SE1300158A1 - In-Line-framställning av kiseldioxid för retentionsändamål - Google Patents

Abstract

2014-08-11 Sammandrag Foreliggande uppfinning avser en "in-line" framstallningsmetod for aft tillhandahalla ett kiseldioxid-baserat retensionsmedel in i ett vatskeflode av en pappersmassarnald och in i den korta cirkulationen i en pappersmaskin. Metoden innefattar tillforsel av ett silikat och ett surt medel in i en del av den totala maiden, vilken del innefattar mikrofibrillerad cellulosa och/eller nanofibrillerad polysackarid. Metoden forbatrar retensionsegenskaperna hos det salunda framstallda retensionsmedlet.

Description

IN-LINE-FRAMSTALLNING AV KISELDIOXID FOR RETENTIONSANDAMAL Tekniskt omrade Det foreliggande dokumentet hanfor sig till ett forfarande for in-line- framstallning for en pappers- och kartongtillverkningsprocess och for samtidig leverans av atminstone ett tillsatsmedel till maldsuspensionen hos en papperseller kartongmaskin for bildning av ett retentionsmedel.

Bakgrund Kiseldioxid anvands, antingen ensam eller tillsammans med en ytterligare komponent, ofta som en retentionskemikalie eller ett retentionsmedel f6r att halla kvar finmaterial, i huvudsak losta kolloidala substanser, kemikalier, finpartiklar och fyllmedelmedelspartiklar, vid tillverkning av papper eller kartong. Kiseldioxid kan tillverkas pa manga sat sasom dialys, elektrodialys, neutralisering, peptisering, medan ett vanligt kommersiellt sat ar genom jonbyte av natriummetasilikat, med det allmanna namnet natriumsilikat (Na2S3), som aven är kant som vattenglas. Aven andra metoder beskrivs i litteraturen, t.ex. att behandla vattenglas med syror, varefter kiseldioxiden bildas i en tank eller behallare.

Dessa konventionella tekniker har dock vissa nackdelar. Fastsubstanshalten hos fardiggjorda kolloidala kiseldioxidprodukter är till exempel mycket lag, vilket resulterar i dyra och miljoovanliga transporter av produkten till pappers-/kartongfabrikerna och ett stOrre CO2-avtryck. Ett annat problem relaterat till framstallningen av kolloidal kiseldioxid ar att processen maste optimeras for att astadkomma en stabil produkt som inte sedimenterar eller flockulerar, vilket kan paverka den kolloidala kiseldioxidens prestanda. Aven in situ-forfarandena har vissa nackdelar.

Det finns saledes ett behov av en ny process for att framstalla och tillsatta denna retentionskemikalie till pappers- eller kartongframstallningsprocessen.

Sammanfattning Ett syfte med den foreliggande uppfinningen ar att tillhandahalla ett forbattrat forfarande for inmatning av retentionskemikaliebildande tillsatsmedel i den korta cirkulationen hos en maskin for formning av en fiberbana.

Den fOreliggande uppfinningen visar ett forfarande for in-line-framstallning for tillhandahallande av ett retentionsmedel i ett maldsuspensionsflode och i 2 den korta cirkulationen hos en pappersmaskin, varvid forfarandet innefattar stegen: att tillhandahglla ett maldsuspensionsflOcle, samt att inmata Stminstone ett tillsatsmedel I namnda maldsuspensionsflode, varvid namnda retentionsmedel bildas direkt i namnda maldsuspension.

Det Stminstone ena tillsatsmedlet kan tillsattas till maldsuspensionen t.ex. som ett vatskeflode.

Retentionsmedlet som tillhandahglls genom forfarandet enligt uppfinningen kan ytterligare forbattra styrningen av avvattningshastigheten och darefter styrkeegenskaperna hos papperet.

Genom detta farfarande tillhandahglls ett satt fOr att bilda ett retentionsmedel direkt i maldsuspensionen. Darmed avskaffas behovet av att transportera t.ex. en fardiggjord losning av ett retentionsmedel och retentionsmedlet kan darfor bildas pg ett mycket kostnadseffektivt sat.

