Способ изготовления бумаги
Изобретение относится к технологии изготовления бумаги из водной суспензии, содержащей целлюлозные волокна и необязательные наполнители. Способ включает добавление в суспензию по отдельности катионного органического полимера, имеющего одну или несколько ароматических групп, и анионного полимера, имеющего одну или несколько ароматических групп. Анионный полимер выбирают из полимеров, получаемых по механизму ступенчатого роста молекулы, полисахаридов и ароматических полимеров, встречающихся в природе, и их модификаций. Затем проводят формование и обезвоживание суспензии на сетке при том условии, что, если анионный полимер представляет собой полимер, получаемый по механизму ступенчатого роста молекулы, то им не будет анионный конденсационный полимер на основе меламинсульфоновой кислоты. Изобретение, кроме того, предусматривает добавление в суспензию по отдельности катионного органического полимера, имеющего одну или несколько ароматических групп, и анионного полимера, имеющего одну или несколько ароматических групп, формование и обезвоживание суспензии на сетке при том условии, что анионным полимером не будет являться анионный полистиролсульфонат или анионный конденсационный полимер на основе меламинсульфоновой кислоты. Изобретение обеспечивает улучшение обезвоживания и/или удерживания при изготовлении бумаги изо всех типов волокнистых масс, в том числе с высоким содержанием солей, и получение бумаги с высокой прочностью в сухом состоянии. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 табл.
Данное изобретение относится к изготовлению бумаги и, говоря более конкретно, к способу изготовления бумаги, в котором к волокнистой массе в бумажном производстве добавляют катионные и анионные полимеры, имеющие ароматические группы. Данный способ обеспечивает улучшение обезвоживания и удерживания.
На современном уровне техники в бумажном производстве водную суспензию, содержащую целлюлозные волокна и необязательные наполнители и добавки, называемую волокнистой массой, подают в напорный ящик, из которого волокнистая масса выталкивается на сетку для формования. Воду отводят из волокнистой массы через сетку для формования таким образом, что на сетке происходит формование влажного полотна бумаги, и полотно дополнительно обезвоживают и высушивают в сушильной части бумагоделательной машины. Полученную воду, обычно называемую оборотной водой и содержащую тонко измельченные частицы, такие, как тонко измельченные волокна, наполнители и добавки, в процессе изготовления бумаги обычно отправляют на рецикл. В волокнистую массу обычно вводят добавки, способствующие обезвоживанию и удерживанию, для того, чтобы облегчить протекание обезвоживания и увеличить эффективность адсорбции тонко измельченных частиц на целлюлозных волокнах так, чтобы они удерживались на волокнах. На современном уровне техники известно широкое разнообразие добавок, способствующих обезвоживанию и удерживанию, например анионные, неионные, катионые и амфотерные органические полимеры, анионные и катионные неорганические вещества и много их комбинаций.
Публикации международных патентных заявок №№WO 99/55964 и WO 99/55965 описывают использование добавок, способствующих обезвоживанию и удерживанию, содержащих катионные органические полимеры, имеющие ароматические группы. Катионные органические полимеры можно использовать индивидуально или в комбинации с различными анионными веществами, такими, как, например, анионные органические и неорганические конденсационные полимеры, например, сульфированную меламиноформальдегидную смолу и частицы на основе диоксида кремния.
Было бы выгодно иметь возможность создания способа изготовления бумаги с улучшением обезвоживания и удерживания. Также было бы выгодно иметь возможность получить добавки, способствующие обезвоживанию и удерживанию, содержащие катионные органические полимеры и анионные полимеры с улучшенными эксплуатационными характеристиками в отношении обезвоживания и удерживания.
В соответствии с настоящим изобретением было обнаружено, что улучшения обезвоживания и/или удерживания можно добиться в результате использования добавок, способствующих обезвоживанию и удерживанию, содержащих катионный органический полимер, имеющий ароматическую группу, и анионный полимер, имеющий ароматическую группу. Говоря более конкретно, настоящее изобретение относится к способу изготовления бумаги из водной суспензии, содержащей целлюлозные волокна и необязательные наполнители, который включает добавление в суспензию по отдельности катионного органического полимера, имеющего ароматическую группу, и анионного полимера, имеющего ароматическую группу, причем анионный полимер выбирают из полимеров, получаемых по механизму ступенчатого роста молекулы, полисахаридов и ароматических полимеров, встречающихся в природе, и их модификаций, формование и обезвоживание суспензии на сетке при том условии, что, если анионный полимер выбирают из полимеров, получаемых по механизму ступенчатого роста молекулы, то им не будет анионный конденсационный полимер на основе меламинсульфоновой кислоты. Изобретение дополнительно относится к способу изготовления бумаги из водной суспензии, содержащей целлюлозные волокна и необязательные наполнители, который включает добавление в суспензию по отдельности катионного органического полимера, имеющего ароматическую группу, и анионного полимера, имеющего ароматическую группу, формование и обезвоживание суспензии на сетке при том условии, что анионным полимером не будут являться анионный полистиролсульфонат или анионный конденсационный полимер на основе меламинсульфоновой кислоты. Таким образом, изобретение относится к способу, дополнительно определенному в формуле изобретения.
Термин “добавки, способствующие обезвоживанию и удерживанию” в соответствии с тем, как он используется в настоящем описании, относится к двум или более компонентам, которые в случае их добавления к водной целлюлозной суспензии, обеспечивают лучшее протекание обезвоживания и/или удерживания по сравнению с тем, что имело бы место без добавления упомянутых двух или более компонентов.
Настоящее изобретение позволяет добиться улучшения обезвоживания и/или удерживания при изготовлении бумаги изо всех типов волокнистой массы, в частности из волокнистых масс, отличающихся высоким содержанием солей (высокая проводимость) и коллоидных субстанций, и/или в способах изготовления бумаги с высокой степенью замкнутости контура оборотной воды, то есть, с рециркуляцией оборотной воды в больших масштабах и с ограниченной подачей свежей воды. Таким образом, настоящее изобретение делает возможными увеличение скорости работы бумагоделательной машины и использование меньших дозировок добавок для получения соответствующего эффекта обезвоживания и/или удерживания, что в результате влечет за собой создание улучшенного способа изготовления бумаги и достижение экономических преимуществ. Настоящее изобретение также предлагает бумагу с улучшенной прочностью в сухом состоянии.
Катионный органический полимер, имеющий ароматическую группу и соответствующий настоящему изобретению, можно получить из натуральных или синтетических источников, и он может быть линейным, разветвленным или поперечно сшитым. Катионный полимер предпочтительно является водорастворимым или диспергируемым в воде. Примеры подходящих катионных полимеров включают катионные полисахариды, например крахмалы, гуаровые камеди, целлюлозы, хитины, хитозаны, гликаны, галактаны, глюканы, ксантановые камеди, пектины, маннаны, декстрины, предпочтительно крахмалы и гуаровые камеди, причем подходящие крахмалы включают крахмалы из картофеля, кукурузы, пшеницы, тапиоки, риса, восковой кукурузы, ячменя и тому подобного; катионные синтетические органические полимеры, такие как катионные полимеры, получаемые по механизму цепного роста молекулы, например катионные винильные полимеры, получаемые полиприсоединением, подобные полимерам на основе акрилата, акриламида, виниламина и виниламида, и катионные полимеры, получаемые по механизму ступенчатого роста молекулы, например катионные полиуретаны. Катионные крахмалы и катионные полимеры на основе акриламида, имеющие ароматическую группу, представляют собой в особенности предпочтительные катионные полимеры.
