RU2690362C2 - Упрочняющее вещество, его применение и способ улучшения прочностных свойств бумаги - Google Patents
Упрочняющее вещество, его применение и способ улучшения прочностных свойств бумаги Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690362C2 RU2690362C2 RU2017108901A RU2017108901A RU2690362C2 RU 2690362 C2 RU2690362 C2 RU 2690362C2 RU 2017108901 A RU2017108901 A RU 2017108901A RU 2017108901 A RU2017108901 A RU 2017108901A RU 2690362 C2 RU2690362 C2 RU 2690362C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- component
- substance
- fibrous material
- hardening substance
- paper
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 title claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 15
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 5
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 37
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 28
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 24
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 19
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 18
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 18
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 238000004537 pulping Methods 0.000 claims description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 6
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 claims description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 5
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 claims description 3
- ZWAPMFBHEQZLGK-UHFFFAOYSA-N 5-(dimethylamino)-2-methylidenepentanamide Chemical compound CN(C)CCCC(=C)C(N)=O ZWAPMFBHEQZLGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FLCAEMBIQVZWIF-UHFFFAOYSA-N 6-(dimethylamino)-2-methylhex-2-enamide Chemical compound CN(C)CCCC=C(C)C(N)=O FLCAEMBIQVZWIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 229920001046 Nanocellulose Polymers 0.000 description 4
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 4
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 4
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 3
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 2
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 2
- 240000000907 Musa textilis Species 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 2
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 2
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- FZGFBJMPSHGTRQ-UHFFFAOYSA-M trimethyl(2-prop-2-enoyloxyethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCOC(=O)C=C FZGFBJMPSHGTRQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PUVAFTRIIUSGLK-UHFFFAOYSA-M trimethyl(oxiran-2-ylmethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CC1CO1 PUVAFTRIIUSGLK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C(C)=C JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl prop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C=C DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 1
- 229920000945 Amylopectin Polymers 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 244000146553 Ceiba pentandra Species 0.000 description 1
- 235000003301 Ceiba pentandra Nutrition 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 240000000491 Corchorus aestuans Species 0.000 description 1
- 235000011777 Corchorus aestuans Nutrition 0.000 description 1
- 235000010862 Corchorus capsularis Nutrition 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 244000004281 Eucalyptus maculata Species 0.000 description 1
- 244000299507 Gossypium hirsutum Species 0.000 description 1
- 235000005206 Hibiscus Nutrition 0.000 description 1
- 240000000797 Hibiscus cannabinus Species 0.000 description 1
- 235000007185 Hibiscus lunariifolius Nutrition 0.000 description 1
- 244000284380 Hibiscus rosa sinensis Species 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- GSBKRFGXEJLVMI-UHFFFAOYSA-N Nervonyl carnitine Chemical compound CCC[N+](C)(C)C GSBKRFGXEJLVMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 1
- 244000204900 Talipariti tiliaceum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 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
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- -1 cationic acrylamide derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000012674 dispersion polymerization Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- RRHXZLALVWBDKH-UHFFFAOYSA-M trimethyl-[2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC(=C)C(=O)OCC[N+](C)(C)C RRHXZLALVWBDKH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UZNHKBFIBYXPDV-UHFFFAOYSA-N trimethyl-[3-(2-methylprop-2-enoylamino)propyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC(=C)C(=O)NCCC[N+](C)(C)C UZNHKBFIBYXPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OEIXGLMQZVLOQX-UHFFFAOYSA-N trimethyl-[3-(prop-2-enoylamino)propyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCCNC(=O)C=C OEIXGLMQZVLOQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LTVDFSLWFKLJDQ-UHFFFAOYSA-N α-tocopherolquinone Chemical compound CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)(O)CCC1=C(C)C(=O)C(C)=C(C)C1=O LTVDFSLWFKLJDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- D21H21/14—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 characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/18—Reinforcing agents
-
- 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
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/08—Mechanical or thermomechanical pulp
-
- 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
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
- D21H11/18—Highly hydrated, swollen or fibrillatable fibres
-
- 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
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
- D21H11/20—Chemically or biochemically modified fibres
-
- 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
-
- 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
- D21H17/20—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
- D21H17/49—Condensation polymers of aldehydes or ketones with compounds containing hydrogen bound to nitrogen
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Изобретение относится к упрочняющему веществу для бумаги или картона. Упрочняющее вещество содержит первый компонент и второй компонент. Первый компонент представляет собой измельченные целлюлозные волокна, имеющие степень измельчения, составляющую более чем 70°SR. Второй компонент представляет собой синтетический катионный полимер, имеющий плотность заряда от 0,1 до 2,5 мэкв/г, определяемую при pH 2, и среднюю молекулярную массу, составляющую более чем 300000 г/моль. Синтетический катионный полимер представляет собой сополимер метакриламида или акриламида. Обеспечивается улучшение прочностных свойств бумаги или картона. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Description
Настоящее изобретение предлагает упрочняющее вещество, его применение и способ улучшения прочностных свойств бумаги, картона или аналогичных материалов согласно преамбулам независимых пунктов прилагаемой формулы изобретения.
Синтетические катионные полимеры используются в качестве упрочняющих веществ в производстве бумаги и картона. Как правило, они добавляются в волокнистый материал, где с ними взаимодействуют волокна и другие компоненты материала. Однако согласно наблюдениям, синтетические полимеры имеют ограниченную способность улучшения прочностных свойств конечной бумаги или картона в тех случаях, где в волокнистом материале содержится механическая целлюлоза, восстановленная целлюлоза, и/или присутствует наполнитель в высоком содержании. В целом, в течение последних десятилетий в производстве бумаги и картона увеличивается применение дешевых источников волокон, таких как вторичный гофрированный упаковочный картон или переработанная бумага из макулатуры. Вторичный гофрированный упаковочный картон содержит, главным образом, регенерированные после использования небеленые или беленые сульфатные целлюлозные волокна, лиственные древесные полухимические целлюлозные волокна и/или травяные целлюлозные волокна. Кроме того, в производстве бумаги и картона увеличивается применение минеральных наполнителей. Следовательно, существует постоянная необходимость в поиске новых способов улучшения прочностных свойств бумаги или картона. В частности, существует необходимость в экономичных способах улучшения прочностных свойств бумаги и картона.
