СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БУМАГИ ИЛИ КАРТОНА Российский патент 2023 года по МПК D21H17/34 D21H17/45 D21H17/55 D21H21/10 C08L39/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу производства бумаги или картона с улучшенными общим удержанием, удержанием наполнителей и способностью к обезвоживанию. Более конкретно объектом настоящего изобретения является способ производства с использованием полимера N-винилформамида, частично гидролизованного в виде обратной эмульсии.

Объектом также является бумага или картон, полученные этим способом.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Реализация систем удержания и обезвоживания хорошо известны в способах изготовления бумаги.

Под способностями к удержанию мы понимаем способность удерживать взвешенные вещества массы (волокна, мелкие частицы, наполнители (карбонат кальция, оксид титана) и т.д.) на формующей сетке и тем самым в волокнистом мате, который составляет конечный лист. Принцип действия удерживающих средств основан на флокуляции этих взвешенных веществ в воде. Действительно, образовавшиеся хлопья легче удерживаются на формующей сетке.

Удержание наполнителей состоит из удержания отдельных наполнителей (мелких минеральных видов с небольшим сродством к целлюлозе). Значительное улучшение удержания наполнителя приводит к очищению оборотной воды посредством удержания наполнителя в бумажном листе и увеличению его граммажа. Это также позволяет заменить часть волокон (наиболее дорогой вид в составе бумаги) наполнителями (с меньшей стоимостью) для снижения производственных затрат на бумагу.

Что касается способности к обезвоживанию, это относится к способности волокнистого мата выводить или выпускать как можно больше воды, вследствие чего лист высыхает как можно быстрее, особенно во время изготовления листа.

Поскольку эти две способности (удержания и обезвоживания) тесно связаны, в том смысле, что одно зависит от другого, вопрос, таким образом, заключается в поиске наилучшего компромисса между удержанием и обезвоживанием. В целом, специалист в данной области обращается к удерживающему и обезвоживающему средствам, поскольку они являются одними и теми же типами продуктов, которые улучшают эти две способности.

Все системы удержания и обезвоживания, известные из уровня техники, характеризуются тем, что в качестве основного удерживающего средства они содержат водорастворимые полимеры с высокой молекулярной массой, превышающей 1 миллион г/моль, обычно превышающей 3 миллиона г/моль, которые называются флокулянтами. В связи с их высокой молекулярной массой они обычно являются катионными и имеют особенность, заключающуюся в том, что они представлены в виде эмульсии (обратной), микроэмульсии, порошка или дисперсии. Эти полимеры обычно вводят в количестве от 50 до 800 г/т сухого полимера к сухой бумаге.

Точки введения этих средств в способе изготовления бумаги обычно расположены в коротком замыкании, то есть после насоса-смесителя (или смесительного насоса), и, следовательно, в разбавленной массе (или массе низкой концентрации), концентрация которой обычно ниже чем 1% по массе сухого вещества, чаще всего от 0,5 до 1,2%.

В качестве обезвоживающих средств часто используют поли вин и л амины. Обычно поливиниламины получают либо перегруппировкой Гофмана для полиакриламидов, либо гидролизом поливинилформамида.

Гидролиз поливинилформамидов заключается в образовании виниламиновой функциональной группы из N-винилформамидной функциональной группы.

Гидролиз можно проводить в кислотной или основной среде. Количество кислоты или основания определяет скорость гидролиза и, следовательно, количество виниламина, присутствующего в конечном полимере. Поливиниламины в основном получают гидролизом поливинилформамидов в водных растворах. Целью является получение линейных и высокомолекулярных поливиниламинов с оптимальными способностями к удержанию и обезвоживанию для использования в способе изготовления бумаги.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Неожиданно заявитель обнаружил, что способ изготовления бумаги с использованием по меньшей мере одного полимера N-винилформамида, частично гидролизованного в виде обратной эмульсии и имеющего восстановление катионов от 30 до 150%, обеспечивает улучшенную эффективность обезвоживания, удержания волокон и мелких частиц, а также удержания наполнителя.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу производства листа бумаги или картона, согласно которому по меньшей мере один полимер N-винилформамида, частично гидролизованный в виде обратной эмульсии и имеющий восстановление катионов от 30 до 150%, добавляют перед формированием указанного листа в суспензию волокон в одной или более точках введения.

