RU2347029C1 - Способ изготовления бумаги - Google Patents

Способ изготовления бумаги Download PDF

Info

Publication number
RU2347029C1
RU2347029C1 RU2007128049/12A RU2007128049A RU2347029C1 RU 2347029 C1 RU2347029 C1 RU 2347029C1 RU 2007128049/12 A RU2007128049/12 A RU 2007128049/12A RU 2007128049 A RU2007128049 A RU 2007128049A RU 2347029 C1 RU2347029 C1 RU 2347029C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polymer
paper
acrylamide
cationic
anionic
Prior art date
Application number
RU2007128049/12A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007128049A (ru
Inventor
Фредрик СОЛЬХАГЕ (SE)
Фредрик СОЛЬХАГЕ
Хоаким КАРЛЕН (SE)
Хоаким КАРЛЕН
Биргитта ЙОХАНССОН (SE)
Биргитта ЙОХАНССОН
Original Assignee
Акцо Нобель Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акцо Нобель Н.В. filed Critical Акцо Нобель Н.В.
Publication of RU2007128049A publication Critical patent/RU2007128049A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2347029C1 publication Critical patent/RU2347029C1/ru

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/04—Addition to the pulp; After-treatment of added substances in the pulp
    • D21H23/06—Controlling the addition
    • D21H23/14—Controlling the addition by selecting point of addition or time of contact between components
    • D21H23/18—Addition at a location where shear forces are avoided before sheet-forming, e.g. after pulp beating or refining
    • 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
    • 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
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/42—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups anionic
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/44—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups cationic
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/68—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments siliceous, e.g. clays
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/06—Paper forming aids
    • D21H21/10—Retention agents or drainage improvers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/76—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by choice of auxiliary compounds which are added separately from at least one other compound, e.g. to improve the incorporation of the latter or to obtain an enhanced combined effect
    • D21H23/765—Addition of all compounds to the pulp

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

Способ (варианты) касается изготовления бумаги и может быть использован в целлюлозно-бумажной промышленности. Способ включает: (i) обеспечение водной суспензии, содержащей целлюлозное волокно; (ii) добавление в суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия: первого полимера, являющегося катионным полимером; второго полимера и третьего полимера, являющегося органическим или неорганическим анионным полимером; и (iii) обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги. Техническим результатом является улучшение дренажа и удержания для всех типов бумажной массы, увеличение скорости бумагоделательной машины, использование меньших дозировок полимеров, улучшение способа изготовления бумаги и повышение экономической эффективности процесса. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 табл.