Eftersom retentionsmedlet bildas direkt i maldsuspensionen kan det dessutom vidhafta mycket snabbt och effektivt vid finpartiklarna, eller fyllmedlet i maldsuspensionen och foljaktligen kan en effektivare verkan uppngs.

Forfarandet enligt uppfinningen mojliggor dessutom frannstallning av ett retentionssystem som är ornajligt eller svgrt att tillhandahglla med existerande metoder, eftersom kravet log kolloidal stabilitet hos systemet inte är sg hogt jamfort med existerande forfaranden. I forfarandet enligt uppfinningen kan kolloidal instabilitet till och med vara av fOrdel och forbattra retentionsegenskaperna.

Tv g eller flera tillsatsmedel kan inmatas i maldsuspensionen och reagera med varandra for att bilda retentionsmedlet eller initiera eller framja bildningen av retentionsmedlet.

Retentionsmedlet är foretradesvis ett kiseldioxidbaserat retentionsmedel. Det kiseldioxidbaserade retentionsmedlet kan t.ex. vara kiseldioxid eller en blandprodukt av denna. Det kiseldioxidbaserade retentionsmedlet foreligger foretradesvis i en kolloidal form, mest fordelaktigt i form av nanopartiklar. Till skillnad frgn en fardiggjord kolloidal losning som rngste vara stabil under veckor och mgnader mojliggor den foreliggande uppfinningen anvandning av en snabbflockande kiseldioxidpartikel som ytterligare forbattrar retentionen av finpartiklar och kolloidala substanser.

Forfarandet kan innefatta att tillsatta kiselsyra till maldsuspensionen, vilken kiselsyra polymeriseras vidare till kolloidal kiseldioxid i maldsuspensionen. 3 I en annan utforingsform innefattar forfarandet att tillsatta ett forsta och ett andra tillsatsmedel till en maldsuspension, varvid det kiseldioxidbaserade retentionsmedlet bildas direkt i namnda maldsuspension och varvid namnda forsta tillsatsmedel ãr ett silikat och namnda andra tillsatsmedel ãr ett suit medium.

Silikatet kan vara t.ex. ett vattenlosligt silikat, sgsom natriumsilikat, kalciumsilikat, kaliumsilikat eller magnesiumsilikat.

Det sura mediet kan t.ex. innefatta vilket som heist av mineralsyror, sgsom svavelsyror, fosforsyror, saltsyror, sura metallsalter och/eller koldioxid.

Alternativt, eller dessutom, kan det sura mediet innefatta ett metallsalt eller en polyvalent metalljon, ett suit salt, sgsom ammoniumsulfat, aluminiumsulfat, polyaluminiumnitrat och/eller polyaluminiumklorid. Nar man behandlar natriumsilikat med ett suit medium som innefattar polyaluminiumklorid bildas polyaluminiumsilikat. Polyaluminiumsilikatet som bildas darigenom är kraftigt laddat, vilket forbattrar retentionsegenskaperna hos retentionsmedlet.

Det sura mediet kan inmatas i maiden i ett eller flera (t.ex. tvg) steg.

Den initiala surgoringen av silikatet ger kiselsyra (Si(OH)4). Darefter polymeriseras denna kiselsyra, den akar i molekylstorlek och bildar miceller av polymeriserad kiselsyra med en stark negativ laddning. Denna polymerisation kan styras genom att reglera pH eller genom att reglera koncentrationen av salter som finns narvarande under polymerisation. Vid ett pH under 7 bildas kiseldioxidgeler. Vid neutralt pH eller vid ett pH over 7 bildas kiseldioxidsoler. Enligt den foreliggande uppfinningen är det foredraget att kiseldioxidsoler bildas och clad& är ett polymerisations-pH riggot over 7, t.ex. over 7,5, fOredraget.

