved at den tillater at store papirmaskiner kan få sin tilførsel ved hjelp av utstyr med rimelig størrelse. As already indicated, the components of the final filler mixture can be brought together in different ways. In one embodiment of the invention, a flocculant mixture containing the starch, the polyelectrolyte and a substance effective to moderate the flocculation of the suspended filler in dry form is added directly to an aqueous slurry of the filler as used in papermaking. Direct addition of dry polymer to the filler slurry allows a high final filler-solids content in the pre-flocculated filler mixture than would otherwise be possible, e.g. with an increase of up to 50% by weight, i.e. from 30% by weight solids to 4.5% by weight solids. This increase is very useful in that it allows large paper machines to be fed using reasonably sized equipment.
Ved en annen utførelsesform oppløseliggjøres flokkulerings-middelblandingen inneholdende stivelse og den organiske polyelektrolytt i vann, dvs. bringes i en tilstand av homo-gen molekylær dispersjon i vann, i nærvær av en substans som er effektiv til å moderere viskositeten av dispersjonen, før innblandingen av dispersjonen i den vandige fyllstoffblanding. Ved denne utførelsesform kan en substans som er effektiv til å moderere flokkuleringen også innblandes fra begynnelsen eller kan tilsettes i et senere trinn under inn-føringen av den oppløseliggjorte dispersjon i fyllstoff-suspensjonen. In another embodiment, the flocculant mixture containing starch and the organic polyelectrolyte is solubilized in water, i.e. brought into a state of homogeneous molecular dispersion in water, in the presence of a substance effective to moderate the viscosity of the dispersion, before the mixing of the dispersion in the aqueous filler mixture. In this embodiment, a substance which is effective in moderating the flocculation can also be mixed in from the beginning or can be added in a later step during the introduction of the solubilized dispersion into the filler suspension.
Midlet for å regulere mobiliteten av dispersjonen inneholdende fyllstoffet ved moderering av flokkuleringen kan f.eks. være natriumpolyfosfat. Andre eksempler på slike midler er alkalimetall-polyakrylater, polyvinylpyrrolidon, dicyandiamid og visse av de gummityper og harpikser som klassifiseres som tørrstyrke-harpikser. The means for regulating the mobility of the dispersion containing the filler by moderating the flocculation can e.g. be sodium polyphosphate. Other examples of such agents are alkali metal polyacrylates, polyvinylpyrrolidone, dicyandiamide and certain of the rubber types and resins which are classified as dry strength resins.
Viskositeten av oppløsningen inneholdende stivelse og polyelektrolytt kan modereres for å redusere den viskoelastiske tendens ved å innblande en uorganisk elektrolytt, foretrukket en syrégiver. Dette har fordel med å forhindre den såkalte Weissenberg-effekt som påtreffes ved omrøring av disse oppløsninger, hvorved fortykket material stiger opp langs stammen på et anvendt røreverk. Passende uorganiske elektrolytter omfatter aluminiumsulfat (vanlig papirfremstillings-alun). The viscosity of the solution containing starch and polyelectrolyte can be moderated to reduce the viscoelastic tendency by mixing in an inorganic electrolyte, preferably an acid donor. This has the advantage of preventing the so-called Weissenberg effect which is encountered when stirring these solutions, whereby thickened material rises along the stem of a used stirrer. Suitable inorganic electrolytes include aluminum sulfate (common papermaking alum).
Bruken av den uorganiske elektrolytt, spesielt aluminiumsulfat, forbedrer ikke bare retensjonen, men reduserer også det biologiske oksygenbehov i systemet avvannsutstrømning, The use of the inorganic electrolyte, especially aluminum sulfate, not only improves the retention, but also reduces the biological oxygen demand in the wastewater outflow system,
og kan redusere mengden av organisk polyelektrolytt, spesielt kationisk polyelektrolytt, nødvendig for å bevirke flokkuleringen. and can reduce the amount of organic polyelectrolyte, especially cationic polyelectrolyte, required to effect the flocculation.
Oppfinnelsen frembyr ikke bare fordelen med at høyere fyll-stoffinnhold kan oppnås enn tidligere, men også den fordel at suspensjonene kan fremstilles ved hjelp av relativt enkelt og lett tilgjengelig utstyr. The invention offers not only the advantage that a higher filler content can be achieved than previously, but also the advantage that the suspensions can be produced using relatively simple and readily available equipment.
