PL191632B1 - Modyfikowana skrobia i jej zastosowanie - Google Patents
Modyfikowana skrobia i jej zastosowanieInfo
- Publication number
- PL191632B1 PL191632B1 PL340419A PL34041998A PL191632B1 PL 191632 B1 PL191632 B1 PL 191632B1 PL 340419 A PL340419 A PL 340419A PL 34041998 A PL34041998 A PL 34041998A PL 191632 B1 PL191632 B1 PL 191632B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- starch
- cationic
- cooking
- pam
- polyacrylamide
- Prior art date
Links
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 title claims abstract description 22
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 title claims abstract description 22
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title description 23
- 239000007787 solid Substances 0.000 title description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 title description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 title description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims abstract description 113
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 99
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 98
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 91
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 71
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims abstract description 61
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims abstract description 58
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 claims description 15
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 claims description 15
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 claims description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- -1 aluminum compound Chemical class 0.000 claims description 11
- 230000000887 hydrating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 16
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 9
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 8
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 8
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 8
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 6
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 3
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 3
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 2
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical class Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229920006318 anionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011325 microbead Substances 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [K+].[O-][Al]=O KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229940100445 wheat starch Drugs 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- LTVDFSLWFKLJDQ-UHFFFAOYSA-N α-tocopherolquinone Chemical compound CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)(O)CCC1=C(C)C(=O)C(C)=C(C)C1=O LTVDFSLWFKLJDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/46—Polyesters chemically modified by esterification
- C08G63/48—Polyesters chemically modified by esterification by unsaturated higher fatty oils or their acids; by resin acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B31/00—Preparation of derivatives of starch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08L3/04—Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives
- C08L3/08—Ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/28—Starch
- D21H17/29—Starch cationic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
- C08L2666/02—Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
- D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D21H17/37—Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
- D21H17/375—Poly(meth)acrylamide
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
- D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D21H17/41—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
- D21H17/42—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups anionic
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/66—Salts, e.g. alums
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/06—Paper forming aids
- D21H21/10—Retention agents or drainage improvers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
1. Modyfikowana skrobia, znamienna tym, ze stanowi produkt warzenia co najmniej jednej am- foterycznej skrobi lub kationowej skrobi o stopniu podstawienia 0,01 - 0,2 z co najmniej jednym poliakryloamidem o masie czasteczkowej co najmniej 500000, wybranym z grupy obejmujacej nie- jonowy poliakryloamid, amfoteryczny poliakryloamid i kationowy poliakryloamid o stopniu podsta- wienia 1 - 80% wagowych, przy czym warzenie prowadzi sie w temperaturze wynoszacej co naj- mniej 60°C w roztworze wodnym o pH powyzej 7,0, przy stosunku wagowym skrobi do poliakrylo- amidu wynoszacym powyzej 5:1, przez okres czasu wystarczajacy do zzelowania skrobi i do co najmniej czesciowego uwodnienia i przereagowania poliakryloamidu ze skrobia. 7. Zastosowanie modyfikowanej skrobi, okreslonej w zastrz. 1, do zwiekszenia retencji drobnych czastek przy produkcji papieru. PL PL PL PL PL PL PL
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są modyfikowana skrobia i jej zastosowanie. Modyfikowana skrobia jest ogólnie użyteczna jako dodatek klarujący do usuwania substancji stałych z wodnej dyspersji, a zwłaszcza jako środek pomocniczy w produkcji papieru, ułatwiający retencję cząstek.
Produkcja papieru obejmuje wytwarzanie i odwadnianie wstęgi złożonej przede wszystkim z włókien celulozowych i nieorganicznego wypełniacza. Wstęgę wytwarza się przez rozprowadzenie wodnej zawiesiny zawierającej włókna celulozowe i wypełniacz nieorganiczny na siatce lub sicie z drutu, a następnie usunięcie wody z wytworzeniem wstęgi lub arkusza z włókien. Wodną zawiesinę określa się w przemyśle jako „masę papierniczą”, a usuwaną wodę określa się jako „wodę sitową”.
Przemysł od dawna poszukuje dróg zmniejszenia zawartości drobnych włókien celulozowych i cząstek wypełniacza, które są usuwane wraz z wodą sitową przy wytwarzaniu wstęgi papieru. Stanowi to nie tylko stratę materiału, lecz również przyczynia się do zwiększania w wodzie sitowej ilości materiału określanego jako „zanieczyszczenie anionowe”, które pogarsza sprawność pracy urządzeń. Tak więc zwiększona retencja mniejszych cząstek nie tylko zapewniłaby łatwiejsze usuwanie wody, ale również zwiększyłaby wydajność i zdolność produkcyjną w procesie wytwarzania papieru.
Zaproponowano zastosowanie wielu dodatków dla polepszenia retencji drobnych cząstek i filtracji w części mokrej. W tym celu często stosuje się kationowe skrobie, zwłaszcza stosunkowo drogie skrobie ziemniaczane i woskowate skrobie kukurydziane. Stosuje się tańszą skrobię kationową ze zbóż, ale zazwyczaj nie zapewnia ona właściwej retencji drobnych cząstek i filtracji w części mokrej.
Wiele sugestii dotyczy polepszenia skuteczności działania kationowej skrobi w takich zastosowaniach. Przykładowo w publikacji zgłoszenia PCT nr WO 91/07543, z 30 maja 1991 r., zaproponowano dodawanie do zawiesiny celulozy kationowej skrobi, kationowego poliakryloamidu i polimerycznego kwasu krzemowego w celu zwiększenia retencji drobnych cząstek i odwadniania masy. Jednakże dodawanie dużych ilości poliakryloamidu nie tylko powoduje znaczący wzrost kosztów procesu produkcji papieru, ale może spowodować nadmierną flokulację masy papierniczej, co powoduje pogorszenie jakości papieru. Ponadto w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4066495 ujawniono, że materiał zawierający kationową skrobię i anionowy poliakryloamid można ogrzewać do temperatury 90°C przez 20 minut w celu wytworzenia dodatku do wytwarzania papieru.
Tak więc w przemyśle papierniczym stale rośnie zapotrzebowanie na dodatki polepszające retencję drobnych cząstek i filtrację w części mokrej.
Stwierdzono, że amfoteryczne i kationowe skrobie wykazują zwiększoną skuteczność jako dodatek ułatwiający retencję w produkcji papieru, gdy te skrobie podda się warzeniu z kationowym, anionowym, niejonowym lub amfoterycznym poliakryloamidem.
Tak więc wynalazek dotyczy modyfikowanej skrobi, która charakteryzuje się tym, że stanowi produkt warzenia co najmniej jednej amfoterycznej skrobi lub kationowej skrobi o stopniu podstawienia 0,01 -0,2zco najmniej jednym poliakryloamidem omasie cząsteczkowej co najmniej 500000, wybranym z grupy obejmującej niejonowy poliakryloamid, amfoteryczny poliakryloamid i kationowy poliakryloamid o stopniu podstawienia 1-80% wagowych, przy czym warzenie prowadzi się w temperaturze wynoszącej co najmniej 60°C w roztworze wodnym o pH powyżej 7,0, przy stosunku wagowym skrobi do poliakryloamidu wynoszącym powyżej 5:1, przez okres czasu wystarczający do zżelowania skrobi i do co najmniej częściowego uwodnienia i przereagowania poliakryloamidu ze skrobią.
