силикаты металлов и способы их получения

Формула изобретения

1. Водная композиция, включающая воду и водорастворимый комплекс силикатов металлов, в которой водорастворимый комплекс силикатов металлов отвечает следующей формуле:

(1-у)М₂ O·уМ'O·xSiO₂

где М обозначает одновалентный катион; М' обозначает ион двухвалентного металла; х обозначает число от примерно 2 до 4; у обозначает число от примерно 0,005 до 0,4; а значение у/х составляет от примерно 0,001 до 0,25.

2. Водная композиция по п.1, в которой двухвалентный металл включает по меньшей мере один из представителей ряда магния, кальция, цинка, меди, железа(II), марганца(II) и бария.

3. Водная композиция по п.1, в которой двухвалентный металл включает один из таких металлов, как магний и кальций.

4. Водная композиция по п.1 или 2, в которой значение молярного соотношения между SiO₂ и оксидом одновалентного катиона у водорастворимого комплекса силикатов металлов составляет от примерно 2 до 20.

5. Водная композиция по п.1 или 2, в которой значение молярного соотношения между SiO₂ и оксидом одновалентного катиона у водорастворимого комплекса силикатов металлов составляет от примерно 3 до 5.

6. Водная композиция по п.1 или 2, в которой значение молярного соотношения между двухвалентным металлом и кремнием у водорастворимого комплекса силикатов металлов составляет от примерно 0,001 до 0,25.

7. Водная композиция по п.1 или 2, в которой концентрация SiO₂ составляет от примерно 0,01 до 5 мас.%.

8. Водная композиция по п.4, в которой значение молярного соотношения между двухвалентным металлом и кремнием у водорастворимого комплекса силикатов металлов составляет от примерно 0,001 до 0,25.

9. Водная композиция по п.1, в которой М обозначает атом натрия, калия или лития или аммоний.

10. Водная композиция по п.1, в которой М обозначает атом натрия.

11. Водная композиция по п.1, в которой М' обозначает атом кальция или магния.

12. Водная композиция по п.1, в которой водорастворимый комплекс силикатов металлов включает водорастворимый силикат, соответствующий следующей формуле:

(1-y)Na₂O·уМ'O·xSiО₂

где М' обозначает ион двухвалентного металла, представляющего собой кальций или магний,

х обозначает число от примерно 2 до 4,

у обозначает число от примерно 0,005 до 0,4,

значение у/х составляет от примерно 0,001 до 0,25,

значение х/(1-у) составляет от примерно 2 до 20, а

концентрация SiO₂ в этой водной композиции составляет от примерно 0,01 до 5 мас.%.

13. Водная композиция по п.12, в которой значение у/х составляет от примерно 0,01 до 0,2, значение х/(1-у) равно от примерно 3 до 10, а концентрация SiO₂ в этой водной композиции составляет от примерно 0,1 до 2 мас.%.

14. Способ приготовления водной композиции, содержащей водорастворимый комплекс силикатов металлов, включающий объединение силиката с одновалентным катионом и ионов двухвалентных металлов в водной среде с получением водорастворимого комплекса силикатов металлов, где значение молярного соотношения между SiO₂ и оксидом одновалентного катиона у водорастворимого комплекса силикатов металлов составляет от примерно 2 до 20.

15. Способ по п.14, в котором силикат с одновалентным катионом включает по меньшей мере один из следующих продуктов: силикат натрия, силикат калия, силикат лития и силикат аммония.

16. Способ по п.14, в котором силикат с одновалентным катионом представляет собой силикат натрия.

17. Способ по п.16, в котором значение массового соотношения SiO₂/Na₂O у силиката натрия составляет от примерно 2 до 4.

18. Способ по п.14, в котором ионы двухвалентных металлов включают ионы по меньшей мере одного из представителей ряда магния, кальция, цинка, меди, железа(II), марганца(II) и бария.

19. Способ по п.14, в котором ионы двухвалентных металлов включают ионы по меньшей мере одного из магния и кальция.

20. Способ по п.14, в котором водорастворимый комплекс силикатов металлов включает водорастворимый силикат, соответствующий следующей формуле:

(1-y)Na₂O·уМ'O·xSiO₂

где М' обозначает ион двухвалентного металла, представляющего собой кальций или магний,

х обозначает число от примерно 2 до 4,

у обозначает число от примерно 0,005 до 0,4,

значение у/х составляет от примерно 0,001 до 0,25,

значение х/(1-у) составляет от примерно 2 до 20, а

концентрация SiO₂ в водной композиции составляет от примерно 0,01 до 5 мас.%.

21. Способ по п.14, в котором водорастворимый комплекс силикатов металлов получают добавлением силиката с одновалентным катионом в водную реагентную композицию, включающую достаточное количество ионов двухвалентных металлов для образования водорастворимого комплекса силикатов металлов.

22. Способ по п.21, в котором источник ионов двухвалентных металлов представляет собой по меньшей мере одно из следующих соединений: CaCl₂, MgCl ₂, MgSO₄, Са(NO₃)₂, Mg(NO ₃)₂, CaSO₄ и ZnSO₄ .

23. Способ по п.14, в котором водорастворимый комплекс силикатов металлов получают добавлением ионов двухвалентных металлов в водную реагентную композицию, включающую достаточное количество ионов силиката с одновалентным катионом для образования водорастворимого комплекса силикатов металлов.

Описание изобретения к патенту

1. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к водорастворимым комплексам силикатов металлов, таким, как водорастворимые комплексы силикатов металлов, включающие по меньшей мере один двухвалентный металл. Настоящее изобретение относится также к способам получения водорастворимых комплексов силикатов металлов. Далее настоящее изобретение относится к способам очистки сточных вод с использованием водорастворимых комплексов силикатов металлов. Кроме того, настоящее изобретение относится к способам изготовления целлюлозных продуктов, таких, как бумажные изделия, осуществление которых включает добавление в целлюлозную жидкую массу, такую, как бумажная жидкая масса, по меньшей мере одного водорастворимого комплекса силикатов металлов. Подобным же образом настоящее изобретение относится к способам изготовления целлюлозных продуктов, осуществление которых включает добавление в целлюлозную жидкую массу по меньшей мере одного водорастворимого силиката металла, такого, как силикат с одновалентным катионом, для того, чтобы в целлюлозной жидкой массе образовывался водорастворимый комплекс силикатов металлов. Кроме того, настоящее изобретение относится также к целлюлозным продуктам, таким, как бумажные изделия, включающим водорастворимые комплексы силикатов металлов.

2. Предпосылки создания изобретения и уровень техники, к которой оно относится

Целлюлозные продукты, такие, как картон, тонкая бумага, писчая бумага и т.п., традиционно изготовляют приготовлением водной жидкой массы целлюлозного древесного волокна, которая может включать неорганические минеральные наполнители или пигменты. Эту водную жидкую массу наносят на подвижную сетку или ткань с целью упростить формование целлюлозной матрицы. Далее целлюлозную матрицу дренируют, сушат и прессуют с получением готового целлюлозного продукта. Однако во время стадии дренирования вместе с водой часто удаляются нужные твердые волокна, твердая мелочь и другие твердые компоненты. Что касается твердой мелочи, то к ней относятся очень короткие волокна целлюлозной массы, фрагменты волокон и сердцевинные лучи. Твердая мелочь включает также пигменты, наполнители и другие неволокнистые добавки, которые могут проходить через ткань во время отливки листа. Более того, во время дренирования в целлюлозной матрице часто задерживается нежелательная вода. Потеря нужных твердых частиц и задержка нежелательной воды отрицательно влияют на отливку листа и, следовательно, приводят к получению целлюлозной продукции пониженного качества. Далее, потеря необходимых твердых частиц является расточительством и дорого обходится изготовителям целлюлозной продукции.

В результате в бумажной промышленности постоянно прилагаются усилия в попытке разработать способы изготовления бумаги, осуществление которых позволяет улучшить качество бумаги, повысить производительность и уменьшить технологические затраты. Перед подачей волокнистой жидкой массы на сетку или ткань в процессе изготовления бумаги в нее часто добавляют химические средства для улучшения дренирования/обезвоживания и удерживания. Эти химические средства называют добавками, содействующими дренированию и/или удерживанию. Предпринимают попытки вводить самые разнообразные добавки, содействующие в процессе изготовления бумаги дренированию и/или удерживанию, такие, как силикаты, коллоидные кремнеземы, микрогели и бентониты.

Добавки, содействующие дренированию и/или удерживанию в процессе изготовления бумаги, улучшают удерживание тонкодисперсных твердых частиц композиции бумаги во время турбулентного процесса дренирования и формования бумажного полотна. Без соответствующего удерживания тонкодисперсных твердых частиц они либо теряются с технологической сточной водой, либо накапливаются до высокого содержания в рециркуляционном контуре для оборотной воды, создавая возможность для образования отложений и ухудшая дренирование в бумагоделательной машине. Кроме того, недостаточное удерживание тонкодисперсных твердых частиц увеличивает затраты производителя бумаги вследствие потерь добавок, предназначенных для адсорбции на волокне с целью придания бумаге соответствующих свойств непрозрачности, прочности и проклейки.

Так, например, в патенте US №5194120, выданном на имя Peats и др., описано добавление в бумажную массу катионоактивного полимера и аморфного материала на основе силикатов металлов с целью улучшить удерживание мелочи и дренирование. Предлагаемые Peats и др. аморфные силикаты металлов представляют собой белые сыпучие порошки, которые, когда их полностью диспергируют в воде, образуют исключительно малые анионоактивные коллоидные частицы. Эти материалы обычно синтезируют реакцией силиката натрия с растворимой солью с приемлемыми ионами металлов, такими, как Mg²⁺ , Са²⁺ и/или Аl³⁺, с получением осадка, который затем отфильтровывают, промывают и сушат.

WO 97/17289 и family member патент US №5989714, выданный на имя Drummond, относятся к способу регулирования дренирования и/или удерживания при формовании бумажной матрицы с применением осадков силикатов металлов. Осадки силикатов металлов по Drummond получают смешением растворимой соли металла с растворимым силикатом.

Заявка JP А 63295794, поданная Naka-Mura, относится к способу изготовления бумаги в нейтральных или слабощелочных условиях, который включает добавление в волокнистую жидкую массу катионоактивного водорастворимого полимера и водного раствора силиката натрия.

В заявке JP 1072793, поданной Haimo, описан способ изготовления бумаги прямым добавлением в бумажную жидкую массу водного раствора ортосиликата натрия. Предлагаемый Haimo раствор ортосиликата готовят на отдельной стадии (например, при обработке сульфата алюминия для регулирования рН) перед добавлением в бумажную жидкую массу.

Патенты US №4927498, 4954220, 5185206, 5470435, 5543014, 5626721 и 5707494, выданные на имя Rushmere, Rushmere и др., относятся к применению при изготовлении бумаги полисиликатных микрогелей в качестве добавок, содействующих удерживанию и дренированию. Предлагаемые по многим из этих патентов микрогели получают проведением процесса на месте в результате реакции поликремниевой кислоты со щелочным металлом с образованием микрогелей, которые затем добавляют в бумажную массу.

Патент US №5240561, выданный на имя Kaliski, относится к применению микрогелей в процессах изготовления бумаги. Предлагаемые Kaliski микрогели готовят по двухстадийному способу. Первая стадия включает получение переходного, химически реакционноспособного субколлоидного гидрозоля смешением бумажной массы с двумя отдельными растворами. Вторая стадия состоит в смешении водного раствора, содержащего по меньшей мере один сшивающий агент, с волокнистыми материалами, образующимися на первой стадии, для сшивания образовавшегося на месте химически реакционноспособного субколлоидного гидрозоля и синтеза (на месте) микрогелевых клеев с комплексной функциональностью. Образующиеся клеи флокулируют бумажные волокнистые материалы с формованием бумажных полотен.

Объектами патента US №4753710, выданного на имя Langley и др., и патента US №5513249, выданного на имя Cauley, является применение бентонита при изготовлении бумаги.

Несмотря на множество попыток создания содействующих дренированию и удерживанию добавок самых разнообразных типов, в промышленности целлюлозной продукции все еще остается потребность в создании добавок, содействующих дренированию и удерживанию, которые экономически эффективны и одновременно с этим просты в применении. Кроме того, все еще существует необходимость в разработке способа изготовления целлюлозных продуктов, осуществление которого позволяет заметно усовершенствовать удерживание и дренирование при одновременном хорошем формовании целлюлозного продукта, например бумажного листа. Все еще существует потребность в усовершенствовании удерживания и дренирования, в особенности для усовершенствования дренирования при крупномасштабном изготовлении целлюлозных продуктов, в котором в противном случае вследствие медленного дренирования воды через толстый сырой лист снижается производительность.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Объектом настоящего изобретения является создание водорастворимых комплексов силикатов металлов, таких, как комплексы силикатов металлов, содержащих по меньшей мере один двухвалентный металл.

Другим объектом настоящего изобретения является усовершенствование регулирования удерживания и дренирования при изготовлении целлюлозных продуктов, таких, как бумага, добавлением в целлюлозную жидкую массу, такую, как бумажная жидкая масса, водорастворимого комплекса силикатов металлов или получением водорастворимого комплекса силикатов металлов в целлюлозной жидкой массе.

Еще одним объектом настоящего изобретения является разработка способов изготовления целлюлозных продуктов, осуществление которых включает добавление в целлюлозную жидкую массу, такую, как бумажная жидкая масса, по меньшей мере одного водорастворимого комплекса силикатов металлов.

Аналогичным объектом настоящего изобретения является разработка способов изготовления целлюлозных продуктов, осуществление которых включает добавление в целлюлозную жидкую массу, такую, как бумажная жидкая масса, по меньшей мере одного силиката с одновалентным катионом с тем, чтобы в целлюлозной жидкой массе образовался водорастворимый комплекс силикатов металлов.

Тем не менее еще одним объектом настоящего изобретения является создание целлюлозных продуктов, таких, как бумажные изделия, включающих водорастворимые комплексы силикатов металлов.

Все-таки другим объектом настоящего изобретения является разработка способа очистки сточных вод, включающего добавление в сточную воду или получение в ней водорастворимого комплекса силикатов металлов.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения его объектом является водная композиция, включающая водорастворимый комплекс силикатов металлов, который содержит по меньшей мере один двухвалентный металл.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения его объектом является разработка способа приготовления водной композиции, содержащей водорастворимый комплекс силикатов металлов, включающий объединение силиката с одновалентным катионом и ионов двухвалентных металлов в водной среде с образованием водорастворимого комплекса силикатов металлов.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения его объектом является разработка способа модификации целлюлозной жидкой массы, включающего добавление в целлюлозную жидкую массу водной композиции, содержащей водорастворимый комплекс силикатов металлов, который включает двухвалентный металл.

Тем не менее в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения его объектом является разработка способа приготовления целлюлозной жидкой массы, включающего добавление силиката с одновалентным катионом в целлюлозную жидкую массу, содержащую достаточное количество ионов двухвалентного металла для сочетания с силикатом с одновалентным катионом для образования водорастворимого комплекса силикатов металлов.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения его объектом является разработка способа изготовления целлюлозного продукта, включающего добавление в целлюлозную жидкую массу водной композиции, содержащей водорастворимый комплекс силикатов металлов, который включает двухвалентный металл, и формование из целлюлозной жидкой массы целлюлозного продукта.

Однако в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения его объектом является разработка способа изготовления целлюлозного продукта, включающего добавление силиката с одновалентным катионом в целлюлозную жидкую массу, содержащую достаточное количество ионов двухвалентных металлов для объединения с силикатом с одновалентным катионом для образования водорастворимого комплекса силикатов металлов, и формование из целлюлозной жидкой массы целлюлозного продукта.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения его объектом является целлюлозный продукт, включающий целлюлозное волокно и осадок по меньшей мере одного водорастворимого комплекса силикатов металлов. В предпочтительном варианте этот осадок содержится в количестве от примерно 50 до 10000 част./млн в пересчете на SiO₂.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения его объектом является разработка способа очистки сточных вод, включающего добавление в сточные воды по меньшей мере одного водорастворимого комплекса силикатов металлов, где этот водорастворимый комплекс силикатов металлов включает двухвалентный металл.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения его объектом является разработка способа очистки сточных вод, включающего добавление в сточные воды силиката с одновалентным катионом, где эти сточные воды содержат достаточное количество ионов двухвалентных металлов для сочетания с силикатом с одновалентным катионом с образованием водорастворимого комплекса силикатов металлов.

