SE467627B - Saett vid framstaellning av papper - Google Patents

Description

467 627 10 15 20 25 30 35 2 vattningen äger rum i närvaro av en anjonisk oorganisk kolloid, ett aluminat och en katjonisk syntetisk polymer.

De tre komponenterna kan satsas till fibermälden i godtycklig ordning. Bästa effekten erhålles om aluminatet sättes till mälden först, varefter den katjonisk syntetiska polymeren och därefter den anjoniska oorganiska kolloiden tillsättes. Betydande förbättring i jämförelse med känd teknik erhålles även om den anjoniska oorganiska kolloiden sätts till mälden först, följt av den katjoniska polymeren och aluminatet i godtycklig ordning. Separat tillsats av de tre respektive komponenterna föredrages även om möjlighet finnes att förblanda två av komponenterna före tillsatsen.

Såsom katjoniska syntetiska polymerer lämpar sig enligt uppfinningen sådana katjoniska, organiska kväve- innehållande polymerer vilka utnyttjas inom papperstillverkning som retentionsmedel och/eller våt- styrkemedel. Speciellt lämpliga är katjoniska polyakrylami- der, polyetyleniminer, polyamin- och polyamidoaminhartser etc. Polyaminhartser och polyamidoaminhartser utnyttjas lämpligen i epiklorhydrinmodifierad form. Andra katjoniska syntetiska polymerer som kan utnyttjas är de katjoniska melamin-formaldehyd och urea-formaldehyd våtstyrkehartser- na. Mängden katjonisk syntetisk polymer bör ligga inom intervallet från 0,01 till 3 viktprocent, företrädesvis från 0,03 till 2 viktprocent, räknat på torra fibrer och eventuellt fyiimedei. ' De insatta anjoniska oorganiska kolloiderna är tidig- are kända för användning vid pappersframställning. Som exempel på normalt sådana kan' nämnas titanylsulfatsoler, silikasoler eller montmorillonit, bentonit, aluminiummodifierade aluminiumsilikatsoler. silikasoler, Som uttrycken kolloid och kolloidal anger, avses mycket små partiklar av Partiklarna bör ha en specifik yta överstigande ca 50m2/g och lämpligen över l00m2/g. Silikabaserade kolloider föredrages som anjonisk oorganisk kolloid. de anjoniska oorganiska medlen. silikabaserade kolloider är de silikasoler med täta kolloidala partiklar som beskrives i Speciellt lämpliga 10 l5 20 25 30 35 467 627 vilket införlivas som 3 41056, och de aluminiuminnehållande det europeiska patentet referens i denna ansökan, silikasoler som beskrives 0218674, vilken likaledes kolloidala silikan företrädesvis ha en specifik yta av so-looo m2/g och ännu hellre ce ioo-1ooo m2/g, varvid de bästa resultaten har observerats, när den 300-700 m2/g. Det har konstate- rats, att de kolloidala silikapartiklarna bör ha en medel- i den europeiska patentansökan införlivas som referens. Den i dessa soler bör specifika ytan varit ca partikelstorlek under 20 nm och företrädesvis av från ca 10 ned till ca 1 nm (en kolloidal silikapartikel med en specifik yta av ca 550 m2/g motsvarar en medelpartikelstor- lek av ca 5 nm). Goda resultat erhålles vid användning av de angivna silikasolerna i form av en alkalistabiliserad sol, som innehåller ca 2-60 vikt% Si02, företrädesvis ca 4- 30 vikt% Si02. Silikasolen kan stabiliseras med ett alkali i ett molförhållande Si02:M2O av från i0:l till 300:l, företrädesvis 1s=1 till 1oo=1 (M är ' K, Li och NH4). ovan erhålles mycket goda resultat vid användning av kolloidala partiklar, som har åtminstone ett ytskikt av aluminiumsilikat eller aluminium- modifierad ytgrupper innehåller kisel- och aluminiumatomer i ett förhållande av från 9,5:0,5 till 7,5:2,5 storlekar en jon ur gruppen Na, Som nämnts silikasol, så att partiklarnas och angivna ytor och partikel- avser även dessa silikasoler. Silikasoler, som uppfyller de ovan angivna specifikationerna är kommersiellt tillgängliga, t ex från Eka Nobel AB.