Korzystnie modyfikowana skrobia według wynalazku stanowi produkt warzenia kationowej skrobi z kationowym poliakryloamidem, korzystniej przy stosunku wagowym kationowej skrobi do kationowego poliakryloamidu większym niż 10:1.
Korzystnie modyfikowana skrobia według wynalazku stanowi produkt warzenia skrobi wybranej z grupy obejmującej skrobię zbożową, skrobię ziemniaczaną i woskowatą skrobię kukurydzianą.
Korzystnie modyfikowana skrobia według wynalazku stanowi produkt warzenia roztworu warzelniczego zawierającego zasadowy związek glinu.
Korzystnie modyfikowana skrobia według wynalazku stanowi produkt warzenia w temperaturze co najmniej 80°C.
Wynalazek dotyczy ponadto zastosowania określonej powyżej modyfikowanej skrobi do zwiększenia retencji drobnych cząstek przy produkcji papieru.
Jakkolwiek modyfikowana skrobia jest szczególnie użyteczna w produkcji papieru, jest ona również ogólnie użyteczna w usuwaniu substancji stałych z wodnych zawiesin.
PL 191 632 B1
Modyfikowane skrobie według wynalazku zwiększają retencję drobnych cząstek i usprawniają filtrację w części mokrej procesu produkcji papieru, z równoczesnym umożliwieniem doboru niektórych tańszych dodatków lub zmniejszenia ich ilości. W szczególności stwierdzono, że kationowe i amfoteryczne skrobie, warzone z kationowym, anionowym, niejonowym lub amfoterycznym poliakryloamidem, zwiększają retencję drobnych cząstek w porównaniu z przypadkiem gdy w produkcji papieru skrobia i poliakryloamid są dodawane osobno.
Można zastosować dowolną kationową skrobię stosowaną dotychczas w produkcji papieru. Kationowa skrobia może pochodzić z dowolnego z materiałów, z których się ją powszechnie otrzymuje, takich jak skrobia zbożowa, skrobia ziemniaczana, woskowata skrobia kukurydziana i skrobia pszeniczna. Kationizowanie przeprowadza się dowolnym ze znanych w przemyśle sposobów, np. przez dodanie chlorku 3-chloro-2-hydroksypropylotrimetyloamoniowego, z wytworzeniem kationowych skrobi o różnym stopniu podstawienia azotem. Stopień kationowego podstawienia skrobi (% wagowy azotu w skrobi) może wynosić od około 0,01 do około 0,2, korzystnie 0,02 - 0,15. Można także zastosować występujące w przyrodzie skrobie amfoteryczne, takie jak skrobia ziemniaczana, albo syntetyczne skrobie amfoteryczne.
Stosuje się poliakryloamid (PAM) niejonowy, amfoteryczny, anionowy lub, korzystnie, kationowy, o masie cząsteczkowej co najmniej 500000, korzystnie co najmniej 1000000.
Kationowy i amfoteryczny PAM mogą wykazywać stopień kationowego podstawienia od 1 do około 80% wagowych, korzystnie od 10 do około 40% wagowych. „Stopień podstawienia” oznacza, że polimery zawierają losowo powtarzające się mery zawierające chemiczne grupy funkcyjne, które po rozpuszczeniu w wodzie stają się kationowo naładowane. Mery takie zawierają, ale nie wyłącznie, grupy takie jak grupa aminowa. Taki PAM może być substancją stałą, w postaci proszku, mieć postać mikroperełek, emulsji „woda w oleju” lub w dowolnej innej postaci znanej w handlu. Odpowiednie PAM można otrzymać z Allied Colloids, Suffolk, VAi z Nalco, Naperville, IL, oraz z innych źródeł.
Skrobię iPAM można zmieszać na sucho, albo też zmieszać jako zawiesinę lub zawiesiny w wodzie przed warzeniem, bądź też mieszać podczas warzenia skrobi. Zamiast mieszania suchego PAM lub jego dyspersji można wstępnie uwodnić PAM przed zmieszaniem i warzeniem ze skrobią. Zamiast mieszania suchej skrobi lub jej zawiesiny można skrobię poddać warzeniu, zmieszać z PAM i ponownie poddać warzeniu.
Warzenie dogodnie prowadzi się z użyciem warnika skrobi używanego w papierni. Można zastosować warnik periodyczny lub warnik o działaniu ciągłym, taki jak warnik strumieniowy. Warzenie w warniku strumieniowym o działaniu ciągłym zazwyczaj prowadzi się w temperaturze od około 80 do około 130°C pod ciśnieniem 0,1 MPa (1 atm.) lub wyższym. Zawartość substancji stałych podczas warzenia wynosi zazwyczaj poniżej 15%, z tym, że stężenie substancji stałych może być wyższe, jeśli można zapewnić odpowiednie mieszanie.
Wybrane czas i temperatura warzenia będą zmieniać się w zależności od mieszaniny i urządzenia. Warunki warzenia muszą zapewnić żelatynizację skrobi oraz co najmniej częściowe uwodnienie i przereagowanie PAM ze skrobią. Jak wspomniano powyżej, warzenie lub ogrzewanie prowadzi się w temperaturze co najmniej 60°C, korzystnie co najmniej 65°C, a najkorzystniej co najmniej 80°C, do 100°C. Przykładowo zalety wynalazku zaobserwowano prowadząc warzenie w temperaturze wynoszącej zaledwie 60°C. Temperaturę powyżej 100°C można wybierać, jeżeli zapobiegnie się rozkładowi skrobi i PAM. Tak więc do realizacji wynalazku można wybrać warzenie periodyczne pod ciśnieniem wyższym niż 0,1 MP (1 atm.), aby przeprowadzić warzenie w temperaturze powyżej 100°C, nawet w temperaturze 130°C lub wyższej. Wybrany czas warzenia będzie zazwyczaj wynosił od kilku minut do mniej niż godziny. Dłuższy czas warzenia wymaga zazwyczaj niższej temperatury warzenia.
Stosując kationowy lub niejonowy PAM najlepsze wyniki osiąga się przy warzeniu mieszaniny skrobia/PAM przy pH powyżej 7, choć pewne zwiększenie retencji popiołu stwierdzono również przy pH poniżej 7. Korzystna wartość pH podczas warzenia w przypadku kationowego lub niejonowego PAM i skrobi wynosi od około 8 do około 10,5. Wartość pH nie ma tak decydującego znaczenia, gdy wybierze się anionowy lub amfoteryczny PAM, lecz zazwyczaj wynosi ona wówczas od 3 do 11.