I en utforingsform inmatas namnda fOrsta och andra tillsatsmedel samtidigt i maldsuspensionen. Detta betyder att t.ex. natriumsilikatet och det sura mediet inmatas samtidigt, t.ex. med en doseringsutrustning eller ett munstycke, i maldsuspensionen, dar kiseldioxiden bildas i maldsuspensionen. I 30 enlighet med denna utforingsform kan kiselsyra bildas redan i doseringsutrustningen, men den slutliga polymerisationen till kolloidal kiseldioxid kan aga rum i maldsuspensionen. P detta sat kan risken minskas for oonskade reaktioner mellan det fOrsta eller andra tillsatsmedlet och andra komponenter eller medel i maiden. Dessutom kan missfargning/gulning av fibrerna undvikas. I en annan utfOringsform kan namnda fOrsta tillsatsmedel inmatas i maiden forst och namnda andra tillsatsmedel kan inmatas i maiden vasentligen omedelbart efter namnda fOrsta tillsatsmedel. Pg detta satt kan risken minskas for oonskade reaktioner mellan det sura mediet och andra 4 medel, t.ex. med fyllnnedel sgsom kalciumkarbonat. Det andra tillsatsmedlet (t.ex. syran) kan inmatas i maiden i ett eller flera steg omedelbart efter tillsatsen av namnda forsta tillsatsmedel.

I annu en annan utforingsform inmatas namnda andra tillsatsmedel i maiden forst, i ett eller flera steg, medan namnda forsta tillsatsmedel inmatas i maiden vasentligen omedelbart efter tillsatsen av namnda andra tillsatsmedel. Pg detta sat kan missfargning eller gulning av fibrerna undvikas.

Inmatningen av tillsatsmedlet eller tillsatsmedlen i maldsuspensionsflOdet och i den korta cirkulationen kan utforas genom insprutning. I en utforingsform kan tillsatsmedlen inmatas samtidigt genom insprutning. I en annan utforingsform kan tillsatsmedlen inmatas separat genom insprutning.

Insprutningenavtillsatsmedletellertillsatsmedlen maldsuspensionsflbdet kan utforas frgn ett eller flera munstycken i en riktning vasentligen tvarggende mot riktningen far vatskefloclet och med en flOdeshastighet som är hogre an den hos maldsuspensionsflodet. Insprutningen kan sgledes utforas med apparater som de som visas i W02011/110744. Maldsuspensionsflodet kan innefatta gtminstone en av foljande komponenter: suspension av nyfibermassa (Igngfibermassa, kortfibermassa, mekanisk massa, kemimekanisk massa, kemisk massa, mikrofibermassa, nanofibermassa), suspension av gtervunnen massa (returfibermassa, rejekt, fiberfraktion frgn fibergtervinningsfiltret), suspension av tillsatsmedel och filtrat innehgllande fast substans.

Bgde det forsta och andra tillsatsmedlet kan inmatas i namnda maldsuspension som vatskefloden. Det andra tillsatsmedlet, dvs. neutraliseringskemikalien, kan aven insprutas i form av en gas. VatskeflOclet som innefattar namnda forsta tillsatsmedel kan innefatta ytterligare tillsatsmedel som optimerar laddningen och/eller partikelstorleken hos retentionsmedlet som bildas. Sgdana ytterligare tillsatsmedel kan vara t.ex. tensider, alkoholer, icke-joniska karnbildningsmedel, amfotara och/eller katjoniska foreningar.

Retentionsmedlet kan bildas i maldsuspensionen i narvaro av mikrofibrillerad cellulosa (MFC) och/eller nanofibrillerad polysackarid. Nar polymerisationen till kolloidal kiseldioxid ager rum i narvaro av MFC och/eller nanofibrillerad polysackarid kan det kiseldioxidbaserade retentionsmedlet som bildas bilda komplex med MFC:n som har forbattrade retentions- och avvattningsegenskaper. MFC:n och/eller den nanofibrillerade polysackariden kan t.ex. inmatas (t.ex. genom insprutning) i maldsuspensionen separat, men i omedelbar narhet av inmatningen av vattenglaset och det sura mediet.

