FI103417B - Paperiraina ja menetelmä sen valmistamiseksi - Google Patents

Description

1 103417

Paperiraina ja menetelmä sen valmistamiseksi

Esillä oleva keksintö liittyy paperin valmistukseen. Etenkin keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää paperirainan valmistamiseksi. Tällaisen mene-. 5 telmän mukaan kuitumainen raaka-aine sulputetaan, sulpusta muodostetaan raina ja tämä kuivatetaan.

Keksinnön avulla voidaan tuottaa pohjapaperia, joka soveltuu erityisen hyvin päällystetyn hienopaperin valmistukseen. Tällaisen pohjapaperin pintapaino on yleensä 20 - 200 10 g/m2.

Korkealuokkaisiin painotuotteisiin, kuten esitteisiin, mainosmateriaaliin ja luetteloihin, käytetään hienopaperia, jolla on hyvä opasiteetti, tasainen pintarakenne ja korkea vaaleus.

15 Perinteisesti hienopaperit on valmistettu lehti- tai havusellusta tai näiden seoksista.

Tämän tunnetun tekniikan epäkohtana on se, ettei massalle ja siitä valmistetulle paperille saada riittävää opasiteettiä alhaiseen neliöpainoon. Kemiallisen massan ja siitä valmistetun paperin formaatio jää kohtalaisen huonoksi pyrittäessä korkeaan opasiteettiin.

20 Ennestään tunnetaan myös keveitä, mekaanista massaa sisältäviä päällystettyjä paperilaatuja. Nämä valmistetaan kuusesta valmistetusta mekaanisesta massasta ja ne sisältävät yleen-sä noin 1 /3 - 1 /4 havusellua, joka toimii armeerausmassana ja parantaa paperin lujuusominaisuuksia.

25 Mekaanisten massojen etuna on kemiallisia massoja alhaisemmat valmistuskustannukset ja suurempi saanto. Massan karkeat, jäykät kuidut aikaansaavat kuitenkin kuitukarhenemista, mikä näkyy offset-painatuksessa. Kuusihiokkeen huonoina puolina voidaan vielä mainita sen huono vedenpoisto alhaisessa suotautuvuudessa sekä koko massanvalmistuksen suuri energiankulutus. Tunnettujen hiokepohjaisten paperien heikkoutena on myös niden alhai-30 nen vaaleus ja heikko vaaleuden pysyvyys. Ne eivät myöskään ole arkistointikelpoisia, jos kuusihioketta on käytetty.

2 103417 Näistä syistä mekaanisia massoja ja mekaanisten massojen ja kemiallisten massojen (sellujen) kombinaatioita sisältäviä paperilaatuja ei ole käytetty hienopapereihin vaan kuvatut paperityypit (esim. LWC) soveltuvat lähinnä aikakauslehtiin.

5 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyvät epäkohdat ja saada aikaan ratkaisu hienopaperin tuottamiseen soveltuvan pohjapaperin valmistamiseksi. Keksinnön tarkoituksena on myös saada aikaan uudenlainen hienopaperi, jolla on erinomainen sileys, tasaisuus ja opasiteetti säilyttäen perinteisen hienopaperin muut hyvät ominaisuudet, kuten korkea vaaleus ja hyvä painettavuus.

10

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että yhdistetään lehtipuuhiokemassa ja havuselluja valmistetaan pohjapaperi mekaanisen ja kemiallisen massan seoksesta. Keksinnön yhteydessä on todettu, että haavasta ja vastaavista Populus -suvun puulajeista valmistettu mekaaninen massa (etenkin painehioke; Pressure Ground Wood, PGW) sisältää suuren mää-15 rän lyhyitä kuituja, jotka antavat massalle perinteiseltä hienopaperilta puuttuvaa huikkia ja valonsirontaa. Vaikka haapahiokkeen lujuusominaisuudet, esim. palstautumislujuus, eivät ole täysin riittävät, niin yhdistämällä haapahioke havupuusta valmistettuun kemialliseen selluloosamassaan voidaan tuottaa pohjapaperi, jolla on erinomainen opasiteetti korkeassa vaaleudessa sekä varsin tasainen pinta ja hyvä lujuus. Havusellun hyvän sidoslujuuden 20 ansiosta haapahioketta voidaan käyttää jopa 30 - 70 % massan kuivapainosta.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle ratkaisulle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty' patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