Mängden anjonisk kolloid som tillföres mälden bör ligga inom intervallet< från 0,005 till 2 viktprocent, företrädesvis från 0,01 till 0,4 viktprocent, räknat på torra cellulosafibrer och eventuellt fyllmedel. Koncentra- tionen av kolloid, företrädesvis kolloidal silika, i den sol som tillföres mälden är ej kritisk. Ur praktisk syn- punkt är det lämpligt att solerna vid dosering till mälden har en koncentration av från 0,05 till 5,0 viktprocent.

Med aluminat avses alkalimetallaluminat som i välkänt för vid hydrofobering med tallharts. sig är användning inom papperstillverkning, speciellt Företrädesvis utnyttjas 467 10 15 20 25 30 35 627 4 , natriumaluminat (Na2Al2O4), men givetvis kan även kalium- aluminat användas även om det är kostnadsmässigt mindre fördelaktigt. Mängden aluminat kan variera inom vida gränser. Tillsatsen av aluminat till mälden göres lämpligen i form av vattenlösningar där koncentrationen ej är kritisk utan avpassas med hänsyn till praktiska skäl. Enligt uppfinningen har det visat sig att redan mycket små mängder aluminat, i förhållande till mängden anjonisk oorganisk kolloid ger betydande förbättringar av avvattningseffekten.

Förbättring erhålles vid ett viktförhållande \aluminat, räknat som Al2O3, till oorganisk kolloid av 0,01:1. Den övre gränsen är inte kritisk. Inga nämnvärda förbättringar erhålles dock då förhållandet aluminat till oorganisk kolloid överstiger 3:1. Lämpligen ligger förhållandet från 0,02:l till l,5:l, företrädesvis från 0,05:l till 0,7:1.

Angivna förhållanden alla viktförhållandet mellan aluminat, räknat som AIZO3, och den oorganiska kolloiden.

Den förbättrade retentions- och avvattningseffekten med systemet enligt uppfinningen erhålles över ett brett pH intervall hos mälden. pH kan ligga inom området från ca 4 till ca 10. pH ligger lämpligen över 5 och helst inom intervallet från 6 till 9. Om önskat pH ej uppnås genom tillsatsen av aluminatlösningen, som i sig är alkalisk, kan mäldens pH justeras genom tillsats av exempelvis natrium- hydroxid. Om alkaliskt buffrande fyllmedel användes, såsom krita, uppnås normalt lämpligt pH utan justeringar. Andra fyllmedel än krita kan naturligtvis användas, men då måste man tillse att pH gränserna.

Vid pappersframställning enligt uppfinningen, kan ingå mineralfyllmedel aVSeI' i mälden hålls inom de ovan angivna av vanliga typer, t ex kaolin, titandioxid, gips, krita och talk. Uttrycket "mineral- fyllmedel" användes här för att förutom dessa fyllmedel inbegripa även wollastonit och glasfibrer och även mine- raliska lågdensitetsfyllmedel Mineralfyllmedlet tillsättes vanligtvis i vattenslurry i de vanliga koncentrationer, som användes fyllmedel. Eventuellt kan fyllmedlet behandlas såsom expanderad perlit. form av en för sådana *fi fa 10 15 20 25 30 35 5 467 627 före tillsatsen till mälden med komponenter av avvattnings- och retentionssystemet enligt uppfinningen, t ex genom behandling med den katjoniska syntetiska polymeren och aluminatet eller den oorganiska anjoniska kolloiden, varefter den resterande komponenten sättes till mälden.

Trekomponentsystemet enligt uppfinningen kan ut- nyttjas vid framställning av papper från olika typer av mäldar av cellulosainnehållande innehålla Mäldarna bör viktprocent cellulosainnehållande fibrer. Trekomponentsystemet kan till exempel utnyttjas för mäldar av fibrer från kemisk massa, sulfitmassa, termomekanisk raffinörmassa eller slipmassa från såväl löv- som barrved. Det kan givetvis även utnyttjas för mäldar av returfibrer.

Förfarandet enligt uppfinningen kan genomföras på i sig känt sätt och med övriga kända tillsatser till fiber- mälden, såsom hydrofoberingmedel etc.

Uppfinningen belyses närmare i fibrer. minst 50 såsom sulfat- och massa, följande utförings- exempel, där delar och procent avser viktdelar och viktpro- cent, såvida inget annat anges.

Exempel l I följande försök har avvattningseffekten undersökts medelst en vilket av avvattningsförmåga "Canadian Freeness är den Tester", vanliga metoden för karakterisering enligt SCAN-C 21:65.