Катионный органический полимер, соответствующий данному изобретению, имеет одну или несколько ароматических групп, а ароматические группы могут быть одного или различных типов. Ароматическая группа катионного органического полимера может присутствовать в цепи полимера (основной цепи) или в группе заместителя, которая присоединена к цепи полимера, предпочтительно в группе заместителя. Примеры подходящих ароматических групп включают арильную, аралкильную и алкарильную группы, например фенильную, фениленовую, нафтильную, фениленовую, ксилиленовую, бензильную и фенилэтильную; азотсодержащие ароматические (арильные) группы, например пиридиний и хинолиний, а также производные данных групп, предпочтительно бензильную. Примеры групп, имеющих катионный заряд, которые могут присутствовать в катионном полимере, а также в мономерах, используемых для получения катионного полимера, включают четвертичные аммониевые группы, третичные аминогруппы и их аддитивные соли кислоты.
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации данного изобретения катионным органическим полимером, имеющим ароматическую группу, является полисахарид, описываемый общей структурной формулой (I):
где Р представляет собой остаток полисахарида; А1 представляет собой группу, присоединяющую N к остатку полисахарида, в подходящем случае цепь атомов, включающих атомы С и Н и необязательно атомы О и/или N, обычно алкиленовую группу, содержащую от 2 до 18, а в подходящем случае от 2 до 8 углеродных атомов, необязательно прерываемую или замещаемую одним или несколькими гетероатомами, например O или N, например алкиленоксигруппу или гидроксипропиленовую группу (-СН2-СН(ОН)-СН2-); каждый из R1 и R2 представляет собой Н или, предпочтительно, углеводородную группу, в подходящем случае алкильную, содержащую от 1 до 3 углеродных атомов, предпочтительно от 1 до 2 углеродных атомов; Q представляет собой заместитель, содержащий ароматическую группу, в подходящем случае фенильную или замещенную фенильную группу, которая может быть присоединена к азоту при помощи алкиленовой группы, обычно содержащей от 1 до 3 углеродных атомов, в подходящем случае от 1 до 2 углеродных атомов, а предпочтительно Q представляет собой бензильную группу (-СН2-С6Н5); n представляет собой целое число, обычно находящееся в диапазоне от приблизительно 2 до приблизительно 300000, в подходящем случае от 5 до 200000, а предпочтительно от 6 до 125000, или в альтернативном варианте R1, R2 и Q вместе с N образуют ароматическую группу, содержащую от 5 до 12 углеродных атомов; а Х- представляет собой анионный противоион, обычно галогенидный, подобный хлоридному. Подходящие полисахариды, описываемые общей формулой (I), включают те, что были упомянуты выше. Катионные полисахариды, соответствующие данному изобретению, также могут содержать анионные группы, предпочтительно в незначительном количестве. Такие анионные группы можно ввести в полисахарид в результате проведения химической обработки, или же они могут присутствовать в природном полисахариде.
В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом данного изобретения катионный органический полимер, имеющий ароматическую группу, является полимером, получаемым по механизму цепного роста молекулы. Термин “полимер, получаемый по механизму цепного роста молекулы,” в соответствии с тем, как он используется в настоящем описании, обозначает полимер, получаемый в результате цепной полимеризации, также называемые полимером, получаемым по цепной реакции, и полимеризацией, идущей по цепной реакции соответственно. Примеры подходящих полимеров, получаемых по механизму цепного роста молекулы, включают винильные полимеры, получаемые полиприсоединением, которые получают в результате полимеризации одного или нескольких мономеров, имеющих винильную группу или связь с ненасыщенностью этиленового типа, например полимер, получаемый в результате полимеризации катионного мономера или смеси мономеров, содержащей катионный мономер, описываемый общей структурной формулой (II):
где R3 представляет собой Н или СН3; каждый из R1 и R2 представляет собой Н или, предпочтительно, углеводородную группу, в подходящем случае алкил, содержащий от 1 до 3 углеродных атомов, предпочтительно от 1 до 2 углеродных атомов; А2 представляет собой О или NH; В2 представляет собой алкильную или алкиленовую группу, содержащую от 2 до 8 углеродных атомов, в подходящем случае от 2 до 4 углеродных атомов, или гидроксипропиленовую группу; Q представляет собой заместитель, содержащий ароматическую группу, в подходящем случае фенильную или замещенную фенильную группу, которая может быть присоединена к азоту при помощи алкиленовой группы, обычно содержащей от 1 до 3 углеродных атомов, в подходящем случае от 1 до 2 углеродных атомов, а предпочтительно Q представляет собой бензильную группу (-СН2-С6Н5); а Х- представляет собой анионный противоион, обычно галогенидный, подобный хлоридному.
Примеры подходящих мономеров, описываемых общей формулой (II), включают четвертичные мономеры, получаемые в результате обработки диалкиламиноалкил(мет)акрилатов, например диметиламиноэтил(мет)акрилата, диэтиламиноэтил(мет)акрилата и диметиламиногидроксипропил(мет)акрилата, и диалкиламиноалкил(мет)акриламидов, например диметиламиноэтил(мет)акриламида, диэтиламиноэтил(мет)акриламида, диметиламинопропил(мет)акриламида и диэтиламинопропил(мет)акриламида, бензилхлоридом. Предпочтительные катионные мономеры, описываемые общей формулой (I), включают четвертичную соль, получаемую из диметиламиноэтилакрилата и бензилхлорида, и четвертичную соль, получаемую из диметиламиноэтилметакрилата и бензилхлорида. Мономер, описываемый формулой (II), можно сополимеризовать с одним или несколькими неионными, катионными и/или анионными мономерами. Подходящие сополимеризуемые неионные мономеры включают (мет)акриламид; мономеры на основе акриламида, подобные N-алкил(мет)акриламидам, N,N-диалкил(мет)акриламидам и диалкиламиноалкил(мет)акриламидам, мономеры на основе акрилата, подобные диалкиламиноалкил(мет)акрилатам, и виниламиды. Подходящие сополимеризуемые катионные мономеры включают аддитивные соли кислоты и четвертичные соли, такие, как диметиламиноэтил(мет)акрилат и хлорид диаллилдиметиламмония. Катионный органический полимер также может содержать анионные группы, предпочтительно в незначительном количестве. Подходящие сополимеризуемые анионные мономеры включают акриловую кислоту, метакриловую кислоту и различные сульфированные винильные мономеры, такие, как стиролсульфонат. Предпочтительные сополимеризуемые мономеры включают акриламид и метакриламид, то есть (мет)акриламид, а катионный или амфотерный органический полимер предпочтительно представляет собой полимер на основе акриламида.
Катионные винильные полимеры, получаемые полиприсоединением, соответствующие данному изобретению, можно получать из смеси
мономеров, в общем случае содержащей от 1 до 99% (мольн.), в подходящем случае от 2 до 50% (моль.), а предпочтительно от 5 до 20% (мольн.) катионного мономера, имеющего ароматическую группу, и от 99 до 1% (моль.), в подходящем случае от 98 до 50% (мольн.), а предпочтительно от 95 до 80% (мольн.) других сополимеризуемых мономеров, которые предпочтительно включают акриламид или метакриламид ((мет)акриламид), причем в подходящем случае смесь мономеров содержит от 98 до 50% (мольн.), а предпочтительно от 95 до 80% (мольн.) (мет)акриламида, при этом сумма процентных величин равняется 100.
