PL209755B1 - Sposób wytwarzania papieru, wodna kompozycja zawierająca krzemionkę, sposób wytwarzania takiej kompozycji i jej zastosowanie - Google Patents

Sposób wytwarzania papieru, wodna kompozycja zawierająca krzemionkę, sposób wytwarzania takiej kompozycji i jej zastosowanie

Info

Publication number
PL209755B1
PL209755B1 PL370194A PL37019402A PL209755B1 PL 209755 B1 PL209755 B1 PL 209755B1 PL 370194 A PL370194 A PL 370194A PL 37019402 A PL37019402 A PL 37019402A PL 209755 B1 PL209755 B1 PL 209755B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
silica
anionic
formaldehyde condensate
naphthalenesulfonate
aqueous
Prior art date
Application number
PL370194A
Other languages
English (en)
Other versions
PL370194A1 (pl
Inventor
Hans Johansson-Vestin
Johan Nyander
Jan Nordin
Annika Viola Pal
Original Assignee
Akzo Nobel Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akzo Nobel Nv filed Critical Akzo Nobel Nv
Publication of PL370194A1 publication Critical patent/PL370194A1/pl
Publication of PL209755B1 publication Critical patent/PL209755B1/pl

Links

Classifications

    • 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
    • D21H3/00—Paper or cardboard prepared by adding substances to the pulp or to the formed web on the paper-making machine and by applying substances to finished paper or cardboard (on the paper-making machine), also when the intention is to impregnate at least a part of the paper body
    • 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
    • D21H17/71—Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes
    • D21H17/74—Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes of organic and inorganic material
    • 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
    • D21H13/00—Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
    • D21H13/36—Inorganic fibres or flakes
    • D21H13/38—Inorganic fibres or flakes siliceous
    • 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
    • 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
    • D21H17/44—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups cationic
    • D21H17/45—Nitrogen-containing groups
    • D21H17/455—Nitrogen-containing groups comprising tertiary amine or being at least partially quaternised
    • 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
    • D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/47—Condensation polymers of aldehydes or ketones
    • D21H17/48—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols
    • 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
    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/68—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments siliceous, e.g. clays
    • 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)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania papieru, wodnej kompozycji zawierającej krzemionkę, sposobu wytwarzania takiej kompozycji i jej zastosowania.
W przemyś le papierniczym zawiesinę wodną zawierają c ą wł ókna celulozowe i ewentualnie wypełniacze i dodatki, nazywaną masą papierniczą, doprowadza się do skrzyni wlewowej, która wyrzuca masę na sito formujące. Woda ścieka z masy papierniczej przez sito formujące, tak że na sicie tworzy się i odwadnia wstęga papieru. Następnie wstęgę papieru suszy się w sekcji suszenia maszyny papierniczej. Do masy papierniczej wprowadza się konwencjonalnie środki wspomagające ściekanie i zatrzymywanie w celu adsorpcji drobnych cząstek na włóknach celulozowych zatrzymując je wraz z włóknami na sicie.
Z opisu patentowego US 4388150 jest znany w papiernictwie ś rodek wiążący zawierają cy kompleks skrobi kationowej i koloidowego kwasu krzemowego służący do wytwarzania papieru o większej wytrzymałości i wyższym poziomie zatrzymania dodanych substancji mineralnych i drobnego materiału papierniczego.
Z opisu patentowego US 4750974 jest znany koacerwatowy środek wiążący do stosowania w papiernictwie, zawierają cy trójskł adnikowe połączenie skrobi kationowej, anionowego wysokoczą steczkowego polimeru i zdyspergowanej krzemionki.
Z opisu patentowego US 5368833 są znane zole krzemionkowe zawierające cząstki krzemionki modyfikowane glinem, o wysokiej powierzchni właściwej i wysokiej zawartości mikro-żelu.
Z opisu patentowego US 6083997 są znane anionowe nanokompozyty, które wytwarza się drogą dodawania polielektrolitu do roztworu krzemianu, a następnie łączenia ich z kwasem krzemowym. Nanokompozyty wykazują w papiernictwie skuteczność zatrzymywania i ściekania.
Z opisu patentowego EP O 418 015 A1 jest znana aktywna kompozycja zaklejają ca zawierają ca emulsję wodną w połączeniu z anionowym środkiem dyspergującym albo emulgatorem. Gęstość ładunku anionowego w kompozycji zaklejającej można zwiększyć stosując anionowy poliakrylamid, skrobię anionową albo krzemionkę koloidową.
Z opisu patentowego US 4443496 jest znany sposób modyfikowania powierzchniowej warstwy poddanego obróbce kleju albo podłoży z zastosowaniem środka, który zawiera w specyficznym stosunku alkaliczny roztwór krzemianu i kondensat naftalenosulfonianu sodowego i formaldehydu.
Z opisu patentowego US 4559241 jest znany wodny roztwór krzemianu metalu alkalicznego i azotynu. Roztwór moż e zawierać takż e dodatki, takie jak kondensat formaldehydu i naftalenosulfonianu.
Z opisu patentowego US 5595629 jest znany proces papierniczy polegający na dodawaniu do zawiesiny anionowego polimeru i kationowego polimeru w celu zwiększenia zatrzymania i ewentualnie odwadniania. Polimer anionowy stanowi formaldehydowy kondensat soli kwasu naftalenosulfonowego o masie czą steczkowej wynoszącej od 500 do 120000.
Z opisu patentowego US 6033524 jest znany sposób zwię kszania zatrzymywania i ś ciekania składników wypełniających we wsadzie papierniczym w procesie papierniczym, polegający na dodawaniu do wsadu zawiesiny składników wypełniających, zawierającej także fenolowy środek zwiększający.
Z opisu patentowego US 4772332 jest znana stabilizowana na ciepł o zawiesina luź nego pigmentu kaolinowego, którą otrzymuje się drogą mieszania rozpuszczalnego w wodzie materiału kaolinowego z pigmentem glinki kaolinowej w obecności wody.
Z opisu patentowego US 5733414 jest znany sposób wytwarzania papieru z zawiesiny celulozowej, polegający na dodawaniu rozpuszczalnego w wodzie polimeru kationowego i rozpuszczalnej w wodzie formaldehydowej ż ywicy kondensacyjnej.
Z opisu patentowego US 5110414 jest znany sposób postępowania przy wytwarzaniu produktów na bazie materiału lignocelulozowego oraz polepszania ich wytrzymałości i właściwości związanych z odpornością na wodę, przy czym do materiału dodaje się wysokocząsteczkowe pochodne ligniny.
Byłoby korzystne mieć możliwość opracowania środków wspomagających ściekanie i zatrzymywanie o wysokiej trwałości przy przechowywaniu. Ponadto byłoby także korzystne mieć możliwość opracowania środków wspomagających ściekanie i zatrzymywanie o lepszej skuteczności. Dalej, byłoby korzystne mieć możliwość opracowania sposobu wytwarzania papieru o lepszej skuteczności ściekania i zatrzymywania.
PL 209 755 B1
Zgodnie z obecnym wynalazkiem nieoczekiwanie stwierdzono, że lepszy efekt ściekania i ewentualnie zatrzymywania zawiesiny celulozowej na sicie moż na uzyskać stosują c wodną , zawierającą krzemionkę kompozycję składającą się z anionowego kondensatu naftalenosulfonianu i formaldehydu i cząstek opartych na krzemionce. Niniejszy wynalazek umożliwia zwiększenie szybkości pracy maszyny papierniczej oraz stosowanie niższego dawkowania dodatków uzyskując odpowiedni efekt ściekania i ewentualnie zatrzymywania, co prowadzi do lepszego procesu papierniczego i korzyści ekonomicznych.