В одном варианте двухвалентный металл включает по меньшей мере один из представителей ряда магния, кальция, цинка, меди, железа (II), марганца (II) и бария, предпочтительно по меньшей мере один из ряда магния и кальция.

По другому варианту значение молярного соотношения между SiO₂ и оксидом одновалентного катиона у водорастворимого комплекса силикатов металлов составляет от примерно 2 до 20, предпочтительно от примерно 3 до 5. По еще одному варианту значение молярного соотношения между двухвалентным металлом и кремнием у водорастворимого комплекса силикатов металлов составляет от примерно 0,001 до 0,25, предпочтительно от примерно 0,01 до 0,2.

Тем не менее по еще одному варианту концентрация SiO₂ в водной композиции составляет от примерно 0,01 до 5 мас.%, предпочтительно от примерно 0,1 до 2 мас.%.

Однако по другому варианту размер частиц водорастворимого комплекса силикатов металлов составляет меньше примерно 200 нм.

По другому варианту водорастворимый комплекс силикатов металлов включает водорастворимый силикат, соответствующий следующей формуле:

(1-y)M₂O· M'O· xSiO₂,

в которой М обозначает одновалентный катион; М' обозначает ион двухвалентного металла; х обозначает число от примерно 2 до 4; у обозначает число от примерно 0,005 до 0,4, а значение у/х составляет от примерно 0,001 до 0,25.

В одном варианте М обозначает атом натрия, калия, или лития, или аммония, а предпочтительно натрия. В другом варианте М' обозначает атом кальция или магния.

Тем не менее по еще одному варианту водорастворимый комплекс силикатов металлов включает водорастворимый силикат, соответствующий следующей формуле:

(1-y)Na₂O yM'O xSiO₂,

где М' обозначает ион двухвалентного металла, представляющего собой кальций или магний,

X обозначает число от примерно 2 до 4,

у обозначает число от примерно 0,005 до 0,4,

значение у/х составляет от примерно 0,001 до 0,25,

значение х/(1-у) составляет от примерно 2 до 20,

а концентрация SiO₂ в водной композиции составляет от примерно 0,01 до 5 мас.%. В предпочтительном варианте значение у/х составляет от примерно 0,01 до 0,2, значение х/(1-у) равно от примерно 3 до 10, а концентрация SiO₂ в водной композиции составляет от примерно 0,1 до 2 мас.%. В более предпочтительном варианте значение у/х составляет от примерно 0,025 до 0,15, значение х/(1-у) равно от примерно 3 до 5, а концентрация SiO₂ в водной композиции составляет от примерно 0,25 до 1,5 мас.%.

По другому варианту силикат с одновалентным катионом включает по меньшей мере один силикат натрия, силикат калия, силикат лития или силикат аммония, причем предпочтителен силикат натрия, такой, как силикат натрия, у которого значение массового соотношения SiO₂/Na₂O составляет от примерно 2 до 4.

По еще одному варианту ионы двухвалентных металлов включают ионы по меньшей мере одного из магния и кальция.

Тем не менее по другому варианту водорастворимый комплекс силикатов металлов готовят добавлением силиката с одновалентным катионом в водную реагентную композицию, включающую достаточное количество ионов двухвалентных металлов для образования водорастворимого комплекса силикатов металлов.

Однако по еще одному варианту жесткость водной реагентной композиции, содержащей достаточное количество ионов двухвалентного металла, составляет от примерно 1 до 600 част./млн Са эквивалента. Так, например, водная реагентная композиция может включать по меньшей мере одну из таких сред, как подсеточная вода, жесткая вода и очищенная вода, из которых очищенную воду готовят повышением или понижением жесткости.

По другому варианту источник ионов двухвалентных металлов представляет собой по меньшей мере одно из следующих соединений: СаСl₂, MgCl₂, MgSO₄, Ca(NO ₃)₂, Mg(NO₃)₂, CaSO ₄ и ZnSO₄.

По еще одному варианту водорастворимый комплекс силикатов металлов готовят добавлением ионов двухвалентных металлов в водную реагентную композицию, включающую достаточное количество ионов силиката с одновалентным катионом для образования водорастворимого комплекса силикатов металлов.

По другому варианту концентрация SiO₂ в водной реагентой композиции, которая включает достаточное количество силиката с одновалентным катионом, составляет от примерно 0,01 до 30 мас.%.

В другом варианте водорастворимый комплекс силикатов металлов добавляют в целлюлозную жидкую массу после последней стадии высокосдвиговой обработки и перед напорным ящиком.

В еще одном варианте в целлюлозную жидкую массу вводят по меньшей мере одну добавку, включающую одно из таких средств, как флокулянт, крахмал и коагулянт. Так, например, по меньшей мере одной добавкой может служить катионоактивный полиакриламидный сополимер. Эту по меньшей мере одну добавку можно вводить в целлюлозную жидкую массу перед последней стадией высокосдвиговой обработки.

Тем не менее в еще одном варианте водорастворимый комплекс силикатов металлов включает водорастворимый силикат, соответствующий формуле:

(1-y)Na₂O yM'O xSiO₂,

где М' обозначает ион двухвалентного металла, представляющего собой кальций или магний,

х обозначает число от примерно 2 до 4,

у обозначает число от примерно 0,005 до 0,4,

значение у/х составляет от примерно 0,001 до 0,25,

значение х/(1-у) составляет от примерно 2 до 20,

а концентрация SiO₂ в водной композиции составляет от примерно 0,01 до 5 мас.%, и в целлюлозную жидкую массу добавляют по меньшей мере одно из таких средств, как флокулянт, крахмал и коагулянт.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Приведенные в настоящем описании подробности служат примерами и только с целью иллюстрации обсуждения разнообразных вариантов выполнения настоящего изобретения и представлены по той причине, что они, как полагают, являются средством наиболее эффективного и простого восприятия описания принципов и умозрительных аспектов настоящего изобретения. В этом отношении какие-либо попытки показать структурные подробности настоящего изобретения более детально, чем это необходимо для фундаментального понимания сущности изобретения, отсутствуют, описание со всей очевидностью демонстрирует специалистам в данной области техники возможность практического осуществления некоторых вариантов выполнения изобретения.

В данной заявке во всех случаях, если не указано иное, результаты процентного определения выражены в массовых процентах в пересчете на 100% массы данного образца. Так, например, 30% соответствуют 30 мас.част. на каждые 100 мас.част. образца.

Во всех случаях, если не указано иное, ссылка на соединение или компонент охватывает само соединение или компонент, а также его в сочетании с другими соединениями или компонентами, таком, как смеси соединений.

Перед дальнейшим обсуждением для содействия пониманию сущности настоящего изобретения необходимо обсудить следующие понятия.

"Жесткостью" называют общее содержание ионов двухвалентных металлов или их солей в воде, например кальция, магния, карбоната кальция и хлорида кальция. Жесткость можно определять в частях на миллион Са эквивалентов. В этом отношении 1 част./млн Са эквивалента равна 2,78 част./млн CaCl₂ эквивалента, что составляет 2,50 част./млн СаСО ₃ эквивалента и равно 0,61 част./млн Mg эквивалента.

Понятия "водорастворимый" и "стабильность" относятся к способности комплексов силикатов металлов по настоящему изобретению оставаться в растворе. Когда образуются водорастворимые комплексы силикатов металлов по настоящему изобретению, процесс можно регулировать таким образом, чтобы не образовывалось никакого осадка. Однако в некоторых обстоятельствах небольшое количество осадка может образоваться. Если комплексы силикатов металлов образуют осадок, они больше комплексами не являются, а представляют собой осадок силикатов металлов. При выполнении настоящего изобретения необходимо, чтобы комплексы силикатов металлов по настоящему изобретению оставались в растворе, а не образовывали осадка. Необходимо отметить, что с течением времени некоторое количество водорастворимого комплекса силикатов металлов может выпадать в осадок, однако в предпочтительном варианте выпадение в осадок не происходит или образуется минимальное количество осадка. Пока комплексы силикатов металлов являются водорастворимыми, растворы должны оставаться практически бесцветными и прозрачными. В связи с этим водорастворимые комплексы силикатов металлов по настоящему изобретению невооруженным глазом невидимы. Так, в частности, считая, что мутность зависит от концентрации, в предпочтительном варианте мутность водной композиции водорастворимого комплекса силикатов металлов по настоящему изобретению, концентрация SiO ₂ в которой составляет 0,3 мас.%, в отсутствии других материалов, которые влияют на мутность, обычно равна меньше примерно 70 NTU, более предпочтительно меньше примерно 50 NTU, а наиболее предпочтительно меньше примерно 20 NTU. Водорастворимые комплексы силикатов металлов по настоящему изобретению не могут быть выделены из водной фазы с помощью большинства технологий физического или механического разделения, таких, как центрифугирование, седиментация и фильтрование.

"Целлюлозной жидкой массой" называют суспензию на водной основе, включающую целлюлозные волокна, мелочь и добавки.

Понятие "бумажная жидкая масса" или "бумажная композиция" относится к суспензии на водной основе, которая содержит волокна и/или мелочь, такие, как древесные и растительные и/или хлопковые, и которая может содержать другие добавки для изготовления бумаги, такие, как наполнители, например глину и осажденный карбонат кальция.

Термин "сополимер" относится к полимеру, включающему звенья двух или большего числа мономеров разных видов.

В общих чертах объектом настоящего изобретения являются водорастворимые комплексы силикатов металлов, такие, как комплексы силикатов металлов, включающие по меньшей мере по одному двухвалентному металлу. Объектом настоящего изобретения является также разработка способов получения водорастворимых комплексов силикатов металлов. Далее объектом и настоящего изобретения является разработка способов очистки сточных вод с использованием водорастворимых комплексов силикатов металлов. Кроме того, объектом настоящего изобретения является разработка способов изготовления целлюлозных продуктов, таких, как бумажные изделия, путем добавления по меньшей мере одного водорастворимого комплекса силикатов металлов в целлюлозную жидкую массу, такую, как бумажная жидкая масса. Аналогичным образом объектом настоящего изобретения является разработка способов изготовления целлюлозных продуктов добавлением в целлюлозную жидкую массу по меньшей мере одного силиката с одновалентным катионом с тем, чтобы в целлюлозной жидкой массе образовался водорастворимый комплекс силикатов металлов. Благодаря добавлению или образованию в целлюлозной жидкой массе водорастворимого комплекса силикатов металлов выполнение настоящего изобретения позволяет улучшить регулирование удерживания и дренирования при изготовлении целлюлозных продуктов. Более того, объектом настоящего изобретения являются целлюлозные продукты, такие, как бумажные изделия, включающие водорастворимые комплексы силикатов металлов.

Предпочтительные водорастворимые комплексы силикатов металлов по настоящему изобретению включают ион двухвалентного металла по меньшей мере одного вида и одновалентный катион по меньшей мере одного вида.

Примеры ионов двухвалентных металлов, которые могут быть использованы в составе водорастворимых комплексов силикатов металлов по настоящему изобретению, включают, хотя ими их список не ограничен, ионы щелочно-земельных металлов и переходных металлов. Так, в частности, ионы двухвалентных металлов могут включать ионы магния, кальция, цинка, меди, железа(II), марганца(II) и/или бария. Предпочтительные ионы двухвалентных металлов включают ионы магния, кальция и/или цинка. Наиболее предпочтительные ионы двухвалентных металлов включают ионы магния и/или кальция.

Примеры одновалентных катионов, которые могут быть использованы в составе водорастворимых комплексов силикатов металлов по настоящему изобретению, включают, хотя ими их список не ограничен, ионы щелочных металлов. Одновалентными катионами могут служить катионы натрия, калия, лития и/или аммония. Предпочтительными одновалентными катионами являются катионы натрия и/или калия. Наиболее предпочтительный одновалентный катион представляет собой катион натрия.

В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения комплекс силиката металла представляет собой комплекс силиката магния и/или комплекс силиката кальция, полученный добавлением силиката натрия в водную композицию, включающую ионы магния и/или кальция. Предпочтительная водная композиция водорастворимого комплекса силикатов металлов по настоящему изобретению включает SiO₂ в количестве от примерно 0,01 до 5 мас.% в пересчете на массу водной композиции, характеризуется значением молярного соотношения SiO₂/оксид одновалентного катиона, такого, как Na₂O, от примерно 2 до 20 и значением молярного соотношения [(двухвалентный металл, например Mg+Ca)/Si] от примерно 0,001 до 0,25.

Не основываясь на какой-либо теории, полагают, что водорастворимые комплексы силикатов металлов по настоящему изобретению включают водорастворимые комплексы силикатов металлов, отвечающие следующей формуле:

(1-y)M ₂O yM'O xSiO₂ формула (1)

где М обозначает одновалентный катион, как сказано выше,

М' обозначает ион двухвалентного металла, такого, как ионы вышеприведенных двухвалентных металлов,

х в предпочтительном варианте обозначает число от примерно 2 до 4,

у в предпочтительном варианте обозначает число от примерно 0,005 до 0,4,

а значение у/х в предпочтительном варианте составляет от примерно 0,001 до 0,25.

Способность комплексов силикатов металлов по настоящему изобретению оставаться в растворе, т.е. стабильность комплексов силикатов металлов, имеет важное значение для достижения целей по настоящему изобретению. Так, например, стабильность имеет важное значение для усовершенствования регулирования удерживания и дренирования при изготовлении целлюлозных продуктов. В частности, осадки силикатов металлов, которые могут образовываться, проявляют низкую или отсутствие активности в отношении регулирования удерживания и дренирования. В некоторых случаях комплексы силикатов металлов образуют слабый осадок, но все еще демонстрируют приемлемую активность в отношении удерживания и дренирования, поскольку в осадок превращается незначительная часть комплексов силикатов металлов, а большинство компонентов остаются водорастворимыми. Как сказано выше, предпочтительная мутность водной композиции водорастворимого комплекса по настоящему изобретению, концентрация SiO₂ в которой составляет 0,3 мас.%, может быть меньше примерно 70 NTU, более предпочтительная мутность равна меньше примерно 50 NTU, а наиболее предпочтительная мутность равна меньше примерно 20 NTU.

Способность комплексов силикатов металлов по настоящему изобретению оставаться в растворе, т.е. стабильность, обычно зависит от нескольких факторов. Некоторые из этих факторов включают молярное соотношение SiO₂ /M₂O, молярное соотношение M'/Si, концентрацию SiO₂, размер микрочастиц комплекса, жесткость водной композиции, в которой образуются комплексы, перемешивание, осуществляемое во время образования комплексов силикатов металлов, рН водной композиции, температуру водной композиции и растворенные вещества в водной композиции. Из этих факторов самыми важными являются молярное соотношение SiO₂/M₂O и молярное соотношение M'/Si. Способность комплексов силикатов металлов оставаться в растворе зависит от взаимодействия этих факторов, как это более подробно обсуждается ниже.

Перед обсуждением переменных, которые влияют на стабильность водорастворимых комплексов силикатов металлов, участвующих в процессе получения водорастворимых комплексов силикатов металлов, ниже представлено обсуждение факторов стабильности, которые являются специфическими для самих комплексов. Факторы, влияющие на стабильность комплексов силикатов металлов, которые являются специфическими для самих комплексов силикатов металлов по настоящему изобретению, включают молярное соотношение SiO₂/М₂О, молярное соотношение M'/Si и размеры микрочастиц, образующих эти комплексы.

Предпочтительное значение молярного соотношения SiO₂/M₂O у водорастворимых комплексов силикатов металлов по настоящему изобретению, т.е. х:(1-у) для соединений, соответствующих формуле (1), находится в интервале от примерно 2 до 20, более предпочтительно от 3 до 10, а наиболее предпочтительно от примерно 3 до 5. Когда это значение оказывается слишком высоким, комплекс силикатов металлов способен образовывать осадок и терять активность. Когда это значение является слишком низким, образуется относительно небольшое количество комплекса силикатов металлов.