Примеры подходящих катионных полимеров, получаемых по механизму цепного роста молекулы, соответствующих данному изобретению, включают катионные полиуретаны, которые можно получать из смеси мономеров, содержащей ароматические изоцианаты и/или ароматические спирты. Примеры подходящих ароматических изоцианатов включают диизоцианаты, например толуилен-2,4- и -2,6-диизоцианаты и дифенилметан-4,4′-диизоцианат. Примеры подходящих ароматических спиртов включают двухатомные спирты, то есть диолы, например бисфенол А, фенилдиэтаноламин, монотерефталат глицерина и монотерефталат триметилолпропана. Также можно использовать и одноатомные ароматические спирты, такие, как фенол и его производные. Смесь мономеров также может содержать неароматические изоцианаты и/или спирты, обычно диизоцианаты и диолы, например любые из тех, что известны своей пригодностью при получении полиуретанов. Примеры подходящих мономеров, содержащих катионные группы, включают катионные диолы, такие, как аддитивные соли кислоты и продукты кватернизации N-алкандиолдиалкиламинов и N-алкилдиалканоламинов, подобные 1,2-пропандиол-3-диметиламину, N-метилдиэтаноламину, N-этилдиэтаноламину, N-пропилдиэтаноламину, N-н-бутилдиэтаноламину и N-трет-бутилдиэтаноламину, N-стеарилдиэтаноламину и N-метилдипропаноламину. Продукты кватернизации можно получить из алкилирующих агентов, подобных метилхлориду, диметилсульфату, бензилхлориду и эпихлоргидрину.
Средневесовая молекулярная масса катионного полимера может варьироваться в широких пределах в зависимости, помимо прочего, от типа использованного полимера, и обычно она, по меньшей мере, равна приблизительно 5000, а зачастую, по меньшей мере, равна 10000. Более часто она превышает 150000, обычно превышает 500000, в подходящем случае превышает приблизительно 700000, предпочтительно превышает приблизительно 1000000, а наиболее предпочтительно превышает приблизительно 2000000. Верхний предел не является критическим моментом; он может быть равен приблизительно 200000000, обычно 150000000 и в подходящем случае 100000000.
Катионный органический полимер может отличаться степенью катионного замещения (DSC), варьирующейся в широком диапазоне в зависимости, помимо прочего, от типа использованного полимера; DSC может находиться в диапазоне от 0,005 до 1,0, обычно от 0,01 до 0,5, в подходящем случае от 0,02 до 0,3, предпочтительно от 0,025 до 0,2; а степень ароматического замещения (DSQ) может находиться в диапазоне от 0,001 до 0,5, обычно от 0,01 до 0,5, в подходящем случае от 0,02 до 0,3, а предпочтительно от 0,025 до 0,2. В том случае, если катионный органический полимер будет содержать анионные группы, то тогда степень анионного замещения (DSA) может находиться в диапазоне от 0 до 0,2, в подходящем случае от 0 до 0,1, а предпочтительно от 0 до 0,05, причем катионный полимер в целом будет иметь катионный заряд. Обычно плотность заряда катионного полимера находится в диапазоне от 0,1 до 6,0 мэкв./г сухого полимера, в подходящем случае от 0,2 до 5,0, а предпочтительно от 0,5 до 4,0.
Примеры подходящих катионных органических полимеров, имеющих ароматическую группу, которые можно использовать в соответствии с настоящим изобретением, включают те, что описаны в публикациях международных заявок №№ WO 99/55964, WO 99/55965 и WO 99/67310, которые, таким образом, включаются в настоящий документ в качестве ссылки.
Анионные полимеры, имеющие ароматическую группу, соответствующие данному изобретению, можно выбирать из полимеров, получаемых по механизму ступенчатого роста молекулы, полимеров, получаемых по механизму цепного роста молекулы, полисахаридов, ароматических полимеров, встречающихся в природе, и их модификаций. Термин “полимер, получаемый по механизму ступенчатого роста молекулы,” в соответствии с тем, как он используется в настоящем описании, обозначает полимер, получаемый в результате ступенчатой полимеризации, также называемые полимером, получаемым по ступенчатой реакции, и полимеризацией, идущей по ступенчатой реакции соответственно. Анионный полимер предпочтительно выбирают из полимеров, получаемых по механизму ступенчатого роста молекулы, полисахаридов и ароматических полимеров, встречающихся в природе, и их модификаций, наиболее предпочтительно из полимеров, получаемых по механизму ступенчатого роста молекулы. Анионные полимеры, соответствующие данному изобретению, могут быть линейными, разветвленными или поперечно сшитыми. Анионный полимер предпочтительно является водорастворимым или диспергируемым в воде. Анионный полимер предпочтительно является органическим.
Анионный полимер, соответствующий данному изобретению, имеет одну или несколько ароматических групп, а ароматические группы могут быть одного или различных типов. Ароматическая группа анионного полимера может присутствовать в цепи полимера или в группе заместителя, которая присоединена к цепи полимера (основной цепи). Примеры подходящих ароматических групп включают арильную, аралкильную и алкарильную группы и их производные, например фенильную, толильную, нафтильную, фениленовую, ксилиленовую, бензильную, фенилэтильную и производные данных групп. Примеры групп, имеющих анионный заряд, которые могут присутствовать в анионном полимере, а также и в мономерах, используемых при получении анионного полимера, включают группы, несущие анионный заряд, и кислотные группы, несущие анионный заряд тогда, когда происходит растворение или диспергирование в воде, причем данные группы, в настоящем документе коллективно называемые анионными группами, представляют собой группы, такие, как фосфатная, фосфонатная, сульфатная группы, группа сульфоновой кислоты, сульфонатная группа, группа карбоновой кислоты, карбоксилатная, алкоксидная и фенольная группы, то есть гидроксизамещенные фенилы и нафтилы. Группы, несущие анионный заряд, обычно являются солями щелочного металла, щелочноземельного металла или аммиака.
Примеры подходящих анионных полимеров, получаемых по механизму ступенчатого роста молекулы, соответствующих настоящему изобретению, включают конденсационные полимеры, то есть полимеры, получаемые в результате ступенчатой поликонденсации, например продукты конденсации альдегида, такого, как формальдегид, с одним или несколькими ароматическими соединениями, содержащими одну или несколько анионных групп и необязательными другими сомономерами, пригодными для поликонденсации, такими, как мочевина и меламин. Примеры подходящих ароматических соединений, содержащих анионные группы, включают соединения на основе бензола и нафталина, содержащие анионные группы, такие, как фенольные и нафтольные соединения, например фенол, нафтол, резорцин и их производные, ароматические кислоты и их соли, например карболовую, фенольную, нафтильную и нафтольную кислоты и соли, обычно сульфоновые кислоты и сульфонаты, например бензолсульфоновую кислоту и сульфонат, ксилолсульфоновую кислоту и сульфонаты, нафталинсульфоновую кислоту и сульфонат, фенолсульфоновую кислоту и сульфонат. Примеры подходящих анионных полимеров, получаемых по механизму ступенчатого роста молекулы, соответствующих данному изобретению, включают анионные конденсационные полимеры на основе бензола и на основе нафталина, предпочтительно конденсационные полимеры на основе нафталинсульфоновой кислоты и на основе нафталинсульфоната.