Description

Область использования изобретения
Настоящее изобретение относится к способу изготовления бумаги. Более конкретно, изобретение относится к способу изготовления бумаги, который включает добавление первого, второго и третьего полимеров в водную целлюлозную суспензию после всех стадий осуществления сильных сдвиговых воздействий и обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги.
Предпосылки к созданию изобретения
В производстве бумаги водную суспензию, содержащую целлюлозное волокно и, не обязательно, наполнители и добавки, называемую «бумажной массой», подают, пропуская через насосы, сита и очистители, в которых ее подвергают сильным сдвиговым воздействиям, в напорный ящик, из которого бумажную массу напускают на формующий сеточный транспортер. Воду из бумажной массы отводят через формующий сеточный транспортер таким образом, что на сеточном транспортере образуется мокрое бумажное полотно, и это полотно дополнительно обезвоживают и сушат в сушильной части бумагоделательной машины. Добавки, посредством которых способствуют дренажу и удерживанию, обычно вводят в поток бумажной массы в различных пунктах для улучшения дренажа и увеличения адсорбции тонкодисперсных включений, например мелких волокон, наполнителей и добавок, целлюлозными волокнами таким образом, чтобы они удерживались волокнами на сеточном транспортере. Примером обычно используемых добавок, посредством которых способствуют дренажу и удерживанию, являются органические полимеры, неорганические вещества и их сочетания.
В патенте США №6103065 раскрыт способ улучшения удерживания и дренажа композиции для изготовления бумаги, включающий стадии добавления, по меньшей мере, одного катионного полимера с высокой плотностью заряда и с молекулярной массой 100000-2000000 в упомянутую композицию после последнего сильного сдвигового воздействия; добавление, по меньшей мере, одного полимера, обладающего молекулярной массой более 2000000, и добавление бентонитовой глины, обладающей способностью к набуханию.
В европейском патенте EP №1238161 B1 раскрыт способ изготовления бумаги или картона, в котором целлюлозную суспензию подвергают флокуляции добавлением в тонкий поток целлюлозной суспензии бумажной массы по существу водорастворимого катионного синтетического полимера с характеристической вязкостью, составляющей, по меньшей мере, 4 дл/г, в котором флокулированную целлюлозную суспензию подвергают механическому сдвиговому воздействию, а затем подвергают рефлокуляции добавлением вслед за центробежным очистителем рефлокулирующего состава, включающего: (i) кремнийсодержащий материал и (ii) по существу водорастворимый анионный полимер с характеристической вязкостью, составляющей, по меньшей мере, 4 дл/г.Утверждается, что способ позволяет улучшить удерживание и дренаж.
В международной заявке WO 2004/015200 раскрыт способ изготовления бумаги и картона путем сдвигового воздействия на материал для изготовления бумаги; добавления состава из микрочастиц, состоящего из катионных полимеров и неорганического компонента, состоящего из мелких частиц, в материал для изготовления бумаги, вслед за последней стадией сдвигового воздействия, перед агломерацией материала; обезвоживания материала для изготовления бумаги таким образом, чтобы сформовать лист, и сушки упомянутого листа. Утверждается, что способ позволяет улучшить удерживание и дренаж.
Авторы считают, что было бы целесообразным создание способа изготовления бумаги, с помощью которого можно было бы дополнительно улучшить дренаж, удерживание и формование.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение направлено на создание способа изготовления бумаги, включающего:
(i) обеспечение водной суспензии, содержащей целлюлозное волокно;
(ii) добавление в суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия:
- первого полимера, являющегося катионным полимером, обладающим плотностью заряда более 4,0 мэкв./г;
- второго полимера, обладающего молекулярной массой более 500000; и
- третьего полимера, являющегося анионным полимером; и
(iii) обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги.
Настоящее изобретение также направлено на создание способа изготовления бумаги, включающего:
(i) обеспечение водной суспензии, содержащей целлюлозное волокно;
(ii) добавление в суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия:
- первого полимера, являющегося катионным полимером на основе акриламида, обладающим плотностью заряда более 2,5 мэкв./г;
- второго полимера, являющегося полимером на основе акриламида, обладающим молекулярной массой более 500000; и
- третьего полимера, являющегося анионным полимером; и
(iii) обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги.
Настоящее изобретение дополнительно направлено на создание способа изготовления бумаги, включающего:
(i) обеспечение водной суспензии, содержащей целлюлозное волокно;
(ii) добавление в суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия:
- первого полимера, являющегося катионным полимером, обладающим плотностью заряда более 2,5 мэкв./г;
- второго полимера, являющегося водно-дисперсионным полимером; и
- третьего полимера, являющегося анионным полимером; и
(iii) обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги.
Подробное описание изобретения
Согласно настоящему изобретению было установлено, что дренаж и удерживание могут быть улучшены без сколько-нибудь значительного ухудшения, или даже с улучшением, процесса формования бумаги, посредством использования способа, включающего введение добавок для улучшения дренажа и удерживания, содержащих первый, второй и третий полимеры, в целлюлозную суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия и последующего обезвоживания полученной суспензии для формования бумаги. Настоящее изобретение обеспечивает улучшение дренажа и удерживания при изготовлении бумаги из всех типов бумажной массы, в частности бумажной массы, содержащей механическую или повторно используемую волокнистую массу, и бумажной массы с большим содержанием солей (обладающей высокой электропроводимостью) и коллоидных веществ, а также при изготовлении бумаги способами с большим потреблением оборотной воды, т.е. большим повторным использованием оборотной воды и ограниченным потреблением свежей воды. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает возможность увеличения скорости бумагоделательной машины и использования меньших дозировок полимеров для достижения соответствующей эффективности дренажа и/или удерживания, что ведет, таким образом, к улучшению способа изготовления бумаги и повышению экономической эффективности.
Под термином «добавки для улучшения дренажа и удерживания», который используется в данном описании, понимают два или более компонентов, с помощью которых, при введении их в водную целлюлозную суспензию, улучшают дренаж и удерживание по сравнению с условиями, при которых не вводят упомянутые два или более компонентов.
Первый полимер согласно настоящему изобретению является катионным полимером, обладающим плотностью заряда, составляющей, по меньшей мере, 2,5 мэкв./г, подходящим является значение, составляющее, по меньшей мере, 3,0 мэкв./г, предпочтительным,- по меньшей мере, 4,0 мэкв./г. Подходящее значение плотности заряда находится в пределах от 2,5 до 10,0 мэкв./г, предпочтительно - в пределах от 3,0 до 8,5 мэкв./г.
Первый полимер может быть выбран из неорганических и органических катионных полимеров. Предпочтительно первый полимер является водорастворимым. Примерами подходящих первых полимеров являются: полиалюминиевые соединения, например хлориды полиалюминия, сульфаты полиалюминия, соединения полиалюминия, содержащие как ионы хлоридов, так и ионы сульфатов, силикат-сульфаты полиалюминия и их смеси.
Дополнительно к числу подходящих первых полимеров относятся катионные органические полимеры, например катионные полимеры на основе акриламида, галоиды полидиаллилдиалкиламмония, например хлорид полидиаллилдиметиламмония; полиэтиленимины; полиамидоамины; полиамины и полимеры на основе виниламина. Например, к подходящим катионным органическим полимерам относятся полимеры, полученные полимеризацией водорастворимого катионного этиленненасыщенного мономера или предпочтительно смеси мономеров, содержащей один или более водорастворимых катионных этиленненасыщенных мономеров и, не обязательно, один или более других водорастворимых этиленненасыщенных мономеров. Примерами подходящих водорастворимых катионных этиленненасыщенных мономеров являются галоиды диаллилдиалкиламмония, например хлорид диаллилдиметиламмония, и катионные мономеры, представленные общей структурной формулой (I):
Figure 00000001
где R1 представляет H или CH3; R2 и R3 представляют (каждый) H или предпочтительно углеводородную группу; подходящей группой является алкил, содержащий от 1 до 3 атомов углерода, предпочтительно - от 1 до 2 атомов углерода; А представляет O или NH; B представляет алкильную или алкиленовую группу, содержащую от 2 до 8 атомов углерода; подходящим является значение, составляющее от 2 до 4 атомов углерода; или гидроксипропиленовую группу; R4 представляет H или предпочтительно углеводородную группу; подходящей группой является алкильная группа, содержащая от 1 до 4 атомов углерода, предпочтительно - от 1 до 2 атомов углерода, или замещенная группа, содержащая ароматическую группу; подходящей является фенильная или замещенная фенильная группа, которая может быть присоединена к азоту посредством алкиленовой группы, обычно содержащей от 1 до 3 атомов углерода; подходящим является значение, составляющее от 1 до 2 атомов углерода; подходящий R4 включает бензильную группу (-CH2-C6H5); X- представляет анионный противоион, обычно - это галоид, подобный хлориду.
Примерами подходящих мономеров, представленных общей структурной формулой (I), являются четвертичные мономеры, полученные обработкой диалкиламиноалкил(мет)акрилатов, например диметиламиноэтил(мет)акрилата, диэтиламиноэтил(мет)акрилата, диметиламиногидроксипропил(мет)акрилата, и диалкиламиноалкил(мет)-акриламидов, например диметиламиноэтил(мет)акриламида, диэтиламиноэтил(мет)акриламида, диметиламинопропил(мет)акриламида, и диэтиламинопропил(мет)акриламида, метилхлоридом или бензилхлоридом. К числу предпочтительных катионных мономеров, соответствующих общей формуле (I), относятся четвертичная соль диметиламиноэтилакрилатметилхлорида, четвертичная соль диметиламиноэтилметакрилатметилхлорида, четвертичная соль диметиламиноэтилакрилатбензилхлорида и четвертичная соль диметиламиноэтилметакрилатбензилхлорида.