В нижеследующем описании и формуле изобретения дозировки всех полимеров, выраженные в г⋅т^-1, даны как масса полимера на тонну сухой массы. Таким образом, согласно настоящему изобретению сухая масса соответствует сухой массе суспензии волокон, используемой в способе.

В контексте настоящего изобретения способ изготовления бумаги соответствует способу производства бумаги, картона или тому подобного, в частности, способу производства листа бумаги, картона, или тому подобного.

Перед формированием указанного листа по меньшей мере один полимер N-винилформамида, частично гидролизованный в виде обратной эмульсии согласно настоящему изобретению, добавляют в суспензию волокон в одной или более точках введения.

Под термином «суспензия волокон» понимается жидкая суспензия или разбавленная масса на основе воды и целлюлозных волокон. Масса высокой концентрации с концентрацией сухого вещества (по массе) более 1% или даже более 3% находится выше по ходу смесительного насоса. Масса низкой концентрации с концентрацией сухого вещества (по массе), которая обычно составляет менее 1%, находится ниже по ходу смесительного насоса.

Полимер можно вводить в массу высокой концентрации или в массу низкой концентрации. Его можно добавить в смесительный насос или в напорный ящик. Предпочтительно сополимер вводят перед напорным ящиком.

Термин «полимер» означает гомополимеры N-винилформамида и сополимеры с неионными мономерами и/или анионными мономерами, и/или катионными мономерами, и/или цвиттер-ионными мономерами, полимеризуемыми с N-винилформамидом.

В качестве примеров анионных мономеров преимуществом обладает использование по меньшей мере одного мономера, выбранного из:

- мономеров, содержащих по меньшей мере одну карбоксильную функциональную группу, например, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, итаконовую кислоту и их соли;

- мономеров, содержащих по меньшей мере одну функциональную группу сульфоновой кислоты, например, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту (AMPS), аллилсульфоновую кислоту и металлилсульфоновую кислоту и их соли.

Соли анионных мономеров обычно представляют собой соли щелочных металлов, щелочноземельных металлов или аммония, предпочтительно соли натрия или калия.

В качестве примеров неионных мономеров преимуществом обладает использование по меньшей мере одного мономера, выбранного из:

- акриламида и его производных, включая N-алкилакриламиды, например, N-изопропилакриламид, N-трет-бутилакриламид; N,N-диалкилакриламиды, например, N,N-диметилакриламид; и N-метилолакриламид;

- метакриламида и его производных, включая N-алкилметакриламиды, например, N-изопропилметакриламид, N-трет-бутилметакриламид; N,N-диалкилметакриламиды, например, N,N-диметилметакриламид; и N-метилолметакриламид;

- N-винилпиридина, N-винилпирролидона, гидроксиалкилакрилатов, гидроксиалкилметакрилатов, акрилатов, несущих алкокси-цепи, и метакрилатов, несущих алкокси-цепи.

В качестве примеров анионных мономеров преимуществом обладает использование по меньшей мере одного мономера, выбранного из:

- солей диаллилдиалкиламмония, например, хлорид диаллилдиметиламмония галогенида (DADMAC);

- диалкиламиноалкилакрилатов, диалкиламиноалкилметакрилатов, в частности, диалкиламиноалкилдиалкиламиноэтилакрилата (ADAME) и диалкиламиноэтилметакрилата (MADAME), а также их подкисленных или кватернизированных форм, например, хлорид [2-(акрилоилокси)этил]триметиламмония; диалкиламиноалкилакриламидов, диалкилметакриламидов, а также их подкисленных или кватернизированных форм, например, хлорид акриламидопропилтриметиламмония.

