Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ изготовления бумаги

Классы МПК:D21H21/10 удерживающие агенты или улучшающие осушение
D21H17/42 анионные
D21H17/44 катионные
D21H23/10 не менее двух видов добавляемых соединений
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):АКЦО НОБЕЛЬ Н.В. (NL)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-12-07
публикация патента:

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

Область использования изобретения

Настоящее изобретение относится к способу изготовления бумаги. Более конкретно, изобретение относится к способу изготовления бумаги, который включает добавление первого, второго и третьего полимеров в водную целлюлозную суспензию после всех стадий осуществления сильных сдвиговых воздействий и обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги.

Предпосылки к созданию изобретения

В производстве бумаги водную суспензию, содержащую целлюлозное волокно и, не обязательно, наполнители и добавки, называемую «бумажной массой», подают, пропуская через насосы, сита и очистители, в которых ее подвергают сильным сдвиговым воздействиям, в напорный ящик, из которого бумажную массу напускают на формующий сеточный транспортер. Воду из бумажной массы отводят через формующий сеточный транспортер таким образом, что на сеточном транспортере образуется мокрое бумажное полотно, и это полотно дополнительно обезвоживают и сушат в сушильной части бумагоделательной машины. Добавки, посредством которых способствуют дренажу и удерживанию, обычно вводят в поток бумажной массы в различных пунктах для улучшения дренажа и увеличения адсорбции тонкодисперсных включений, например мелких волокон, наполнителей и добавок, целлюлозными волокнами таким образом, чтобы они удерживались волокнами на сеточном транспортере. Примером обычно используемых добавок, посредством которых способствуют дренажу и удерживанию, являются органические полимеры, неорганические вещества и их сочетания.

В патенте США №6103065 раскрыт способ улучшения удерживания и дренажа композиции для изготовления бумаги, включающий стадии добавления, по меньшей мере, одного катионного полимера с высокой плотностью заряда и с молекулярной массой 100000-2000000 в упомянутую композицию после последнего сильного сдвигового воздействия; добавление, по меньшей мере, одного полимера, обладающего молекулярной массой более 2000000, и добавление бентонитовой глины, обладающей способностью к набуханию.

В европейском патенте EP №1238161 B1 раскрыт способ изготовления бумаги или картона, в котором целлюлозную суспензию подвергают флокуляции добавлением в тонкий поток целлюлозной суспензии бумажной массы по существу водорастворимого катионного синтетического полимера с характеристической вязкостью, составляющей, по меньшей мере, 4 дл/г, в котором флокулированную целлюлозную суспензию подвергают механическому сдвиговому воздействию, а затем подвергают рефлокуляции добавлением вслед за центробежным очистителем рефлокулирующего состава, включающего: (i) кремнийсодержащий материал и (ii) по существу водорастворимый анионный полимер с характеристической вязкостью, составляющей, по меньшей мере, 4 дл/г.Утверждается, что способ позволяет улучшить удерживание и дренаж.

В международной заявке WO 2004/015200 раскрыт способ изготовления бумаги и картона путем сдвигового воздействия на материал для изготовления бумаги; добавления состава из микрочастиц, состоящего из катионных полимеров и неорганического компонента, состоящего из мелких частиц, в материал для изготовления бумаги, вслед за последней стадией сдвигового воздействия, перед агломерацией материала; обезвоживания материала для изготовления бумаги таким образом, чтобы сформовать лист, и сушки упомянутого листа. Утверждается, что способ позволяет улучшить удерживание и дренаж.

Авторы считают, что было бы целесообразным создание способа изготовления бумаги, с помощью которого можно было бы дополнительно улучшить дренаж, удерживание и формование.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение направлено на создание способа изготовления бумаги, включающего:

(i) обеспечение водной суспензии, содержащей целлюлозное волокно;

(ii) добавление в суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия:

- первого полимера, являющегося катионным полимером, обладающим плотностью заряда более 4,0 мэкв./г;

- второго полимера, обладающего молекулярной массой более 500000; и

- третьего полимера, являющегося анионным полимером; и

(iii) обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги.

Настоящее изобретение также направлено на создание способа изготовления бумаги, включающего:

(i) обеспечение водной суспензии, содержащей целлюлозное волокно;

(ii) добавление в суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия:

- первого полимера, являющегося катионным полимером на основе акриламида, обладающим плотностью заряда более 2,5 мэкв./г;

- второго полимера, являющегося полимером на основе акриламида, обладающим молекулярной массой более 500000; и

- третьего полимера, являющегося анионным полимером; и

(iii) обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги.

Настоящее изобретение дополнительно направлено на создание способа изготовления бумаги, включающего:

(i) обеспечение водной суспензии, содержащей целлюлозное волокно;

(ii) добавление в суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия:

- первого полимера, являющегося катионным полимером, обладающим плотностью заряда более 2,5 мэкв./г;

- второго полимера, являющегося водно-дисперсионным полимером; и

- третьего полимера, являющегося анионным полимером; и

(iii) обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги.

Подробное описание изобретения

Согласно настоящему изобретению было установлено, что дренаж и удерживание могут быть улучшены без сколько-нибудь значительного ухудшения, или даже с улучшением, процесса формования бумаги, посредством использования способа, включающего введение добавок для улучшения дренажа и удерживания, содержащих первый, второй и третий полимеры, в целлюлозную суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия и последующего обезвоживания полученной суспензии для формования бумаги. Настоящее изобретение обеспечивает улучшение дренажа и удерживания при изготовлении бумаги из всех типов бумажной массы, в частности бумажной массы, содержащей механическую или повторно используемую волокнистую массу, и бумажной массы с большим содержанием солей (обладающей высокой электропроводимостью) и коллоидных веществ, а также при изготовлении бумаги способами с большим потреблением оборотной воды, т.е. большим повторным использованием оборотной воды и ограниченным потреблением свежей воды. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает возможность увеличения скорости бумагоделательной машины и использования меньших дозировок полимеров для достижения соответствующей эффективности дренажа и/или удерживания, что ведет, таким образом, к улучшению способа изготовления бумаги и повышению экономической эффективности.

Под термином «добавки для улучшения дренажа и удерживания», который используется в данном описании, понимают два или более компонентов, с помощью которых, при введении их в водную целлюлозную суспензию, улучшают дренаж и удерживание по сравнению с условиями, при которых не вводят упомянутые два или более компонентов.

Первый полимер согласно настоящему изобретению является катионным полимером, обладающим плотностью заряда, составляющей, по меньшей мере, 2,5 мэкв./г, подходящим является значение, составляющее, по меньшей мере, 3,0 мэкв./г, предпочтительным,- по меньшей мере, 4,0 мэкв./г. Подходящее значение плотности заряда находится в пределах от 2,5 до 10,0 мэкв./г, предпочтительно - в пределах от 3,0 до 8,5 мэкв./г.

Первый полимер может быть выбран из неорганических и органических катионных полимеров. Предпочтительно первый полимер является водорастворимым. Примерами подходящих первых полимеров являются: полиалюминиевые соединения, например хлориды полиалюминия, сульфаты полиалюминия, соединения полиалюминия, содержащие как ионы хлоридов, так и ионы сульфатов, силикат-сульфаты полиалюминия и их смеси.