Mälden var baserad på blekt björk/tallsulfatmassa (60:40) och innehöll 30 viktprocent krita. 8,5 och dess CSF var 300 ml.

I tabellen kemikalietill- satserna hänför sig till ton torrt mäldsystem (fibrer + fyllmedel). Den anjoniska kolloiden utgjordes av en alkali- stabiliserad silikasol med en yta av 500 m2/g. Den kat- joniska syntetiska polymeren var en katjonisk polyakrylamid såld av Allied Colloids under namnet Percol 292. Natriumaluminatet tillsattes i form av Mäldens pH var redovisade mängder för med medelhög katjonicitet en 0,025%-ig vattenlösning och angivna mängder aluminat är uttryckta som kg Al2O3. till Kemikalietillsatserna gjordes 1 liter utspädd 467 627 10 15 20 25 30 '35 6 mäld (ca 0,3%-ig) med intervall av 15 sekunder under omrörning i ordningen aluminat, katjonisk polymer, oor- ganisk kolloid. Den flockade mälden överfördes till free- ness apparaturen och mätningar gjordes 15 sekunder efter sista tillsatsen. Det vatten som uppsamlas är ett mått på avvattningsförmågan och i ml Canadian Standard Freeness (CSE). Det vatten som erhölls i försöken med utnyttjande av de tre komponenterna var mycket klart och anges detta visar att även en god retentionseffekt av finfiber- - material till flockarna erhålles.

Försök Al2O3 Katj. polymer Anj. kolloid CSF nr kg/t kg/t ' kg/t m1 1 - - - 300 2 - 0,3 S - 370 3 - 0,6 - 305 4 - 0,9 - 390 5 0,15 - ' - 290 6 0,15 0,3 - 350 1 - _ 1,0 295 s 0,15 - 1,0 290 9 - 0,3 0,5 420 10 - 0,3 1,0 430 11 - 0,3 1,5 440 12 0,015 0,3 0,5 495 13 0,15 0,3 1,0 520 14 0,225 0,3 1,5 515 15 - 0,6 0,5 425 16 - 0,6 1,0 490 11 - 0,6 1,5 510 10 0,075 0,6 0,5 495 19 0,15 0,6 1,0 570 20 0,225 0,6 1,5 505 Som framgår ger användning av även mycket små mängder av aluminat en väsentligt förbättrad avvattningsförmåga för systemet katjonisk polymer och anjonisk kolloid. Motsva- rande effekt av aluminat uppträder ej om den utnyttjas i kombination med, enbart katjonisk polymer eller enbart anjonisk kolloid. 10 15 20 25 30 35 467 627 Exempel 2 Detta exempel överensstämde helt med exempel 1 med enda skillnaden att andra katjoniska syntetiska polymerer utnyttjades. Dessa utgjordes av A) ett epiklorhydrin modifierat polyamidoaminharts sålt av Hercules Inc. under namnet Kymene 557 H och B) ett modifierat polyaminharts sålt av Hercules Inc. under namnet Delfloc-50.

Försök A1203 Katj. polymer Anj. kolloid CSF nr kg/t typ; kg/t kg/t ml 1 - - - 300 2 - A; 0,6 - 305 3 - A; 1,2 - 315 4 - A; I - 315 5 - A; 1,2 0,5 325 6 - A; , , 330 7 - A; , , 310 8 0,075 A; ,2 , 360 9 0,15 A; ,2 , 390 10 0,225 A; ,2 , 410 ll 0,30 A; 1,2 2, 395 12 - B; 1,2 - 290 13 - B; , , 280 14 0,225 B; 1,2 1,5 335 Exempel 3 I detta försök utnyttjades en slipmassemäld som ej innehöll fyllmedel. Mälden hade försatts med 0,5 g/l av Na2SO4.l0H20 för att ge jonstyrka motsvarande den som förekommer i praktiken. Den katjoniska polymeren utgjordes av samma polyakrylamid 'som i kolloiden utgjordes Exempel 1. Den anjoniska 15% alkali- stabiliserad, silikasol där de kolloidala partiklarnas yta var modifierad med 9% Al atomer och partiklarnas yta var 500 mz/g. Tillsatsordningen var natriumaluminat, katjonisk polymer följt av anjonisk kolloid. Försök gjordes dels vid ett mäld pH av 6 dels vid ett pH av 7,5 där pH justerats med utspädd HZSO4 respektive utspädd NaOH. av aluminiummodifierad, 467 627 10 15 20 25 30 35 8 Försök Al203 Katj. polymer Anj. kolloid CSF nr kg/t kg/t kg/t ml BH 6,0 ¶ 1 - - - 120 2 - 0,3 - 190 3 - 0,6 - 220 4 - 0 0,9 _ 245 5 - , - 250 6 - 0,6 0,5 275 7 - 0,6 1,0 0 305 8 - 0,6 1,5 300 9 0,075 0,6 0,5 325 10 0,15 0,6 1,0 _ 345 ll 0,225 0,6 1,5 350 EH 7,5 12 - 0,6 - 220 13 _ 0,6 0,5 245 14 - 0,6 1,0 210 15 - 0,6 1,5 275 16 0,075 0,6 0,5 295 17 0,15 0,6 1,0 325 18 0,225 0,6 1,5 340 19 - 0,9 1,5 310 20 0,225 0,9 1,5 370 Exemgel 4 I dessa försök utnyttjades liksom i Exempel 3 en slipmassemäld med tillsats av 0,5 g/l Na2SO4.l0 H20.