Кватернизация мономеров, таких как ADAME или MADAME, может, в частности, осуществляться через алкилгалогенид, такой как метилгалогенид, преимущественно метилхлорид.

В качестве примеров цвиттер-ионных мономеров преимуществом обладает использование по меньшей мере одного мономера, выбранного из:

- мономеров сульфобетаина, таких как этилметакрилат сульфопропилдиметиламмония, пропилметакриламид сульфопропилдиметиламмония, сульфопропил-2-винилпиридиний;

- фосфобетаиновых мономеров, таких как фосфатэтилтриметиламмонийэтилметакрилат карбоксибетаиновые мономеры.

В целом полимер может содержать от 0 до 50 мол. %, более предпочтительно от 0 до 30 мол. % и еще более предпочтительно от 0 до 15 мол. % по меньшей мере одного мономера, выбранного из неионных мономеров, и/или анионных мономеров, и/или катионных мономеров, и/или цвиттер-ионных мономеров, полимеризуемых с N-винилформамидом.

Предпочтительно частично гидролизованный полимер N-винилформамида представляет собой гомополимер N-винилформамида. Следовательно, частичный гидролиз звеньев, полученных из N-винилформамида, проводят на гомополимере N-винилформамида.

Обратная эмульсия, содержащая по меньшей мере один частично гидролизованный полимер N-винилформамида, состоит из гидрофильной фазы, содержащей этот полимер, липофильной фазы, по меньшей мере одного эмульгирующего средства и по меньшей мере одного инвертирующего средства. Таким образом, она представляет собой эмульсию типа «вода в масле».

Липофильная фаза может быть минеральным маслом, растительным маслом, синтетическим маслом или смесью нескольких из этих масел. Примерами минерального масла являются минеральные масла, содержащие насыщенные углеводороды алифатического, нафтенового, парафинового, изопарафинового, циклопарафинового или нафтилового типа. Примерами синтетического масла являются гидрогенизированный полидецен или гидрогенизированный полиизобутен, сложные эфиры, такие как октилстеарат или бутилолеат. Таким образом, идеально подходит линейка продуктов Exxsol^® от компании Exxon.

Обычно массовое соотношение гидрофильной фазы и липофильной фазы в обратной эмульсии предпочтительно составляет от 50/50 до 90/10.

Обратная эмульсия преимущественно содержит от 12 до 26% по массе масла и от 35 до 48% по массе воды.

Термин «эмульгирующее средство» означает средство, способное эмульгировать воду в масле, тогда как «инвертирующее средство» способно эмульгировать масло в воде. Обычно инвертирующее средство считается поверхностно-активным веществом, имеющим HLB больше или равным 10, тогда как эмульгирующее средство является поверхностно-активным веществом, имеющим HLB строго меньше 10.

Гидрофильно-липофильный баланс (HLB) химического соединения является мерой его степени гидрофильности или липофильности, определенный путем расчета значений разных частей молекулы, как описано у Griffin в 1949 (Griffin WC, Classification of Surface-Active Agents by HLB, Journal of the Society of Cosmetic Chemists 1949, 1, c. 311-326).

Преимущественно обратная эмульсия содержит эмульгирующее средство. Его можно преимущественно выбрать из следующего списка: сложные полиэфиры с молекулярной массой от 1000 до 3000, продукты конденсации поли(изобутенил)янтарной кислоты или ее ангидрида и полиэтиленгликоля, блок-сополимеры с молекулярной массой от 2500 до 3500, например продаваемые под торговыми наименованиями Hypermer^®, экстракты на основе сорбитана, например, сорбитана моноолеат или полиолеаты, сорбитана изостеарат или сорбитана сесквиолеат, полиэтоксилированные сложные эфиры сорбитана или даже диэтоксилированный олеоцетиловый спирт или тетраэтоксилированный лаурилакрилат, продукты конденсации жирных спиртов выше, чем этилен, такие как продукт реакции олеинового спирта с 2 единицами этиленоксида; продукты конденсации алкилфенолов и этиленоксида, такие как продукт реакции нонилфенола с 4 единицами этиленоксида. Этоксилированные жирные амины, такие как Witcamide® 511, продукты на основе бетаина и этоксилированный амин также являются хорошими вариантами эмульгирующих средств.