Alternativt kan MFC:n och/eller den nanofibrillerade polysackariden inmatas (t.ex. genom insprutning) i maldsuspensionen tillsammans med inmatningen av vattenglaset. I denna utforingsform kan MFC:n och/eller den nanofibrillerade polysackariden blandas med vattenglaset fore insprutningen i ett pappersframstallningsmaldflOde. Enligt annu en annan utforingsform kan MFC:n och/ellerdennanofibrilleradepolysackaridentillhandahgllasi pappersframstallningsmaldflodet och vattenglaset och det sura mediet kan inmatas separat eller samtidigt genom insprutning. mom ramen for uppfinningen omfattar termen "nanofibrillerad polysackarid" bakteriell cellulose eller nanocellulosa spunnen med antingen traditionella spinntekniker eller med elektrostatisk spinning. I dessa fall är materialet foretradesvis en polysackarid, men ãr inte begransat enbart till en polysackarid. En polysackarid kan vara t.ex. starkelse, protein, cellulosaderivat, hemicellulosor, etc.

Aven mikrofibrillerad cellulose (MFC), sgsom definierad mere detaljerat nedan, omfattas av denna definition.

Ter-men "mikrofibrillerad cellulose" (MFC) är even kand som nanocellulosa. Denna är ett material som typiskt tillverkas av cellulosafibrer frgn ved, bgde av lovvedsfiber eller barrvedsfiber. Den kan 8ven framstallas frgn mikrobiella kallor, agrikulturella fibrer sgsom massa frgn vetehalm, bambu eller andra icke- vedfiberkallor. I mikrofibrillerad cellulose har de enskilda mikrofibrillerna losgjorts helt eller delvis frgn varandra. En mikrofibrillerad cellulosafibrill ar normalt mycket tunn (r-20 nm) och langden ligger ofta mellan 100 nm och 10 pm. Mikrofibrillerna kan dock aven vara langre, till exempel mellan 10-200 pm, men langder om anda upp till 2000 pm kan pgtraffas beroende pg bred langdfordelning. Fibrer som har fibrillerats och som har mikrofibriller pg ytan och mikrofibriller som har separerats och befinner sig i en vattenfas av en suspension omfattas av definitionen MFC.

Dessutom omfattas cellulosananokristaller, mikrokristallin cellulose (MCC), nanokristallin cellulose (NCC) eller regenererade cellulosafibrer och partiklar ocksg av definitionen MFC.

Fibrillerna kan even vara polymerbelagda fibriller, dvs. en fibrill som är antingen kemiskt eller fysikaliskt modifierad.

I en utforingsform av uppfinningen kan en katjonisk forening sgsom en katjonisk polymer, t.ex. katjonisk starkelse, inmatas i maldsuspensionen efter att namnda f6rsta och andra tillsatsmedel her inmatats i maldsuspensionen. Tillsatsen av en katjonisk f6rening forbattrar inblandningen av retentionsmedlet som bildas i maldsuspensionen. Den katjoniska foreningen kan inmatas i 6 maldsuspensionsflodet genom insprutning pg samma sat som det forsta och andra tillsatsmedlet kan insprutas i maldsuspensionen.

I annu en annan utforingsform av uppfinningen är maldsuspensionsflOdet som behandlas i enlighet med uppfinningen bara en del av hela pappersframstallningsmalden. Denna forsta del kan t.ex. innefatta 0,1-10 vikt- %, 0,1-1 vikt-% eller 1-vikt-% av hela pappersframstallningsmalden. Det forsta och andra tillsatsmedlet kan t.ex. tillsattas till en fOrsta maldsuspension, vilken forsta maldsuspension kan blandas med en andra maldsuspension innan den fors till pappersmaskinen. Ovannamnda forsta del kan t.ex. innefatta MFC och/eller nanofibrillerad polysackarid, medan namnda andra del kan innefatta de langsta fibrerna som finns narvarande i maiden.