Дополнительно к числу подходящих первых полимеров относятся катионные органические полимеры, например катионные полимеры на основе акриламида, галоиды полидиаллилдиалкиламмония, например хлорид полидиаллилдиметиламмония; полиэтиленимины; полиамидоамины; полиамины и полимеры на основе виниламина. Например, к подходящим катионным органическим полимерам относятся полимеры, полученные полимеризацией водорастворимого катионного этиленненасыщенного мономера или предпочтительно смеси мономеров, содержащей один или более водорастворимых катионных этиленненасыщенных мономеров и, не обязательно, один или более других водорастворимых этиленненасыщенных мономеров. Примерами подходящих водорастворимых катионных этиленненасыщенных мономеров являются галоиды диаллилдиалкиламмония, например хлорид диаллилдиметиламмония, и катионные мономеры, представленные общей структурной формулой (I):

способ изготовления бумаги, патент № 2347029

где R1 представляет H или CH3; R2 и R 3 представляют (каждый) H или предпочтительно углеводородную группу; подходящей группой является алкил, содержащий от 1 до 3 атомов углерода, предпочтительно - от 1 до 2 атомов углерода; А представляет O или NH; B представляет алкильную или алкиленовую группу, содержащую от 2 до 8 атомов углерода; подходящим является значение, составляющее от 2 до 4 атомов углерода; или гидроксипропиленовую группу; R4 представляет H или предпочтительно углеводородную группу; подходящей группой является алкильная группа, содержащая от 1 до 4 атомов углерода, предпочтительно - от 1 до 2 атомов углерода, или замещенная группа, содержащая ароматическую группу; подходящей является фенильная или замещенная фенильная группа, которая может быть присоединена к азоту посредством алкиленовой группы, обычно содержащей от 1 до 3 атомов углерода; подходящим является значение, составляющее от 1 до 2 атомов углерода; подходящий R4 включает бензильную группу (-CH2-C6H 5); X- представляет анионный противоион, обычно - это галоид, подобный хлориду.

Примерами подходящих мономеров, представленных общей структурной формулой (I), являются четвертичные мономеры, полученные обработкой диалкиламиноалкил(мет)акрилатов, например диметиламиноэтил(мет)акрилата, диэтиламиноэтил(мет)акрилата, диметиламиногидроксипропил(мет)акрилата, и диалкиламиноалкил(мет)-акриламидов, например диметиламиноэтил(мет)акриламида, диэтиламиноэтил(мет)акриламида, диметиламинопропил(мет)акриламида, и диэтиламинопропил(мет)акриламида, метилхлоридом или бензилхлоридом. К числу предпочтительных катионных мономеров, соответствующих общей формуле (I), относятся четвертичная соль диметиламиноэтилакрилатметилхлорида, четвертичная соль диметиламиноэтилметакрилатметилхлорида, четвертичная соль диметиламиноэтилакрилатбензилхлорида и четвертичная соль диметиламиноэтилметакрилатбензилхлорида.

Смесь мономеров может содержать один или более водорастворимых неионных этиленненасыщенных мономеров. Примерами подходящих сополимеризуемых неионных мономеров являются мономер акриламид и мономеры на основе акриламида, например метакриламид, N-алкил(мет)акриламиды, например N-метил(мет)акриламид, N-этил(мет)акриламид, N-n-пропил-(мет)акриламид, N-изопропил(мет)акриламид, N-n-бутил(мет)-акриламид, N-t-бутил(мет)акриламид и N-изобутил(мет)-акриламид; N-алкоксиалкил(мет)акриламиды, например N-n-бутокси-метил(мет)акриламид и N-изобутоксиметил(мет)акриламид; N,N-диалкил(мет)акриламиды, например N,N-диметил(мет)-акриламид; диалкиламиноалкил(мет)акриламиды; мономеры на основе акрилата, подобные диалкиламиноалкил(мет)акрилатам; и виниламины. Смесь мономеров может также содержать один или более водорастворимых анионных или потенциально анионных этиленненасыщенных мономеров, предпочтительно - в малых количествах. Под термином «потенциально анионный мономер», который используют в данном описании, понимают то, что он включает мономер, содержащий потенциально подходящую для ионизации группу, которая становится анионной при включении в полимер при применении в целлюлозной суспензии. Примером подходящих для сополимеризации анионных и потенциально анионных мономеров являются этиленненасыщенные карбоновые кислоты и их соли, например (мет)акриловая кислота и ее соли; подходящими являются (мет)акрилат натрия, этиленненасыщенные сульфоновые кислоты и их соли, например 2-акриламидо-2-метилпропансульфонат , сульфоэтил(мет)акрилат, винилсульфоновая кислота и ее соли, стиролсульфонат и паравинилфенол(гидрокси-стирол) и их соли. Примерами предпочтительных мономеров, подходящих для сополимеризации, являются акриламид и метакриламид, т.е. (мет)акриламид; а примерами предпочтительных катионных органических полимеров являются катионный полимер на основе акриламида, т.е. катионный полимер, полученный из смеси мономеров, содержащей один или более мономеров акриламида и мономеров на основе акриламида.

Первый полимер в форме катионного органического полимера может обладать средневесовой молекулярной массой, составляющей, по меньшей мере, 10000, часто составляющей, по меньшей мере, 50000. Более часто молекулярная масса составляет, по меньшей мере, 100000, а обычно, - по меньшей мере, около 500000, подходящим является значение, составляющее, по меньшей мере, около 1 млн, а предпочтительным - больше приблизительно 2 млн. Верхний предел не ограничен; он может составлять около 30 млн, обычно - 20 млн.

Второй полимер согласно настоящему изобретению является предпочтительно органическим полимером, который может быть выбран из неионных, катионных, анионных и амфотерных полимеров. Второй полимер может быть водорастворимым или водно-дисперсионным полимером. Подходящим является второй полимер, изготовленный полимеризацией одного или более этиленненасыщенных мономеров, предпочтительно - одного или большего числа этиленненасыщенных водорастворимых мономеров. Например, предпочтительными вторыми полимерами являются полимеры на основе акриламида.

Например, подходящими вторыми полимерами являются водорастворимые и водно-дисперсионные неионные органические полимеры, полученные полимеризацией одного или более водорастворимых неионных этиленненасыщенных мономеров. Например, подходящими неионными мономерами являются акриламид и вышеупомянутые неионные мономеры на основе акриламида, и мономеры на основе акрилата, и виниламины. Например, предпочтительными неионными мономерами являются акриламид и метакриламид, т.е. (мет)акриламид; а к числу предпочтительных вторых полимеров относится неионный полимер на основе акриламида.