Примеры других подходящих анионных полимеров, получаемых по механизму ступенчатого роста молекулы, соответствующих настоящему изобретению, включают полимеры, получаемые полиприсоединением, то есть полимеры, получаемые в результате ступенчатого полиприсоединения, например анионные полиуретаны, которые можно получить из смеси мономеров, содержащей ароматические изоцианаты и/или ароматические спирты. Примеры подходящих ароматических изоцианатов включают диизоцианаты, например толуилен-2,4- и -2,6-диизоцианаты и дифенилметан-4,4′-диизоцианат. Примеры подходящих ароматических спиртов включают двухатомные спирты, то есть диолы, например бисфенол А, фенилдиэтаноламин, монотерефталат глицерина и монотерефталат триметилолпропана. Также можно использовать и одноатомные ароматические спирты, такие, как фенол и его производные. Смесь мономеров также может содержать неароматические изоцианаты и/или спирты, обычно диизоцианаты и диолы, например любые из тех, что известны своей пригодностью при получении полиуретанов. Примеры подходящих мономеров, содержащих анионные группы, включают являющиеся сложными моноэфирами продукты реакций триолов, например триметилолэтана, триметилолпропана и глицерина, с двухосновными карбоновыми кислотами или их ангидридами, например янтарными кислотой и ангидридом, терефталевыми кислотой и ангидридом, такие, как моносукцинат глицерина, монотерефталат глицерина, моносукцинат триметилолпропана, монотерефталат триметилолпропана, N,N-бис(гидроксиэтил)глицин, ди(гидроксиметил)пропионовая кислота, N,N-бис(гидроксиэтил)-2-аминоэтансульфоновая кислота и тому подобное, необязательно и обычно в комбинации с реакцией с основанием, таким, как гидроксиды щелочных металлов и щелочноземельных металлов, например гидроксид натрия, аммиак или амин, например триэтиламин, с получением, таким образом, противоиона, образованного щелочным металлом, щелочноземельным металлом или аммонием.
Примеры подходящих анионных полимеров, получаемых по механизму цепного роста молекулы, соответствующих данному изобретению, включают анионные винильные полимеры, получаемые полиприсоединением, которые получают из смеси винильных мономеров или мономеров с ненасыщенностью этиленового типа, содержащей, по меньшей мере, один мономер, имеющей ароматическую группу, и, по меньшей мере, один мономер, имеющий анионную группу, обычно сополимеризуемых с неионными мономерами, такими, как мономеры на основе акрилата и акриламида. Примеры подходящих анионных мономеров включают (мет)акриловую кислоту и паравинилфенол (гидроксистирол).
Примеры подходящих анионных полисахаридов включают крахмалы, гуаровые камеди, целлюлозы, хитины, хитозаны, гликаны, галактаны, глюканы, ксантановые камеди, пектины, маннаны, декстрины, предпочтительно крахмалы, гуаровые камеди и производные целлюлозы, причем подходящие крахмалы включают крахмалы из картофеля, кукурузы, пшеницы, тапиоки, риса, восковой кукурузы и ячменя, предпочтительно из картофеля. Анионные группы в полисахариде могут быть имеющимися у него от природы и/или введенными в результате химической обработки. Ароматические группы в полисахариде можно вводить, используя химические способы, известные на современном уровне техники.
Ароматические анионные полимеры, встречающиеся в природе, и их модификации, то есть модифицированные ароматические анионные полимеры, встречающиеся в природе, соответствующие данному изобретению, включают встречающиеся в природе полифенольные субстанции, которые присутствуют в древесине и в органических экстрактах коры некоторых видов деревьев, и их химические модификации, обычно их сульфированные модификации. Модифицированные полимеры можно получать в результате таких химических процессов, как, например, сульфитная варка и сульфатная варка. Примеры подходящих анионных полимеров данного типа включают полимеры на основе лигнина, предпочтительно сульфированные лигнины, например лигносульфонаты, сульфатный лигнин, сульфированный сульфатный лигнин и экстракты танина.
Среднемассовая молекулярная масса анионного полимера может варьироваться в широких пределах в зависимости, помимо прочего, от типа использованного полимера, и обычно она, по меньшей мере, равна приблизительно 500, в подходящем случае превышает приблизительно 2000, а предпочтительно превышает приблизительно 5000. Верхний предел не является критическим моментом; он может быть равен приблизительно 200000000, обычно 150000000, в подходящем случае 100000000, а предпочтительно 10000000.
Анионный полимер может отличаться степенью анионного замещения (DSА), варьирующейся в широком диапазоне в зависимости, помимо прочего, от типа использованного полимера; DSА обычно находится в диапазоне от 0,01 до 2,0, в подходящем случае от 0,02 до 1,8, а предпочтительно от 0,025 до 1,5; а степень ароматического замещения (DSQ) может находиться в диапазоне от 0,001 до 1,0, обычно от 0,01 до 0,8, в подходящем случае от 0,02 до 0,7, а предпочтительно от 0,025 до 0,5. В том случае, если анионный полимер будет содержать катионные группы, то тогда степень катионного замещения (DSС) может, например, находиться в диапазоне от 0 до 0,2, в подходящем случае от 0 до 0,1, а предпочтительно от 0 до 0,05, причем анионный полимер в целом будет иметь анионный заряд. Обычно плотность анионного заряда анионного полимера находится в диапазоне от 0,1 до 6,0 мэкв/г сухого полимера, в подходящем случае от 0,5 до 5,0, а предпочтительно от 1,0 до 4,0.
Примеры подходящих анионных ароматических полимеров, которые можно использовать в соответствии с настоящим изобретением, включают те, что описываются в патентах США №№4070236 и 5755930; и публикациях международных патентных заявок №№ WO 95/21295, WO 95/21296, WO 99/67310 и WO 00/49227, которые, таким образом, включаются в настоящий документ в качестве ссылки.
Примеры в особенности предпочтительных комбинаций анионных и катионных полимеров, имеющих ароматические группы, определенные выше, которые соответствуют настоящему изобретению, включают
(i) катионные полисахариды, предпочтительно катионный крахмал, и анионные полимеры, получаемые по механизму ступенчатого роста молекулы, в подходящем случае анионные конденсационные полимеры на основе бензола и на основе нафталина и анионные полиуретаны, предпочтительно анионные конденсационные полимеры на основе нафталина;
(ii) катионные полисахариды, предпочтительно катионный крахмал, и ароматические анионные полимеры, встречающиеся в природе, и их модификации, в подходящем случае анионные полимеры на основе лигнина, предпочтительно сульфированные лигнины;
(iii) катионные полимеры, получаемые по механизму цепного роста молекулы, в подходящем случае катионные винильные полимеры, получаемые полиприсоединением, предпочтительно катионные полимеры на основе акриламида, и анионные полимеры, получаемые в результате ступенчатого роста молекулы, в подходящем случае анионные конденсационные полимеры на основе бензола и на основе нафталина и анионные полиуретаны, предпочтительно анионные конденсационные полимеры на основе нафталина; и
(iv) катионные полимеры, получаемые в результате цепного роста молекулы, в подходящем случае катионные винильные полимеры, получаемые полиприсоединением, предпочтительно катионные полимеры на основе акриламида, и ароматические анионные полимеры, встречающиеся в природе, и их модификации, в подходящем случае анионные полимеры на основе лигнина, предпочтительно сульфированные лигнины.