Kortfattad beskrivning av ritningarna UtfOringsformer av den foreliggande losningen kommer nu att beskrivas, genom exempel, med hanvisning till de bilagda schematiska ritningarna.

Fig. 1 visar schematiskt en uppstallning av en kort cirkulationen enligt en utforingsform av uppfinningen.

Figurerna 2a-b visar schematiskt en uppstallning av en kort cirkulation enligt en alternativ utforingsform av uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av utforingsformer Med "in-line-framstallning" avses att retentionsmedlet gtminstone delvis bildas direkt i pappersframstallningsmaldflodet, i stallet for att framstallas separat frgn pappersframstallningsprocessen.

Olika typer av doseringssystem som kan anvandas i anslutning till uppfinningen visas i t.ex. W020111/110744, US2007258316, W00225012, US2007258315 och US20080011788.

Enligt uppfinningen tillhandahglls ett forfarande for in-line-framstallning dar tillsatsmedel, sgsom natriumsilikat och ett surt medium, inmatas i den korta cirkulationen hos pappersmaskinen, dvs. i fiberbanan eller pappersframstallningsmalden. Nar ett kiseldioxidbaserat retentionsmedel bildas I enlighet med uppfinningen kan reaktionen mellan syran och silikatet for att bilda kiselsyra sgval som den fortsatta polymerisationen till kolloidal kiseldioxid ske i maldsuspensionen. Alternativt, men aven inom ramen for uppfinningen, kan kiselsyra bildas redan i doseringsutrustningen, men polymerisationen kan slutforas i maldsuspensionen. 7 Tillsatsmedlen kan inmatas separat eller vasentligen samtidigt i pappersframstallningsmaldflodet.

Vad som avses med "vasentligen samtidigt" kan variera sgsom beskrivet nedan, i detta sammanhang ska det dock forstgs som om tillsatsmedlen inmatas i maldsuspensionsflodet pg ett sgdant sat att t.ex. kiseldioxid kan bildas, direkt i maldsuspensionen.

Nar tvg eller flera tillsatsmedel inmatas i den korta cirkulationen far dessa foretradesvis reagera med varandra, eller ett av tillsatsmedlen far initiera eller framja polymerisationen av det andra, vilket innebar att de inmatas i den korta cirkulationen pg ett sat som sorjer for att tillsatsmedlen reagerar.

Detta mojliggor ett helt nytt satt att tillhandahglla retentionsmedlet, sgsom kiseldioxid eller en blandprodukt av denna, i exempelvis en fiberbana i en pappersframstallningsprocess.

I en utforingsform av den foreliggande uppfinningen inmatas, sgsom visas i fig. 1, tvg tillsatsmedel, ett forsta Al och ett andra A2 sgdant, samtidigt i den korta cirkulationen och maldsuspensionen i pappersmaskinen, dvs. samma doseringsutrustning anvands far bgda tillsatsmedlen Al, A2. I denna utforingsform bildas retentionsmedlet, sgsom kiseldioxid, i maldsuspensionen S. I figurerna fors bakvattnet F till t.ex. en blandningstank eller filtrattank 1, till vilkenolikafiberkomponenterforsforberedningav pappersframstallningsmalden S. Fran anordningar fors gtminstone en av suspension av nyfibermassa (langfibermassa, kortfibermassa, mekanisk massa, kemimekanisk massa, kemisk massa, mikrofibermassa, nanofibermassa), suspension av gtervunnen massa (returfibermassa, rejekt, fiberfraktion frgn fibergtervinningsfiltret), regenererad cellulosa, dissolvingmassa, suspension av tillsatsmedel och filtrat innehgllande fast substans till blandningstanken 1 och darifran in i korta cirkulationen hos pappersmaskinen.