Предпочтительное значение молярного соотношения M'/Si у водорастворимых комплексов силикатов металлов по настоящему изобретению, т.е. у:х для соединений, соответствующих формуле (1), находится в интервале от примерно 0,001 до 0,25, предпочтительно от примерно 0,01 до 0,2, а более предпочтительно от 0,025 до 0,15. Когда это значение оказывается слишком высоким, комплекс силикатов металлов способен образовывать осадок и терять активность. Когда это значение является слишком низким, образуется относительно небольшое количество комплекса силикатов металлов.

Предполагают, что предпочтительный размер микрочастиц водорастворимых комплексов силикатов металлов по настоящему изобретению составляет меньше примерно 200 нм при более предпочтительном интервале от примерно 2 до 100 нм, а еще предпочтительнее от примерно 5 до 80 нм, как это определяют по динамическому рассеянию лазерного излучения при 25° С в водном растворе. Предполагают, что если размер частиц слишком велик, комплексы силикатов металлов обычно образуют осадок. Если размер частиц слишком мал, такие комплексы силикатов металлов обладают недостаточной флокулирующей способностью.

Перед обсуждением тех переменных параметров получения комплексов силикатов металлов, которые влияют на стабильность водорастворимых комплексов по настоящему изобретению, ниже в общих чертах представлен способ получения водорастворимых комплексов силикатов металлов по настоящему изобретению.

Водорастворимые комплексы силикатов металлов по настоящему изобретению могут быть получены добавлением по меньшей мере одного силиката с одновалентным катионом в водную композицию, содержащую ионы двухвалентных металлов. Когда по меньшей мере один силикат с одновалентным катионом смешивают с водной композицией, содержащей ионы двухвалентных металлов, во время перемешивания силикатов с одновалентными катионами и водной композиции водорастворимые комплексы силикатов металлов образуются самопроизвольно. Водорастворимые комплексы силикатов металлов по настоящему изобретению могут быть также получены путем приготовления водной композиции, включающей по меньшей мере один силикат с одновалентным катионом и одновременного и/или последовательного добавления источника ионов двухвалентных металлов с образованием водорастворимого комплекса силикатов металлов по настоящему изобретению. Водорастворимые комплексы силикатов металлов по настоящему изобретению можно готовить в виде концентрата на находящемся на стороне предприятии или можно готовить на месте, например на бумажной фабрике.

Силикаты с одновалентными катионами, которые используют для получения водорастворимых комплексов силикатов металлов по настоящему изобретению, могут находиться в форме порошка или жидкости. Примеры силикатов с одновалентными катионами, которые используют для получения водорастворимых комплексов силикатов металлов, включают силикаты щелочных металлов. Примерами силикатов, которые особенно предпочтительны для получения водорастворимых комплексов силикатов металлов по настоящему изобретению, включают силикат натрия, силикат калия, силикат лития и/или силикат аммония.

Как отмечено выше, примеры ионов двухвалентных металлов, которые могут быть использованы при получении водорастворимых комплексов силикатов металлов по настоящему изобретению, включают, хотя ими их список не ограничен, ионы щелочно-земельных металлов и переходных металлов. Так, в частности, ионами двухвалентных металлов могут служить ионы магния, кальция, цинка, меди, железа(II), марганца(II) и/или бария.

Примеры водных композиций, содержащих ионы двухвалентных металлов, включают, хотя ими их список не ограничен, подсеточную воду, жесткую воду, очищенную воду и целлюлозную жидкую массу. Понятие "подсеточная вода", которая также известна как "бункерная вода", относится к воде, собираемой из машины для изготовления целлюлозного продукта во время изготовления целлюлозного продукта, например к воде, собираемой из бумагоделательной машины во время и после изготовления бумаги. "Жесткой водой" называют воду, содержащую существенное количество ионов металлов, таких, как ионы Mg²⁺ и/или Са²⁺. Понятие "очищенная вода" относится к жесткой или мягкой воде, которую предварительно обрабатывают для повышения или понижения ее жесткости. Если жесткость воды оказывается слишком высокой, как это обсуждается ниже, некоторое количество ионов металлов могут быть блокированы или становятся дезактивированными при применении любого из методов, таких, как добавление хелатообразователя, например этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТК), гидроксиэтилендиаминтриуксусной кислоты (ГЭДТК), винной кислоты, лимонной кислоты, глюконовой кислоты или полиакриловой кислоты. Если жесткость воды слишком низка, как это обсуждается ниже, можно добавлять ионы двухвалентных металлов. Так, например, для повышения концентрации ионов металлов и, таким образом, повышения жесткости воды можно добавлять магниевую и/или кальциевую соль. Для повышения концентрации ионов металлов в водную композицию можно добавлять, в частности, CaCl₂ , MgCl₂, MgSO₄, Са(NО₃) ₂, Mg(NO₃)₂, CaSO₄ и/или ZnSO₄, предпочтительно CaCl₂, MgCl ₂ и/или ZnSO₄, а более предпочтительно СаСl ₂ и/или MgCl₂.

Принимая во внимание вышеизложенное, в процессе получения водорастворимых комплексов имеется несколько переменных параметров, которые влияют на способность комплексов силикатов металлов оставаться в растворе. Эти технологические переменные параметры включают концентрацию SiO₂ в водной композиции, жесткость водной композиции, перемешивание, осуществляемое во время образования водорастворимых комплексов силикатов металлов, рН водной композиции, температуру водной композиции и дополнительные растворенные вещества в водной композиции. Из этих переменных самыми важными являются концентрация SiO ₂ в водной композиции и жесткость водной композиции.

Когда силикат с одновалентным катионом объединяют с ионом двухвалентного металла с образованием водной композиции, включающей водорастворимые комплексы силикатов металлов по настоящему изобретению, предпочтительная концентрация SiO₂ в образовавшейся водной композиции составляет от примерно 0,01 до 5 мас.%, более предпочтительно от примерно 0,1 до 2 мас.%, а наиболее предпочтительно от примерно 0,25 до 1,5 мас.%, в пересчете на массу водной композиции. Когда это значение слишком велико, комплекс силикатов металлов способен образовывать осадок и терять активность. Когда это значение оказывается слишком низким, композиция является неэкономичной из-за потребности в большом количестве раствора.

Когда в водную композицию, содержащую силикат с одновалентным катионом, вводят ионы двухвалентных металлов, предпочтительная концентрация SiO₂ в водной композиции составляет от примерно 0,01 до 30 мас.%, более предпочтительно от примерно 0,1 до 15 мас.%, а наиболее предпочтительно от примерно 0,25 до 10 мас.%, в пересчете на массу водной композиции. Когда это значение слишком высоко, комплекс силикатов металлов способен образовывать осадок и терять активность. Когда это значение оказывается слишком низким, композиция является неэкономичной из-за потребности в большом количестве раствора.

Когда в водную композицию, содержащую ионы двухвалентных металлов, добавляют силикат с одновалентным катионом, жесткость предпочтительной водной композиции по настоящему изобретению составляет от примерно 1 до 600 част./млн Са эквивалента, более предпочтительно от примерно 10 до 200 част./млн Са эквивалента, а наиболее предпочтительно от примерно 20 до 100 част./млн Са эквивалента. Если жесткость оказывается слишком высокой, комплекс силикатов металлов может выпадать в осадок. Если жесткость оказывается слишком низкой, водорастворимый комплекс силикатов металлов может не образоваться.

Перемешивание, осуществляемое во время образования комплексов силикатов металлов, также влияет на способность комплексов силикатов металлов оставаться в растворе. Если перемешивания не осуществлять, в некоторых обстоятельствах вследствие возникновения чрезмерных концентраций возможно локальное осаждение водорастворимого комплекса по настоящему изобретению. Однако влияние перемешивания трудно определить количественно. Количественный показатель перемешивания зависит от таких факторов, как количество и вязкость раствора, размер сосуда, размер и тип вала обычной или пропеллерной мешалки, скорость вращения мешалки и т.д. Так, например, в процессе приготовления в лабораторных условиях, когда в 200-миллилитровом химическом стакане 100 мл раствора комплекса силикатов металлов перемешивают с помощью 1-дюймового вала на магнитной мешалке MIRAK^TM (модель #L SO&3235-60, фирма Bernstead Thermolyne Corporation, 2555, Kerper Blvd., Дюбюк, шт.Айова 52004), адекватной следует считать скорость перемешивания 300 об/мин или выше. Обычно перемешивание следует производить при максимально возможной скорости настолько долго, насколько это возможно. Однако если скорость перемешивания слишком высока, это может оказаться неэкономичным из-за перерасхода энергии или может вызвать вибрацию оборудования или расслаивание раствора.

Хотя, как полагают, рН водной композиции является важным фактором для способности комплексов силикатов металлов оставаться в растворе, конкретное влияние рН до сих пор не изучено. Однако настоящее изобретение применимо, например, как было установлено, в отношении подсеточной воды. Значение рН подсеточной воды, как правило, составляет от примерно 6 до 10, более предпочтительно от примерно 7 до 9, а наиболее предпочтительно от 7,5 до 8,5.

Предпочтительная температура водной композиции равна от примерно 5 до 95° С, более предпочтительно от примерно 10 до 80, а наиболее предпочтительно от примерно 20 до 60° С. Так, например, подсеточная вода бумагоделательной машины, как правило, является теплой, ее температура, как правило, составляет от примерно 10 до 65°С, более типично от примерно 30 до 60°С, а наиболее типично от примерно 45 до 55°С. Таким образом, комплексы силикатов металлов могут образовываться при комнатной температуре. При пониженном соотношении M'/Si повышение температуры обычно ускоряет образование комплексов силикатов металлов. При повышенном соотношении M'/Si температура оказывает слабое влияние.

Другим фактором, который, как полагают, влияет на способность комплексов силикатов металлов оставаться в растворе, является присутствие в водной композиции растворенных веществ. Другими словами, предполагают, что на стабильность комплексов силикатов металлов влияет, по-видимому, присутствие противоионов.

Объектом настоящего изобретения является также разработка способов приготовления целлюлозных жидких масс, таких, как бумажные жидкие массы, и способов изготовления целлюлозных продуктов, таких, как бумага. Так, в частности, в целлюлозную жидкую массу можно добавлять вышеупомянутые водорастворимые комплексы силикатов двухвалентных металлов по настоящему изобретению. Более того, способы приготовления целлюлозных жидких масс и продуктов по настоящему изобретению могут включать добавление в целлюлозную жидкую массу, содержащую вышеупомянутые ионы двухвалентных металлов по меньшей мере одного вида, по меньшей мере одного из вышеупомянутых силикатов с одновалентными катионами.

Целлюлозные жидкие массы по настоящему изобретению могут включать наполнители, такие, как те, которые в данной области техники известны, в частности глину, диоксид титана, измельченный карбонат кальция или осажденный карбонат кальция. Значение рН и температуру целлюлозной жидкой массы важными факторами для выполнения настоящего изобретения не считают.

Пока рН и температура целлюлозной жидкой массы соответствуют нормальным условиям, в частности значение рН находится в интервале от примерно 4 до 10, а температура равна от примерно 5 до 80°С, водорастворимые комплексы силикатов металлов по настоящему изобретению являются, как предполагают, эффективными.

Когда для получения водорастворимого комплекса силикатов металлов in situ в целлюлозную жидкую массу добавляют силикат с одновалентным катионом, предпочтительная жесткость целлюлозной жидкой массы по настоящему изобретению составляет от примерно 1 до 600 част./млн (частей на миллион) Са эквивалента, более предпочтительно от примерно 10 до 200 част./млн Са эквивалента, а наиболее предпочтительно от примерно 20 до 100 част./млн Са эквивалента. Если жесткость целлюлозной жидкой массы составляет от примерно 1 до 600 част./млн Са эквивалента, силикат с одновалентным катионом в целлюлозной жидкой массе способен взаимодействовать с ионами двухвалентных металлов с образованием водорастворимого комплекса силикатов металлов по настоящему изобретению.

В предпочтительном варианте с целью избежать воздействия на образовавшиеся хлопья чрезмерных сдвиговых усилий в соответствии с настоящим изобретением силикат с одновалентным катионом или водорастворимый комплекс силикатов металлов добавляют в целлюлозную жидкую массу в точке после последней стадии высокосдвиговой обработки, но перед напорным ящиком.

В предпочтительном варианте в соответствии с настоящим изобретением водорастворимый комплекс силикатов металлов или силикат с одновалентным катионом добавляют с расходом от примерно 0,1 до 20 фунтов/т, более предпочтительно от примерно 0,5 до 6 фунтов/т, а наиболее предпочтительно от примерно 1 до 4 фунтов/т, в пересчете на SiO₂ и массу сухой целлюлозной композиции.

Кроме того, в сочетании с водорастворимым комплексом силикатов двухвалентных металлов по настоящему изобретению в целлюлозную жидкую массу вводят по меньшей мере одну добавку. Так, например, эта по меньшей мере одна добавка может включать практически любые добавки, которые применяют при изготовлении бумаги. Примеры таких добавок включают, хотя ими их список не ограничен, флокулянт, катионоактивный крахмал, коагулянт, проклеивающее вещество, агент для придания прочности во влажном состоянии, агент для придания прочности в сухом состоянии и другие добавки, содействующие удерживанию.

Порядок введения в целлюлозную жидкую массу по меньшей мере одной добавки и водорастворимого силиката, т.е. водорастворимого комплекса силикатов металлов и/или силиката с одновалентным катионом, решающего значения не имеет. Однако в предпочтительном варианте водорастворимый силикат добавляют в целлюлозную жидкую массу после введения по меньшей мере одной добавки. Так, например, водорастворимый силикат можно вводить в целлюлозную жидкую массу после добавления флокулянта. В предпочтительном варианте флокулянт вводят в точке перед последней стадией высокосдвигового воздействия, в частности по месту сита под давлением и очистителей, в то время как водорастворимый силикат добавляют после последней стадии высокосдвиговой обработки, но перед напорным ящиком.

Когда в целлюлозную жидкую массу по настоящему изобретению вводят две или большее число добавок, предпочтительные добавки включают флокулянт и крахмал. Крахмал можно добавлять в целлюлозную жидкую массу перед или после флокулянта. В предпочтительном варианте крахмал добавляют перед флокулянтом.

Когда в сочетании с по меньшей мере одним флокулянтом и/или крахмалом в целлюлозную жидкую массу добавляют коагулянт, этот коагулянт можно вводить перед или после флокулянта и/или крахмала.

В соответствии с настоящим изобретением флокулянтом может служить либо синтетический, либо природный полимер, который является катионоактивным, анионоактивным либо практически неионогенным. Предпочтительным флокулянтом является катионоактивный полимер.

Примеры катионоактивных флокулянтов включают, хотя ими их список не ограничен, гомополимеры и сополимеры, содержащие звенья по меньшей мере одного катионоактивного мономера, выбранного из следующих соединений:

диметиламиноэтилметакрилат (ДМАЭМ), диметиламиноэтилакрилат (ДМАЭА), метакрилоилоксиэтилтриметиламмонийхлорид (МЭТАХ), диметиламинопропилметакрилат (ДМАПМА), метакриламидопропилтриметиламмонийхлорид (МАПТАХ), диметиламинопропилакриламид (ДМАПАА), акрилоилоксиэтилтриметиламмонийхлорид(АЭТАХ), диметаминоэтилстирол, (п-винилбензил)триметиламмонийхлорид, 2-винилпиридин, 4-винилпиридин, виниламин и т.п. Так, например, катионоактивным флокулянтом может служить сополимер катионоактивного полиакриламида.

Предпочтительная молекулярная масса катионоактивного флокулянта составляет от по меньшей мере примерно 500000 при предпочтительном интервале от примерно 2000000 до 15000000, более предпочтительно от примерно 4000000 до 12000000, а наиболее предпочтительно от примерно 5000000 до 10000000.

Предпочтительная степень замещения катионными группами катионоактивного флокулянта составляет по меньшей мере примерно 1 мольный % при предпочтительном интервале от примерно 5 до 50 мольных %, а еще более предпочтительно от примерно 10 до 30 мольных %.

Предпочтительная плотность потенциального заряда катионоактивного флокулянта составляет от 0,1 до 4 мэкв./г, более предпочтительно от примерно 0,5 до 3 мэкв./г, а наиболее предпочтительно от примерно 1 до 2,5 мэкв./г.