Дополнительно к числу подходящих вторых полимеров относятся катионные органические полимеры, полученные полимеризацией водорастворимого катионного этиленненасыщенного мономера или предпочтительно смеси мономеров, содержащих один или более водорастворимых катионных этиленненасыщенных мономеров и, не обязательно, один или более других водорастворимых этиленненасыщенных мономеров. К числу подходящих катионных мономеров относятся: мономеры, представленные вышеупомянутой общей структурной формулой (I), в которой R1, R 2, R3, R4, А, B и X- имеют значения, как указано выше; и галоиды диаллилдиалкиламмония, например хлорид диаллилдиметиламмония. Смесь мономеров может содержать один или более водорастворимых неионных этиленненасыщенных мономеров. Например, неионными мономерами, подходящими для сополимеризации, являются акриламид и вышеупомянутые неионные мономеры на основе акриламида, и мономеры на основе акрилата, и виниламины. Смесь мономеров может также содержать один или более водорастворимых анионных или потенциально анионных этиленненасыщенных мономеров, предпочтительно - в малых количествах. Например, подходящими для сополимеризации анионными и потенциально анионными мономерами являются этиленненасыщенные карбоновые кислоты и их соли и сульфоновые этиленненасыщенные кислоты и их соли, например, любое одно из веществ, упомянутых выше. Предпочтительными мономерами для сополимеризации являются акриламид и метакриламид, т.е. (мет)акриламид, а к числу предпочтительных вторых полимеров относятся катионный полимер на основе акриламида.

Дополнительно примером подходящих вторых полимеров являются анионные органические полимеры, полученные полимеризацией водорастворимого анионного или потенциально анионного этиленненасыщенного мономера или предпочтительно смеси мономеров, содержащей один или более водорастворимых анионных или потенциально анионных этиленненасыщенных мономеров и, не обязательно, один или более других водорастворимых этиленненасыщенных мономеров. К числу примеров подходящих анионных и потенциально анионных мономеров относятся этиленненасыщенные карбоновые кислоты и их соли и сульфоновые этиленненасыщенные кислоты и их соли, например любое одно из веществ, упомянутых выше. Смесь мономеров может содержать один или более водорастворимых неионных этиленненасыщенных мономеров. Например, подходящими для сополимеризации неионными мономерами являются акриламид и вышеупомянутые неионные мономеры на основе акриламида, и мономеры на основе акрилата, и виниламины. Смесь мономеров может также содержать один или более водорастворимых катионных и потенциально катионных этиленненасыщенных мономеров, предпочтительно - в малых количествах. Под термином «потенциально катионный мономер», который используется в данном описании, понимают то, что он охватывает мономер, содержащий потенциально подходящую для ионизации группу, которая становится катионной, когда она включена в полимер при введении его в целлюлозную суспензию. Например, подходящими для сополимеризации катионными и потенциально катионными мономерами являются мономеры, представленные выше общей структурной формулой (I), и галоиды диаллилдиалкиламмония, например хлорид диаллилдиметиламмония. Предпочтительно подходящими для сополимеризации мономерами являются (мет)акриламид, а предпочтительным вторым полимером является анионный полимер на основе акриламида.

Кроме того, подходящими вторыми полимерами являются амфотерные органические полимеры, полученные полимеризацией смеси мономеров, содержащей один или более водорастворимых анионных или потенциально анионных этиленненасыщенных мономеров и один или более водорастворимых катионных или потенциально катионных этиленненасыщенных мономеров и, не обязательно, один или более других водорастворимых этиленненасыщенных мономеров. Примерами подходящих анионных и потенциально анионных мономеров являются этиленненасыщенные карбоновые кислоты и их соли и сульфоновые этиленненасыщенные кислоты и их соли, например любое одно из веществ, упомянутых выше. Примерами подходящих катионных и потенциально катионных мономеров являются мономеры, представленные выше общей структурной формулой (I), и галоиды диаллилдиалкиламмония, например хлорид диаллилдиметиламмония. Смесь мономеров может содержать один или более водорастворимых неионных этиленненасыщенных мономеров. Примерами подходящих для сополимеризации неионных мономеров являются акриламид и вышеупомянутые неионные мономеры на основе акриламида, и мономеры на основе акрилата, и виниламины. Примером предпочтительных подходящих для сополимеризации мономеров является (мет)акриламид, а примерами предпочтительных вторых полимеров являются амфотерные полимеры на основе акриламида.

При получении подходящих вторых полимеров смесь мономеров, кроме вышеупомянутых этиленненасыщенных мономеров, может также содержать один или более многофункциональных сшивающих агентов. Присутствие многофункциональных сшивающих агентов в смеси мономеров способствует возможности получения вторых полимеров, являющихся водно-дисперсионными полимерами. Многофункциональные сшивающие агенты могут быть неионными, катионными, анионными или амфотерными. Примерами подходящих многофункциональных сшивающих агентов являются соединения, содержащие, по меньшей мере, две этиленненасыщенные связи, например N,N-метилен-бис(мет)акриламид, полиэтиленгликольди(мет)акрилат, N-винил(мет)акриламид, дивинилбензол, соли триаллиламмония и N-метилаллил(мет)акриламид; соединения, содержащие этиленненасыщенную связь с и реакционноспособную группу, например глицидил(мет)акрилат, акролеин и метилол(мет)акриламид; и соединения, содержащие, по меньшей мере, две реакционноспособные группы, например диальдегиды, например глиоксаль, диэпоксидные соединения и эпихлоргидрин. Подходящий водно-дисперсионный второй полимер может быть получен с использованием, по меньшей мере, 4 мол. ч/млн многофункционального сшивающего агента из расчета на мономер, присутствующий в смеси мономеров, или из расчета на мономерные звенья, присутствующие в полимере, предпочтительно - от около 4 мол. ч/млн до около 6000 мол. ч/млн, наиболее предпочтительно - от 20 мол. ч/млн до 4000 мол. ч/млн. Примерами подходящих вводно-дисперсионных органических полимеров являются полимеры, раскрытые в патенте США №5167766, который, таким образом, включен в настоящее описание путем ссылки. Дополнительно примерами подходящих вторых полимеров являются водно-дисперсионные анионные, катионные и амфотерные органические полимеры, а к предпочтительным вторым полимерам относятся водно-дисперсионные анионные органические полимеры, предпочтительно - водно-дисперсионные анионные полимеры на основе акриламида.

Вторые полимеры согласно изобретению предпочтительно являются водорастворимыми и могут обладать средневесовой молекулярной массой, составляющей, по меньшей мере, около 500000. Обычно средневесовая молекулярная масса составляет, по меньшей мере, около 1 млн, подходящим является значение, составляющее, по меньшей мере, около 2 млн, а предпочтительным, по меньшей мере, - около 5 млн. Верхнее значение не является предельным; оно может составлять около 50 млн, обычно - 30 млн.

Второй полимер согласно изобретению может обладать плотностью заряда менее приблизительно 10 мэкв./г, подходящим является значение, составляющее менее приблизительно 6 мэкв./г, предпочтительным - менее приблизительно 4 мэкв./г, более предпочтительным - менее 2 мэкв./г.Подходящая плотность заряда находится в пределах от 0,5 мэкв./г до 10,0 мэкв./г, предпочтительная - от 1,0 мэкв./г до 4,0 мэкв./г. Примерами подходящих вторых полимеров являются анионные органические полимеры, обладающие плотностью заряда менее 10,0 мэкв./г, подходящим является значение, составляющее менее 6,0 мэкв./г, предпочтительным - менее 4,0 мэкв./г. К числу подходящих вторых полимеров дополнительно относятся катионные органические полимеры, обладающие плотностью заряда менее 6,0 мэкв./г, подходящим является значение, составляющее менее 4,0 мэкв./г, предпочтительным - менее 2,0 мэкв./г.