Смесь мономеров может содержать один или более водорастворимых неионных этиленненасыщенных мономеров. Примерами подходящих сополимеризуемых неионных мономеров являются мономер акриламид и мономеры на основе акриламида, например метакриламид, N-алкил(мет)акриламиды, например N-метил(мет)акриламид, N-этил(мет)акриламид, N-n-пропил-(мет)акриламид, N-изопропил(мет)акриламид, N-n-бутил(мет)-акриламид, N-t-бутил(мет)акриламид и N-изобутил(мет)-акриламид; N-алкоксиалкил(мет)акриламиды, например N-n-бутокси-метил(мет)акриламид и N-изобутоксиметил(мет)акриламид; N,N-диалкил(мет)акриламиды, например N,N-диметил(мет)-акриламид; диалкиламиноалкил(мет)акриламиды; мономеры на основе акрилата, подобные диалкиламиноалкил(мет)акрилатам; и виниламины. Смесь мономеров может также содержать один или более водорастворимых анионных или потенциально анионных этиленненасыщенных мономеров, предпочтительно - в малых количествах. Под термином «потенциально анионный мономер», который используют в данном описании, понимают то, что он включает мономер, содержащий потенциально подходящую для ионизации группу, которая становится анионной при включении в полимер при применении в целлюлозной суспензии. Примером подходящих для сополимеризации анионных и потенциально анионных мономеров являются этиленненасыщенные карбоновые кислоты и их соли, например (мет)акриловая кислота и ее соли; подходящими являются (мет)акрилат натрия, этиленненасыщенные сульфоновые кислоты и их соли, например 2-акриламидо-2-метилпропансульфонат, сульфоэтил(мет)акрилат, винилсульфоновая кислота и ее соли, стиролсульфонат и паравинилфенол(гидрокси-стирол) и их соли. Примерами предпочтительных мономеров, подходящих для сополимеризации, являются акриламид и метакриламид, т.е. (мет)акриламид; а примерами предпочтительных катионных органических полимеров являются катионный полимер на основе акриламида, т.е. катионный полимер, полученный из смеси мономеров, содержащей один или более мономеров акриламида и мономеров на основе акриламида.
Первый полимер в форме катионного органического полимера может обладать средневесовой молекулярной массой, составляющей, по меньшей мере, 10000, часто составляющей, по меньшей мере, 50000. Более часто молекулярная масса составляет, по меньшей мере, 100000, а обычно, - по меньшей мере, около 500000, подходящим является значение, составляющее, по меньшей мере, около 1 млн, а предпочтительным - больше приблизительно 2 млн. Верхний предел не ограничен; он может составлять около 30 млн, обычно - 20 млн.
Второй полимер согласно настоящему изобретению является предпочтительно органическим полимером, который может быть выбран из неионных, катионных, анионных и амфотерных полимеров. Второй полимер может быть водорастворимым или водно-дисперсионным полимером. Подходящим является второй полимер, изготовленный полимеризацией одного или более этиленненасыщенных мономеров, предпочтительно - одного или большего числа этиленненасыщенных водорастворимых мономеров. Например, предпочтительными вторыми полимерами являются полимеры на основе акриламида.
Например, подходящими вторыми полимерами являются водорастворимые и водно-дисперсионные неионные органические полимеры, полученные полимеризацией одного или более водорастворимых неионных этиленненасыщенных мономеров. Например, подходящими неионными мономерами являются акриламид и вышеупомянутые неионные мономеры на основе акриламида, и мономеры на основе акрилата, и виниламины. Например, предпочтительными неионными мономерами являются акриламид и метакриламид, т.е. (мет)акриламид; а к числу предпочтительных вторых полимеров относится неионный полимер на основе акриламида.
Дополнительно к числу подходящих вторых полимеров относятся катионные органические полимеры, полученные полимеризацией водорастворимого катионного этиленненасыщенного мономера или предпочтительно смеси мономеров, содержащих один или более водорастворимых катионных этиленненасыщенных мономеров и, не обязательно, один или более других водорастворимых этиленненасыщенных мономеров. К числу подходящих катионных мономеров относятся: мономеры, представленные вышеупомянутой общей структурной формулой (I), в которой R1, R2, R3, R4, А, B и X- имеют значения, как указано выше; и галоиды диаллилдиалкиламмония, например хлорид диаллилдиметиламмония. Смесь мономеров может содержать один или более водорастворимых неионных этиленненасыщенных мономеров. Например, неионными мономерами, подходящими для сополимеризации, являются акриламид и вышеупомянутые неионные мономеры на основе акриламида, и мономеры на основе акрилата, и виниламины. Смесь мономеров может также содержать один или более водорастворимых анионных или потенциально анионных этиленненасыщенных мономеров, предпочтительно - в малых количествах. Например, подходящими для сополимеризации анионными и потенциально анионными мономерами являются этиленненасыщенные карбоновые кислоты и их соли и сульфоновые этиленненасыщенные кислоты и их соли, например, любое одно из веществ, упомянутых выше. Предпочтительными мономерами для сополимеризации являются акриламид и метакриламид, т.е. (мет)акриламид, а к числу предпочтительных вторых полимеров относятся катионный полимер на основе акриламида.
Дополнительно примером подходящих вторых полимеров являются анионные органические полимеры, полученные полимеризацией водорастворимого анионного или потенциально анионного этиленненасыщенного мономера или предпочтительно смеси мономеров, содержащей один или более водорастворимых анионных или потенциально анионных этиленненасыщенных мономеров и, не обязательно, один или более других водорастворимых этиленненасыщенных мономеров. К числу примеров подходящих анионных и потенциально анионных мономеров относятся этиленненасыщенные карбоновые кислоты и их соли и сульфоновые этиленненасыщенные кислоты и их соли, например любое одно из веществ, упомянутых выше. Смесь мономеров может содержать один или более водорастворимых неионных этиленненасыщенных мономеров. Например, подходящими для сополимеризации неионными мономерами являются акриламид и вышеупомянутые неионные мономеры на основе акриламида, и мономеры на основе акрилата, и виниламины. Смесь мономеров может также содержать один или более водорастворимых катионных и потенциально катионных этиленненасыщенных мономеров, предпочтительно - в малых количествах. Под термином «потенциально катионный мономер», который используется в данном описании, понимают то, что он охватывает мономер, содержащий потенциально подходящую для ионизации группу, которая становится катионной, когда она включена в полимер при введении его в целлюлозную суспензию. Например, подходящими для сополимеризации катионными и потенциально катионными мономерами являются мономеры, представленные выше общей структурной формулой (I), и галоиды диаллилдиалкиламмония, например хлорид диаллилдиметиламмония. Предпочтительно подходящими для сополимеризации мономерами являются (мет)акриламид, а предпочтительным вторым полимером является анионный полимер на основе акриламида.
Кроме того, подходящими вторыми полимерами являются амфотерные органические полимеры, полученные полимеризацией смеси мономеров, содержащей один или более водорастворимых анионных или потенциально анионных этиленненасыщенных мономеров и один или более водорастворимых катионных или потенциально катионных этиленненасыщенных мономеров и, не обязательно, один или более других водорастворимых этиленненасыщенных мономеров. Примерами подходящих анионных и потенциально анионных мономеров являются этиленненасыщенные карбоновые кислоты и их соли и сульфоновые этиленненасыщенные кислоты и их соли, например любое одно из веществ, упомянутых выше. Примерами подходящих катионных и потенциально катионных мономеров являются мономеры, представленные выше общей структурной формулой (I), и галоиды диаллилдиалкиламмония, например хлорид диаллилдиметиламмония. Смесь мономеров может содержать один или более водорастворимых неионных этиленненасыщенных мономеров. Примерами подходящих для сополимеризации неионных мономеров являются акриламид и вышеупомянутые неионные мономеры на основе акриламида, и мономеры на основе акрилата, и виниламины. Примером предпочтительных подходящих для сополимеризации мономеров является (мет)акриламид, а примерами предпочтительных вторых полимеров являются амфотерные полимеры на основе акриламида.
При получении подходящих вторых полимеров смесь мономеров, кроме вышеупомянутых этиленненасыщенных мономеров, может также содержать один или более многофункциональных сшивающих агентов. Присутствие многофункциональных сшивающих агентов в смеси мономеров способствует возможности получения вторых полимеров, являющихся водно-дисперсионными полимерами. Многофункциональные сшивающие агенты могут быть неионными, катионными, анионными или амфотерными. Примерами подходящих многофункциональных сшивающих агентов являются соединения, содержащие, по меньшей мере, две этиленненасыщенные связи, например N,N-метилен-бис(мет)акриламид, полиэтиленгликольди(мет)акрилат, N-винил(мет)акриламид, дивинилбензол, соли триаллиламмония и N-метилаллил(мет)акриламид; соединения, содержащие этиленненасыщенную связь с и реакционноспособную группу, например глицидил(мет)акрилат, акролеин и метилол(мет)акриламид; и соединения, содержащие, по меньшей мере, две реакционноспособные группы, например диальдегиды, например глиоксаль, диэпоксидные соединения и эпихлоргидрин. Подходящий водно-дисперсионный второй полимер может быть получен с использованием, по меньшей мере, 4 мол. ч/млн многофункционального сшивающего агента из расчета на мономер, присутствующий в смеси мономеров, или из расчета на мономерные звенья, присутствующие в полимере, предпочтительно - от около 4 мол. ч/млн до около 6000 мол. ч/млн, наиболее предпочтительно - от 20 мол. ч/млн до 4000 мол. ч/млн. Примерами подходящих вводно-дисперсионных органических полимеров являются полимеры, раскрытые в патенте США №5167766, который, таким образом, включен в настоящее описание путем ссылки. Дополнительно примерами подходящих вторых полимеров являются водно-дисперсионные анионные, катионные и амфотерные органические полимеры, а к предпочтительным вторым полимерам относятся водно-дисперсионные анионные органические полимеры, предпочтительно - водно-дисперсионные анионные полимеры на основе акриламида.
Вторые полимеры согласно изобретению предпочтительно являются водорастворимыми и могут обладать средневесовой молекулярной массой, составляющей, по меньшей мере, около 500000. Обычно средневесовая молекулярная масса составляет, по меньшей мере, около 1 млн, подходящим является значение, составляющее, по меньшей мере, около 2 млн, а предпочтительным, по меньшей мере, - около 5 млн. Верхнее значение не является предельным; оно может составлять около 50 млн, обычно - 30 млн.