Катионные и анионные полимеры, соответствующие данному изобретению, предпочтительно добавляют в водную суспензию, содержащую целлюлозные волокна, или в волокнистую массу по отдельности, а не в виде смеси, содержащей упомянутые полимеры. Катионные и анионные полимеры предпочтительно добавляют в волокнистую массу в различных точках. Полимеры можно добавлять в любом порядке. Обычно в волокнистую массу первым добавляют катионный полимер, а анионный полимер добавляют после этого, хотя также можно использовать и обратный порядок добавления.
Полимеры можно добавлять в подлежащую обезвоживанию волокнистую массу в количествах, которые могут варьироваться в широких пределах в зависимости, помимо прочего, от типа волокнистой массы, содержания соли, типа солей, содержания наполнителя, типа наполнителя, точки ввода и тому подобного. В общем случае полимеры добавляют в количестве, которое обеспечивает улучшение обезвоживания и/или удерживания по сравнению с тем, что имеет место без их добавления, и обычно в волокнистую массу катионный полимер добавляют до добавления анионного полимера. Катионный полимер обычно добавляют в количестве, по меньшей мере, равном 0,001%, зачастую, по меньшей мере, равном 0,005% (масс.), в расчете на сухое вещество волокнистой массы, в то время как верхний предел обычно равен 3%, а в подходящем случае 2,0% (масс.). Анионный полимер обычно добавляют в количестве, по меньшей мере, равном 0,001%, зачастую, по меньшей мере, равном 0,005% (масс.), в расчете на сухое вещество волокнистой массы, в то время как верхний предел обычно равен 3%, а в подходящем случае 1,5% (масс.).
Полимеры, имеющие ароматические группы, соответствующие изобретению, можно использовать в сочетании с дополнительными добавками (добавкой), которые оказывают благоприятное воздействие на общие эксплуатационные характеристики в отношении обезвоживания и/или удерживания, таким образом, образуя добавки, способствующие обезвоживанию и удерживанию, включающие три или более компонента. Примеры подходящих добавок к волокнистой массе данного типа включают анионные вещества в виде микрочастиц, например, частицы на основе диоксида кремния и глины смектитового типа, низкомолекулярные катионные органические полимеры, соединения алюминия, анионные винильные полимеры, получаемые полиприсоединением, и их комбинации, в том числе соединения и их использование, описываемые в публикациях международных патентных заявок №№ WO 99/55964 и WO 99/55965, которые включаются в настоящий документ в качестве ссылки.
Низкомолекулярные (здесь и далее в настоящем документе НМ) катионные органические полимеры, которые можно использовать в соответствии с данным изобретением, включают те, которые обычно называют ловушками для анионных примесей (АТС). Катионный органический НМ-полимер можно получать из природных или синтетических источников, и им предпочтительно является синтетический НМ-полимер. Подходящие органические полимеры данного типа включают катионные органические НМ-полимеры с высоким зарядом, такие, как полиамины, полиамидоамины, полиэтиленимины, гомо- и сополимеры на основе хлорида диаллилдиметиламмония, (мет)акриламиды и (мет)акрилаты. По сравнению с молекулярной массой катионного органического полимера, имеющего ароматическую группу, соответствующего данному изобретению, молекулярная масса катионного органического НМ-полимера предпочтительно меньше; в подходящем случае она равна, по меньшей мере, 2000, а предпочтительно, по меньшей мере, 10000. Верхний предел молекулярной массы обычно равен приблизительно 700000, в подходящем случае приблизительно 500000, а обычно приблизительно 200000.
Соединения алюминия, которые можно использовать в соответствии с данным изобретением, включают квасцы, алюминаты, хлорид алюминия, нитрат алюминия и полиалюминиевые соединения, такие, как полиалюминиевые хлориды, полиалюминиевые сульфаты, полиалюминиевые соединения, содержащие как хлоридные, так и сульфатные ионы, полиалюминиевые силикат-сульфаты и их смеси. Полиалюминиевые соединения также могут содержать и анионы, отличные от хлоридных ионов, например анионы от серной кислоты, фосфорной кислоты, органических кислот, таких, как лимонная кислота и щавелевая кислота.
Способ данного изобретения можно применить ко всем способам изготовления бумаги и ко всем суспензиям целлюлозы, и он в особенности подходит для получения бумаги из волокнистой массы, которая обладает высокой проводимостью. В таких случаях проводимость волокнистой массы, которую обезвоживают на сетке, обычно, по меньшей мере, равна 2,0 мСм/см, в подходящем случае, по меньшей мере, 3,5 мСм/см, а предпочтительно, по меньшей мере, 5,0 мСм/см. Проводимость можно измерить при помощи стандартного оборудования, такого, как, например, прибор WTW LF 539, поставляемый компанией Christian Berner. Значения, приведенные выше, в подходящем случае определяют, проводя измерения проводимости целлюлозной суспензии, которую подают в напорный ящик бумагоделательной машины, или которая там находится, или в альтернативном варианте проводя измерения проводимости оборотной воды, получаемой в результате обезвоживания суспензии. Высокие уровни проводимости свидетельствуют о высоком содержании солей (электролитов), которые могут иметь своим происхождением материалы, использованные при образовании волокнистой массы, различные добавки, вводимые в волокнистую массу, свежую воду, подаваемую в процесс, и тому подобное. Кроме этого, содержание солей обычно выше в процессах, в которых в больших масштабах осуществляют рециркуляцию оборотной воды, что может повлечь за собой накопление значительных количеств солей в воде, циркулирующей в процессе.
Настоящее изобретение дополнительно охватывает способы изготовления бумаги, в которых в больших масштабах осуществляют рециркуляцию оборотной воды или отправление ее на рецикл, то есть при высокой степени замкнутости контура оборотной воды, например, когда на одну тонну сухой изготовленной бумаги используют от 0 до 30 тонн свежей воды, обычно меньше 20, в подходящем случае меньше 15, предпочтительно меньше 10, а особенно меньше 5 тонн свежей воды на одну тонну бумаги. Рециркуляция оборотной воды, получаемой в процессе, в подходящем случае включает смешивание оборотной воды с целлюлозными волокнами и/или необязательными наполнителями с образованием подлежащей обезвоживанию суспензии; она предпочтительно включает смешивание оборотной воды с суспензией, содержащей целлюлозные волокна и необязательные наполнители, перед тем, как суспензия попадет на сетку для формования для проведения обезвоживания. Оборотную воду можно смешивать с суспензией до, в промежутках между, одновременно с или после введений добавок, способствующих обезвоживанию и удерживанию, соответствующих данному изобретению. Свежую воду можно вводить в процесс на любой стадии; например, ее можно смешивать с целлюлозными волокнами для того, чтобы сформировать суспензию, и ее можно смешивать с концентрированной суспензией, содержащей целлюлозные волокна, для ее разбавления с тем, чтобы получить разбавленную суспензию, подлежащую обезвоживанию, до, одновременно с или после смешивания суспензии с оборотной водой.