Третьим полимером согласно настоящему изобретению является анионный полимер, который может быть выбран из неорганических и органических анионных полимеров. Примерами подходящих третьих полимеров являются водорастворимые и водно-дисперсионные неорганические и органические анионные полимеры.

Примерами подходящих третьих полимеров являются неорганические анионные полимеры на основе кремниевой кислоты и силиката (соли кремниевой кислоты), т.е. анионные полимеры на основе кремния. Подходящие анионные полимеры на основе кремния могут быть получены конденсационной полимеризацией кремнийсодержащих соединений, например кремниевых кислот и силикатов, которые могут быть гомополимеризованы или сополимеризованы. Предпочтительно анионные полимеры на основе кремния содержат анионные частицы на основе кремния, размер которых находится в пределах размеров коллоидных частиц. Анионные частицы на основе кремния обычно поставляют в форме водных коллоидных дисперсий, так называемых «золей». Золи на основе кремния могут быть модифицированы и могут содержать другие элементы, например алюминий, бор, азот, цирконий, галлий и титан, которые могут находиться в водной фазе и/или в форме частиц на основе кремния. Примерами подходящих анионных частиц на основе кремния являются поликремниевые кислоты, микрогели поликремниевых кислот, полисиликаты, микрогели полисиликатов, кремнезем в коллоидной форме, модифицированный алюминием кремнезем в коллоидной форме, полиалюмосиликаты, микрогели полиалюмосиликатов, полиборосиликаты и т.д. Примерами подходящих анионных частиц на основе кремния являются частицы, раскрытые в патентах США №№4388150, 4927498, 4954220, 4961825, 4980025, 5127994, 5176891, 5368833, 5447604, 5470435, 5543014, 5571494, 5573674, 5584966, 5603805, 5688482, 5707493, которые, таким образом, включены в настоящее описание путем ссылки.

Примерами подходящих анионных частиц на основе кремния являются частицы, обладающие средним размером, меньшим приблизительно 100 нм, предпочтительно - меньшим приблизительно 20 нм, а более предпочтительно - в пределах от около 1 нм до около 10 нм. Как принято в химии кремния, под размером частиц понимают средний размер первичных частиц, которые могут быть сагрегированы или не сагрегированы. Предпочтительно анионный полимер на основе кремния содержит сагрегированные анионные частицы на основе кремния. Удельная поверхность частиц на основе кремния составляет, по меньшей мере, 50 м2/г, а предпочтительно, - по меньшей мере, 100 м2 /г.Обычно удельная поверхность может составлять до около 1700 м2/г, а предпочтительно - до 1000 м 2/г. Удельную поверхность измеряют посредством титрования с использованием NaOH, как это описано в книге G.W. Sears Analytical Chemistry («Аналитическая химия») 28(1956): 12, 1981-1983, и в патенте США №5176891, после соответствующего удаления или регулирования содержания любых соединений, присутствующих в образце, которые могли бы нарушить титрование, например соединений алюминия и бора. Данная площадь, таким образом, представляет среднюю удельную поверхность частиц.

В предпочтительном варианте исполнения изобретения анионные частицы на основе кремния обладают удельной поверхностью в пределах от 50 м2/г до 1000 м2/г, более предпочтительно - от 100 м 2/г до 950 м2/г. Предпочтительно частицы на основе кремния присутствуют в золе, обладающем S-параметром в пределах от 8% до 50%, предпочтительно - от 10% до 40%, содержащем частицы на основе кремния с удельной поверхностью в пределах от 300 м2/г до 1000 м2 /г, подходящим является значение, составляющее от 500 м 2/г до 950 мz/г, а предпочтительным - от 750 м2/г до 950 м2 /г, причем эти золи могут быть модифицированы, как это упомянуто выше. S-параметр измеряют и вычисляют согласно методике, описанной Iler и Dalton в журнале Phys. Chem. («Физическая химия») 60(1956), 955-957. S-параметром определяют степень агрегации или образование микрогеля, и меньшее значение S-параметра является показателем большей степени агрегации.

В еще одном предпочтительном варианте исполнения изобретения частицы на основе кремния обладают большой удельной поверхностью, подходящим является значение, составляющее более приблизительно 1000 м2 /г. Удельная поверхность может составлять в пределах от 1000 м2/г до 1700 м2/г, а предпочтительно - от 1050 м2/г до 1600 м2/г.

Кроме того, примерами подходящих третьих полимеров являются водорастворимые и водно-дисперсионные органические анионные полимеры, полученные полимеризацией анионного или потенциально анионного этиленненасыщенного мономера или, предпочтительно, смеси мономеров, содержащей один или более анионных или потенциально анионных этиленненасыщенных мономеров, и, не обязательно, один или более других этиленненасыщенных мономеров. Предпочтительно этиленненасыщенные мономеры являются водорастворимыми. Примерами подходящих анионных и потенциально анионных мономеров являются карбоновые этиленненасыщенные кислоты и их соли, сульфоновые этиленненасыщенные кислоты и их соли, например любое вещество из упомянутых выше. Смесь мономеров может содержать один или более водорастворимых неионных этиленненасыщенных мономеров. Примерами подходящих для сополимеризации неионных мономеров являются акриламид и вышеупомянутые неионные мономеры на основе акриламида, и мономеры на основе акрилата, и виниламины. Смесь мономеров может также содержать один или более водорастворимых катионных и потенциально катионных этиленненасыщенных мономеров, предпочтительно - в малых количествах. Примерами подходящих для сополимеризации катионных мономеров являются мономеры, представленные выше общей структурной формулой (I), и галоиды диаллилдиалкиламмония, например хлорид диаллилдиметиламмония. Смесь мономеров может также содержать один или более многофункциональных сшивающих агентов. Присутствие многофункциональных сшивающих агентов в смеси мономеров способствует возможности получения третьих полимеров, являющихся водно-дисперсионными полимерами. Примерами подходящих многофункциональных сшивающих агентов являются вышеупомянутые многофункциональные сшивающие агенты. Эти агенты можно использовать в вышеупомянутых количествах. Примерами подходящих вводно-дисперсионных органических анионных полимеров являются полимеры, раскрытые в патенте США №5167766, который включен в настоящее описание как ссылка. Примером предпочтительных, подходящих для сополимеризации мономеров является (мет)акриламид, а примером предпочтительных третьих полимеров являются водорастворимые и вводно-дисперсионные анионные полимеры на основе акриламида.

Третий полимер согласно изобретению, являющийся органическим анионным полимером, предпочтительно - органическим анионным полимером, который является водорастворимым, обладает средневесовой молекулярной массой, составляющей, по меньшей мере, около 500000. Обычно его средневесовая молекулярная масса составляет, по меньшей мере, около 1 млн, подходящим является значение, составляющее, по меньшей мере, около 2 млн, а предпочтительно, - по меньшей мере, около 5 млн. Верхнее значение не является предельным; оно может составлять около 50 млн, обычно - 30 млн.

Третий полимер, являющийся органическим анионным полимером, может обладать плотностью заряда менее приблизительно 14 мэкв./г, подходящим является значение, составляющее менее приблизительно 10 мэкв./г, предпочтительным - менее приблизительно 4 мэкв./г. Подходящее значение плотности заряда находится в пределах от 1,0 мэкв./г до 14,0 мэкв./г, предпочтительное - от 2,0 мэкв./г до 10,0 мэкв./г.