Wartość pH podczas warzenia można regulować z użyciem znanych kwasów, zasad lub soli. Stwierdzono, że użycie zasadowych związków glinu, takich jak glinian sodu i potasu, jest szczególnie korzystne dla tego celu, gdyż związki te również zwiększają skuteczność retencji, jak to przedstawiono w przykładzie 6. Nieoczekiwanie skuteczność retencji zwiększa się nawet w przypadku kwaśnych mas papierniczych. Ponadto stwierdzono, że dodanie zasadowych związków glinu do roztworu warzelniczego daje modyfikowaną skrobię, co pozwala na stosowanie nie modyfikowanych glinem drob4
PL 191 632 B1 noziarnistych środków pomocniczych ułatwiających retencję w kwaśnej masie papierniczej, aby dodatkowo poprawić właściwości retencyjne, podczas gdy te nie zawierające glinu środki pomocnicze ułatwiające retencję zazwyczaj nie sprawdzają się w kwaśnych masach papierniczych.
Stosunek wagowy PAM/skrobia zmienia się odpowiednio do wybranych składników i stopnia żądanego zwiększenia retencji drobnych cząstek i odprowadzania wody z części mokrej. Na przykład stwierdzono, że słabe właściwości skrobi zbożowej można polepszyć przez warzenie tej skrobi do takiego stopnia, że dorównuje ona lub przewyższa droższą skrobię ziemniaczaną, przy użyciu zaledwie 1% wagowego PAM. Jak wspomniano powyżej, wybrany stosunek wagowy skrobia/PAM jest większy niż 5:1, korzystnie większy niż 10:1. Ilość PAM dodawanego do skrobi należy utrzymywać poniżej tej ilości, która powodowałaby strącanie skrobi, co zależy od wybranych składników i sposobu warzenia.
Warzoną mieszaninę skrobia/PAM można dodawać do dowolnej odpowiedniej masy papierniczej jako środek pomocniczy ułatwiający retencję w celu zwiększenia retencji drobnych cząstek i odprowadzania wody z części mokrej. Masa papiernicza może zawierać różnorodne masy celulozowe i wypełniacze nieorganiczne, a wartość jej pH wynosi zazwyczaj 4-10. Zatem bieloną siarczanową masę celulozową, masy poddane obróbce termomechanicznej, chemiczno-termomechanicznej i ścier drzewny można stosować w miarę potrzeby łącznie z iłami, strąconym lub zmielonym węglanem wapnia, ditlenkiem tytanu i innymi wypełniaczami nieorganicznymi. Zazwyczaj takie wypełniacze stosuje się w ilości 15 do 20% wagowych wsadu w stosunku do łącznej masy papieru, lecz można je stosować w ilości 30% lub więcej w przypadku niektórych zastosowań specjalnych.
Szczególnie korzystne wyniki uzyskuje się gdy masa papiernicza zawiera również anionowy koloid nieorganiczny, który zwykle stosuje się w przemyśle papierniczym. Zatem ta masa może zawierać, np. montmorylonit, bentonit, krzemionki koloidalne, krzemionki koloidalne modyfikowane glinem, koloidalne glinokrzemiany, polikwas krzemowy, mikrożele polikrzemianowe i mikrożele poliglinokrzemianowe, osobno lub w kombinacjach.
Masa papiernicza może również zawierać inne typowe substancje pomocnicze, takie jak klejonka, związki glinu (ałun, gliniany, poli(chlorki glinu)), polimery kationowe (środki pomocnicze ułatwiające retencję i flokulanty), polimery anionowe i/lub osobno dodawaną skrobię. Stwierdzono, że w szczególności związki glinu polepszają charakterystyki retencyjne warzonych mieszanin skrobia/PAM. Jakkolwiek powyższe składniki można dodawać z dobrymi wynikami w dowolnej kolejności, to korzystnie najpierw dodaje się związek glinu, następnie warzoną skrobię/PAM według wynalazku, a następnie anionowy koloid nieorganiczny.
Mimo iż wynalazek opisano szczegółowo jako mający zastosowanie w przemyśle papierniczym, należy podkreślić, że modyfikowane skrobie mają również zastosowanie jako pomocnicze środki klarujące do usuwania substancji stałych z wodnych zawiesin.
Wynalazek ilustrują, bez ograniczania, poniższe przykłady.
Dla zachowania jednolitości, we wszystkich przykładach działanie badanych roztworów jako środków pomocniczych ułatwiających retencję mierzono dla 5 g/l masy papierniczej, składającej się z 35% bielonej masy siarczanowej z drewna drzew liściastych, 35% bielonej masy siarczanowej z drewna drzew iglastych i 30% strącanego węglanu wapnia (PCC). Wartość pH masy papierniczej wynosiła 8,0. Masę tę mieszano w mieszalniku Britt Jar, z sitem 50R (100 mesh) przy 750 obr./min. Retencję popiołu oznaczano dla próbki wody sitowej zgodnie z normą Tappi T-261.
P r z y k ł a d 1
Przykład ten wykazuje, w jaki sposób warzenie skrobi kationowej razem z kationowym PAM zapewnia lepszą retencję niż dodawanie do masy papierniczej tych samych dwu substancji chemicznych jednocześnie ale osobno. Suchą mieszankę przygotowano przez zmieszanie 3,0 g kationowej skrobi zbożowej Stalok 300, dostarczanej przez Staley Starch z 0,04 g kationowego PAM „A”, o masie cząsteczkowej około 4000000 i stopniu podstawienia 22% wag. Mieszankę tę dodano do 497 g wody dejonizowanej i z użyciem wodorotlenku sodu doprowadzono jej odczyn do pH 8,5. W cyklu warzenia roztwór ogrzewano na płycie grzejnej z mieszadłem przez 30 minut, przy czym po upływie około 15 minut zaczął on wrzeć. Następnie roztwór zdjęto z płyty grzejnej i odstawiono do ochłodzenia, po czym ponownie zważono i uzupełniono odparowaną wodę.
Drugą suchą mieszankę wytworzono mieszając 3,0 g kationowej skrobi ziemniaczanej BMB-40 dostarczanej przez Akzo Nobel z 0,04 g PAM „A”. Do tej mieszanki dodano 497 g dejonizowanej wody, doprowadzono odczyn do pH 8,5 i całość warzono w sposób opisany powyżej.
PL 191 632 B1
Dla porównania zgodnie z powyższą procedurą warzenia przygotowano próbki skrobi zbożowej Stalok 300 i skrobi ziemniaczanej BMB-40 w postaci roztworów o stężeniu 0,5% wag. Wartości pH tych roztworów skrobi nie korygowano. Osobno przygotowano 0,125% wag. próbkę PAM „A”, przez dodanie 1 g PAM „A”do 799 g wody dejonizowanej i mieszanie powstałego roztworu w ciągu 1 godz.