Второй полимер согласно изобретению может обладать плотностью заряда менее приблизительно 10 мэкв./г, подходящим является значение, составляющее менее приблизительно 6 мэкв./г, предпочтительным - менее приблизительно 4 мэкв./г, более предпочтительным - менее 2 мэкв./г.Подходящая плотность заряда находится в пределах от 0,5 мэкв./г до 10,0 мэкв./г, предпочтительная - от 1,0 мэкв./г до 4,0 мэкв./г. Примерами подходящих вторых полимеров являются анионные органические полимеры, обладающие плотностью заряда менее 10,0 мэкв./г, подходящим является значение, составляющее менее 6,0 мэкв./г, предпочтительным - менее 4,0 мэкв./г. К числу подходящих вторых полимеров дополнительно относятся катионные органические полимеры, обладающие плотностью заряда менее 6,0 мэкв./г, подходящим является значение, составляющее менее 4,0 мэкв./г, предпочтительным - менее 2,0 мэкв./г.
Третьим полимером согласно настоящему изобретению является анионный полимер, который может быть выбран из неорганических и органических анионных полимеров. Примерами подходящих третьих полимеров являются водорастворимые и водно-дисперсионные неорганические и органические анионные полимеры.
Примерами подходящих третьих полимеров являются неорганические анионные полимеры на основе кремниевой кислоты и силиката (соли кремниевой кислоты), т.е. анионные полимеры на основе кремния. Подходящие анионные полимеры на основе кремния могут быть получены конденсационной полимеризацией кремнийсодержащих соединений, например кремниевых кислот и силикатов, которые могут быть гомополимеризованы или сополимеризованы. Предпочтительно анионные полимеры на основе кремния содержат анионные частицы на основе кремния, размер которых находится в пределах размеров коллоидных частиц. Анионные частицы на основе кремния обычно поставляют в форме водных коллоидных дисперсий, так называемых «золей». Золи на основе кремния могут быть модифицированы и могут содержать другие элементы, например алюминий, бор, азот, цирконий, галлий и титан, которые могут находиться в водной фазе и/или в форме частиц на основе кремния. Примерами подходящих анионных частиц на основе кремния являются поликремниевые кислоты, микрогели поликремниевых кислот, полисиликаты, микрогели полисиликатов, кремнезем в коллоидной форме, модифицированный алюминием кремнезем в коллоидной форме, полиалюмосиликаты, микрогели полиалюмосиликатов, полиборосиликаты и т.д. Примерами подходящих анионных частиц на основе кремния являются частицы, раскрытые в патентах США №№4388150, 4927498, 4954220, 4961825, 4980025, 5127994, 5176891, 5368833, 5447604, 5470435, 5543014, 5571494, 5573674, 5584966, 5603805, 5688482, 5707493, которые, таким образом, включены в настоящее описание путем ссылки.
Примерами подходящих анионных частиц на основе кремния являются частицы, обладающие средним размером, меньшим приблизительно 100 нм, предпочтительно - меньшим приблизительно 20 нм, а более предпочтительно - в пределах от около 1 нм до около 10 нм. Как принято в химии кремния, под размером частиц понимают средний размер первичных частиц, которые могут быть сагрегированы или не сагрегированы. Предпочтительно анионный полимер на основе кремния содержит сагрегированные анионные частицы на основе кремния. Удельная поверхность частиц на основе кремния составляет, по меньшей мере, 50 м2/г, а предпочтительно, - по меньшей мере, 100 м2/г.Обычно удельная поверхность может составлять до около 1700 м2/г, а предпочтительно - до 1000 м2/г. Удельную поверхность измеряют посредством титрования с использованием NaOH, как это описано в книге G.W. Sears Analytical Chemistry («Аналитическая химия») 28(1956): 12, 1981-1983, и в патенте США №5176891, после соответствующего удаления или регулирования содержания любых соединений, присутствующих в образце, которые могли бы нарушить титрование, например соединений алюминия и бора. Данная площадь, таким образом, представляет среднюю удельную поверхность частиц.
В предпочтительном варианте исполнения изобретения анионные частицы на основе кремния обладают удельной поверхностью в пределах от 50 м2/г до 1000 м2/г, более предпочтительно - от 100 м2/г до 950 м2/г. Предпочтительно частицы на основе кремния присутствуют в золе, обладающем S-параметром в пределах от 8% до 50%, предпочтительно - от 10% до 40%, содержащем частицы на основе кремния с удельной поверхностью в пределах от 300 м2/г до 1000 м2/г, подходящим является значение, составляющее от 500 м2/г до 950 мz/г, а предпочтительным - от 750 м2/г до 950 м2/г, причем эти золи могут быть модифицированы, как это упомянуто выше. S-параметр измеряют и вычисляют согласно методике, описанной Iler и Dalton в журнале Phys. Chem. («Физическая химия») 60(1956), 955-957. S-параметром определяют степень агрегации или образование микрогеля, и меньшее значение S-параметра является показателем большей степени агрегации.
В еще одном предпочтительном варианте исполнения изобретения частицы на основе кремния обладают большой удельной поверхностью, подходящим является значение, составляющее более приблизительно 1000 м2/г. Удельная поверхность может составлять в пределах от 1000 м2/г до 1700 м2/г, а предпочтительно - от 1050 м2/г до 1600 м2/г.
Кроме того, примерами подходящих третьих полимеров являются водорастворимые и водно-дисперсионные органические анионные полимеры, полученные полимеризацией анионного или потенциально анионного этиленненасыщенного мономера или, предпочтительно, смеси мономеров, содержащей один или более анионных или потенциально анионных этиленненасыщенных мономеров, и, не обязательно, один или более других этиленненасыщенных мономеров. Предпочтительно этиленненасыщенные мономеры являются водорастворимыми. Примерами подходящих анионных и потенциально анионных мономеров являются карбоновые этиленненасыщенные кислоты и их соли, сульфоновые этиленненасыщенные кислоты и их соли, например любое вещество из упомянутых выше. Смесь мономеров может содержать один или более водорастворимых неионных этиленненасыщенных мономеров. Примерами подходящих для сополимеризации неионных мономеров являются акриламид и вышеупомянутые неионные мономеры на основе акриламида, и мономеры на основе акрилата, и виниламины. Смесь мономеров может также содержать один или более водорастворимых катионных и потенциально катионных этиленненасыщенных мономеров, предпочтительно - в малых количествах. Примерами подходящих для сополимеризации катионных мономеров являются мономеры, представленные выше общей структурной формулой (I), и галоиды диаллилдиалкиламмония, например хлорид диаллилдиметиламмония. Смесь мономеров может также содержать один или более многофункциональных сшивающих агентов. Присутствие многофункциональных сшивающих агентов в смеси мономеров способствует возможности получения третьих полимеров, являющихся водно-дисперсионными полимерами. Примерами подходящих многофункциональных сшивающих агентов являются вышеупомянутые многофункциональные сшивающие агенты. Эти агенты можно использовать в вышеупомянутых количествах. Примерами подходящих вводно-дисперсионных органических анионных полимеров являются полимеры, раскрытые в патенте США №5167766, который включен в настоящее описание как ссылка. Примером предпочтительных, подходящих для сополимеризации мономеров является (мет)акриламид, а примером предпочтительных третьих полимеров являются водорастворимые и вводно-дисперсионные анионные полимеры на основе акриламида.
Третий полимер согласно изобретению, являющийся органическим анионным полимером, предпочтительно - органическим анионным полимером, который является водорастворимым, обладает средневесовой молекулярной массой, составляющей, по меньшей мере, около 500000. Обычно его средневесовая молекулярная масса составляет, по меньшей мере, около 1 млн, подходящим является значение, составляющее, по меньшей мере, около 2 млн, а предпочтительно, - по меньшей мере, около 5 млн. Верхнее значение не является предельным; оно может составлять около 50 млн, обычно - 30 млн.
Третий полимер, являющийся органическим анионным полимером, может обладать плотностью заряда менее приблизительно 14 мэкв./г, подходящим является значение, составляющее менее приблизительно 10 мэкв./г, предпочтительным - менее приблизительно 4 мэкв./г. Подходящее значение плотности заряда находится в пределах от 1,0 мэкв./г до 14,0 мэкв./г, предпочтительное - от 2,0 мэкв./г до 10,0 мэкв./г.
Примерами предпочтительных добавок для улучшения дренажа и удерживания согласно изобретению являются:
(i) первый полимер, являющийся катионным полимером на основе акриламида; второй полимер, являющийся катионным полимером на основе акриламида; и третий полимер, являющийся анионными частицами на основе кремния;
(ii) первый полимер, являющийся катионным полиалюминиевым соединением; второй полимер, являющийся катионным полимером на основе акриламида; и третий полимер, являющийся анионными частицами на основе кремния;
(iii) первый полимер, являющийся катионным полимером на основе акриламида; второй полимер, являющийся водорастворимым или водно-дисперсионным анионным полимером на основе акриламида; и третий полимер, являющийся анионными частицами на основе кремния;
(iv) первый полимер, являющийся катионным полиалюминиевым соединением; второй полимер, являющийся водорастворимым или водно-дисперсионным анионным полимером на основе акриламида; и третий полимер, являющийся анионными частицами на основе кремния;
(v) первый полимер, являющийся катионным полимером на основе акриламида; второй полимер, являющийся катионным полимером на основе акриламида; и третий полимер, являющийся водорастворимым или водно-дисперсионным анионным полимером на основе акриламида;
(vi) первый полимер, являющийся катионным полиалюминиевым соединением; второй полимер, являющийся катионным полимером на основе акриламида; и третий полимер, являющийся водорастворимым или водно-дисперсионным анионным полимером на основе акриламида.
Согласно настоящему изобретению первый, второй и третий полимеры добавляют в водную целлюлозную суспензию после ее пропуска через все стадии сильных механических сдвиговых воздействий и до дренажа. К числу примеров стадий сильного сдвигового воздействия относятся стадии нагнетания и чистки. Например, такие стадии сдвиговых воздействий имеют место при пропуске целлюлозной суспензии через смесительные насосы, сита, работающие под напором, и центробежные очистители. Подходящими считаются условия, при которых последней стадией сильного сдвигового воздействия является центробежный очиститель, и, следовательно, первый, второй и третий полимеры соответствующим образом вводят после центробежного очистителя. Предпочтительно после введения первого, второго и третьего полимеров целлюлозную суспензию подают в напорный ящик, из которого суспензию напускают на формующий сеточный транспортер для осуществления дренажа.