Для производства наноцеллюлозы используются разнообразные источники волокон, содержащие целлюлозные структуры, такие как древесная масса, сахарная свекла, сахарный тростник (багасса), конопля, лен, хлопок, манильская пенька (абака), джут, хлопковое дерево (капок) и шелковая нить низкой крутки. Наноцеллюлоза содержит высвобожденные полукристаллические целлюлозные нанофибриллы, имеющие высокое соотношение длины и ширины. Типичные целлюлозные нанофибриллы имеют ширину, составляющую от 5 до 60 нм и длину в интервале от десятков нанометров до нескольких микрометров. Согласно описанию в международной патентной заявке № WO 2013/072550, наноцеллюлоза может использоваться в производстве прокладочной бумаги для целей уменьшения поверхностной плотности и повышения начальной прочности полотна во влажном состоянии. Однако крупномасштабное производство наноцеллюлозы представляет собой более затруднительный процесс, включающий сложную химическую и/или механическую обработку.
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы сократить до минимума или полностью устранить существующие недостатки предшествующего уровня техники.
Еще одна задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить упрочняющее вещество, которое обеспечивает улучшенные прочностные свойства конечной бумаги или картона, и производство которого оказывается упрощенным, в том числе в большом масштабе.
Следующая задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ, посредством которого могут быть улучшены прочностные свойства конечной бумаги или картона.
Эти задачи решаются в рамках настоящего изобретения, имеющего отличительные признаки, представленные ниже в отличительных частях независимых пунктов формулы изобретения.
Некоторые предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Варианты осуществления, примеры и преимущества, которые представлены в данном документе, относятся, насколько это применимо, к способу, упрочняющему веществу, а также применению упрочняющего вещества, даже если это не всегда отмечается особо.
Согласно настоящему изобретению, типичное упрочняющее вещество для бумаги, картона или аналогичных материалов содержит:
- первый компонент, который представляет собой измельченные целлюлозные волокна имеющий степень измельчения, составляющую более чем 70°SR,
- второй компонент, который представляет собой синтетический катионный полимер, имеющий плотность заряда, определяемую при pH 2,7 и составляющую от 0,1 до 2,5 мэкв/г, и среднюю молекулярную массу, составляющую более чем 300000 г/моль.
Согласно настоящему изобретению, типичное применение упрочняющего вещества представляет собой улучшение прочностных свойств бумаги, картона или аналогичных материалов.
Согласно настоящему изобретению, типичный способ улучшения прочностных свойств бумаги, картона или аналогичных материалов включает:
- получение волокнистого материала,
- добавление в волокнистый материал упрочняющего вещества, содержащего первый компонент и второй компонент согласно настоящему изобретению.
В настоящее время неожиданно обнаружено, что прочностные свойства бумаги, картона или аналогичных материалов могут в значительной степени улучшаться посредством упрочняющего вещества, содержащего механически измельченное целлюлозное волокно, имеющее степень измельчения, составляющую более чем 70°SR, и представляющее собой первый компонент, и синтетический катионный полимер, имеющий четко определенную плотность заряда и среднюю молекулярную массу и представляющее собой второй компонент. В частности, стойкость к расслаиванию получаемой бумаги или картона неожиданно повышается посредством применения упрочняющего вещества согласно настоящему изобретению. Без намерения ограничиваться теорией, считается, что измельченные в высокой степени целлюлозные волокна способны эффективно увеличивать относительную площадь соединения между волокнами в структуре бумаги, и в то же время катионный упрочняющий полимер оптимизирует прочность соединения между различными компонентами.
В контексте настоящей заявки сокращение "SR" представляет собой значение Шоппер-Риглера (Schopper-Riegler), которое получается согласно процедуре, описанной в стандарте ISO 5267-1:1999. Значение Шоппер-Риглера представляет собой меру скорости, с которой происходит обезвоживание разбавленной целлюлозной суспензии. Способность осушения целлюлозы определяют длина, состояние поверхности и/или набухание волокон материала. По существу, значение Шоппер-Риглера представляет собой степень механической обработки, которой подвергаются целлюлозные волокна. Чем больше значение Шоппер-Риглера, которое имеет целлюлоза, тем больше степень измельчения волокон, которые содержатся в ней.
Целлюлозные волокна, которые являются подходящими для применения согласно настоящему изобретению в качестве первого компонента упрочняющего вещества, представляют собой лиственные древесные волокна, хвойные древесные волокна или недревесные волокна, источниками которых являются, например, бамбук или кенаф (гибискус коноплевый). Могут присутствовать беленые или небеленые волокна. Предпочтительные волокна представляют собой хвойные древесные волокна, и их источники могут представлять собой сосна, ель или пихта. Целлюлозные волокна производятся посредством сульфатной варки целлюлозы или сульфитной варки целлюлозы, предпочтительно посредством сульфатной варки целлюлозы. После сульфатной варки целлюлозы или сульфитной варки целлюлозы волокна предпочтительно подвергаются исключительно механическому измельчению до тех пор, пока не достигается желательное значение SR. Таким образом, производство целлюлозных волокон, подходящих для применения согласно настоящему изобретению осуществляется относительно легко и просто, и для этого не требуются какие-либо дополнительные устройства или химические реагенты.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, целлюлозные волокна, которые подвергаются механическому измельчению, представляют собой беленые хвойные древесные волокна, получаемые посредством сульфатной варки целлюлозы. Целлюлозные волокна могут иметь средневзвешенную длину выпрямленных волокон, составляющую более чем 1,5 мм, предпочтительно более чем 1,8 мм при исследовании с использованием анализатора KajaaniFibreLab™ от компании Metso, Inc. (Финляндия).