Skrobię iPAM dodawano osobno do masy papierniczej w ilości odpowiednio 6,8 kg/t (15 funtów/t) i 0,11 kg/t (0,25 funta/t). W tym i następnych przykładach, w niektórych testach do masy papierniczej dodawano roztworu mikrożelu poliglinokrzemianowego (PAS), przygotowanego zgodnie z opisem patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5482693. Kolejność dodawania chemikaliów była następująca:
| Czas (s) | Etap |
| 00 | Uruchomienie mieszadła |
| 15 | Dodanie skrobi; dodanie PAM |
| 30 | Dodanie PAS |
| 45 | Otwarcie zaworu spustowego Britt Jar |
| 50 | Początek zbierania wody sitowej |
| 80 | Koniec zbierania wody sitowej |
Wyniki retencji popiołu przedstawiono w tabeli 1.
Tabel a 1
Retencja popiołu (%) w zależności od sposobu dodawania i ilości PAS
| Ilość PAS (kg SiO2/t) | Osobne dodawanie skrobi zbożowej + PAM | Łączne warzenie skrobi zbożowej + PAM | Osobne dodawanie skrobi ziemniaczanej + PAM | Łączne warzenie skrobi ziemniaczanej + PAM |
| 0 | 17% | 27% | 21% | 25% |
| 0,5 | 27% | 39% | 40% | 47% |
| 1,0 | 28% | 44% | 47% | 56% |
Wyniki te wyraźnie wskazują, że retencja popiołu znacznie zwiększyła się w wyniku łącznego warzenia kationowej skrobi iPAM przy pH 8,5 przed dodaniem tych chemikaliów do masy papierniczej, oraz że retencja popiołu wzrasta wraz ze wzrostem ilości dodawanego PAS. Z punktu widzenia kosztów składnika szczególnie istotne jest, że działanie skrobi zbożowej i PAM, warzonych łącznie było zasadniczo równoważne działaniu droższej kombinacji skrobia ziemniaczana/PAM dodawanych osobno, zgodnie z dotychczasową praktyką.
Przykład 2
Przykład ten wykazuje większe korzyści wspólnego warzenia kationowej skrobi i kationowego PAM w porównaniu z prostym ich zmieszaniem w niższych temperaturach.
Próbkę A sporządzono przez zmieszanie 3,0 g skrobi Stalok 300 z497 g dejonizowanej wody i doprowadzenie odczynu do pH 8,5. Roztwór warzono z zastosowaniem procedury warzenia opisanej w przykładzie 1. Po ochłodzeniu próbki do temperatury 35°C dodano 0,04 g PAM „A” i otrzymany roztwór mieszano przez 1 godzinę przed badaniem.
Próbkę B sporządzono przez zmieszanie 3,0 g skrobi Stalok 300 z497 g dejonizowanej wody i doprowadzenie odczynu do pH 8,5. Roztwór warzono z zastosowaniem procedury warzenia opisanej w przykładzie 1. Po ochłodzeniu próbki do temperatury 95°C dodano 0,04 g PAM „A” i otrzymany roztwór mieszano przez 1 godzinę przed badaniem.
Próbkę C sporządzono poprzez mieszanie 3,0 g skrobi Stalok 300 z0,04 g PAM „A”, a następnie dodanie 497 g dejonizowanej wody i doprowadzenie odczynu do pH 8,5. Roztwór warzono zzastosowaniem procedury warzenia opisanej w przykładzie 1.
PL 191 632 B1
W tabeli 2 przedstawiono wyniki retencji popiołu. W tej tabeli wartości pH roztworu skrobi lub roztworu skrobia/PAM przed warzeniem oznaczono jako „a:pH”. Mierzono również pH po warzeniu i oznaczono ten parametr jako „b:pH”.
Tabela 2
Retencja popiołu (%) w zależności od procedury warzenia/mieszania i ilości dodanego PAS
| Ilość PAS (kg SiOj/t) | Skrobia Stalok 300 i PAM „A” | ||
| Próbka A | Próbka B | Próbka C | |
| a:pH = 8,5 b:pH = 7,0 | a:pH = 8,5 b:pH = 8,1 | a:pH = 8,5 b:pH = 9,2 | |
| 0 | 25% | 29% | 36% |
| 0,5 | 39% | 44% | 55% |
Wyniki te również wskazują, że warzenie samej kationowej skrobi przy pH powyżej 8,5, a następnie mieszanie jej zPAM w temperaturze 35°C (mieszana próbka A) lub w temperaturze 95°C (mieszana próbka B) jest znacznie mniej korzystne dla zwiększenia retencji popiołu niż łączne ich warzenie zgodnie z wynalazkiem (warzona próbka C).
Przykład 3
Przykład ten wykazuje, że pH w trakcie łącznego warzenia kationowej skrobi i kationowego PAM ma znaczący wpływ na polepszenie retencji. Najpierw 3,0 g próbki skrobi zbożowej Stalok 300 zmieszano na sucho z 0,04 g różnych rodzajów kationowego PAM, a następnie zdyspergowano w 497 g dejonizowanej wody. Kationowy PAM „B”ma masę cząsteczkową około 7000000 i stopień podstawienia 22% wag. Kationowy (ciekły) PAM „C”ma masę cząsteczkową około 4000000 i stopień podstawienia 22% wag. Ponieważ zawartość składnika czynnego w PAM „C” wynosi 50%, dodano go w ilości 0,08 g. Następnie pH roztworów skrobia/PAM doprowadzono do wartości podanych w tabeli 3 (oznaczono je jako „a:pH”) i warzono zgodnie z procedurą warzenia opisaną w przykładzie 1. NA oznacza, że wartość pH nie była korygowana. Mierzono również pH po zakończeniu warzenia i oznaczono je jako „b:pH”.
Działanie powyższych roztworów jako środków pomocniczych ułatwiających retencję badano jak poprzednio. Skrobię i PAM dodawano do masy papierniczej w ilości odpowiednio 6,8 kg/t (15 funtów/t) i 0,11 kg/t (0,25 funta/t). W niektórych testach do masy papierniczej dodawano PAS, przygotowany jak w przykładzie 1. Kolejność dodawania tych chemikaliów była taka sama jak w przykładzie 1. Wyniki przedstawiono w tabeli 3.