Может быть желательным дополнительно вводить добавки в ходе выполнения технологического процесса согласно настоящему изобретению. Предпочтительно эти добавки вводят в целлюлозную суспензию до ее пропускания через последнюю стадию сильного сдвигового воздействия. Примерами таких добавок являются крахмалы, например катионный, анионный и амфотерный крахмалы, предпочтительно - катионный крахмал; водорастворимые органические полимерные коагулянты, например катионные полиамины, полиамидамины, полиэтиленимины, конденсационные полидициандиамиды и полимеры с добавлением винила с малой молекулярной массой и высоким катионным зарядом; неорганические коагулянты, например алюминиевые соединения, например алюминиевые и полиалюминиевые соединения.
Первый, второй и третий полимеры можно вводить по отдельности в целлюлозную суспензию. Подходящим является введение первого полимера в целлюлозную суспензию до введения второго и третьего полимеров. Второй полимер можно вводить до, одновременно или после введения третьего полимера. В альтернативном варианте исполнения первый полимер предпочтительно вводят в целлюлозную суспензию одновременно со вторым полимером, а затем вводят третий полимер.
Первый, второй и третий полимеры согласно изобретению можно вводить в целлюлозную суспензию, подлежащую обезвоживанию, в количествах, которые можно варьировать в широких пределах. В общем, первый, второй и третий полимеры вводят в количествах, при которых улучшаются дренаж и удерживание в сравнении с условиями, при которых полимеры не добавляют. Первый полимер обычно добавляют в количестве, составляющем, по меньшей мере, около 0,001 мас.%, часто, - по меньшей мере, около 0,005 мас.%, из расчета массы сухого полимера от массы сухой целлюлозы суспензии, а верхний предел обычно составляет около 2,0 мас.%; подходящим является значение, составляющее около 1,5 мас.%. Аналогичным образом, второй полимер обычно добавляют в количестве, составляющем, по меньшей мере, около 0,001 мас.%, часто, - по меньшей мере, около 0,005 мас.%, из расчета массы сухого полимера от массы сухой целлюлозы суспензии, а верхний предел обычно составляет около 2,0 мас.%; подходящим является значение, составляющее около 1,5 мас.%. Аналогичным образом, третий полимер обычно добавляют в количестве, составляющем, по меньшей мере, около 0,001 мас.%, часто, - по меньшей мере, около 0,005 мас.%, из расчета массы сухого полимера или сухого SiO2 от массы сухой суспензии целлюлозы, а верхний предел обычно составляет около 2,0 мас.%; подходящим является значение, составляющее около 1,5 мас.%.
При использовании крахмала и/или катионного коагулянта в процессе такие добавки можно добавлять в количествах, составляющих, по меньшей мере, около 0,001% мас.%, из расчета массы сухой добавки от массы сухой суспензии целлюлозы. Подходящие количества находятся в пределах от около 0,05 мас.% до около 3,0 мас.%, предпочтительно - в пределах от около 0,1 мас.% до около 2,0 мас.%.
Способ согласно настоящему изобретению применим во всех процессах изготовления бумаги и при использовании любых целлюлозных суспензий, и он особенно полезен при изготовлении бумаги из бумажной массы, обладающей большой электропроводимостью. В таких случаях электропроводимость бумажной массы, которую обезвоживают на сеточном транспортере, обычно составляет, по меньшей мере, около 1,5 мСм/см, предпочтительно, - по меньшей мере, 3,5 мСм/см, а более предпочтительно, - по меньшей мере, 5,0 мСм/см. Электропроводимость можно измерять стандартными приборами, например прибором WTW LF 539, поставляемым компанией Christian Berner.
Настоящим изобретением дополнительно охвачены способы изготовления бумаги, в которых широко используют повторно оборотную воду, т.е. применяют в большой степени рециркуляцию оборотной воды, например используют от 0 т до 30 т свежей воды на 1 т сухой изготовленной бумаги, обычно - менее 20 т, предпочтительно - менее 15 т, более предпочтительно - менее 10 т и особенно - менее 5 т. Свежую воду можно подавать на любой стадии технологического процесса; например, свежую воду можно смешивать с целлюлозным волокном для образования целлюлозной суспензии; свежую воду можно смешивать с густой целлюлозной суспензией для разбавления ее таким образом, чтобы получать жидкую целлюлозную суспензию, в которую вводят первый, второй и третий полимеры.
Способ согласно изобретению используют для изготовления бумаги. Под термином «бумага», употребляемом в данном описании, конечно, понимают не только бумагу и ее изготовление, но также другие продукты в форме полотна, например картон и его изготовление. Способ можно использовать для изготовления бумаги из различных типов суспензий целлюлозного волокна, и суспензии должны предпочтительно содержать, по меньшей мере, 25 мас.%, а более предпочтительно, - по меньшей мере, 50 мас.% такого волокна, из расчета по сухому веществу. Суспензии можно формировать, используя химическую волокнистую массу, например, сульфатную и сульфитную волокнистую массу, термомеханическую волокнистую массу (ТМВМ), химико-термомеханическую волокнистую массу, волокнистую массу в виде органозоля, рафинерную волокнистую массу или древесную волокнистую массу как из древесины лиственных пород, так и из древесины хвойных пород; или из волокна, полученного из однолетних растений, например из пеннисетума красного, багассы, льна, соломы и т.д.; можно также перерабатывать суспензии на основе повторно используемого волокна. Изобретение предпочтительно применимо в способах изготовления бумаги из суспензий, содержащих древесное волокно.
Суспензия также содержит минеральные наполнители обычных типов, например, каолин, глину, диоксид титана, гипс, тальк и как натуральный, так и синтетический карбонат кальция, например мел, мраморную крошку, крошку карбоната кальция и осажденный карбонат кальция. Бумажная масса может, конечно, также содержать добавки обычных типов, применяемые для изготовления бумаги, например агенты для повышения прочности в мокром состоянии, агенты для проклеивания, например агенты на основе канифоли, кетендимеры, кетенмультимеры, алкенилы янтарных ангидридов и т.д.
Предпочтительно изобретение применимо на бумагоделательных машинах, на которых изготавливают бумагу, содержащую древесное волокно, и бумагу на основе повторно используемого волокна, например бумагу типов SC, LWC и различные типы книжной и газетной бумаги; и на бумагоделательных машинах, на которых изготавливают печатную и писчую бумагу, не содержащую древесное волокно (под термином «бумага, не содержащая древесное волокно», понимают бумагу, содержащую приблизительно 15 мас.% древесного волокна). Примером предпочтительного применения изобретения является изготовление бумаги и многослойной бумаги из целлюлозных суспензий, содержащих, по меньшей мере, 50 мас.% механического и/или повторно используемого волокна. Предпочтительно изобретение применимо на бумагоделательных машинах, работающих со скоростью от 300 м/мин до 3000 м/мин, а более предпочтительно - от 500 м/мин до 2500 м/мин.
Изобретение дополнительно проиллюстрировано следующими примерами, которые, однако, не ограничивают объем изобретения. Части и процентные доли выражены в массовых частях и массовых процентных долях, соответственно, если не указано иное.
Примеры
В примерах использовали следующие добавки:
C-PAM 1: Катионный полимер на основе акриламида, изготовленный полимеризацией акриламида (40 мол.%) и хлорида акрилоксиэтилтриметиламмония (60 мол.%); полимер обладал средневесовой молекулярной массой около 3 млн и плотностью катионного заряда около 4,2 мэкв./г.
C-PAM 2: Катионный полимер на основе акриламида, изготовленный полимеризацией акриламида (60 мол.%) и хлорида акрилоксиэтилтриметиламмония (40 мол.%); полимер обладал средневесовой молекулярной массой около 3 млн и плотностью катионного заряда около 3,3 мэкв./г.
C-PAM 3: Катионный полимер на основе акриламида, изготовленный полимеризацией акриламида (88 мол.%), хлорида акрилоксиэтилтриметиламмония (10 мол.%) и диметилакриламида (2 мол.%); полимер обладал средневесовой молекулярной массой около 6 млн и плотностью катионного заряда около 1,2 мэкв./г.
C-PAM 4: Катионный полимер на основе акриламида, изготовленный полимеризацией акриламида (90 мол.%) и хлорида акрилоксиэтилтриметиламмония (10 мол.%); полимер обладал средневесовой молекулярной массой около 6 млн и плотностью катионного заряда около 1,2 мэкв./г.
PAC: Катионный хлорид полиалюминия с плотностью катионного заряда около 8,0 мэкв./г.
C-PAl 1: Катионный полиамин, обладавший средневесовой молекулярной массой около 200000 и плотностью катионного заряда около 7 мэкв./г.
C-PAl 2: Катионный полиамин, обладавший средневесовой молекулярной массой около 400000 и плотностью катионного заряда около 7 мэкв./г.
А-PAM: Анионный полимер на основе акриламида, изготовленный полимеризацией акриламида (80 мол.%) и акриловой кислоты (20 мол.%); полимер обладал средневесовой молекулярной массой около 12 млн и плотностью анионного заряда около 2,6 мэкв./г.
А-X-PAM: Анионный сшитый полимер на основе акриламида, изготовленный полимеризацией акриламида (30 мол.%) и акриловой кислоты (70 мол.%); полимер обладал средневесовой молекулярной массой около 100000 и плотностью анионного заряда около 8,0 мэкв./г.
Соединение кремния: Анионный неорганический конденсационный полимер кремниевой кислоты в форме коллоидного раствора кремнистой кислоты, модифицированной алюминием, обладавший S-параметром около 21 и содержавший частицы на основе кремния с удельной поверхностью около 800 м2/г.
Бентонит: Бентонит.
Пример 1
Дренаж (обезвоживание) оценивали, используя динамический анализатор дренажа (ДАД), поставляемый компанией Akribi, (Швеция), которым измеряют время обезвоживания заданного объема бумажной массы (путем отвода жидкости) через сеточный транспортер при удалении пробки и приложении вакуума со стороны сеточного транспортера, противоположной стороне, на которой располагают бумажную массу.
Бумажная масса, которую использовали в испытаниях, была основана на 75 мас.% ТМВМ и 25 мас.% волокнистого материала DIP и осажденной оборотной воде с линии по изготовлению газетной бумаги. Концентрация бумажной массы составляла 0,78%. Электропроводимость бумажной массы составляла 1,5 мСм/см, и pH составлял 6,8.
Для имитации добавлений после всех стадий сильного сдвигового воздействия бумажную массу перемешивали в разделенной перегородкой емкости с различными скоростями перемешивания. Перемешивание и добавление производили следующим образом:
