SE467667B - Foerfarande foer reglering av produktionsstoerande mikrobiologiska avsaettningar paa papperstillverkningsutrustning - Google Patents

Description

467 667 10 15 20 25 30 35 sammansättningen hos eventuellt recirkulerat material satt till processen samt de tillsatsmedel som användes under beredning av suspensionen. Salunda kan en mangfald upplösta eller suspenderade material införas i tillverkningsprocessen, inkluderande såväl oor- som material, vilka är ”pitch” ganiska material, t.ex. salter och leror, organiska till sin natur, sasom hartser eller fran träet liksom även tryckfärger, latex och bindemedel fran recirkulerade pappersprodukter. En uppbyggnad av avsättningar innehållande oor- ganiska och/eller organiska material pà filt och annan arkform- ningsutrustning under tillverkningsprocessen är ett välkänt be- svärligt problem i samband med en effektiv papperstillverkning.

En annan speciellt besvärlig avsättning är det slemartade gelatinaktiga material som produceras av vissa bakterier, vilka förekommer naturligt i papperetillverkningssystemet. (Detta mate- rial benämes i fortsättningen "slem"). Eftersom betingelserna i ett pappersmaskinsystem normalt är mycket gynnsamma för tillväxt och reproduktion av bakterier, blir problemen med uppbyggnad av slemavsättningar pà pappersmaskindelar ofta svara, och om de inte undanröja, kommer de att leda till avsevärda produktionsstörningar vid papperetillverkningsprocessen.

Ett typiskt problem förorsakat av slemavsättningar uppträder da stora klumpar av uppbyggt slem faller ned fran den position, där de bildades, pà pappersarket, vilket sålunda ger upphov till en arkdefekt och/eller ett arkbrott.

Metoder för att snabbt och effektivt avlägsna slemavsätt- ningar fran pappersmaskinutrustningen är av stor betydelse för industrin. Pappersmaskinerna skulle kunna stängas avför rengöring, men sadana avbrott i rengöringssyfte är icke önskvärda pà grund av därigenom uppkomna produktionsförluster. Sa kallad on-line-behand- ling är sålunda starkt föredragen, där en sadan kan utföras på ett effektivt sätt.

Det vanligaste och mest framgångsrika sättet för att avlägs- na slem fran pappersmaskinutrustning har varit att behandla den vattenbaserade fibersuspensionen med olika typer av biocider.

Exempel pä sadana biocider är metylen-bis-tiocyanat, S-klor-2-me- tyl-4-isotiazlin-3-on och 2-metyl-4-isotiazolin-3-on.

Kemikalier av denna typ är emellertid ofta mycket obehagliga att hantera och betraktas ofta ur miljösynpunkt liksom hälso- och säkerhetssynpunkt som obehagliga eller förkastliga. Av dessa skäl 10 15 20 25 30 35 467 ee7° finns det inom industrin starkt verkande krafter för att, överallt där detta är möjligt, undvika användning av biocider vid pappers- tillverkningsprocessen.

Ett annat sätt för att försöka lösa problemet med slemregle- ring har varit att kombinera biccidbehandlingen av fibersuspensio- nen med tillsats av anjoniska dispergeringsmedel. Framgångarna i samband med detta försök till lösning har emellertid varit mycket begränsade, i synnerhet i papperssystem som arbetar med hög grad av slutet bakvattensystem. _ Ännu ett annat sätt för att försöka åstadkomma slemreglering har varit att behandla fibersuspensionen med enzymer. De kommer- siella framgångarna med denna metod har emellertid också varit mycket begränsade.

Mot bakgrund av detta är det lätt att inse, att en metod som skulle möjliggöra en effektiv reglering av slemavsättningar på pappersmaskiner, utan de nackdelar som är förknippade med bioci- der, skulle vara ett väsentligt steg framåt mot en mera miljömäs- sigt acceptabel papperstillverkningsprocess.

Det har nu överraskande befunnits, att produktivitetsproblem förorsakade av avsättning av organiskt material härrörande från mikrobiologiska aktiviteter kan kontrolleras eller regleras på ett effektivt sätt utan någon användning av toxiska biocider eller under användning av reducerade mängder av sådana biocider, nämli- gen genom användning av vissa polymerer eller ytaktiva ämnen och utan att substanserna i fråga införlivas i pappersmassan. Ifråga- varande polymerer eller ytaktiva ämnen är tidigare i och för sig kända, men så vitt vi vet, har de aldrig använts eller föreslagits för användning på det sätt som ianspråktas i föreliggande uppfin- ning. I detta avseende och i samband med den ovan omtalade kända tekniken hänvisas till följande kända teknik: CA 1 150 914 EP 0 058 621, US 3 582 461 och US 4 190 491, till hartsreglering i samband med papperstillverkning; 396 och US 4 451 376, vilka är i och för sig förut kända för att inhibera tillväxt av och GB 2 185 895, kalier vilka är användbara i enlighet med föreliggande uppfinning som alla hänför sig GB 1 486 som båda hänför sig till kemiska substanser som beskriver en grupp av kemi- mikroorganismer; men vilka icke avslöjas för en sådan användning däri. 467 667 10 15 20 25 30 35 m at v u fi ' e Enligt föreliggande uppfinning har det sålunda överraskande visat sig, att vissa katjoniska polymerer eller katjoniska ytakti- va ämnen eller blandningar därav kan användas på ett effektivt sätt, utan några giftiga biocider eller i kombination med sådana biocider i starkt reducerade mängder, för att kontrollera eller reglera avsättning i samband med papperstillverkning av produk- tionsstörande mikrobiologiska avsättningar, varvid nämnda katjo- niska polymerer eller ytaktiva ämnen användes på ett nytt sätt.