Примерами предпочтительных добавок для улучшения дренажа и удерживания согласно изобретению являются:

(i) первый полимер, являющийся катионным полимером на основе акриламида; второй полимер, являющийся катионным полимером на основе акриламида; и третий полимер, являющийся анионными частицами на основе кремния;

(ii) первый полимер, являющийся катионным полиалюминиевым соединением; второй полимер, являющийся катионным полимером на основе акриламида; и третий полимер, являющийся анионными частицами на основе кремния;

(iii) первый полимер, являющийся катионным полимером на основе акриламида; второй полимер, являющийся водорастворимым или водно-дисперсионным анионным полимером на основе акриламида; и третий полимер, являющийся анионными частицами на основе кремния;

(iv) первый полимер, являющийся катионным полиалюминиевым соединением; второй полимер, являющийся водорастворимым или водно-дисперсионным анионным полимером на основе акриламида; и третий полимер, являющийся анионными частицами на основе кремния;

(v) первый полимер, являющийся катионным полимером на основе акриламида; второй полимер, являющийся катионным полимером на основе акриламида; и третий полимер, являющийся водорастворимым или водно-дисперсионным анионным полимером на основе акриламида;

(vi) первый полимер, являющийся катионным полиалюминиевым соединением; второй полимер, являющийся катионным полимером на основе акриламида; и третий полимер, являющийся водорастворимым или водно-дисперсионным анионным полимером на основе акриламида.

Согласно настоящему изобретению первый, второй и третий полимеры добавляют в водную целлюлозную суспензию после ее пропуска через все стадии сильных механических сдвиговых воздействий и до дренажа. К числу примеров стадий сильного сдвигового воздействия относятся стадии нагнетания и чистки. Например, такие стадии сдвиговых воздействий имеют место при пропуске целлюлозной суспензии через смесительные насосы, сита, работающие под напором, и центробежные очистители. Подходящими считаются условия, при которых последней стадией сильного сдвигового воздействия является центробежный очиститель, и, следовательно, первый, второй и третий полимеры соответствующим образом вводят после центробежного очистителя. Предпочтительно после введения первого, второго и третьего полимеров целлюлозную суспензию подают в напорный ящик, из которого суспензию напускают на формующий сеточный транспортер для осуществления дренажа.

Может быть желательным дополнительно вводить добавки в ходе выполнения технологического процесса согласно настоящему изобретению. Предпочтительно эти добавки вводят в целлюлозную суспензию до ее пропускания через последнюю стадию сильного сдвигового воздействия. Примерами таких добавок являются крахмалы, например катионный, анионный и амфотерный крахмалы, предпочтительно - катионный крахмал; водорастворимые органические полимерные коагулянты, например катионные полиамины, полиамидамины, полиэтиленимины, конденсационные полидициандиамиды и полимеры с добавлением винила с малой молекулярной массой и высоким катионным зарядом; неорганические коагулянты, например алюминиевые соединения, например алюминиевые и полиалюминиевые соединения.

Первый, второй и третий полимеры можно вводить по отдельности в целлюлозную суспензию. Подходящим является введение первого полимера в целлюлозную суспензию до введения второго и третьего полимеров. Второй полимер можно вводить до, одновременно или после введения третьего полимера. В альтернативном варианте исполнения первый полимер предпочтительно вводят в целлюлозную суспензию одновременно со вторым полимером, а затем вводят третий полимер.

Первый, второй и третий полимеры согласно изобретению можно вводить в целлюлозную суспензию, подлежащую обезвоживанию, в количествах, которые можно варьировать в широких пределах. В общем, первый, второй и третий полимеры вводят в количествах, при которых улучшаются дренаж и удерживание в сравнении с условиями, при которых полимеры не добавляют. Первый полимер обычно добавляют в количестве, составляющем, по меньшей мере, около 0,001 мас.%, часто, - по меньшей мере, около 0,005 мас.%, из расчета массы сухого полимера от массы сухой целлюлозы суспензии, а верхний предел обычно составляет около 2,0 мас.%; подходящим является значение, составляющее около 1,5 мас.%. Аналогичным образом, второй полимер обычно добавляют в количестве, составляющем, по меньшей мере, около 0,001 мас.%, часто, - по меньшей мере, около 0,005 мас.%, из расчета массы сухого полимера от массы сухой целлюлозы суспензии, а верхний предел обычно составляет около 2,0 мас.%; подходящим является значение, составляющее около 1,5 мас.%. Аналогичным образом, третий полимер обычно добавляют в количестве, составляющем, по меньшей мере, около 0,001 мас.%, часто, - по меньшей мере, около 0,005 мас.%, из расчета массы сухого полимера или сухого SiO2 от массы сухой суспензии целлюлозы, а верхний предел обычно составляет около 2,0 мас.%; подходящим является значение, составляющее около 1,5 мас.%.

При использовании крахмала и/или катионного коагулянта в процессе такие добавки можно добавлять в количествах, составляющих, по меньшей мере, около 0,001% мас.%, из расчета массы сухой добавки от массы сухой суспензии целлюлозы. Подходящие количества находятся в пределах от около 0,05 мас.% до около 3,0 мас.%, предпочтительно - в пределах от около 0,1 мас.% до около 2,0 мас.%.

Способ согласно настоящему изобретению применим во всех процессах изготовления бумаги и при использовании любых целлюлозных суспензий, и он особенно полезен при изготовлении бумаги из бумажной массы, обладающей большой электропроводимостью. В таких случаях электропроводимость бумажной массы, которую обезвоживают на сеточном транспортере, обычно составляет, по меньшей мере, около 1,5 мСм/см, предпочтительно, - по меньшей мере, 3,5 мСм/см, а более предпочтительно, - по меньшей мере, 5,0 мСм/см. Электропроводимость можно измерять стандартными приборами, например прибором WTW LF 539, поставляемым компанией Christian Berner.

Настоящим изобретением дополнительно охвачены способы изготовления бумаги, в которых широко используют повторно оборотную воду, т.е. применяют в большой степени рециркуляцию оборотной воды, например используют от 0 т до 30 т свежей воды на 1 т сухой изготовленной бумаги, обычно - менее 20 т, предпочтительно - менее 15 т, более предпочтительно - менее 10 т и особенно - менее 5 т. Свежую воду можно подавать на любой стадии технологического процесса; например, свежую воду можно смешивать с целлюлозным волокном для образования целлюлозной суспензии; свежую воду можно смешивать с густой целлюлозной суспензией для разбавления ее таким образом, чтобы получать жидкую целлюлозную суспензию, в которую вводят первый, второй и третий полимеры.