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania papieru z zawiesiny zawierającej włókna celulozowe i ewentualnie wypełniacze, charakteryzujący się tym, że polega na dodawaniu do zawiesiny co najmniej jednego kationowego polimeru organicznego i wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji otrzymanej poprzez zmieszanie anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd i wodnego, stabilizowanego zasadą zolu na bazie krzemionki, który ma wartość S wynoszącą od 5 do 50% i zawiera anionowe, poddane agregacji albo utworzone w postaci mikrożelu cząstki na bazie krzemionki, z uzyskaniem wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji obejmującej anionowy kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd oraz cząstki na bazie krzemionki, przy czym kompozycja ma stosunek wagowy kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd do cząstek na bazie krzemionki, w przeliczeniu na SiO2, wynoszący od 0,2:1 do 99:1, i zawiera kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd i cząstki na bazie krzemionki, w przeliczeniu na SiO2, w ilości równej co najmniej 0,01% wagowo w stosunku do całkowitej masy wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji, przy czym kompozycja zawiera do 10% wagowych środka zaklejającego reaktywnego z celulozą.
Korzystnie, anionowy kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd ma przewodność mniejszą niż 20 mS/cm.
W innym korzystnym wariancie wynalazku, anionowy kondensat naftalenosulfonianformaldehyd ma przewodność mniejszą niż 15 mS/cm.
Korzystnie, stosunek wagowy kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd do cząstek na bazie krzemionki w wodnej zawierającej krzemionkę kompozycji w przeliczeniu na SiO2, wynosi od 0,2:1 do 90:1.
Korzystnie, anionowe cząstki na bazie krzemionki mają pole powierzchni właściwej wynoszące od 300 do 1300 m2/g.
Korzystnie kationowy polimer organiczny stanowi kationowa skrobia albo kationowy poliakrylamid.
Korzystnie, kationowy polimer organiczny ma co najmniej jedną grupę aromatyczną.
Przedmiotem wynalazku jest również kompozycja wodna zawierająca krzemionkę, charakteryzująca się tym, że zawiera anionowy kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd i anionowe cząstki na bazie krzemionki, otrzymana poprzez zmieszanie anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd i wodnego, stabilizowanego zasadą zolu na bazie krzemionki, który ma wartość S wynoszącą od 5 do 50% i zawiera anionowe, poddane agregacji albo utworzone w postaci mikrożelu cząstki na bazie krzemionki, przy czym stosunek wagowy kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd do cząstek na bazie krzemionki w wodnej zawierającej krzemionkę kompozycji w przeliczeniu na SiO2 wynosi od 0,2:1 do 99:1, a kompozycja zawiera kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd i cząstki na bazie krzemionki, w przeliczeniu na SiO2, w ilości równej co najmniej 0,01% wagowo w stosunku do całkowitej masy wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji, przy czym kompozycja zawiera także do 10% wagowych środka zaklejającego reaktywnego z celulozą.
Korzystnie, anionowy kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd ma przewodność mniejszą niż 15 mS/cm.
Korzystnie, stosunek wagowy kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd do cząstek na bazie krzemionki, w przeliczeniu na SiO2, w wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji wynosi od 0,2:1 do 90:1.
Korzystnie, anionowe cząstki na bazie krzemionki mają pole powierzchni właściwej wynoszące od 300 do 1300 m2/g.
Kolejnym przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji, charakteryzujący się tym, że polega na mieszaniu, w obecności do 10% wagowych środka zaklejającego reaktywnego z celulozą, anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd z wodnym, stabilizowanym zasadą zolem na bazie krzemionki, który ma wartość S wynoszą c ą od 5 do 50% i zawiera anionowe, poddane agregacji albo utworzone w postaci mikrożelu cząstki na bazie krzemionki, z otrzymaniem wodnej kompozycji zawierający krzemionkę, w której stosunek wagowy
PL 209 755 B1 kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd do cząstek na bazie krzemionki, w przeliczeniu na SiO2, wynosi od 0,2:1 do 99:1, zawierającej kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd i cząstki na bazie krzemionki, w przeliczeniu na SiO2, w ilości co najmniej 0,01% wagowo.
Korzystnie, wodny anionowy roztwór kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd ma przewodność mniejszą niż 20 mS/cm.
Korzystnie, sposób według wynalazku obejmuje dodatkowo odsalanie wodnego roztworu anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd.
W innym korzystnym wariancie wynalazku, roztwór anionowego kondensatu naftalenosulfonianformaldehyd ma przewodność mniejszą niż 15 mS/cm.
Korzystnie, stosunek wagowy kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd do cząstek na bazie krzemionki, w przeliczeniu na SiO2, w wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji wynosi od 0,2:1 do 90:1.
Korzystnie, anionowe cząstki na bazie krzemionki mają pole powierzchni właściwej wynoszące od 300 do 1300 m2/g.
Korzystnie, zol ma wartość S wynoszącą od 5 do 50% przed zmieszaniem z anionowym kondensatem naftalenosulfonian-formaldehyd.
W innym korzystnym wariancie wynalazku, zol ma wartość S wynoszą c ą od 8 do 45% przed zmieszaniem z anionowym kondensatem naftalenosulfonian-formaldehyd.
Przedmiotem wynalazku jest także, zastosowanie wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji, jako środka flokulującego przy produkcji miazgi i papieru i do oczyszczania wody.
Stosowane tu określenia „środek wspomagający ściekanie i zatrzymywanie” dotyczy jednego albo więcej składników, które, gdy są dodawane do wodnej zawiesiny celulozowej, zapewniają lepsze ściekanie i ewentualnie zatrzymywanie niż w przypadku, gdy nie dodaje się wymienionego jednego lub więcej składników. Wszystkie rodzaje mas papierniczych, a zwłaszcza mas papierniczych o wysokich zawartościach soli (wysoka przewodność) i substancji koloidowych uzyskują lepsze właściwości związane ze ściekaniem i zatrzymywaniem drogą dodawania kompozycji według niniejszego wynalazku. Lepsze właściwości związane ze ściekaniem i zatrzymywaniem są istotne w procesach papierniczych, na przykład w procesach o wysokim stopniu zamknięcia obiegu wody podsitowej, to jest ekstensywnego zawracania wody podsitowej i ograniczonego zasilania w świeżą wodę.
Stosowane tu określenie „anionowy kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd” oznacza grupę polimerów otrzymywanych drogą kondensacyjnej polimeryzacji formaldehydu z jednym lub więcej niż jednym kwasem naftalenosulfonowym albo ich soli.
Kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd poddaje się reakcji z zasadą, taką jak wodorotlenek metalu alkalicznego i ziem alkalicznych, przykładowo wodorotlenek sodu, amoniak lub amina, przykładowo trietyloamina, z utworzeniem przeciwjonu metalu alkalicznego, ziem alkalicznych lub amonu. Anionowy kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd ma masę cząsteczkową równą co najmniej około 500, zwłaszcza od około 1000. Górna granica nie jest punktem krytycznym i może wynosić do 1000000, korzystnie do 300000, jeszcze korzystniej do 150000, a zwłaszcza do 60000.
Wodna kompozycja zawierająca krzemionkę, stosowana w sposobie według wynalazku składa się także z anionowych, opartych na krzemionce cząstek, to jest cząstek opartych na SiO2, wytworzonych korzystnie drogą polimeryzacji kwasu krzemowego, obejmując zarówno homopolimery, jak i kopolimery. Cząstki oparte na krzemionce można ewentualnie modyfikować i mogą one zawierać także i inne substancje i pierwiastki na przykład aminy, glin i ewentualnie bor, które mogą być obecne w fazie wodnej i ewentualnie w czą stkach opartych na krzemionce.