Ved et ytterligere trekk ved oppfinnelsen kan et fornettings-middel for stivelsen, som f.eks. glyoksal, eller en epoksy-harpiks, tilsettes. In a further feature of the invention, a cross-linking agent for the starch, such as e.g. glyoxal, or an epoxy resin, is added.
I henhold til et ytterligere trekk ved oppfinnelsen kan According to a further feature of the invention can
det i blandingen inkluderes et tørrstyrke-tilsetningsmiddel for papir, hvorved det oppnås en økning i tørrstyrken sammen a dry strength additive for paper is included in the mixture, whereby an increase in dry strength is achieved together
med den forbedrede retensjon. Slik tilsetning kan være fordelaktig, spesielt når blandingen skal tilfredsstille de krav som er forbundet med en papirmasse inneholdende mekanisk masse, som er mer krevende med hensyn til binde-middelbehov enn kjemiske masser. with the improved retention. Such an addition can be advantageous, especially when the mixture is to satisfy the requirements associated with a paper pulp containing mechanical pulp, which is more demanding with regard to binder needs than chemical pulps.
Som tørrstyrke-tilsetningsmidler kan anvendes hvilke som helst av de midler som er kjent for fremstilling av papir. Midlene omfatter naturlige substanser, i første rekke gummi-ar ter som f.eks. mannogalaktaner som xantan-gummi, såvel som syntetiske harpikser, f.eks. "Accostrength" (American Cyanamid) som er en akrylsyre/akrylamidharpiks, videre "Bubond 65" (Buckman Laboratories) som er en kopolymer av et polyakrylat og en kvaternær ammoniumforbindelse, og modifiserte polyakrylamid tørrstyrke-harpikser (Allied Colloids). I enkelte tilfeller kan tørrstyrke-tilsetnings-midlene tjene den dobbelte rolle som bindemiddel og flokkuleringsmiddel. Any of the agents known for the production of paper can be used as dry strength additives. The agents include natural substances, primarily rubber species such as e.g. mannogalactans such as xanthan gum, as well as synthetic resins, e.g. "Accostrength" (American Cyanamid) which is an acrylic acid/acrylamide resin, further "Bubond 65" (Buckman Laboratories) which is a copolymer of a polyacrylate and a quaternary ammonium compound, and modified polyacrylamide dry strength resins (Allied Colloids). In some cases, the dry strength additives can serve the dual role of binder and flocculant.
Fyllstoffblandingene tenkes anvendt som sådanne ved papirfremstilling, dvs. at bestanddelene i blandingen, som kan inkludere alun som beskrevet ovenfor, bringes sammen som en dispersjon i vann før de innføres i papirfibermassen. Organiske polymerer retensjons-hjelpemidler kan også inkluderes eller tilsettes separat fra de andre bestanddeler generelt så sent som mulig på maskinen før dannelsen av papirbanen. Blandingene tilsettes normalt til papirfrem-stillingssystemet etter tilsetning av limstoff-kjemikaliene, f.eks. ved tilførselspumpen. The filler mixtures are intended to be used as such in papermaking, i.e. that the components of the mixture, which may include alum as described above, are brought together as a dispersion in water before they are introduced into the paper fiber pulp. Organic polymer retention aids can also be included or added separately from the other ingredients generally as late as possible on the machine before the formation of the paper web. The mixtures are normally added to the papermaking system after addition of the sizing chemicals, e.g. at the supply pump.
Med betegnelsen "kaldtvanns-oppløselig" menes her at stivelsen skal være istand til å løse seg i vann ved 20°C i løpet av 30 minutter til å gi en 5 vektprosent løsning. The term "cold water soluble" means here that the starch must be able to dissolve in water at 20°C within 30 minutes to give a 5% by weight solution.
Fyllstoffet, polymere bestanddeler og andre komponenter i fyllstoffblandingen innblandes deri i den tilstand, f.eks. med hensyn til partikkelstørrelse, og en måte som er normal for den kjente teknikk forbundet med papirfremstilling, med mindre annet er angitt heri. De fire vesent-lige og eventuelle andre bestanddeler i fyllstoffblandingen tilføres papirfremstillings-utrustningen som et forhåndsflokkulert fyllstoff i mengde til å gi det ønskede fyllstoff-innhold i papiret. The filler, polymeric constituents and other components of the filler mixture are mixed therein in that state, e.g. with respect to particle size, and a manner normal to the art of papermaking, unless otherwise indicated herein. The four essential and any other components in the filler mixture are supplied to the papermaking equipment as a pre-flocculated filler in an amount to give the desired filler content in the paper.