Обратная эмульсия преимущественно содержит от 0,8 до 3% по массе по меньшей мере одного эмульгирующего средства.

Преимущественно обратная эмульсия содержит инвертирующее средство. Его можно преимущественно выбрать из следующего списка: этоксилированные сложные эфиры сорбитана, такие как сорбитана олеат, этоксилированный 20 эквивалентами этиленоксида, сорбитана лаурат, полиэтоксилированный 20 молями этиленоксида, касторовое масло, полиэтоксилированное 40 молями этиленоксида, декаэтоксилированный олеодециловый спирт, гептаэтоксилированный лауриловый спирт или сорбитана моностеарат, полиэтоксилированный 20 молями этиленоксида. Инвертирующее средство также может представлять собой полиоксиэтилен алкилфенол;

простой цетиловый эфир полиоксиэтилена (10 моль); простой алкил-арильный эфир полиоксиэтилена; производные четвертичного аммония; олеат калия; N-цетил-N-этилморфолиния этосульфат; лаурилсульфат натрия; продукты конденсации высших жирных спиртов с этиленоксидом, такие как продукты реакции олеилового спирта с 10 единицами этиленоксида; продукты конденсации алкилфенолов и этиленоксида, такие как продукты реакции изооктилфенола с 12 единицами этиленоксида; продукты конденсации аминов жирных кислот с пятью или более единицами этиленоксида; этиленоксид тристерилфенол; продукты конденсации этиленоксида и неполных сложных эфиров многоатомных спиртов и высших жирных кислот и их внутренние ангидриды (например, ангидрид маннита и ангидрид сорбита); аминоксид; алкилполиглюкозид; глюкамид; сложный эфир фосфорной кислоты или соль алкилбензол-сульфоновой кислоты; водорастворимое полимерное поверхностно-активное вещество.

Обратная эмульсия преимущественно содержит от 3 до 8% по массе по меньшей мере одного эмульгирующего средства.

Предпочтительно обратная эмульсия содержит от 20 до 50% по массе частично гидролизованного полимера N-винилформамида, еще более предпочтительно от 25 до 45% по массе.

Частично гидролизованный полимер N-винилформамида получают непосредственно в результате кислотной или основной реакции гидролиза формамидных функциональных групп, когда полимер N-винилформамида находится в виде обратной эмульсии. Наиболее часто используемыми основными и кислотными средствами гидролиза являются гидроксид натрия и фосфорная кислота.

Специалист в данной области знает, как выбрать подходящие условия реакции для достижения требуемого процентного значения гидролиза.

Для способа настоящего изобретения гидролизовано преимущественно от 10 до 60 мол. %, более преимущественно от 10 до 40 мол. % функциональных групп N-винилформамида полимера.

Предпочтительно полимер N-винилформамида, частично гидролизованный в виде обратной эмульсии, имеет плотность катионного заряда от 1,4 до 5,4 мэкв⋅г^-1.

Как уже упоминалось, гидролиз можно проводить в кислой или основной среде, преимущественно в водном растворе.

Когда гидролиз проводят в основной среде, водная фаза обратной эмульсии неизбежно содержит соли. К примеру, для гидролиза в присутствии гидроксида натрия водная фаза содержит формиат натрия.

Гидролиз проводят на полимере, то есть после полимеризации мономеров. Мономерные звенья, полученные в результате полимеризации N-винилформамида (CH₂=CH-NH-C(=O)H), имеют формулу -CH₂-CH-NH-C(=O)H. Их гидролиз делает возможным образование виниламиновых функциональных групп -CH₂-CH-NH₂.