Suspensionen kan med en blandningspump ledas ft-an blandningstanken till en virvelrenare, dar tyngre partiklar avskiljs. Acceptet frgn virvelreningen fortsatter till en gasavskiljningstank, dar luft och/eller andra gaser avlagsnas frgn pappersframstallningsmalden. Pappersframstallningsmalden transporteras darefter till en matarpump for inloppsladan, som pumpar pappersframstallningsmalden till en sg kallad inloppsladesil, dar stora partiklar avskiljs frgn pappersframstallningsmalden. Acceptfraktionen fors till pappersmaskinen genom dennas inloppslada. Den korta cirkulationen hos fiberbanemaskiner som producerar mindre kravande slutprodukter kan dock sakna en virvelrenare, gasavskiljare och/eller inloppslada. 8 I en alternativ utforingsform, som visas i figurerna 2a och 2b, inmatas eller insprutas de fOrsta Al och andra A2 tillsatsmedlen separat, dvs. tvg doseringsenheter kan anvandas. Fig. 2a visar situationen dar det forsta tillsatsmedlet Al, som kan vara natriumsilikat, tillsatts fore det andra tillsatsmedlet A2, som kan vara det sura mediet. Fig. 2b visar den motsatta situationen dar det andra tillsatsmedlet A2, som kan vara det sura mediet, inmatas i maldsuspensionen fore inmatningen eller insprutningen av det forsta tillsatsmedlet Al, som kan vara natriumsilikat. I dessa utforingsformer bildas kiseldioxiden vasentligen direkt vid insprutnings- eller inmatningspunkten for det sista av de tvg tillsatsmedlen och i maldsuspensionen. Insprutnings- eller inmatningspunkten for tillsatsmedlet eller tillsatsmedlen kan vara vilken punkt som heist i den korta cirkulationen, men i vissa fall kan insprutningspunkten ligga fore virvelreningsanlaggningen (ej visad). Det forsta tillsatsmedlet kan insprutas pg trycksidan av virvelrenaren och det andra tillsatsmedlet kan insprutas nggra meter efter att koldioxiden har lost sig i samma rOr. Det är dock tankbart att bildningen av retentionsmedlet skulle kunna aga rum narmare inloppsIgdan, eller att avstgridet mellan insprutningsmunstyckena är mycket litet och i realiteten insprutar tillsatsmedlen pg samma stalle i den korta cirkulationen. Detta beror pg kraven pg slutprodukten och pappersmaskinens konstruktion.

Enligt uppfinningen tillhandahglls ett forfarande for in-line-framstallning dar tillsatsmedel, s5som vattenglas och det sura mediet etc., inmatas i den korta cirkulationen hos pappersmaskinen, dvs. i fiberbanan eller pappersframstallningsmalden. Den punkt eller de punkter dar insprutningen ager rum bildar sgledes en "reaktionszon for retentionsmedel".

I EP1219344 B1 visas ett forfarande och en apparat som passar sarskilt val for homogen tillsats av en kemikalie eller ett tillsatsmedel i vatskeform till ett vatskefliide. I detta forfarande anvands ett blandningsmunstycke och kemikalien i vatskeform inmatas i blandningsmunstycket och en andra vatska fors in i samma blandningsmunstycke, sg att tillsatsmedlet och den andra vatskan bringas i forbindelse med varandra vasentligen samtidigt som kemikalien, tillsammans med den andra vatskan eller det andra tillsatsmedlet, strommar ut ur blandningsmunstycket med hog hastighet in i processvatskan och detta tvarggende mot processvatskeflodet i flodeskanalen. Kemikalien och den andra vatskan kan utmatas direkt i fibersuspensionen som strommar mot inloppsIgdan hos pappersmaskinen. Den andra vatskan kan vara en cirkulationsvatska frgn pappersprocessen, shorn bakvatten, eller kan vara farskvatten beroende log kraven pg kemikalien i vatskeform som ska tillsattas 9 till fiberflodet. Flodeshastigheten frgn blandningsmunstycket kan vara omkring fern Alger flodeshastigheten hos fibersuspensionen i vilken kemikalien och den andra vatskan utmatas. Genom att anvanda denna typ av snabb tillsats av tillsatsmedlen som bildar retentionsmedlet tillhandahglls ett kostnadseffektivt sat for tillsats av retentionsmedlet.