Само собой разумеется, что в комбинации с полимерами, соответствующими данному изобретению, можно использовать дополнительные добавки, которые обычно используются при изготовлении бумаги, такие, как, например, добавки, придающие прочность в сухом состоянии, добавки, придающие прочность во влажном состоянии, оптические осветлители, красители, проклеивающие вещества, подобные проклеивающим веществам на основе канифоли и проклеивающим веществам, обладающим реакционной способностью по отношению к целлюлозе, например, алкил- и алкенилкетеновые димеры, алкил- и алкенилкетеновые мультимеры и ангидриды янтарной кислоты и тому подобное. Суспензия целлюлозы или волокнистая масса также может содержать минеральные наполнители обычно используемых типов, такие, как, например, каолин, белую глину, диоксид титана, природный гипс, тальк и природный и синтетический карбонаты кальция, такие, как мел, измельченный мрамор и химически осажденный мел.
Способ данного изобретения используют для изготовления бумаги. Термин “бумага” в соответствии с тем, как он используется в данном описании, само собой разумеется, включает не только бумагу и продукцию из нее, но также и другие продукты, подобные листам или полотнам, содержащим целлюлозные волокна, таким, как, например, плита и картон и продукция из них. Способ можно использовать при изготовлении бумаги из различных типов суспензий волокон, содержащих целлюлозу, и суспензии должны содержать в подходящем случае, по меньшей мере, 25% (масс.), а предпочтительно, по меньшей мере, 50% (масс.) таких волокон в расчете на сухое вещество. Основой суспензии могут быть волокна из технической целлюлозы, такой, как сульфатная, сульфитная целлюлозы и целлюлоза, полученная в результате варки с использованием органических растворителей, древесная масса, такая, как термомеханическая целлюлоза, химико-термомеханическая целлюлоза, рафинерная древесная масса и дефибрерная древесная масса, как из древесины лиственных пород, так и из древесины хвойных пород, и ее основой также могут быть вторично используемые волокна, необязательно из целлюлоз после отмывания печатной краски, и их смеси.
Данное изобретение далее иллюстрируется в следующих примерах, которые, однако, не предполагают ограничивать собой изобретение. Части и % относятся к массовым частям и к % (масс.) соответственно, если не указано другого.
Пример 1.
Катионные полимеры, использованные в тестах, приобретали на рынке или же получали в соответствии с общеизвестными методиками. Катионные полисахариды, использованные в тестах, получали в результате проведения реакции между природным картофельным крахмалом и кватернизующим агентом в соответствии с общей методикой, описанной в ЕР - А 0189935 и WO 99/55964. Катионные полимеры, использованные в тестах, здесь и далее в настоящем документе также коллективно называемые катионным полимером, от С1 до С3, соответствующие данному изобретению, и от C1 – сравн. до C3 – сравн., предназначенные для целей сравнения, были следующими:
С1: Катионный крахмал, полученный в результате кватернизации природного картофельного крахмала при помощи 3-хлор-2–гидроксипропилдиметилбензиламмоний хлорида до содержания 0,5% N.
С2: Катионный крахмал, полученный в результате кватернизации природного картофельного крахмала при помощи 3-хлор-2–гидроксипропилдиметилбензиламмоний хлорида до содержания 0,7% N.
С3: Катионный винильный полимер, получаемый полиприсоединением акриламида (90% (мольн.)) и хлорида акрилоксиэтилдиметилбензиламмония (10% (мольн.)), молекулярный вес равен приблизительно 6000000.
С1 - сравн.: Катионный крахмал, полученный в результате кватернизации природного картофельного крахмала при помощи 2,3–эпоксипропилтриметиламмоний хлорида до содержания 0,8% N.
С2 - сравн.: Катионный крахмал, полученный в результате кватернизации природного картофельного крахмала при помощи 2,3–эпоксипропилтриметиламмоний хлорида до содержания 0,5% N.
С3 – сравн.: Катионный винильный полимер, получаемый полиприсоединением акриламида (90% (мольн.)) и акрилоксиэтилтриметиламмоний хлорида (10% (мольн.)), молекулярный вес равен приблизительно 6000000.
Анионные полимеры, использованные в тестах, приобретали на рынке или получали в соответствии с общеизвестными методиками. Анионные полимеры, использованные в тестах, здесь и далее в настоящем документе также коллективно называемые анионным полимером, от А1 до А8, соответствующие данному изобретению, и от A1 – сравн. до A2 – сравн., предназначенные для целей сравнения, были следующими:
А1: Анионный продукт поликонденсации формальдегида и нафталинсульфоната, молекулярный вес равен приблизительно 20000.
А2: Анионный продукт поликонденсации формальдегида и нафталинсульфоната, молекулярный вес равен приблизительно 110000.
А3: Анионный продукт поликонденсации формальдегида и нафталинсульфоната, молекулярный вес равен приблизительно 40000.
А4: Анионный продукт поликонденсации формальдегида и нафталинсульфоната, молекулярный вес равен приблизительно 210000.
А5: Анионный полиуретан, полученный в результате проведения реакции моностеарата глицерина и толуоядиизоцианата с получением форполимера, содержащего концевые изоцианатные группы, в реакцию с которым после этого вводили диметилолпропионовую кислоту.
А6: Анионный полиуретан, получаемый в результате проведения реакции фенилдиэтаноламина и толуоядиизоцианата с получением форполимера, содержащего концевые изоцианатные группы, в реакцию с которым после этого вводили диметилолпропионовую кислоту и N-метилдиэтаноламин.
А7: Анионный сульфированный сульфатный лигнин.
А8: Анионный лигносульфонат.
А1 – Анионный меламин - формальдегид - сравн.: сульфонатный продукт поликонденсации.
А2 – Анионный неорганический конденсационный - сравн.: полимер кремниевой кислоты в виде коллоидных частиц диоксида кремния с размером частиц 5 нм.
Низкомолекулярный катионный органический полимер, также называемый АТС, который использовали в некоторых из тестов, можно было приобретать на рынке, а можно было получать в соответствии с общеизвестными методиками. АТС был следующим:
АТС: Катионный сополимер диметиламина, эпихлоргидрина и этилендиамина с молекулярной массой, равной приблизительно 50000.
Все полимеры использовали в виде разбавленных водных растворов полимеров.
Пример 2.
Эксплуатационные характеристики в отношении обезвоживания оценивали при помощи динамического анализатора обезвоживания (DDA), приобретаемого у компании Akribi, Швеция, который измеряет время обезвоживания заданного объема волокнистой массы через сетку при удалении заглушки и подаче вакуума на ту сторону сетки, которая противоположна стороне, на которой находится волокнистая масса.