Способ согласно изобретению используют для изготовления бумаги. Под термином «бумага», употребляемом в данном описании, конечно, понимают не только бумагу и ее изготовление, но также другие продукты в форме полотна, например картон и его изготовление. Способ можно использовать для изготовления бумаги из различных типов суспензий целлюлозного волокна, и суспензии должны предпочтительно содержать, по меньшей мере, 25 мас.%, а более предпочтительно, - по меньшей мере, 50 мас.% такого волокна, из расчета по сухому веществу. Суспензии можно формировать, используя химическую волокнистую массу, например, сульфатную и сульфитную волокнистую массу, термомеханическую волокнистую массу (ТМВМ), химико-термомеханическую волокнистую массу, волокнистую массу в виде органозоля, рафинерную волокнистую массу или древесную волокнистую массу как из древесины лиственных пород, так и из древесины хвойных пород; или из волокна, полученного из однолетних растений, например из пеннисетума красного, багассы, льна, соломы и т.д.; можно также перерабатывать суспензии на основе повторно используемого волокна. Изобретение предпочтительно применимо в способах изготовления бумаги из суспензий, содержащих древесное волокно.

Суспензия также содержит минеральные наполнители обычных типов, например, каолин, глину, диоксид титана, гипс, тальк и как натуральный, так и синтетический карбонат кальция, например мел, мраморную крошку, крошку карбоната кальция и осажденный карбонат кальция. Бумажная масса может, конечно, также содержать добавки обычных типов, применяемые для изготовления бумаги, например агенты для повышения прочности в мокром состоянии, агенты для проклеивания, например агенты на основе канифоли, кетендимеры, кетенмультимеры, алкенилы янтарных ангидридов и т.д.

Предпочтительно изобретение применимо на бумагоделательных машинах, на которых изготавливают бумагу, содержащую древесное волокно, и бумагу на основе повторно используемого волокна, например бумагу типов SC, LWC и различные типы книжной и газетной бумаги; и на бумагоделательных машинах, на которых изготавливают печатную и писчую бумагу, не содержащую древесное волокно (под термином «бумага, не содержащая древесное волокно», понимают бумагу, содержащую приблизительно 15 мас.% древесного волокна). Примером предпочтительного применения изобретения является изготовление бумаги и многослойной бумаги из целлюлозных суспензий, содержащих, по меньшей мере, 50 мас.% механического и/или повторно используемого волокна. Предпочтительно изобретение применимо на бумагоделательных машинах, работающих со скоростью от 300 м/мин до 3000 м/мин, а более предпочтительно - от 500 м/мин до 2500 м/мин.

Изобретение дополнительно проиллюстрировано следующими примерами, которые, однако, не ограничивают объем изобретения. Части и процентные доли выражены в массовых частях и массовых процентных долях, соответственно, если не указано иное.

Примеры

В примерах использовали следующие добавки:

C-PAM 1: Катионный полимер на основе акриламида, изготовленный полимеризацией акриламида (40 мол.%) и хлорида акрилоксиэтилтриметиламмония (60 мол.%); полимер обладал средневесовой молекулярной массой около 3 млн и плотностью катионного заряда около 4,2 мэкв./г.

C-PAM 2: Катионный полимер на основе акриламида, изготовленный полимеризацией акриламида (60 мол.%) и хлорида акрилоксиэтилтриметиламмония (40 мол.%); полимер обладал средневесовой молекулярной массой около 3 млн и плотностью катионного заряда около 3,3 мэкв./г.

C-PAM 3: Катионный полимер на основе акриламида, изготовленный полимеризацией акриламида (88 мол.%), хлорида акрилоксиэтилтриметиламмония (10 мол.%) и диметилакриламида (2 мол.%); полимер обладал средневесовой молекулярной массой около 6 млн и плотностью катионного заряда около 1,2 мэкв./г.

C-PAM 4: Катионный полимер на основе акриламида, изготовленный полимеризацией акриламида (90 мол.%) и хлорида акрилоксиэтилтриметиламмония (10 мол.%); полимер обладал средневесовой молекулярной массой около 6 млн и плотностью катионного заряда около 1,2 мэкв./г.

PAC: Катионный хлорид полиалюминия с плотностью катионного заряда около 8,0 мэкв./г.

C-PAl 1: Катионный полиамин, обладавший средневесовой молекулярной массой около 200000 и плотностью катионного заряда около 7 мэкв./г.

C-PAl 2: Катионный полиамин, обладавший средневесовой молекулярной массой около 400000 и плотностью катионного заряда около 7 мэкв./г.

А-PAM: Анионный полимер на основе акриламида, изготовленный полимеризацией акриламида (80 мол.%) и акриловой кислоты (20 мол.%); полимер обладал средневесовой молекулярной массой около 12 млн и плотностью анионного заряда около 2,6 мэкв./г.

А-X-PAM: Анионный сшитый полимер на основе акриламида, изготовленный полимеризацией акриламида (30 мол.%) и акриловой кислоты (70 мол.%); полимер обладал средневесовой молекулярной массой около 100000 и плотностью анионного заряда около 8,0 мэкв./г.

Соединение кремния: Анионный неорганический конденсационный полимер кремниевой кислоты в форме коллоидного раствора кремнистой кислоты, модифицированной алюминием, обладавший S-параметром около 21 и содержавший частицы на основе кремния с удельной поверхностью около 800 м2/г.

Бентонит: Бентонит.

Пример 1

Дренаж (обезвоживание) оценивали, используя динамический анализатор дренажа (ДАД), поставляемый компанией Akribi, (Швеция), которым измеряют время обезвоживания заданного объема бумажной массы (путем отвода жидкости) через сеточный транспортер при удалении пробки и приложении вакуума со стороны сеточного транспортера, противоположной стороне, на которой располагают бумажную массу.

Бумажная масса, которую использовали в испытаниях, была основана на 75 мас.% ТМВМ и 25 мас.% волокнистого материала DIP и осажденной оборотной воде с линии по изготовлению газетной бумаги. Концентрация бумажной массы составляла 0,78%. Электропроводимость бумажной массы составляла 1,5 мСм/см, и pH составлял 6,8.

Для имитации добавлений после всех стадий сильного сдвигового воздействия бумажную массу перемешивали в разделенной перегородкой емкости с различными скоростями перемешивания. Перемешивание и добавление производили следующим образом:

перемешивали со скоростью 1000 об/мин в течение 20 с;

перемешивали со скоростью 2000 об/мин в течение 10 с;

перемешивали со скоростью 1000 об/мин в течение 15 с, в то же время выполняя добавления;

обезвоживали бумажную массу, в то же время автоматически записывая продолжительность обезвоживания.

Добавления в бумажную массу производили следующим образом.

Первое добавление (дозировка 5 кг/т) производили за 15 с до обезвоживания; второе добавление (дозировка 0,8 кг/т) производили за 10 с до обезвоживания; третье добавление (дозировка 0,5 кг/т) производили за 5 с до обезвоживания.

В таблице 1 представлены значения продолжительности обезвоживания при различных режимах добавления. Дозировки полимера и бентонита определяли из расчета массы сухого продукта от массы сухой целлюлозы суспензии, а золя на основе частиц кремнезема - из расчета массы SiO2 от массы сухой бумажной массы.

Испытание №1 иллюстрирует результаты, полученные без применения каких-либо добавок. Испытания №2-4 иллюстрируют способы, использованные для сравнения, а Испытания №5-7 иллюстрируют способы согласно изобретению.