Retentionsmedlet som bildas genom forfarandet enligt uppfinningen kan vara ett kiseldioxidbaserat retentionsmedel. Detta kiseldioxidbaserade retentionsmedel kan bildas genom reaktion mellan ett silikat, t.ex. natriumsilikat, samt en syra, varvid kiselsyra initialt bildas. Denna kiselsyra polymeriseras till en kolloidal kiseldioxid, vars egenskaper beror pg de reaktionsmedier som tillhandahglls. Om pH ligger under 7, eller om salter finns narvarande i maldsuspensionen, bildas kiseldioxidgeler. Om pH är neutralt eller over 7 och inga salter finns narvarande bildas dock kiseldioxidsoler. Den kolloidala kiseldioxidens form kan foljaktligen styras med pH och/eller tillsats eller avlagsnande av salter. I en utforingsform av den foreliggande uppfinningen är silikatet ett saltfritt silikat, dvs. inga salter tillsatts tillsammans med silikatet. P detta sat genomfOrs reaktionen och polymerisationen av kiseldioxid i ett saltfritt medium, varigenom kiseldioxidsoler kan bildas.

Om namnda polymerisation sker i narvaro av polymerer, fibrer, mineraler eller andra joner kan ett blandmaterial som innefattar kiseldioxid bildas.

I en foredragen form av uppfinningen är silikatet ett natriumsilikat. Natriumsilikatet och det sura mediet kan tillsattas samtidigt till maldsuspensionen. Alternativt tillsatts antingen vattenglaset eller det sura mediet forst till maldsuspensionen och efter tillsats av det andra tillsatsmedlet, dvs. surt medium respektive vattenglas, kan det kiseldioxidbaserade retentionsmedlet bildas direkt i maldsuspensionen.

Det sura mediet kan vara en mineralsyra, ett surt metallsalt eller koldioxid.

Det sura mediet som anvands i den foreliggande uppfinningen kan vara vilket som heist av mineralsyror, sgsom svavelsyra, sura metallsalter och koldioxid, men kan aven vara vilket annat suit medium som heist som är lampligt for bildning av retentionsmedlet.

Det sura mediet kan dessutom vara ett surt salt, sgsom t.ex. ammoniumsulfat,aluminiumsulfat,polyaluminiumnitrateller polyaluminiumklorid.

Beroende pg det sura medium som anvands bildas olika typer av kiseldioxidbaserade retentionsmedel. Om exempelvis polyaluminiumklorid anvands bildas ett aluminiumsilikat som är kraftigt laddat och som darfor forbattrar retentionsegenskaperna hos medlet.

I en annan utforingsform av uppfinningen kan det kiseldioxidbaserade retentionsmedlet bildas i maldsuspensionen genom hydrolys av ortosilikat (TEOS) i narvaro av etanol och ammoniak (t.ex. ammoniumhydroxid). I enlighet med denna utforingsform tillsatts TEOS, etanol och ammoniak separat eller samtidigt till maldsuspensionen. Detta ger upphov till sfariska, monodispergerade kiseldioxidpartiklar.

Nar ett kiseldioxidbaserat retentionsmedel ska bildas tillsatts det sura mediet och det vattenlOsliga silikatet (t.ex. natriumsilikat) foretr6desvis vid sgclana koncentrationer att huvudandelen av natriumsilikatet neutraliseras och omvandlas till kolloidala partiklar. Efter att det kiseldioxidbaserade retentionsmedlet har bildats kommer medlet att ha ungefar samma pH som maldsuspensionen, normalt omkring 7,5-10. Det sura mediet och det vattenlosliga silikatet tillsatts fOretradesvis som utspadda vattenlosningar, foretradesvis som 1:50-utspadningar, for att undvika gelbildning.

Det kiseldioxidbaserade retentionsmedlet som bildas genom fiirfarandet enligt uppfinningen kan innefatta kolloidala partiklar med sfariska diametrar mellan 2-100 nm. I vissa utforingsformer kan partiklarna dock vara storre an 100 nm, anda upp till 0,1, eller till och med 10 pm.

