NO891527L - POLY (VINYL ALCOHOL-VINYLAMINE) COPOLYMERS FOR IMPROVING THE PAPER PRODUCTS COMPRESSION STRENGTH IN MOISTURE CONDITION. - Google Patents

POLY (VINYL ALCOHOL-VINYLAMINE) COPOLYMERS FOR IMPROVING THE PAPER PRODUCTS COMPRESSION STRENGTH IN MOISTURE CONDITION.

Info

Publication number
NO891527L
NO891527L NO89891527A NO891527A NO891527L NO 891527 L NO891527 L NO 891527L NO 89891527 A NO89891527 A NO 89891527A NO 891527 A NO891527 A NO 891527A NO 891527 L NO891527 L NO 891527L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
units
mol
vinyl acetate
hydrolysed
vinylamine
Prior art date
Application number
NO89891527A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO891527D0 (en
Inventor
Joseph John Becher
Robert Alan Stratton
Bheema Rao Vijayendran
Original Assignee
Air Prod & Chem
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Prod & Chem filed Critical Air Prod & Chem
Publication of NO891527D0 publication Critical patent/NO891527D0/en
Publication of NO891527L publication Critical patent/NO891527L/en

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/76Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by choice of auxiliary compounds which are added separately from at least one other compound, e.g. to improve the incorporation of the latter or to obtain an enhanced combined effect
    • D21H23/765Addition of all compounds to the pulp
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/44Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups cationic
    • D21H17/45Nitrogen-containing groups
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H11/00Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/02Chemical or chemomechanical or chemothermomechanical pulp
    • D21H11/04Kraft or sulfate pulp
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24Polysaccharides
    • D21H17/28Starch
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24Polysaccharides
    • D21H17/31Gums
    • D21H17/32Guar or other polygalactomannan gum
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/42Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups anionic
    • D21H17/43Carboxyl groups or derivatives thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/18Reinforcing agents
    • D21H21/20Wet strength agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

Oppfinnelsen vedrører fremstillingen av papir og kartong ved avsetning av masse av ved fra en vandig oppslemming og, vedrører nærmere bestemt forbedringen i kompres j" onsstyrken i fuktig tilstand for slike papirprodukter. The invention relates to the production of paper and cardboard by depositing pulp of wood from an aqueous slurry and, more specifically, relates to the improvement in the compressive strength in a moist state for such paper products.

Ved fremstillingen av papir, kartong og tilsvarende våtlagte papirbaner (i det følgende betegnet "papir"), avsettes en cellulosefibersuspensjon, som kan inneholde kolofonium-harpikslim og mineralbestanddeler (fyllstoffer) avhengig av det ønskede produktet, og avdryppes på et kontinuerlig bevegelig trådklede. Ved denne fremgangsmåten passerer fritt vann gjennom papirhanen som undergår ytterligere bearbeidelse for å gi det ønskede parpirproduktet. In the production of paper, cardboard and corresponding wet-laid paper webs (hereinafter referred to as "paper"), a cellulose fiber suspension, which may contain rosin-resin glue and mineral constituents (fillers) depending on the desired product, is deposited and dripped onto a continuously moving wire cloth. In this method free water passes through the paper tap which undergoes further processing to give the desired paper product.

Kartonger fremstilt på denne måten som lagres eller opp-stables under betingelser med høy fuktighet (90+$) absorberer et høyt nivå av fuktighet på ca. 14-17$. Denne absorberte fuktigheten medfører at kartongene, spesielt de som befinner seg nær bunnen av stabelen, bukler ut eller gir etter slik at stabelen kan rase og forårsake skade på innholdet. Cartons made in this way that are stored or stacked under high humidity conditions (90+$) absorb a high level of moisture of approx. 14-17$. This absorbed moisture causes the cartons, especially those near the bottom of the stack, to buckle or give way so that the stack can collapse and cause damage to the contents.

En løsning på dette problemet ville være å øke vekten av komponentene i eskekartongen, men forpakkere foretrekker å anvende lettere og sterkere kartonger. A solution to this problem would be to increase the weight of the components in the box carton, but prepackagers prefer to use lighter and stronger cartons.

Det foreligger derfor et behov for en fremgangsmåte for forbedring av kompresjonsstyrken i fuktig tilstand for papirprodukter. There is therefore a need for a method for improving the compressive strength in a moist state for paper products.