Стандартную волокнистую массу получали из композиции для изготовления бумаги на основе 56% (масс.) беленой пероксидом TMP/SGW (термомеханической целлюлозы/дефибрерной древесной массы) (80/20), 14% (масс.) беленой сульфатной целлюлозы на основе древесины березы/сосны (60/40), размолотой до 200° CSF (степени помола по канадскому стандартному прибору), и 30% (масс.) белой глины. К волокнистой массе добавляли 25 г/л коллоидной фракции, хлорной извести с бумажной фабрики. Объем волокнистой массы составлял 800 мл, а рН был приблизительно равен 7. В волокнистую массу добавляли хлорид кальция для того, чтобы довести величину проводимости до 0,5 мСм/см. Полученную волокнистую массу называли стандартной волокнистой массой. К стандартной волокнистой массе добавляли дополнительные количества хлорида кальция для того, чтобы получить волокнистую массу со средней проводимостью (2,0 мСм/см) и волокнистую массу с высокой проводимостью (5,0 мСм/см).
Волокнистую массу перемешивали в контейнере с перегородками со скоростью 1500 оборотов в минуту в течение всего теста, а добавление химических препаратов проводили следующим образом: i) добавление в волокнистую массу катионного полимера с последующим перемешиванием в течение 30 секунд, ii) добавление в волокнистую массу анионного полимера с последующим перемешиванием в течение 15 секунд, iii) обезвоживание волокнистой массы при автоматической регистрации времени обезвоживания. Если использовали АТС, то в волокнистую массу добавляли его и после этого проводили перемешивание в течение 30 секунд перед тем, как i) добавлять катионный полимер и ii) добавлять анионный полимер в соответствии с методикой, описанной выше.
Таблица 1 демонстрирует эффект обезвоживания (спуска воды) при различных дозировках катионного полимера С1, рассчитанных в виде количества сухого полимера на количество системы в виде сухой волокнистой массы, и различных дозировках анионных полимеров A1 – сравн., A1 и А2, рассчитанных в виде количества сухого полимера на количество системы в виде сухой волокнистой массы. Стандартную волокнистую массу использовали в тестах №№1-5, а волокнистую массу с высокой проводимостью использовали в тестах №№6-9.
| Таблица 1. | |||||
| № | Дозировка | Дозировка | Время обезвоживания [сек]. | ||
| теста. | С1 [кг/т]. | А [кг/т]. | A1 - сравн. | A1 | A2 |
| 1 | 30 | 0 | 19,0 | 19,0 | 19,0 |
| 2 | 30 | 0,5 | 17,5 | 17,0 | 15,5 |
| 3 | 30 | 1,0 | 14,6 | 12,6 | 12,1 |
| 4 | 30 | 2,0 | 12,8 | 9,0 | 8,4 |
| 5 | 30 | 3,0 | 9,8 | 8,7 | 7,2 |
| 6 | 20 | 0 | 26,4 | 26,4 | 26,4 |
| 7 | 20 | 2,0 | 21,5 | 15,7 | 15,6 |
| 8 | 20 | 3,0 | 17,6 | 14,6 | 13,7 |
| 9 | 20 | 4,0 | 15,7 | 14,5 | 13,4 |
Пример 3.
Удерживание для первого прохода оценивали при помощи нефелометра, проводя измерение мутности фильтрата из динамического анализатора обезвоживания (DDA), оборотной воды, полученной в результате обезвоживания волокнистой массы, полученной в примере 2. Результаты продемонстрированы в таблице 2.
| Таблица 2. | |||||
| № теста. | Дозировка С1 [кг/т]. | Дозировка А [кг/т]. | Мутность [NTU (нефелометрическая единица мутности)]. | ||
| A1 – сравн. | A1 | A2 | |||
| 1 | 30 | 0,5 | 56 | 49 | 55 |
| 2 | 30 | 1,0 | 55 | 50 | 50 |
| 3 | 30 | 2,0 | 52 | 47 | 48 |
| 4 | 30 | 3,0 | 50 | 43 | 45 |
Пример 4.
Эксплуатационные характеристики в отношении обезвоживания оценивали при использовании катионных и анионных полимеров, соответствующих примеру 1, и стандартной волокнистой массы и методики, соответствующих примеру 2. Результаты продемонстрированы в таблице 3.
| Таблица 3. | |||||
| № | Дозировка | Дозировка | Время обезвоживания [сек]. | ||
| теста. | С1 [кг/т]. | А [кг/т]. | A1 | A3 | A4 |
| 1 | 0 | 0 | 18,0 | 18,0 | 18,0 |
| 2 | 20 | 0 | 12,5 | 12,5 | 12,5 |
| 3 | 20 | 1,0 | 10,9 | 10,0 | 10,2 |
| 4 | 20 | 2,0 | 10,3 | 9,0 | 8,9 |
| 5 | 20 | 4,0 | 10,0 | 8,7 | 8,0 |
Пример 5.
Эксплуатационные характеристики в отношении обезвоживания оценивали при использовании катионных и анионных полимеров, соответствующих примеру 1, и волокнистой массы со средней проводимостью и методики, соответствующих примеру 2. Результаты продемонстрированы в таблице 4.
| Таблица 4. | |||||
| № | Дозировка | Дозировка | Время обезвоживания [сек]. | ||
| теста. | С [кг/т]. | А1 [кг/т]. | С1 – сравн. | С1 | С2 |
| 1 | 10 | 0 | 13,8 | 14,6 | 11,5 |
| 2 | 10 | 0,75 | 12,6 | 10,6 | 7,4 |
| 3 | 10 | 1,5 | 12,8 | 9,5 | 6,6 |
| 4 | 10 | 3,0 | 14,1 | 10,1 | 7,2 |
Пример 6.
Эксплуатационные характеристики в отношении обезвоживания оценивали при использовании катионных и анионных полимеров, соответствующих примеру 1, и волокнистой массы с высокой проводимостью и методики, соответствующих примеру 2. Результаты продемонстрированы в таблице 5.
| Таблица 5. | |||||
| № теста. | Дозировка С1 [кг/т]. | Дозировка А [кг/т]. | Время обезвоживания [сек]. | ||
| A2 – сравн. | A5 | A6 | |||
| 1 | 20 | 0 | 31,8 | 31,8 | 31,8 |
| 2 | 20 | 1,0 | 31,0 | 27,5 | 28,8 |
| 3 | 20 | 2,0 | 28,0 | 22,0 | 24,4 |
| 4 | 20 | 4,0 | 23,8 | 16,5 | 19,5 |
| 5 | 20 | 6,0 | 23,0 | 14,0 | 18,3 |
Пример 7.
Эксплуатационные характеристики в отношении обезвоживания оценивали при использовании катионных и анионных полимеров, соответствующих примеру 1, и волокнистой массы с высокой проводимостью и методики, соответствующих примеру 2. Результаты продемонстрированы в таблице 6.
| Таблица 6. | ||||
| № | Дозировка | Дозировка | Время обезвоживания [сек]. | |
| теста. | С3 [кг/т]. | А [кг/т]. | A5 | A6 |
| 1 | 2 | 0 | 15,8 | 15,8 |
| 2 | 2 | 0,25 | 13,8 | 13,3 |
| 3 | 2 | 0,5 | 13,2 | 12,9 |
| 4 | 2 | 0,75 | 13,4 | 13,1 |
| 5 | 2 | 1,0 | 13,5 | 13,3 |
Пример 8.
Эксплуатационные характеристики в отношении обезвоживания и удерживания оценивали при использовании катионных и анионных полимеров, соответствующих примеру 1, и волокнистой массы со стандартной проводимостью и методик, соответствующих примерам 2 и 3. Результаты продемонстрированы в таблице 7.