25 Esillä olevan keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä keksinnön mukaisella pohjapaperilla saadaan vähintään samalla vaaleustasolla kuin perinteiset hienopaperit parempi opasiteetti. Paperissa on enemmän hienoainetta ja suurempi bulkki, mikä antaa hyvät painettavuusominaisuudet. Yllättäen on voitu todeta, että keksinnön mukaisen ratkaisun avulla voidaan valmistaa erittäin korkean vaaleuden omaavaa hienopa-30 periä tavanomaista alhaisempaan neliöpanoon. Verrattaessa esillä olevasta pohjapaperista valmistettavia hienopapereita perinteisiin hienopapereihin päästään alhaisen neliömassan *1 ansiosta jopa noin 20 %:n saantoetuun; samassa opasiteettitasossa tällä paperilla saadaan 3 103417 alhaisessa neliömassassa enemmän painopintaa massayksikköä kohti kuin perinteisillä hienopapereilla.

Lyhytkuituinen haapa antaa paperille hyvät valonsirontaominaisuudet.

5

Keksinnön avulla saadaan siten aikaan paperi, joka täyttää kaikki päällystetyn, kemiallisesta massasta valmistetun hienopaperin laatuvaatimukset, mutta antaa samalla korkean opasiteetin ja huikin ja erinomaiset painettavuusominaisuudet.

10 Keksintöä, sen ominaispiirteitä ja etuja ryhdytään seuraavassa lähemmin kuvaamaan yksityiskohtaisen selostuksen ja muutaman sovellutusesimerkin avulla.

Haapa ja samaan sukuun kuuluvat puulajit eroavat kuiturakenteeltaan massan valmistuksessa tavallisimmin käytetyistä lehtipuulajeista, kuten koivusta. Haapakuidun dimensiot, 15 kuidunpituus ja -leveys ovat pienemmät kuin kuusella ja koivulla. Haavan trakeidit ovat pienempiä (pituus 0,9 mm) kuin koivun trakeidit (1,0 - 1,1 mm). Molemmissa putkilosolu-jen osuus on noin 25 %. Perinteisesti on katsottu, että haapamassan sisältämät putkilosolut aiheuttavat paperikoneella ajettavuusongelmia sekä etteivät ne saa aikaan sitoutumista. Lyhuistä kuiduista ja putkilosolujen heikosta sitoutumisesta johtuen paperikoneella ja 20 jatkokäsittelyssä voi esiintyä paperin pölyämistä.

• Esillä olevassa keksinnössä on nyt yllättäen todettu, että käyttämällä yhdistelmänä haavasta valmistettua mekaanista massaa ja havupuusellua voidaan välttää putkilosolujen ajetta-vuusongelmat ja saada aikaan lujuusominaisuuksiltaan moitteeton massa. Koska haapa-25 massa on lyhytkuituisempaa kuin koivusellu ja jopa huomattavasti lyhytkuituisempaa kuin kuusi, samassa neliömassassa haapakuitujen lukumäärä on suurempi kuin koivu- tai kuusi-kuitujen. Tämä johtaa keksinnössä suurempaan valonsirontakykyyn ja huikkiin. Lisäksi haavan edullinen kuidun pituusjakauma antaa paperille erinomaisen formaation eli paperin neliömassan vaihtelu pienessä mittakaavassa on varsin pieni, tyypillisesti < 3 g/m2. Paperin 30 pintakarheus on myös pieni.

Kaikki näiden tekijöiden ansioista saadaan nyt aikaan pohjapaperi, josta päällystämällä 4 103417 voidaan valmistaa korkealaatuista hienopaperia, jolla on erinomaiset painettavuusominai-suudet.

Haapaerikoismassan edut kuusihiokkeeseen verrattuna ovat korkea vaaleus ja vaaleuden 5 pysyvyys. Vaaleuden pysyvyys johtuu etenkin haapahiokkeen tai vastaavan mekaanisen massan alhaisesta ligniinipitoisuudesta sekä matalasta karbonyyliryhmäpitoisuudesta kuusihiokkeeseen verrattuna. Lisäksi on todettava, että haavasta valmistetun paperirainan vedenpoisto-ominaisuudet ovat huomattavasti paremmat kuin kuusesta valmistetun rainan. Lyhyempi vedenpoistoaika ja korkeampi kuiva-ainepitoisuus antavat yhdessä huokoisem-10 man arkin.