При осуществлении способа изготовления целлюлозных продуктов по настоящему изобретению предпочтительный расход катионоактивного флокулянта составляет от примерно 0,1 до 4 фунтов/т, более предпочтительно от примерно 0,2 до 2 фунтов/т, а наиболее предпочтительно от примерно 0,25 до 1 фунта/т, в пересчете на основное вещество флокулянта и массу сухого целлюлозного волокна.

Приемлемые по настоящему изобретению анионоактивные флокулянты могут представлять собой гомополимеры или сополимеры, включающие звенья анионоактивных мономеров, выбранных из следующих соединений: акрилат, метакрилат, малеат, итаконат, сульфонат, фосфонат и т.п. Так, например, анионоактивным флокулянтом может служить сополимер акриламида с акрилатом.

Предпочтительная молекулярная масса анионоактивных флокулянтов по настоящему изобретению составляет по меньшей мере примерно 500000 при предпочтительном интервале от примерно 5000000 до 20000000, а более предпочтительно от примерно 8000000 до 15000000.

Предпочтительная степень замещения анионными группами анионоактивного флокулянта составляет по меньшей мере примерно 1 мольный % при предпочтительном интервале от примерно 10 до 60 мольных %, более предпочтительно от примерно 15 до примерно 50 мольных %.

Предпочтительная плотность потенциального заряда анионоактивного флокулянта составляет от примерно 1 до 20 мэкв./г, более предпочтительно от примерно 2 до 8 мэкв./г, а наиболее предпочтительно от примерно 2,5 до 6 мэкв./г.

При осуществлении способа изготовления целлюлозных продуктов по настоящему изобретению предпочтительный расход анионоактивного флокулянта составляет от примерно 0,1 до 4 фунтов/т, более предпочтительно от примерно 0,2 до 2 фунтов/т, а наиболее предпочтительно от примерно 0,25 до 1 фунта/т, в пересчете на основное вещество флокулянта и массу сухого целлюлозного волокна.

Примеры практически неионогенных флокулянтов по настоящему изобретению включают, хотя ими их список не ограничен, полиакриламид, поли(этиленоксид), поливиниловый спирт и поли(винилпирролидинон), предпочтительно полиакриламид, поли(этиленоксид) и поливиниловый спирт, а более предпочтительно полиакриламид и поли(этиленоксид).

Предпочтительная молекулярная масса практически неионогенного флокулянта составляет по меньшей мере примерно 500000 при предпочтительном интервале от примерно 1000000 до 10000000, более предпочтительно от примерно 2000000 до 8000000.

При осуществлении способа изготовления целлюлозных продуктов по настоящему изобретению предпочтительный расход практически неионогенного флокулянта составляет от примерно 0,2 до 4 фунтов/т, более предпочтительно от примерно 0,5 до 2 фунтов/т, в пересчете на основное вещество флокулянта и массу сухого целлюлозного волокна.

Как сказано выше, в целлюлозную жидкую массу по настоящему изобретению можно также добавлять катионоактивный крахмал, включающий амфотерный крахмал. В предпочтительном варианте в процессе изготовления целлюлозных продуктов в качестве добавки для придания прочности во влажном состоянии или сухом состоянии используют катионоактивный крахмал. Предпочтительная степень замещения катионным зарядом в катионоактивном крахмале по настоящему изобретению составляет по меньшей мере примерно 0,01 при предпочтительном интервале от примерно 0,01 до 1, более предпочтительно от примерно 0,1 до 0,5. Катионоактивный крахмал может быть дериватизирован из самых разнообразных растений, таких, как картофель, кукуруза, кукуруза восковой спелости, пшеница и рис.

Предпочтительная молекулярная масса крахмала составляет от примерно 1000000 до 5000000, более предпочтительно от примерно 1500000 до 4000000, а наиболее предпочтительно от примерно 2000000 до 3000000.

По настоящему изобретению крахмал можно добавлять в целлюлозную жидкую массу в точке перед или после введения флокулянта, предпочтительно перед добавлением водорастворимого силиката по настоящему изобретению.

Предпочтительный расход крахмала составляет от примерно 1 до 50 фунтов/т, более предпочтительно от примерно 5 до 20 фунтов/т, в пересчете на массу сухого целлюлозного волокна.

Другой добавкой, которую можно вводить в целлюлозную жидкую массу по настоящему изобретению, является коагулянт. Примеры коагулянтов по настоящему изобретению включают, хотя ими их список не ограничен, неорганические коагулянты, такие, как квасцы или аналогичные материалы, в частности хлорид алюминия, полиалюминийхлорид (ПАХ), полиалюминийсульфат (ПАС) и полиалюминийсульфатосиликат (ПАСС), а также органические коагулянты, такие, как полиамины, поли(диаллилдиметиламмонийхлорид), полиэтиленимин, поливиниламин и т.п., предпочтительно неорганические коагулянты, а более предпочтительно квасцы или аналогичные материалы.

Предпочтительная молекулярная масса органического коагулянта составляет от примерно 1000 до 1000000, более предпочтительно от примерно 2000 до 750000, еще более предпочтительно от примерно 5000 до 500000.

Коагулянт по настоящему изобретению можно вводить в целлюлозную жидкую массу в точке перед или после введения флокулянта, предпочтительно перед добавлением водорастворимого силиката. Предпочтительный расход неорганического коагулянта составляет от примерно 1 до 30 фунтов/т, более предпочтительно от примерно 5 до 20 фунтов/т, в пересчете на массу сухого целлюлозного волокна. Предпочтительный расход органического коагулянта составляет от примерно 0,1 до 5 фунтов/т, более предпочтительно от примерно 0,5 до 2 фунтов/т.

Целлюлозные продукты можно изготавливать из целлюлозной жидкой массы по настоящему изобретению с применением любого метода. Так, например, после добавления или получения водорастворимого комплекса силикатов металлов и необязательного введения в целлюлозную жидкую массу по меньшей мере одной добавки эту в целлюлозную жидкую массу можно наносить на сетку, дренировать, сушить и прессовать с получением готового целлюлозного продукта.

Готовый целлюлозный продукт включает целлюлозное волокно и осадок по меньшей мере одного водорастворимого комплекса силикатов металлов. Предпочтительное количество этого осадка в целлюлозном продукте составляет от примерно 50 до 10000 част./млн, более предпочтительно от примерно 250 до 3000 част./млн, а наиболее предпочтительно от примерно 500 до 2000 част./млн, в пересчете на SiO₂.

Поскольку добавки, содействующие удерживанию и дренированию, как правило, действуют как флокулянты, которые также могут быть использованы при очистке сточных вод, полагают, что водорастворимые комплексы силикатов металлов по настоящему изобретению, по-видимому, могут быть использованы также для очистки сточных вод. Для очистки сточных вод в эти сточные воды можно добавлять, по-видимому, водорастворимый комплекс силикатов металлов с целью вызвать осаждение суспендированных частиц.

Результатом применения водорастворимых комплексов силикатов металлов и способов по настоящему изобретению являются несколько преимуществ. Так, в частности, благодаря использованию водорастворимых комплексов силикатов металлов и способов по настоящему изобретению достигаются значительные улучшения удерживания и дренирования при одновременном сохранении хорошего формования целлюлозного листового материала. Применение комплексов по настоящему изобретению в качестве добавки, содействующей дренированию, благотворно сказывается на процессе изготовления целлюлозных продуктов, в особенности когда необходимо дренирование большого количества жидкости (в частности, по меньшей мере примерно 76 фунтов/3300 кв. футов), когда в противном случае вследствие низкой скорости дренирования воды через относительно толстый сырой лист производительность, по-видимому, снижается.

Таким образом, водорастворимые комплексы силикатов металлов и способы по настоящему изобретению можно применять для повышения производительности. По этой причине обезвоживание или дренирование волокнистой жидкой массы на сетке бумагоделательной машины часто является стадией, сдерживающей достижение более высокой производительности.

Результатом усиленного обезвоживания может также являться более сухой целлюлозный листовой материал на прессовом и сушильном участках, следствием чего является уменьшенное потребление водяного пара. Стадия сушки в процессе изготовления целлюлозных продуктов является также стадией, которая определяет многие свойства готового листа.

Подобным же образом, когда в качестве добавок, содействующих удерживанию, используют силикаты металлов по настоящему изобретению, уменьшаются потери наполнителей и мелочи, что, следовательно, уменьшает производственные затраты. Кроме того, применение комплексов по настоящему изобретению благодаря надлежащим дренированию и удерживанию обеспечивает также возможность формования превосходной бумаги.

Далее процесс получения водорастворимых комплексов силикатов металлов по настоящему изобретению прост, и его проведение не требует осуществления какого-либо специального метода получения.

Можно предположить, что, пользуясь предыдущим описанием, специалист в данной области техники способен в наиболее полной мере применить настоящее изобретение без дополнительных уточнений. В дальнейшем сущность настоящего изобретения проиллюстрирована с помощью следующих примеров. Эти примеры не ограничивают и не сужают объема изобретения.

Во всех случаях, если не указано иное, приведенные в этих примерах количества выражены в массовых процентах, частях и т.д.

ПРИМЕРЫ

Приведенные ниже примеры с 1 по 17 посвящены водорастворимым комплексам силикатов металлов (Са и/или Mg), полученным подмешиванием жидкого силиката натрия в разные водные растворы, содержавшие ионы Са и/или Mg. Водный раствор представлял собой либо раствор CaCl₂ или раствор MgCl₂, либо жесткую воду. Растворы Са или Mg, содержавшие ионы либо Са, либо Mg, готовили разбавлением концентрированного раствора СаСl₂ или MgCl₂ деионизированной водой. Ca/Mg растворы, содержавшие ионы как Са, так и Mg, готовили смешением жесткой воды, жесткость которой составляла 136 част./млн Са эквивалента, с деионизированной водой.

Во всех случаях, если не указано иное, эксперименты следующих примеров проводили непрерывным перемешиванием жидкого силиката натрия с водным раствором в течение примерно 30 мин. Этот водный раствор представлял собой либо раствор CaCl₂ или раствор MgCl₂, либо пресную жесткую воду. Далее перед тем, как проводить испытания на дренирование и удерживание, приготовленные растворы оставляли стоять в течение по меньшей мере примерно 3 ч.

Жидкие силикаты натрия, использованные в следующих примерах, перечислены в приведенной ниже таблице 1. Изготовителем упомянутого в таблице 1 продукта А служила фирма PQ Corporation (P.O. Box 840, Велли-Фордж, шт. Пенсильвания, 19482-0840), Б-фирма OxyChem, Occidental Chemical Corporation (Occidental Tower, 5005 LBJ Freeway, Даллас, шт.Техас, 75380-9050).

Са или Mg растворы, содержавшие ионы либо Са, либо Mg, использованные в следующих примерах, готовили разбавлением концентрированных растворов СаСl ₂ или MgCl₂ деионизированной водой.

СаСl₂ и MgCl₂, которые использовали в следующих примерах, выпускали на фирме Tetra Technologies, Inc. (25025 1-45 North, 3е Вудландс, шт.Техас, 77380).

Таблица 1
Название продукта	Поставщик*	Масс. соотношение SiO2/Na2O	SiO2, %	Na 2O, %
Продукт STIXSO RR	А	3,25	30,0	9,22
Силикат натрия, Е	А	3,22	27,7	8,6
Силикат натрия, N	А	3.22	28,7	8,9
Силикат натрия, 0	А	3,22	29,5	9,15
Силикат натрия, сорт 40	Б	3,22	29,2	9,1
Силикат натрия, сорт 42	Б	3,22	30,0	9,3
Силикат натрия, К	А	2,88	31,7	11,0
Силикат натрия, М	А	2,58	32.1	12,45
Силикат натрия, D	А	2,0	29,4	14,7

Испытание в канадском стандартном приборе для определения степени помола (КСП)

В нижеследующих примерах (в частности, в примерах с 1 по 13 и с 15 по 17) для оценки дренирующей эффективности комплексов силикатов Са и/или Mg применяли результаты испытания в канадском стандартном приборе для определения степени помола (КСП). Испытание на дренирование в КСП во всех случаях, если не указано иное, проводили на 1000 мл бумажной композиции. Концентрация этой бумажной композиции составляла 0,3 мас.%, она включала 80 мас.% волокон и 20 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя от общей массы сухой бумажной композиции. Волокна, использованные в составе бумажной композиции, представляли собой смесь целлюлозы из древесины лиственных пород/древесины хвойных пород в соотношении 70/30. Волокном из древесины лиственных пород служила беленая техническая целлюлоза St. Croix Northern Hardwood, изготовленная на фирме Ekman and Company (STE 4400, 200 S, Biscayne Blvd., Майами, шт. Флорида, 33130). Волокном из древесины хвойных пород служила беленая техническая целлюлоза Georgianier Softwood, изготовленная на фирме Rayonier (4470 Savannan HWY, Джессап, шт. Джорджия). ОКК представлял собой продукт Albacar 5970, выпускаемый фирмой Specialty Minerals (230 Columbia Street, Адаме, шт. Миннесота, 01220).

Значение рН бумажной композиции было равным от 8,0 до 8,9. Температура бумажной композиции составляла от 21 до 25°С. Волокна, использованные в составе бумажной композиции, представляли собой смесь целлюлозы из древесины лиственных пород/древесины хвойных пород в соотношении 70/30. Испытание на дренирование в КСП проводили смешением 1000 мл бумажной композиции в химическом стакане квадратного сечения при комнатной температуре (если не указана конкретная) и скорости вращения мешалки 1200 об/мин. Бумажная композиция включала силикатный комплекс или контрольные образцы и необязательные добавки.

В следующих примерах перед добавлением в бумажную композицию силикатного комплекса, силиката натрия или воды эту бумажную композицию можно было подвергать предварительной обработке введением добавок. Далее бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить скорость дренирования.

Добавками, используемыми при проведении испытания на дренирование, служили катионоактивный крахмал, квасцы и флокулянты. В качестве катионоактивного крахмала использовали продукт Sta-Lok 600 (полученный от фирмы A.E.Staley Manufacturing Company). По природе флокулянты были либо катионоактивными, либо анионоактивными. Катионоактивный флокулянт представлял собой катионоактивный модифицированный полиакриламид (КМПА), обладавший молекулярной массой примерно 6000000 и катионным зарядом 10 мольных %. КМПА служил продукт PC 8695, Novus 8910 или PC 8138, выпускаемые на фирме Hercules Incorporated (Уилмингтон, шт. Делавэр).

Анионоактивный флокулянт представлял собой анионоактивный модифицированный полиакриламид (АМПА), обладавший молекулярной массой примерно 20000000 и анионным зарядом примерно 30 мольных %. АМПА служил продукт РА 8130, выпускаемый на фирме Hercules Incorporated (Уилмингтон, шт.Делавэр).

Квасцы представляли собой жидкий сульфат алюминия, включавший 48,5 мас.% сухого твердого Al₂(SO₄) ₃· 14H₂O (выпускают на фирме General Chemical Corporation, 90 East Halsey Road, Парсиппани, шт.Нью-Джерси 07054).

Единицами, используемыми для определения количества добавок в примерах, служили числа #/т (фунтов/тонну) в пересчете на массу сухой бумажной композиции. Количество используемых крахмала и квасцов выражали в пересчете на сухой продукт. Количество используемых катионоактивного и анионоактивного флокулянтов выражали в пересчете на основное сухое вещество. Количество используемых силикатов металлов выражали в пересчете на массу сухого SiO ₂ или на массу сухого силиката натрия.

Введение каждой добавки, водорастворимого комплекса силикатов металлов, силиката металла и сравнительного образца (например, бентонита) в бумажную массу производили в следующем порядке: катионоактивный крахмал, квасцы флокулянт и водорастворимый комплекс силикатов металлов, или силикат металла, или сравнительный образец (например, бентонит).

Время подмешивания катионоактивного крахмала и квасцов составляло 10 с. Для флокулянта время подмешивания составляло либо 10, либо 60 с, как оно конкретно указано в примере. Время подмешивания для водорастворимого комплекса силикатов металлов, или силиката металла, или сравнительного образца было равным 10 с.