Claims (15)

PATENTKRAV 1. Forfarande fOr in-line-framstallning for tillhandahgllande av ett kiseldioxidbaserat retentionsmedel i ett maldsuspensionsflode och i den korta cirkulationen hos en pappers- eller kartongmaskin, varvid forfarandet innefattar stegen:

1. att tillhandahglla ett maldsuspensionsflOde, samt 2. att inmata gtminstone ett silikat och ett suit medium i nemnda maldsuspensionsflocle, varvid namnda retentionsmedel bildas direkt i nemnda maldsuspension; varvid namnda maldsuspensionsflode utgor en fOrsta del av hela pappersframstallningsmalden, vilken forsta del innefattar mikrofibrillerad cellulosa och/eller nanofibrillerad polysackarid.

2. Forfarande enligt patentkrav 1, varvid det sura mediet innefattar vilket som helst av mineralsyror, sura metallsalter och koldioxid.

3. Forfarande enligt patentkrav 1, varvid det sura mediet innefattar ett surt salt, sgsom ammoniumsulfat, aluminiumsulfat, polyaluminiumnitrat eller polyaluminiumklorid.

4. FOrfarande enligt nhot av patentkraven 1 - 3, varvid silikat och surt medium inmatas samtidigt i maldsuspensionen.

5. Forfarande enligt patentkrav 1 - 4, varvid namnda silkat inmatas i maiden forst och namnda sura medium inmatas i maiden vasentligen omedelbart efter namnda silikat.

6. Forfarande enligt patentkrav 1 - 4, varvid namnda sura medium inmatas i maiden f6rst och namnda silikat inmatas i maiden vasentligen omedelbart after namnda sura medium.

7. FOrfarande enligt !Algot av de foreggende patentkraven, varvid inmatningen i maldsuspensionsflodet och i den korta cirkulationen utfors genom insprutning av det gtminstone ena tillsatsmedlet i vatskefloclet. 12

8. FOrfarande enligt nggot av patentkraven 1-7, varvid silikatet och det sura mediet inmatas samtidigt genom insprutning.

9. FOrfarande enligt riggot av patentkraven 1-7, varvid silikatet och det sura mediet inmatas separat genom insprutning.

10. Forfarande enligt riggot avpatentkraven 7 - 9, varvid insprutningen i maldsuspensionsflodet utfors frgn ett eller flera munstycken i en riktning vasentligen tvarggende mot riktningen for vatskeflodet och med en flodeshastighet som är hogre an den hos maldsuspensionsfloclet.

11. Forfarande enligt nggot av de foregSende patentkraven, varvid maldsuspensionsflodet innefattar gtminstone en av foljande komponenter: suspension av nyfibermassa (Igngfibermassa, kortfibermassa, mekanisk massa, kemimekanisk massa, kemisk massa, mikrofibermassa, nanofibermassa), suspension av gtervunnen massa (returfibermassa, rejekt, fiberfraktion frgn fibergtervinningsfiltret), suspension av tillsatsmedel och filtrat innehgllande fast substans.

12. Forfarande enligt nggot av patentkravenl-11, varvid det silikatetinmatas i namnda maldsuspension som ett vatskeflode.

13. Forfarande enligt patentkrav 12, varvid namnda vatskeflode, forutom namndasilikat, innefattar ytterligare tillsatsmedel som optimerar laddningen och/eller partikelstorleken hos kiseldioxiden som bildas.

14. Forfarande enligt nhot av patentkraven 1-13, varvid namnda retentionsmedel bildas i narvaro av mikrofibrillerad cellulosa och/eller nanofibrillerad polysackarid.

15. FOrfarande enligt riggot av patentkraven 1-14, varvid forfarandet dessutom innefattar att inmata en katjonisk f6rening i maldsuspensionen efter att namnda silikat och sura medium har inmatats i maldsuspensionen. 11L qj.i --j.,2,b