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, целлюлозные волокна, используемые в качестве первого компонента, имеют степень измельчения, составляющую от 70 до 98°SR, предпочтительно от 75 до 90°SR, предпочтительнее от 77 до 87°SR. Было обнаружено, что при таких степенях измельчения оказывается возможным получение эффекта упрочнения, достигаемого при одновременном сохранении используемой для измельчения энергии и способности осушения на приемлемом уровне. Измельченные целлюлозные волокна могут иметь средневзвешенную длину выпрямленных волокон, которая находится в интервале от 0,3 до 2,5 мм, предпочтительно от 0,4 до 2 мм, иногда от 0,3 до 0,8 мм или от 0,4 до 0,7 мм, и/или эти волокна могут иметь ширину в интервале от 5 до 60 мкм, предпочтительно от 10 до 40 мкм. Длина волокон и ширина волокон в случае измельченных волокон измеряются с использованием анализатора KajaaniFibreLab™ от компании Metso, Inc. (Финляндия).
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, второй компонент упрочняющего вещества представляет собой синтетический катионный полимер, в качестве которого выбираются сополимеры метакриламида или акриламида и, по меньшей мере, одного катионного мономера. Синтетический катионный полимер может быть неразветвленным или сшитым, предпочтительно неразветвленным. Катионный мономер может выбираться из группы, которую составляют хлорид метакрилоилоксиэтилтриметиламмония, хлорид акрилоилоксиэтилтриметиламмония, хлорид 3-(метакриламидо)пропилтриметиламмония, хлорид 3-(акрилоиламидо)пропилтриметиламмония, хлорид диаллилдиметиламмония, диметиламиноэтилакрилат, диметиламиноэтилметакрилат, диметиламино-пропилакриламид, диметиламинопропилметакриламид или аналогичные мономеры. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, синтетический катионный полимер представляет собой сополимер акриламида или метакриламида с хлоридом (мет)акрилоилоксиэтилтриметиламмония.
Упрочняющее вещество предпочтительно представляет собой синтетический полимер, который изготавливается посредством полимеризации в растворе или дисперсии.
Плотность заряда синтетического катионного полимера, который используется в качестве второго компонента, предпочтительно оптимизируется таким образом, что оказывается возможным получение максимального эффект упрочнения без избыточного катионирования дзета-потенциала (электрокинетического потенциала) целлюлозных волокон. Синтетический катионный полимер может иметь плотность заряда, составляющую при pH 2,7 от 0,2 до 2,5 мэкв/г, предпочтительно от 0,3 до 1,9 мэкв/г, предпочтительнее от 0,4 до 1,35 мэкв/г, еще предпочтительнее от 1,05 до 1,35 мэкв/г. Плотности заряда измеряются с использованием прибора Mütek PCD 03.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, синтетический катионный полимер, который представляет собой второй компонент, имеет среднюю молекулярную массу, составляющую от 300000 до 6000000 г/моль, предпочтительно от 400000 до 4000000 г/моль, предпочтительнее от 450000 до 2900000 г/моль, еще предпочтительнее от 500000 до 1900000 г/моль, еще предпочтительнее от 500000 до 1450000 г/моль. Молекулярная масса измеряется с использованием известных хроматографических методов, таких как гельпроникающая хроматография, в которой применяются эксклюзионные хроматографические колонки, и для калибровки применяется полиэтиленоксид (ПЭО). Если молекулярная масса полимера, измеряемая методом гельпроникающей хроматографии, превышает 1000000 г/моль, регистрируемая молекулярная масса определяется посредством измерения характеристической вязкости с использованием капиллярного вискозиметра Уббелоде (Ubbelohde).
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, упрочняющее вещество содержит от 70 до 99,8 мас.%, предпочтительно от 90 до 99 мас.% измельченных целлюлозных волокон, которые представляют собой первый компонент, и от 0,5 до 10 мас.%, предпочтительно от 1 до 5 мас.%, синтетического катионного полимера, который представляет собой второй компонент. Эти массовые процентные величины вычисляются по отношению к содержанию сухого упрочняющего вещества.
Упрочняющее вещество может содержать измельченные целлюлозные волокна и синтетический катионный полимер в соотношении, составляющем от 100:1 до 5:1, предпочтительно от 70:1 до 20:1.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления, измельченные целлюлозные волокна и синтетический катионный полимер, представляющие собой первый и второй компонент, смешиваются друг с другом, образуя композицию упрочняющего вещества, прежде чем упрочняющее вещество добавляется в волокнистый материал. В качестве альтернативы, измельченные целлюлозные волокна и синтетический катионный полимер могут добавляться в волокнистый материал раздельно, но одновременно.
Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, первый компонент упрочняющего вещества сначала добавляется в материал, а затем второй компонент упрочняющего вещества добавляется в материал.
Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения, второй компонент упрочняющего вещества сначала добавляется в материал, а затем первый компонент упрочняющего вещества добавляется в материал.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, упрочняющее вещество может, помимо первого и второго компонентов, содержать также катионный или амфотерный крахмал. Катионный или амфотерный крахмал, как правило, имеет степень замещения (СЗ), которая представляет собой число среднее катионных групп в крахмале в расчете на одно глюкозное звено и находится в интервале от 0,01 до 0,5, предпочтительно от 0,04 до 0,3, предпочтительнее от 0,05 до 0,2.
Катионный крахмал может представлять собой любой подходящий катионный крахмал, используемый для изготовления бумаги, причем источником такого крахмала является картофель, рис, кукуруза, кукуруза восковой спелости, пшеница, ячмень или тапиока, и предпочтительно используется кукурузный крахмал или картофельный крахмал. Как правило, содержание амилопектина в крахмале находится в интервале от 65 до 90%, предпочтительно от 70 до 85%. Крахмал может быть катионизирован любым подходящим способом. Предпочтительно крахмал катионизируется посредством использования хлорида 2,3-эпоксипропилтриметиламмония или хлорида 3-хлор-2-гидроксипропилтриметиламмония, причем предпочтительным является хлорид 2,3-эпоксипропилтриметиламмония. Кроме того, оказывается возможным катионизирование крахмала посредством использования катионных производных акриламида, таких как хлорид (3-акриламидопропил)триметиламмония.