Испытание на Britt jar удерживание

Испытание на Britt jar удерживание проводили для оценки способности комплексов силикатов Ca/Mg содействовать удерживанию (в частности, пример 14). Бумажная композиция, которую использовали в испытании на удерживание, по содержанию твердых частиц была такой же композицией, как применяемая в испытании на дренирование в КСП, за исключением того, что ее концентрация составляла 0,5 мас.%. Во время испытания 500 мл бумажной композиции перемешивали в приборе Britt jar и обрабатывали разными добавками в таких же экспериментальных условиях, как и в испытании на дренирование.

После завершения обработок первые 100 мл сточной воды из контейнера собирали для анализа на показатель удерживания.

Пример 1

Образец для контрольного испытания (испытание №1, представленное в приведенной ниже таблице 2) готовили добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695).

Образец продукта Sodium Silicate О (испытание №2, представленное в приведенной ниже таблице 2) готовили разбавлением продукта Sodium Silicate О до концентрации SiO₂ 0,3 мас.% путем введения жидкого продукта Sodium Silicate О в 98,98 г деионизированной воды. 2#/т разбавленного продукта Sodium Silicate О добавляли в предварительно обработанную бумажную композицию. Бумажную композицию предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695).

В данном примере использовали пять комплексов с силикатом Са и пять комплексов с силикатом Mg (испытания № с 3 по 12, представленные в приведенной ниже таблице 2), которые включали 0,3 мас.% SiO₂ и характеризовались молярными соотношениями Ca/Si или Mg/Si, указанными в таблице 2. Каждый из силикатных комплексов готовили следующим образом.

Для испытания №3, представленного в таблице 2, комплекс с силикатом Са готовили смешением 1,017 г продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора СаСl, содержавшего 100 част./млн Mg эквивалента. В предварительно обработанную бумажную композицию добавляли 2 #/т силикатного комплекса. Бумажную композицию предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695).

Для испытания №4, представленного в таблице 2, комплексы с силикатом Са готовили смешением 1,017 г продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора CaCl₂, содержавшего 150 част./млн Mg эквивалента. В предварительно обработанную бумажную композицию добавляли 2 #/т силикатного комплекса. Бумажную композицию предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695).

Для испытания №5, представленного в таблице 2, комплексы с силикатом Са готовили смешением 1,017 г продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора СаСl₂, содержавшего 200 част./млн Mg эквивалента. В предварительно обработанную бумажную композицию добавляли 2 #/т силикатного комплекса. Бумажную композицию предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695).

Для испытания №6, представленного в таблице 2, комплексы с силикатом Са готовили смешением 1,017 г продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора СаСl₂ , содержавшего 300 част./млн Mg эквивалента. В предварительно обработанную бумажную композицию добавляли 2 #/т силикатного комплекса. Бумажную композицию предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695).

Для испытания №7, представленного в таблице 2, комплексы с силикатом Са готовили смешением 1,017 г продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора CaCl₂, содержавшего 400 част./млн Mg эквивалента. В предварительно обработанную бумажную композицию добавляли 2 #/т силикатного комплекса. Бумажную композицию предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695).

Для испытания №8, представленного в таблице 2, комплексы с силикатом Са готовили смешением 1,017 г продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора MgCl₂ , содержавшего 100 част./млн Mg эквивалента. В предварительно обработанную бумажную композицию добавляли 2 #/т силикатного комплекса. Бумажную композицию предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695).

Для испытания №9, представленного в таблице 2, комплексы с силикатом Са готовили смешением 1,017 г продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора MgCl₂, содержавшего 200 част./млн Mg эквивалента. В предварительно обработанную бумажную композицию добавляли 2 #/т силикатного комплекса. Бумажную композицию предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695).

Для испытания №10, представленного в таблице 2, комплексы с силикатом Са готовили смешением 1,017 г продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора MgCl₂ , содержавшего 300 част./млн Mg эквивалента. В предварительно обработанную бумажную композицию добавляли 2 #/т силикатного комплекса. Бумажную композицию предварительно обрабатывали 10 #/т катионо активного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695).

Для испытания №11, представленного в таблице 2, комплексы с силикатом Са готовили смешением 1,017 г продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора MgCl₂, содержавшего 400 част./млн Mg эквивалента. В предварительно обработанную бумажную композицию добавляли 2 #/т силикатного комплекса. Бумажную композицию предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695).

Для испытания №12, представленного в таблице 2, комплексы с силикатом Са готовили смешением 1,017 г продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора MgCl₂, содержавшего 500 част./млн Mg эквивалента. В предварительно обработанную бумажную композицию добавляли 2 #/т силикатного комплекса. Бумажную композицию предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695).

Далее готовые бумажные композиции испытаний № с 1 по 12 переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. Результаты испытания образцов сведены в представленную ниже таблицу 2.

Таблица 2
Испытание №	Идентификация образца	Молярное соотношение M'/Si	Добавление силиката (#/т в виде SiO2)	КСП (мл)
1	Контрольный		0	440
2	Силикат Na	0	2	530
3	Силикат Са	0,018	2	613
4	Силикат Са	0,027	2	610
5	Силикат Са	0,036	2	590
6	Силикат Са	0,054	2	580
7	Силикат Са	0,072	2	570
8	Силикат Mg	0,021	2	630
9	Силикат Mg	0,042	2	635
10	Силикат Mg	0,063	2	645
11	Силикат Mg	0,084	2	635

Данные таблицы 2 показывают, что комплексы силикатов Са и Mg, в которых значения молярного соотношения Ca/Si составляли от 0,018 до 0,072 или в которых значения молярного соотношения Mg/Si составляли от 0,021 до 0,105, заметно улучшали дренажные свойства бумажной композиции. Кроме того, данные таблицы 2 показывают, что когда значение молярного соотношения Ca/Si в комплексе с силикатом Са было равным по меньшей мере 0,036, этот силикатный комплекс образовывал осадок, который был видимым невооруженным глазом (в частности, в случаях образцов в испытаниях № с 5 по 7), и таким образом дренирующая способность оказывалась пониженной.

Данные таблицы 2 показывают также, что добавление в бумажную композицию силиката Na содействует повышению скорости дренирования этой бумажной композиции.

Все растворы, включавшие силикатированные комплексы по настоящему изобретению, являлись прозрачными растворами, за исключением растворов в испытаниях № с 5 по 7, которые содержали небольшое количество осадка, видимого невооруженным глазом. Следовательно, все силикатные комплексы, образовавшиеся в примере 1, были водорастворимыми, исключая композиции в испытаниях № с 5 по 7, которые содержали небольшое количество осадка.

Пример 2

Контрольный образец (испытание № 1, представленное в приведенной ниже таблице 3) готовили добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8138).

В этот пример включали также образец (испытание № 2, представленное в приведенной ниже таблице 3), содержавший техническую добавку из микрочастиц, содействующую дренированию, бентонит. В качестве бентонита в данном примере использовали бентонит HS, который поставляла фирма Southern Clay Products, Inc. Бентонит добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Количество добавляемого бентонита составляло 2#/т в пересчете на массу сухого вещества.

Готовили также образец продукта Na Silicate N (испытание №3, представленное в приведенной ниже таблице 3), не содержавший ни Са, ни Mg ионов. 2,01 г продукта Na Silicate N разбавляли 248 г деионизированной воды до концентрации 0,3 мас.% и непрерывно перемешивали в течение 1 мин. Сразу же после этого разбавленный силикат Na вводили в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Количество добавленного продукта Na Silicate N составляло 2 #/т в пересчете на массу сухого вещества.

Семь комплексов с силикатом Са и четыре комплекса с силикатом Mg (испытания № с 4 по 14, представленные в приведенной ниже таблице 3), которые включали 0,3 мас.% сухого силиката натрия и характеризовались молярными соотношениями M'/Si, которые указаны в таблице 3, готовили следующим образом.

Для испытания №4, представленного в таблице 3, комплекс с силикатом Са готовили вначале введением 0,313 г 2%-ного раствора СаСl ₂ в 247,68 г деионизированной воды и последующим добавлением в деионизированную воду 2,01 г продукта Sodium Silicate N. Эти смеси непрерывно перемешивали на магнитной мешалке в течение 1 мин. Сразу же после этого 2 #/т силикатного комплекса добавляли в предварительно обработанную бумажную композицию для определения скорости дренирования (количество силикатного комплекса составляло 2 #/т в пересчете на массу сухого силиката натрия). Предварительно обработанную бумажную композицию готовили введением в эту бумажную композицию следующих добавок в следующем порядке: 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Каждую добавку, за исключением КМПА (PC 8138), подмешивали в течение 10 с. КМПА (PC 8138) подмешивали в течение 60 с.

Для испытания №5, представленного в таблице 3, комплекс с силикатом Са готовили вначале введением 0,625 г 2%-ного раствора CaCl₂ в 247,37 г деионизированной воды и последующим добавлением в деионизированную воду 2,01 г продукта Sodium Silicate N. Эти смеси непрерывно перемешивали на магнитной мешалке в течение 1 мин. Сразу же после этого 2 #/т силикатного комплекса добавляли в предварительно обработанную бумажную композицию для определения скорости дренирования. Предварительно обработанную бумажную композицию готовили введением в эту бумажную композицию следующих добавок в следующем порядке: 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Каждую добавку, за исключением КМПА (PC 8138), подмешивали в течение 10 с. КМПА (PC 8138) подмешивали в течение 60 с.

Для испытания №6, представленного в таблице 3, комплекс с силикатом Са готовили вначале введением 1,25 г 2%-ного раствора CaCl₂ в 246,74 г деионизированной воды и последующим добавлением в деионизированную воду 2,01 г продукта Sodium Silicate N. Эти смеси непрерывно перемешивали на магнитной мешалке в течение 1 мин. Сразу же после этого 2 #/т силикатного комплекса добавляли в предварительно обработанную бумажную композицию для определения скорости дренирования. Предварительно обработанную бумажную композицию готовили введением в эту бумажную композицию следующих добавок в следующем порядке: 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Каждую добавку, за исключением КМПА (PC 8138), подмешивали в течение 10с. КМПА (PC 8138) подмешивали в течение 60 с.

Для испытания №7, представленного в таблице 3, комплекс с силикатом Са готовили вначале введением 1,875 г 2%-ного раствора CaCl₂ в 246,12 г деионизированной воды и последующим добавлением в деионизированную воду 2,01 г продукта Sodium Silicate N. Эти смеси непрерывно перемешивали на магнитной мешалке в течение 1 мин. Сразу же после этого 2 #/т силикатного комплекса добавляли в предварительно обработанную бумажную композицию для определения скорости дренирования. Предварительно обработанную бумажную композицию готовили введением в эту бумажную композицию следующих добавок в следующем порядке: 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Каждую добавку, за исключением КМПА (PC 8138), подмешивали в течение 10 с. КМПА (PC 8138) подмешивали в течение 60 с.

Для испытания №8, представленного в таблице 3, комплекс с силикатом Са готовили вначале введением 2,5 г 2%-ного раствора СаСl₂ в 245,49 г деионизированной воды и последующим добавлением в деионизированную воду 2,01 г продукта Sodium Silicate N. Эти смеси непрерывно перемешивали на магнитной мешалке в течение 1 мин. Сразу же после этого 2 #/т силикатного комплекса добавляли в предварительно обработанную бумажную композицию для определения скорости дренирования. Предварительно обработанную бумажную композицию готовили введением в эту бумажную композицию следующих добавок в следующем порядке: 10 #/т катионоактивного крахмала, 5

#/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Каждую добавку, за исключением КМПА (PC 8138), подмешивали в течение 10 с. КМПА (PC 8138) подмешивали в течение 60 с.

Для испытания №9, представленного в таблице 3, комплекс с силикатом Са готовили вначале введением 3,75 г 2%-ного раствора CaCl₂ в 244,24 г деионизированной воды и последующим добавлением в деионизированную воду 2,01 г продукта Sodium Silicate N. Эти смеси непрерывно перемешивали на магнитной мешалке в течение 1 мин. Сразу же после этого 2 #/т силикатного комплекса добавляли в предварительно обработанную бумажную композицию для определения скорости дренирования. Предварительно обработанную бумажную композицию готовили введением в эту бумажную композицию следующих добавок в следующем порядке: 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Каждую добавку, за исключением КМПА (PC 8138), подмешивали в течение 10с. КМПА (PC 8138) подмешивали в течение 60 с.

Для испытания №10, представленного в таблице 3, комплекс с силикатом Са готовили вначале введением 5 г 2%-ного раствора CaCl₂ в 242,99 г деионизированной воды и последующим добавлением в деионизированную воду 2,01 г продукта Sodium Silicate N. Эти смеси непрерывно перемешивали на магнитной мешалке в течение 1 мин. Сразу же после этого 2 #/т силикатного комплекса добавляли в предварительно обработанную бумажную композицию для определения скорости дренирования. Предварительно обработанную бумажную композицию готовили введением в эту бумажную композицию следующих добавок в следующем порядке: 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Каждую добавку, за исключением КМПА (PC 8138), подмешивали в течение 10 с. КМПА (PC 8138) подмешивали в течение 60 с.

Для испытания №11, представленного в таблице 3, комплекс с силикатом Mg готовили вначале введением 2,5 г 1%-ного раствора MgCl₂ в 245,49 г деионизированной воды и последующим добавлением в деионизированную воду 2,01 г продукта Sodium Silicate N. Эти смеси непрерывно перемешивали на магнитной мешалке в течение 1 мин. Сразу же после этого 2 #/т силикатного комплекса добавляли в предварительно обработанную бумажную композицию для определения скорости дренирования. Предварительно обработанную бумажную композицию готовили введением в эту бумажную композицию следующих добавок в следующем порядке: 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Каждую добавку, за исключением КМПА (PC 8138), подмешивали в течение 10 с. КМПА (PC 8138) подмешивали в течение 60 с.

Для испытания №12, представленного в таблице 3, комплекс с силикатом Mg готовили вначале введением 5 г 1%-ного раствора MgCl₂ в 242,99 г деионизированной воды и последующим добавлением в деионизированную воду 2,01 г продукта Sodium Silicate N. Эти смеси непрерывно перемешивали на магнитной мешалке в течение 1 мин. Сразу же после этого 2 #/т силикатного комплекса добавляли в предварительно обработанную бумажную композицию для определения скорости дренирования. Предварительно обработанную бумажную композицию готовили введением в эту бумажную композицию следующих добавок в следующем порядке: 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Каждую добавку, за исключением КМПА (PC 8138), подмешивали в течение 10 с. КМПА (PC 8138) подмешивали в течение 60 с.

Для испытания №13, представленного в таблице 3, комплекс с силикатом Mg готовили вначале введением 7,5 г 1%-ного раствора MgCl₂ в 240,49 г деионизированной воды и последующим добавлением в деионизированную воду 2,01 г продукта Sodium Silicate N. Эти смеси непрерывно перемешивали на магнитной мешалке в течение 1 мин. Сразу же после этого 2 #/т силикатного комплекса добавляли в предварительно обработанную бумажную композицию для определения скорости дренирования. Предварительно обработанную бумажную композицию готовили введением в эту бумажную композицию следующих добавок в следующем порядке: 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Каждую добавку, за исключением КМПА (PC 8138), подмешивали в течение 10 с. КМПА (PC 8138) подмешивали в течение 60 с.

Для испытания №14, представленного в таблице 3, комплекс с силикатом Mg готовили вначале введением 10 г 1%-ного раствора MgCl₂ в 237,99 г деионизированной воды и последующим добавлением в деионизированную воду 2,01 г продукта Sodium Silicate N. Эти смеси непрерывно перемешивали на магнитной мешалке в течение 1 мин. Сразу же после этого 2 #/т силикатного комплекса добавляли в предварительно обработанную бумажную композицию для определения скорости дренирования. Предварительно обработанную бумажную композицию готовили введением в эту бумажную композицию следующих добавок в следующем порядке: 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Каждую добавку, за исключением КМПА (PC 8138), подмешивали в течение 10 с. КМПА (PC 8138) подмешивали в течение 60 с.

Далее готовые бумажные композиции испытаний № с 1 по 14 переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. Результаты испытания образцов сведены в представленную ниже таблицу 3.

