RU2247184C2 - Способ изготовления бумаги или картона - Google Patents
Способ изготовления бумаги или картона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2247184C2 RU2247184C2 RU2002113749/04A RU2002113749A RU2247184C2 RU 2247184 C2 RU2247184 C2 RU 2247184C2 RU 2002113749/04 A RU2002113749/04 A RU 2002113749/04A RU 2002113749 A RU2002113749 A RU 2002113749A RU 2247184 C2 RU2247184 C2 RU 2247184C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer
- water
- suspension
- anionic
- cationic
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 title claims description 10
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 title claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 83
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 64
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims abstract description 46
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 34
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 72
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 50
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 claims description 30
- 239000006085 branching agent Substances 0.000 claims description 24
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 24
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 18
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 16
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 229920006318 anionic polymer Polymers 0.000 claims description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 15
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims description 15
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- -1 kaolin Chemical compound 0.000 claims description 8
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 5
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 claims description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 4
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims description 4
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 4
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 abstract 2
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 41
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 26
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 20
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 18
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 8
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 7
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 7
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 5
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 5
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 4
- CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N thioglycolic acid Chemical compound OC(=O)CS CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 3
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 1-(2,3-difluorophenyl)ethanone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC(F)=C1F PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 2
- KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 5-[3-(trifluoromethyl)phenyl]-2h-tetrazole Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(C2=NNN=N2)=C1 KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical class [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical compound CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 125000004985 dialkyl amino alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 2
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229940047670 sodium acrylate Drugs 0.000 description 2
- 229910001379 sodium hypophosphite Inorganic materials 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl prop-2-enoate Chemical class CN(C)CCOC(=O)C=C DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 description 1
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical class CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NJSSICCENMLTKO-HRCBOCMUSA-N [(1r,2s,4r,5r)-3-hydroxy-4-(4-methylphenyl)sulfonyloxy-6,8-dioxabicyclo[3.2.1]octan-2-yl] 4-methylbenzenesulfonate Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1S(=O)(=O)O[C@H]1C(O)[C@@H](OS(=O)(=O)C=2C=CC(C)=CC=2)[C@@H]2OC[C@H]1O2 NJSSICCENMLTKO-HRCBOCMUSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920006322 acrylamide copolymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003926 acrylamides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 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
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- YZVITDHJYAEQKX-UHFFFAOYSA-K aluminum;trichloride;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Al+3].[Cl-].[Cl-].[Cl-] YZVITDHJYAEQKX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N anhydrous methyl chloride Natural products ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006320 anionic starch Polymers 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N crotonic acid Chemical compound C\C=C\C(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- LVYZJEPLMYTTGH-UHFFFAOYSA-H dialuminum chloride pentahydroxide dihydrate Chemical compound [Cl-].[Al+3].[OH-].[OH-].[Al+3].[OH-].[OH-].[OH-].O.O LVYZJEPLMYTTGH-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003657 drainage water Substances 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- ZNNLBTZKUZBEKO-UHFFFAOYSA-N glyburide Chemical compound COC1=CC=C(Cl)C=C1C(=O)NCCC1=CC=C(S(=O)(=O)NC(=O)NC2CCCCC2)C=C1 ZNNLBTZKUZBEKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012703 microemulsion polymerization Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- UIIIBRHUICCMAI-UHFFFAOYSA-N prop-2-ene-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC=C UIIIBRHUICCMAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N trans-crotonic acid Natural products CC=CC(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N vinylsulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=C NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229920003170 water-soluble synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
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
- D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
- D21H23/76—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by choice of auxiliary compounds which are added separately from at least one other compound, e.g. to improve the incorporation of the latter or to obtain an enhanced combined effect
-
- 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
-
- 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
- D21H17/43—Carboxyl groups or derivatives thereof
-
- 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
-
- 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
- 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
- D21H17/675—Oxides, hydroxides or carbonates
-
- 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
- D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
- D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
- D21H23/04—Addition to the pulp; After-treatment of added substances in the pulp
- D21H23/06—Controlling the addition
- D21H23/14—Controlling the addition by selecting point of addition or time of contact between components
-
- 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
- D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
- D21H23/76—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by choice of auxiliary compounds which are added separately from at least one other compound, e.g. to improve the incorporation of the latter or to obtain an enhanced combined effect
- D21H23/765—Addition of all compounds to the pulp
Landscapes
- Paper (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии изготовления бумаги или картона. Способ включает приготовление целлюлозной суспензии, флокуляцию этой суспензии, дренирование суспензии на сетке с отливкой листа и последующую сушку этого листа. Суспензию флокулируют с использованием флокулянтной системы, включающей анионоактивный разветвленный водорастворимый полимер и кремнийсодержащий материал. Полимер получают с использованием водорастворимого этиленово-ненасыщенного анионоактивного мономера или мономерной смеси и агента образования ответвлений. Полимер обладает (а) характеристической вязкостью свыше 1,5 дл/г и/или вязкостью по Брукфилду в солевом растворе свыше примерно 2,0 мПа·с; (б) реологическим осцилляционным значением тангенса дельта при 0,005 Гц больше 0,7 и/или (в) приведенной вязкостью по ВПУ в деионизированной воде, которая по меньшей мере в три раза превышает приведенную вязкость по ВПУ в солевом растворе соответствующего неразветвленного полимера, полученного в отсутствие агента образования ответвлений. Изобретение позволяет улучшить дренирование, удерживание и процесс формования. 13 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 табл.
Description
Настоящее изобретение относится к способам изготовления бумаги и картона из целлюлозной волокнистой массы с использованием новой флокулянтной системы.
Во время изготовления бумаги и картона целлюлозную жидкую волокнистую массу дренируют на подвижной сетке (часто называемой сеткой бумагоделательной машины) для отливки листа, который затем сушат. Хорошо известно добавление в целлюлозную суспензию водорастворимых полимеров с целью вызвать эффект флокуляции целлюлозных твердых частиц и улучшить дренирование на подвижной сетке.
Для увеличения выработки бумаги многие современные бумагоделательные машины эксплуатируют с более высокими скоростями. Вследствие более высоких скоростей работы машин много внимания уделяют системам дренирования и удерживания, которые обеспечивают усиленное дренирование. Однако известно, что увеличение молекулярной массы полимерной добавки, содействующей удерживанию, которую вводят непосредственно перед дренированием, сопровождается тенденцией к повышению скорости дренирования, но вредит формованию. Достижение оптимального баланса удерживания, дренирования, сушки и формования путем добавления единственной полимерной добавки, содействующей удерживанию, сопряжено с затруднениями технологического порядка, поэтому обычной практикой является последовательное добавление двух отдельных материалов.
В ЕР-А 235893 предлагается способ, в котором перед стадией воздействия сдвиговым усилием в волокнистую массу для изготовления бумаги вводят водорастворимый практически линейный катионоактивный полимер, а затем, после завершения этой стадии воздействия сдвиговым усилием, производят повторную флокуляцию добавлением бентонита. Осуществление этого способа обеспечивает возможность улучшенного дренирования, а также хороших формования и удерживания. Этот способ, который нашел промышленное воплощение на фирме Ciba Specialty Chemicals в виде технологии под товарным знаком Hydrocol®, подтверждает свою эффективность в течение вот уже больше десятилетия.
Позднее были предприняты самые разнообразные попытки разработать варианты этого способа внесением небольших модификаций в один или несколько компонентов.
В US 5393381 описан способ изготовления бумаги или картона, в котором в суспензию волокон волокнистой массы добавляют водорастворимый разветвленный катионоактивный полиакриламид и бентонит. Этот разветвленный катионоактивный полиакриламид готовят полимеризацией в растворе смеси акриламида, катионоактивного мономера, агента образования ответвлений и регулятора степени полимеризации.
В US 5882525 описан способ, в котором в дисперсию суспендированных твердых частиц, например в волокнистую массу для изготовления бумаги, для высвобождения воды добавляют катионоактивный разветвленный водорастворимый полимер, коэффициент растворимости которого превышает примерно 30%. Этот катионоактивный разветвленный водорастворимый полимер готовят из таких же компонентов, как указанные в US 5393381, т.е. полимеризацией смеси акриламида, катионоактивного мономера, агента образования ответвлений и регулятора степени полимеризации.