Согласно одному варианту осуществления, по меньшей мере, 70 мас.% крахмальных звеньев в катионном крахмале имеют среднюю молекулярную массу (MW), которая составляет более чем 20000000 г/моль, предпочтительно 50000000 г/моль, предпочтительнее 100000000 г/моль.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, компонент катионного крахмала не разлагается, и это означает, что крахмальный компонент модифицируется исключительно посредством катионирования, и его основная цепь не разрушается и не сшивается. Катионный неразложившийся крахмальный компонент имеет природное происхождение.
В качестве дополнения или в качестве альтернативы, упрочняющее вещество может содержать амфотерный крахмал. Амфотерный крахмал одновременно содержит анионные и катионные группы, и его чистый заряд может быть нейтральным, катионным или анионным, предпочтительно катионным.
Упрочняющее вещество может дополнительно содержать поверхностно-активные вещества, соли, наполнители, другие полимеры и/или другие подходящие дополнительные составляющие вещества. Эти дополнительные составляющие вещества могут улучшать эксплуатационные характеристики упрочняющего вещества, его совместимость с другими ингредиентами бумажного производства или его устойчивость при хранении.
Упрочняющее вещество может добавляться в целлюлозу в таком количестве, что доза первого компонента, представляющего собой измельченные целлюлозные волокна, находится в интервале от 0,1 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 8 мас.%, предпочтительнее от 1,5 до 6 мас.%, и доза второго компонента, представляющего собой синтетический катионный полимер, находится в интервале от 0,02 до 0,5 мас.%, предпочтительно от 0,07 до 0,4 мас.%, предпочтительнее от 0,12 до 0,25 мас.% в расчете на сухой волокнистый материал.
Упрочняющее вещество, любые или все из его компонентов добавляются в волокнистый материал до напускного ящика бумагоделательной машины или не позднее чем в напускном ящике бумагоделательной машины.
Предпочтительно упрочняющее вещество, любые или все из его компонентов добавляются в густой волокнистый материал, который имеет консистенцию, составляющую, по меньшей мере, 20 г/л, предпочтительно более чем 25 г/л, предпочтительнее более чем 30 г/л. В контексте настоящего изобретения, термин "волокнистый материал" следует понимать как означающий водную суспензию, в которой содержатся волокна и необязательный неорганический минеральный наполнитель. Конечный продукт, представляющий собой бумагу или картон, который производится из волокнистого материала, может содержать, по меньшей мере, 5%, предпочтительно от 10 до 40%, предпочтительнее от 11 до 19% минерального наполнителя, содержание которого вычисляется как зольность не содержащего покрытия продукта, представляющего собой бумагу или картон. Минеральный наполнитель может представлять собой любой наполнитель, который традиционно используется в производстве бумаги и картона, такой как измельченный карбонат кальция, осажденный карбонат кальция, глина, тальк, гипс, диоксид титана, синтетический силикат, гидроксид алюминия, сульфат бария, оксид магния или любые их смеси.
По меньшей мере, часть волокон в волокнистом материале предпочтительно образуются в результате механической варки целлюлозы, предпочтительно в результате хемотермомеханической варки целлюлозы. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления, волокнистый материал, который подвергается обработке, может содержать более чем 60 мас.% волокон, образующихся в результате механической варки целлюлозы. Согласно некоторым вариантам осуществления, волокнистый материал может содержать более чем 10 мас.% волокон, образующихся в результате химической варки целлюлозы. Согласно одному варианту осуществления, волокнистый материал может содержать менее чем 50 мас.% волокон, образующихся в результате химической варки целлюлозы.
Настоящее изобретение является подходящим для повышения прочности бумаги таких сортов, как суперкаландрированная (СК) бумага, сверхлегкая мелованная (СЛМ) бумага, легкая мелованная (ЛМ) бумага и газетная бумага, но не ограничиваясь ими. Поверхностная плотность конечного бумажного полотна может составлять от 30 до 800 г/м2, как правило, от 30 до 600 г/м2, более типично от 50 до 500 г/м2, предпочтительно от 60 до 300 г/м2, предпочтительнее от 60 до 120 г/м2, еще предпочтительнее от 70 до 100 г/м2.
Кроме того, настоящее изобретение является подходящим для повышения прочности картона, такого как облицовочный картон, гофрированный картон для складных коробок (ГСК), макулатурный мелованный картон (ММК), сплошной беленый сульфатный (СБС) картон, сплошной небеленый сульфатный (СНС) картон или картон для упаковки жидкостей (КУЖ), но не ограничиваясь ими. Картон может иметь поверхностную плотность, составляющую от 70 до 500 г/м2.
Экспериментальная часть
Общий принцип производства отлитых листов с помощью устройства Rapid Kothen для формования отлитых листов заключается в следующем:
Формование листов осуществляется с помощью устройства Rapid Kothen для формования отлитых листов согласно стандарту ISO 5269/2. Волокнистая суспензия разбавляется до консистенции 0,5% водопроводной водой, электропроводность которой доводится с помощью NaCl до уровня 550 мкСм/см в целях соответствия электропроводности фактической технологической воды. Волокнистая суспензия перешивается при постоянной скорости перемешивания, составляющей 1000 об/мин, в резервуаре с помощью пропеллерной мешалки. Упрочняющее вещество согласно настоящему изобретению, предназначенное для улучшения прочностных свойств конечного листа, добавляется в суспензию и перемешивается в течение 60 секунд перед обезвоживанием. Все листы высушиваются в вакуумной сушилке в течение 5 минут при давлении 1000 мбар (0,1 МПа) и температуре 92°C. После высушивания листы подвергаются предварительному кондиционированию в течение 24 часов в условиях температуры 23°C и относительной влажности 50% перед исследованием прочности листов на растяжение.