Водная фаза может также содержать другие реакционные средства, часто используемые во время реакции гидролиза. В частности, эти средства позволяют контролировать сшивание полимера во время реакции гидролиза. Эти агенты широко известны как «средства, предотвращающие гелеобразование». Водная фаза обратной эмульсии содержит от 5000 до 50000 ppm средства, предотвращающего гелеобразование, более предпочтительно от 5000 до 30000 ppm по массе в пересчете на массу частично гидролизованного полимера N-винилформамида. Другими словами, обратная эмульсия имеет массовое соотношение частично гидролизованного полимера N-винилформамида и средства, предотвращающего гелеобразование, от 1000000/5000 до 1000000/50000, более предпочтительно от 1000000/5000 до 1000000/30000.

Средство, предотвращающее гелеобразование, представляет собой средство, понижающее температуру замерзания. Это позволяет избежать полного сшивания полимера и, таким образом, образования нерастворимого полимера в гелеобразной форме.

Средство, предотвращающее гелеобразование, преимущественно выбирают из группы, включающей сульфиты щелочных металлов, сульфиты щелочноземельных металлов, гидросульфиты щелочных металлов, гидросульфиты щелочноземельных металлов, бисульфиты щелочных металлов, бисульфиты щелочноземельных металлов, гидрохлорид гидроксиламина, сульфат гидроксиламина, дитионит щелочного металла, дитионит щелочноземельного металла, борогидрид щелочного металла, борогидрид щелочноземельного металла, гидроксиметансульфонат щелочного металла, гидроксиметансульфонат щелочноземельного металла и их смеси. Средство, предотвращающее гелеобразование, предпочтительно представляет собой бисульфит щелочного металла, предпочтительно бисульфит натрия. Гидроксиметансульфинат щелочного металла преимущественно представляет собой ронгалит, то есть гидроксиметансульфинат натрия.

Восстановление катионов представляет собой увеличение катионности между теоретической и измеренной катионностью.

На практике катионность, измеряемую в миллиэквивалентах на грамм полимера (мэкв⋅г^-1), определяют колориметрическим титрованием раствора 5 г⋅л^-1 полимера в воде. Теоретическую катионность (в мэкв⋅г^-1) определяют колориметрическим титрованием раствора 5 г⋅л^-1 в полимерной воде после высокой скорости сдвига (8000 об⋅мин^-1 в течение 10 минут). Таким образом, восстановление катионов представляет собой увеличение катионности (в мэкв⋅г^-1) раствора после сдвига по сравнению с раствором без сдвига.

В частности, восстановление катионов можно измерить с помощью любого устройства, которое позволяет сдвигать полимер при 8000 об/мин, например, устройства типа диспергатора IKA WERKE - ULTRA TURRAX Т50 Basic.

Согласно настоящему изобретению полимер N-винилформамида, частично гидролизованный в виде обратной эмульсии, имеет восстановление катионов от 30 до 150%.

Предпочтительно для способа настоящего изобретения частично гидролизованный полимер N-винилформамида имеет вязкость по Брукфилду более 1,2 сП при концентрации 0,1% по массе в 1М водном растворе NaCl, при 23°С, с UL-модулем и при 60 об⋅мин.^-1.

Согласно предпочтительному варианту осуществления полимер N-винилформамида, частично гидролизованный в виде обратной эмульсии, вводят в суспензию волокон в количестве от 100 до 800 г⋅т^-1 сухой массы.

Полимер N-винилформамида частично гидролизован в виде обратной эмульсии и в присутствии средства, предотвращающего гелеобразование. Преимущественно его добавляют к суспензии волокон в виде обратной эмульсии, более преимущественно обратной эмульсии, в которой выполняют гидролиз.

Это удерживающее средство можно использовать отдельно или в комбинации с вторичным удерживающим средством. Предпочтительно в способе настоящего изобретения к суспензии волокон добавляют вторичное удерживающее средство, выбранное из органических полимеров и/или неорганических микрочастиц.