Przykłady odpowiednich cząstek opartych na krzemionce obejmują krzemionkę koloidową, koloidową krzemionkę modyfikowaną glinem albo krzemian glinowy oraz różnego rodzaju poli(kwasy krzemowe) i ich mieszaniny, samodzielnie albo w połączeniu z innymi rodzajami anionowych, opartych na krzemionce cząstek. W dziedzinie, poli(kwas krzemowy) jest określany także, jako polimeryczny kwas krzemowy, mikrożel poli(kwasu krzemowego), polikrzemian i mikrożel polikrzemianu, z których wszystkie są tu objęte stosowanym tu określeniem poli(kwas krzemowy). Zawierające aluminium związki tego rodzaju są nazywane zwykle poliglinokrzemianem i mikrożelem poliglinokrzemianowym w tym koloidową krzemionkę modyfikowaną glinem i glinokrzemian.
Korzystne jest aby anionowe, oparte na krzemionce cząstki miały koloidowy zakres wielkości cząstek, to jest cząstek koloidowych opartych na krzemionce. Ten stan koloidowy obejmuje cząstki dostatecznie małe, aby nie wpływały na siły ciężkości, i dostatecznie duże, aby nie wykazywać wyraźnego odchylenia od właściwości typowych roztworów, to jest o średniej wielkości znacznie poniżej 1 um.
PL 209 755 B1
Anionowe, oparte na krzemionce cząstki mają średnią wielkość poniżej około 50 μm, korzystnie poniżej około 20 μm, jeszcze korzystniej od około 1 do około 50 nm, a zwłaszcza od około 1 do około 10. Jak to zwykle w technologii krzemionki, wielkość cząstek dotyczy średniej wielkości cząstek pierwotnych, które można poddawać albo nie poddawać agregacji. Oparte na krzemionce cząstki obecne w wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji według wynalazku składają się z opartych na krzemionce czystek poddanych agregacji albo utworzonych w postaci mikrożelu, ewentualnie i zwykle w połączeniu z opartymi na krzemionce cząstkami nie poddanymi agregacji albo monodyspersyjnymi.
Cząstki oparte na krzemionce mają korzystnie pole powierzchni właściwej większe niż 50 m2/g, a zwłaszcza większe niż 100 m2/g. Pole powierzchni właściwej można mierzyć drogą; miareczkowania za pomocą NaOH zgodnie ze sposobem opisanym przez Searsa, Analytical Chemistry 28(1956), 12, 1981-1983, albo znanym z amerykańskiego opisu patentowego US 5176891. Dane pole oznacza zatem średnie pole właściwej powierzchni cząstek.
Wodna, zawierająca krzemionkę kompozycja stosowana w sposobie według wynalazku może mieć wagowy stosunek anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd do anionowych, opartych na krzemionce cząstek, w przeliczeniu na SiO2, wynoszący od 0,2:1 do 99:1, korzystnie od 0,2:1 do 90:1, zwłaszcza od 0,25:1 do 85:1, Całkowita masa anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd i anionowych, opartych na krzemionce cząstek, w przeliczeniu na SiO2, zawartych w wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji wynosi co najmniej 0,01% wagowo w stosunku do całkowitego ciężaru wodnej, zawierającą krzemionkę kompozycji, przy czym stężenie anionowego kondensatu naftaleno-sulfonian-formaldehyd i anionowych, opartych na krzemionce cząstek, w przeliczeniu na SiO2, wynosi od 1 do 45% wagowo, korzystnie od 2 do 35% wagowo, zwłaszcza od 5 do 30% wagowo.
Wodna, zawierająca krzemionkę kompozycja może mieć gęstość ładunku anionowego równą co najmniej 0,1 meq/g, przy czym ładunek wynosi zwykle od 0,1 do 6 meq/g, korzystnie 5 od 0,1 do 5 meq/g, jeszcze korzystniej od 0,2 do 4 meq/g, a zwłaszcza od 0,2 do 3,5 meq/g.
Wodna, zawierająca krzemionkę kompozycja według wynalazku w zasadzie nie zawiera środka zaklejającego reaktywnego z celulozą. Wodną, zawierająca krzemionkę kompozycja zawiera w zasadzie mniej albo 10% wagowo, korzystnie mniej niż 5%, a zwłaszcza mniej niż 1% wagowo środka zaklejającego reaktywnego z celulozą. Najkorzystniej wodna, zawierająca krzemionkę kompozycja nie zawiera żadnego reaktywnego z celulozą środka zaklejającego.
Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem niniejszego wynalazku wodna, zawierająca krzemionkę kompozycja w zasadzie nie zawiera azotanów(III). Wodna, zawierająca krzemionkę kompozycja zawiera w zasadzie mniej albo do 10% wagowo, odpowiednio mniej niż 5%, a korzystnie mniej niż 1% wagowo azotanów(III). Najkorzystniej wodna, zawierająca krzemionkę kompozycja nie zawiera żadnego reaktywnego z celulozą środka zaklejającego, to jest kompozycja jest wolna od azotanów(III). Określenie „azotany(III)” obejmuje wszystkie azotany(III), takie jak azotany(III) amonu, litu, potasu, sodu, wapnia i magnezu.
Zgodnie ze sposobem wytwarzania wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji, korzystnie miesza się ze sobą dwa składniki. Anionowy kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd można dodawać do wodnego zolu zawierającego oparte na krzemionce cząstki albo oparte na krzemionce cząstki można dodawać do wodnego roztworu kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd. Przed mieszaniem anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd z cząstkami opartymi na krzemionce, wodny roztwór anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd można odsalać albo odjonizować.
Odsalanie albo dejonizację można prowadzić drogą dializy, filtracji przeponowej, ultrafiltracji, odwróconej osmozy albo wymiany jonowej, itp. Korzystne jest aby odsalanie albo dejonizację prowadzić stosując ultrafiltrację albo dializę.
Anionowy kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd mieszany z cząstkami na bazie krzemionki ma poprzednio wymienione właściwości i przewodność mniejszą niż 30 mS/cm, odpowiednio mniejszą niż 25 mS/cm, korzystnie mniejszą niż 20 mSc/cm, zwłaszcza mniejszą niż 15 mS/cm, zmierzona przy zawartości anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd wynoszącej 10%. Przewodność wynosi zwykle co najmniej 1 mS/cm, odpowiednio co najmniej 3 mS/cm, zwłaszcza od 5 do 15 mS/cm, i jest mierzona przy zawartości anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd wynoszącej 10%.
Oparte na krzemionce, korzystnie anionowe cząstki mieszane z anionowym kondensatem naftalenosulfonian-formaldehyd mają poprzednio podane właściwości. Przed mieszaniem z anionowym
PL 209 755 B1 kondensatem naftalenosulfonian-formaldehyd cząstki oparte na krzemionce są zawarte odpowiednio w zolu stabilizowanym korzystnie alkaliami. Zol mo ż e mie ć wartość S wynoszą c ą od 5 do 50%, korzystnie od 8 do 45%, zwłaszcza od 10 do 30%. Obliczenie i pomiar wartości S można prowadzić sposobem opisanym przez Hera & Daltona w J. Phys. Ghem. 60 (1956), 955-957. Wartość S wskazuje na stopień agregacji albo tworzenia się mikrożelu, przy czym niższa wartość S jest wskaźnikiem wyższego stopnia agregacji. Cząstki oparte na krzemionce składają się odpowiednio z opartych na krzemionce cząstek poddanych agregacji albo utworzonych w postaci mikrożelu, ewentualnie i zwykle w połączeniu z opartymi na krzemionce cząstkami nie poddanymi agregacji albo monodyspersyjnymi.
Cząstki oparte na krzemionce mają odpowiednio stosunek molowy SiO2:Na2O mniejszy niż 60, zwykle od 5 do 60, a zwłaszcza od 8 do 55.