US patent nr. 3.597.314 beskriver en fremgangsmåte for å fjerne vann fra vandig cellulosefibersuspensjon ved fremstillingen av papir ved tilsetning til suspensjonen av fra 0.05 til 4$ av en vannoppløselig polymer bestående hovedsakelig av enheter avledet fra N-vinyl-N-metylformamid som har 60-100$ av maursyrerestene av polymeren avspaltet ved syrehydrolyse. H. H. ESPY, TAPPI Proceedings, 1983, Papermakers Conference, side 191-195 beskriver at kombinasjoner av karboksymetyl-cellulose (CMC) og poly(aminoamid) epiklorhydrin (PAE) våt-styrke-harpiks forbedrer våt- og tørrstyrke mer enn PAE harpiks alene. US Patent No. 3,597,314 describes a process for removing water from aqueous cellulose fiber suspension in the manufacture of paper by adding to the suspension from 0.05 to 4% of a water-soluble polymer consisting mainly of units derived from N-vinyl-N-methylformamide having 60-100$ of the formic acid residues of the polymer split off by acid hydrolysis. H.H. ESPY, TAPPI Proceedings, 1983, Papermakers Conference, pages 191-195 describes that combinations of carboxymethyl cellulose (CMC) and poly(aminoamide) epichlorohydrin (PAE) wet strength resins improve wet and dry strength more than PAE resin alone.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for å øke kompresjonsstyrken i fuktig tilstand for et papirprodukt fremstilt ved avsetning av cellulosefiber fra en vandig oppslemming. Forbedringen innbefatter at det til den vandige oppslemmingen av cellulosefiber tilsettes en effektiv mengde av et additiv som forbedrer kompresjonsstyrken i fuktig tilstand, bestående hovedsakelig av poly(vinylacetat-vinylamid), fortrinnsvis i kombinasjon med en anionisk polymer, så som karboksymetyl-cellulose i et forhold på 0.5 til 5 vektdeler kationisk polymer til en del anionisk polymer. Vinylacetatenhetene av poly(vinylacetat-vinylamidet) er hydrolysert til vinylalkoholenheter i et omfang på minst 75 mol-%, fortrinnsvis 90 mol-$, og vinylamidenhetene hydrolyseres slik at polymeren får 1-50 mol-$ vinylamineenheter. The present invention provides a method for increasing the compressive strength in a moist state for a paper product produced by depositing cellulose fiber from an aqueous slurry. The improvement includes adding to the aqueous slurry of cellulose fiber an effective amount of an additive which improves the compressive strength in the wet state, consisting mainly of poly(vinyl acetate-vinylamide), preferably in combination with an anionic polymer, such as carboxymethyl cellulose in a ratio of 0.5 to 5 parts by weight cationic polymer to one part anionic polymer. The vinyl acetate units of the poly(vinyl acetate-vinylamide) are hydrolysed to vinyl alcohol units to an extent of at least 75 mol-%, preferably 90 mol-$, and the vinylamide units are hydrolyzed so that the polymer gets 1-50 mol-$ vinylamine units.

I tillegg til å forbedre kompresjonsstyrken i fuktig tilstand for papirproduktet er slike papirprodukter lettere tilbake-førbare til masse fordi den våte strekkstyrken er lavere enn det som normalt oppnås ved anvendelsen av PAE-våtstyrke-harpiksene. In addition to improving the wet compressive strength of the paper product, such paper products are more easily returned to pulp because the wet tensile strength is lower than that normally achieved using the PAE wet strength resins.

Fremgangsmåten for forbedring av kompresjonsstyrken i fuktig tilstand av papirprodukter er inkorporert i våtpartitrinnet av papirfremstillingsprosessen. En mengde av additivsammen-setning som er effektiv for å øke kompresjonsstyrken i fuktig tilstand av papirproduktet, for eksempel 0.1 til 3 vekt-$ basert på cellulosefibre, tilsettes til den vandige oppslemmingen av cellulosefibre, så som masse av ved. Den tilsatte sammensetningen består hovedsakelig av et poly-(vinylalkohol-vinylamine) [P(VOH-VAm)], fortrinnsvis i kombinasjon med en karboksymetyl-cellulose (CMC). Den mest foretrukne sammensetningen vil inneholde 0.5-5 deler av P(VOH-VAm) pr. del anionisk polymer, fortrinnsvis ca. 2 deler P(VOH-VAm) pr. del anionisk polymer. The process for improving the wet compressive strength of paper products is incorporated into the wet batch stage of the papermaking process. An amount of additive composition effective to increase the wet compressive strength of the paper product, for example 0.1 to 3 wt% based on cellulosic fibers, is added to the aqueous slurry of cellulosic fibers, such as wood pulp. The added composition consists mainly of a poly-(vinyl alcohol-vinylamine) [P(VOH-VAm)], preferably in combination with a carboxymethyl cellulose (CMC). The most preferred composition will contain 0.5-5 parts of P(VOH-VAm) per part anionic polymer, preferably approx. 2 parts P(VOH-VAm) per part anionic polymer.