перемешивали со скоростью 1000 об/мин в течение 20 с;
перемешивали со скоростью 2000 об/мин в течение 10 с;
перемешивали со скоростью 1000 об/мин в течение 15 с, в то же время выполняя добавления;
обезвоживали бумажную массу, в то же время автоматически записывая продолжительность обезвоживания.
Добавления в бумажную массу производили следующим образом.
Первое добавление (дозировка 5 кг/т) производили за 15 с до обезвоживания; второе добавление (дозировка 0,8 кг/т) производили за 10 с до обезвоживания; третье добавление (дозировка 0,5 кг/т) производили за 5 с до обезвоживания.
В таблице 1 представлены значения продолжительности обезвоживания при различных режимах добавления. Дозировки полимера и бентонита определяли из расчета массы сухого продукта от массы сухой целлюлозы суспензии, а золя на основе частиц кремнезема - из расчета массы SiO2 от массы сухой бумажной массы.
Испытание №1 иллюстрирует результаты, полученные без применения каких-либо добавок. Испытания №2-4 иллюстрируют способы, использованные для сравнения, а Испытания №5-7 иллюстрируют способы согласно изобретению.
Таблица 1
Испытание № Первое добавление Второе добавление Третье добавление Продолжительность обезвоживания
1 - - - 60,6
2 С-PAl 1 С-PAM 4 Бентонит 24,5
3 С-PAl 1
С-PAl 2
(1:1)		 С-PAM 4 Бентонит 24,4
4 - С-PAM 4 Бентонит 32,4
5 С-PAM 1 С-PAM 3 Кремнезем 22,4
6 С-PAM 2 С-PAM 4 Кремнезем 21,2
7 С-PAM 2 С-PAM 3 Кремнезем 19,0
Данные таблицы 1 показывают, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет улучшить обезвоживание.
Пример 2
Дренаж оценивали с использованием динамического анализатора дренажа (ДАД), как и в примере 1.
Бумажная масса, которую использовали в испытаниях, была основана на 75 мас.% ТМВМ, 25 мас.% волокнистого материала DIP и отбеливающей воде из бумажного производства. Концентрация бумажной массы составляла 0,77%. Электропроводимость бумажной массы составляла 1,6 мСм/см и pH - 7,2.
Для имитации добавлений до и после всех стадий сильного сдвигового воздействия бумажную массу перемешивали в разделенной перегородкой емкости с различными скоростями перемешивания. Перемешивание и добавление производили следующим образом:
перемешивали со скоростью 1000 об/мин в течение 25 с, в то же время выполняя от 0 до 2 добавлений;
перемешивали со скоростью 2000 об/мин в течение 10 с;
перемешивали со скоростью 1000 об/мин в течение 15 с, в то же время выполняя от 0 до 3 добавлений;
обезвоживали бумажную массу, в то же время автоматически записывая продолжительность обезвоживания.
Добавления в бумажную массу производили следующим образом.
Первое добавление, если его выполняли, производили за 45 с или за 15 с до обезвоживания, второе добавление, если его выполняли, производили за 25 с или за 10 с до обезвоживания, и третье добавление, если его выполняли, производили за 5 с до обезвоживания.
В таблице 2 представлены значения продолжительности обезвоживания при различных режимах добавления. Время проведения добавления до обезвоживания показано в секундах, а дозировки первого, второго и третьего добавлений соответственно показаны в кг/т. Дозировку полимера определяли из расчета массы сухого продукта от массы сухой целлюлозы суспензии, а золя на основе частиц кремнезема - из расчета массы SiO2 от массы сухой бумажной массы.
Испытание №1 иллюстрирует результаты, полученные без применения каких-либо добавок. Испытания №2-7 иллюстрируют способы, использованные для сравнения, а испытания №8-10 иллюстрируют способы согласно изобретению.
Таблица 2
Испыт.
№		 Первое
добавл.		 Второе добавл. Третье добавл. Время выполнения добавления до обезвоживания, с; 1-го; 2-го; 3-го Дозировка, кг/т; 1-го; 2-го; 3-го Продолжит.
обезвожив., с
1 - - - -   84,0
2 С-РАМ 2 С-РАМ 4 Кремнезем 45/25/5 0,/0,2/0,5 61,8
3 С-РАМ 2 С-РАМ 4 Кремнезем 45/25/5 0,2/0,2/0,5 50,2
4 С-РАМ 2 С-РАМ 4 Кремнезем 45/25/5 0,1/0,5/0,5 39,0
5 С-РАМ 2 С-РАМ 4 Кремнезем 45/10/5 0,1/0,2/0,5 56,0
6 С-РАМ 2 С-РАМ 4 Кремнезем 45/10/5 0,2/0,2/0,5 46,0
7 С-РАМ 2 С-РАМ 4 Кремнезем 45/10/5 0,1/0,5/0,5 32,1
8 С-РАМ 2 С-РАМ 4 Кремнезем 15/10/5 0,1/0,2/0,5 48,2
9 С-РАМ 2 С-РАМ 4 Кремнезем 15/10/5 0,2/0,2/0,5 43,8
10 С-РАМ 2 С-РАМ 24 Кремнезем 15/10/5 0,1/0,5/0,5 31,0
Данные таблицы 2 четко показывают, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет улучшить обезвоживание.
Пример 3
Дренаж оценивали согласно методике, использованной в примере 2.
Удерживание оценивали с помощью нефелометра, поставляемого компанией Novasina, (Швейцария), измерением мутности фильтрата, оборотной воды, полученной при дренаже бумажной массы. Мутность измеряли в NTU (NTU - нефелометрическая единица мутности).
В данном примере использовали бумажную массу и режимы перемешивания и добавления такие же, как и в примере 2.
Данные таблицы 3 иллюстрируют эффект обезвоживания при различных режимах добавления. Испытание №1 иллюстрирует результаты, полученные без применения каких-либо добавок. Испытания №2 и 3 иллюстрируют способы, использованные для сравнения, а испытание №4 иллюстрирует способ согласно изобретению.
Таблица 3
Испыт.№ Первое добавл. Второе добавл. Третье добавл. Время выполн. добавл. до обезвоживания, с; 1-го; 2-го; 3-го Дозировка, кг/т; 1-го; 2-го; 3-го Продолжит. обезвож., с Мутность, NTU
1 - - - - - 84,0 100
2 С-РАМ 2 А-РАМ Кремнезем 45/25/5 0,8/0,2/0,5 66,0 31
3 С-РАМ 2 А-РАМ Кремнезем 45/10/5 0,8/0,2/0,5 61,9 32
4 С-РАМ 2 А-РАМ Кремнезем 15/10/5 0,8/0,2/0,5 53,2 26
Данные таблицы 3 показывают, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет улучшить процесс обезвоживания.
Пример 4
Дренаж и удерживание оценивали согласно методикам, использованным в примере 3. В данном примере использовали бумажную массу и режимы перемешивания и добавления такие же, как и в примере 2.
В таблице 4 представлены данные, характеризующие эффект обезвоживания при различных режимах добавлений. Испытание №1 иллюстрирует результаты, полученные без применения каких-либо добавок. Испытания №2-7 иллюстрируют способы, использованные для сравнения, а испытания №8-9 иллюстрируют способы согласно изобретению.
Таблица 4
Испыт.№. Первое добавл. Второе добавл. Третье добавл. Время выполн. добавл. до обезвоживания, с; 1-го; 2-го; 3-го Дозировка, кг/т; 1-го; 2-го; 3-го Продолжит. обезвож., с Мутность, NTU
1 - - - - - 84,0 100
2 С-РАМ 2 - А-РАМ 45/-/5 0,2/-/0,3 148,0 76
3 С-РАМ 2 - А-РАМ 15/-/5 0,2/-/0,3 132,4 58
4 - С-РАМ 4 А-РАМ -/25/5 -/0,8/0,3 101,0 18
5 - С-РАМ 4 А-РАМ -/10/5 -/0,80/0,3 82,2 26
6 С-РАМ 2 С-РАМ 4 А-РАМ 45/25/5 0,2/0,8/0,2 77,4 20
7 С-РАМ 2 С-РАМ 4 А-РАМ 45/25/5 0,2/0,8/0,3 60,0 22
8 С-РАМ 2 С-РАМ 4 А-РАМ 15/10/5 0,2/0,8/0,2 49,0 17
9 С-РАМ 2 С-РАМ 4 А-РАМ 15/10/5 0,2/0,8/0,3 52,5 20
Данные таблицы 4 показывают, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет улучшить процессы дренажа (обезвоживания) и удерживания.
Пример 5
Дренаж и удерживание оценивали согласно методикам, использованным в примере 3. В данном примере использовали режимы перемешивания и добавления такие же, как и в примере 2.
Бумажная масса, которую использовали в данном примере, была основана на 75 мас.% ТМВМ, 25 мас.% волокнистого материала DIP и отбеливающей воде с линии по изготовлению газетной бумаги. Концентрация бумажной массы составляла 0,82%. Электропроводимость бумажной массы составляла 1,7 мСм/см, а pH - 7,2.
В таблице 5 представлены данные, характеризующие эффект обезвоживания при различных режимах добавлений. Испытание №1 иллюстрирует результаты, полученные без применения каких-либо добавок. Испытания №2-8 иллюстрируют способы, использованные для сравнения, а испытание №9 иллюстрирует способ согласно изобретению.
Таблица 5
Испыт.№. Первое добавл. Второе добавл. Третье добавл. Время выполн. добавл. до обезвоживания, с; 1-го; 2-го; 3-го Дозировка, кг/т; 1-го; 2-го; 3-го Продолжит. обезвож., с Мутность, NTU
1 - - - - - 93,9 82
2 - С-РАМ 4 Кремнезем -/25/5 -/0,2/0,5 67,7 58
3 - С-РАМ 4 Кремнезем -/10/5 -/0,2/0,5 60,7 68
4 РАС - Кремнезем 45/-/5 2/-/0,5 88,5 62
5 РАС - Кремнезем 15/-/5 2/-/0,5 83,5 73
6 РАС С-РАМ 4 - 45/25/- 2/0,2/- 51,8 52
7 РАС С-РАМ 4 - 45/10/- 2/0,2/- 54,5 56
8 РАС С-РАМ 4 Кремнезем 45/10/5 2/0,2/0,5 54,6 51
9 РАС С-РАМ 4 Кремнезем 15/10/5 2/0,2/0,5 51,2 48
Данные таблицы 5 показывают, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет улучшить процессы дренажа (обезвоживания) и удерживания.
Пример 6
Дренаж оценивали согласно методике, использованной в примере 2. В данном примере использовали бумажную массу и режимы перемешивания и добавления такие же, как и в примере 5.
В таблице 6 представлены данные, характеризующие эффект обезвоживания при различных режимах добавлений. Испытание №1 иллюстрирует результаты, полученные без применения каких-либо добавок. Испытания №2-6 иллюстрируют способы, в которых использовали добавки, предназначенные для сравнения (эталон), а испытание №7 иллюстрирует способ согласно изобретению.
Таблица 6
Испыт.
№		 Первое
добавл.		 Второе добавл. Третье добавл. Время выполнения добавления до обезвоживания, с; 1-го; 2-го; 3-го Дозировка, кг/т; 1-го; 2-го; 3-го Продолжит. обезвожив., с
1 - - - - - 93,9
2 РАС С-РАМ 4 - 45/25/- 2/0,2/- 51,8
3 РАС С-РАМ 4 - 45/10/- 2/0,2/- 54,5
4 РАС С-РАМ 4 - 15/10/- 2/0,2/- 48,7
5 РАС С-РАМ 4 А-Х-РАМ 45/25/5 2/0,2/0,1 44,8
6 РАС С-РАМ 4 А-Х-РАМ 45/10/5 2/0,2/0,1 43,9
7 РАС С-РАМ 4 А-Х-РАМ 15/10/5 2/0,2/0,1 42,9
Данные таблицы 6 показывают, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет улучшить процесс дренажа.
Пример 7
Дренаж оценивали согласно методике, использованной в примере 2. В данном примере использовали бумажную массу и режимы перемешивания и добавления такие же, как и в примере 5.
В таблице 7 представлены данные, характеризующие эффект обезвоживания при различных режимах добавлений. Испытание №1 иллюстрирует результаты, полученные без применения каких-либо добавок. Испытания №2-7 иллюстрируют способы, использованные для сравнения, а испытание №8 иллюстрирует способ согласно изобретению.
Испыт.
№		 Первое
добавл.		 Второе добавл. Третье добавл. Время выполнения добавления до обезвоживания, с; 1-го; 2-го; 3-го Дозировка, кг/т; 1-го; 2-го; 3-го Продолжит. Обезвожив., с
1 - - - - - 93,9
2 РАС - А-РАМ 45/-/5 0,2/-/0,1 185,0
3 РАС - А-РАМ 15/-/5 0,2/-/0,1 96,8
4 - С-РАМ 4 А-РАМ -/25/5 -/0,8/0,1 76,5
5 - С-РАМ 4 А-РАМ -/10/5 -/0,8/0,1 55,1
6 РАС С-РАМ 4 А-РАМ 45/25/5 0,2/0,8/0,1 107,0
7 РАС С-РАМ 4 А-РАМ 45/10/5 0,2/0,8/0,1 61,5
8 РАС С-РАМ 4 А-РАМ 15/10/5 0,2/0,8/0,1 39,8
Данные таблицы 7 показывают, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет улучшить процесс обезвоживания.