В WO 98/29604 описан способ изготовления бумаги, в котором в целлюлозную суспензию для образования хлопьев добавляют катионоактивную полимерную добавку, содействующую удерживанию, эти хлопья подвергают механическому разрушению, а затем проводят повторную флокуляцию суспензии добавлением раствора второй, анионоактивной полимерной добавки, содействующей удерживанию. Эта анионоактивная полимерная добавка, содействующая удерживанию, представляет собой разветвленный полимер, который характеризуется как обладающий реологическим осцилляционным значением тангенса дельта при 0,005 Гц больше 0,7 или обладающий приведенной вязкостью по ВПУ (вискозиметр с подвешенным уровнем) в деионизированной воде, которая по меньшей мере в три раза превышает приведенную вязкость по ВПУ в солевом растворе соответствующего полимера, полученного в отсутствие агента образования ответвлений. В сравнении со способами, ранее разработанными в данной области техники, осуществление этого способа обуславливает заметные улучшения сочетания удерживания и формования.
В ЕР-А 308752 описан способ изготовления бумаги, в котором в композицию бумаги добавляют низкомолекулярный катионоактивный органический полимер, а затем коллоидный кремнезем и высокомолекулярный заряженный акриламидный сополимер с молекулярной массой по меньшей мере 500000. В описании этих высокомолекулярных полимеров указано, что они являются линейными полимерами.
Однако все еще существует потребность в дальнейшем усовершенствовании способов изготовления бумаги благодаря еще большему улучшению дренирования, удерживания и процесса формования. Более того, существует также необходимость в создании более эффективной флокулянтной системы для изготовления бумаги с высоким содержанием наполнителя.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ изготовления бумаги или картона, включающий приготовление целлюлозной суспензии, флокуляцию этой суспензии, дренирование суспензии на сетке с отливкой листа и последующую сушку этого листа, характеризующийся тем, что суспензию флокулируют с использованием флокулянтной системы, включающей кремнийсодержащий материал и анионоактивный разветвленный водорастворимый полимер, который получают с использованием водорастворимого этиленово-ненасыщенного анионоактивного мономера или мономерной смеси и агента образования ответвлений, причем этот полимер обладает
(а) характеристической вязкостью свыше 1,5 дл/г и/или вязкостью по Брукфилду в солевом растворе свыше примерно 2,0 мПа·с;
(б) реологическим осцилляционным значением тангенса дельта при 0,005 Гц больше 0,7 и/или
(в) приведенной вязкостью по ВПУ в деионизированной воде, которая по меньшей мере в три раза превышает приведенную вязкость по ВПУ в солевом растворе соответствующего неразветвленного полимера, полученного в отсутствие агента образования ответвлений.
Было установлено, что флокулирование целлюлозной суспензии с использованием флокулянтной системы, которая включает кремнийсодержащий материал и анионоактивный разветвленный водорастворимый полимер с особыми реологическими характеристиками, обеспечивает улучшенные удерживание, дренирование и формование в сравнении с результатами применения анионоактивного разветвленного полимера в отсутствие кремнийсодержащего материала или кремнийсодержащего материала в отсутствие анионоактивного разветвленного полимера.
Кремнийсодержащим материалом может быть любой из материалов, выбранных из группы, включающей частицы на кремнийдиоксидной основе, кремнийдиоксидные микрогели, коллоидный кремнезем, коллоидные растворы кремнекислоты, силикагели, полисиликаты, алюмосиликаты, полиалюмосиликаты, борсиликаты, полиборсиликаты и цеолиты. Кремнийсодержащий материал может находиться в форме анионоактивного материала из микрочастиц. По другому варианту кремнийсодержащим материалом может служить катионоактивный диоксид кремния.
Целесообразный кремнийсодержащий материал может быть выбран из диоксидов кремния и полисиликатов. Таким диоксидом кремния может быть, в частности, любой коллоидный кремнезем, например такой, который описан в WO 86/00100. Полисиликат может быть коллоидной кремниевой кислотой, которая описана в US 4388150.
Полисиликаты по изобретению могут быть получены подкислением водного раствора силиката щелочного металла. Так, например, поликремниевые микрогели, по другому известные как активный диоксид кремния, могут быть получены частичным подкислением силиката щелочного металла до рН примерно 8-9 с использованием минеральных кислот или кислотных ионообменных смол, кислых солей и кислых газов. Может оказаться необходимым достаточное старение свежеприготовленной поликремниевой кислоты с целью предоставить возможность для образования трехмерной структуры. Обычно времени старения недостаточно для перехода поликремниевой кислоты в гель. Особенно предпочтительные кремнийсодержащие материалы включают полиалюмосиликаты. Полиалюмосиликатами могут служить, например, алюминированная поликремниевая кислота, приготовленная получением вначале микрочастиц поликремниевой кислоты, а затем последующей обработкой солями алюминия, например так, как изложено US 5176891. Такие полиалюмосиликаты состоят из кремниевых микрочастиц с алюминием, размещенным преимущественно в поверхностной зоне.
В другом варианте полиалюмосиликатами могут быть polyparticulate поликремниевые микрогели с удельной площадью поверхности больше 1000 м2/г, приготовленные реакцией силиката щелочного металла с кислотой и водорастворимыми алюминиевыми солями, например так, как изложено в US 5482693. Молярное соотношение оксида алюминия/диоксида кремния в полиалюмосиликатах, как правило, находится в пределах от 1:10 до 1:1500.
Полиалюмосиликаты могут быть получены подкислением водного раствора силиката щелочного металла до рН 9 или 10 с использованием концентрированной серной кислоты, включающей от 1,5 до 2,0 мас.% водорастворимой соли алюминия, например сульфата алюминия. Этот водный раствор можно подвергать достаточному старению для образования трехмерной структуры микрогеля. Как правило, полиалюмосиликат подвергают старению в течение до примерно двух с половиной часов перед разбавлением водного полисиликата до содержания диоксида кремния 0,5 мас.%.
Кремнийсодержащим материалом может служить коллоидный борсиликат, например такой, как описанный в WO 99/16708. Коллоидный борсиликат можно приготовить введением разбавленного водного раствора силиката щелочного металла в контакт с катионообменной смолой с получением кремниевой кислоты, а затем получением целевого продукта смешением разбавленного водного раствора бората щелочного металла с гидроксидом щелочного металла, в результате чего образуется водный раствор, содержащий от 0,01 до 30% В2О3, значение рН которого составляет от 7 до 10,5.
Анионоактивный разветвленный полимер готовят из водорастворимой мономерной смеси, включающей по меньшей мере один анионоактивный или потенциально анионоактивный этиленово-ненасыщенный мономер и небольшое количество агента образования ответвлений, например так, как изложено в WO 98/29604. Обычно этот полимер получают из смеси от 5 до 100 мас.% анионоактивного водорастворимого мономера и от 0 до 95 мас.% неионогенного водорастворимого мономера.
Растворимость в воде водорастворимых мономеров, как правило, составляет по меньшей мере 5 г/100 куб. см. Предпочтительный анионоактивный мономер выбирают из группы, включающей акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту, кротоновую кислоту, итаконовую кислоту, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту, аллилсульфоновую кислоту, винилсульфоновую кислоту и их соли щелочных металлов и аммония. Предпочтительный неионогенный мономер выбирают из группы, включающей акриламид, метакриламид, N-винилпирролидон и гидроксиэтилакрилат. Особенно предпочтительная мономерная смесь включает акриламид и акрилат натрия.