Ett syfte med uppfinningen är därför att tillhandahålla ett förbättrat papperstillverkningsförfarande, där avsättning av orga- niskt material av ovannämnda typ kontrolleras, dvs förhindras el- ler inhiberas fullständigt eller åtminstone i mycket stor omfatt- ning, om ifragavarande avsättning inte redan har bildats, eller reduceras eller dispergeras fullständigt eller i stor omfattning, om avsättningen redan har bildats. Uppfinningen är speciellt in- tressant i samband med reglering av slem förorsakat av slembildan- de mikroorganismer.

Ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett nytt förfarande, medelst vilket användning av toxiska biocider elimineras eller starkt reduceras, dvs att tillhandahålla ett av- sättningsregleringsförfarande för pappersbruk, vilket förfarande är acceptabelt ur miljösynpunkt. Ännu ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett nytt förfarande, medelst vilket införlivandet av kemikalier i pappersmaesan undvikes eller minskas.

Ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett förfarande, medelst vilket avsevärt reducerade koncentrationsr av kemikalier utnyttjas för att reglera eller kontrollera de ovan omtalade avsättningsproblemen. Ännu ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett förfarande, medelst vilket produktiviteten och produktkvalite- ten i samband med papperstillverkning förbättras.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett papper av hög kvalitet tillverkat medelst förfarandet enligt uppfinningen.

Dessa och andra syften och fördelar med föreliggande uppfin- ning kommer att framgå tydligare av följande mera detaljerade be- skrivning av uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 467 667 E ! J. I I I .V . E. .

Enligt uppfinningen uppnas ovannämnda syften och andra syf- ten genom tillhandahållande av ett förfarande för reglering av produktionsstörande mikrobiologiska avsättningar pa papperstill- verkningsutrustning, där förfarandet kännetecknas av att man pa nagot ställe eller någon yta pa nämnda papperetillverkningsutrust- ning, vilket ställe eller vilken yta är känslig för uppbyggnad av sadana mikrobiologiska avsättningar, applicerar en avsättningsre- glerande mängd av en avsättningsreglerande substans vald ur grup- pen bestaende av katjoniska polymerer och katjoniska ytaktiva äm- nen, vilket innefattar blandningar därav.

Såsom omtalades ovan bör uttrycket "reglering". "kontroll" eller liknande ges en vid innebörd i samband med uppfinningen. Med andra ord har det enligt uppfinningen överraskande visat sig, att den katjoniska polymeren eller det katjoniska ytaktiva ämnet eller en blandning därav kan användas såväl för att förhindra eller in- hibera bildning av avsättningar som för att lösa eller dispergera avsättningar som redan har bildats.

Vad beträffar innebörden av uttrycket ”nagot ställe eller nagon yta pa papperetillverkningsutrustningen som är känslig för uppbyggnad av sadana avsättningar" eller liknande, kan det tilläg- gas, att den allmänna betydelsen därav är att den katjoniska poly- meren eller det katjoniska ytaktiva ämnet ej införlivas i massan eller papperet utan appliceras pa någon strategisk del eller posi- tion av papperetillverkningsutrustningen. Sälunda vet en fackman pa omradet av erfarenhet vilket ställe eller vilken yta som uppvi- sar den största tendensen till bildning av avsättningar, dvs där den katjoniska polymeren eller det katjoniska ytaktiva ämnet pri- märt bör appliceras för erhallande av bästa möjliga resultat. Na- turligtvis innebär detta också att polymeren eller det ytaktiva ämnet kan appliceras pä mera än ett sädant ställe eller en sådan yta, om detta är nödvändigt eller lämpligt.

Uppfinningen är generellt sett tillämpbar pà vilken som helst vattenlöslig katjonisk polymer eller vattenlösligt ytaktivt ämne av ovan angiven typ, vilket primärt innebär att en vattenba- serad lösning av denna polymer eller detta ytaktiva ämne utnytt- jas. Detta innebär i sin tur att ett speciellt föredraget förfa- rande för att applicera den katjoniska polymeren eller det katjo- 467 667 10 15 20 25 30 35 niska ytaktiva ämnet pa nämnda ställe eller yta är medelst en spray- eller sprutoperation, eftersom detta allmänt sett är en enkel operation och eftersom en sadan operation har visat sig vara mycket effektiv i samband med uppfinningen. Med andra ord har det överraskande visat sig, att mycket laga koncentrationer av polyme- ren kan användas pa detta sätt för erhallande av utomordentliga resultat.

Förfarandet enligt uppfinningen är allmänt sett tillämpbart pa reglering av vilken som helst avsättning förorsakad av mikroor- ganismer, men det har visat sig vara speciellt intressant för re- glering av avsättningar förorsakade av bakterier, t.ex. slam för- orsakat av slembildande bakterier.

Eftersom huvudsärdraget för uppfinningen är applicering av den katjoniska polymeren eller det katjoniska ytaktiva ämnet di- rekt pà det ställe eller den yta som skall behandlas, varvid nämn- da polymer eller ytaktiva ämne användes i överraskande laga kon- centrationer, är den exakta arten av den polymer eller det ytakti- va ämne, som användes, ej det viktiga särdraget för uppfinningen, förutsatt att nämnda polymer eller ytaktiva ämne är av katjonisk typ. Sålunda kan en mångfald olika polymerer och ytaktiva ämnen användas inom ramen för uppfinningen, dvs också baserat pà tidiga- re kända mikrobiocida aktiviteter. Ett antal speciellt föredragna polymerer och ytaktiva ämnen kommer emellertid att omtalas nedan.