Для измерения дзета-потенциала волокнистая суспензия разбавляется до консистенции 0,5% водопроводной водой, электропроводность которой доводится с помощью NaCl до уровня 550 мкСм/см в целях соответствия электропроводности фактической технологической воды.
Способы измерения и устройства, используемые для исследования образцов отлитых листов, представлены в таблице 1.
Таблица 1. Измеренные свойства отлитых листов и стандартные методы и устройства, используемые для измерений.
| Измерение | Стандарт, устройство |
| Поверхностная плотность | SO 536, Mettler Toledo |
| Прочность при растяжении | SO 1924-3, измеритель при растяжении Lorentzen & Wettre |
| Стойкость к расслаиванию | T 569, измеритель Huygen Internal Bond |
| Дзета-потенциал | Mütek SZP-06 |
Пример 1
Формование отлитых листов осуществлялось, как описано выше. Поверхностная плотность листов составляла 80 г/м2.
Волокнистая суспензия содержала 50 мас.% длинноволокнистой фракции, в качестве которой присутствовала сосновая сульфатная целлюлоза, имеющая степень измельчения 18°SR, и 50 мас.% коротковолокнистой фракции, в качестве которой присутствовала эвкалиптовая целлюлоза, имеющая степень измельчения 18°SR.
Упрочняющее вещество содержало:
1) первый компонент, в качестве которой присутствовала сосновая сульфатная целлюлоза, имеющая степень измельчения 90°SR; измельчение сосновой сульфатной целлюлозы осуществляли, используя размольный станок Valley, и его содержание составляло 1,64 мас.% в расчете на сухое волокно, и
2) второй компонент, который представлял собой катионный полиакриламид, имеющий среднюю молекулярную массу 800000 г/моль и плотность заряда 1,3 мэкв/г.
Результаты примера 1 представлены в таблице 2. Все дозировки приведены в килограммах на тонну целлюлозы в расчете на активный компонент.
Таблица 2. Результаты примера 1
| Экспериментальная точка | Доза первого компонента | Доза второго компонента | Индекс прочности при растяжении, [Н⋅м/г] | Стойкость к расслаиванию, [Дж/м2] | Дзета-потенциал, [мВ] |
| 1 | - | - | 38,1 | 150 | -91 |
| 2 | 50 | - | 42,1 | 171 | -87 |
| 3 | - | 2 | 44,1 | 228 | -30 |
| 4 | 50 | 1 | 44,3 | 228 | -58 |
| 5 | 50 | 2 | 49,2 | 260 | -33 |
| 6 | 50 | 4 | 48,1 | 258 | 6 |
Из таблицы 2 можно видеть, что упрочняющее вещество согласно настоящему изобретению, содержащее одновременно измельченные целлюлозные волокна и синтетический катионный полимер, улучшает значения индекса прочности при растяжении и стойкости к расслаиванию получаемой бумаги. Кроме того, видно, что когда используется упрочняющее вещество, синтетический катионный полимер в меньшем количестве обеспечивает такие же результаты, как используемый в чистом виде синтетический катионный полимер в большем количестве. Это может свидетельствовать о том, что посредством применения настоящего изобретения можно использовать синтетические катионные полимеры в меньшем количестве, что производит общее положительное воздействие на экономичность процесса, поскольку синтетические полимеры, как правило, представляют собой дорогостоящие компоненты в производстве бумаги или картона.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на варианты осуществления, которые в настоящее время считаются наиболее практичными и предпочтительными, следует понимать, что настоящее изобретение не должно ограничиваться вариантами осуществления, которые описываются выше, но настоящее изобретение предназначается также для распространения на различные модификации и эквивалентные технические решения в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.
Claims (21)
1. Упрочняющее вещество для бумаги или картона, причем вещество образовано путем смешивания первого компонента со вторым компонентом перед добавлением упрочняющего вещества к волокнистому материалу или вещество представляет собой комбинацию, образованную раздельным, но одновременным добавлением первого компонента и второго компонента к волокнистому материалу, причем упрочняющее вещество содержит:
- первый компонент, который представляет собой механически измельченные целлюлозные волокна, имеющие степень измельчения, составляющую более чем 70°SR,
- второй компонент, который представляет собой синтетический катионный полимер, который представляет собой сополимер метакриламида или акриламида и по меньшей мере одного катионного мономера и имеет плотность заряда, определяемую при pH 2,7 и составляющую от 0,1 до 2,5 мэкв/г, и среднюю молекулярную массу, составляющую более чем 300000 г/моль.
2. Упрочняющее вещество по п. 1, отличающееся тем, что целлюлозные волокна имеют степень измельчения, составляющую от 70 до 98°SR, предпочтительно от 75 до 90°SR, предпочтительнее от 77 до 87°SR.
3. Упрочняющее вещество по п. 1 или 2, отличающееся тем, что первый компонент составляют целлюлозные волокна, которые получаются посредством сульфатной варки целлюлозы и которые подвергаются исключительно механическому измельчению.
4. Упрочняющее вещество по п. 1 или 2, отличающееся тем, что целлюлозные волокна представляют собой беленые хвойные древесные волокна, получаемые посредством сульфатной варки целлюлозы.
5. Упрочняющее вещество по п. 1 или 2, отличающееся тем, что синтетический катионный полимер имеет плотность заряда, составляющую от 0,2 до 2,5 мэкв/г, предпочтительно от 0,3 до 1,9 мэкв/г, предпочтительнее от 0,4 до 1,35 мэкв/г.
6. Упрочняющее вещество по п. 1 или 2, отличающееся тем, что синтетический катионный полимер имеет среднюю молекулярную массу, составляющую от 300000 до 6000000 г/моль, предпочтительно от 400000 до 4000000 г/моль, предпочтительнее от 500000 до 1900000 г/моль.