В качестве агента образования ответвлений может быть использован любой химический материал, который вызывает образование ответвлений в результате реакции через карбоксильные или другие боковые группы (например, эпоксидные, силановые, содержащие поливалентные металлы или формальдегидные). Предпочтительным агентом образования ответвлений является полиэтиленово-ненасыщенный мономер, который вводят в мономерную смесь, из которой получают полимер. Необходимые количества агента образования ответвлений обычно варьируют в зависимости от конкретно используемого агента образования ответвлений. Так, например, когда используют полиэтиленово-ненасыщенные акриловые агенты образования ответвлений, такие как метиленбисакриламид, их молярное количество обычно составляет меньше 30 молярных част./млн, а предпочтительно меньше 20 част./млн. Обычно оно равно меньше 10 част./млн, а наиболее предпочтительно меньше 5 част./млн. Предпочтительное оптимальное количество агента образования ответвлений составляет от примерно 0,5 до 3 или 3,5 молярных част./млн или даже 3,8 част./млн, но в некоторых случаях может потребоваться применение 7 или 10 част./млн. Предпочтительный агент образования ответвлений растворим в воде. В качестве него, как правило, может быть использован бифункциональный материал, такой как метиленбисакриламид, или он может быть трифункциональным, тетрафункциональным или сшивающим агентом более высокой функциональности, например таким, как тетрааллиламмонийхлорид. Поскольку аллиловому мономеру свойственна пониженная константа сополимеризации, он обычно вступает в полимеризацию с более низкой скоростью, поэтому, когда применяют полиэтиленово-ненасыщенные аллиловые агенты образования ответвлений, такие как тетрааллиламмонийхлорид, традиционной практикой является их добавление в более высоких концентрациях, например от 5 до 30 или даже 35 молярных част./млн, или 38 част./млн, или даже до 70 или 100 част./млн.
Может также оказаться желательным включение в мономерную смесь регулятора степени полимеризации. Когда добавляют регулятор степени полимеризации, его можно использовать в количестве по меньшей мере 2 мас.част./млн и можно также вводить в количестве до 200 мас.част./млн. Типичные количества регулятора степени полимеризации могут находиться в интервале от 10 до 50 мас.част./млн. В качестве регулятора степени полимеризации может быть использовано любое приемлемое химическое вещество, например гипофосфит натрия, 2-меркаптоэтанол, яблочная кислота или тиогликолевая кислота. Однако в предпочтительном варианте анионоактивный разветвленный полимер готовят без добавления регулятора степени полимеризации.
Анионоактивный разветвленный полимер обычно находится в форме эмульсии или дисперсии воды в масле. Такие полимеры, как правило, получают полимеризацией в эмульсии с обращенной фазой с целью приготовить эмульсию с обращенной фазой. Размер по меньшей мере 95 мас.% частиц этого продукта обычно составляет меньше 10 мкм, а предпочтительно по крайней мере 90 мас.% - меньше 2 мкм, например по существу больше 100 нм, а преимущественно по существу в интервале от 500 нм до 1 мкм. Такие полимеры могут быть получены по обычным методам эмульсионной или микроэмульсионной полимеризации с обращенной фазой.
Значение тангенса дельта при 0,005 Гц определяют с помощью вискозиметра с регулируемым напряжением по осцилляционному методу в водном растворе полимера в деионизированной воде концентрацией 1,5 мас.% после обработки в барабане в течение двух часов. Во время проведения этой работы применяют прибор Carried CSR 100, снабженный 6-сантиметровым акриловым конусом с углом конусности 1°58’ и значением усеченности 58 мкм (изделие обозначено позицией 5664). Объем используемого образца составляет приблизительно от 2 до 3 куб. см. С помощью плиты Пельтье температуру поддерживают на уровне 20,0±0,1°С. В диапазоне качания частоты от 0,005 до 1 Гц в 12 этапов на логарифмической основе применяют угловое смещение 5×10-4 радианов. Результаты определения G’ и G’’ регистрируют и используют для расчета значений тангенса дельта (G’’/G’). Значение тангенса дельта представляет собой соотношение между модулем потерь (вязких) G’’ и динамическим модулем упругости (модулем накопления) G’ внутри системы.
Полагают, что при низких частотах (0,005 Гц) скорость деформирования образца достаточно низка для того, чтобы у линейных или разветвленных переплетенных цепей была возможность для расплетения. Сетчатые или поперечно сшитые системы характеризуются постоянным переплетением цепей и проявляют низкие значения тангенса дельта во всем широком диапазоне частот. Таким образом, для охарактеризовывания свойств полимеров в водной среде прибегают к низкочастотным (например, 0,005 Гц) измерениям.
Значение тангенса дельта анионоактивных разветвленных полимеров при 0,005 Гц должно превышать 0,7. Значение тангенса дельта предпочтительных анионоактивных разветвленных полимеров при 0,005 Гц составляет 0,8. В предпочтительном варианте характеристическая вязкость равна по меньшей мере 2 дл/г, например по крайней мере 4 дл/г, в частности по меньшей мере 5 или 6 дл/г. Может возникнуть потребность в получении значительно более высокомолекулярных полимеров, которые проявляют характеристическую вязкость, достигающую 16 или 18 дл/г. Однако характеристическая вязкость наиболее предпочтительных полимеров находится в интервале от 7 до 12 дл/г, преимущественно от 8 до 10 дл/г.
Предпочтительный разветвленный анионоактивный полимер может быть также охарактеризован в сравнении с соответствующим полимером, полученным в тех же полимеризационных условиях, но в отсутствие агента образования ответвлений (т.е. с "неразветвленным полимером"). Характеристическая вязкость неразветвленного полимера обычно составляет по меньшей мере 6 дл/г, а предпочтительно по крайней мере 8 дл/г. Часто она равна от 16 до 30 дл/г. Агент образования ответвлений обычно используют в таком количестве, чтобы снижение характеристической вязкости относительно ее исходного значения (выраженного в дл/г) у вышеупомянутого неразветвленного полимера составляло от 10 до 70%, а иногда вплоть до 90%. Вязкость полимеров по Брукфилду в солевом растворе определяют приготовлением водного раствора концентрацией 0,1 мас.% полимера (основного вещества) в 1 М водном растворе NaCl при 25°С с помощью вискозиметра Брукфилда, снабженного приставкой UL при 6 об/мин. Таким образом, порошкообразный полимер или полимер, полученный полимеризацией с обращенной фазой, вначале обязательно растворяют в деионизированной воде с получением концентрированного раствора и этот концентрированный раствор разбавляют 1 М водным NaCl. Обычно вязкость солевого раствора превышает 2,0 мПа·с и, как правило, составляет по меньшей мере 2,2, а предпочтительно по меньшей мере 2,5 мПа·с. Обычно она составляет не больше 5 мПа·с, а значения от 3 до 4, как правило, предпочтительны. Все измерения проводят при скорости 60 об/мин.
Значения приведенной вязкости по ВПУ, используемые для охарактеризовывания анионоактивного разветвленного полимера, определяют при 25°С с помощью стеклянного вискозиметра с подвешенным уровнем, причем подходящий вискозиметр выбирают таким образом, чтобы он соответствовал вязкости раствора. Приведенную вязкость рассчитывают по формуле η-η0/η0, где η и η0 обозначают результаты определения вязкости соответственно водных растворов полимеров и пустого растворителя. Ее можно также называть удельной вязкостью. Приведенная вязкость по ВПУ в деионизированной воде представляет собой число, получаемое для 0,05%-ного водного раствора полимера, приготовленного в деионизированной воде. Приведенная вязкость по ВПУ в солевом растворе представляет собой число, получаемое для 0,05%-ного водного раствора полимера, приготовленного в 1 М хлориде натрия.
Предпочтительное значение приведенной вязкости по ВПУ в деионизированной воде составляет по меньшей мере 3, а обычно по меньшей мере 4, например вплоть до 7, 8 или больше. Наилучших результатов достигают, когда она превышает 5. В предпочтительном варианте она выше, чем приведенная вязкость по ВПУ в деионизированной воде у неразветвленного полимера, т.е., другими словам, полимера, полученного в аналогичных полимеризационных условиях, но в отсутствие агента образования ответвлений (и, следовательно, обладающего более высокой характеристической вязкостью). Если приведенная вязкость по ВПУ в деионизированной воде не превышает приведенную вязкость по ВПУ в деионизированной воде неразветвленного полимера, в предпочтительном варианте она составляет по меньшей пере 50%, а обычно по крайней мере 75%, приведенной вязкости по ВПУ в деионизированной воде неразветвленного полимера. Приведенная вязкость по ВПУ в солевом растворе обычно равна меньше 1. Приведенная вязкость по ВПУ в деионизированной воде часто по меньшей мере в пять раз, а предпочтительно по крайней мере в восемь раз, превышает приведенную вязкость по ВПУ в солевом растворе.