Таблица 3
Испытание №	Идентификация образца	Молярное соотношение M'/Si	Добавление силиката (#/т в пересчете на сухое вещество)	КСП (мл)
1	Контрольный - без добавок		0	430
2	Контрольный - бентонит		2	670
3	Na Silicate N	0	2	518
4	Силикат Са	0,006	2	540
5	Силикат Са	0,012	2	560
6	Силикат Са	0,024	2	590
7	Силикат Са	0,035	2	618
8	Силикат Са	0,047	2	643
9	Силикат Са	0,071	2	668
10	Силикат Са	0,094	2	653
11	Силикат Mg	0,028	2	570
12	Силикат Mg	0,055	2	615
13	Силикат Mg	0,083	2	645
14	Силикат Mg	0.110	2	658

Данные таблицы 3 ясно показывают, что комплексы силикатов Са и Mg, в которых значение молярного соотношения составляло от 0,006 до 0,11 (образцы испытаний № с 3 по 14), значительно улучшали дренажные свойства бумажной композиции. Аналогичным образом скорость дренирования повышало также добавление в бумажную композицию силиката натрия или бентонита.

Все растворы, включавшие силикатированные комплексы по настоящему изобретению, являлись прозрачными растворами.

Пример 3

Контрольный образец (испытание №1, представленное в приведенной ниже таблице 4) готовили добавлением в бумажную композицию, предварительно обработанную введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695).

В этот пример включали также образец продукта Na Silicate О (испытание №2, представленное в приведенной ниже таблице 4). Перед введением в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695), продукт Na Silicate О разбавляли до 0,075 мас.% SiO₂ добавлением 0,254 г продукта Na Silicate О к 99,75 г деионизированной воды.

Четыре комплекса с силикатами Ca/Mg (испытания № с 3 по 6, представленные в приведенной ниже таблице 4), которые включали 0,075 мас.% SiO₂ и характеризовались разными молярными соотношениями M'/Si, которые указаны в таблице 4, готовили следующим образом.

Для испытания №3 комплекс готовили добавлением 0,254 г продукта Na Silicate О к 99,75 г воды, содержавшей ионы Mg/Ca и обладавшей жесткостью 34 част./млн Са эквивалента. Далее 2 #/т такого комплекса добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695). Смесь непрерывно перемешивали в течение примерно 30 мин, а затем оставляли стоять в течение 3 ч. После этого бумажные композиции переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

Для испытания №4 комплекс готовили добавлением 0,254 г продукта Na Silicate О к 99,75 г воды, содержавшей ионы Mg/Ca и обладавшей жесткостью 68 част./млн Са эквивалента. Далее 2 #/т такого комплекса добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА. Смесь непрерывно перемешивали в течение примерно 30 мин, а затем оставляли стоять в течение 3 ч. После этого бумажные композиции переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

Для испытания №5 комплекс готовили добавлением 0,254 г продукта Na Silicate О к 99,75 г воды, содержавшей ионы Mg/Ca и обладавшей жесткостью 102 част./млн Са эквивалента. Далее 2 #/т такого комплекса добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА. Смесь непрерывно перемешивали в течение примерно 30 мин, а затем оставляли стоять в течение 3 ч. После этого бумажные композиции переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

Для испытания №6 комплекс готовили добавлением 0,254 г продукта Na Silicate О к 99,75 г воды, содержавшей ионы Mg/Ca и обладавшей жесткостью 136 част./млн Са эквивалента. Далее 2 #/т такого комплекса добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА. Смесь непрерывно перемешивали в течение примерно 30 мин, а затем оставляли стоять в течение 3 ч. После этого бумажные композиции переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

Результаты испытания образцов в данном примере сведены в представленную ниже таблицу 4.

Таблица 4
Испытание №	Идентификация образца	Молярное соотношение M'/Si	Добавление силиката (#/т в виде SiO2)	КСП (мл)
1	Контрольный		0	435
2	Na Silicate O	0	2	510
3	Силикат Са/Mg	0,068	2	593
4	Силикат Са/Mg	0,136	2	613
5	Силикат Са/Mg	0,204	2	635
6	Силикат Са/Mg	0,272	2	473

Данные таблицы 4 показывают, что комплексы силикатов Са/Mg, у которых значение соотношения (Са+Mg)/Si составляло от 0,068 до 0,204, значительно улучшали дренажные свойства бумажной композиции. В противоположность этому комплексы силикатов Са/Mg (как показано на образцах в испытании № 6), у которых значение соотношения (Са+Mg)/Si составляло 0,272, при применении образовывали осадок, вследствие чего не демонстрировали заметного улучшения дренажных свойств бумажной композиции.

Данные таблицы 4 показывают также, что присутствие в бумажной композиции силиката натрия повышало скорость дренирования. Все растворы, включавшие силикатированные комплексы по настоящему изобретению, являлись прозрачными растворами, за исключением раствора в испытании №6, который содержал осадок, видимый невооруженным глазом. Следовательно, все силикатные комплексы, образовавшиеся в примере 3, были водорастворимыми, исключая композицию в испытании №6 (обладавшую жесткостью 136 част./млн Са эквивалента), которая образовывала осадок.

Пример 4

Образцы для испытаний № с 3 по 6 (как они представлены в приведенной ниже таблице 5) данного примера были такими же, как образцы испытаний № с 3 по 6 примера 3, за исключением того, что бумажную композицию обрабатывали не КМПА, а АМПА (РА 8130). Другими словами, перед добавлением комплексов силикатов Ca/Mg в бумажную композицию последовательно вводили 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т АМПА.

Готовили также образец продукта Na Silicate N (испытание №2, представленное в приведенной ниже таблице 5), не содержавший ни Са, ни Mg ионов. Продукт Na Silicate N разбавляли до 0,075 мас.% SiO₂ деионизированной водой, а затем вводили в бумажную композицию, которая включала 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т АМПА (РА 8130).

Готовили контрольный образец (испытание №1, представленное в приведенной ниже таблице 5), содержавший только бумажную композицию. Эту бумажную композицию предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т АМПА (РА 8130).

Приготовленные бумажные композиции переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. Результаты сведены в представленную ниже таблицу 5.

Таблица 5
Испытание №	Идентификация образца	Молярное соотношение MVSi	Добавление силиката (#/т в виде SiO 2)	КСП (мл)
1	Контрольный		0	519
2	Na Silicate O	0	2	569
3	Силикат Са/Mg	0,068	2	574
4	Силикат Са/Mg	0,136	2	587
5	Силикат Са/Mg	0,204	2	604
6	Силикат Са/Mg	0,272	2	559

Как показывают данные таблицы 5, когда бумажную композицию обрабатывали анионоактивным полимером вместе с силикатами Са/Mg, достигали улучшения дренирования. Аналогичным образом скорость дренирования повышало добавление в бумажную композицию силиката натрия.

Пример 5

Контрольный образец (испытание №1, представленное в приведенной ниже таблице 5) готовили добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

Девять образцов комплексов силикатов Са/Mg (испытания № со 2 по 10, представленные в таблице 6), которые включали 0,3 мас.% SiO₂ и характеризовались значениями молярного соотношения (Са + Mg)/Si 0,034, готовили следующим образом.

Для испытания №2 комплекс готовили подмешиванием 1 г продукта Na Silicate STIXSO RR в 99,00 г воды, содержавшей ионы Mg/Ca и обладавшей жесткостью 68 част./млн Са эквивалента. Смесь непрерывно перемешивали в течение примерно 30 мин, а затем оставляли стоять в течение 3 ч. Далее 2 #/т такого комплекса добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

Для испытания №3 комплекс готовили подмешиванием 1,083 г продукта Na Silicate E в 98,92 г воды, содержавшей ионы Mg/Ca и обладавшей жесткостью 68 част./млн Са эквивалента. Смесь непрерывно перемешивали в течение примерно 30 мин, а затем оставляли стоять в течение 3 ч. Далее 2 #/т такого комплекса добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

Для испытания №4 комплекс готовили подмешиванием 1,045 г продукта Na Silicate N в 98,95 г воды, содержавшей ионы Mg/Ca и обладавшей жесткостью 68 част./млн Са эквивалента. Смесь непрерывно перемешивали в течение примерно 30 мин, а затем оставляли стоять в течение 3 ч. Далее 2 #/т такого комплекса добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

Для испытания №5 комплекс готовили подмешиванием 1,017 г продукта Na Silicate О в 98,98 г воды, содержавшей ионы Mg/Ca и обладавшей жесткостью 68 част./млн Са эквивалента. Смесь непрерывно перемешивали в течение примерно 30 мин, а затем оставляли стоять в течение 3 ч. Далее 2 #/т такого комплекса добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

Для испытания №6 комплекс готовили подмешиванием 1,027 г продукта Na Silicate сорта 40 в 98,97 г воды, содержавшей ионы Mg/Ca и обладавшей жесткостью 68 част./млн Са эквивалента. Смесь непрерывно перемешивали в течение примерно 30 мин, а затем оставляли стоять в течение 3 ч. Далее 2 #/т такого комплекса добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910). Для испытания №7 комплекс готовили подмешиванием 1 г продукта Na Silicate сорта 42 в 99,00 г воды, содержавшей ионы Mg/Ca и обладавшей жесткостью 68 част./млн Са эквивалента. Смесь непрерывно перемешивали в течение примерно 30 мин, а затем оставляли стоять в течение 3 ч. Далее 2 #/т такого комплекса добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

Для испытания №8 комплекс готовили подмешиванием 0,946 г продукта Na Silicate К в 99,05 г воды, содержавшей ионы Mg/Ca и обладавшей жесткостью 68 част./млн Са эквивалента. Смесь непрерывно перемешивали в течение примерно 30 мин, а затем оставляли стоять в течение 3 ч. Далее 2 #/т такого комплекса добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

Для испытания №9 комплекс готовили подмешиванием 0,935 г продукта Na Silicate M в 99,07 г воды, содержавшей ионы Mg/Ca и обладавшей жесткостью 68 част./млн Са эквивалента. Смесь непрерывно перемешивали в течение примерно 30 мин, а затем оставляли стоять в течение 3 ч. Далее 2 #/т такого комплекса добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

Для испытания №10 комплекс готовили подмешиванием 1,020 г продукта Na Silicate D в 98,98 г воды, содержавшей ионы Mg/Ca и обладавшей жесткостью 68 част./млн Са эквивалента. Смесь непрерывно перемешивали в течение примерно 30 мин, а затем оставляли стоять в течение 3 ч. Далее 2 #/т такого комплекса добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

Далее бумажные композиции переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. Результаты сведены в таблицу 6.

Таблица 6
Испытание №	Источник силиката натрия №.	SiO2/Na2O у силикатов	КСП (мл)
1	Контрольный		470
2	Sodium Silicate STIXSO RR	3,25	663
3	Sodium Silicate E	3,22	673
4	Sodium Silicate N	3,22	668
5	Sodium Silicate O	3,22	663
6	Sodium Silicate сорта 40	3,22	655
7	Sodium Silicate сорта 42	3,22	655
8	Sodium Silicate К	2,88	640
9	Sodium Silicate M	2,58	608
10	Sodium Silicate D	2,0	580

Как показывают данные таблицы 6, силикаты натрия, которые характеризовались значениями массового соотношения SiO₂ /Na₂O в интервале от 2,0 до 3,25, образовывали эффективные комплексы силикатов Ca/Mg.

Пример 6

Использованные в данном примере комплексы силикатов Ca/Mg были такими же, как комплексы силикатов в примере 5, за исключением того, что вместо 1 #/п КМПА применяли 0,25 #/т АМПА (РА 8130). Другими словами, в бумажную композицию последовательно вводили 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов, 0,25 #/т АМПА и 2 #/т комплексов силикатов Ca/Mg (в виде SiO₂).

Контрольный образец в данном примере был таким же, как образец в примере 5, за исключением того, что вместо 1 #/т КМПА применяли 0,25 #/т АМПА (РА 8130).

Далее обработанные бумажные композиции переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. Результаты сведены в представленную ниже таблицу 7.

Таблица 7
Источник силиката натрия	SiO2/Na 2O у силикатов	КСП (мл)
Контрольный		468
Sodium Silicate STIXSO RR	3,25	540
Sodium Silicate E	3,22	535
Sodium Silicate N	3,22	538
Sodium Silicate O	3,22	545
Sodium Silicate сорта 40	3,22	533
Sodium Silicate сорта 42	3,22	540
Sodium Silicate К	2,88	520
Sodium Silicate M	2,58	483
Sodium Silicate D	2,0	480

Как показывают данные таблицы 7, комплексы силикатов Ca/Mg, которые образовывались из силикатов натрия, характеризовавшихся значениями массового соотношения SiO₂/Na₂ O в интервале от 2,0 до 3,25, улучшали показатели дренирования бумажной композиции, обработанной АМПА флокулянтом.

Пример 7

После того, как готовили контрольный образец (испытание №1, представленное в приведенной ниже таблице 8), его помещали в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

Другой контрольный образец (испытание №2, представленное в приведенной ниже таблице 8) готовили добавлением в бумажную композицию 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

Образец с 0,15% CaCl ₂ (испытание №3, представленное в приведенной ниже таблице 8) готовили добавлением в 114,5 г деионизированной воды 0,452 г концентрированного раствора СаСl₂ (содержание сухого вещества в котором составляло 38%, выпускаемого на фирме Tetra Technology). 0,15%-ный раствор СаСl₂ в количестве 2 #/т добавляли в предварительно обработанную бумажную композицию для определения скорости дренирования. Предварительно обработанную бумажную композицию готовили добавлением в эту бумажную композицию 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

Образец продукта Na Silicate N (испытание №4, представленное в приведенной ниже таблице 8), не содержавший ни Са, ни Mg ионов, тоже готовили следующим образом. 0,803 г продукта Na Silicate N разбавляли 99,20 г деионизированной воды до концентрации 0,3 мас.% и непрерывно перемешивали в течение 1 мин. Сразу же после этого 2 #/т разбавленного силиката Na вводили в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

Для испытаний № с 5 по 8, представленных в приведенной ниже таблице 8, совместно готовили комплексы с силикатом Са. Для этих испытаний комплексы с силикатом Са готовили добавлением 20 г 0,15%-ного раствора CaCl₂ и 0,803 продукта Sodium Silicate N к 89,2 г деионизированной воды. Раствор непрерывно перемешивали на магнитной мешалке в течение 1 мин. Сразу же после этого для испытаний № с 5 по 8 2 #/т силикатного комплекса добавляли в предварительно обработанную бумажную композицию с целью определить скорость дренирования.

Для испытания №5 предварительно обработанную бумажную композицию готовили добавлением в бумажную композицию 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

Для испытания №6 предварительно обработанную бумажную композицию готовили добавлением в бумажную композицию 5 #/т квасцов, а затем 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

Для испытания №7 предварительно обработанную бумажную композицию готовили добавлением в эту бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, а затем 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

Для испытания №8 предварительно обработанную бумажную композицию готовили введением в эту бумажную композицию следующих добавок: 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

Далее приготовленные бумажные композиции переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. Результаты экспериментов данного примера сведены в представленную ниже таблицу 8.

Таблица 8
Испытание №	Добавки № 1	Добавки № 2	Добавки № 3	Добавки № 4	КСП (мл)
1	Отсутствуют	Отсутствуют	Отсутствуют	Отсутствуют	400
2	Отсутствуют	Отсутствуют	0,5 #/т МПА	Отсутствуют	420
3	Отсутствуют	Отсутствуют	0,5 #/т МПА	2 #/т CaCl2	413
4	Отсутствуют	Отсутствуют	0,5 #/т МПА	2 #/т Na Silicate N	420
5	Отсутствуют	Отсутствуют	0,5 #/т МПА	2 #/т Silicate Ca	558
6	Отсутствуют	5 #/т квасцов	0,5 #/т МПА	2 #/т Silicate Ca	555
7	10 #/т кат. крахмала	Отсутствуют	0,5 #/т МПА	2 #/т Silicate Ca	590
8	10#/т кат. крахмала	5 #/т квасцов	0,5 #/т МПА	2 #/т Silicate Ca	650

Как видно из данных таблицы 8, композиции в испытаниях №3 и 4 (которые включали соответственно СаСl₂ и продукт Sodium Silicate N), дренажной активности не проявляли, тогда как комплекс с силикатом кальция проявлял заметную дренажную активность. Результаты в таблице 8 показывают также, что комплекс с силикатом Ca обладал оптимальными рабочими характеристиками, когда в бумажную композицию добавляли катионоактивный крахмал, квасцы и катионоактивный флокулянт [КМПА (PC 8138)]. Комплекс с силикатом Са демонстрировал также улучшенную дренажную активность при введении в бумажную композицию по меньшей мере одной добавки.