Anionowy kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd miesza się zwykle z opartymi na krzemionce cząstkami w stosunku wagowym wynoszącym od 0,1:1 do 99:1, odpowiednio od 0,2:1 do 90:1, a zwłaszcza od 0,25:1 do 85:1.
Produkty otrzymane którymkolwiek z tych sposobów wykazują lepszą trwałość przy przechowywaniu, a zatem większą skuteczność przy wspomaganiu ściekania i zatrzymywania w czasie przechowywania.
Procedurę mieszania w wyżej wspomnianych sposobach prowadzi się korzystnie w obecności środka zaklejającego w zasadzie niereaktywnego z celulozą, przy czym zawartość środka zaklejającego reaktywnego z celulozą wynosi w zasadzie mniej albo 10% wagowo, odpowiednio mniej niż 5%, a zwłaszcza mniej niż 1% wagowo. Najkorzystniej brak jest środka zaklejającego reaktywnego w celulozą .
Przedmiotem niniejszego wynalazku jest dalej sposób wytwarzania papieru z wodnej zawiesiny zawierającej włókna celulozowe. Sposób polega na dodawaniu do zawiesiny kationowego polimeru organicznego i wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji według wynalazku. Kationowy polimer organiczny według wynalazku może być liniowy, rozgałęziony albo usieciowany. Polimer kationowy jest korzystnie rozpuszczalny w wodzie albo tworzy w wodzie dyspersję.
Przykłady odpowiednich polimerów kationowych obejmują syntetyczne polimery organiczne, na przykład polimery uzyskane na drodze polikondensacji i polimery uzyskane na drodze polimeryzacji łańcuchowej oraz polimery pochodzące ze źródeł naturalnych, takie jak na przykład polisacharydy.
Przykłady odpowiednich kationowych, syntetycznych polimerów organicznych obejmują winylowe polimery addycyjne, takie jak polimery oparte na akrylanach i akryloamidach, jak również polichlorek dwuallilodwumetyloamoniowy, kationowe poli(etylenoiminy), kationowe poliaminy, poli(amidoaminy) i polimery oparte na winyloamidach, żywice melaminowo-formaldehydowe i żywice mocznikowo-formaldehydowe.
Przykłady odpowiednich polisacharydów obejmują skrobie, gumy guar, celulozy, chityny, chitosany, glikany, galaktany, glukany, gumy ksantanowe, pektyny, mannany, dekstryny, a zwłaszcza skrobie i gumy guar. Przykłady odpowiednich skrobi obejmują skrobię z ziemniaka, kukurydzy, pszenicy, tapioki, ryżu, kukurydzy woskowatej, jęczmienia, itp.
Korzystnymi polimerami są skrobie kationowe i kationowe polimery oparte na akryloamidzie i można je stosować pojedynczo albo z każdym innym albo razem z innymi polimerami, przy czym szczególnie korzystne są skrobie kationowe i kationowe polimery oparte na akryloamidzie, które mają co najmniej jedną grupę aromatyczną.
Kationowe polimery organiczne mogą mieć przyłączoną jedną lub więcej grup hydrofobowych. Grupy hydrofobowe mogą być grupami aromatycznymi, grupami zawierającymi grupy aromatyczne albo grupy niearomatyczne, przy czym grupy hydrofobowe zawierają korzystnie grupy aromatyczne. Grupa hydrofobowa może być przyłączona do heteroatomu, na przykład azotu albo tlenu, przy czym azot jest ewentualnie naładowany, a heteroatom może być z kolei przyłączony do szkieletu polimerycznego, na przykład poprzez łańcuch atomów. Grupa hydrofobowa może mieć co najmniej 2, a zwykle 3 atomy węgla, odpowiednio od 3 do 12, zwłaszcza od 4 do 8 atomów węgla. Grupa hydrofobowa jest korzystnie łańcuchem węglowodorowym.
Odpowiednie dawki, w przeliczeniu na suchą substancję w stosunku do suchej miazgi i ewentualnie wypełniacza, polimeru kationowego w układzie wynoszą od 0,01 do 50 kg/t (kg/tonę, „tonę metryczną”), korzystnie od 0,1 do 30 kg/t, a zwłaszcza od 1 do 15 kg/t.
Odpowiednie dawki, w przeliczeniu na suche substancje w stosunku do suchej miazgi i ewentualnie wypełniacza, wodnej, zawierającej krzemionkę określonej wyżej kompozycji w układzie, wynoszą
PL 209 755 B1 od 0,01 do 15 kg/t, a zwłaszcza od 0,01 do 10 kg/t w postaci anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd i anionowych cząstek opartych na krzemionce, a zwłaszcza od 0,05 do 5 kg/t.
Do wodnej zawiesiny celulozowej opisanej w wynalazku można dodawać odpowiednie wypełniacze mineralne typu konwencjonalnego.
Przykłady odpowiednich wypełniaczy obejmują kaolin, białą glinkę, dwutlenek tytanu, gips, talk i naturalne oraz syntetyczne węglany wapniowe, takie jak kreda, zmielony marmur i strącony węglan wapniowy (PCC).
W połączeniu z chemikaliami według wynalazku stosować moż na oczywiś cie dalsze dodatki, które są dodatkami konwencjonalnymi w papiernictwie, takimi jak na przykład anionowe łapacze śmieci (ATC), środki zwiększające wytrzymałość na mokro, środki zwiększające wytrzymałość na sucho, rozjaśniacze optyczne, barwniki, związki glinowe, itp.
Przykłady odpowiednich związków glinowych obejmują ałun, gliniany, chlorek glinowy, azotan glinowy i polizwiązki glinowe, takie jak polichlorki glinowe, polisiarczany glinowe, polizwiązki glinowe zawierające jony chlorkowe i ewentualnie siarczanowe, polikrzemiano-siarczany glinowe i ich mieszaniny. Polizwiązki glinowe mogą zawierać także i aniony inne niż jony chlorkowe, na przykład aniony kwasu siarkowego, kwasu fosforowego albo kwasów organicznych, takich jak kwas cytrynowy i kwas szczawiowy. Gdy w niniejszym wynalazku stosuje się związek glinowy, to zwykle dodaje się go korzystnie do masy papierniczej przed składnikiem polimerowym i materiałem w postaci mikro- i nanocząstek. Odpowiednia ilość dodawanych związków zawierających glin wynosi co najmniej 0,001 kg/t, korzystnie od 0,01 do 5 kg/t, a zwłaszcza od 0,05 do 1 kg/t, w przeliczeniu na AI2O3 w stosunku do suchej miazgi i ewentualnego wypełniacza.
Przykłady odpowiednich anionowych łapaczy śmieci obejmują poliaminy kationowe, polimery albo kopolimery amin czwartorzędowych albo związków zawierających glin.
Sposób według niniejszego wynalazku stosuje się do wytwarzania papieru. Stosowane tu określenie „papier” obejmuje nie tylko papier i jego produkcję, lecz także i inne produkty typu wstęgi, takie jak na przykład karton i tektura, oraz ich wytwarzanie. Wynalazek jest szczególnie użyteczny przy wytwarzaniu papieru o gramaturze poniżej 150 g/m2 a zwłaszcza poniżej 100 g/m2 na przykład papieru wysokogatunkowego, gazetowego, lekkiego papieru powlekanego, papieru super kalandrowanego i bibułki.
Sposób można stosować przy wytwarzaniu papieru z wszelkiego rodzaju mas papierniczych, zarówno zawierających, jak i nie zawierających drewna. Różnego rodzaju zawiesiny włókien zawierających celulozę i zawiesin powinny zawierać korzystnie co najmniej 25% wagowo, a zwłaszcza co najmniej 50% wagowo takich włókien w stosunku do suchej substancji. Zawiesiny zawierają włókna z miazgi chemicznej, takiej jak miazga siarczanowa, siarczynowa i typu „organosolv”, zawierają cych drewno, albo z miazgi mechanicznej, takiej jak miazga termomechaniczna, miazga chemotermomechaniczna, miazga rafinatorowa i miazga ze ścieru drzewnego, z drewna zarówno drzew liściastych, jak i iglastych, a może być oparta także na włóknach zawróconych, ewentualnie z miazg odbarwionych i, ich mieszanin. Masa papiernicza jest korzystnie masą zawierającą drewno, która ma wysoką zawartość soli, a zatem wysoką przewodność.