7. Упрочняющее вещество по п. 1, отличающееся тем, что катионный мономер выбирается из группы, которую составляют хлорид метакрилоилоксиэтилтриметиламмония, хлорид акрилоилоксиэтилтриметиламмония, хлорид 3-(метакриламидо)пропилтриметиламмония, хлорид 3-(акрилоиламидо)пропилтриметиламмония, диаллилдиметиламмония хлорид, диметиламиноэтилакрилат, диметиламиноэтилметакрилат, диметиламинопропилакриламид и диметиламинопропилметакриламид.
8. Упрочняющее вещество по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит катионный или амфотерный крахмал, у которого степень замещения находится в интервале от 0,01 до 0,5, предпочтительно от 0,04 до 0,3, предпочтительнее от 0,05 до 0,2.
9. Упрочняющее вещество по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оно содержит от 70 до 99,8 мас.%, предпочтительно от 90 до 99 мас.% измельченных целлюлозных волокон и от 0,5 до 10 мас.%, предпочтительно от 1 до 5 мас.% синтетического катионного полимера.
10. Упрочняющее вещество по п. 1 или 2, отличающееся тем, что упрочняющее вещество содержит измельченные целлюлозные волокна и синтетический катионный полимер в соотношении, составляющем от 100:1 до 5:1, предпочтительно от 70:1 до 20:1.
11. Применение упрочняющего вещества по пп. 1-10 для улучшения прочностных свойств бумаги или картона.
12. Применение по п. 11, отличающееся тем, что упрочняющее вещество добавляется в целлюлозу в таком количестве, что доза первого компонента находится в интервале от 0,1 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 8 мас.%, предпочтительнее от 1,5 до 6 мас.%, и доза второго компонента находится в интервале от 0,02 до 0,5 мас.%, предпочтительно от 0,07 до 0,4 мас.%, предпочтительнее от 0,12 до 0,25 мас.% в расчете на сухой волокнистый материал.
13. Способ улучшения прочностных свойств бумаги или картона, включающий:
- получение волокнистого материала,
- добавление в волокнистый материал упрочняющего вещества, содержащего первый компонент, который представляет собой механически измельченные целлюлозные волокна, имеющие степень измельчения, составляющую более чем 70 оSR, и второй компонент, который представляет собой синтетический катионный полимер, который представляет собой сополимер метакриламида или акриламида и по меньшей мере одного катионного мономера и имеет плотность заряда, определяемую при pH 2,7 и составляющую от 0,1 до 2,5 мэкв/г, и среднюю молекулярную массу, составляющую более чем 300000 г/моль, причем первый и второй компоненты смешивают вместе с образованием упрочняющего вещества, перед добавлением упрочняющего вещества к волокнистому материалу первый и второй компоненты добавляют к волокнистому материалу раздельно, но одновременно.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что волокнистый материал содержит минеральный наполнитель.
15. Способ по п. 13 или 14, отличающийся добавлением в материал первого компонента упрочняющего вещества, а затем второго компонента упрочняющего вещества.
16. Способ по п. 13 или 14, отличающийся добавлением в материал второго компонента упрочняющего вещества, а затем первого компонента упрочняющего вещества.
17. Способ по п. 13 или 14, отличающийся добавлением упрочняющего вещества или какого-либо из его компонентов в густой волокнистый материал, который имеет консистенцию, составляющую по меньшей мере 20 г/л, предпочтительно более чем 25 г/л, предпочтительнее более чем 30 г/л.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20145728 | 2014-08-18 | ||
| FI20145728A FI127348B (en) | 2014-08-18 | 2014-08-18 | Strength substance, its use and method for increasing strength properties of paper |
| PCT/FI2015/050533 WO2016027006A1 (en) | 2014-08-18 | 2015-08-18 | Strength agent, its use and method for increasing strength properties of paper |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017108901A RU2017108901A (ru) | 2018-09-20 |
| RU2017108901A3 RU2017108901A3 (ru) | 2019-01-22 |
| RU2690362C2 true RU2690362C2 (ru) | 2019-05-31 |
Family
ID=54012238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017108901A RU2690362C2 (ru) | 2014-08-18 | 2015-08-18 | Упрочняющее вещество, его применение и способ улучшения прочностных свойств бумаги |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10273634B2 (ru) |
| EP (1) | EP3183388B1 (ru) |
| JP (1) | JP6616400B2 (ru) |
| KR (1) | KR20170043510A (ru) |
| CN (1) | CN106574444B (ru) |
| AU (1) | AU2015305047B2 (ru) |
| BR (1) | BR112017002733B1 (ru) |
| CA (1) | CA2957694C (ru) |
| ES (1) | ES2776404T3 (ru) |
| FI (1) | FI127348B (ru) |
| PL (1) | PL3183388T3 (ru) |
| PT (1) | PT3183388T (ru) |
| RU (1) | RU2690362C2 (ru) |
| WO (1) | WO2016027006A1 (ru) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI127348B (en) * | 2014-08-18 | 2018-04-13 | Kemira Oyj | Strength substance, its use and method for increasing strength properties of paper |
| MX2017006716A (es) | 2014-11-24 | 2018-03-21 | First Quality Tissue Llc | Papel tisu suave producido usando una tela estructurada y prensado energetico eficiente. |
| FI20146134A (fi) * | 2014-12-22 | 2016-06-23 | Kemira Oyj | Menetelmä lomittaisen polymeeriverkkomateriaalin valmistamiseksi, valmistettu tuote ja tuotteen käyttö |
| FI127284B (en) | 2015-12-15 | 2018-03-15 | Kemira Oyj | Process for making paper, cardboard or equivalent |
| FI130254B (en) * | 2016-02-03 | 2023-05-11 | Kemira Oyj | METHOD FOR PREPARATION OF MICROFIBRILLATED CELLULOSE AND PRODUCT |
| ES2667544T3 (es) | 2016-05-20 | 2018-05-11 | Kemira Oyj | Método y sistema de tratamiento para la fabricación de papel |
| KR102131297B1 (ko) * | 2018-02-28 | 2020-07-07 | 경상대학교산학협력단 | 고분자전해질을 이용한 지력증강제용 나노셀룰로오스의 제조 방법 |
| FI20185272A1 (en) | 2018-03-22 | 2019-09-23 | Kemira Oyj | The dry strength composition, its use, and the method of making paper, board or the like |