Tabela 3
Retencja popiołu (%) w zależności od regulacji pH i ilości dodanego PAS
| A. Skrobia Stalok 300 i PAM „A” | ||||
| Ilość PAS (kg SiO2/t) | a:pH = NA b:pH = 4,9 | a:pH = 7,0 b:pH = 6,4 | a:pH = 8,5 b:pH = 8,0 | a:pH = 10,0 b:pH = 9,7 |
| 0 | 22% | 25% | 30% | 29% |
| 0,5 | 30% | 37% | 44% | 47% |
| 1,0 | 31% | 40% | 43% | 48% |
| B. Skrobia Stalok 300 i PAM „B” | ||||
| Ilość PAS (kg SiO2/t) | a:pH = NA b:pH = 5,1 | a:pH = 7,0 b:pH = 6,9 | a:pH = 8,5 b:pH = 8,9 | a:pH = 10,0 b:pH = 10,1 |
| 0 | 20% | 28% | 32% | 30% |
| 0,5 | 29% | 46% | 42% | 51% |
PL 191 632 B1
| C. Skrobia Stalok 300 i PAM „C” | ||||
| Ilość PAS (kg SiO2/t) | a:pH = NA b:pH = 5,4 | a:pH = 7,5 b:pH = 7,0 | a:pH = 8,5 b:pH = 9,0 | a:pH = 10,0 b:pH = 10,0 |
| 0 | 22% | 27% | 27% | 30% |
| 0,5 | 29% | 45% | 46% | 44% |
| 1,0 | 33% | 44% | 48% | 43% |
Wyniki jednoznacznie wskazują, w jakim stopniu retencja ulega poprawie przez łączne warzenie kationowej skrobi i kationowego PAM przy pH powyżej 5,5.
P r zyk ł a d 4
Przykład ten wykazuje, że kationowa skrobia zmieszana i warzona ze wstępnie uwodnionym kationowym PAM przy pH 8,5 również polepsza retencję. Próbkę 0,125% kationowego PAM przygotowano przez dodanie 1,0 g PAM „B” do 799 g dejonizowanej wody. Pozostawiono roztwór na 1 godzinę wcelu hydratacji. Następnie zmieszano 33,3 g tego 0,125% roztworu PAM z 464 g dejonizowanej wody i 3,0 g skrobi Stalok 300. Następnie odczyn doprowadzono do pH 8,5 i roztwór warzono zgodnie z procedurą warzenia opisaną w przykładzie 1. Drugą mieszankę skrobia/PAM przygotowano przez mieszanie na sucho 0,04 g PAM „B” z3,0 g skrobi Stalok 300, a następnie dodanie suchej mieszanki do 497 g dejonizowanej wody. Doprowadzono odczyn do pH 8,5 i całość warzono zgodnie z procedurą opisaną w przykładzie 1.
Działanie powyższych roztworów jako środków pomocniczych ułatwiających retencję badano jak poprzednio. Skrobię i PAM dodawano do masy papierniczej w ilości odpowiednio 6,8 kg/t (15 funtów/t) i 0,11 kg/t (0,25 funta/t). W niektórych testach do masy papierniczej dodawano PAS, przygotowany jak w przykładzie 1. Kolejność dodawania chemikaliów była taka sama jak w przykładzie 1. Badanie przeprowadzono również przy osobnym lecz jednoczesnym dodawaniu kationowej skrobi zbożowej Stalok 300 i wstępnie uwodnionego PAM „B” do masy papierniczej.
Tabel a 4
Retencja popiołu (%) w zależności od uwodnienia PAM i ilości dodanego PAS
| Ilość PAS (kg SiO2/t) | Osobne dodawanie skrobi | Łączne warzenie skrobi zbożowej + suchego PAM | Warzenie skrobi ziemnia- |
| zbożowej + wstępnie uwodnionego PAM | czanej + wstępnie uwodnionego PAM łącznie | ||
| 0 | 23% | 36% | 37% |
| 0,5 | 37% | 51% | 51% |
| 1,0 | 44% | 53% | 50% |
Wyniki przedstawione w tabeli 4 jednoznacznie wskazują, że warzenie kationowej skrobi ze wstępnie uwodnionym kationowym PAM przy pH 8,5 zapewnia ten sam poziom retencji popiołu, jak warzenie skrobi i PAM zmieszanych na sucho. Oba sposoby dają lepsze wyniki w porównaniu z osobnym dodawaniem tych samych chemikaliów do masy papierniczej.
P r zyk ł a d 5
Przykład ten wykazuje, że dodatek związku glinu do masy papierniczej polepsza działanie mieszanki kationowa skrobia/kationowy PAM. Sporządzono suchą mieszankę przez zmieszanie 3,0 g kationowej skrobi zbożowej Stalok 300, dostarczanej przez Staley Starch, z0,04 g kationowego PAM „A”. Do tej mieszanki dodano 497 g dejonizowanej wody. Doprowadzono odczyn do pH 8,6. W cyklu warzenia roztwór ogrzewano na płycie grzejnej z mieszadłem przez 30 minut, przy czym po około 15 minutach rozpoczęło się wrzenie. Po zakończeniu warzenia roztwór ponownie zważono i uzupełniono wodę, która odparowała. Końcowa wartość pH roztworu wynosiła 7,1.
Działanie powyższych roztworów jako środków pomocniczych ułatwiających retencję badano jak uprzednio. Skrobię i PAM dodawano do masy papierniczej w ilości odpowiednio 6,8 kg/t (15 funtów/t) i 0,11 kg/t (0,25 funta/t). Do masy papierniczej dodawano PAS, przygotowany jak w przykładzie 1, w ilości 0,9 kg/t (2 funty/t). W niektórych testach do masy papierniczej dodawano również ałun papierniczy i glinian sodu. Kolejność dodawania była następująca:
PL 191 632 B1
| Czas (s) | Etap |
| 00 | Uruchomienie mieszadła |
| 15 | Dodanie związku glinu |
| 30 | Dodanie skrobi; dodanie PAM |
| 45 | Dodanie PAS |
| 60 | Otwarcie zaworu spustowego Britt Jar |
| 65 | Rozpoczęcie zbierania wody sitowej |
| 95 | Zakończenie zbierania wody sitowej |
Tabel a 5
Retencja popiołu (%) w zależności od etapu dodawania związku glinu
| Rodzaj związku glinu | Ilość związku glinu | Retencja popiołu | |
| funty/t | kg/t | ||
| Brak | 0 | 0 | 61% |
| Ałun | 0,5 | 0,2 | 64% |
| Ałun | 1,0 | 0,45 | 68% |
| Ałun | 2,0 | 0,9 | 72% |
| Glinian sodu | 0,5 | 0,2 | 72% |
| Glinian sodu | 1,0 | 0,45 | 72% |
| Glinian sodu | 2,0 | 0,9 | 73% |
Wyniki wskazują, że retencja dodatkowo zwiększyła się dzięki dodaniu związku glinu do masy papierniczej.
P r zyk ł a d 6
Przykład ten wykazuje, jak zastosowanie zasadowego związku glinu wcelu doprowadzenia odczynu kationowej skrobi/kationowego PAM do pH powyżej 7 przed warzeniem polepsza działanie mieszanki jako środka pomocniczego ułatwiającego retencję. Suche mieszanki przygotowywano przez zmieszanie 3,0 g kationowej skrobi zbożowej Stalok 300 z 0,04 g PAM „B” i różnymi ilościami glinianu sodu, podanymi w tabeli 7 dla próbek D - G. Do mieszanek tych dodano 497 g dejonizowanej wody. Wartość pH mieszanki nie zawierającej glinianu sodu doprowadzono do 8,5. Wartości pH mieszanek zawierających glinian sodu mierzono, lecz nie korygowano ich i oznaczono ich wartości jako „a:pH”. W cyklu warzenia ogrzewano roztwór na płycie grzejnej z mieszadłem przez 30 minut, przy czym wrzenie rozpoczęło się po upływie 15 minut. Po zakończeniu warzenia roztwór ponownie zważono i uzupełniono odparowaną wodę. Ponownie zmierzono pH roztworu i oznaczono jego wartość jako „b:pH”.