В соответствии с изобретением компоненты флокулянтной системы можно объединять в смесь и вводить в целлюлозную суспензию в виде единой композиции. По другому варианту анионоактивный разветвленный полимер и кремнийсодержащий материал можно вводить раздельно, но одновременно. Однако в предпочтительном варианте кремнийсодержащий материал и анионоактивный разветвленный полимер добавляют последовательно, а в более предпочтительном варианте после введения кремнийсодержащего материала в суспензию добавляют анионоактивный разветвленный полимер.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения водорастворимый анионоактивный разветвленный полимер и кремнийсодержащий материал вводят в целлюлозную суспензию, которую предварительно обрабатывают катионоактивным материалом. Такую предварительную обработку катионоактивным материалом можно осуществлять введением катионоактивных материалов в суспензию в любой точке до точки добавления анионоактивного разветвленного полимера и кремнийсодержащего материала. Таким образом, обработку катионоактивным материалом можно производить непосредственно перед добавлением анионоактивного разветвленного полимера и кремнийсодержащего материала, хотя в предпочтительном варианте катионоактивный материал вводят в суспензию достаточно рано с целью его распределения во всем объеме целлюлозной суспензии перед добавлением либо анионоактивного разветвленного полимера, либо кремнийсодержащего материала. Может оказаться необходимым добавление катионоактивного материала перед одной из стадий перемешивания, сортировки и очистки массы, а в некоторых случаях перед разбавлением суспензии волокнистой массы. Целесообразным может быть даже добавление катионоактивного материала в смесительный бассейн или смеситель, или даже в один или несколько компонентов целлюлозной суспензии, например в суспензии отходов бумаги с покрытием или наполнителя, в частности в шламы осажденного карбоната кальция.
В качестве катионоактивного материала может быть использован любой из ряда катионоактивных продуктов, таких как водорастворимые катионоактивные органические полимеры и неорганические материалы, такие как квасцы, полиалюминийхлорид, тригидрат алюминийхлорида и алюмохлоргидрат. Водорастворимыми катионоактивными органическими полимерами могут служить природные полимеры, такие как катионоактивный крахмал, и синтетические катионоактивные полимеры. Особенно предпочтительны катионоактивные материалы, которые коагулируют или флокулируют целлюлозные волокна и другие компоненты целлюлозной суспензии.
В соответствии с другим предпочтительным объектом изобретения флокулянтная система включает по меньшей мере три флокулянтных компонента. Таким образом, в составе этой предпочтительной системы применяют водорастворимый разветвленный анионоактивный полимер, кремнийсодержащий материал и по меньшей мере один дополнительный флокулянт/коагулянт.
В предпочтительном варианте дополнительный флокулянтный/коагулянтный компонент добавляют перед введением либо кремнийсодержащего материала, либо анионоактивного разветвленного полимера. В качестве дополнительного флокулянта, как правило, используют природный или синтетический полимер или другой материал, способный вызвать флокуляцию/коагуляцию волокон и других компонентов целлюлозной суспензии. Этим дополнительным флокулянтом/коагулянтом может служить катионоактивный, неионогенный, анионоактивный или амфотерный природный или синтетический полимер. Он может быть натуральным полимером, таким как природный крахмал, катионоактивный крахмал, анионоактивный крахмал или амфотерный крахмал. По другому варианту он может представлять собой любой водорастворимый синтетический полимер, который предпочтительно проявляет ионогенные свойства. Предпочтительные ионогенные водорастворимые полимеры обладают катионными или потенциально катионными функциональными группами. Так, например, катионоактивный полимер может содержать свободные аминогруппы, которые после введения в целлюлозную суспензию с достаточно низким значением рН для протонирования свободных аминогрупп становятся катионными. Однако в предпочтительном варианте катионоактивные полимеры несут постоянный катионный заряд, в частности четвертичные аммониевые группы.
Дополнительный флокулянт/коагулянт может быть использован в дополнение к вышеописанной стадии предварительной обработки катионоактивным материалом. В особенно предпочтительной системе дополнительный флокулянт/коагулянт служит также средством предварительной обработки катионоактивным материалом. Таким образом, для предварительной обработки целлюлозной суспензии катионоактивным материалом этот предпочтительный способ включает добавление катионоактивного флокулянта/коагулянта в целлюлозную суспензию или в один или несколько компонентов целлюлозной суспензии. В дальнейшем осуществляют другие стадии флокуляции суспензии, включая добавление водорастворимого анионоактивного разветвленного полимера и кремнийсодержащего материала.
В качестве катионоактивного флокулянта/коагулянта необходимо использовать водорастворимый полимер, функции которого может выполнять, например, относительно низкомолекулярный полимер с относительно высокой катионоактивностью. Так, например, этим полимером может служить гомополимер из любого подходящего этиленово-ненасыщенного катионоактивного мономера, полимеризованного для получения полимера с характеристической вязкостью до 3 дл/г. Предпочтительны гомополимеры диаллилдиметиламмонийхлорида. Низкомолекулярным полимером с высокой катионоактивностью может служить полимер, полученный ступенчатой полимеризацией, образующийся при поликонденсации аминов с другими приемлемыми ди- или трифункциональными материалами. Так, например, этот полимер может быть получен реакцией одного или нескольких аминов, выбранных из диметиламина, триметиламина, этилендиамина и т.д., с эпигалогидрином, причем предпочтителен эпихлоргидрин.
Предпочтительный катионоактивный флокулянт/коагулянт представляет собой полимер, который получен из водорастворимого этиленово-ненасыщенного катионоактивного мономера или смеси мономеров, где по меньшей мере один из мономеров в этой смеси является катионоактивным или потенциально катионоактивным. Под водорастворимостью имеется в виду, что растворимость мономера в воде составляет по меньшей мере 5 г/100 куб.см. Предпочтительный катионоактивный мономер выбирают из диаллилдиалкиламмонийхлоридов, кислотно-аддитивных солей и четвертичных аммониевых солей либо диалкиламиноалкил(мет)акрилатов, либо диалкиламиноалкил(мет)акриламидов. Катионоактивный мономер может быть полимеризован самостоятельно или сополимеризован с водорастворимыми неионогенными, катионоактивными или анионоактивными мономерами. Наиболее предпочтительные из таких полимеров обладают характеристической вязкостью по меньшей мере 3 дл/г, например достигающей 16 или 18 дл/г, но обычно в интервале от 7 или 8 до 14 или 15 дл/г.
Особенно предпочтительные катионоактивные полимеры включают сополимеры метилхлоридных четвертичных аммониевых солей диметиламиноэтилакрилата или -метакрилата. В качестве водорастворимого катионоактивного полимера может быть использован полимер с реологическим осцилляционным значением тангенса дельта при 0,005 Гц больше 1,1 (определяют по приведенному в настоящем описании методу), например такой, как предлагаемый в совместно рассматриваемой заявке на патент с приоритетом на основе заявки на патент US номер 60/164231 (номер для ссылки PP/W-21916/Р1/АС 526), поданной с той же датой приоритета, что и данная заявка.
Водорастворимый катионоактивный полимер также может обладать слегка разветвленной структурой, что достигается, например, введением небольших количеств агента образования ответвлений, в частности до 20 мас.част./млн. К типичным агентам образования ответвлений относятся любые агенты образования ответвлений, которые в настоящем описании представлены как приемлемые для получения разветвленного анионоактивного полимера. Такие разветвленные полимеры могут быть также получены включением в мономерную смесь регулятора степени полимеризации. Регулятор степени полимеризации может быть включен в количестве по меньшей мере 2 мас.част./млн и может быть использован в количестве вплоть до 200 мас.част./млн. Как правило, содержание регулятора степени полимеризации находится в интервале от 10 до 50 мас.част./млн. В качестве регулятора степени полимеризации может быть использовано любое приемлемое химическое вещество, например гипофосфит натрия, 2-меркаптоэтанол, яблочная кислота или тиогликолевая кислота.