| US11401660B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-08-02 | Eastman Chemical Company | Broke composition of matter |
| US11332888B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-05-17 | Eastman Chemical Company | Paper composition cellulose and cellulose ester for improved texturing |
| US11466408B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-10-11 | Eastman Chemical Company | Highly absorbent articles |
| US11421385B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-08-23 | Eastman Chemical Company | Soft wipe comprising cellulose acetate |
| US11441267B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-09-13 | Eastman Chemical Company | Refining to a desirable freeness |
| US11230811B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-01-25 | Eastman Chemical Company | Recycle bale comprising cellulose ester |
| US11525215B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-12-13 | Eastman Chemical Company | Cellulose and cellulose ester film |
| US11414791B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-08-16 | Eastman Chemical Company | Recycled deinked sheet articles |
| US11421387B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-08-23 | Eastman Chemical Company | Tissue product comprising cellulose acetate |
| US11313081B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-04-26 | Eastman Chemical Company | Beverage filtration article |
| US11512433B2 (en) * | 2018-08-23 | 2022-11-29 | Eastman Chemical Company | Composition of matter feed to a head box |
| US11286619B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-03-29 | Eastman Chemical Company | Bale of virgin cellulose and cellulose ester |
| US11332885B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-05-17 | Eastman Chemical Company | Water removal between wire and wet press of a paper mill process |
| US11408128B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-08-09 | Eastman Chemical Company | Sheet with high sizing acceptance |
| US11390996B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-07-19 | Eastman Chemical Company | Elongated tubular articles from wet-laid webs |
| US11420784B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-08-23 | Eastman Chemical Company | Food packaging articles |
| US11390991B2 (en) * | 2018-08-23 | 2022-07-19 | Eastman Chemical Company | Addition of cellulose esters to a paper mill without substantial modifications |
| US11306433B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-04-19 | Eastman Chemical Company | Composition of matter effluent from refiner of a wet laid process |
| US11492756B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-11-08 | Eastman Chemical Company | Paper press process with high hydrolic pressure |
| US11414818B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-08-16 | Eastman Chemical Company | Dewatering in paper making process |
| US11530516B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-12-20 | Eastman Chemical Company | Composition of matter in a pre-refiner blend zone |
| US11492757B2 (en) * | 2018-08-23 | 2022-11-08 | Eastman Chemical Company | Composition of matter in a post-refiner blend zone |
| US11299854B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-04-12 | Eastman Chemical Company | Paper product articles |
| US11339537B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-05-24 | Eastman Chemical Company | Paper bag |
| US11479919B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-10-25 | Eastman Chemical Company | Molded articles from a fiber slurry |
| US11401659B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-08-02 | Eastman Chemical Company | Process to produce a paper article comprising cellulose fibers and a staple fiber |
| US11492755B2 (en) | 2018-08-23 | 2022-11-08 | Eastman Chemical Company | Waste recycle composition |
| US11639579B2 (en) | 2018-08-23 | 2023-05-02 | Eastman Chemical Company | Recycle pulp comprising cellulose acetate |
| EP3662767A1 (en) * | 2018-12-07 | 2020-06-10 | SWM Luxembourg S.à.R.L. | Paper sheet and method of making it |
| SE543552C2 (en) * | 2019-07-04 | 2021-03-23 | Stora Enso Oyj | Refined cellulose fiber composition |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2040618C1 (ru) * | 1988-10-03 | 1995-07-25 | Геркулес Инкорпорейтед | Способ изготовления бумаги |
| EP1433898A1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-06-30 | SCA Hygiene Products GmbH | Soft and strong tissue paper or non-woven webs from highly refined cellulosic fibres |
| EP1835075A1 (en) * | 2006-03-17 | 2007-09-19 | Weyerhaeuser Company | Method for making plies for paperboard |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6228217B1 (en) | 1995-01-13 | 2001-05-08 | Hercules Incorporated | Strength of paper made from pulp containing surface active, carboxyl compounds |
| US6419789B1 (en) * | 1996-10-11 | 2002-07-16 | Fort James Corporation | Method of making a non compacted paper web containing refined long fiber using a charge controlled headbox and a single ply towel made by the process |
| WO2002025013A1 (en) | 2000-09-20 | 2002-03-28 | Akzo Nobel N.V. | A process for the production of paper |
| US20060213630A1 (en) * | 2005-03-22 | 2006-09-28 | Bunker Daniel T | Method for making a low density multi-ply paperboard with high internal bond strength |
| EP1918455A1 (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-07 | M-real Oyj | Method of producing paper and board |
| EP1936032A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-25 | Akzo Nobel N.V. | Method of producing a paper product |
| JP5217240B2 (ja) * | 2007-05-21 | 2013-06-19 | 星光Ｐｍｃ株式会社 | 紙用添加剤およびそれを使用した製紙方法 |