P(VOH-VAm) er et poly(vinylacetat-vinylamid) hvori vinyl-acetat-enhetene er hydrolysert i et omfang på minst 75 mol-#, fortrinnsvis 90+ mol-$, til vinylalkohol-enheter og mest foretrukket ca. 99+ mol-% hydrolysert, dvs. fullstendig hydrolysert. Mengden av vinylamid-enhetene i polymeren som skal hydrolyseres avhenger av molforholdet mellom poly-(vinylacetat) og poly(vinylamid), men hør være tilstrekkelig til å gi minst 1 mol-$ vinylamine-enheter basert på samlet polymer, fortrinnsvis 3 til 30 mol-$, og mest foretrukket 6 til 12 mol-%. Følgelig kan P(VOH-VAm) komponenten i additivsammensetningen inneholde mengder av uhydrolyserte vinylamid-og/eller vinylacetatenheter. Egnede P(VOH-VAm) polymerer vil inneholde ca. 1-50 mol-%, fortrinnsvis 3-30 mol-% vinylamine-enheter, resten utgjøres av vinylalkoholenheter, og i tilfellet hvor polymeren er mindre enn fullstendig hydrolysert, mengder av vinylamid og vinylacetatenheter. Molekylvekten av P(VOH-VAm) kan variere fra 6.000 til 300.000, fortrinnsvis 10.000 til 100.000. P(VOH-VAm) is a poly(vinyl acetate-vinylamide) in which the vinyl acetate units are hydrolysed to an extent of at least 75 mol-#, preferably 90+ mol-$, to vinyl alcohol units and most preferably approx. 99+ mol-% hydrolysed, i.e. completely hydrolysed. The amount of vinylamide units in the polymer to be hydrolyzed depends on the molar ratio of poly(vinyl acetate) to poly(vinylamide), but should be sufficient to provide at least 1 mol-$ vinylamine units based on total polymer, preferably 3 to 30 mol -$, and most preferably 6 to 12 mol%. Accordingly, the P(VOH-VAm) component of the additive composition may contain amounts of unhydrolyzed vinylamide and/or vinyl acetate units. Suitable P(VOH-VAm) polymers will contain approx. 1-50 mol-%, preferably 3-30 mol-% vinylamine units, the remainder being made up of vinyl alcohol units, and in the case where the polymer is less than completely hydrolysed, amounts of vinyl amide and vinyl acetate units. The molecular weight of P(VOH-VAm) can vary from 6,000 to 300,000, preferably 10,000 to 100,000.

Fremgangsmåten for fremstilling av P(VOH-VAm) egnet for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse er den samme som den velkjente prosessen for fremstilling av polyvinylacetat og hydrolysering av dette til polyvinylalkohol, bare med inkorporering av en vinylamidmonomer i polymerisasjons-reaksjonen. Vinylamidmonomeren kan være et vinylacétamid eller fortrinnsvis et vinylformamid, spesielt N-vinylformamid. The process for producing P(VOH-VAm) suitable for use in the present invention is the same as the well-known process for producing polyvinyl acetate and hydrolyzing this to polyvinyl alcohol, only with the incorporation of a vinylamide monomer in the polymerization reaction. The vinylamide monomer can be a vinylacetamide or preferably a vinylformamide, especially N-vinylformamide.

Representative litteraturhenvisninger for fremstilling av P(VOH-VAm) er W.M. Brouwer, et al., J. Polvm. Sei.. Polvm. Chem. Ed.. 22, 2353 (1984 ) og C.J. Bloys van Treslong, et al., Eur. Polvm. J.. 19(2), 131-4 (1983). Representative references for the preparation of P(VOH-VAm) are W.M. Brouwer, et al., J. Polvm. Sei.. Polvm. Chem. Ed.. 22, 2353 (1984 ) and C.J. Bloys van Treslong, et al., Eur. Polvm. J.. 19(2), 131-4 (1983).

Den foretrukne fremgangsmåten for fremstilling av P(VOH-VAm) er beskrevet i den samtidig inngitte søknaden med nr. The preferred method for producing P(VOH-VAm) is described in the simultaneously submitted application with no.

med tittelen "Method For Preparing Poly(vinyl alcohol)-Co-Poly(vinylamine) Via a Two-Phase Process". entitled "Method For Preparing Poly(vinyl alcohol)-Co-Poly(vinylamine) Via a Two-Phase Process".

I tillegg til P(VOH-VAm) innbefatter additivsammensetningen for forbedret styrke i fuktig tilstand fortrinnsvis en anionisk polymer så som anionisk stivelse, karboksymetylguar, polyakrylsyre, delvis hydrolysert polyakrylamid eller mest foretrukket CMC. Graden av karboksymetyl-substitusjon i CMC kan variere fra 0.2 til 1.2, og molekylvekten kan variere fra 10.000 til 300.000. In addition to P(VOH-VAm), the additive composition for improved wet strength preferably includes an anionic polymer such as anionic starch, carboxymethylguar, polyacrylic acid, partially hydrolyzed polyacrylamide or most preferably CMC. The degree of carboxymethyl substitution in CMC can vary from 0.2 to 1.2, and the molecular weight can vary from 10,000 to 300,000.