Haavan kuitujakaumasta on suurin hyöty, kun massa on jauhettu hienopaperin vaatimaan suotautuvuuteen. Todettakoon, että kuusi joudutaan jauhamaan pitemmälle sisältämiensä jäykkien kuitujen takia. Esimerkkinä haavan kuidunpituusjakaumasta voidaan esittää 15 seuraava taulukko, jossa on annettu eri seulakokojen (mesh) pidättämät kuitufraktiot.

Mittaukset on tehty annostelumassoista ja taulukossa on verrattu haapakuituja koivu- ja vastaaasti kuusikuituihin:

Taulukko 1

20 Haapa PGW Koivusellu Kuusi PGW

Kuitufraktiot ·· +14 0% 0,1% 0,4% + 28 1.6% 7,8% 10,6% 25 +48 16.0% 42,3% 21,8% +200 43,0% 36.5% 33,5% -200 39,4% 13,3% 33,7%

Freeness, CSF ml 50 30 30 Pulmac-tikut <0.2 0 1 0.8 mm/mg/g PGW:stä mitatun haavan keskimääräinen kuitupituus on pienempi kuin kuusen (FS tyypillisesti noin 0.54 ± 0,01).

35 5 103417

Keksinnössä katsotaan edulliseksi, että haapahiokkeessa on noin 10-20 % +20...+48 mesh:n kuituja, jotka antavat massalle lujuusominaisuuksia. Valonsironnan kannalta +100, +200 ja -200 fraktioiden osuus tulisi olla mahdollisimman suuri. Edullisesti ne muodostavat selvästi yli 50 % koko massasta. Erityisen edullisesti niiden osuus koko - 5 massasta on yli 70 %, sopivimmin yli 80 %. Toisaalta kaikista pienimmän jakeen, eli -200 mesh:n, määrä ei saa olla liian suuri, koska silloin vedenpoisto paperikoneella vaikeutuu. Edullisesti tämän jakeen osuus on pienempi kuin 50 %, sopivimmin se on enintään 45 %.

Edellä kuvatun haavan lisäksi voidaan pohjapaperiin käyttää mekaanista massaa, joka on 10 tuotettu mistä tahansa Populus-suvun puulajista. Esimerkkinä soveltuvista puulajeista mainittakoon P. tremula, P. tremuloides, P balsamea, P. balsamifera, P. trichocarpa ja P. heterophylla. Etenkin käytetään kuitenkin haapaa (maatiaishaapa, P. tremula-, nk. kanadalainen haapa P. tremuloides), tai erilaisista kantahaavoista risteytettyjä haapalajeja ns. hybridihaapoja ja muita geeniteknisesti tuotettuja lajeja tai poppelia. Raaka-aine hakete-15 taan, minkä jälkeen hakkeesta valmistetaan hiokemassaa (GW), painehioketta (PGW), kuumahierrettä (TMP) tai kemimekaanista massaa (CTMP) sinänsä tunnetulla tavalla.

Mekaaninen massa valkaistaan hionnan tai vastaavasti jauhatuksen jälkeen. Edullisesti massa peroksidivalkaistaan aikalisissä olosuhteissa. Erään sopivan vaihtoehdon mukaan 20 massa valkaistaan yksi-, kaksi- tai useampivaiheisella valkaisusekvenssillä, jolloin val- kaisuvaiheiden välillä massa hapotetaan ja peroksidijäännös pelkistetään. Yleensä peroksi-diannos on noin 2 - 3,5 paino-% massan kuiva-aineesta, haapamassalla 0,5 - 1,5 %, erityisen edullisesti 0,7 - 1,2 %. Peroksidivalkaisuun voidaan liittää ditioniittivalkaisuvaihe. jossa massaa käsitellään Na2S204:llä.

25

Mekaaninen massa pestään ennen valkaisua ja valkaisun jälkeen massaosaston veden ja paperikoneen kirkasteen seoksella pesupuristimessa (viirapuristimessa) käyttämällä tyypillisesti noin 0,1 - 10 m3 vettä massatonnia kohti. Pesupuristimella poistetaan massasta vesi. jolloin massan kuiva-ainepitoisuus nostetaan noin 20 - 30 %:iin. Vedenpoistosta saatavat 30 vedet kierrätetään takaisin mekaanisen massan valmistukseen. Pesupuristimella estetään häiriöaineen siirtyminen paperikoneelle.