Działanie powyższych roztworów jako środków pomocniczych ułatwiających retencję badano jak poprzednio. Skrobię i PAM dodawano do masy papierniczej osobno w ilości odpowiednio 6,8 kg/t (15 funtów/t) i 0,11 kg/t (0,25 funta/t). W niektórych badaniach do masy papierniczej dodawano PAS przygotowywany jak w przykładzie 1. Kolejność dodawania była taka sama jak w przykładzie 1.
PL 191 632 B1
T ab el a 6
Retencja popiołu (%)w zależności od procedury warzenia i ilości dodanego PAS
| A. Sposób przygotowywania próbek | ||||
| Ilość dodanego glinianu sodu (g) | Próbka D | Próbka E | Próbka F | Próbka G |
| 0 | 0,09 | 0,17 | 0,35 | |
| a:pH | 8,5 | 9,1 | 9,6 | 10,1 |
| b:pH | 8,9 | 9,3 | 9,5 | 9,8 |
| B. Wyniki badania retencji | ||||
| Ilość PAS (kg SiO2/t) | Próbka D | Próbka E | Próbka F | Próbka G |
| 0 | 27% | 34% | 34% | 35% |
| 0,5 | 48% | 56% | 60% | 64% |
Wyniki jednoznacznie wykazują korzyść stosowania zasadowego związku glinu do korygowania pH mieszanek kationowej skrobi/kationowego PAM.
P r zyk ł a d 7
Przykład ten wykazuje, że łączne warzenie kationowej skrobi i niejonowego PAM przy pH 10 zapewnia lepszą retencję skrobi i niejonowego PAM przy pH 10 zapewnia lepszą retencję niż osobne, choć jednoczesne dodawanie tych samych chemikaliów do masy papierniczej. Suchą mieszankę sporządzono przez mieszanie 3,0 g kationowej skrobi zbożowej Stalok 300, dostarczanej przez Staley Starch z 0,04 g niejonowego PAM „D”, o masie cząsteczkowej około 14000000. Do tej mieszanki dodano 497 g dejonizowanej wody. Doprowadzono odczyn do pH 10,1. W cyklu warzenia roztwór ogrzewano na płycie grzejnej z mieszadłem przez 30 minut, przy czym wrzenie rozpoczęło się po upływie 15 minut. Po zakończeniu warzenia ponownie zważono roztwór i uzupełniono odparowaną wodę. Końcowa wartość pH roztworu wynosiła 9,9.
Dla porównania, zgodnie z powyższą procedurą przygotowano próbkę skrobi Stalok 300 wpostaci 0,5% wag. roztworu. Stwierdzono, że wartość pH tego roztworu wynosiła 7,5; wartości tej nie korygowano.
Sporządzono 0,125% wag. roztwór PAM „D”, przez dodanie 1 g PAM „D” do 799 g dejonizowanej wodyi mieszanie powstałego roztworu przez 1 godzinę. Stwierdzono, że wartość pH tego roztworu wynosiła 4,4; wartości tej nie korygowano.
Działanie powyższych roztworów jako środków pomocniczych ułatwiających retencję badano jak poprzednio. Skrobię i PAM dodawano do masy papierniczej osobno w ilości odpowiednio 6,8 kg/t (15 funtów/t) i 0,11 kg/t (0,25 funta/t). W niektórych badaniach do masy papierniczej dodawano PAS przygotowywany jak w przykładzie 1. Kolejność dodawania była taka sama jak w przykładzie 1.
T ab el a 7
Retencja popiołu (%)w zależności od procedury warzenia i ilości dodanego PAS
| Ilość dodanego PAS (kg SiO2/t) | Osobne dodawanie skrobi zbożowej + niejonowego PAM | Łączne warzenie skrobi zbożowej + niejonowego PAM |
| 0 | 11% | 22% |
| 0,5 | 19% | 33% |
| 1,0 | 22% | 33% |
PL 191 632 B1
Powyższe wyniki jednoznacznie wskazują, że retencja zwiększyła się w wyniku łącznego warzenia kationowej skrobi i niejonowego PAM przy pH 10 przed dodaniem tych chemikaliów do masy papierniczej.
P r z y k ł a d 8
Przykład ten wykazuje, że korzyści wynikające z wynalazku można osiągnąć przy temperaturze warzenia poniżej korzystnego zakresu 80 - 100°C. Sporządzono cztery różne mieszaniny, z użyciem 3,0 g kationowej skrobi ziemniaczanej BMB-40 z 472 g dejonizowanej wody zawierającej 2 ml 0,1 N roztworu wodorotlenku sodu i 25 g wstępnie uwodnionego kationowego PAM „C”. W trwającym 30 minut cyklu warzenia roztwory te ogrzewano w trakcie mieszania do różnych temperatur. Czwarty roztwór sporządzono przez warzenie 3 g skrobi BMB-40 w 497 g dejonizowanej wody przez 30 minut przy nastawie regulatora temperatury 95°C.
Cztery roztwory badano jako środki ułatwiające retencję w produkcji papieru. Do masy papierniczej dodano 0,2 kg/t (0,5 funta/t) Al2O3 w postaci ałunu, 9,1 kg/t (20 funtów/t) skrobi i 0,11 kg/t (0,25 funtów/t) PAM. Zgodnie z procedurą z przykładu 5 do masy papierniczej dodano również krzemionkę koloidalną o wielkości cząstek 4 nm. W poniższej tabeli przedstawiono wyniki badania retencji popiołu.
T ab el a 8
Retencja popiołu (%) w zależności od temperatury warzenia
| Ilość koloidalnej krzemionki (kg SiO2/t) | Osobne dodawanie skrobi ziemniaczanej + PAM | Nastawa reg. temperatury: 65°C | Nastawa reg. temperatury: 75°C | Nastawa reg. temperatury: 85°C | Nastawa reg. temperatury: 95°C |
| 1 | 27 | 69 | 51 | 48 | 44 |
| 2 | 54 | 79 | 74 | 8 | 66 |
Te wyniki wskazują, że retencja popiołu jest znacznie lepsza w przypadku łącznego warzenia kationowej skrobi i kationowego PAM w temperaturach niższych od korzystnej w przypadku skrobi ziemniaczanej temperatury warzenia, wynoszącej 95°C, w porównaniu z osobnym dodawaniem do masy papierniczej tych samych chemikaliów przygotowanych w zwykły sposób.