Разветвленные полимеры могут быть получены с помощью регулятора степени полимеризации и с использованием более существенных количеств агента образования ответвлений, например вплоть до 100 или 200 мас.част./млн, при условии, что количества используемого регулятора степени полимеризации являются достаточными для гарантии того, что получаемый полимер обладает водорастворимостью. Разветвленный катионоактивный водорастворимый полимер, как правило, может быть получен из водорастворимой мономерной смеси, включающей по меньшей мере один катионоактивный мономер, по крайней мере 10 молярных част./млн регулятора степени полимеризации и меньше 20 молярных част./млн агента образования ответвлений. Предпочтительный разветвленный водорастворимый катионоактивный полимер обладает реологическим осцилляционным значением тангенса дельта при 0,005 Гц больше 0,7 (определяют по приведенному в настоящем описании методу). Характеристическая вязкость разветвленных катионоактивных полимеров, как правило, составляет по меньшей мере 3 дл/г. Такие полимеры, как правило, могут обладать характеристической вязкостью в интервале от 4 или 5 до 18 или 19 дл/г. Характеристическая вязкость предпочтительных полимеров составляет от 7 или 8 до примерно 12 или 13 дл/г. Катионоактивные водорастворимые полимеры могут быть также получены по любому удобному методу, например полимеризацией в растворе, полимеризацией в суспензии воды в масле или полимеризацией в эмульсии воды в масле. В результате полимеризации в растворе образуются водные полимерные гели, которые можно разрезать, сушить и измельчать с приготовлением порошкообразного продукта. Полимеры могут быть получены в виде бисера суспензионной полимеризацией или в виде эмульсии или дисперсии воды в масле полимеризацией в эмульсии воды в масле, например в соответствии с методом, который представлен в ЕР-А 150933, ЕР-А 102760 или ЕР-А 126528.
Когда флокулянтная система включает катионоактивный полимер, его обычно добавляют в количестве, достаточном для эффекта флокуляции. Обычно концентрация катионоактивного полимера составляет, по-видимому, выше 20 мас.част./млн в пересчете на массу сухой суспензии. В предпочтительном варианте катионоактивный полимер добавляют в количестве по меньшей мере 50 мас.част./млн, например от 100 до 2000 мас.част./млн. Концентрация такого полимера, как правило, может составлять от 150 до 600 мас.част./млн, преимущественно в пределах от 200 до 400 част./млн.
Типичное содержание анионоактивного разветвленного полимера может составлять по меньшей мере 20 мас.част./млн в пересчете на массу сухой суспензии, хотя в предпочтительном варианте она составляет по меньшей мере 50 мас.част./млн, в частности в пределах от 100 до 2000 мас.част./млн. Количества в пределах от 150 до 600 мас.част./млн более предпочтительны, преимущественно в пределах от 200 до 400 мас.част./млн. Кремнийсодержащий материал можно добавлять в количестве по меньшей мере 100 мас.част./млн в пересчете на массу сухой суспензии. Требуемая концентрация кремнийсодержащего материала находится в интервале от 500 или 750 до 10000 мас.част./млн. Было установлено, что наиболее эффективная концентрация кремнийсодержащего материала составляет от 1000 до 2000 мас.част./млн.
В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения после добавления по меньшей мере одного из компонентов флокулянтной системы целлюлозную суспензию подвергают механической обработке сдвиговым усилием. Таким образом, в этом предпочтительном варианте по меньшей мере один компонент флокулянтной системы подмешивают в целлюлозную суспензию, вызывая флокуляцию, и затем флокулированную суспензию подвергают механической обработке сдвиговым усилием. Эта стадия воздействия сдвиговым усилием может быть осуществлена пропусканием флокулированной суспензии через одно или несколько средств сдвиговой обработки, выбранных из средств для перекачки, очистки или смешения. Так, например, такие средства сдвиговой обработки включают лопастные насосы и центробежные сортировки, но ими могли бы служить любые другие средства, применяемые в процессе, в котором происходит воздействие сдвиговым усилием.
Необходимо, чтобы механическая обработка сдвиговым усилием действовала на флокулированную суспензию таким образом, чтобы разрушить хлопья. Перед стадией воздействия сдвиговым усилием можно добавлять все компоненты флокулянтной системы, хотя в предпочтительном варианте по меньшей мере последний компонент флокулянтной системы вводят в целлюлозную суспензию в той точке технологического процесса, после которой до дренирования с отливкой листа сколько-нибудь существенное воздействие сдвиговым усилием отсутствовало. Следовательно, в предпочтительном варианте в целлюлозную суспензию добавляют по меньшей мере один компонент флокулянтной системы, а затем флокулированную суспензию подвергают механической обработке сдвиговым усилием, во время которой хлопья механически разрушают, после чего добавляют по меньшей мере один компонент флокулянтной системы для повторной флокуляции суспензии перед дренированием.
В соответствии с более предпочтительным вариантом выполнения изобретения в целлюлозную суспензию вводят водорастворимый катионоактивный полимер, а затем суспензию подвергают механической обработке сдвиговым усилием. Далее в суспензию добавляют кремнийсодержащий материал и водорастворимый разветвленный анионоактивный полимер. Анионоактивный разветвленный полимер и кремнийсодержащий материал можно добавлять либо в виде предварительно смешанной композиции, либо раздельно, но одновременно, но предпочтительнее их добавлять последовательно. Таким образом, суспензию можно повторно флокулировать добавлением разветвленного анионоактивного полимера, а затем кремнийсодержащего материала, но в предпочтительном варианте суспензию повторно флокулируют добавлением кремнийсодержащего материала, а затем анионоактивного разветвленного полимера.
В целлюлозную суспензию можно добавлять первый компонент флокулянтной системы, после чего флокулированную суспензию можно пропускать через одно или несколько средств воздействия сдвиговым усилием. Далее можно вводить второй компонент флокулянтной системы для повторного флокулирования суспензии, а затем повторно флокулированную суспензию можно подвергать дополнительной механической обработке сдвиговым усилием. Обработанную сдвиговым усилием повторно флокулированную суспензию можно также подвергать дополнительной флокуляции добавлением третьего компонента флокулянтной системы. В случае, когда этапы добавления компонентов флокулянтной системы разделены этапами воздействия сдвиговым усилием, в предпочтительном варианте разветвленный анионоактивный полимер добавляют в качестве последнего компонента.
По другому варианту выполнения изобретения целлюлозную суспензию можно не подвергать сколько-нибудь существенному воздействию сдвиговым усилием после добавления в эту суспензию любого из компонентов флокулянтной системы. Кремнийсодержащий материал, анионоактивный разветвленный полимер и, когда его включают, водорастворимый катионоактивный полимер можно полностью вводить в целлюлозную суспензию после последнего средства обработки сдвиговым усилием перед дренированием. В этом варианте выполнения изобретения водорастворимый разветвленный полимер может быть первым компонентом, за которым следуют катионоактивный полимер (если его включают), а затем кремнийсодержащий материал. Однако можно также прибегать к другим порядкам их введения.
По одному предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения предлагается способ изготовления бумаги из суспензии целлюлозной волокнистой массы, включающей наполнитель. Наполнителем может служить любой из традиционно используемых наполнительных материалов. Так, например, наполнителем может быть глина, такая как каолин, или наполнителем может быть карбонат кальция, в качестве которого можно было бы применять измельченный карбонат кальция или, в частности, осажденный карбонат кальция, или может оказаться предпочтительным применение диоксида титана в качестве наполнительного материала. Примеры других наполнительных материалов включают также синтетические полимерные наполнители. Обычно целлюлозную волокнистую массу, включающую существенные количества наполнителя, труднее флокулировать. Это особенно верно в случаях наполнителей из частиц очень малого размера, таких как осажденный карбонат кальция.
Таким образом, в соответствии с предпочтительным объектом настоящего изобретения предлагается способ изготовления бумаги с наполнителем. Волокнистая масса для изготовления бумаги может включать любое подходящее количество наполнителя. Обычно целлюлозная суспензия включает по меньшей мере 5 мас.% наполнительного материала. Как правило, количество наполнителя составляет до 40%, предпочтительно находится в пределах от 10 до 40%. Когда применяют наполнитель, он может содержаться в готовом листе бумаги или картона в количестве до 40%. Следовательно, в соответствии с этим предпочтительным объектом настоящего изобретения предлагается способ изготовления бумаги или картона, в котором впервые предлагается применение целлюлозной суспензии, включающей наполнитель, причем в этой суспензии твердые частицы флокулируют введением в суспензию флокулянтной системы, включающей кремнийсодержащий материал и водорастворимый анионоактивный разветвленный полимер, как он представлен в настоящем описании.