Пример 8

В данном примере комплекс силикатов Ca/Mg, концентрация SiO₂ в котором составляла 0,3 мас.%, а значение молярного соотношения (Са+Mg)/Si было равным 0,034, готовили реакцией продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора Ca/Mg, который обладал жесткостью 68 част./млн Са эквивалента.

При изучении дренирования комплекс силикатов Ca/Mg сопоставляли с рядом образцов, при приготовлении которых в бумажную композицию по отдельности добавляли силикаты натрия и ионы Са или Mg с использованием СаСl₂ и MgCl₂, без предварительного смешения для получения комплексов с силикатом Са или Mg. Количества силикатных комплексов и силиката натрия указаны в приведенной ниже таблице 9. Обработки бумажной композиции состояли в последовательном добавлении 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695), за которыми следовали испытываемые добавки, как это представлено в приведенной ниже таблице 9.

Количество комплекса силикатов Ca/Mg определяли в пересчете на SiO₂ , a продукт Sodium Silicate О, CaCl₂ и MgCl ₂ определяли в пересчете на сухое твердое вещество этих материалов.

Обработанные бумажные композиции переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. Результаты экспериментов данного примера указаны в приведенной ниже таблице 9.

Таблица 9
Испытание №	Добавки в виде средства, содействующего дренированию (ССД)	КСП (мл)
1	Контрольный 1 - без добавки в качестве ССД	440
2	Контрольный 2 - 2 #/т Sodium Silicate O	535
3	2 #/т Sodium Silicate O+2 #/т CaCl2	540
4	2 #/т Sodium Silicate O+4 #/т CaCl2	545
5	2 #/т Sodium Silicate 10+10 #/т CaCl2	540
6	2 #/т Sodium Silicate O+2 #/т MgCl2	545
7	2 #/т Sodium Silicate O+8 #/т MgCl2	540
8	2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg	635

Как показывают данные таблицы 9, комплекс силикатов Ca/Mg в испытании №8 по улучшению дренирования превосходил простое сочетание силиката натрия и ионов Са или Mg (без предварительного получения комплексов силикатов Са или Mg) в испытаниях № с 3 по 7. Данные таблицы 9 показывают также, что простое сочетание силиката натрия и ионов Са или Mg по существу обуславливало такое же улучшение дренирования, как и сам силикат натрия в испытании №2.

Пример 9

Контрольный образец (испытание №1, представленное в приведенной ниже таблице 10) готовили последовательным добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Далее эту бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. Результаты испытания данного контрольного образца представлены в приведенной ниже таблице 10.

В данном примере использовали семь комплексов с силикатом Са (испытания № со 2 по 8, представленные в приведенной ниже таблице 10), концентрация SiO₂ в которых составляла 0,3% в пересчете на сухую массу, а соотношение Ca/Si было равным 0,071. Каждый из этих семи комплексов с силикатом Са готовили при 22°С добавлением 3,75 г 2%-ного СаСl ₂ в 244,24 г деионизированной воды и последующим добавлением в деионизированную воду 2,01 г продукта Sodium Silicate N.

После протекания в испытании №2 реакции в течение примерно 0,5 мин 2 #/т комплекса с Са добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Сразу же после этого бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

После протекания в испытании №3 реакцие в течение примерно 4,3 мин 2 #/т комплекса с Са добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Сразу же после этого бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

После протекания в испытании №4 реакции в течение примерно 7,3 мин 2 #/т комплекса с Са добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Сразу же после этого бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

После протекания в испытании №5 реакции в течение примерно 15,5 мин 2 #/т комплекса с Са добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Сразу же после этого бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

После протекания в испытании № 6 реакции в течение примерно 30 мин 2 #/т комплекса с Са добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Сразу же после этого бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

После протекания в испытании № 7 реакции в течение примерно 39 мин 2 #/т комплекса с Са добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Сразу же после этого бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

После протекания в испытании № 8 реакции в течение примерно 59 мин 2 #/т комплекса с Са добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Сразу же после этого бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

В данном примере использовали два комплекса с силикатом Са (испытания №9 и 10, представленные в приведенной ниже таблице 10), концентрация SiO₂ в которых составляла 0,3% в пересчете на сухую массу, а соотношение Ca/Si было равным 0,071. Каждый из этих двух комплексов с силикатом Са готовили при 50°С добавлением 3,75 г 2%-ного CaCl ₂ в 244,24 г деионизированной воды и последующим добавлением в деионизированную воду 2,01 г продукта Sodium Silicate N.

После протекания в испытание №9 реакции в течение примерно 0,5 мин 2 #/т комплекса с Са добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Затем бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

После протекания в испытании №10 реакции в течение примерно 3 мин 2 #/т комплекса с Са добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Затем бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

В данном примере использовали пять комплексов с силикатом Са (испытания № с 11 по 15, представленные в приведенной ниже таблице 10), концентрация SiO₂ в которых составляла 0,3% в пересчете на сухую массу, а соотношение Ca/Si было равным 0,012. Каждый из этих двух комплексов с силикатом Са готовили при 50°С добавлением 0,625 г 2%-ного CaCl₂ в 247,37 г деионизированной воды и последующим добавлением в деионизированную воду 2,01 г продукта Sodium Silicate N.

После протекания в испытании №11 реакции в течение примерно 0,5 мин 2 #/т комплекса с Са добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Затем бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

После протекания в испытании №12 реакции в течение примерно 3,3 мин 2 #/т комплекса с Са добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Затем бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

После протекания в испытании №13 реакции в течение примерно 6,3 мин 2 #/т комплекса с Са добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Затем бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

После протекания в испытании №14 реакции в течение примерно 17 мин 2 #/т комплекса с Са добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Затем бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

После протекания в испытании №15 реакции в течение примерно 20,5 мин 2 #/т комплекса с Са добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Затем бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

Результаты испытаний вышеприведенных образцов представлены ниже.

Таблица 10
Идентификация образца	Время реакции силиката Са (мин)	Количество силиката Са (#/т)	КСП (мл)
1		0	430
2	0,5	2	665
3	4,3	2	675
4	7,3	2	675
5	15,5	2	680
6	30	2	685
7	39	2	675
8	59	2	680
9	0,5	2	635
10	3,0	2	635
11	0,5	2	550
12	3,3	2	635
13	6,3	2	665
14	17	2	680
15	20,5	2	675

Как показывают результаты, сведенные в таблицу 10, когда молярное соотношение Ca/Si было равным 0,071, комплекс с силикатом Са быстро достигал своей максимальной дренажной активности вскоре после начала реакции. Однако при более низких значениях молярного соотношения Ca/Si реакционный период удлинялся, даже когда реакционную температуру повышали до 50°С.

Пример 10

Комплексы силикатов Ca/Mg, которые использовали в испытаниях № со 2 по 4 и 6, были такими же, поскольку их готовили совместно. Концентрация SiO₂ в этих комплексах силикатов Ca/Mg составляла 0,3%, а значение молярного соотношения (Са + Mg)/Si было равным 0,034. Их готовили перемешиванием 1,02 #/т продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора Ca/Mg, обладавшего жесткостью 68 част./млн Са эквивалента, в течение примерно 30 мин, а затем оставляли стоять в течение примерно 3 ч.

Конкретно для этого примера шесть образцов (испытания № с 1 по 6, представленные в приведенной ниже таблице 11) готовили следующим образом.

Образец для испытания №1 готовили последовательным добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала и 1 #/т КМПА (PC 8695). Далее эту бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. Результат испытания данного контрольного образца представлен в приведенной ниже таблице 11.

В испытании №2 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали последовательным добавлением в эту бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала и 1 #/т КМПА (PC 8695). Далее эту бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

В испытании №3 4 #/т комплекса силикатов Ca/Mg добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали последовательным добавлением в эту бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала и 1 #/т КМПА (PC 8695). Далее эту бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

В испытании №4 6 #/т комплекса силикатов Ca/Mg добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали последовательным добавлением в эту бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала и 1 #/т КМПА (PC 8695). Далее эту бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

Образец для испытания №5 готовили добавлением в бумажную композицию 1 #/т КМПА (PC 8695). Далее эту бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. Результат испытания данного контрольного образца представлен в приведенной ниже таблице 11.

В испытании №6 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением в эту бумажную композицию 1 #/т КМПА (PC 8695). Далее эту бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

Таблица 11
Испытание №	Катионоактив-ный крахмал (#/т, продукт)	Катионоактив-ный МПА (#/т основного вещества)	Комплексы силикатов Ca/Mg (#/т в виде SiO2 )	КСП (мл)
1	10	1	Отсутствуют	440
2	10	1	2	580
3	10	1	4	582
4	10	1	6	570
5	0	1	Отсутствуют	470
6	0	1	2	593

Как показывают данные таблицы 11, применение Ca/Mg демонстрирует значительное улучшение дренирования, когда в бумажной композиции (а) содержался только КМПА флокулянт и (б) КМПА флокулянт и катионоактивный крахмал.

Пример 11

В данном примере четыре комплекса Ca/Mg (испытания № с 1 по 4, представленные в таблице 12) готовили следующим образом.

В испытании №1 комплекс силикатов Ca/Mg, концентрация SiO₂ в котором составляла 0,3 мас.%, а молярное соотношение (Са+Mg)/Si было равным 0,034, готовили при 7°С реакцией 1,02 г продукта Sodium Silicate О с 98,98 г Ca/Mg раствора, обладавшего жесткостью 68 част./млн (в виде Са эквивалента). Сразу же после того, как реакция протекала в течение примерно 3 мин, 2 #/т комплекса с Ca/Mg вводили в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695). Далее эту бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

В испытании №2 комплекс силикатов Ca/Mg, концентрация SiO₂ в котором составляла 0,3 мас.%, а молярное соотношение (Са+Mg)/Si было равным 0,034, готовили при 15°С реакцией 1,02 г продукта Sodium Silicate О с 98,98 г Ca/Mg раствора, обладавшего жесткостью 68 част./млн (в виде Са эквивалента). Сразу же после того, как реакция протекала в течение примерно 3 мин, 2 #/т комплекса с Ca/Mg вводили в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695). Далее эту бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

В испытании №3 комплекс силикатов Ca/Mg, концентрация SiO₂ в котором составляла 0,3 мас.%, а молярное соотношение (Са+Mg)/Si было равным 0,034, готовили при 20°С реакцией 1,02 г продукта Sodium Silicate О с 98,98 г Ca/Mg раствора, обладавшего жесткостью 68 част./млн (в виде Са эквивалента). Сразу же после того, как реакция протекала в течение примерно 3 мин, 2 #/т комплекса с Ca/Mg вводили в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695). Далее эту бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

В испытании №4 комплекс силикатов Ca/Mg, концентрация SiO₂ в котором составляла 0,3 мас.%, а молярное соотношение (Са+Mg)/Si было равным 0,034, готовили при 50°С реакцией 1,02 г продукта Sodium Silicate О с 98,98 г Ca/Mg раствора, обладавшего жесткостью 68 част./млн (в виде Са эквивалента). Сразу же после того, как реакция протекала в течение примерно 3 мин, 2 #/т комплекса с Ca/Mg вводили в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали добавлением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695). Далее эту бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования.

Результаты экспериментов данного примера представлены в приведенной ниже таблице 12.

Таблица 12
Испытание №	Реакционная температура (°С)	Количество (#/т, SiO2)	КСП (мл)
1	7	2	538
2	15	2	540
3	20	2	555
4	50	2	605

Как показывают данные таблицы 12, когда реакционную температуру повышали, дренажная активность комплексов силикатов Ca/Mg возрастала.

Пример 12

Комплекс силикатов Ca/Mg, который использовали в данном примере, был таким же, как в примере 10. Конкретно комплекс силикатов Ca/Mg, у которого концентрация SiO₂ составляла 0,3 мас.%, а значение молярного соотношения (Са+Mg)/Si было равным 0,034, готовили перемешиванием 1,02 #/т продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора Ca/Mg, обладавшего жесткостью 68 част./млн Са эквивалента, в течение примерно 30 мин, а затем смесь оставляли стоять в течение примерно 3 ч.

Образцы для испытаний № с 1 по 12, представленные в таблице 13, готовили следующим образом.

В испытании №1 в бумажную композицию, значение рН которой составляло 7,7, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

В испытании №2 в бумажную композицию, значение рН которой составляло 7,7, предварительно обработанную введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910), добавляли 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №3 в бумажную композицию, значение рН которой составляло 7,7, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25 #/т АМПА (РА 8130).

В испытании №4 в бумажную композицию, значение рН которой составляло 7,7, предварительно обработанную введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25 #/т АМПА (РА 8130), добавляли 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №5 в бумажную композицию, значение рН которой составляло 8,7, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

В испытании №6 в бумажную композицию, значение рН которой составляло 8,7, предварительно обработанную введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910), добавляли 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании № 7 в бумажную композицию, значение рН которой составляло 8,7, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25 #/т АМПА (РА 8130).

В испытании №8 в бумажную композицию, значение рН которой составляло 8,7, предварительно обработанную введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25 #/т АМПА (РА 8130), добавляли 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №9 в бумажную композицию, значение рН которой составляло 9,6, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

В испытании №10 в бумажную композицию, значение рН которой составляло 9,6, предварительно обработанную введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910), добавляли 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №11 в бумажную композицию, значение рН которой составляло 9,6, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25#/т АМПА(РА 8130).

В испытании №12 в бумажную композицию, значение рН которой составляло 9,6, предварительно обработанную введением 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25 #/т АМПА (РА 8130), добавляли 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

Далее эти бумажные композиции переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. Результаты определения показателей дренирования были также сведены в представленную ниже таблицу 13.

Таблица 13
Испытание №	рН	Флокулянт для обработки	Силикаты Ca/Mg (#/т, SiO 2)	ксп (мл)
1	7,7	1 #/т КМПА	0	470
2	7,7	1 #/т КМПА	2	648
3	7,7	0,25 #/т АМПА	0	485
4	7,7	0,25 #/т АМПА	2	548
5	8,7	1 #/т КМПА	0	468
6	8,7	1 #/т КМПА	2	660
7	8,7	0,25 #/т АМПА	0	468
8	8,7	0,25 #/т АМПА	2	563
9	9.6	1 #/т КМПА	0	460
10	9,6	1 #/т КМПА	2	668
11	9,6	0,25 #/т АМПА	0	463
12	9,6	0.25 #/т АМПА	2	553

Как показывают данные таблицы 13, добавление комплекса силикатов Ca/Mg в бумажную композицию, значение рН которой составляет от 7,7 до 9,6, значительно повышает скорость дренирования.

Пример 13

Комплекс силикатов Ca/Mg, который использовали в данном примере, был таким же, как комплекс в примере 10. Конкретно комплекс силикатов Ca/Mg, у которого концентрация Si0₂ составляла 0,3%, а значение молярного соотношения (Са+Mg)/Si было равным 0,034, готовили реакцией 1,02 #/т продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора Ca/Mg, обладавшего жесткостью 68 част./млн Са эквивалента.

Образцы для испытаний № с 1 по 16, представленные в таблице 14, готовили следующим образом.

В испытании №1 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 100 мас.% волокон и 0 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

В испытании №2 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 100 мас.% волокон и 0 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910). В дальнейшем в эту бумажную композицию добавляли 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №3 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 100 мас.% волокон и 0 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25 #/т АМПА (РА 8130).

В испытании №4 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 100 мас.% волокон и 0 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25 #/т АМПА (РА 8130). В дальнейшем в эту бумажную композицию добавляли 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №5 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 90 мас.% волокон и 10 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

В испытании №6 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 90 мас.% волокон и 10 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910). В дальнейшем в эту бумажную композицию добавляли 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №7 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 90 мас.% волокон и 10 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25 #/т АМПА (РА 8130).