Это вторичное средство, добавленное к суспензии волокон, выбирают из анионных полимеров в самом широком смысле, которое, таким образом, может быть (без ограничения) линейными, разветвленными, сшитыми, гидрофобными, ассоциативными и/или неорганическими микрочастицами (такими как бентонит, коллоидный диоксид кремния).

Предпочтительно это вторичное анионное удерживающее средство вводят в суспензию волокон в количестве от 20 до 2500 г⋅т^-1 сухой массы.

Следует отметить, что порядок введения частично гидролизованного полимера N-винилформамида и возможного вторичного удерживающего средства, в смеси или нет, должен быть оптимизирован специалистом в данной области в каждом конкретном случае согласно каждой системе изготовления бумаги.

Следующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение, не ограничивая его объема.

ПРИМЕРЫ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Продукты, протестированные в примерах:

Следующие продукты (таблица 1) представляют собой полимеры в виде обратной эмульсии типа «вода в масле». Полимеры в эмульсиях A D (примеры) и E G (контрпримеры) представляют собой частично гидролизованные полимеры N-винилформамида. Эмульсии Н и I представляют собой анионные и амфотерные удерживающие средства, соответственно, используемые в качестве вторичных удерживающих средств в комбинации с вышеуказанными эмульсиями. Все эмульсии содержат 34,5% по массе полимера. Массовое соотношение гидрофильной фазы и липофильной фазы составляет 72/28. Липофильная фаза представляет собой Exxsol D 100 (алифатические углеводороды С12-С15).

Количество средства, предотвращающего гелеобразование (бисульфита натрия), выражается в массовых процентах по отношению к массе частично гидролизованного полимера N-винилформамида (1%=10000 ppm).

Для эмульсии Н полимер представляет собой сополимер акриламида и акрилата натрия (70/30 мол. %).

Для эмульсии I полимер представляет собой терполимер акриламида, акрилата натрия и дим етиламиноэти л акрилата, кватернизированного метилхлоридом, (50/20/30 мол. %).

Значения UL-вязкости измеряют при концентрации 0,1% по массе полимера в водном растворе с 1М NaCl, при 23°С, с UL-модулем и при 60 об⋅мин^-1.

Восстановление катионов определяют колориметрическим титрованием раствора 5 г⋅л^-1 полимера после скорости сдвига, составляющей 8000 об⋅мин^-1 в течение 10 минут.

Процедуры, использованные в примерах:

а) Разные типы использованных масс

Масса из первичных волокон (использована в примерах 1, 2, 3, 4, 5):

Влажную пасту получают путем разложения сухой пасты до получения конечной концентрации воды, составляющей 1% по массе. Это масса с нейтральным рН, состоящая из 10% беленого первичного длинного волокна, 70% беленого первичного короткого волокна и 20% механического волокна. Эта масса также дополнительно содержит 30% GCC (Hydrocal® 55 от компании Omya) по отношению к массе волокон (GCC означает тонкодисперсный карбонат кальция).

Масса из вторичных волокон (использована в примере 6):

Влажную пасту получают путем разложения сухой пасты до получения конечной концентрации воды, составляющей 1% по массе. Это масса с нейтральным рН, изготовленная из 100% переработанных волокон картона.

b) Оценка общего удержания и удержания наполнителя

Получены различные результаты при использовании контейнера типа «Britt Jar» со скоростью перемешивания 1000 об/мин.