По другому варианту выполнения изобретения предлагается способ изготовления бумаги или картона из суспензии целлюлозной волокнистой массы, которая практически не содержит наполнителя.
Сущность изобретения иллюстрируют следующие примеры.
Пример 1 (сравнительный)
Дренажные свойства определяют с помощью модифицированного прибора Шоппера-Риглера (Schopper-Riegler) с блокированным тыльным отверстием, вследствие чего дренажная вода выходит через фронтальное отверстие. Используемая целлюлозная волокнистая масса представляет собой суспензию беленой березовой/беленой сосновой волокнистой массы в соотношении 50/50, содержащей 40 мас.% (в пересчете на общую массу сухого вещества) осажденного карбоната кальция. Перед добавлением наполнителя суспензию волокнистой массы измельчают до степени помола 55° (определяют по методу Шоппера-Риглера). В эту суспензию вводят 5 кг/т (в пересчете на общую массу сухого вещества) катионоактивного крахмала [степень замещения (СЗ): 0,045].
С этой волокнистой массой смешивают сополимер акриламида и метилхлоридной четвертичной аммониевой соли диметиламиноэтилакрилата (в массовом соотношении 75/25) с характеристической вязкостью больше 11,0 дл/г (продукт А), а затем после воздействия сдвиговым усилием с помощью механической мешалки в волокнистую массу подмешивают разветвленный водорастворимый анионоактивный сополимер акриламида и акрилата натрия (в массовом соотношении 65/35) с 6 мас.част./млн метиленбисакриламида с характеристической вязкостью 9,5 дл/г и реологическим осцилляционным значением тангенса дельта при 0,005 Гц 0,9 (продукт Б). При различных концентрациях продукта А и продукта Б измеряют время дренирования в секундах с получением 600 мл дренажного фильтрата. Время дренирования в секундах приведено в таблице 1.
Таблица 1 | ||||||
Продукт А (г/т) | Продукт Б (г/т) | |||||
0 | 250 | 500 | 750 | 1000 | ||
0 | 108 | 31 | 18 | 15 | 15 | |
250 | 98 | 27 | 12 | 9 | 11 | |
500 | 96 | 26 | 10 | 12 | 9 | |
750 | 103 | 18 | 9 | 8 | 8 | |
1000 | 109 | 18 | 9 | 8 | 8 | |
2000 | 125 | 20 | 9 | 7 | 6 |
Пример 2
Дренажные испытания примера 1 повторяют с использованием продукта А в концентрации 500 г/т и продукта Б в концентрации 250 г/т, за исключением того, что после воздействия сдвиговым усилием, но непосредственно перед введением продукта Б добавляют водный коллоидный кремнезем. Время дренирования приведено в таблице 2.
Таблица 2 | |
Концентрация коллоидного кремнезема (г/т) | Время дренирования (с) |
0 | 26 |
125 | 11 |
250 | 9 |
500 | 7 |
750 | 7 |
1000 | 6 |
Очевидно, что даже в концентрации 125 г/т коллоидный кремнезем существенно улучшает дренаж.
Пример 3 (сравнительный)
Стандартные листы бумаги изготавливают с использованием суспензии целлюлозной волокнистой массы примера 1 и подмешиванием в волокнистую массу вначале продукта А в указанной концентрации, а затем воздействием на суспензию сдвиговым усилием в течение 60 с при скорости вращения мешалки 1500 об/мин и последующим подмешиванием продукта Б в указанной концентрации. Далее флокулированную волокнистую массу выливают на сетку с мелкими ячейками с отливкой листа, который затем сушат на барабанной сушилке при 80°С в течение 2 ч. Отливку листов бумаги контролируют с помощью прибора Scanner Measurement System, созданного на фирме PIRA International. Для каждого изображения рассчитывают стандартные отклонения (СО) от средней величины (the standard deviation of grey values). Показатели формования для каждой концентрации продукта А и продукта Б приведены в таблице 3. Меньшие значения указывают на улучшенные результаты.
Пример 4
Пример 3 повторяют, за исключением того, что продукт А используют в концентрации 500 г/т, продукт Б - в концентрации 250 г/т и после воздействия сдвиговым усилием, но непосредственно перед добавлением продукта Б вводят 125, 250, 500, 750 и 1000 г/т водного коллоидного кремнезема. Соответствующие показатели формования для каждой концентрации водного коллоидного кремнезема приведены в таблице 4.
Таблица 4 | |
Концентрация коллоидного кремнезема (г/т) | Показатель формования |
0 | 10,88 |
125 | 14,26 |
250 | 17,25 |
500 | 19,31 |
750 | 18,47 |
1000 | 18,05 |
Сопоставление концентраций, необходимых для достижения эквивалентных результатов дренирования, показывает, что применение флокулянтной системы, включающей катионоактивный полимер, коллоидный кремнезем и разветвленный анионоактивный водорастворимый полимер, обеспечивает улучшенное формование. Так, например, согласно примеру 2 при концентрациях полимера А 500 г/т, полимера Б 250 г/т и диоксида кремния 1000 г/т время дренирования составляет 6 с. Из данных таблицы 4 очевидно, что при эквивалентных концентрациях продукта А, диоксида кремния и продукта Б показатель формования составляет 18,05. Согласно примеру 1 при концентрациях продукта А 2000 г/т и продукта Б 1000 г/т в отсутствие диоксида кремния обеспечивается время дренирования 6 с. По данным таблицы 3, при эквивалентных концентрациях продукта А и продукта Б обеспечивается показатель формования 29,85. Таким образом, при эквивалентных высоких значениях дренирования выполнение изобретения позволяет улучшить показатель формования более чем на 39%. Улучшение формования можно все еще наблюдать даже при эквивалентных более высоких значениях дренирования, например 11 с.
Следовательно, из данных этих примеров можно видеть, что применение флокулянтной системы, включающей катионоактивный полимер, коллоидный кремнезем и разветвленный анионоактивный водорастворимый полимер, обеспечивает ускоренный дренаж и улучшенное формование в сравнении с достигаемыми при использовании катионоактивного полимера и разветвленного анионоактивного водорастворимого полимера в отсутствие коллоидного диоксида кремния.
На чертеже кривая А является графиком показателей дренирования-формования для двухкомпонентных систем примеров 1 и 3, в которых используют 1000 г/т разветвленного анионоактивного полимера (продукт Б) и 250, 500, 750, 1000 и 2000 г/т катионоактивного полимера (продукт А). Кривая В является графиком показателей дренирования-формования для трехкомпонентных систем примеров 2 и 4, в которых используют 250 г/т разветвленного анионоактивного полимера (продукт Б), 500 г/т катионоактивного полимера (продукт А) и 125, 250, 500, 750 и 1000 г/т коллоидного кремнезема. Целью является приближение к нулевому показателю как формования, так и дренирования. Совершенно очевидно, что осуществление способа по изобретению обеспечивает достижение в целом наилучших дренирования и формования.
Пример 5 (сравнительный)
Свойства удерживания определяют по стандартным методам Dynamic Britt Jar на суспензии волокнистой массы примера 1, когда применяют флокулянтную систему, включающую катионоактивный полимер (продукт А) и разветвленный анионоактивный полимер (продукт Б) в отсутствие коллоидного кремнезема. Эту флокулянтную систему добавляют таким же образом, как в примере 3. Общие данные удерживания в процентах представлены в таблице 5.