De blandinger som tilveiebringes ved hjelp av oppfinnelsen gir utmerket retensjon av stivelsen og kan anvendes ikke bare i forbindelse med konvensjonelle harpiks-limsystemer som anvender alun, men kan også finne anvendelse i alkaliske og nøytrale limsystemer (f.eks. "Aquapel" eller "Fibran"). The compositions provided by the invention provide excellent retention of the starch and can be used not only in connection with conventional resin adhesive systems using alum, but can also be used in alkaline and neutral adhesive systems (e.g. "Aquapel" or "Fibran ").
Fyllstoffet kan være hvilket som helst av de pigment-komponenter som er nevnt ovenfor. En ytterligere fordel ved oppfinnelsen ligger i de tilfeller når fyllstoffet inkluderer et krittfyllstoff er at det muliggjør at fyllstoffet kan anvendes i sure systemer som hittil ikke har vært mulig på grunn av fyllstoffets følsomhet overfor angrep av syre, som et resultat av at det anvendes aluminiumsulfat som resulterer i tap av limstoff og i andre uønskede bi-virkninger. The filler can be any of the pigment components mentioned above. A further advantage of the invention lies in those cases when the filler includes a chalk filler is that it enables the filler to be used in acidic systems which has not been possible until now due to the filler's sensitivity to attack by acid, as a result of using aluminum sulphate as resulting in loss of adhesive and other unwanted side effects.
I den etterfølgende beskrivelse og i utførelseseksemplene In the following description and in the embodiment examples
er mengdene av bestanddeler uttrykt som prosentandeler basert på vekten av fyllstoffet i den endelige blanding. are the amounts of constituents expressed as percentages based on the weight of the filler in the final mixture.
Generelt er mengden av stivelse eller blanding av stivelser som anvendes fra 0,5 - 10%, vanligvis fra 2-7%. Mengdene av organisk polyelektrolytt som f.eks. polyakrylamid, og av midler for regulering av mobiliteten, såvel som av for-nettingsmidler, vil hver generelt utgjøre opptil omtrent 1%, idet den foretrukne mengde av polyakrylamid er fra 0,10% til 0,3 0% og den foretrukne mengde av hver av de andre midler er fra 0,05 - 0,50%. In general, the amount of starch or mixture of starches used is from 0.5 - 10%, usually from 2-7%. The quantities of organic polyelectrolyte such as e.g. polyacrylamide, and of agents for regulating the mobility, as well as of cross-linking agents, each will generally amount to about 1%, the preferred amount of polyacrylamide being from 0.10% to 0.30% and the preferred amount of each of the other means are from 0.05 - 0.50%.
De følgende eksempler gis for å illustrere oppfinnelsen. The following examples are given to illustrate the invention.
Deri substans "Snowcal 8SW" som omhandles i eksemplene er The substance "Snowcal 8SW" dealt with in the examples is
et krittpigment som fåes fra Blue Circle Industries Limited, og er i henhold til British Whiting Federation gitt kvali-tetsgraderingenBWF42. Et alternativt hvitt fyllstoff er "Snowcal 4ML" med kvalitetsgradering BWF 30. a chalk pigment obtained from Blue Circle Industries Limited, and according to the British Whiting Federation has been given the quality rating BWF42. An alternative white filler is "Snowcal 4ML" with quality rating BWF 30.
I de etterfølgende eksempler er prosentandelene på vektbasis i forhold til fyllstoff-faststoffene, slik at hver blanding gir totalt 4 vektprosent av fyllstoffet regnet på suspen-sjonen av fyllstoff. A) Blandinger for dispersjon i vann før innblanding i en fyllstoffsuspensjon: In the following examples, the percentages are based on weight in relation to the filler solids, so that each mixture gives a total of 4 weight percent of the filler calculated on the suspension of filler. A) Mixtures for dispersion in water before mixing into a filler suspension:
EKSEMPEL 1. EXAMPLE 1.
EKSEMPEL 2. EXAMPLE 2.
EKSEMPEL 3. EXAMPLE 3.
EKSEMPEL 4. B) Tørrblandinger for direkte tilsetning til en oppslemning av fyllstoff: EXAMPLE 4. B) Dry mixtures for direct addition to a slurry of filler:
EKSEMPEL 5. EXAMPLE 5.
EKSEMPEL 6.. EXAMPLE 6..
EKSEMPEL 7. EXAMPLE 7.