В испытании №8 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 90 мас.% волокон и 10 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25 #/т АМПА (РА 8130). В дальнейшем в эту бумажную композицию добавляли 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №9 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 80 мас.% волокон и 20 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

В испытании №10 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 80 мас.% волокон и 20 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910). В дальнейшем в эту бумажную композицию добавляли 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №11 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 80 мас.% волокон и 20 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25 #/т АМПА (РА 8130).

В испытании №12 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 80 мас.% волокон и 20 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25 #/т АМПА (РА 8130). В дальнейшем в эту бумажную композицию добавляли 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №13 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 65 мас.% волокон и 35 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910).

В испытании №14 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 65 мас.% волокон и 35 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (Novus 8910). В дальнейшем в эту бумажную композицию добавляли 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №15 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 65 мас.% волокон и 35 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25 #/т АМПА (РА 8130).

В испытании №16 в 1000 мл бумажной композиции, концентрация которой составляла 0,3 мас.% и которая включала 65 мас.% волокон и 35 мас.% осажденного карбоната кальция (ОКК) в качестве наполнителя в пересчете на общую массу сухой бумажной композиции, добавляли 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25 #/т АМПА (РА 8130). В дальнейшем в эту бумажную композицию добавляли 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

Далее эти бумажные композиции переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. Результаты сведены в таблицу 14.

Таблица 14
Испытание №	Содержание наполнителя(% в пересчете на сухое вещество)	Флокулянт для обработки	Силикаты Ca/Mg (#/т, SiO2)	КСП (мл)
1	0	1 #/т КМПА	0	498
2	0	1 #/т КМПА	2	648
3	0	0,25 #/т АМПА	0	463
4	0	0.25 #/т АМПА	2	510
5	10	1 #/т КМПА	0	460
6	10	1 #/т КМПА	2	653
7	10	0,25 #/т АМПА	0	463
8	10	0,25 #/т АМПА	2	540
9	20	1 #/т КМПА	0	453
10	20	1 #/т КМПА	2	653
11	20	0.25 #/т АМПА	0	463
12	20	0,25 #/т АМПА	2	540
13	35	1 #/т КМПА	0	433
14	35	1 #/т КМПА	2	665
15	35	0,25 #/т АМПА	0	455
16	35	0,25 #/т АМПА	2	538

Как показывают данные таблицы 14, комплексы силикатов Ca/Mg обуславливают значительное улучшение дренирования бумажной композиции, содержание наполнителя в которой либо равно нулю, либо достигает 35 мас.%.

Пример 14

Комплекс силикатов Ca/Mg, который использовали в данном примере, был таким же, как комплекс в примере 10. Конкретно комплекс силикатов Ca/Mg, у которого концентрация SiO₂ составляла 0,3%, а значение молярного соотношения (Са+Mg)/Si было равным 0,034, готовили перемешиванием 1,02 #/т продукта Sodium Silicate О с 98,98 г раствора Ca/Mg, обладавшего жесткостью 68 част./млн Са эквивалента, в течение примерно 30 мин, а затем смесь оставляли стоять в течение примерно 3 ч.

В данном примере образцы (испытания № с 1 по 12, представленные в таблице 15) направляли на оценку способности удерживать мелочь в приборе Britt Jar.

В испытании №1 оценку способности удерживания осуществляли последовательным добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 1 #/т КМПА (PC 8695).

В испытании №2 оценку способности удерживания осуществляли последовательным добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов, 1 #/т КМПА (PC 8695) и 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №3 оценку способности удерживания осуществляли последовательным добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов, 1 #/т КМПА (PC 8695) и 4 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №4 оценку способности удерживания осуществляли последовательным добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов, 1 #/т КМПА (PC 8695) и 6 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №5 оценку способности удерживания осуществляли последовательным добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала и 5 #/т квасцов.

В испытании №6 оценку способности удерживания осуществляли последовательным добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №7 оценку способности удерживания осуществляли последовательным добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 4 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №8 оценку способности удерживания осуществляли последовательным добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 6 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №9 оценку способности удерживания осуществляли последовательным добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,25 #/т АМПА (РА 8130).

В испытании №10 оценку способности удерживания осуществляли последовательным добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов, 0,25 #/т АМПА (РА 8130) и 2 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №11 оценку способности удерживания осуществляли последовательным добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов, 0,25 #/т АМПА (РА 8130) и 4 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

В испытании №12 оценку способности удерживания осуществляли последовательным добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов, 0,25 #/т АМПА (РА 8130) и 6 #/т комплекса силикатов Ca/Mg.

Далее эти бумажные композиции переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. Результаты оценки способности удерживания сведены в представленную ниже таблицу 15.

Таблица 15
Испытание №	Флокулянт для обработки	Количество добавленных силикатов Ca/Mg	Удерживание мелочи за первый проход
1	1 #/т КМПА	Отсутствие	59,06%
2	1 #/т КМПА	2 #/т в виде SiO 2	76,95%
3	1 #/т КМПА	4 #/т в виде SiO2	84,67%

4	1 #/т КМПА	6 #/т в виде SiO2	83,85%
5	Отсутствие	Отсутствие	27,94%
6	Отсутствие	2 #/т в виде SiO2	35,55%
7	Отсутствие	4 #/т в виде SiO 2	38,16%
8	Отсутствие	6 #/т в виде SiO2	37,20%
9	0,25 #/т АМПА	Отсутствие	40,18%
10	0,25 #/т АМПА	2 #/т в виде SiO2	44,46%
11	0,25 #/т АМПА	4 #/т в виде SiO2	45,35%
12	0,25 #/т АМПА	6 #/т в виде SiO2	42,89%

Как показывают данные таблицы 15, бумажные композиции, которые не обрабатывали комплексом силикатов Ca/Mg, характеризовались пониженными показателями удерживания в сравнении с бумажными композициями, которые обрабатывали комплексом силикатов Ca/Mg. Комплекс силикатов Ca/Mg улучшал показатели удерживания в бумажных композициях, обработанных и не обработанных флокулянтом.

Пример 15

Контрольный образец (испытание №1, представленное в приведенной ниже таблице 16) готовили добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

В этот пример включали также образец (испытание №2, представленное в приведенной ниже таблице 16) с технической добавкой из микрочастиц, содействующей дренированию, бентонитом. В качестве бентонита в данном примере использовали бентонит HS, который производила фирма Southern Clay Products, Inc. Бентонит добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

В испытании №3 комплекс силикатов Ca/Mg, содержавший 0,3 мас.% SiO₂, готовили перемешиванием 1,04 г продукта Sodium Silicate N с 98,96 г пресной воды, жесткость которой составляла 124 част./млн Са эквивалента, в течение от примерно 2 до 3 мин. 2 #/т этого комплекса с Ca/Mg добавляли в бумажную композицию, которая была предварительно обработана 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

В испытании №4 комплекс силикатов Ca/Mg, содержавший 0,3 мас.% SiO₂, готовили перемешиванием 1,04 г продукта Sodium Silicate N с 98,96 г пресной воды, жесткость которой составляла 124 част./млн Са эквивалента, в течение от примерно 2 до 3 мин. 2 #/т этого комплекса с Ca/Mg добавляли в бумажную композицию, которая была предварительно обработана 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

В испытании №5 0,50 г 2%-ного CaCl₂ добавляли в 98,45 г пресной воды, жесткость которой составляла 124 част./млн Са эквивалента. Далее 1,04 г силиката натрия перемешивали с пресной водой в течение от примерно 2 до 3 мин с получением комплекса силикатов Ca/Mg, содержавшего 0,3 мас.% SiO₂. После этого 2 #/т такого комплекса с Ca/Mg добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

В испытании №6 0,75 г 2%-ного СаСl₂ добавляли в 98,21 г пресной воды, жесткость которой составляла 124 част./млн Са эквивалента. Далее 1,04 г силиката натрия перемешивали с пресной водой в течение от примерно 2 до 3 мин с получением комплекса силикатов Ca/Mg, содержавшего 0,3 мас.% SiO₂. После этого 2 #/т такого комплекса с Ca/Mg добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

В испытании №7 1,0 г 2%-ного СаСl₂ добавляли в 97,96 г пресной воды, жесткость которой составляла 124 част./млн Са эквивалента. Далее 1,04 г силиката натрия перемешивали с пресной водой в течение от примерно 2 до 3 мин с получением комплекса силикатов Ca/Mg, содержавшего 0,3 мас.% SiO₂. После этого 2 #/т такого комплекса с Ca/Mg добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

В испытании №8 1,5 г 2%-ного CaCl₂ добавляли в 97,46 г пресной воды, жесткость которой составляла 124 част./млн Са эквивалента. Далее 1,04 г силиката натрия перемешивали с пресной водой в течение от примерно 2 до 3 мин с получением комплекса силикатов Ca/Mg, содержавшего 0,3 мас.% SiO₂. После этого 2 #/т такого комплекса с Ca/Mg добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

В испытании №9 2,0 г 2%-ного SiO₂ добавляли в 96,96 г пресной воды, жесткость которой составляла 124 част./млн Са эквивалента. Далее 1,04 г силиката натрия перемешивали с пресной водой в течение от примерно 2 до 3 мин с получением комплекса силикатов Ca/Mg, содержавшего 0,3 мас.% SiO₂. После этого 2 #/т такого комплекса с Ca/Mg добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

Далее обработанные бумажные композиции переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. Результаты испытаний образцов в данном примере представлены в приведенной ниже таблице 16.

Таблица 16
Испытание №	Идентификация образца	Молярное соотношение M'/Si	Добавление силиката (#/т в виде SiO2)	КСП (мл)
1	Без добавки		0	436
2	Бентонит	0	2 (в перечете на сухое вещество)	645
3	Силикат Ca/Mg	0,062	2	610
4	Силикат Ca/Mg	0,062	2	631
5	Силикат Ca/Mg	0,08	2	635
6	Силикат Ca/Mg	0,09	2	643
7	Силикат Ca/Mg	0,098	2	657
8	Силикат Ca/Mg	0,116	2	675
9	Силикат Ca/Mg	0,134	2	679

Как показывают данные таблицы 16, комплексы силикатов Ca/Mg и бентонит значительно улучшали дренажные свойства бумажной композиции.

Пример 16

Данный пример включает девять образцов (испытания № с 1 по 9, представленные в приведенной ниже таблице 17), которые были такими же, как образцы для испытаний № с 1 по 9 в вышеприведенном примере 15, за исключением того, что после образования комплексов силикатов Ca/Mg (в испытаниях № с 3 по 9) их оставляли стоять в течение примерно 2 ч перед тем, как добавлять в предварительно обработанные бумажные композиции.

Далее бумажные композиции переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. После испытаний на дренирование с помощью турбидиметра НАСН 2100AN определяли мутность этих комплексов силикатов металлов.

Результаты сведены в представленную ниже таблицу 17.

Таблица 17
Испытание №	Идентификация образца	Молярное соотношение M'/Si	Мутность (NTU)	Добавление силиката (#/т в виде SiO2)	КСП (мл)
1	Без добавки			0	432
2	Бентонит			2 (в перечете на сухое вещество)	645
3	Силикат Ca/Mg	0,062	0,47	2	681
4	Силикат Ca/Mg	0,062	0,53	2	677
5	Силикат Ca/Mg	0,08	1,18	2	686
6	Силикат Ca/Mg	0,09	2,76	2	691
7	Силикат Ca/Mg	0,098	4,82	2	695
8	Силикат Ca/Mg	0,116	18,7	2	700
9	Силикат Ca/Mg	0,134	56,5	2	700

Как показано в таблице 17, все комплексы силикатов металлов, которые использовали в данном примере, оказывались высокоэффективными в отношении улучшения дренирования. Показано также, что повышение мутности комплекса от 18,7 до 56,5 не улучшает рабочих характеристик этих комплексов.

Пример 17

Контрольный образец (испытание №1, представленное в приведенной ниже таблице 18) готовили добавлением в бумажную композицию 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138).

Три комплекса силикатов Ca/Mg (испытания № со 2 по 4, представленные в приведенной ниже таблице 18), содержавших 0,3% SiO₂, готовили следующим образом.

В испытании №2 (образец А) 1,5 г 2%-ного CaCl ₂ добавляли в 97,46 г пресной воды, жесткость которой составляла 124 част./млн Са эквивалента. Затем 1,04 г продукта Sodium Silicate N перемешивали с пресной водой в течение от примерно 2 до 3 мин с получением комплекса силикатов Ca/Mg, содержавшего 0,3 мас.% SiO₂. Этому комплексу с Ca/Mg давали постоять в течение 5 дней. После этого по прошествии 5 дней 2 #/т такого комплекса с Ca/Mg добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Далее бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. После испытаний на дренирование с помощью турбидиметра HACH 2100AN определяли мутность этих комплексов силикатов Ca/Mg.

В испытании №3 (образец Б) 1,5 г 2%-ного CaCl₂ добавляли в 97,46 г пресной воды, жесткость которой составляла 124 част./млн Са эквивалента. Затем 1,04 г продукта Sodium Silicate N перемешивали с пресной водой в течение примерно 50 мин при температуре от 7 до 9°С с получением комплекса силикатов Ca/Mg, содержавшего 0,3 мас.% SiO₂. В дальнейшем в смесь, содержавшую комплекс силикатов Ca/Mg, в течение 22 мин дополнительно добавляли 0,5 г 2%-ного CaCl₂, после чего 2 #/т такого комплекса с Ca/Mg добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Далее бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. После испытаний на дренирование с помощью турбидиметра HACH 2100AN определяли мутность этих комплексов силикатов металлов.

В испытании №4 комплекс с Ca/Mg (образец В) готовили добавлением при 9° С 1,0 г 2%-ного раствора СаСl₂ в образец Б, как он описан выше (для испытания № 3) и перемешиванием в течение 65 мин. Затем 2 #/т такого комплекса с Ca/Mg добавляли в бумажную композицию, которую предварительно обрабатывали 10 #/т катионоактивного крахмала, 5 #/т квасцов и 0,5 #/т КМПА (PC 8138). Далее бумажную композицию переносили в прибор КСП с тем, чтобы определить показатели дренирования. После испытаний на дренирование с помощью турбидиметра HACH 2100AN определяли мутность этих комплексов силикатов Ca/Mg.

Результаты экспериментов этого примера сведены в представленную ниже таблицу 18.

Таблица 18
Испытание №	Идентификация образца	Молярное соотношение M'Si	Мутность (NTU)	Добавление силиката (#/т, SiO2)	КСП (мл)
1	Без добавки			0	432
2	Образец А	0,116	29,58	2	696
3	Образец Б	0,134	30,35	2	695
4	Образец В	0,170	71	2	455

Как показано в таблице 18, когда мутность комплексов силикатов металлов повышалась от примерно 30 до 71 NTU, их дренажные свойства резко ухудшались.

Вышеприведенные примеры показывают, что благодаря применению водного раствора, включающего ионы металлов, такие, как ионы Mg²⁺ и/или Са²⁺, для разбавления силиката натрия с тем, чтобы превратить силикат натрия в активные силикаты магния и/или кальция, значительно улучшались показатели дренирования и удерживания бумажной композиции.

Кроме того, вышеприведенные примеры показывают, что показатели дренирования и удерживания бумажной композиции улучшались также благодаря добавлению в бумажную композицию силиката натрия.

Более того, вышеприведенные примеры показывают, что введение в бумажную композицию по меньшей мере одной из добавок, выбранных из катионоактивного крахмала, коагулянта и флокулянта, с последующим добавлением водорастворимого комплекса силикатов металлов или силиката натрия улучшают показатели дренирования и удерживания и являются экономически эффективными в процессах изготовления бумаги и картона.

Предыдущие примеры можно с равным успехом повторять с заменой тех общих и конкретно указанных компонентов и/или рабочих условий по настоящему изобретению, которые применяли в этих вышеприведенных примерах. Из приведенных выше описаний специалист в данной области техники способен легко определить существенные характеристики настоящего изобретения и для адаптации к различным целям и условиям применения в соответствии с изобретением может вносить различные изменения, и модификации, не выходя при этом из его сущности и объема.