| JP5155716B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2013-03-06 | 日本製紙株式会社 | 印刷用塗工原紙及び塗工紙の製造方法 |
| EP2288750B1 (de) | 2008-05-15 | 2012-09-05 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von papier, pappe und karton mit hoher trockenfestigkeit |
| WO2010089334A1 (de) * | 2009-02-05 | 2010-08-12 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von papier, pappe und karton mit hoher trockenfestigkeit |
| FI124724B (fi) | 2009-02-13 | 2014-12-31 | Upm Kymmene Oyj | Menetelmä muokatun selluloosan valmistamiseksi |
| US8647470B2 (en) * | 2009-10-20 | 2014-02-11 | Basf Se | Method for producing paper, paperboard and cardboard having high dry strength |
| WO2011057044A2 (en) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | Hercules Incorporated | Surface application of polymers and polymer mixtures to improve paper strength |
| SE535014C2 (sv) * | 2009-12-03 | 2012-03-13 | Stora Enso Oyj | En pappers eller kartongprodukt och en process för tillverkning av en pappers eller kartongprodukt |
| SE1050985A1 (sv) * | 2010-09-22 | 2012-03-23 | Stora Enso Oyj | En pappers eller kartongprodukt och en process förtillverkning av en pappers eller en kartongprodukt |
| JP2012162814A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Oji Paper Co Ltd | セルロース繊維シート |
| JP2012214943A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-11-08 | Harima Chemicals Inc | 紙または板紙の抄造方法およびその方法で抄造した紙または板紙 |
| FI124832B (fi) | 2011-11-15 | 2015-02-13 | Upm Kymmene Corp | Paperituote sekä menetelmä ja järjestelmä paperituotteen valmistamiseksi |
| FI124234B (en) | 2012-03-23 | 2014-05-15 | Kemira Oyj | Process for dissolving cationic starch, papermaking agent and its use |
| CN103865075B (zh) | 2014-03-04 | 2016-09-28 | 康吉诺（北京）科技有限公司 | 一种杂臂星型聚丙烯酰胺的制备方法及应用 |
| FI127348B (en) * | 2014-08-18 | 2018-04-13 | Kemira Oyj | Strength substance, its use and method for increasing strength properties of paper |
-
2014
- 2014-08-18 FI FI20145728A patent/FI127348B/en active IP Right Grant
-
2015
- 2015-08-18 AU AU2015305047A patent/AU2015305047B2/en not_active Ceased
- 2015-08-18 CA CA2957694A patent/CA2957694C/en active Active
- 2015-08-18 EP EP15756676.1A patent/EP3183388B1/en active Active
- 2015-08-18 US US15/505,086 patent/US10273634B2/en active Active
- 2015-08-18 PL PL15756676T patent/PL3183388T3/pl unknown
- 2015-08-18 JP JP2017509665A patent/JP6616400B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2015-08-18 WO PCT/FI2015/050533 patent/WO2016027006A1/en active Application Filing
- 2015-08-18 CN CN201580043917.2A patent/CN106574444B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2015-08-18 BR BR112017002733-0A patent/BR112017002733B1/pt active IP Right Grant
- 2015-08-18 KR KR1020177002753A patent/KR20170043510A/ko unknown
- 2015-08-18 ES ES15756676T patent/ES2776404T3/es active Active
- 2015-08-18 PT PT157566761T patent/PT3183388T/pt unknown
- 2015-08-18 RU RU2017108901A patent/RU2690362C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2040618C1 (ru) * | 1988-10-03 | 1995-07-25 | Геркулес Инкорпорейтед | Способ изготовления бумаги |
| EP1433898A1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-06-30 | SCA Hygiene Products GmbH | Soft and strong tissue paper or non-woven webs from highly refined cellulosic fibres |
| EP1835075A1 (en) * | 2006-03-17 | 2007-09-19 | Weyerhaeuser Company | Method for making plies for paperboard |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017108901A (ru) | 2018-09-20 |
| PT3183388T (pt) | 2020-04-06 |
| WO2016027006A1 (en) | 2016-02-25 |
| JP2017530264A (ja) | 2017-10-12 |
| CN106574444A (zh) | 2017-04-19 |
| PL3183388T3 (pl) | 2020-06-29 |
| RU2017108901A3 (ru) | 2019-01-22 |
| AU2015305047A1 (en) | 2017-03-09 |
| AU2015305047B2 (en) | 2018-11-08 |
| FI127348B (en) | 2018-04-13 |
| US10273634B2 (en) | 2019-04-30 |
| ES2776404T3 (es) | 2020-07-30 |
| BR112017002733B1 (pt) | 2022-05-10 |
| KR20170043510A (ko) | 2017-04-21 |
| EP3183388B1 (en) | 2020-01-01 |
| EP3183388A1 (en) | 2017-06-28 |
| CA2957694C (en) | 2023-03-21 |
| CA2957694A1 (en) | 2016-02-25 |
| BR112017002733A2 (pt) | 2017-12-19 |
| JP6616400B2 (ja) | 2019-12-04 |
| US20170268176A1 (en) | 2017-09-21 |
| CN106574444B (zh) | 2019-10-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2690362C2 (ru) | Упрочняющее вещество, его применение и способ улучшения прочностных свойств бумаги | |
| ES2925893T3 (es) | Método para producir papel, cartón o similares | |
| US11214927B2 (en) | Method for increasing the strength properties of a paper or board product | |
| TWI729217B (zh) | 乾強組成物、其用途及增加紙張、紙板或其類似物的強度性質之方法 | |
| FI125714B (en) | Process for the treatment of fiber pulp for the manufacture of paper, cardboard or the like and product | |
| CN111886381B (zh) | 干强度组合物、其用途及用于制造纸、板等的方法 | |
| JPH026683A (ja) | 紙及び板紙の製造 | |
| Kasmani et al. | Effect of nano-cellulose on the improvement of the properties of paper newspaper produced from chemi-mechanical pulping | |
| US10767317B2 (en) | Method and treatment system for making of paper | |
| WO2013050436A1 (en) | Paper and board production | |
| Ren et al. | Sorption of two kinds of hemicellulosic derivatives onto spruce bleached kraft pulp fibres and masson pine thermo-mechanical pulp | |
| BR112020017529B1 (pt) | Método para fabricação de um papelão de múltiplas camadas, papelão de múltiplas camadas e composição para uso na fabricação de papelão de múltiplas camadas | |
| BR112020017529A2 (pt) | Método para fabricação de um papelão de múltiplas camadas, papelão de múltiplas camadas e composição para uso na fabricação de papelão de múltiplas camadas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200819 |