Chemikalia można dodawać do wodnej zawiesiny celulozowej albo do masy papierniczej w konwencjonalny sposób i w jakiejkolwiek kolejnoś ci, przy czym zwykle powinno dodawać się korzystnie polimer kationowy do masy papierniczej przed dodawaniem wodnej kompozycji zawierającej krzemionkę, nawet jeżeli można stosować odwrotną kolejność dodawania. Ponadto korzystne jest dodawanie polimeru kationowego przed etapem ścinania, który można wybrać spośród takich operacji jak pompowanie, mieszanie, czyszczenie, itp., a następnie po tym etapie ścinania dodawać wodną, kompozycję zawierającą krzemionkę.
Wodną, zawierającą krzemionkę kompozycję można stosować jako środek flokulujący przy uzdatnianiu wody do otrzymywania wody pitnej albo przy ekologicznej obróbce wód, na przykład w jeziorach. Kompozycję można stosować także jako środek flokulujący przy uzdatnianiu wody odpadowej albo szlamów odpadowych.
Wynalazek będzie dalej zilustrowany w następujących przykładach, które nie mają na celu ograniczenia jego zakresu. Części i % odnoszą się odpowiednio do części wagowo i % wagowo, a wszystkie roztwory są roztworami wodnymi, jeżeli nie określono inaczej. Jednostki są jednostkami metrycznymi.
PL 209 755 B1
P r z y k ł a d 1
Próbki doświadczalne wodnych, kompozycji zawierających krzemionkę według wynalazku przygotowano drogą mieszania wodnego roztworu kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd (NSF) z zolem krzemionkowym zawierającym cząstki oparte na krzemionce w różnych dawkach przy umiarkowanym mieszaniu. W tych samych warunkach jak w przypadku próbek doświadczalnych przygotowano także próbki kontrolne. Jedną z próbek NSF poddawano ultrafiltracji, a otrzymany produkt NSF I) miał stężenie 12% wagowo. Następnie próbki rozcieńczano do stężenia 5% wagowo i miały one przewodność 12 mS/cm. Inną próbkę NSF poddawano dializie, a otrzymany produkt (NSF II) miał stężenie 12% wagowo. Następnie próbki rozcieńczano do stężenia 5% wagowo i miały one przewodność 12 mS/cm. Nie poddane obróbce próbki NSF (NSF III) rozcieńczano do stężenia 5% wagowo i miały one przewodność 25 mS/cm. Wszystkie przewodności w przykładach mierzono przy stężeniu 10% wagowo NSF. Wszystkie krzemionki stosowane w następujących przykładach są określone niżej w Tabeli 1.
T a b e l a 1
Krzemionka I Zol krzemionkowy typu znanego z opisu patentowego US 5447604, który ma stosunek molowy SiO2NaO3 równy 10, pole powierzchni właściwej 870 m/g, wartość S 35% i zawartość krzemionki 10,0% wagowo.
Krzemionka II Zol krzemionkowy typu znanego z opisu patentowego US 5603805, który ma stosunek molowy SiOj/NajO równy 45, pole powierzchni właściwej 850 mvg, modyfikowany glinem za pomocą glinianu sodowego do 0,25% AI2O3, wartość S 20% i zawartość krzemionki 8,0% wagowo.
Krzemionka III Zol krzemionkowy typu znanego z opisu patentowego US 6083997, który ma stosunek molowy SiOj/NajO równy 17, otrzymany drogą mieszania szkła wodnego, który ma stosunek molowy Si02:Na20 3,4, zawartość krzemionki 15% wagowo, z polikwasem krzemowym (PSA), który ma zawartość krzemionki 6,0% wagowo.
P r z y k ł a d 2
W następujących przykładach próbki doświadczalne kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd i cząstek opartych na krzemionce, w różnych dawkach, dodawano do masy doświadczalnej w celu oceny skuteczności kompozycji jako środka ułatwiającego ściekanie. Skuteczność ściekania oceniano za pomocą analizatora Dynamie Drainage Analyser (DDA), dostępnego w firmie Akribi, Szwecja. Za pomocą analizatora DDA mierzy się czas ściekania zadanej objętości masy papierniczej przez sito po wyjęciu korka i przyłożeniu zmniejszonego ciśnienia do tej strony sita, która jest przeciwna względem strony sita, na której znajduje się masa papiernicza.
W przykładach polimer kationowy dodawano do masy papierniczej przed wodnymi, zawierającymi krzemionkę kompozycjami według wynalazku albo anionową substancję odniesienia.
Próbki doświadczalne otrzymywano z mieszanin NSF II i Krzemionki I w różnych stosunkach, które badano na masie doświadczalnej, którą była zawierająca drewno masa papiernicza o wartości pH 7,6, przewodności 5,0 mS/cm i konsystencji 1,43 g/l. Masę papierniczą mieszano w czasie próby w słoju wyposażonym w deflektory z szybkością 1500 obrotów na minutę.
W próbach do masy papierniczej dodawano 20 kg/t (20 kg/tona) skrobi kationowej (C1), która jest kationową skrobią ziemniaczaną o zawartości azotu 0,5%, otrzymywaną drogą przeprowadzania naturalnej skrobi ziemniaczanej w związek czwartorzędowy za pomocą chlorku 3-chloro-2-hydroksypropylodimetylobenzylowego, po 30 sekundach mieszania dodawano mieszaninę anionową, po czym przed ściekaniem kontynuowano mieszanie w ciągu 15 sekund.
Jako substancje odniesienia stosowano krzemionkę I. Przed próbami wszystkie próbki rozcieńczano do zawartości 0,5% substancji stałych. Stosunki i wyniki są zebrane w Tabeli 2.
T a b e l a 2
Próbka Stosunek Czasy odwadniania (sek.) przy dawkach
1 kg/t 2 kg/t 3 kg/t
1 2 3 4 5
Krzemionka I 26,0 23,9 20,0
NSF II + krzemionka I 0,25:1 25,5 19,1 15,3
PL 209 755 B1 cd. tabeli 2
1 2 3 4 5
NSF II + krzemionka I 0,67:1 21,6 15,5 12,5
NSF II + krzemionka I 1:1 20,4 14,9 12,7
NSF II + krzemionka I 1,5:1 19,3 13,8 12,3
NSF II + krzemionka I 4:1 17,0 12,3 13,3
P r z y k ł a d 3
Próbki doświadczalne przygotowano z NSF II i krzemionki II. Jako substancję odniesienia stosowano krzemionkę II. Przed oceną ściekania, które prowadzono jak w Przykładzie 2, wszystkie próbki rozcieńczano do zawartości 0,5% substancji stałych z tą samą masą papierniczą i zawartością C1 20 kg/t. Stosunki i wyniki są zebrane w Tabeli 3.
T a b e l a 3
Próbka Stosunek Czasy odwadniania (sek.) przy dawkach
1 kg/t 2 kg/t 3 kg/t
Krzemionka I 25,5 22,0 18,7
NSF II + krzemionka II 0,25:1 - 17,1 -
NSF II + krzemionka II 0,67:1 - 14,6 -
NSF II + krzemionka II 1:1 20,4 13,0 11,1
NSF II + krzemionka II 1,5:1 18,6 13,2 12,1
NSF II + krzemionka II 4:1 16,1 12,7 12,1
P r z y k ł a d 4
Próbki doświadczalne otrzymywano z NSF I i Krzemionki I. Krzemionkę I stosowano jako substancję odniesienia. Próbki rozcieńczano do zawartości substancji stałych 0,5%, a próby ściekania prowadzono jak w Przykładzie 1. Do masy doświadczalnej dodawano 20 kg/t C1. Masa była masą zawierającą drewno, jej przewodność wynosiła 5,0 mS/cm, konsystencja 1,52 g/l, a pH 7,8. Stosunki i czasy odwadniania są zebrane w Tabeli 4.