Claims (16)

1. Способ изготовления бумаги, включающий:
(i) обеспечение водной суспензии, содержащей целлюлозное волокно;
(ii) добавление в суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия:
первого полимера, являющегося катионным полимером, обладающего плотностью заряда более 4,0 мэкв./г;
второго полимера, обладающего молекулярной массой более 500000; и
третьего полимера, являющегося анионным полимером; и
(iii) обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги.
2. Способ изготовления бумаги, включающий:
(i) обеспечение водной суспензии, содержащей целлюлозное волокно;
(ii) добавление в суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия:
первого полимера, являющегося катионным полимером на основе акриламида, обладающего плотностью заряда более 2,5 мэкв./г;
второго полимера, являющегося полимером на основе акриламида, обладающего молекулярной массой более 500000; и
третьего полимера, являющегося анионным полимером; и
(iii) обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги.
3. Способ изготовления бумаги, включающий:
(i) обеспечение водной суспензии, содержащей целлюлозное волокно;
(ii) добавление в суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия:
первого полимера, являющегося катионным полимером, обладающего плотностью заряда более 2,5 мэкв./г;
второго полимера, являющегося воднодисперсионным полимером; и
третьего полимера, являющегося анионным полимером; и
(iii) обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги.
4. Способ по п.1 или 3, в котором первым полимером является органический полимер.
5. Способ по п.4, в котором первый полимер является катионным полимером на основе акриламида.
6. Способ по пп.1, 2 или 3, в котором первый полимер обладает молекулярной массой, составляющей, по меньшей мере, 500000.
7. Способ по п.1, в котором первый полимер является неорганическим полимером.
8. Способ по пп.1, 3 или 7, в котором первый полимер является хлоридом полиалюминия.
9. Способ по пп.1 или 2, в котором второй полимер обладает молекулярной массой более 1000000.
10. Способ по пп.1, 2 или 3, в котором второй полимер является катионным.
11. Способ по пп.1, 2 или 3, в котором второй полимер является анионным.
12. Способ по пп.1, 2 или 3, в котором третий полимер является неорганическим полимером.
13. Способ по п.12, в котором третий полимер является кремниевой кислотой или полимером на основе силиката.
14. Способ по п.13, в котором третий полимер содержит коллоидные частицы на основе кремния.
15. Способ по любому одному из пп.1, 2 или 3, в котором третий полимер является органическим полимером.
16. Способ по п.15, в котором третий полимер является полимером на основе акриламида.
RU2007128049/12A 2004-12-22 2005-12-07 Способ изготовления бумаги RU2347029C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04106889.1 2004-12-22
EP04106889 2004-12-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007128049A RU2007128049A (ru) 2009-01-27
RU2347029C1 true RU2347029C1 (ru) 2009-02-20