Таблица 1
Испытание №Первое добавление Второе добавлениеТретье добавление Продолжительность обезвоживания
1- --60,6
2С-PAl 1 С-PAM 4Бентонит24,5
3С-PAl 1

С-PAl 2

(1:1)
С-PAM 4 Бентонит24,4
4-С-PAM 4 Бентонит32,4
5С-PAM 1С-PAM 3 Кремнезем22,4
6С-PAM 2 С-PAM 4Кремнезем21,2
7С-PAM 2 С-PAM 3Кремнезем 19,0

Данные таблицы 1 показывают, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет улучшить обезвоживание.

Пример 2

Дренаж оценивали с использованием динамического анализатора дренажа (ДАД), как и в примере 1.

Бумажная масса, которую использовали в испытаниях, была основана на 75 мас.% ТМВМ, 25 мас.% волокнистого материала DIP и отбеливающей воде из бумажного производства. Концентрация бумажной массы составляла 0,77%. Электропроводимость бумажной массы составляла 1,6 мСм/см и pH - 7,2.

Для имитации добавлений до и после всех стадий сильного сдвигового воздействия бумажную массу перемешивали в разделенной перегородкой емкости с различными скоростями перемешивания. Перемешивание и добавление производили следующим образом:

перемешивали со скоростью 1000 об/мин в течение 25 с, в то же время выполняя от 0 до 2 добавлений;

перемешивали со скоростью 2000 об/мин в течение 10 с;

перемешивали со скоростью 1000 об/мин в течение 15 с, в то же время выполняя от 0 до 3 добавлений;

обезвоживали бумажную массу, в то же время автоматически записывая продолжительность обезвоживания.

Добавления в бумажную массу производили следующим образом.

Первое добавление, если его выполняли, производили за 45 с или за 15 с до обезвоживания, второе добавление, если его выполняли, производили за 25 с или за 10 с до обезвоживания, и третье добавление, если его выполняли, производили за 5 с до обезвоживания.

В таблице 2 представлены значения продолжительности обезвоживания при различных режимах добавления. Время проведения добавления до обезвоживания показано в секундах, а дозировки первого, второго и третьего добавлений соответственно показаны в кг/т. Дозировку полимера определяли из расчета массы сухого продукта от массы сухой целлюлозы суспензии, а золя на основе частиц кремнезема - из расчета массы SiO2 от массы сухой бумажной массы.

Испытание №1 иллюстрирует результаты, полученные без применения каких-либо добавок. Испытания №2-7 иллюстрируют способы, использованные для сравнения, а испытания №8-10 иллюстрируют способы согласно изобретению.

Таблица 2
Испыт.

Первое

добавл.
Второе добавл.Третье добавл. Время выполнения добавления до обезвоживания, с; 1-го; 2-го; 3-гоДозировка, кг/т; 1-го; 2-го; 3-гоПродолжит.

обезвожив., с
1- -- - 84,0
2С-РАМ 2 С-РАМ 4Кремнезем45/25/5 0,/0,2/0,561,8
3С-РАМ 2 С-РАМ 4Кремнезем45/25/5 0,2/0,2/0,550,2
4С-РАМ 2 С-РАМ 4Кремнезем45/25/5 0,1/0,5/0,539,0
5С-РАМ 2 С-РАМ 4Кремнезем45/10/5 0,1/0,2/0,556,0
6С-РАМ 2 С-РАМ 4Кремнезем45/10/5 0,2/0,2/0,546,0
7С-РАМ 2 С-РАМ 4Кремнезем45/10/5 0,1/0,5/0,532,1
8С-РАМ 2 С-РАМ 4Кремнезем15/10/5 0,1/0,2/0,548,2
9С-РАМ 2 С-РАМ 4Кремнезем15/10/5 0,2/0,2/0,543,8
10С-РАМ 2 С-РАМ 24Кремнезем 15/10/50,1/0,5/0,5 31,0

Данные таблицы 2 четко показывают, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет улучшить обезвоживание.

Пример 3

Дренаж оценивали согласно методике, использованной в примере 2.

Удерживание оценивали с помощью нефелометра, поставляемого компанией Novasina, (Швейцария), измерением мутности фильтрата, оборотной воды, полученной при дренаже бумажной массы. Мутность измеряли в NTU (NTU - нефелометрическая единица мутности).

В данном примере использовали бумажную массу и режимы перемешивания и добавления такие же, как и в примере 2.

Данные таблицы 3 иллюстрируют эффект обезвоживания при различных режимах добавления. Испытание №1 иллюстрирует результаты, полученные без применения каких-либо добавок. Испытания №2 и 3 иллюстрируют способы, использованные для сравнения, а испытание №4 иллюстрирует способ согласно изобретению.

Таблица 3
Испыт.№Первое добавл. Второе добавл.Третье добавл. Время выполн. добавл. до обезвоживания, с; 1-го; 2-го; 3-го Дозировка, кг/т; 1-го; 2-го; 3-го Продолжит. обезвож., сМутность, NTU
1- --- -84,0100
2С-РАМ 2 А-РАМКремнезем45/25/5 0,8/0,2/0,566,0 31
3С-РАМ 2А-РАМКремнезем 45/10/50,8/0,2/0,5 61,932
4С-РАМ 2А-РАМ Кремнезем15/10/5 0,8/0,2/0,553,226

Данные таблицы 3 показывают, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет улучшить процесс обезвоживания.

Пример 4

Дренаж и удерживание оценивали согласно методикам, использованным в примере 3. В данном примере использовали бумажную массу и режимы перемешивания и добавления такие же, как и в примере 2.

В таблице 4 представлены данные, характеризующие эффект обезвоживания при различных режимах добавлений. Испытание №1 иллюстрирует результаты, полученные без применения каких-либо добавок. Испытания №2-7 иллюстрируют способы, использованные для сравнения, а испытания №8-9 иллюстрируют способы согласно изобретению.

Таблица 4
Испыт.№.Первое добавл. Второе добавл.Третье добавл. Время выполн. добавл. до обезвоживания, с; 1-го; 2-го; 3-го Дозировка, кг/т; 1-го; 2-го; 3-го Продолжит. обезвож., сМутность, NTU
1- --- -84,0100
2С-РАМ 2 -А-РАМ45/-/5 0,2/-/0,3148,0 76
3С-РАМ 2-А-РАМ 15/-/50,2/-/0,3132,4 58
4 -С-РАМ 4А-РАМ -/25/5-/0,8/0,3 101,018
5 -С-РАМ 4 А-РАМ-/10/5-/0,80/0,3 82,226
6С-РАМ 2С-РАМ 4 А-РАМ45/25/5 0,2/0,8/0,277,420
7С-РАМ 2 С-РАМ 4А-РАМ 45/25/50,2/0,8/0,3 60,022
8 С-РАМ 2С-РАМ 4 А-РАМ15/10/50,2/0,8/0,2 49,017
9С-РАМ 2С-РАМ 4 А-РАМ15/10/5 0,2/0,8/0,352,520

Данные таблицы 4 показывают, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет улучшить процессы дренажа (обезвоживания) и удерживания.

Пример 5

Дренаж и удерживание оценивали согласно методикам, использованным в примере 3. В данном примере использовали режимы перемешивания и добавления такие же, как и в примере 2.