Typiskt användes en vattenlöslig polymer eller ett vattenlösligt ytaktivt ämne.

Enligt en föredragen utföringsform av förfarandet användes sålunda en katjonisk polymer, vilken har en molekylvikt inom omra- det 1 000 - 5 000 000, t.ex mellan cirka 10 000 och cirka 300 000.

En föredragen utföringsform inom dessa intervall är fran cirka 20 000 till 300 000, speciellt fran cirka 20 000 till 50 000. Ett annat föredraget område är fran cirka 10 000 till 50 000.

Vad beträffar det katjoniska ytaktiva ämnet är ett föredra- get område för dess molekylvikt mellan cirka 200 och 600.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen användes en vattenbaserad lösning av pelymeren eller det ytaktiva ämnet, vilken lösning är väsentligen fri fran anjoniska makromole- kyler.

Laddningstätheten för föreningarna använda enligt uppfin- ningen bör ligga inom ett omräde av frän cirka 0,5 milliekvivalen- V) 10 15 20 25 30 35 ' 467 667 ter/gram till 20 milliekvivalenter/gram. En föredragen utförings- form inom detta område är cirka 1-10 milliekvivalenter/gram, i synnerhet 2-8 milliekvivalenter/gram.

En föredragen grupp av katjoniska polymerer enligt uppfin- ningen innefattar dicyandiamid-formaldehydkondensationspolymerer.

Polymerer av denna typ beskrivs i många patentskrifter.

US 3 582 461, US 2 829 126, GB 1 193 294, DE 917 392, FR 1 484 381, DE 2 017 114, JP 75 111 864, JP 73 16 067, DE OS 2 515 175, CH-ansökan 9 527/72, DE OS 2 451 698, DE 1 126 276, DE OS 2 403 443, FR 1 414 407 och DE 2 321 627 representerar nagra exempel pa sådana.

En annan föredragen grupp av katjoniska polymerer för an- vändning enligt uppfinningenär de polymerer som bildas genom om- sättning mellan epihalohydriner och olika aminer. Den mest före- dragna epihalohydrinen i detta avseende är epiklorhydrin, och som exempel pa lämpliga aminer kan hänvisas till dimetylamin, dietyl- amin, metyletylamin, etylendiamin, trietanolamin och en polyalky- lenpolyamin. Exempel pa sådana innefattar de polymerer som erhål- les genom reaktion mellan en polyalkylenpolyamin och epiklorhydrin liksom även de polymerer som erhålles genom reaktion mellan epi- klorhydrin, dimetylamin och antingen etylendiamin eller en poly- alkylenpolyamin. En typisk amin, som kan användas, är fi,N,N',N'-tetra-metyletylendiamin liksom även etylendiamin använd tillsammans med dimetylamin och trietanolamin. Polymerer av denna typ innefattar de polymerer som har följande allmänna formel:. Û "Wflzfiflz CH: | + I Hæflgül-lz _- I-Cflg-CH-Cflz I., _ Cl-Ig-Cfl-CH; --_-IH-CH2 u | l CPI Hæflgüig Cl' OH C83 Gl A 2 där A är ett tal inom omradet 0-500.

Föredragna katjoniska polymerer enligt föreliggande uppfin- ning innefattar också sådana som erhålles genom omsättning av di- metylamin, dietylamin eller metyletylamin, företrädesvis antingen dimetylamin eller dietylamin, med en epihalohydrin, epiklorhydrin. Polymerer av denna typ beskrivs i US patent 3 738 där innehållet i dessa bada företrädesvis 945 och kanadensiskt patent 1 096 070, 467 667 10 15 20 25 30 35 skrifter härmed införlivas i föreliggande text. Sådana polymerer finns kommersiellt tillgängliga som Agefloc A50, Agefloc A-SOHV och Agefloc B-50 fran CPS Chemical Company, Inc., i New Jersey, USA. Dessa tre produkter anges innehalla som sina aktiva bestands- delar cirka S0 viktprocent av polymerer med molekylvikter av cirka 75 000 till 80 000, cirka 200 000 till 250 000 respektive cirka 20 000 till 30 000. En annan kommersiellt tillgänglig produkt av den- na typ är Magnifloc 573C, som saluförs av American Cyanamide Company i New Jersey, USA, och som antas innehalla som sin aktiva bestandsdel cirka 50 viktprocent av en polymer med en molekylvikt av fran cirka 20 000 till 30 000.

En annan föredragen grupp av katjoniska polymerer för an- vändning enligt uppfinningen innefattar polymerer härledda fran eteniskt omättade monomerer innehållande en kvaternär ammonium- grupp. Sådana polymerer kan innefatta homo- och sampolymerer av vinylföreningar, sasom vinylpyridin och vinylimidazol, vilka kan vara kvaterniserade med t.ex. en C1-C15-alkylhalogenid, en bensyl- halogenid, speciellt en klorid, eller dimetyl- eller dietylsulfat eller vinylbensylklorid, som kan vara kvaternieerad med t.ex. en tertiär amin med formel NRIRQR3, där R1, R2 och R3 vardera och oberoende av varandra är lägre alkyl, företrädesvis med 1-4 kol- atomer, med det förbehållet att en av dessa grupper RI, R2 och R3 kan vara C1C13-alkyl; allylföreningar, sasom diallyldimetylammo- niumklorid; eller akrylderivat, såsom dialkylaminometyl(met)akryl- amid, som kan vara kvaterniserad med en C1-C18-alkylhalogenid, en bensylhalogenid eller dimetyl- eller dietylsulfat, ett metakryl- amidopropyl-tri(C1-C4-alkyl, speciellt metyl)-ammoniumsalt eller ett (met)akryloyloxietyl-tri-(Ci-C4-alkyl, speciellt metyl)-ammo- niumsalt, varvid nämnda salt är en halogenid, speciellt en klorid, metosulfat, etosulfat eller 1/n av en n-valent anjon.