T a b e l a 4
Próbka Stosunek Czasy odwadniania (sek.) przy dawkach
1 kg/t 2 kg/t 3 kg/t 4 kg/t
Krzemionka I 34,0 29,2 25,8 24,0
NSF I + krzemionka I 0,25:1 30,1 22,4 17,6 14,0
NSF I + krzemionka I 0,67:1 26,9 17,7 13,3 12,2
NSF I + krzemionka I 1:1 25,0 16,1 12,0 12,1
NSF I + krzemionka I 1,5:1 22,1 14,6 12.5 13,0
NSF I + krzemionka I 4:1 18,9 13,5 12,7 14,0
P r z y k ł a d 5
Próbki doświadczalne otrzymywano z NSF I i Krzemionki I. Krzemionkę I stosowano jako substancję odniesienia. Sposób postępowania przy otrzymywaniu był taki sam jak w poprzednich przykładach. Przewodność masy zawierającej drewno wynosiła tylko 0,5 mS/cm. Ilość C1 wynosiła we wszystkich próbach 30 kg/t. Czas ściekania wynosił w przypadku skrobi kationowej tylko 22 sekundy. Stosunki i czasy odwadniania są zebrane w Tabeli 5.
PL 209 755 B1
T a b e l a 5
Próbka Stosunek Czasy odwadniania (sek.) przy dawkach
1 kg/t 2 kg/t 3 kg/t 4 kg/t
Krzemionka I 19,1 16,0 13,2 9,7
NSF I + krzemionka I 0,25:1 14,3 11,6 9,4 8,5
NSF I + krzemionka I 0,67:1 14,3 10,0 9,2 8,0
NSF I + krzemionka I 1:1 13,7 9,9 8,5 8,5
NSF I + krzemionka I 1,5:1 12,2 9,9 8,7 8,6
NSF I + krzemionka I 4:1 12,0 10,4 9,7 9,7
P r z y k ł a d 6
Próbki doświadczalne otrzymywano z NSF I i Krzemionki I. Jako substancję odniesienia stosowano Krzemionkę I. Masa papiernicza była masą zawierającą drewno, o przewodności 5,0 mS/cm, 5 konsystencji 1,52 g/l i pH 7,8. Do masy papierniczej dodano na początku próby 3 kg/t poliakryloamidu kationowego (C-PAM), który otrzymywano drogą polimeryzacji akryloamidu (90% molowe) i chlorku akryloksydimetylobenzyloamoniowego (10% molowo) i który miał masę cząsteczkową równą około 6000000. Po 30 sekundach mieszania dodawano kompozycje NSF I i Krzemionki I, przy czym przed ściekaniem kontynuowano mieszanie w ciągu 15 sekund. Przed dodaniem do masy papierniczej kompozycje NSF I i Krzemionki I rozcieńczano do zawartości substancji stałych 0,5%, a C-PAM do zawartości substancji stałych 0,1%. Stosunki i czasy odwadniania są zebrane w Tabeli 6.
T a b e l a 6
Próbka Stosunek Czasy odwadniania (sek.) przy dawkach
0,5 kg/t 1,0 kg/t
Krzemionka I 14,4 10,3
NSF I + krzemionka I 0,25:1 11,2 8,9
NSF I + krzemionka I 0,67:1 10,3 9,1
NSF I + krzemionka I 1:1 10,0 9,5
NSF I + krzemionka I 1,5:1 10,4 9,7
P r z y k ł a d 7
Przygotowano próbki doświadczalne kompozycji NSF III i Krzemionki I oraz NSF III i Krzemionki III. Ocenę ściekania próbek prowadzono jak w poprzednich przykładach w masie papierniczej o wysokiej przewodności 5,0 mS/cm. C1 dodawano do masy papierniczej w ilości 20 kg/t. Stosunki i czasy odwadniania zebrano w Tabeli 7.
T a b e l a 7
Próbka Stosunek Czasy odwadniania (sek.) przy dawkach
1 kg/t 3 kg/t
NSF III + Krzemionka III 0,077:1 34,2 21,2
NSF III + Krzemionka III 0,15:1 31,0 18,0
NSF III + Krzemionka I 0,3:1 29,9 17,7
NSF III + Krzemionka III 0,3:1 29,2 16,4
NSF III + Krzemionka I 0,3:1 27,9 16,2
NSF III + Krzemionka III 0,3:1 28,0 14,6
PL 209 755 B1
Wyniki wskazują, że wodna, zawierająca krzemionkę kompozycja według wynalazku ma lepsze właściwości związane ze ściekaniem.
P r z y k ł a d 8
Przygotowano próbki doświadczalne kompozycji NSF I i Krzemionki I oraz NSF III i Krzemionki III. Jako substancję odniesienia stosowano Krzemionkę I i Krzemionkę III. Ocenę próbek pod względem ściekania prowadzono jak w poprzednich przykładach w masie papierniczej o wysokiej przewodności 5,0 mS/cm. Do masy papierniczej dodawano C1 w ilości 20 kg/t. Czasy odwadniania zebrano w Tabeli 8.
T a b e l a 8
Próbka Stosunek Czasy odwadniania (sek.) przy dawkach
1 kg/t 3 kg/t
Krzemionka I 27,2 24,3
Krzemionka III 26,8 20,9
NSF III + Krzemionka III 0,077:1 27,3 21,2
NSF III + Krzemionka III 0,15:1 23,1 18,0
NSF I + Krzemionka I 0,2:1 21,4 15,8
NSF I + Krzemionka I 0,3:1 20,7 15,1
NSF III + Krzemionka III 0,2:1 20,7 16,4
NSF III + Krzemionka III 0,3:1 20,2 14,6
Wyniki wskazują, że wodne, zawierające krzemionkę kompozycje według wynalazku mają lepsze właściwości związane ze ściekaniem.
P r z y k ł a d 9
Wysokocząsteczkowy, anionowy poliakryloamid (A-PAM), masa cząsteczkowa od około 10 do 20 milionów, zawierający około 30% molowo grup anionowych, w postaci emulsji typu „woda w oleju” poddano inwersji i rozcieńczono wodą do stężenia 0,1%. A-PAM mieszano z 0,1% Krzemionki I w trzech różnych stosunkach A-PAM do Krzemionki I: 2:1, 1:1 i 0,5:1. Kompozycje NSF III i Krzemionki III (a) otrzymywano drogą dodawania z mieszaniem rozcieńczonego szkła wodnego (15% SiO2 i stosunek SiO2/Na2O = 3,4) do NSF III (w postaci 30% roztworu wodnego). Do tej mieszaniny dodawano z mieszaniem w ciągu 20 minut polikwas krzemowy o stężeniu 6,0% SiO2, pH 2,5. Polikwas krzemowy otrzymywano z rozcieńczonego szkła wodnego, które przepuszczano przez kolumnę wypełnioną nasyconą wodorem, silnie kationową żywicą jonowymienną.
Mieszaninę NSF III/Krzemionka III (b) otrzymywano drogą mieszania NSF III z polikwasem krzemowym z mieszaniem mechanicznym w ciągu 5 minut, a następnie dodawania tej mieszaniny do szkła wodnego z mieszaniem w ciągu 20 minut.