Последовательность добавления различных удерживающих средств следующая:

Т = 0 с: Перемешивают 500 мл пасты с концентрацией 0,5% по массе

Т = 10 с: Добавляют катионное удерживающее средство

Т = 20 с: Добавляют вторичное катионное удерживающее средство

Т = 30 с: Удаляют первые 20 мл, соответствующие мертвому объему под сеткой, затем восстанавливают 100 мл оборотной воды

Удержание при первом прохождении в процентах (%FPR: удержание при первом прохождении), соответствующее общему удержанию, рассчитывают по следующей формуле:

Удержание золы при первом прохождении в процентах (%FPAR: удержание золы при первом прохождении) рассчитывают с использованием следующей формулы:

где:

- С_нв: Консистенция в напорном ящике

- C_ww: Консистенция оборотной воды

- А_нв: Консистенция золы напорного ящика

- A_ww: Консистенция золы оборотной воды

c) Динамический анализатор обезвоживания (DDA)

DDA (динамический анализатор обезвоживания) автоматически определяет время (в секундах), необходимое для вакуумного обезвоживания суспензии волокон. Полимеры добавляют к влажной пасте (0,6 литра пасты при концентрации 1,0 масс. %) в цилиндре DDA при скорости перемешивания, составляющей 1000 об/мин:

Т = 0 с: перемешивают массу

Т = 10 с: добавляют катионное удерживающее средство

Т = 20 с: добавляют вторичное катионное удерживающее средство

Т = 30 с: останавливают перемешивание и вакуумное обезвоживание при 200 мбар на 70 с

Регистрируют давление под сеткой как функцию времени. После удаления всей воды из волокнистых матов, через них проходит воздух, что приводит к излому в наклоне кривой, отображающей давление под сеткой как функцию времени. Время, выраженное в секундах, записанное для излома наклона, соответствует времени обезвоживания. Чем короче время, тем лучше вакуумное обезвоживание.

Пример 1: Влияние восстановления катионов на эффективность обезвоживания.

Эффективность обезвоживания (таблица 2) лучше для частично гидролизованных полимеров N-винилформамида с восстановлением катионов от 30 до 150%, как для плотности заряда 2,7 мэкв⋅г^-1 (эмульсии А-С, Е, и F), так и для плотности заряда 5,4 мэкв⋅г^-1 (эмульсии D и G).

Пример 2: Влияние восстановления катионов на общее удержание и удержание наполнителя.

Общее удержание и удержание наполнителя (таблица 3) улучшены для частично гидролизованных полимеров N-винилформамида с восстановлением катионов от 30 до 150% (эмульсии А-С).

Пример 3: Эффективность обезвоживания при использовании полимера N-винилформамида, частично гидролизованного в виде обратной эмульсии, в комбинации с вторичным удерживающим средством.

В этом примере дозировка для эмульсий С, D и Е составляет 750 г/т сухой массы, а для вторичных удерживающих средств (эмульсии Н и I) - 150 г/т сухой массы (таблица 4).

В комбинации эффективность обезвоживания лучше в том случае, если полимер N-винилформамида в виде обратной эмульсии имеет восстановление катионов от 30 до 150%.

Изобретение относится к способу производства листа бумаги или картона. Перед формированием листа бумаги или картона по меньшей мере один полимер N-винилформамида, частично гидролизованный в виде обратной эмульсии и имеющий увеличение катионности, измеряемой в мэкв·г^-1 колориметрическим титрованием раствора 5 г·л^-1 в полимерной воде, после сдвига при 8000 об/мин по сравнению с раствором без сдвига от 30 до 150% добавляют в одной или более точках введения к суспензии волокон в присутствии средства, предотвращающего гелеобразование. Причем обратная эмульсия имеет массовое соотношение частично гидролизованного полимера N-винилформамида и средства, предотвращающего гелеобразование, в диапазоне от 1000000/5000 до 1000000/50000. Обеспечивается улучшение эффективности обезвоживания, удержания волокон и мелких частиц, а также удержания наполнителя. 14 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 пр.