I detta sammanhang bör det ocksa tilläggas att i beskrivning och patentkrav uttrycket “lägre alkyl" betyder en alkylgrupp inne- hållande 1-6 kolatomer, såvida inget annat anges.

I det ovan omtalade fallet med sampolymerer kan monomererna sampolymeriseras t.ex. med ett (met)akrylderivat, såsom en akryl- amid, en akrylat- eller metakrylat-C1-Cl3-alkyleeter eller akryl- nitril, eller en alkylvinyleter, vinylpyrrolidon eller vinylace- tat. Typiska sådana polymerer innehåller frän 10 till 100 molpro- cent repeterande enheter med formeln: 'J 10 15 20 25 30 35 h 4e7vee7 | la *M -- =- | | coø(cu2);r-- u _ x- Is och 0-90 molprocent repeterande enheter med formeln: h I __ cu2__ 1:-- I m: vari R1 representerar väte eller lägre alkyl, företrädesvis alkyl med 1-4 kolatomer, R2 representerar en langkedjig alkylgrupp, ty- piskt med från 8 till 18 kolatomer, R3, R4 och R5 vardera och obe- roende av varandra representerar väte eller lägre alkyl, medan X representerar en anjon, typiskt en halogenidjon, en metoeulfatjon, en etosulfatjon, eller en 1/n av en n-valent anjon.

Andra kvaternära ammoniumpolymerer härledda från en omättad monomer innefattar homo- och sampolymerer av diallyldimetylammo- niumklorid, vilka innehåller repeterande enheter med formeln: .___ cfl __. .___ ___ CH CH-Cflz 2 CH2 CH2 \ .+/ cl- .__J" ca; cH3 där Z representerar monomera enheter, sàeom t.ex. ett (met)akryl- derivat, såsom en akrylamid, en akrylat- eller metakry- lat-C1-C18-alkylester eller akrylnitril, eller en alkylvinyleter, vinylpyrrolidon eller vinylacetat, m ligger inom omradet 5-100% och n ligger inom omradet 0-95%. 467 667 I detta avseende torde det noteras, att denna polymer bör betraktas som “i huvudsak linjär", eftersom trots närvaron av cyk- liska grupper dessa grupper ar förbundna längs en linjär kedja och det inte förekommer nagon tvärbindning. 5 Andra polymerer, vilka kan användas och vilka är härledda fran omattade monomerer, innefattar sadana med formeln: + + ï mnls _ run-I. z _ 'I m X' X' | där Z och Z', vilka kan vara desamma eller olika, är -CH2CH=CHCH2- eller CH2-CHOHCH2-, Y och Y', vilka kan vara desamma eller olika, 15 är antingen X eller -NR'R", X är en halogen med högre atomvikt än 30, n är ett heltal av fràn 2 till 20, och R' och R" (i) kan vara samma eller olika alkylgrupper med från 1 till 18 kolatomer, even- tuellt substituerade med 1 till 2 hydroxylgrupper; eller (ii) da de betraktas tillsammans med N, representerar en mättad eller 20 omättad ring med fran S till 7 atomer; eller (iii) da de betraktas tillsammans med N och en syreatom, representerar N-morfolinogrup- pen; speciellt poly(dimetylbutenyl)ammoniumklorid-bis-(trietanol- ammoniumklorid).

En annan klass av polymerer, som kan användas och som här- 25 ledd fran eteniskt omättade monomerer, innefattar polybutadiener, vilka har omsatta med en lägre alkylamin och där vissa av de re- 'sulterande dialkylaminogrupperna är kvaterniserade. I allmänhet innehåller polymerern därför repeterande enheter med formeln: I) -fliflg-UU- b) -flïllg-OU- t) -flïilz-FÜ- OM I) -fülrgl- 30 O! bl; Fl; 2 I a: bl: Cflz z | z 4 h; X' H2 i molförhallandena a:b:c:d respektive, där R representerar en läg- 35 re alkylradikal, typiskt en metyl- eller etylradikal. Det kan tilläggas, att de lägre alkylradikalerna inte alls behöver vara desamma. Typiska kvaterniseringsmedel innefattar metylklorid, di- metylsulfat och dietylsulfat. Varierande förhållanden a:b:c:d kan användas, varvid aminmängderna (b+c) vanligtvis är fran 10 till v) 10 15 20 25 30 35 467 667 90% och (a+d> är från 90 till 10%. Dessa polymerer kan erhållas genom att man omsätter polybutadien med kolmonoxid och väte i när- varo av en lämplig lägre alkylamin.