Ocenę ściekania próbek w tym przykładzie prowadzono na masie papierniczej o wysokiej przewodności (5,0 mS/cm). Skrobię kationową (C2), która była ziemniaczaną skrobią kationową o zawartości azotu 0,7%, otrzymywaną drogą przeprowadzania naturalnej skrobi ziemniaczanej w związek czwartorzędowy za pomocą chlorku 3-chloro-2-hydroksypropylodimetylobenzyloamoniowego, dodawano do masy papierniczej przed mieszaninami anionowymi. C2 dodawano w ilości 12 kg/t. Uzyskiwano następujące czasy odwadniania.
T a b e l a 9
Próbka Stosunek Czasy odwadniania (sek.) przy dawkach
2,0 kg/t
1 2 3
A-PAM 33,0
Krzemionka I 16,9
PL 209 755 B1 cd. tabeli 9
1 2 3
A-PAM /Krzemionka I 0,5:1 28,7
A-PAM /Krzemionka I 1:1 25,5
A-PAM /Krzemionka I 2; 29,4
NSF III /Krzemionka Ilia 0,38:1 22,0
NSF III /Krzemionka Ilia 1,9:1 21,0
NSF III /Krzemionka Ilia 9:1 17,7
NSF III /Krzemionka Illb 0,5:1 23,0
NSF III /Krzemionka Illb 9:1 16,8
P r z y k ł a d 10
Oznaczano trwałość przy magazynowaniu różnych mieszanin NSF i krzemionki. Próbki NSF odsalano drogą ultrafiltracji (NSF I) do przewodności 12 mS/cm zmierzonej przy zawartości 10% wagowo substancji stałych przed zmieszaniem z krzemionką z utworzeniem wodnych kompozycji. Dla porównania z krzemionką mieszano nie poddane obróbce NSF III. Wszystkie otrzymane kompozycje wodne i próbki porównawcze przechowywano zgodnie z następującym sposobem postępowania:
w chł odziarce w cią gu 9 tygodni, a nast ę pnie w piecu w temperaturze 40°C w cią gu 3 tygodni w piecu w temperaturze 60°C w cią gu 1 tygodnia i w piecu w temperaturze 80°C w cią gu 6 tygodni.
Całkowity czas przechowywania wynosił 20 tygodni. Czas przechowywania próbek doświadczalnych są zebrane w Tabeli 10.
T a b e l a 10
Próbka Stosunek Substancja czynna (SiO2 + NSF) Czas żelowania
NSF III + Krzemionka III 0,15:1 7,2% żel po 14 tyg.
NSF I + Krzemionka III 0,15:1 7,2% brak żelu po 20 tyg.
NSF I + Krzemionka III 0,2:1 7,3% brak żelu po 20 tyg.
Próbki bez tworzenia żelu wykazują lepszą trwałość niż próbki z tworzeniem żelu i nie wykazywały nawet wzrostu lepkości.
P r z y k ł a d 11
Przygotowano próbki doświadczalne z mieszanin NSF III/Krzemionka I oraz mieszanin NSF III/Krzemionka III. Jako substancję odniesienia stosowano Krzemionkę III. Ocenę DDA próbek prowadzono w masie papierniczej o wysokiej przewodności 5,0 mS/cm. C1 dodawano w ilości 20 kg/l masy papierniczej. Czasy odwadniania zebrano w Tabeli 11.
T a b e l a 11
Próbka Czasy odwadniania (sek.) 1 kg/t
1 2
Zol Krzemionki III 32,1
Zol Krzemionki III z 7,7% NSF III 34,2
Zol Krzemionki I z 7,7% NSF III 29,4
PL 209 755 B1 cd. tabeli 11
1 2
Zol Krzemionki III z 15% NSF III 31,0
Zol Krzemionki I z 15% NSF III 30,7
Wyniki wskazują, że mieszaniny zawierające Krzemionkę I dawały lepsze czasy odwadniania w porównaniu z Krzemionką III. Krzemionka I jest stabilizowanym alkaliami zolem krzemionki.

Claims (20)

1. Sposób wytwarzania papieru z zawiesiny zawierają cej wł ókna celulozowe i ewentualnie wypełniacze, znamienny tym, że polega na dodawaniu do zawiesiny co najmniej jednego kationowego polimeru organicznego i wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji otrzymanej poprzez zmieszanie anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd i wodnego, stabilizowanego zasadą zolu na bazie krzemionki, który ma wartość S wynoszącą od 5 do 50% i zawiera anionowe, poddane agregacji albo utworzone w postaci mikrożelu cząstki na bazie krzemionki, z uzyskaniem wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji obejmującej anionowy kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd oraz cząstki na bazie krzemionki, przy czym kompozycja ma stosunek wagowy kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd do cząstek na bazie krzemionki, w przeliczeniu na SiO2, wynoszący od 0,2:1 do 99:1, i zawiera kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd i cz ąstki na bazie krzemionki, w przeliczeniu na SiO2, w ilości równej co najmniej 0,01% wagowo w stosunku do całkowitej masy wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji, przy czym kompozycja zawiera do 10% wagowych środka zaklejającego reaktywnego z celulozą.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że anionowy kondensat naftalenosulfonianformaldehyd ma przewodność mniejszą niż 20 mS/cm.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że anionowy kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd ma przewodność mniejszą niż 15 mS/cm.
4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ż e stosunek wagowy kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd do cząstek na bazie krzemionki w wodnej zawierającej krzemionkę kompozycji w przeliczeniu na SiO2, wynosi od 0,2:1 do 90:1.
5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że anionowe cząstki na bazie krzemionki mają pole powierzchni właściwej wynoszące od 300 do 1300 m2/g.
6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że kationowy polimer organiczny stanowi kationowa skrobia albo kationowy poliakrylamid.
7. Sposób według zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, że kationowy polimer organiczny ma co najmniej jedną grupę aromatyczną.
8. Kompozycja wodna zawierająca krzemionkę , znamienna tym, że zawiera anionowy kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd i anionowe cząstki na bazie krzemionki, otrzymana poprzez zmieszanie anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd i wodnego, stabilizowanego zasadą zolu na bazie krzemionki, który ma wartość S wynoszącą od 5 do 50% i zawiera anionowe, poddane agregacji albo utworzone w postaci mikrożelu cząstki na bazie krzemionki, przy czym stosunek wagowy kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd do cząstek na bazie krzemionki w wodnej zawierającej krzemionkę kompozycji w przeliczeniu na SiO2 wynosi od 0,2:1 do 99:1, a kompozycja zawiera kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd i cząstki na bazie krzemionki, w przeliczeniu na SiO2, w iloś ci równej co najmniej 0,01% wagowo w stosunku do całkowitej masy wodnej, zawierają cej krzemionkę kompozycji, przy czym kompozycja zawiera także do 10% wagowych środka zaklejającego reaktywnego z celulozą.
9. Kompozycja według zastrz. 8, znamienna tym, że anionowy kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd ma przewodność mniejszą niż 15 mS/cm.
10. Kompozycja według zastrz. 8 albo 9, znamienna tym, że stosunek wagowy kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd do cząstek na bazie krzemionki, w przeliczeniu na SiO2, w wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji wynosi od 0,2:1 do 90:1.
11. Kompozycja według zastrz. 8 albo 9, znamienna tym, że anionowe cząstki na bazie krzemionki mają pole powierzchni właściwej wynoszące od 300 do 1300 m2/g.
PL 209 755 B1
12. Sposób wytwarzania wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji, znamienny tym, że polega na mieszaniu, w obecności do 10% wagowych środka zaklejającego reaktywnego z celulozą, anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd z wodnym, stabilizowanym zasadą zolem na bazie krzemionki, który ma wartość S wynoszącą od 5 do 50% i zawiera anionowe, poddane agregacji albo utworzone w postaci mikrożelu cząstki na bazie krzemionki, z otrzymaniem wodnej kompozycję zawierającą krzemionkę, w której stosunek wagowy kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd do cząstek na bazie krzemionki, w przeliczeniu na SiO2, wynosi od 0,2:1 do 99:1, zawierającej kondensat naftalenosulfonian-formaldehyd i cząstki na bazie krzemionki, w przeliczeniu na SiO2, w ilości co najmniej 0,01% wagowo.