Mäldens pH var 6.5 och de tillsatta kemikalierna var natriumaluminat, en katjonisk polyetylenimin såld av BASF under namnet Polymin SK och en anjonisk kolloid som utgjor- des av en bentonit kolloid vilken hade specifik yta i vatten av ca 400 till 800 m2/g.

Försök Al203 Katj. polymer Anj. kolloid CSE nr kg/t kg/t kg/t } ml 1 _ _ - 120 2 - 0,3 _ 175 3 - 0,6 _ 230 4 - 0,9 - _ 300 467 627 9 Försök Al203 Katj. polymer Anj. koll-eid CSF nr kg/t kg/t kg/t ml 5 - 1,2 - 310 6 - 0,6 , 260 7 - 0,6 , 280 8 - 0,9 , 340 9 0,075 0,6 0, 295 10 0,15 0,6 l, 335 ll 0,15 0,9 l, 390

Claims (8)

467 627 10 15 20 25 30 35 10 Patentkrav

1. Sätt vid framställning av papper genom formning och avvattning av en suspension av cellulosainnehållande k ä n n e t e c k n a t formningen och avvattningen fibrer på en vira, därav, att äger rum i närvaro av en anjonisk oorganisk kolloid som utgöres av montmorillonit, bentonit, en titanylsulfatsol, en modifierad silikasol, en aluminium- aluminiumsilikatsol, med anjonisk oorganisk kolloid som utgöres av en polymer kiselsyra med en specifik yta av lägst 1050 m2/g, ett aluminat och ett katjoniskt, kväveinnehållande, syn- tetiskt polymert retentions- och/eller våtstyrkemedel.

2. Sätt enligt krav 1, därav, att kolloiden är en silika partiklar silikasol eller en undantag av k ä n n e t e c k n a t sol, en silika sol med åtminstone ett ytskikt av aluminium- silikat eller en aluminiummodifierad silikasol.

3. Sätt enligt k ä n n e t e c k n a t därav, att kolloidens partikelstorlek är högst 20nm.

4. Sätt enligt krav l, därav, att det katjoniska, vilka har krav 2, k ä n n e t e c k n a t kväveinnehållande, syntetiska polymera retentions- eller våtstyrkemedlet utgöres av en katjonisk polyakrylamid, polyetylenimin, polyamin eller polyamidoamin.

5. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e- t e c k n a t därav, att att aluminatet sättes till fibersuspensionen före den anjoniska oorganiska kolloiden och det katjoniska polymera retentions- eller våtstyrkemed- let.

6. Sätt enligt något k ä n n et e c k n a t därav, ganisk kolloid ligger inom viktprocent, räknat på torra medel. av krav 1, 2 eller 3, att mängden anjonisk oor- intervallet från 0,005 till 2 fibrer och eventuella fyll-

7. Sätt t e c k n a t retentions- enligt något av krav l eller 4, k ä n n e- därav, att mängden katjoniskt polymert våtstyrkemedel ligger inom intervallet från 0,01 till 3 viktprocent, räknat på torra fibrer och eventuella fyllmedel. eller 467 627 ll

8. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att viktförhållandet aluminat, räknat som Al2O3, till anjonisk oorganisk kolloid ligger inom intervallet från 0,0l:l till 3:1.