Andra katjoniska polymerer, vilka uppvisar förmåga att sam- verka med anjoniska makromolekyler och/eller slemartat material i pappersframställningsmassa, kan också användas inom ramen för fö- religgande uppfinning. Dessa kan innefatta katjoniska tanninderi- vat, såsom de som erhålles via en reaktion av Hannich-typ av tan- nin (en kondenserad polyfenolisk kärna) med formaldehyd och en bildad som ett salt, acetat, formiat, hydroklorid, amin, t.ex. eller kvaterniserad, liksom även polyaminpolymerer, vilka har tvärbundits, såsom polyamidamin/polystylenpolyaminsampolymerer tvärbundna med t.ex. spiklorhydrin. Ännu en annan lämplig typ av polymer är den som erhålles genom omsättning av en polyamidoamin med epihalohydrin. Sådana tvärbundna polyamidoaminer beskrivs i US patent 3 250 664, 3 893 885, 3 642 572 och 4 250 299, upptages i föreliggande text. vilka härmed Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen har det katjoniska ytaktiva ämnet den allmänna formeln "*- _,.-f I* Iz ¶| där vardera gruppen R oberoende av varandra är vald ur gruppen bestående av väte, alkylgruppsr med mellan cirka 1 och 22 kolato- mer, arylgrupper och aralkylgrupper, varvid minst en av dessa R-grupper är en alkylgrupp med minst cirka 8 kolatomer, och före- trädesvis en n-alkylgrupp med mellan cirka 12 och 16 kolatomer; t.ex. klo- och vari X' är en anjon, företrädesvis en halogenidjon, rid, eller 1/n av en n-valent anjon. Blandningar av dessa före- ningar kan också användas som ytaktivt ämne enligt föreliggande uppfinning.

Företrädesvis väljas två av R-grupperna hos det ytaktiva ämne ur gruppen bestående av metyl och etyl, allra helst metyl.

Företrädesvis väljas också en R-grupp bland aralkylgrupperna Ph-CH2- och Ph-CH2-CH2-, där Ph är fenyl. Den mest föredragna aralkylgruppen är bensyl.

Sålunda innefattar speciellt användbara ytaktiva ämnen al- 467 667 5 10 15 20 25 30 35 40 kyldimetylbensylammoniumklorider med alkylgrupper med mellan cirka 12 och 16 kolatomer. En kommersiellt tillgänglig produkt av denna typ innefattar en blandning av alkyldimetylbensylammoniumklorider, vari cirka 50% av det ytaktiva ämnet har en C¿¿H29-n-alkylgrupp, 'cirka 40% av det ytaktiva ämnet har en C12H25-n-alkylgrupp, och cirka 10% av det ytaktiva ämnet har en C15H33-n-alkylgrupp. Denna produkt är i och för sig förut känd för ein mikrobiocida effekti- vitet.

Sasom omtalades ovan har det visat sig att, när de kat- joniska polymererna och/eller katjoniska ytaktiva ämnena enligt föreliggande uppfinning appliceras direkt, företrädesvis därigenom att de sprayas, pä pappersmaskindelar i laga koncentrationer, slem och andra mikrobiologiska avsättningar pa nämnda delar eller ut- rustning reduceras eller elimineras väsentligt. Mera konkret har det det visat sig att vanligtvis en sa lag koncentration av poly- meren eller det ytaktiva ämnet som fran cirka 0,1 milliondelar (ppm) av utspädningsvattnet ger en avsättningsreducerande effekt.

Företrädesvis är denna mängd frän cirka 5 milliondelar av utspäd- ningsvatten da kontinuerlig behandling användes, under det att företrädesvis fran cirka 50 milliondelar av utspädningsvatten an- vändes under appliceringsperioden, då appliceringen är intermit- tent. Vad beträffar den övre gränsen kan denna lätt bestämmas av en fackman pà omradet i varje enskilt fall, men generellt sett hàlles denna mängd eller koncentration pa sa lag niva som möjligt för undvikande av onödig kontamination av papperet därmed. En fö- redragen övre gräns är 500 milliondelar av utspädningsvatten. Även om mekanismen för fenomenet erhållet genom föreliggande uppfinning ej är helt klarlagd, antas det att de katjoniska kompo- nenterna enligt föreliggande uppfinning dispergerar slemmet i ett embryostadium, vilket sålunda förhindrar uppbyggnad av stora klum- par. Det aterförda katjoniska diepergerade slemmet kan därefter lätt avlägsnas fran systemet tillsammans med pappersarket. I alla händelser ökar man väsentligt genom behandlingen enligt förelig- gande uppfinning tendensen eller benägenheten hos slemmet att pas- sera papperstillverkningsutrustningen snarare än att fastna vid eller pä densamma.

Såsom omtalades ovan appliceras polymeren eller det ytaktiva ämnet enligt föreliggande uppfinning, t.ex. genom ett sprayförfa- rande, i vattenbaserad lösning direkt pà den utrustning som be- handlas. 10 r15 20 25 30 35 " 46"/ bö/ Sasom ocksa har omtalats bör vattenlösningen innehallands den katjoniska polymeren och/eller det katjoniska ytaktiva ämnet vara väsentligen fri fran anjoniska makromolskyler. Dessa anjonis- bi- ka material innefattar naturliga material, såsom traligniner, produkter fran kemisk massabehandling, såsom natriumlignosulfona- ter, och syntetiska material, sasom polyakrylater.

Polymererna och de ytaktiva ämnena enligt föreliggande upp- finning tillhandahalles typiskt i form av flytande kompositioner omfattande vattenbaserade lösningar av polymeren och/eller det ytaktiva ämnet. Polymerkoncentrationerna för kompositionerna kan variera fran sa relativt utspädda lösningar som har polymerkon- centrationer lämpliga för kontinuerlig applicering upp till lös- lighets- eller gelningsgränsen för polymeren, men vanligtvis är kompositionerna relativt koncentrerade i syfte att astadkomma en praktisk transport och hantering. Dessutom kan de flytande kompo- sitionerna innefatta ytterligare material, som förbättrar upplös- ningen av polymererna, varigenom mera koncentrerade kompositioner kan erhallas. Som ett exempel pa sådana material kan hänvisas till alkoxietanoler, såsom butoxietanol. Lämpliga vattenbaserade kompo- sitioner innehåller vanligtvis mellan 5 och 50 viktprocent av de katjoniska produkterna enligt föreliggande uppfinning. Det bör ocksa tilläggas att, om sa önskas, föreningarna använda enligt föreliggande uppfinning kan tillsättes i fast form, t.ex. i form av granulat.