Family

ID=34930127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007128049/12A RU2347029C1 (ru) 2004-12-22 2005-12-07 Способ изготовления бумаги

Country Status (15)

Country Link
EP (1) EP1834040B1 (ru)
JP (1) JP4913071B2 (ru)
KR (1) KR101041508B1 (ru)
CN (2) CN101137791A (ru)
AU (1) AU2005319774C1 (ru)
BR (1) BRPI0515831B1 (ru)
CA (1) CA2592314C (ru)
ES (1) ES2534249T3 (ru)
MX (1) MX2007006724A (ru)
NO (1) NO341988B1 (ru)
PL (1) PL1834040T3 (ru)
PT (1) PT1834040E (ru)
RU (1) RU2347029C1 (ru)
WO (1) WO2006068576A1 (ru)
ZA (1) ZA200704916B (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2671102A1 (en) 2006-12-01 2008-06-05 Akzo Nobel N.V. Packaging laminate
CN101613977B (zh) * 2009-07-15 2011-05-11 金东纸业（江苏）股份有限公司 造纸用增强纤维及其制备方法和应用
CN101626539B (zh) * 2009-08-04 2012-09-05 天津科技大学 一种纸质扬声器振膜材料的制造方法
KR101157351B1 (ko) * 2010-06-09 2012-06-15 서울대학교산학협력단 고분자 물질이 다중 흡착된 종이의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 종이
FI125714B (en) * 2012-11-12 2016-01-15 Kemira Oyj Process for the treatment of fiber pulp for the manufacture of paper, cardboard or the like and product
FI128012B (en) * 2016-03-22 2019-07-31 Kemira Oyj System and method for making paper, cardboard or the like
EP3246466B1 (en) * 2016-05-20 2018-02-28 Kemira Oyj Method and treatment system for making of paper
EP3481994B1 (en) * 2016-09-30 2020-04-15 Kemira Oyj Process for making paper, paperboard or the like
EP3757288B1 (en) * 2019-06-28 2022-04-27 Wetend Technologies Oy A method of and an arrangement for adding a chemical to an approach flow system of a fiber web machine
KR102092128B1 (ko) * 2019-09-20 2020-03-23 정현빈 공정백수의 탁도 개선을 위한 산업용지 제조용 보류방법 및 보류시스템

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0017353B2 (en) * 1979-03-28 1992-04-29 Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited Production of paper and paper board
DE3541163A1 (de) * 1985-11-21 1987-05-27 Basf Ag Verfahren zur herstellung von papier und karton
US4795531A (en) * 1987-09-22 1989-01-03 Nalco Chemical Company Method for dewatering paper
US5584966A (en) * 1994-04-18 1996-12-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Paper formation
GB9410920D0 (en) * 1994-06-01 1994-07-20 Allied Colloids Ltd Manufacture of paper
US5595630A (en) * 1995-08-31 1997-01-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for the manufacture of paper
US5595629A (en) * 1995-09-22 1997-01-21 Nalco Chemical Company Papermaking process
SE9504081D0 (sv) * 1995-11-15 1995-11-15 Eka Nobel Ab A process for the production of paper
EP0953680A1 (en) * 1998-04-27 1999-11-03 Akzo Nobel N.V. A process for the production of paper
US6168686B1 (en) * 1998-08-19 2001-01-02 Betzdearborn, Inc. Papermaking aid
US6103065A (en) 1999-03-30 2000-08-15 Basf Corporation Method for reducing the polymer and bentonite requirement in papermaking
DE20220979U1 (de) * 2002-08-07 2004-10-14 Basf Ag Papierprodukt
US20060103064A1 (en) * 2004-11-17 2006-05-18 Sittinger Michael R Modular signature feeders

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
W0 2004015200 А1, 19.02.2004. *

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200704916B (en) 2008-09-25
PT1834040E (pt) 2015-04-15
EP1834040A1 (en) 2007-09-19
NO20073798L (no) 2007-07-20
CN102226324B (zh) 2013-04-17
BRPI0515831B1 (pt) 2017-03-28
CA2592314A1 (en) 2006-06-29
NO341988B1 (no) 2018-03-12
JP2008525654A (ja) 2008-07-17
ES2534249T3 (es) 2015-04-21
KR20070100321A (ko) 2007-10-10
KR101041508B1 (ko) 2011-06-16
EP1834040B1 (en) 2015-02-18
BRPI0515831A (pt) 2008-08-05
RU2007128049A (ru) 2009-01-27
AU2005319774A1 (en) 2006-06-29
JP4913071B2 (ja) 2012-04-11
PL1834040T3 (pl) 2015-07-31
CN101137791A (zh) 2008-03-05
AU2005319774C1 (en) 2010-04-01
WO2006068576A1 (en) 2006-06-29
AU2005319774B2 (en) 2009-09-24
CA2592314C (en) 2011-02-08
MX2007006724A (es) 2007-07-25
CN102226324A (zh) 2011-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2347029C1 (ru) Способ изготовления бумаги
RU2194106C2 (ru) Способ изготовления бумаги
JP5140000B2 (ja) 紙の製造方法
US7955473B2 (en) Process for the production of paper
US7691234B2 (en) Aqueous composition
KR100573052B1 (ko) 수성 조성물
RU2363799C1 (ru) Способ изготовления бумаги
NO330718B1 (no) Kationisk vinyladdisjonspolymer og fremgangsmate ved fremstilling av papir
BRPI0620805B1 (pt) Process for the production of paper

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20180314

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191208