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że wodny anionowy roztwór kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd ma przewodność mniejszą niż 20 mS/cm.
14. Sposób według zastrz. 12 albo 13, znamienny tym, że obejmuje dodatkowo odsalanie wodnego roztworu anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd.
15. Sposób według zastrz. 12 albo 13, znamienny tym, że roztwór anionowego kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd ma przewodność mniejszą niż 15 mS/cm.
16. Sposób według zastrz. 12 albo 13, znamienny tym, że stosunek wagowy kondensatu naftalenosulfonian-formaldehyd do cząstek na bazie krzemionki, w przeliczeniu na SiO2, w wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji wynosi od 0,2:1 do 90:1.
17. Sposób według zastrz. 12 albo 13, znamienny tym, że anionowe cząstki na bazie krzemionki mają pole powierzchni właściwej wynoszące od 300 do 1300 m2/g.
18. Sposób według zastrz. 12 albo 13, znamienny tym, że zol ma wartość S wynoszącą od 5 do 50% przed zmieszaniem z anionowym kondensatem naftalenosulfonian-formaldehyd.
19. Sposób według zastrz. 12 albo 18, znamienny tym, że zol ma wartość S wynoszącą od 8 do 45% przed zmieszaniem z anionowym kondensatem naftalenosulfonian-formaldehyd.
20. Zastosowanie wodnej, zawierającej krzemionkę kompozycji określonej w jednym z zastrz. 8-11, jako środka flokulującego przy produkcji miazgi i papieru, i do oczyszczania wody.
PL370194A 2001-12-21 2002-12-20 Sposób wytwarzania papieru, wodna kompozycja zawierająca krzemionkę, sposób wytwarzania takiej kompozycji i jej zastosowanie PL209755B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01850225 2001-12-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL370194A1 PL370194A1 (pl) 2005-05-16
PL209755B1 true PL209755B1 (pl) 2011-10-31

Family

ID=8184909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL370194A PL209755B1 (pl) 2001-12-21 2002-12-20 Sposób wytwarzania papieru, wodna kompozycja zawierająca krzemionkę, sposób wytwarzania takiej kompozycji i jej zastosowanie

Country Status (16)

Country Link
EP (1) EP1456469B1 (pl)
JP (1) JP2005513301A (pl)
KR (1) KR20040068318A (pl)
CN (1) CN1633533A (pl)
AU (1) AU2002359217B2 (pl)
BR (1) BR0215229B1 (pl)
CA (1) CA2470789C (pl)
ES (1) ES2464573T3 (pl)
MX (1) MXPA04005979A (pl)
NO (1) NO337087B1 (pl)
NZ (1) NZ533262A (pl)
PL (1) PL209755B1 (pl)
PT (1) PT1456469E (pl)
RU (1) RU2264492C2 (pl)
WO (1) WO2003056100A1 (pl)
ZA (1) ZA200404078B (pl)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7323083B2 (en) 2002-10-30 2008-01-29 The Lubrizol Corporation Adhesion promoters for glass-containing systems
EP1560858A1 (en) 2002-10-30 2005-08-10 The Lubrizol Corporation Adhesion promoters for glass-containing systems
US7955473B2 (en) 2004-12-22 2011-06-07 Akzo Nobel N.V. Process for the production of paper
JP4837032B2 (ja) * 2005-05-16 2011-12-14 アクゾ ノーベル ナムローゼ フェンノートシャップ 紙の製造方法
US20060254464A1 (en) 2005-05-16 2006-11-16 Akzo Nobel N.V. Process for the production of paper
AU2016282408C1 (en) * 2015-06-23 2020-07-02 Kemira Oyj Method for controlling hydrophobic particles in aqueous environment in paper or board manufacture
CN113984743B (zh) * 2021-09-30 2022-08-16 华南理工大学 一种基于纳米复合纤维的甲醛检测试纸及其制备方法和应用
CN115504716B (zh) * 2022-10-10 2023-04-07 湖北工业大学 一种灭菌抗病毒耐沾污抹面砂浆及其制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2549089C3 (de) * 1974-11-15 1978-12-14 Sandoz-Patent-Gmbh, 7850 Loerrach Verfahren zur Verbesserung der Retentions- und Entwässerungswirkung in der Papierherstellung
JPS5924759B2 (ja) * 1981-07-30 1984-06-12 日産化学工業株式会社 セメント系硬化物の表面層改質剤
JPS60108385A (ja) * 1983-11-11 1985-06-13 日産化学工業株式会社 セメント系材料の劣化防止方法
FI83348C (fi) * 1987-03-09 1996-01-09 Metsae Serla Oy Foerfarande foer framstaellning av produkter ur lignocellulosamaterial
US4772332A (en) * 1987-04-21 1988-09-20 Engelhard Corporation Use of mixture of high molecular weight sulfonates as auxiliary dispersant for structured kaolins
GB8920456D0 (en) * 1989-09-11 1989-10-25 Albright & Wilson Active sizing compositions
PH31656A (en) * 1994-02-04 1999-01-12 Allied Colloids Ltd Process for making paper.
GB2294708B (en) * 1994-11-04 1998-08-05 Ciba Geigy Ag Fluorescent whitening agent formulation
US5595629A (en) * 1995-09-22 1997-01-21 Nalco Chemical Company Papermaking process
US6165259A (en) * 1997-02-05 2000-12-26 Akzo Nobel N.V. Aqueous dispersions of hydrophobic material
US6033524A (en) * 1997-11-24 2000-03-07 Nalco Chemical Company Selective retention of filling components and improved control of sheet properties by enhancing additive pretreatment

Also Published As

Publication number Publication date
NO337087B1 (no) 2016-01-18
RU2004122418A (ru) 2005-05-10
PL370194A1 (pl) 2005-05-16
ZA200404078B (en) 2005-07-27
ES2464573T3 (es) 2014-06-03
KR20040068318A (ko) 2004-07-30
NZ533262A (en) 2005-12-23
BR0215229A (pt) 2004-11-16
CN1633533A (zh) 2005-06-29
AU2002359217A1 (en) 2003-07-15
WO2003056100A1 (en) 2003-07-10
CA2470789A1 (en) 2003-07-10
EP1456469B1 (en) 2014-03-19
RU2264492C2 (ru) 2005-11-20
EP1456469A1 (en) 2004-09-15
AU2002359217B2 (en) 2005-11-24
MXPA04005979A (es) 2005-05-27
PT1456469E (pt) 2014-06-05
BR0215229B1 (pt) 2014-05-20
JP2005513301A (ja) 2005-05-12
NO20043111L (no) 2004-09-21
CA2470789C (en) 2009-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7608644B2 (en) Aqueous silica-containing composition
US7691234B2 (en) Aqueous composition
PL201407B1 (pl) Zol wodny zawierający cząsteczki na bazie krzemionki, zastosowanie zolu wodnego zawierającego cząsteczki na bazie krzemionki i sposób wytwarzania papieru
JP5564420B2 (ja) シリカ系ゾル
EP1395703B1 (en) Aqueous composition
AU2002359218B2 (en) Aqueous silica-containing composition and process for production of paper
AU2002309436A1 (en) Aqueous composition
PL209755B1 (pl) Sposób wytwarzania papieru, wodna kompozycja zawierająca krzemionkę, sposób wytwarzania takiej kompozycji i jej zastosowanie
US20050061462A1 (en) Aqueous silica-containing composition