Mengden av additivsammensetningen for forbedring av styrken i fuktig tilstand tilsatt til oppslemmingen av cellulosefibre er ca. 0.1-3 vekt-# basert på fiber, og er fortrinnsvis ca. 0.2-2 vekt-#. P(VOH-VAm) tilsettes til oppslemmingen før tilsatsen av den anioniske polymeren. Dersom de to komponentene blandes sammen før de tilsettes til oppslemmingen oppstår en gummiaktig blanding. Det er foretrukket å tilsette P(VOH-VAm) og den anioniske polymeren som vandige oppløs-ninger . The amount of the additive composition for improving the wet strength added to the slurry of cellulose fibers is approx. 0.1-3 weight-# based on fiber, and is preferably approx. 0.2-2 weight #. P(VOH-VAm) is added to the slurry prior to the addition of the anionic polymer. If the two components are mixed together before they are added to the slurry, a rubbery mixture results. It is preferred to add P(VOH-VAm) and the anionic polymer as aqueous solutions.

Det er antatt at P(VOH-VAm) som er kationisk absorberes ved de anioniske cellulosefibrene og, spesielt ved tilsats av den anioniske polymeren, dannes elektrostatiske bindinger som fører til polyelektrolyttkomplekser som øker styrken av fibermatriksen ved sterkere bindinger mellom fibrene. It is assumed that P(VOH-VAm), which is cationic, is absorbed by the anionic cellulose fibers and, especially when the anionic polymer is added, electrostatic bonds are formed leading to polyelectrolyte complexes that increase the strength of the fiber matrix by stronger bonds between the fibers.

Ved dannelsen av slike polyelektrolyttkomplekser ved elektrostatiske bindinger og reduksjon av susceptibiliteten av fiberstrukturen overfor de svekkende virkningene av fuktighet er det behandlede papiret bedre i stand til å motstå kom-pakteringskrefter, f.eks. når kartongbokser fremstilt fra på denne måten behandlede komponenter stables under betingelser med høy fuktighet og høyt fuktighetsinnhold. Likevel kan bindingene mellom fibrene fremdeles brytes under typiske prosesser for fornyet massedannelser. By forming such polyelectrolyte complexes by electrostatic bonding and reducing the susceptibility of the fiber structure to the weakening effects of moisture, the treated paper is better able to withstand compaction forces, e.g. when cartons made from components treated in this way are stacked under conditions of high humidity and high moisture content. Nevertheless, the bonds between the fibers can still be broken during typical processes for renewed pulp formation.

Eksempel 1Example 1

For de følgende forsøkene ble ubleket kraftmasse av furu (Southern pine) malt i ledningsvann til en freeness-verdi (CSF-verdi) på 400 ml. Den malte massen ble deretter klassi-fisert (finpartikler fjernet) hvilket resulterte i en endelig freeness på 700 ml. (Formålet med klassifisering av massen var å unngå variable vekselvirkninger av polymeren og finfraksjonen som kunne påvirke retensjonen av finpartikler og, følgelig, styrke egenskapene). Massen ble deretter avvannet til ca. 25$ fast stoff og lagret ved 4.4°C i nærvær av en liten mengde konserveringsmiddel inntil den ble benyttet i håndpapir. Straks før fremstillingen av håndpapir ble den avvannede massen suspendert ved 1.5$ konsistens i ledningsvann ved anvendelse av en "British" desintegrator. Massen ble deretter fortynnet til 0.5$ konsistens og en mengde ekvivalent ved 30 g (ovnstørr basis) ble anvendt ved fremstillingen av hver serie av håndpapir. Oppløsninger av flere P(VOH-VAm) ble fremstilt ved ca. 0.25$ fast stoff ved først å omrøre og deretter elde suspensjonene over natten i destillert vann ved romtemperatur. De resulterende oppløs-ningene blir filtrert gjennom en 325-mesh-sikt for å fjerne uoppløst polymer. CMC (D.S.=0.7) av lav-viskositet ble oppløst med 1$ fast stoff i destillert vann (ved koking ved 95 °C i 20 minutter) for anvendelse i håndpapir. En kom-mersiell kvalitet av PAE ("Kymene" fra Hercules, Inc.) ble fortynnet til 1$ fast stoff før massetilsats. I de tilfellene hvor polymerkombinasjoner var involvert ble en utmålt mengde av den kationiske komponenten først rørt inn i massen i 5 min. etterfulgt av CMC og ytterligere 5 min. omrøring. En porsjon av massen tilstrekkelig til å danne et håndpapir på 2.5 g (63 g/m<2>) ble tilsatt til en "Noble og Wood" form hvor formingskonsistensen var 0.04$. For the following experiments, unbleached kraft pulp of pine (Southern pine) was ground in tap water to a freeness value (CSF value) of 400 ml. The ground mass was then classified (fines removed) resulting in a final freeness of 700 ml. (The purpose of classifying the mass was to avoid variable interactions of the polymer and the fine fraction which could affect the retention of fine particles and, consequently, strengthen the properties). The pulp was then dewatered to approx. 25$ solid and stored at 4.4°C in the presence of a small amount of preservative until used in hand paper. Immediately prior to the manufacture of hand paper, the dewatered pulp was suspended at 1.5% consistency in tap water using a "British" disintegrator. The stock was then diluted to 0.5% consistency and an amount equivalent to 30g (oven dry basis) was used in the manufacture of each batch of hand paper. Solutions of several P(VOH-VAm) were prepared at approx. 0.25$ solid by first stirring and then aging the suspensions overnight in distilled water at room temperature. The resulting solutions are filtered through a 325 mesh screen to remove undissolved polymer. CMC (D.S.=0.7) of low viscosity was dissolved with 1% solid in distilled water (by boiling at 95°C for 20 minutes) for use in hand paper. A commercial grade of PAE ("Kymene" from Hercules, Inc.) was diluted to 1% solids prior to pulp addition. In those cases where polymer combinations were involved, a measured amount of the cationic component was first stirred into the mass for 5 min. followed by CMC and another 5 min. stirring. A portion of the pulp sufficient to form a hand paper of 2.5 g (63 g/m<2>) was added to a "Noble and Wood" mold where the molding consistency was 0.04$.