Claims (7)
- Zastrzeżenia patentowe1. Modyfikowana skrobia, znamienna tym, że stanowi produkt warzenia co najmniej jednej amfoterycznej skrobi lub kationowej skrobi o stopniu podstawienia 0,01 - 0,2 z co najmniej jednym poliakryloamidem o masie cząsteczkowej co najmniej 500000, wybranym z grupy obejmującej niejonowy poliakryloamid, amfoteryczny poliakryloamid i kationowy poliakryloamid o stopniu podstawienia 1 - 80% wagowych, przy czym warzenie prowadzi się w temperaturze wynoszącej co najmniej 60°C w roztworze wodnym o pH powyżej 7,0, przy stosunku wagowym skrobi do poliakryloamidu wynoszącym powyżej 5:1, przez okres czasu wystarczający do zżelowania skrobi i do co najmniej częściowego uwodnienia i przereagowania poliakryloamidu ze skrobią.
- 2. Modyfikowana skrobia według zastrz. 1, znamienna tym, że stanowi produkt warzenia kationowej skrobi z kationowym poliakryloamidem.
- 3. Modyfikowana skrobia według zastrz. 2, znamienna tym, że stosunek wagowy kationowej skrobi do kationowego poliakryloamidu jest większy niż 10:1.
- 4. Modyfikowana skrobia według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że stanowi produkt warzenia skrobi wybranej z grupy obejmującej skrobię zbożową, skrobię ziemniaczaną i woskowatą skrobię kukurydzianą.
- 5. Modyfikowana skrobia według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że stanowi produkt warzenia roztworu warzelniczego zawierającego zasadowy związek glinu.
- 6. Modyfikowana skrobia według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że stanowi produkt warzenia w temperaturze co najmniej 80°C.
- 7. Zastosowanie modyfikowanej skrobi, określonej w zastrz. 1, do zwiększenia retencji drobnych cząstek przy produkcji papieru.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/960,648 US5859128A (en) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | Modified cationic starch composition for removing particles from aqueous dispersions |
| PCT/US1998/022489 WO1999023156A1 (en) | 1997-10-30 | 1998-10-23 | Modified starch composition for removing particles from aqueous dispersions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL340419A1 PL340419A1 (en) | 2001-02-12 |
| PL191632B1 true PL191632B1 (pl) | 2006-06-30 |
Family
ID=25503437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL340419A PL191632B1 (pl) | 1997-10-30 | 1998-10-23 | Modyfikowana skrobia i jej zastosowanie |
Country Status (21)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5859128A (pl) |
| EP (1) | EP1025160B1 (pl) |
| JP (1) | JP2001521965A (pl) |
| KR (1) | KR100553306B1 (pl) |
| CN (1) | CN1103795C (pl) |
| AT (1) | ATE223459T1 (pl) |
| AU (1) | AU738445B2 (pl) |
| BR (1) | BR9812988A (pl) |
| CA (1) | CA2305471C (pl) |
| CZ (1) | CZ293483B6 (pl) |
| DE (1) | DE69807724T2 (pl) |
| EA (1) | EA002007B1 (pl) |
| ES (1) | ES2182369T3 (pl) |
| HU (1) | HUP0004163A3 (pl) |
| ID (1) | ID24670A (pl) |
| NO (1) | NO20002179L (pl) |
| NZ (1) | NZ504094A (pl) |
| PL (1) | PL191632B1 (pl) |
| PT (1) | PT1025160E (pl) |
| SK (1) | SK6032000A3 (pl) |
| WO (1) | WO1999023156A1 (pl) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5859128A (en) * | 1997-10-30 | 1999-01-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Modified cationic starch composition for removing particles from aqueous dispersions |
| US6033525A (en) * | 1997-10-30 | 2000-03-07 | Moffett; Robert Harvey | Modified cationic starch composition for removing particles from aqueous dispersions |
| DE19832241A1 (de) * | 1998-07-17 | 2000-01-27 | Stockhausen Chem Fab Gmbh | Verwendung von modifizierten Stärkeprodukten als Retentionsmittel bei der Papierherstellung |
| US6441315B1 (en) * | 1998-11-10 | 2002-08-27 | Formfactor, Inc. | Contact structures with blades having a wiping motion |
| US6217709B1 (en) * | 1998-11-23 | 2001-04-17 | Hercules Incorporated | Cationic starch/cationic galactomannan gum blends as strength and drainage aids |
| EP1183422B1 (de) * | 1999-04-01 | 2003-10-08 | Basf Aktiengesellschaft | Modifizierung von stärke mit kationischen polymeren und verwendung der modifizierten stärken als trockenverfestigungsmittel für papier |
| AU7122100A (en) * | 1999-10-19 | 2001-04-30 | Weyerhaeuser Company | Cationically modified polysaccharides |
| FI113968B (fi) * | 2001-05-23 | 2004-07-15 | Raisio Chem Oy | Kationisella polysakkaridilla stabiloitu liuospolymeeri |
| US6699363B2 (en) | 2001-11-13 | 2004-03-02 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Modified starch and process therefor |
| US7022194B2 (en) * | 2002-07-24 | 2006-04-04 | Enchem Chemical Products, Inc | Method of treating a paint booth dry filter |
| JP4650605B2 (ja) * | 2003-01-17 | 2011-03-16 | 靖彦 大西 | 陽イオン性多糖類共重合体ベクタ− |
| AU2004215379A1 (en) * | 2003-02-27 | 2004-09-10 | The University Of Maine Board Of Trustees | Starch compositions and methods of making starch compositions |
| CN1965024A (zh) * | 2003-07-01 | 2007-05-16 | 缅因大学理事会 | 凝胶化淀粉组合物和制备凝胶化淀粉组合物的方法 |
| US8147979B2 (en) | 2005-07-01 | 2012-04-03 | Akzo Nobel Coatings International B.V. | Adhesive system and method |
| US7273836B2 (en) * | 2005-09-19 | 2007-09-25 | Enchem Chemicals Products, Inc. | Paint detackifier and detoxifier |
| CN1971589B (zh) * | 2005-11-22 | 2010-12-08 | 香港理工大学 | 无源射频标签反假冒的系统和方法 |
| JP2009520849A (ja) * | 2005-12-22 | 2009-05-28 | クラリアント インターナショナル リミティド | 紙およびボードの生産用乾燥強度系 |
| US8048257B2 (en) * | 2006-06-23 | 2011-11-01 | Akzo Nobel Coating International B.V. | Adhesive system and method of producing a wood based product |
| US20090317651A1 (en) * | 2006-06-23 | 2009-12-24 | Akzo Nobel Coatings International B.V. | Adhesive system and method of producing a wood based product |
| WO2007149037A1 (en) * | 2006-06-23 | 2007-12-27 | Akzo Nobel Coatings International B.V. | Adhesive system and method of producing a wood based product |
| CN100572434C (zh) * | 2007-06-05 | 2009-12-23 | 内江市春江纸业有限公司 | 一种改性淀粉组合物的制备方法 |
| CN101333297B (zh) * | 2007-06-26 | 2011-06-29 | 财团法人工业技术研究院 | 有机/无机杂化材料及其形成方法 |