Den mest lämpliga behandlingsdosen eller -doseringen beror pa sådana systemfaktorer som nedsmutsningsniva av det adhesiva materialet och huruvida rengöringen är kontinuerlig eller perio- disk. Även flytande kompositioner innefattande relativt höga kon- centrationer av sn polymer enligt uppfinningen (t.ex. 50%) kan användas vid full styrka (100% som flytande komposition), t.ex. genom att den outspädda flytande kompositionen eprayas direkt pà maskindelarna. I synnerhet där kontinuerlig behandling utföres, kan kompositionerna emellertid med fördel utspädas vid behand- lingsstället med rent färskvatten eller nagon annan vattenbaserad vätska. Da detta är nödvändigt av ekonomiska skäl med avseende pa vattnet, kan processvatten vara tillräckligt eller lämpligt för utspädning.

Allmänt sett kan förfarandet enligt uppfinningen utföras kontinuerligt i syfte att kontinuerligt reglera ovannämnda avsätt- 467 667 10 15 20 25 30 35 40 ningar. I vissa fall är det emellertid inte praktiskt med en kon- tinuerlig behandling, och i dessa fall kan behandlingen med de katjoniska polymererna och ytaktiva ämnena enligt föreliggande uppfinning vara periodisk. Exempelvis kan vattenbaserade lösningar av polymeren eller det ytaktiva ämnet sprutas pa den belagda ytan, till dess att nämnda yta är tillräckligt ren, och sprutningen kan därefter avbrytas till dess att ytterligare behandling blir nöd- vändig.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas ytterligare genom föl- jande icke begränsande exempel. fixemgel En kommersiell pappersmaskin av dubbelviratyp användes för framställning av tidningspapper. I syfte att inhibera mikrobiolo- gisk tillväxt och motsvarande förekomst av slemavsättningar sättes biocider till bakvattencirkulationssystemet hos denna maskin.

Tilleatspunkterna för biociderna har lästs till virakaret och till duschvattentanken. Vidare användes en katjonisk polymer av dicyandiamid-formaldehydtyp som avsättningsreglerande medel, och som sadant sättas det till fibersuspensionen i en position motsvarande sugsidan av Deculator-pumpen. Den fullständiga dose- ringssituationen liksom även ifrågavarande maskinkapacitetsstatus visas i tabell 1, nr A.

I det första försöket förflyttades tillsatsstället för ggly; mgrgg fran massasuspensionen till det vatten som användes för hög- trycksduschsystemet, vilket sålunda gjorde det möjligt för den utspädda katjoniska polymeren att direkt, via högtryckssprayrören, komma i kontakt med maskindelar som är känsliga för slemavsätt- ning. De faktiska ytor som är anslutna till högtrycksduschsystemet är topp- och bottenviran, formningsvalsen, upptagningsfilten och pressfiltarna. Effekten av den nya behandlingen pa maskinen visas i tabell 1, nr B.

I det andra försöket vidtogs tva atgärder. För det första avbröts tillsatsen av biocid till duschvattentanken. För det andra utvidgades polymerduschbehandlingen till att också innefatta la - trycksduschsystemet. Jämfört med det första försöket var det genom denna utvidgning ocksa möjligt att ná andra avsättningskänsliga maskindelar, dvs suglador i vira- och pressektionen och med poly- merduschbehandlingen.

Effekten av den utvidgade polymerduschbehandlingen och den reducerade biocidtillsatsen visas i tabell 1, nr C. 15 ^®w«Hm>m .whonwcflmfimm .m< wuæuu .m.šv fimmß mwmmmw ß Mw>swwHmEHow-w«Emfiw:m>ufl© >m uxswofinwcoflwmwcmwcox u »wE>Hom /O ^owfiHm>m .wnonwfifiwfimm .m< wumæw .m.2v mmm mQ~U MUfiawcmfimofimlflfihwficäonnfio n m wfiuoflm w/ fl@wfl~@>w .w»o@w=fiwH@= .m< wumfiø .m.zv www m@Hu Lu U:o|m|:«HoNæflwomfi|v-H>u®E-N :oo :o-m|:fiHoNm«pom«»w-H>~m&|N»»oHx-m >m wcficwoq u < Ufiuoflm A% ææsuwswwxuæuu Om -wmfi Hfifip =@~@m> H@E>Ho@.< nwzuwßwmxuxnu øwfionowämfi mcH.&os Hfifiu :muum> »oE>Hom.m mwfimnwwëmw wmä unmm .Hmm cm wmcwwzßmmz - x:mu:opuæ>zuw:Q m wfiuo«m.N »Emm wcficxo wfi|ww |:EoHw: oamëämwmcma vw nwxæHfi> < wfiuoflm.H U Hwsumnwmxuænu mmfiwhnwsmw mofi -mon Hfifiu =muuw> nmE>Hom.m mmfimwßwñmfi wwš vnow .Hmm cm wmcwwznmmfl m.m xcwucmuum>:uw5m m wHuo«m.N -Emm wcficxo w«-wm -:Em~m: mhwëëmwwcmq QN hwxmn«> < w«uc@m.fi m fimesmacuwfi -mfisumm >æ mwfim omfl -mzwv vfiwä :SSH nwE>Hom.m w.m x:wu:m~uw>zumDQ m w«uofim.~ fiwwfiønnwëmfiv owm mmfimnowämw vw Hmxm»fi> < wfiuo«m.H < ^w:«wowhw> -us HHo:m«>V ~wmw\wxU mww\=op cofip :EmHm: >m wwcwë H: lxswohmmummmmm wmcwwænmmz -wwcfinwmom ofifimummwcfihmwoo uxswopm xowwom H A4mm