Håndarkene ble formet på en 100 mesk-monel-tråd, med leie på en trekkpapirstabel, presset 5 min. ved 446.10 kPa, og tørket 7 min. på en damptrommel ved 104.4°C. Kontroll-håndpapir ble fremstilt fra ubehandlet masse og fra masse behandlet med additivene vist i tabellene 1 og 2. Etter kondisjonering ved 50$ relativ fuktighet og 22.8°C ble håndpapirene undersøkt med hensyn til basisvekt, våt-strekkstyrke, og kompresjonsstyrke i tørr og fuktig tilstand. Faktorer for kompresjonsstyrke i fuktig tilstand og våt strekkstyrke ble bestemt ved å dividere verdien for det behandlede arket ved den for de ubehandlede kontrollarkene. Tabell 1 viser mengden av kationiske og anioniske additiver i fiberoppslemmingen, såvel som ytelsesdata for papirproduktet fremstilt fra en kommer-siell masse av frøved (southern pine) ved ph 7-9. I forsøkene i tabell 2 ble det anvendt en fiberoppslemming holdt ved pH 4.5 gjennom papirfremstillingsprosessen ved tilsats av fortynnet svovelsyre. Det fremgår fra dataene i tabell 1 at det resulterende papirproduktet ifølge foreliggende oppfinnelse (forsøk 5-16) tilveiebringer kompresjonsstyrker i tørr og fuktig tilstand samt våt strekkstyrke som er overlegen verdiene for det ubehandlede kontrollpapirproduktet. Kombinasjonen av P(VOH-VAm) og CMC ga papirprodukt som var overlegent papir-produktene fremstilt ved anvendelse av P(VOH-VAm) alene. (CMC har selv liten eller ingen fordelaktig virkning på papirets styrkeegenskaper ved tilsetning til fibersuspensjonen.) Tilsatsen av 1$ P(VOH-VAm) koblet med 0.2 eller 0.4$ CMC ga maksimale eller tilnærmet maksimale kompresjonsstyrke-egenskaper. The hand sheets were formed on a 100 mesh monel thread, with rent on a tracing paper stack, pressed 5 min. at 446.10 kPa, and dried for 7 min. on a steam drum at 104.4°C. Control hand papers were prepared from untreated pulp and from pulp treated with the additives shown in Tables 1 and 2. After conditioning at 50% relative humidity and 22.8°C, the hand papers were examined for basis weight, wet tensile strength, and dry and moist compressive strength state. Wet compressive strength and wet tensile strength factors were determined by dividing the value for the treated sheet by that of the untreated control sheets. Table 1 shows the amount of cationic and anionic additives in the fiber slurry, as well as performance data for the paper product produced from a commercial pulp of seed wood (southern pine) at ph 7-9. In the experiments in Table 2, a fiber slurry maintained at pH 4.5 throughout the papermaking process by the addition of dilute sulfuric acid was used. It appears from the data in Table 1 that the resulting paper product according to the present invention (experiments 5-16) provides compressive strengths in dry and moist conditions as well as wet tensile strength that are superior to the values for the untreated control paper product. The combination of P(VOH-VAm) and CMC produced paper products that were superior to the paper products made using P(VOH-VAm) alone. (CMC itself has little or no beneficial effect on paper strength properties when added to the fiber suspension.) The addition of 1$ P(VOH-VAm) coupled with 0.2 or 0.4$ CMC gave maximum or near maximum compressive strength properties.

Fra tabell 2 fremgår det at virkningen av P(VOH-VAm) i kombinasjon med CMC er noe svakere ved sur pH sammenlignet med tilsvarende verdier under alkalisk pH. Table 2 shows that the effect of P(VOH-VAm) in combination with CMC is somewhat weaker at acidic pH compared to corresponding values under alkaline pH.