Бумажная масса, которую использовали в данном примере, была основана на 75 мас.% ТМВМ, 25 мас.% волокнистого материала DIP и отбеливающей воде с линии по изготовлению газетной бумаги. Концентрация бумажной массы составляла 0,82%. Электропроводимость бумажной массы составляла 1,7 мСм/см, а pH - 7,2.

В таблице 5 представлены данные, характеризующие эффект обезвоживания при различных режимах добавлений. Испытание №1 иллюстрирует результаты, полученные без применения каких-либо добавок. Испытания №2-8 иллюстрируют способы, использованные для сравнения, а испытание №9 иллюстрирует способ согласно изобретению.

Таблица 5
Испыт.№.Первое добавл. Второе добавл.Третье добавл. Время выполн. добавл. до обезвоживания, с; 1-го; 2-го; 3-го Дозировка, кг/т; 1-го; 2-го; 3-го Продолжит. обезвож., сМутность, NTU
1- --- -93,982
2- С-РАМ 4Кремнезем-/25/5 -/0,2/0,567,7 58
3- С-РАМ 4Кремнезем -/10/5-/0,2/0,560,7 68
4 РАС-Кремнезем 45/-/52/-/0,5 88,562
5 РАС- Кремнезем15/-/52/-/0,5 83,573
6РАСС-РАМ 4 -45/25/-2/0,2/- 51,852
7РАСС-РАМ 4 -45/10/-2/0,2/- 54,556
8РАСС-РАМ 4 Кремнезем45/10/52/0,2/0,5 54,651
9РАСС-РАМ 4 Кремнезем15/10/52/0,2/0,5 51,248

Данные таблицы 5 показывают, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет улучшить процессы дренажа (обезвоживания) и удерживания.

Пример 6

Дренаж оценивали согласно методике, использованной в примере 2. В данном примере использовали бумажную массу и режимы перемешивания и добавления такие же, как и в примере 5.

В таблице 6 представлены данные, характеризующие эффект обезвоживания при различных режимах добавлений. Испытание №1 иллюстрирует результаты, полученные без применения каких-либо добавок. Испытания №2-6 иллюстрируют способы, в которых использовали добавки, предназначенные для сравнения (эталон), а испытание №7 иллюстрирует способ согласно изобретению.

Таблица 6
Испыт.

Первое

добавл.
Второе добавл.Третье добавл. Время выполнения добавления до обезвоживания, с; 1-го; 2-го; 3-гоДозировка, кг/т; 1-го; 2-го; 3-гоПродолжит. обезвожив., с
1- --- -93,9
2 РАСС-РАМ 4 -45/25/-2/0,2/- 51,8
3 РАСС-РАМ 4- 45/10/-2/0,2/-54,5
4РАС С-РАМ 4-15/10/- 2/0,2/-48,7
5РАС С-РАМ 4А-Х-РАМ45/25/5 2/0,2/0,144,8
6РАС С-РАМ 4А-Х-РАМ45/10/5 2/0,2/0,143,9
7РАС С-РАМ 4А-Х-РАМ15/10/5 2/0,2/0,142,9

Данные таблицы 6 показывают, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет улучшить процесс дренажа.

Пример 7

Дренаж оценивали согласно методике, использованной в примере 2. В данном примере использовали бумажную массу и режимы перемешивания и добавления такие же, как и в примере 5.

В таблице 7 представлены данные, характеризующие эффект обезвоживания при различных режимах добавлений. Испытание №1 иллюстрирует результаты, полученные без применения каких-либо добавок. Испытания №2-7 иллюстрируют способы, использованные для сравнения, а испытание №8 иллюстрирует способ согласно изобретению.

Испыт.

Первое

добавл.
Второе добавл. Третье добавл.Время выполнения добавления до обезвоживания, с; 1-го; 2-го; 3-гоДозировка, кг/т; 1-го; 2-го; 3-гоПродолжит. Обезвожив., с
1- -- --93,9
2РАС -А-РАМ45/-/5 0,2/-/0,1185,0
3РАС -А-РАМ15/-/5 0,2/-/0,196,8
4- С-РАМ 4А-РАМ-/25/5 -/0,8/0,176,5
5- С-РАМ 4А-РАМ-/10/5 -/0,8/0,155,1
6РАС С-РАМ 4А-РАМ45/25/5 0,2/0,8/0,1107,0
7РАС С-РАМ 4А-РАМ45/10/5 0,2/0,8/0,161,5
8РАС С-РАМ 4А-РАМ15/10/5 0,2/0,8/0,139,8

Данные таблицы 7 показывают, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет улучшить процесс обезвоживания.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ изготовления бумаги, включающий:

(i) обеспечение водной суспензии, содержащей целлюлозное волокно;

(ii) добавление в суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия:

первого полимера, являющегося катионным полимером, обладающего плотностью заряда более 4,0 мэкв./г;

второго полимера, обладающего молекулярной массой более 500000; и

третьего полимера, являющегося анионным полимером; и

(iii) обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги.

2. Способ изготовления бумаги, включающий:

(i) обеспечение водной суспензии, содержащей целлюлозное волокно;

(ii) добавление в суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия:

первого полимера, являющегося катионным полимером на основе акриламида, обладающего плотностью заряда более 2,5 мэкв./г;

второго полимера, являющегося полимером на основе акриламида, обладающего молекулярной массой более 500000; и

третьего полимера, являющегося анионным полимером; и

(iii) обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги.

3. Способ изготовления бумаги, включающий:

(i) обеспечение водной суспензии, содержащей целлюлозное волокно;

(ii) добавление в суспензию после всех стадий сильного сдвигового воздействия:

первого полимера, являющегося катионным полимером, обладающего плотностью заряда более 2,5 мэкв./г;

второго полимера, являющегося воднодисперсионным полимером; и

третьего полимера, являющегося анионным полимером; и

(iii) обезвоживание полученной суспензии для формования бумаги.

4. Способ по п.1 или 3, в котором первым полимером является органический полимер.

5. Способ по п.4, в котором первый полимер является катионным полимером на основе акриламида.

6. Способ по пп.1, 2 или 3, в котором первый полимер обладает молекулярной массой, составляющей, по меньшей мере, 500000.

7. Способ по п.1, в котором первый полимер является неорганическим полимером.

8. Способ по пп.1, 3 или 7, в котором первый полимер является хлоридом полиалюминия.

9. Способ по пп.1 или 2, в котором второй полимер обладает молекулярной массой более 1000000.

10. Способ по пп.1, 2 или 3, в котором второй полимер является катионным.

11. Способ по пп.1, 2 или 3, в котором второй полимер является анионным.

12. Способ по пп.1, 2 или 3, в котором третий полимер является неорганическим полимером.

13. Способ по п.12, в котором третий полимер является кремниевой кислотой или полимером на основе силиката.

14. Способ по п.13, в котором третий полимер содержит коллоидные частицы на основе кремния.

15. Способ по любому одному из пп.1, 2 или 3, в котором третий полимер является органическим полимером.

16. Способ по п.15, в котором третий полимер является полимером на основе акриламида.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2347029

patent-2347029.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс D21H21/10 удерживающие агенты или улучшающие осушение

Класс D21H17/42 анионные

Класс D21H17/44 катионные

Класс D21H23/10 не менее двух видов добавляемых соединений


Наверх