Claims (24)

467 667 10 15 20 25 30 16 PATENTKRAV

1. Förfarande för reglering av produktionsstörande mikro- biologiska avsättningar, t.ex. slem, pà papperstillverkningsut- rustning, kännetecknat av att man pà nagot av följande ställen eller någon av följande ytor av papperstillverkningsutrustningen: topp- och bottenviran, formningsvalsen, upptagningsfilten, 0 pressfiltarna och/eller suglàdor i vira- och presssektionen, applicerar en avsättningsreglerande mängd av en avsättningsreg- lerande substans, företrädesvis minst cirka 0,1 milliondelar av den avsättningsreglerande substansen per del utspädningsvatten, där den avsättningsreglerande substansen är vald ur gruppen be- stàende av katjoniska polymerer och katjoniska ytaktiva ämnen, företrädesvis vattenlösliga polymerer och vattenlösliga katjoniska ytaktiva ämnen.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att man applicerar nämnda katjoniska polymer eller katjoníska ytaktiva ämne genom att en vattenbaserad lösning därav sprayas pà nämnda ställe eller yta.

3. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att den vattenbaserade lösningen är väsentligen fri frän anjoniska makro- molekyler.

4. Förfarande enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att den katjoniska polymeren har en molekylvikt inom omradet 1 000 - 5 000 000, speciellt mellan cirka 10 G00 och cirka 300 000 och/eller att det katjoniska ytaktiva ämnet har en molekylvikt av mellan cirka 200 och cirka 600.

5. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat av att den katjoniska polymeren väljes ur gruppen bestående av (a) dicyandiamid-formaldehydkondensationspolymerer, even- tuellt innehållande sasom polymerisationsreaktant(er) minst en förening vald ur gruppen bestående av myrsyra och ammoniumsalter, företrädesvis ammoniumklorid; (bl polymerer bildade genom reaktion mellan epihalohydriner och minst en amin, och (c) polymerer härledda fràn eteniskt omättade monomerer innehållande en kvaternär ammoniumgrupp.

6. Pörfarande enligt krav 5, kännetecknat av att i poly- mer (b) epihalohydrinen är epiklorhydrin och/eller aminen väljes 10 15 20 25 30 40 46? 667 17 ur gruppen bestaende av dimetylamin, dietylamin, metyletylamin, etylendiamin, trietanolamin och en polyalkylenpolyamin.

7. Förfarande enligt krav 6, kännetecknat av att polyme- ren representeras av den allmänna formeln: flocuzcaz Cfla I + I flæflgülg - l-Cllg-Cll-CH; l; -' Cilg-CH-CH; ---Iil-CH2-<.- | | | Cl' | fmflzfiflg CI' OH C113 M vari A är ett tal inom området 0-500.

8. Förfarande enligt krav 5, kënnetecknat av att polymer (c) innefattar en homo- eller sampolymer av (i) en vinylförening, t.ex. vinylpyridin eller vinylimida- zol, kvaterniserad med en C1-C18-alkylhalogenid eller en bensylha- logenid, företrädesvis kloriden, eller med dimetyl- eller dietyl- sulfat, eller en vinylförening, t.ex. vinylbensylklorid, kvaterni- serad med en tertiär amin med formeln NR1R2R3, där R1, R2 och R3 vardera och oberoende av varandra är lägre alkyl, företrädesvis med 1-4 kolatomer, med det förbehållet att en av R1, R2 och R3 kan vara Cl-C15-alkyl; (ii) en alkylförening, t.ex. diallyldimetylammoniumklorid; eller (iii) ett akrylderivat, t.ex. dialkylamino-metyl(met)akryl- amid, som kan vara kvaterniserad med en C1-C18-alkylhalogenid, en bensylhalogenid eller dimetyl- eller dietylsulfat, ett metakryl- amidopropyl-tri(C1-C4-alkyl, speciellt metyl-ammoniumsalt eller ett (met)akryloyloxietyl-tri(C1-C4-alkyl, speciellt metyl)-ammo- niumsalt, företrädesvis en halogenid, t.ex. klorid, metosulfat, etosulfat eller 1/n av en n-valent anjon.

9. Förfarande enligt krav 8, kännetecknat 'av att sampo- lymeren är harledd fràn en monomer vald ur gruppen bestående av ett akrylat-(Cl-C18)-alkylester eller akrylnitril, och en alkylvinyle- ter, vinylpyrrolidon och vinylacetat.

10. Förfarande enligt krav 9, kännetecknat av att sampo- lymeren innehåller 10-100 molprocent repeterande enheter med for- meln: 467 667 15 20 25 30 35 I] 1 a | I3 -ca; .._-- c-- I cootcuglzl*_- 24 x- .__ R5 ß och 0-90 molprocent repeterande enheter med formeln: 11 vari R1 representerar väte eller lägre alkyl, företrädesvis med 14 kolatomer, R2 representerar en lángkedjig alkylgrupp, företrädes- vis med 8-18 kolatomer, R3, R4 och R5 vardera och oberoende av varandra representerar väte eller lägre alkyl, och X representerar en anjon, företrädesvis en halogenidjon, en metosulfatjon, en eto- sulfatjon eller 1/n av en n-valent jon.

11. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att polymer (c) innefattar en homo- eller sampolymer av diallyldimetylammo~ niumklorid med repeterande enheter med formeln: ____ ////FH _____ _____ ca :H-ca; z °"2 “H2 U \ ,,.,/ _ / v r. cH3 cH3 vari Z representerar monomera enheter, foretradesvis fràn ett W, (met)akrylderivat, sàsom en akrylamid, en akrylat- eller metakry- lat-(Cl-C13)-alkylester eller akrylnitril, eller en alkylvinyl- eter, vinylpyrrolidon eller vinylacetat; 5-100%; 0-95%. m ligger inom omrâdet och n ligger inom området 10 15 20 25 30 467 667 19

12. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att polymer (c) är härledd från monomerer med den allmänna formeln; + _ + Y m!!! zlminl- __ï z _ 'l x- " _ X' I vari Z och Z', vilka kan vara desamma eller olika, är -CH2CH=CHCH2- eller -CH2-CHOHCH2-, Y och Y', vilka kan vara desam- ma eller olika, är X eller -NR'R", X är en halogen med en atomvikt överstigande 30, n är ett heltal av fràn 2 till 20, och R' och R" (i) kan vara samma eller olika alkylgrupper med fràn 1 till 18 kolatomer, eventuellt substituerade med 1 till 2 hydroxylgrup- eller (ii) Perí da de betraktas tillsammans med N, representerar en mättad eller omättad ring med fràn 5 till 7 atomer; eller (iii) då de betraktas tillsammans med N och en syreatom, re- presenterar N-morfolinogruppen; speciellt poly(dimetylbutenyl>-am- moniumklorid-bis-(trietanolammoniumklorid).

13. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att polymer (c) är härledd fràn polybutadiener, vilka har omsatts med en lägre alkylamin och där vissa av de erhållna dialkylaminogrupperna har kvaterniserats, speciellt en polymer innefattande repeterande en- heter med formlerna: I) -fllllg-ÖÜ- b) -Kflg l- ea _ ä; u -cwz-gcz- a) -cwrgï I älg 012 z z 2 912 Ba s.- ' +31 IR 1 molforhàllandena azbzczd, där R representerar lägre alkyl, fore- tradesvis metyl eller etyl.

14. Förfarande enligt krav 13, kánnetecknat av att kva- terniseringsmedlet innefattar metylklorid, dimetylsulfat eller dietylsulfat och/eller att (b+c) är fràn 10 till 90 % och (a+d) är fràn 90 till 10%. 467 667 10 20 30 (A) UI 20

15. Förfarande enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att molekylvikten för den katjoniska polymeren är från cirka 20 000 till 300 000, företrädesvis från cirka 20 000 till 50 000.

16. Förfarande enligt något av kraven 1-14, kännetecknat av att molekylvikten för den katjoniska polymeren är från cirka 10 000 till 50 000.

17. Förfarande enligt något av kraven 1-4, kännetecknat av att det katjoniska ytaktiva ämnet har den allmänna formeln: ß\r/' 4,4” _*~__ a vari varje R oberoende av varandra är valt ur gruppen bestående av väte, alkylgrupper med mellan cirka 1 och 22 kolatomer, arylgrup- per och aralkylgrupper, varvid minst en av nämnda R-grupper är en alkylgrupp med minst cirka 8 kolatomer och företrädesvis en n-al- kylgrupp med mellan cirka 12 och 16 kolatomer; och vari X' är en anjon, företrädesvis en halogenidjon, t.ex. klorid, eller 1/n av en n-valent anjon.

18. Förfarande enligt krav 17, av att tva av kännetecknat R-grupperna är valda ur gruppen bestående av metyl och etyl, före- trädesvis metyl.

19. Förfarande enligt krav 17 eller 18, kännetecknat av att en R-grupp är Ph-CH2- eller Ph-CH2-CH2-, där Ph är fenyl, fö- retrâdesvis bensyl.

20. Förfarande enligt något av kraven 17-19, kännetecknat av att det ytaktiva ämnet innefattar alkyldimetylbensylammonium- kloridšer) med alkylgrupp(er) med mellan cirka 12 och 16 kolato- mår .

21. Förfarande enligt något av de föregående kraven, kännetecknat .av att man applicerar polymeren eller det ytaktiva amnet i en mängd av minst cirka 5 milliondelar per del utspäd- ningsvatten vid en kontinuerlig behandlingsoperation.

22. Forfarande enligt något av kraven 1-20, kännetecknat av att man applicerar polymeren eller det ytaktiva ämnet i en mängd av minst cirka 50 milliondelar per del utspadningsvatten vid en intermittent behandlingsoperation. *J 10 467 667 21

23. Förfarande enligt nagot av de föregående kraven, kännetecknat av att man applicerar den katjoniska polymeren eller det ytaktiva ämnet i en mängd av upp till 500 milliondelar per del utspädningsvatten.

24. Förfarande enligt nagot av de föregàende kraven, kännetecknat av att laddningstätheten för den katjoniska polyme- ren eller det katjoniska ytaktiva ämnet ligger inom omradet cirka 0,5-20 milliekvivalenter/gram, företrädesvis cirka 1-10 och ännu hellre cirka 2-B milliekvivalenter/gram.