Det våte strekkstyrkenivået frembragt ved hjelp av P(VOH-VAm) var lavere enn det som normalt oppnås ved anvendelsen av PAE våtstyrkeharpikser i kombinasjon med CMC og antyder at P(VOH-VAm)-behandlede papir kan være lettere å på nytt overføre til masse, hvilket er en ønskelig egenskap. The wet tensile strength level produced using P(VOH-VAm) was lower than that normally achieved using PAE wet strength resins in combination with CMC and suggests that P(VOH-VAm)-treated paper may be easier to re-pulp. , which is a desirable property.

Eksempel 2Example 2

En undersøkelse av muligheten for fornyet massedannelse ble gjennomført ved anvendelse av forskjellige håndpapirserier fremstilt med (a) intet additiv (blindkontroll), pH 4.5; (b) PAE (1$), pH 4.5; (c) PAE (1$) og CMC (0.4$), pH 4.5; (d) P(VOH-VAm) (1$), pH 4.5; (e) P(VOH-VAm) (1$), pH 7-8; og (f) P(VOH-VAm) (1$) og CMC (0.4$), pH 7-8. P(VOH-VAm) hadde 6$ aminfunksjonalitet og en molekylvekt på 130.000. An investigation of the possibility of renewed pulp formation was carried out using different hand paper series prepared with (a) no additive (blind control), pH 4.5; (b) PAE (1$), pH 4.5; (c) PAE (1$) and CMC (0.4$), pH 4.5; (d) P(VOH-VAm) (1$), pH 4.5; (e) P(VOH-VAm) (1$), pH 7-8; and (f) P(VOH-VAm) (1$) and CMC (0.4$), pH 7-8. P(VOH-VAm) had 6$ amine functionality and a molecular weight of 130,000.

Håndpapirene inneholdende P(VOH-VAm) [(d), (e) og (f)] dannet alle på nytt masse betydelig bedre enn referansepapirene [(b) og (c)]. Håndpapirene fremstilt ved pH 7-8 inneholdende P(VOH-VAm) alene eller med CMC tilstede hadde mer udis-pergerte fibre enn P(VOH-VAm) ved pH 4.5. Resultater fra visuell inspeksjon av de fortynnede f iberoppslemmingene korrelerte med de ovenfor omtalte observasjonene. The hand papers containing P(VOH-VAm) [(d), (e) and (f)] all regenerated significantly better than the reference papers [(b) and (c)]. The hand papers prepared at pH 7-8 containing P(VOH-VAm) alone or with CMC present had more undispersed fibers than P(VOH-VAm) at pH 4.5. Results from visual inspection of the diluted fiber slurries correlated with the observations discussed above.

Følgelig representerer kombinasjonen av høy kompresjonsstyrke i tørr og fuktig tilstand, koblet med bedre mulighet for fornyet massedannelse, som oppnås ved anvendelsen av P(VOH-VAm) en betydelig fordel sammenlignet med kombinasjoner inneholdende PAE. Consequently, the combination of high compressive strength in the dry and wet state, coupled with a better possibility of renewed mass formation, which is achieved by the use of P(VOH-VAm) represents a significant advantage compared to combinations containing PAE.