Таблица 5 | ||||||
Продукт Б (г/г) | ||||||
0 | 250 | 500 | 750 | 1000 | ||
Продукт А (г/т) | 0 | 63,50 | 84,17 | 90,48 | 94,44 | 96,35 |
125 | 33,58 | 73,44 | 87,66 | 92,27 | 94,59 | |
250 | 34,72 | 81,20 | 92,12 | 97,15 | 98,10 | |
500 | 37,43 | 84,77 | 94,86 | 97,65 | 98,58 | |
1000 | 36,01 | 84,68 | 94,91 | 97,16 | 99,19 | |
2000 | 45,24 | 96,92 | 99,16 | 99,63 | 99,76 |
Пример 6
Пример 5 повторяют, за исключением того, что в качестве флокулянтной системы используют 250 г/т катионоактивного полимера (продукт А), 250 г/т разветвленного анионоактивного полимера (продукт Б) и от 125 до 1000 г/т коллоидного кремнезема. Эту флокулянтную систему добавляют таким же образом, как в примере 4. Суммарные данные удерживания представлены в таблице 6.
Таблица 6 | |
Концентрация коллоидного кремнезема (г/т) | Показатель удерживания (%) |
0 | 81,20 |
125 | 88,69 |
250 | 91,34 |
500 | 94,13 |
750 | 95.92 |
1000 | 95,20 |
Согласно данным, представленным в таблице 5, при концентрациях катионоактивного полимера (продукт А) 250 г/т и разветвленного анионоактивного полимера (продукт Б) 250 г/т показатель удерживания составляет 81,20. Введением 500 г/т коллоидного кремнезема показатель удерживания повышают до 94,13. Для достижения эквивалентного удерживания в отсутствие коллоидного кремнезема необходимы концентрации 500 г/т продукта А и 500 г/т продукта Б.
Claims (14)
1. Способ изготовления бумаги или картона, включающий приготовление целлюлозной суспензии, флокуляцию этой суспензии с водорастворимым катионоактивным полимером с перемешиванием до образования хлопьев, добавление кремнийсодержащего материала и анионоактивного водорастворимого полимера, дренирование суспензии на сетке с отливкой листа и последующую сушку этого листа, отличающийся тем, что анионоактивный водорастворимый полимер представляет собой анионоактивный разветвленный водорастворимый полимер, который получают с использованием водорастворимого этиленово-ненасыщенного анионоактивного мономера или мономерной смеси и агента образования ответвлений, где анионоактивный полимер обладает
(а) характеристической вязкостью по меньшей мере 4 дл/г;
(б) реологическим осцилляционным значением тангенса дельта при 0,005 Гц больше 0,7, рассчитанное в 1,5 мас.% водном растворе полимера, и/или
(в) приведенной вязкостью по ВПУ в деионизированной воде, которая, по меньшей мере, в три раза превышает приведенную вязкость по ВПУ в солевом растворе соответствующего неразветвленного анионоактивного полимера, полученного в отсутствии агента образования ответвлений, в котором водорастворимый катионоактивный полимер добавляют в целлюлозную суспензию и затем эту суспензию механически обрабатывают, после чего добавляют кремнийсодержащий материал и анионоактивный разветвленный водорастворимый полимер.
2. Способ по п.1, в котором материал, включающий кремнийсодержащий материал, выбирают из группы, включающей частицы на кремнийдиоксидной основе, кремнийдиоксидные микрогели, коллоидный кремнезем, коллоидные растворы кремнекислоты, силикагели, полисиликаты, катионоактивный диоксид кремния, алюмосиликаты, полиалюмосиликаты, борсиликаты, полиборсиликаты и цеолиты.
3. Способ по п.1 или 2, в котором кремнийсодержащий материал представляет собой анионоактивный материал из микрочастиц.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором кремнийсодержащий материал и анионоактивный полимер вводят в целлюлозную суспензию последовательно.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором в суспензию вводят кремнийсодержащий материал, а затем в суспензию вводят анионоактивный разветвленный полимер.
6. Способ по любому из пп.1-5, в котором в суспензию вводят анионоактивный разветвленный полимер, а затем в суспензию добавляют кремнийсодержащий материал.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором катионоактивный полимер выбирают из водорастворимых катионоактивных органических полимеров или неорганических материалов, таких как полиалюминийхлорид.
8. Способ по любому из пп.1-7, в котором катионоактивный полимер получают с использованием водорастворимого этиленово-ненасыщенного мономера или водорастворимой смеси этиленово-ненасыщенных мономеров, включающих по меньшей мере один катионоактивный мономер.
9. Способ по любому из пп.1-8, в котором катионоактивный полимер представляет собой разветвленный катионоактивный полимер, который обладает характеристической вязкостью выше 3 дл/г и проявляет реологическое осцилляционное значение тангенса дельта при 0,005 Гц больше 0,7, рассчитанное в 1,5 мас.% водном растворе полимера.
10. Способ по любому из пп.1-9, в котором катионоактивный полимер обладает характеристической вязкостью выше 3 дл/г и проявляет реологическое осцилляционное значение тангенса дельта при 0,005 Гц больше 1,1, рассчитанное в 1,5 мас.% водном растворе полимера.
11. Способ по любому из пп.1-10, в котором целлюлозная суспензия включает наполнитель.
12. Способ по п.11, в котором лист бумаги или картона включает наполнитель в количестве до 40 мас.%.
13. Способ по п.11 или 12, в котором материал наполнителя выбирают из осажденного карбоната кальция, измельченного карбоната кальция, глины, преимущественно каолина, и диоксида титана.
14. Способ по любому из пп.1-10, в котором целлюлозная суспензия практически не содержит наполнителя.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16423099P | 1999-11-08 | 1999-11-08 | |
US60/164,230 | 1999-11-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002113749A RU2002113749A (ru) | 2004-08-20 |
RU2247184C2 true RU2247184C2 (ru) | 2005-02-27 |
Family
ID=22593552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002113749/04A RU2247184C2 (ru) | 1999-11-08 | 2000-11-02 | Способ изготовления бумаги или картона |
Country Status (26)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6395134B1 (ru) |
EP (1) | EP1242685B1 (ru) |
JP (1) | JP3910445B2 (ru) |
KR (1) | KR100602806B1 (ru) |
CN (1) | CN1268812C (ru) |
AR (1) | AR026374A1 (ru) |
AT (1) | ATE259919T1 (ru) |
AU (1) | AU777238B2 (ru) |
BR (1) | BR0015391B1 (ru) |
CA (1) | CA2388973C (ru) |
CZ (1) | CZ296593B6 (ru) |
DE (1) | DE60008427T2 (ru) |
DK (1) | DK1242685T3 (ru) |
ES (1) | ES2213623T3 (ru) |
HU (1) | HU224323B1 (ru) |
MX (1) | MXPA02004588A (ru) |
MY (1) | MY129519A (ru) |
NO (1) | NO333411B1 (ru) |
NZ (1) | NZ518466A (ru) |
PL (1) | PL205751B1 (ru) |
PT (1) | PT1242685E (ru) |
RU (1) | RU2247184C2 (ru) |
SK (1) | SK285858B6 (ru) |
TW (1) | TW524910B (ru) |
WO (1) | WO2001034909A1 (ru) |
ZA (1) | ZA200203518B (ru) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030150575A1 (en) * | 1998-06-04 | 2003-08-14 | Snf Sa | Paper and paperboard production process and corresponding novel retention and drainage aids, and papers and paperboards thus obtained |
US7189776B2 (en) * | 2001-06-12 | 2007-03-13 | Akzo Nobel N.V. | Aqueous composition |
HRP20020430A2 (en) * | 2002-05-17 | 2004-06-30 | Eco Chemicals Anstalt | Ecoret-system for retention in production of paper |
US7482310B1 (en) | 2003-11-12 | 2009-01-27 | Kroff Chemical Company, Inc. | Method of fracturing subterranean formations utilizing emulsions comprising acrylamide copolymers |
US7531600B1 (en) | 2003-11-12 | 2009-05-12 | Kroff Chemical Company | Water-in-oil polymer emulsion containing microparticles |
GB0402470D0 (en) * | 2004-02-04 | 2004-03-10 | Ciba Spec Chem Water Treat Ltd | Production of a fermentation product |