| FI124234B (en) * | 2012-03-23 | 2014-05-15 | Kemira Oyj | Method for dissolving cationic starch, papermaking agent and its use |
| FI125712B (en) * | 2012-11-13 | 2016-01-15 | Kemira Oyj | Paper-making material and its use |
| US10316202B2 (en) * | 2016-07-01 | 2019-06-11 | Ecolab Usa Inc. | Low chloride paint detackifier |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1177512A (en) * | 1966-04-15 | 1970-01-14 | Nalco Chemical Co | Improved Papermaking Process |
| US4066495A (en) * | 1974-06-26 | 1978-01-03 | Anheuser-Busch, Incorporated | Method of making paper containing cationic starch and an anionic retention aid |
| DE2821830A1 (de) * | 1978-05-19 | 1979-11-22 | Basf Ag | Verfahren zur oberflaechenleimung von papier |
| SE432951B (sv) * | 1980-05-28 | 1984-04-30 | Eka Ab | Pappersprodukt innehallande cellulosafibrer och ett bindemedelssystem som omfattar kolloidal kiselsyra och katjonisk sterkelse samt forfarande for framstellning av pappersprodukten |
| JPS60126398A (ja) * | 1983-12-13 | 1985-07-05 | 株式会社協立有機工業研究所 | 紙の乾燥強度を向上させる抄紙方法 |
| US4643801A (en) * | 1986-02-24 | 1987-02-17 | Nalco Chemical Company | Papermaking aid |
| JP2525602B2 (ja) * | 1987-05-02 | 1996-08-21 | 星光化学工業株式会社 | 製紙方法 |
| US5176891A (en) * | 1988-01-13 | 1993-01-05 | Eka Chemicals, Inc. | Polyaluminosilicate process |
| JP2720460B2 (ja) * | 1988-06-27 | 1998-03-04 | 日産化学工業株式会社 | 製紙方法 |
| US4954220A (en) * | 1988-09-16 | 1990-09-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Polysilicate microgels as retention/drainage aids in papermaking |
| SE8903752D0 (sv) * | 1989-11-09 | 1989-11-09 | Eka Nobel Ab | Foerfarande foer framstaellning av papper |
| US5178730A (en) * | 1990-06-12 | 1993-01-12 | Delta Chemicals | Paper making |
| FR2682132B1 (fr) * | 1991-10-08 | 1993-12-10 | Zschimmer Schwarz France | Procede pour ameliorer les proprietes de resistance du papier, notamment a l'eclatement, et papier ainsi obtenu. |
| JPH06166986A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd | 製紙方法 |
| US5482693A (en) * | 1994-03-14 | 1996-01-09 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing water soluble polyaluminosilicates |
| US5482595A (en) * | 1994-03-22 | 1996-01-09 | Betz Paperchem, Inc. | Method for improving retention and drainage characteristics in alkaline papermaking |
| US5859128A (en) * | 1997-10-30 | 1999-01-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Modified cationic starch composition for removing particles from aqueous dispersions |
-
1997
- 1997-10-30 US US08/960,648 patent/US5859128A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-10-21 US US09/176,002 patent/US6048929A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-23 NZ NZ504094A patent/NZ504094A/en unknown
- 1998-10-23 EA EA200000473A patent/EA002007B1/ru not_active IP Right Cessation
- 1998-10-23 AU AU11178/99A patent/AU738445B2/en not_active Ceased
- 1998-10-23 PT PT98953929T patent/PT1025160E/pt unknown
- 1998-10-23 CZ CZ20001450A patent/CZ293483B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-10-23 ES ES98953929T patent/ES2182369T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-23 BR BR9812988-0A patent/BR9812988A/pt not_active Application Discontinuation
- 1998-10-23 CA CA002305471A patent/CA2305471C/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-23 SK SK603-2000A patent/SK6032000A3/sk unknown
- 1998-10-23 WO PCT/US1998/022489 patent/WO1999023156A1/en not_active Ceased
- 1998-10-23 ID IDW20000797A patent/ID24670A/id unknown
- 1998-10-23 EP EP98953929A patent/EP1025160B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-23 DE DE69807724T patent/DE69807724T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-23 JP JP2000519024A patent/JP2001521965A/ja active Pending
- 1998-10-23 KR KR1020007004705A patent/KR100553306B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-23 HU HU0004163A patent/HUP0004163A3/hu unknown
- 1998-10-23 PL PL340419A patent/PL191632B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1998-10-23 AT AT98953929T patent/ATE223459T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-10-23 CN CN98810877A patent/CN1103795C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-04-27 NO NO20002179A patent/NO20002179L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ID24670A (id) | 2000-07-27 |
| AU738445B2 (en) | 2001-09-20 |
| EP1025160A1 (en) | 2000-08-09 |
| AU1117899A (en) | 1999-05-24 |
| NO20002179D0 (no) | 2000-04-27 |
| EA002007B1 (ru) | 2001-10-22 |
| US5859128A (en) | 1999-01-12 |
| ES2182369T3 (es) | 2003-03-01 |
| JP2001521965A (ja) | 2001-11-13 |
| EP1025160B1 (en) | 2002-09-04 |
| PL340419A1 (en) | 2001-02-12 |
| US6048929A (en) | 2000-04-11 |
| PT1025160E (pt) | 2003-01-31 |
| HUP0004163A3 (en) | 2001-11-28 |
| CN1278283A (zh) | 2000-12-27 |
| CZ293483B6 (cs) | 2004-05-12 |
| WO1999023156A1 (en) | 1999-05-14 |
| CA2305471C (en) | 2008-01-08 |
| BR9812988A (pt) | 2000-08-08 |
| NZ504094A (en) | 2001-06-29 |
| DE69807724T2 (de) | 2003-05-08 |
| HUP0004163A2 (en) | 2001-03-28 |
| EA200000473A1 (ru) | 2000-10-30 |
| SK6032000A3 (en) | 2001-02-12 |
| CA2305471A1 (en) | 1999-05-14 |
| DE69807724D1 (de) | 2002-10-10 |
| KR100553306B1 (ko) | 2006-02-20 |
| CN1103795C (zh) | 2003-03-26 |
| CZ20001450A3 (cs) | 2001-01-17 |
| NO20002179L (no) | 2000-06-20 |
| KR20010031652A (ko) | 2001-04-16 |
| ATE223459T1 (de) | 2002-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL191632B1 (pl) | Modyfikowana skrobia i jej zastosowanie | |
| US6033525A (en) | Modified cationic starch composition for removing particles from aqueous dispersions | |
| US20050150621A1 (en) | Methods of making starch compositions | |
| AU2002346464B2 (en) | Modified starch and process therefor | |
| AU2002346464A1 (en) | Modified starch and process therefor | |
| US5928474A (en) | Modified starch composition for removing particles from aqueous dispersions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RECP | Rectifications of patent specification | ||
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20091023 |