Følgelig gir anvendelsen av P(VOH-VAm), fortrinnsvis med CMC, som additiv i våtpartitrinnet av en papirfremstillingsprosess et papirprodukt som har forbedret kompresjonsstyrke i fuktig tilstand. Accordingly, the use of P(VOH-VAm), preferably with CMC, as an additive in the wet batch stage of a papermaking process provides a paper product having improved wet compressive strength.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av et papirprodukt ved avsetning av cellulosefiber fra en vandig oppslemming derav, karakterisert ved at det for å øke kompresjonsstyrken for papirproduktet i fuktig tilstand tilsettes, til den vandige oppslemmingen av cellulosefiber, en effektiv mengde av et additiv bestående hovedsakelig av et kationisk poly(vinylacetat-vinylamine), hvor vinylacetatenhetene er hydrolysert i et omfang på minst 90 mol-% til vinylalkoholenheter og som inneholder 1-50 mol-% vinylamine-enheter .1. Process for the production of a paper product by depositing cellulose fiber from an aqueous slurry thereof, characterized in that in order to increase the compressive strength of the paper product in a moist state, an effective amount of an additive consisting mainly of a cationic poly is added to the aqueous slurry of cellulose fiber (vinyl acetate-vinylamine), where the vinyl acetate units are hydrolysed to an extent of at least 90 mol-% to vinyl alcohol units and which contain 1-50 mol-% vinylamine units. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kopolymeren som tilsettes inneholder 3 til 30 mol—% vinylamineenheter.2. Method according to claim 1, characterized in that the copolymer which is added contains 3 to 30 mol-% vinylamine units. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at vinylacetatenhetene av kopolymeren som tilsettes er hydrolysert i et omfang på ca. 99+ mol-$ til vinylalkohol-enheter .3. Method according to claim 1, characterized in that the vinyl acetate units of the copolymer that are added are hydrolysed to an extent of approx. 99+ mol-$ to vinyl alcohol units. 4. Fremgangsmåte ved fremstilling av et papirprodukt ved avsetning av cellulosefibre fra en vandig oppslemming derav, karakterisert ved at det til den vandige oppslemmingen av cellulosefibre tilsettes en effektiv mengde av en additiv sammensetning for å øke kompresjonsstyrken i fuktig tilstand bestående hovedsakelig av 0.5-5 vektdeler poly(vinylacetat-vinylamid), hvor vinylacetatenhetene er hydrolysert i et omfang på minst 90 mol-$ og vinylamid-enhetene er hydrolysert slik at polymeren består av 1-50 mol-% vinylamineenheter, pr. del anionisk polymer.4. Process for the production of a paper product by depositing cellulose fibers from an aqueous slurry thereof, characterized in that an effective amount of an additive composition is added to the aqueous slurry of cellulose fibers to increase the compressive strength in a moist state consisting mainly of 0.5-5 parts by weight of poly( vinyl acetate-vinylamide), where the vinyl acetate units are hydrolysed to an extent of at least 90 mol-$ and the vinyl amide units are hydrolysed so that the polymer consists of 1-50 mol-% vinylamine units, per part anionic polymer. 5 . Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den anioniske polymeren er anionisk stivelse, karboksymetylguar, karboksymetylcellulose, polyakrylsyre eller delvis hydrolysert polyakrylamid.5 . Method according to claim 4, characterized in that the anionic polymer is anionic starch, carboxymethylguar, carboxymethylcellulose, polyacrylic acid or partially hydrolyzed polyacrylamide. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den anioniske polymeren er karboksymetylcellulose.6. Method according to claim 4, characterized in that the anionic polymer is carboxymethyl cellulose. 7 . Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at vinylacetatenhetene er hydrolysert i et omfang på ca. 99+ mol-% til vinylalkoholenheter.7 . Method according to claim 4, characterized in that the vinyl acetate units are hydrolysed to an extent of approx. 99+ mol% to vinyl alcohol units. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den kationiske polymeren består av 3-30 mol-% vinylamineenheter.8. Method according to claim 4, characterized in that the cationic polymer consists of 3-30 mol-% vinylamine units. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at additivsammensetningen i det vesentlige består av ca. 2 deler poly(vinylacetat-vinylamid) pr. del anionisk polymer.9. Method according to claim 4, characterized in that the additive composition essentially consists of approx. 2 parts poly(vinyl acetate-vinylamide) per part anionic polymer. 10. Fremgangsmåte ved fremstilling av et papirprodukt ved avsetning av cellulosefibre fra en vandig oppslemming derav, karakterisert ved at den innbefatter tilsetning til den vandige oppslemmingen av cellulosefibre av 0.1 til 3 vekt-#, basert på fibrene, av en additivsammenset-ning for forbedring av kompresjonsstyrke i fuktig tilstand bestående hovedsakelig av 0.5-5 vektdeler poly(vinylacetat-vinylamid), hvor vinylacetatenhetene er hydrolysert i et omfang på minst 90 mol-$, og vinylamidenhetene er hydrolysert slik at polymeren omfatter 1-50 mol-# vinylamineenheter, pr. del karboksymetylcellulose.10. Process for the production of a paper product by depositing cellulose fibers from an aqueous slurry thereof, characterized in that it includes the addition to the aqueous slurry of cellulose fibers of 0.1 to 3 wt-#, based on the fibers, of an additive composition for improving compressive strength in moist state consisting mainly of 0.5-5 parts by weight of poly(vinyl acetate-vinylamide), where the vinyl acetate units are hydrolysed to an extent of at least 90 mol-$, and the vinylamide units are hydrolysed so that the polymer comprises 1-50 mol-# vinylamine units, per part carboxymethyl cellulose.
NO89891527A 1988-04-15 1989-04-13 POLY (VINYL ALCOHOL-VINYLAMINE) COPOLYMERS FOR IMPROVING THE PAPER PRODUCTS COMPRESSION STRENGTH IN MOISTURE CONDITION. NO891527L (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18189188A 1988-04-15 1988-04-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO891527D0 NO891527D0 (en) 1989-04-13
NO891527L true NO891527L (en) 1989-10-16

Family

ID=22666247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO89891527A NO891527L (en) 1988-04-15 1989-04-13 POLY (VINYL ALCOHOL-VINYLAMINE) COPOLYMERS FOR IMPROVING THE PAPER PRODUCTS COMPRESSION STRENGTH IN MOISTURE CONDITION.