GB0402469D0 (en) * | 2004-02-04 | 2004-03-10 | Ciba Spec Chem Water Treat Ltd | Production of a fermentation product |
FR2869626A3 (fr) | 2004-04-29 | 2005-11-04 | Snf Sas Soc Par Actions Simpli | Procede de fabrication de papier et carton, nouveaux agents de retention et d'egouttage correspondants, et papiers et cartons ainsi obtenus |
US7955473B2 (en) | 2004-12-22 | 2011-06-07 | Akzo Nobel N.V. | Process for the production of paper |
US20060254464A1 (en) * | 2005-05-16 | 2006-11-16 | Akzo Nobel N.V. | Process for the production of paper |
BRPI0614081B1 (pt) * | 2005-05-16 | 2019-02-19 | Akzo Nobel Chemicals International B.V. | Composição auxiliar de drenagem e retenção, uso da composição e processo para produção de papel |
DE102005043800A1 (de) | 2005-09-13 | 2007-03-22 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Papier, Pappe und Karton |
US7981250B2 (en) * | 2006-09-14 | 2011-07-19 | Kemira Oyj | Method for paper processing |
CA2664490A1 (en) | 2006-09-27 | 2008-04-03 | Ciba Holding Inc. | Siliceous composition and its use in papermaking |
GB0702248D0 (en) * | 2007-02-05 | 2007-03-14 | Ciba Sc Holding Ag | Manufacture of Filled Paper |
GB0702249D0 (en) * | 2007-02-05 | 2007-03-14 | Ciba Sc Holding Ag | Manufacture of paper or paperboard |
FI122734B (fi) | 2007-05-21 | 2012-06-15 | Kemira Oyj | Prosessikemikaali käytettäväksi paperin tai kartongin valmistuksessa |
AT508256B1 (de) | 2009-11-13 | 2010-12-15 | Applied Chemicals Handels Gmbh | Verfahren zur herstellung von papier oder dgl. |
CA2858028A1 (en) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | Innventia Ab | System and process for improving paper and paper board |
JP2015533953A (ja) | 2012-10-05 | 2015-11-26 | スペシャリティ ミネラルズ (ミシガン) インコーポレイテッド | 充填材懸濁液および紙の製造におけるその使用 |
JP2015533954A (ja) | 2012-10-05 | 2015-11-26 | スペシャリティ ミネラルズ (ミシガン) インコーポレイテッド | 充填材懸濁液および紙の製造におけるその使用 |
BR112018007308B1 (pt) | 2015-10-12 | 2023-03-07 | Solenis Technologies, L.P. | Método para aumentar o desempenho de drenagem de uma pasta de polpa e produto de papel |
CN108894047A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-27 | 合肥同佑电子科技有限公司 | 一种具有防潮功能的打印纸制备方法 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
US4506062A (en) | 1982-08-09 | 1985-03-19 | Allied Colloids Limited | Inverse suspension polymerization process |
GB8401206D0 (en) | 1984-01-17 | 1984-02-22 | Allied Colloids Ltd | Polymers and aqueous solutions |
SE8403062L (sv) | 1984-06-07 | 1985-12-08 | Eka Ab | Forfarande vid papperstillverkning |
GB8602121D0 (en) | 1986-01-29 | 1986-03-05 | Allied Colloids Ltd | Paper & paper board |
US4643801A (en) * | 1986-02-24 | 1987-02-17 | Nalco Chemical Company | Papermaking aid |
US5171891A (en) | 1987-09-01 | 1992-12-15 | Allied-Signal Inc. | Oxidation of organic compounds having allylic or benzylic carbon atoms in water |
US4795531A (en) | 1987-09-22 | 1989-01-03 | Nalco Chemical Company | Method for dewatering paper |
US4798653A (en) * | 1988-03-08 | 1989-01-17 | Procomp, Inc. | Retention and drainage aid for papermaking |
MX18620A (es) | 1988-12-19 | 1993-10-01 | American Cyanamid Co | Floculante polimerico de alto desempeño, proceso para su preparacion, metodo para la liberacion de agua de un dispersion de solidos suspendidos y metodo de floculacion de una dispersion de solidos suspendidos |
US5167766A (en) | 1990-06-18 | 1992-12-01 | American Cyanamid Company | Charged organic polymer microbeads in paper making process |
DE69120374T3 (de) | 1990-06-11 | 2002-06-06 | Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Ltd., Bradford | Vernetzte, anionische und amphotere Polymer-Mikroperlen |
US5032227A (en) * | 1990-07-03 | 1991-07-16 | Vinings Industries Inc. | Production of paper or paperboard |
EP0499448A1 (en) * | 1991-02-15 | 1992-08-19 | Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited | Production of paper |
US5126014A (en) * | 1991-07-16 | 1992-06-30 | Nalco Chemical Company | Retention and drainage aid for alkaline fine papermaking process |
FR2692292B1 (fr) * | 1992-06-11 | 1994-12-02 | Snf Sa | Procédé de fabrication d'un papier ou d'un carton à rétention améliorée. |
GB9301451D0 (en) * | 1993-01-26 | 1993-03-17 | Allied Colloids Ltd | Production of filled paper |
US5482693A (en) | 1994-03-14 | 1996-01-09 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing water soluble polyaluminosilicates |
US5707494A (en) | 1994-03-14 | 1998-01-13 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing water soluble polyaluminosilicates |
US5584966A (en) * | 1994-04-18 | 1996-12-17 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Paper formation |
SE9504081D0 (sv) * | 1995-11-15 | 1995-11-15 | Eka Nobel Ab | A process for the production of paper |
US6020422A (en) * | 1996-11-15 | 2000-02-01 | Betzdearborn Inc. | Aqueous dispersion polymers |
NZ336427A (en) * | 1996-12-31 | 2001-05-25 | Ciba Spec Chem Water Treat Ltd | Processes of making paper using a branched water soluble anionic polymeric retention aid |
WO1999016708A1 (en) | 1997-09-30 | 1999-04-08 | Nalco Chemical Company | Colloidal borosilicates and their use in the production of paper |
-
2000
- 2000-10-17 TW TW089121641A patent/TW524910B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-11-01 MY MYPI20005113A patent/MY129519A/en unknown
- 2000-11-02 ES ES00974503T patent/ES2213623T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-02 JP JP2001536822A patent/JP3910445B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-11-02 CA CA002388973A patent/CA2388973C/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-02 PT PT00974503T patent/PT1242685E/pt unknown
- 2000-11-02 US US09/704,353 patent/US6395134B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-02 MX MXPA02004588A patent/MXPA02004588A/es active IP Right Grant
- 2000-11-02 CN CNB008153582A patent/CN1268812C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-02 EP EP00974503A patent/EP1242685B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-02 AT AT00974503T patent/ATE259919T1/de active
- 2000-11-02 BR BRPI0015391-5A patent/BR0015391B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-11-02 KR KR1020027005934A patent/KR100602806B1/ko active IP Right Grant
- 2000-11-02 DK DK00974503T patent/DK1242685T3/da active
- 2000-11-02 AU AU12783/01A patent/AU777238B2/en not_active Expired
- 2000-11-02 DE DE60008427T patent/DE60008427T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-02 PL PL354863A patent/PL205751B1/pl unknown
- 2000-11-02 NZ NZ518466A patent/NZ518466A/xx not_active IP Right Cessation
- 2000-11-02 CZ CZ20021576A patent/CZ296593B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2000-11-02 SK SK629-2002A patent/SK285858B6/sk not_active IP Right Cessation
- 2000-11-02 WO PCT/EP2000/010821 patent/WO2001034909A1/en active IP Right Grant
- 2000-11-02 HU HU0203216A patent/HU224323B1/hu active IP Right Grant
- 2000-11-02 RU RU2002113749/04A patent/RU2247184C2/ru active
- 2000-11-06 AR ARP000105843A patent/AR026374A1/es active IP Right Grant
-
2002
- 2002-05-03 ZA ZA200203518A patent/ZA200203518B/en unknown
- 2002-05-07 NO NO20022184A patent/NO333411B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2247184C2 (ru) | Способ изготовления бумаги или картона | |
RU2246566C2 (ru) | Способ изготовления бумаги и картона | |
RU2265097C2 (ru) | Изготовление бумаги и картона | |
RU2247183C2 (ru) | Способ изготовления бумаги и картона | |
RU2247185C2 (ru) | Способ изготовления бумаги и картона |