Manuelt fremstilte laboratorieark ble fremstilt under anvendelse av de ovennévnte blandinger i en dispersjon av "Snowcal 8SW" og sammenlignet med tilsvarende fremstilte ark inneholdende omtrent den samme mengde fyllstoff, dvs. 12,0 vektprosent kalsiumkarbonat basert på vekten av papiret, under anvendelse av et limstoffsystem bestående av "Bumal"/ alun. Manually prepared laboratory sheets were prepared using the above compositions in a dispersion of "Snowcal 8SW" and compared with similarly prepared sheets containing approximately the same amount of filler, i.e. 12.0 weight percent calcium carbonate based on the weight of the paper, using a sizing system consisting of "Bumal"/ alum.
Følgende resultater ble oppnådd. The following results were obtained.
Polymerblandingen fra eksempel 7 ble anvendt på en miniatyr-papirmaskin under betingelser som mer tilsvarer dem som fore-kommer i en papirmaskin av full størrelse. I dette tilfelle var vektmengden av krittpigment basert på vekten av papiret 10% og det ble anvendt det nøytrale limstoffsystem "Aquapel 3 60". Følgende resultater ble oppnådd. The polymer blend from Example 7 was used on a miniature paper machine under conditions more similar to those found in a full size paper machine. In this case, the weight amount of chalk pigment based on the weight of the paper was 10% and the neutral adhesive system "Aquapel 3 60" was used. The following results were obtained.
EKSEMPEL 8. EXAMPLE 8.
Det ble manuelt fremstilt ark under anvendelse av den ovennevnte blanding i en oppslemning av "Snowcal 8SW" krittpigment og sammenlignet med manuelt fremstilte ark inne holdende omtrent den samme mengde kalsiumkarbonat, dvs. 12%, under anvendelse av et limstoff-system av typen "Bumal"/alun. Følgende resultater ble oppnådd. Sheets were manually prepared using the above mixture in a slurry of "Snowcal 8SW" chalk pigment and compared with manually prepared sheets containing approximately the same amount of calcium carbonate, i.e. 12%, using a "Bumal "/alum. The following results were obtained.
De tester som er referert i de foregående eksempler er TAPPI-tester, nemlig: bruddstyrke T403/76; bruddlengde T404/76; The tests referred to in the preceding examples are TAPPI tests, namely: breaking strength T403/76; breaking length T404/76;
og Cobb-liming T441/77. and Cobb bonding T441/77.
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO793033A NO793033L (en) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | MIXING FOR FLOCULATION OF FILLERS FOR PAPER MAKING |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO793033A NO793033L (en) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | MIXING FOR FLOCULATION OF FILLERS FOR PAPER MAKING |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO793033L true NO793033L (en) | 1981-03-24 |
Family
ID=19885049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO793033A NO793033L (en) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | MIXING FOR FLOCULATION OF FILLERS FOR PAPER MAKING |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO793033L (en) |
-
1979
- 1979-09-21 NO NO793033A patent/NO793033L/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4272297A (en) | Compositions for use with papermaking fillers | |
US4943349A (en) | Process for preparing a sheet material with improved on-machine retention | |
FI85045C (en) | Paper containing filler | |
US7074845B2 (en) | Swollen starch-latex compositions for use in papermaking | |
KR100314900B1 (en) | How to make filled paper | |
KR100460683B1 (en) | Methods of making filled paper and compositions for use therein | |
NO174724B (en) | Procedure for making paper and cardboard | |
NO129920B (en) | ||
EP1792010A1 (en) | Method for the production of paper, paperboard and cardboard | |
CN113195827B (en) | Method for producing paper or board and product thereof | |
GB2223038A (en) | Starch-flocculant compositions for papaermaking | |
US3141815A (en) | Process of improving inorganic filler retention in paper by addition of ethylene oxide homopolymer | |
US2322185A (en) | Process for making paper | |
NO793033L (en) | MIXING FOR FLOCULATION OF FILLERS FOR PAPER MAKING | |
AU650404B2 (en) | Production of paper and paper products | |
NO141221B (en) | PAPER MANUFACTURING PROCEDURE | |
DK147165B (en) | Agent for use in the manufacture of a pre-flocculated paper filling agent as well as a method for its manufacture | |
FI64414B (en) | COMPOSITION FOR THE PURPOSE OF THE PAPER OF THE PAPER OF THE PAPER OF THE PAPER OF THE PAPER OF THE PAPER OF THE PAPER | |
CA1075944A (en) | Filled paper | |
AU2006201187B2 (en) | Swollen starch compositions for use in papermaking |