Таблица 7.
| № теста. | Дозировка С [кг/т]. | Дозировка А7 [кг/т]. | Время обезвоживания /мутность [сек]/ [NTU]. | |
| C2 – сравн. | C1 | |||
| 1 | 25 | 0 | 22,0 / 49 | 23,4 / 43 |
| 2 | 25 | 2 | 22,1 / 50 | 16,3 / 40 |
| 3 | 25 | 4 | 21,2 / 46 | 14,3 / 40 |
Пример 9.
Эксплуатационные характеристики в отношении обезвоживания оценивали при использовании катионных и анионных полимеров и АТС, соответствующих примеру 1, и волокнистой массы со средней проводимостью и методик, соответствующих примеру 2. Результаты продемонстрированы в таблице 8.
| Таблица 8. | |||||
| № теста. | Дозировка АТС [кг/т]. | Дозировка С [кг/т]. | Дозировка A7 [кг/т]. | Время обезвоживания [сек]. | |
| C3 – сравн. | C3 | ||||
| 1 | 3 | 3 | 1 | 20,8 | 11,0 |
| 2 | 3 | 3 | 1,5 | 17,9 | 9,3 |
| 3 | 3 | 3 | 2 | 14,7 | 7,9 |
Пример 10.
Эксплуатационные характеристики в отношении обезвоживания и удерживания оценивали при использовании катионных и анионных полимеров и АТС, соответствующих примеру 1, и волокнистой массы со средней проводимостью и методик, соответствующих примерам 2 и 3. Результаты продемонстрированы в таблице 9.
| Таблица 9. | |||||
| № теста. | Дозировка АТС [кг/т]. | Дозировка С [кг/т]. | Дозировка A8 [кг/т]. | Время обезвоживания/мутность [сек]/[NTU]. | |
| C3 – сравн. | C3 | ||||
| 1 | 3 | 3 | 2 | 21,4/49 | 11,1/40 |
| 2 | 3 | 3 | 3 | 17,4/46 | 9,3/40 |
| 3 | 3 | 3 | 4 | 15,6/48 | 8,9/45 |
Пример 11.
Эксплуатационные характеристики в отношении обезвоживания оценивали при использовании катионных и анионных полимеров, соответствующих примеру 1, и волокнистой массы со стандартной проводимостью и методик, соответствующих примеру 2. Результаты продемонстрированы в таблице 10.
| Таблица 10. | ||||
| № теста. | Дозировка С [кг/т]. | Дозировка А8 [кг/т]. | Время обезвоживания/мутность [сек]/[NTU]. | |
| C2 – сравн. | C1 | |||
| 1 | 25 | 1 | 23,0/47 | 20,8/44 |
| 2 | 25 | 2 | 22,6/50 | 19,0/43 |
| 3 | 25 | 4 | 22,8/49 | 18,8/45 |
| 4 | 25 | 6 | 22,6/49 | 16,3/40 |
| 5 | 25 | 8 | 22,1/50 | 15,5/42 |
1. Способ изготовления бумаги из водной суспензии, содержащей целлюлозные волокна и необязательные наполнители, который включает добавление в суспензию по отдельности катионного органического полимера, имеющего одну или несколько ароматических групп, и анионного полимера, имеющего одну или несколько ароматических групп, причем анионный полимер выбирают из полимеров, получаемых по механизму ступенчатого роста молекулы, полисахаридов и ароматических полимеров, встречающихся в природе, и их модификаций, формование и обезвоживание суспензии на сетке, при том условии, что, если анионный полимер представляет собой полимер, получаемый по механизму ступенчатого роста молекулы, то им не будет анионный конденсационный полимер на основе меламинсульфоновой кислоты.
2. Способ изготовления бумаги из водной суспензии, содержащей целлюлозные волокна и необязательные наполнители, который включает добавление в суспензию по отдельности катионного органического полимера, имеющего одну или несколько ароматических групп, и анионного полимера, имеющего одну или несколько ароматических групп, формование и обезвоживание суспензии на сетке, при том условии, что анионным полимером не будет являться анионный полистиролсульфонат или анионный конденсационный полимер на основе меламинсульфоновой кислоты.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что катионный полимер представляет собой катионный полисахарид.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что катионный полимер представляет собой катионный крахмал.
5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что катионный полимер представляет собой винильный полимер, получаемый полиприсоединением.
6. Способ по любому из пп.1, 2 или 5, отличающийся тем, что катионный полимер представляет собой полимер на основе акриламида.
7. Способ по любому одному из пп.1-6, отличающийся тем, что среднемассовая молекулярная масса катионного полимера превышает приблизительно 1000000.
8. Способ по любому одному из пп.1-7, отличающийся тем, что катионный полимер имеет бензильную группу.
9. Способ по любому одному из пп.1-8, отличающийся тем, что анионный полимер представляет собой анионный конденсационный полимер на основе бензола или на основе нафталина.
10. Способ по любому одному из пп.1-9, отличающийся тем, что анионный полимер получают из одного или нескольких ароматических соединений, выбираемых из фенила, фенола, нафталина, нафтола, их производных и их смесей.
11. Способ по любому одному из пп.1-8, отличающийся тем, что анионный полимер представляет собой полимер на основе лигнина.
12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что анионный полимер выбирают из экстрактов танина, сульфированных лигнинов, конденсационных полимеров на основе бензолсульфоновой кислоты, конденсационных полимеров на основе бензолсульфоната, конденсационных полимеров на основе ксилолсульфоновой кислоты, конденсационных полимеров на основе ксилолсульфоната, конденсационных полимеров на основе нафталинсульфоновой кислоты, конденсационных полимеров на основе нафталинсульфоната, конденсационных полимеров на основе фенолсульфоновой кислоты, конденсационных полимеров на основе фенолсульфоната и их смесей.
13. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что анионный полимер выбирают из анионных полиуретанов.
14. Способ по любому одному из пп.1-13, отличающийся тем, что среднемассовая молекулярная масса анионного полимера находится в диапазоне от 500 до 1000000.
15. Способ по любому одному из пп.1-14, отличающийся тем, что катионный полимер добавляют в количестве от 0,005 до 2 мас.% в расчете на сухую суспензию.
16. Способ по любому одному из пп.1-15, отличающийся тем, что анионный полимер добавляют в количестве от 0,005 до 1,5 мас.% в расчете на сухую суспензию.
17. Способ по любому одному из пп.1-16, отличающийся тем, что он дополнительно включает добавление в суспензию низкомолекулярного катионного органического полимера.
18. Способ по любому одному из пп.1-17, отличающийся тем, что проводимость суспензии, по меньшей мере, равна 2,0 мСм/см.
19. Способ по любому одному из пп.1-18, отличающийся тем, что он дополнительно включает рециркуляцию оборотной воды и введение от 0 до 30 т свежей воды на одну тонну изготавливаемой бумаги.
Приоритеты по пунктам и признакам:
16.11.2000 по пп.1 и 2 за исключением признака “при условии, что, если анионный полимер является полимер, полученный по механизму ступенчатого роста, не является анионным конденсационным полимером на основе меламинсульфоновой кислоты”, который имеет приоритет 02.08.2001;
16.11.2000 по пп.3-10, 13-19;
16.11.2000 по п.12, за исключением сульфированных лигнинов, которые имеют приоритет 02.08.2001;
02.08.2001 по п.11.