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0337310A1 (en)
JP (1) JPH026686A (en)
FI (1) FI891730A (en)
NO (1) NO891527L (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2100117C (en) * 1992-07-15 1997-10-07 Lloyd M. Robeson Paper wet-strength improvement with cellulose reactive size and amine functional poly(vinyl alcohol)
US5281307A (en) * 1993-01-13 1994-01-25 Air Products And Chemicals, Inc. Crosslinked vinyl alcohol/vinylamine copolymers for dry end paper addition
US5380403A (en) * 1993-03-22 1995-01-10 Air Products And Chemicals, Inc. Amine functional poly(vinyl alcohol) for improving properties of recycled paper
DE4409903A1 (en) * 1994-03-23 1995-09-28 Basf Ag Graft polymers containing N-vinyl units, process for their preparation and their use
US6699359B1 (en) 1995-05-18 2004-03-02 Fort James Corporation Crosslinkable creping adhesive formulations
EP0743172B1 (en) * 1995-05-18 1999-08-04 Fort James Corporation Novel creping adhesive formulations, method of creping and creped fibrous web
SE9903418D0 (en) * 1999-09-22 1999-09-22 Skogsind Tekn Foskningsinst Method for modifying cellulose-based fiber materials
US6824650B2 (en) * 2001-12-18 2004-11-30 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Fibrous materials treated with a polyvinylamine polymer
FI20145063L (en) * 2014-01-22 2015-07-23 Kemira Oyj Substance composition for paper production and process for treating fiber pulp

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2745744A (en) * 1951-02-09 1956-05-15 Permacel Tape Corp Treating agents incorporation
DE1270943B (en) * 1964-01-15 1968-06-20 Eastman Kodak Co Process for the production of wet-strength, formaldehyde-free papers
GB1110004A (en) * 1964-07-28 1968-04-18 Basf Ag Improved papers having high mechanical strength and their production
US3702800A (en) * 1970-01-26 1972-11-14 Grace W R & Co Cationic water-soluble polyvinyl alcohol retention aid
SE443818B (en) * 1978-04-24 1986-03-10 Mitsubishi Chem Ind PROCEDURE FOR MAKING PAPER WITH IMPROVED DRY STRENGTH
DE3534273A1 (en) * 1985-09-26 1987-04-02 Basf Ag METHOD FOR PRODUCING VINYLAMINE UNITS CONTAINING WATER-SOLUBLE COPOLYMERISATS AND THE USE THEREOF AS WET AND DRY-FASTENING AGENTS FOR PAPER

Also Published As

Publication number Publication date
NO891527D0 (en) 1989-04-13
EP0337310A1 (en) 1989-10-18
FI891730A0 (en) 1989-04-12
FI891730A (en) 1989-10-16
JPH026686A (en) 1990-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0132132B1 (en) Inorganic fillers modified with vinyl alcohol polymer and cationic melamine-formaldehyde resin
US5017268A (en) Filler compositions and their use in papermaking
US5667637A (en) Paper and paper-like products including water insoluble fibrous carboxyalkyl cellulose
US5338406A (en) Dry strength additive for paper
US4461858A (en) Polyvinylalcohol/melamine-formaldehyde interaction products
CN104781470B (en) The purposes of paper making additive system, the method for manufacturing paper making additive system and paper making additive system
KR100646003B1 (en) Polymer Dispersion and Manufacturing Method Thereof
EP0617166B1 (en) Process for making paper of increased wet and dry strength
NO178937B (en) Filler with cationic cellulose reactive adhesive, manufacture thereof and use in the manufacture of paper or cardboard
US4178205A (en) High strength non-woven fibrous material
JPS61201097A (en) Production of paper having high dry strength
NO891527L (en) POLY (VINYL ALCOHOL-VINYLAMINE) COPOLYMERS FOR IMPROVING THE PAPER PRODUCTS COMPRESSION STRENGTH IN MOISTURE CONDITION.
US4187142A (en) Method for forming high strength composites
ZA200608558B (en) Method for producing paper, paperboard and cardboard
JPH073696A (en) Surface sizing composition and method for surface sizing
El-Gendy et al. Effect of microcrystalline cellulose as a filler and/or filler retention aid on the mechanical properties of bagasse paper sheets
CA1325303C (en) Dry strength resin of amino/aldehyde acid colloid with acrylamide polymer, process for the production thereof and paper produced therefrom
US4880498A (en) Dry strength resin of amino/aldehyde acid colloid with acrylamide polymer, process for the production thereof and paper produced therefrom
WO2001029313A1 (en) Cationically modified polysaccharides
AU761790B2 (en) Silica-acid colloid blend in a microparticle system used in papermaking
CA1148688A (en) Process for the elimination of conventional surface sizing of paper
US3463699A (en) Process of forming cellulosic fiber products containing a resinous lignocellulose derivative
CN115349042B (en) Product containing anionic cellulose derivatives and use thereof in the paper industry
US5665853A (en) Dry strength resin compositions
WO2023242705A1 (en) Process for producing a fibrous material with improved dewatering