1. Способ производства листа бумаги или картона, согласно которому перед формированием указанного листа по меньшей мере один полимер N-винилформамида, частично гидролизованный в виде обратной эмульсии в присутствии средства, предотвращающего гелеобразование, и имеющий увеличение катионности, измеряемой в мэкв⋅г^-1 колориметрическим титрованием раствора 5 г⋅л^-1 в полимерной воде, после сдвига при 8000 об/мин по сравнению с раствором без сдвига от 30 до 150% добавляют в суспензию волокон в одной или более точках введения, причем обратная эмульсия имеет массовое соотношение частично гидролизованный полимер N-винилформамида/средство, предотвращающее гелеобразование, от 1000000/5000 до 1000000/50000.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обратная эмульсия содержит от 20 до 50% по массе частично гидролизованного полимера N-винилформамида.

3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что полимер N-винилформамида, частично гидролизованный в виде обратной эмульсии, имеет плотность катионного заряда от 1,4 до 5,4 мэкв⋅г^-1.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что частично гидролизованный полимер N-винилформамида имеет вязкость по Брукфилду более 1,2 сП при концентрации 0,1% по массе в 1 М водном растворе NaCl, при 23°С, с UL-модулем и при 60 об⋅мин.^-1.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что полимер N-винилформамида, частично гидролизованный в виде обратной эмульсии, вводят в суспензию волокон в количестве от 100 до 800 г⋅т^-1 сухой массы.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что к суспензии волокон добавляют вторичное удерживающее средство, выбранное из органических полимеров и/или неорганических микрочастиц.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вторичное анионное удерживающее средство добавляют к суспензии волокон в количестве от 20 до 2500 г⋅т^-1 сухой массы.

8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что частично гидролизованный полимер N-винилформамида находится в виде обратной эмульсии типа «вода в масле», содержащей от 12 до 26% по массе масла и от 35 до 48% по массе воды.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что частично гидролизованный полимер N-винилформамида содержит N-винилформамидные функциональные группы, из которых гидролизовано от 10 до 60 мол. %, преимущественно от 10 до 40 мол. %.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что средство, предотвращающее гелеобразование, выбирают из группы, включающей сульфиты щелочных металлов, сульфиты щелочноземельных металлов, гидросульфиты щелочных металлов, гидросульфиты щелочноземельных металлов, бисульфиты щелочных металлов, бисульфиты щелочноземельных металлов, гидрохлорид гидроксиламина, сульфат гидроксиламина, дитионит щелочного металла, дитионит щелочноземельного металла, борогидрид щелочного металла, борогидрид щелочноземельного металла, гидроксиметансульфонат щелочного металла, гидроксиметансульфонат щелочноземельного металла и их смеси.

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что частично гидролизованный полимер N-винилформамида содержит от 0 до 50 мол. % по меньшей мере одного мономера, который выбирают из группы, состоящей из неионных мономеров, анионных мономеров, катионных мономеров, цвиттер-ионных мономеров и их смесей.

12. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что полимер N-винилформамида, частично гидролизованный в виде обратной эмульсии, представляет собой частично гидролизованный гомополимер N-винилформамида.

13. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что частично гидролизованный полимер N-винилформамида представляет собой частично гидролизованный гомополимер N-винилформамида, в котором гидролизовано от 10 до 60 мол. % N-винилформамидных функциональных групп,

при этом средство, предотвращающее гелеобразование, выбирают из группы, включающей сульфиты щелочных металлов, сульфиты щелочноземельных металлов, гидросульфиты щелочных металлов, гидросульфиты щелочноземельных металлов, бисульфиты щелочных металлов, бисульфиты щелочноземельных металлов, гидрохлорид гидроксиламина, сульфат гидроксиламина, дитионит щелочного металла, дитионит щелочноземельного металла, борогидрид щелочного металла, борогидрид щелочноземельного металла, гидроксиметансульфонат щелочного металла, гидроксиметансульфонат щелочноземельного металла и их смеси.

14. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что средство, предотвращающее гелеобразование, представляет собой бисульфит натрия.

15. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что обратная эмульсия имеет массовое соотношение частично гидролизованный полимер N-винилформамида/средство, предотвращающее гелеобразование, от 1000000/5000 до 1000000/30000.