6 103417

Valkaistu massa jauhetaan tämän jälkeen haluttuun suotautuvuuteen, joka on esim. 30 -100 CSF, edullisesti noin 40 - 80 CSF.

Mekaanisesta massasta muodostetaan sulppu yhdessä kemiallisen massan eli sellun kans-5 sa.. Sulppu voi sisältää muita kuituaineita sekä lisäaineita, kuten täyteaineita. Esimerkkinä täyteaineista mainittakoon kalsiumkarbonaatti. Sulpun kuiva-ainepitoisuus on noin 0,1-5 %. Sulpun vesifaasina käytetään esimerkiksi paperikoneen kiertoveden kirkasta suodosta. Selluna käytetään erityisen edullisesti täysvalkaistua havusellua, jolloin saadaan hienopaperin pohjapaperiksi kelpaava paperiraina, jolla on korkea bulkki, korkea vaaleus ja korkea 10 opasiteetti ja hyvä formaatio. Mekaanisen massan määrä on tällöin esim. 20 - 70 paino-%, edullisesti 30 - 60 paino- %, ja valkaistun havusellun määrä esim. 80 - 30 paino-%, edullisesti 70 - 40 paino-%, sulpun kuiva-aineesta.

Edullisesti pohjapaperin valmistukseen käytetään selluloosamassaa joka valmistetaan nk.

15 modifioidulla eräkeittotyyppisellä keitolla (Superbatch cook). Tämä keitto on kuvattu kirjallisuudessa [ks. esim. Malinen, R. Paperi ja Puu, 75 (1993) 14-18]. Kyseessä on modifioitu keittomenetelmä, jossa käytetään alkalista keittolientä sulfaattikeiton lailla, mutta jossa delignifiointia on edistetty niin, että sellun kappa saadaan alennetuksi, ilman että viskositeetti putoaisi merkittävästi. Tyypillisesti Superbatch -prosessilla keitetään massa 20 kappa-arvoon 20 tai sen alle.

Haapamassan ja sellumassan sulpusta muodostetaan paperiraina paperikoneella. Edullisesti rainaukseen käytetään kitarainainta (gap former). Kyseisessä tekniikassa rainan kuivatetaan kahden viiran välissä, jolloin vettä poistetaan molempiin suuntiin. Tällöin saadaan 25 aikaan hienoaineen edullinen jakauma rainan Z-suunnassa painettavuuden kannalta; hieno-aine rikastuu pohjapaperirainan molempiin pintoihin. Muodostuu poikittaissuunnassa “hymyilevä” jakauma, kun hienoaine seuraa poistuvaa vettä. Keksinnön mukaisessa paperissa on haavan pienistä kuiduista peräisin olevaa hienoaineita selvästi enemmän kuin esim. perinteisessä kuusihiokepohjaisessa LWC-paperissa. Haavan hienoaine sekä sulp-30 puun lisätty täyteaine keräytyvät paperin pintoihin. Koska haavalla on varsin hyvä vaaleus sekä hyvä vaaleuden pysyvyys, on edullista saada mahdollisimman paljon haapakuituja paperin pintaan. Päällyste keräytyy myös tällaisen paperin pintaan ja saadaan hyvä peitto.

103417 7

Niinpä yhdistämällä kitarainaimen käyttö esillä olevaan kuituseokseen saadaan pohjapaperi, jolla päällystyksen jälkeen on varsin edulliset painettavuusominaisuudet.

Edellä esitetyn kuituseoksen ajettavuuden kannalta on erityisen edullista asettaa sulpun 5 annostelu-pH arvoon 6,8 - 7,2 ja konemassan pH arvoon 7,1 - 7,5, edullisesti noin 7,1 - 7,3. Tarvittaessa sulpun pH:n asettamiseen ja pH:n säätämiseen paperinvalmistuksen aikana käytetään sopivaa emästä tai happoa. Emäksinä käytetään erityisen edullisesti alkalimetal-lin bikarbonaattia tai -karbonaattia, alkalimetallihydroksidia. Happoina käytetään mine-raalihappoa tai hapanta suolaa. Sopivimmiksi hapoiksi katsotaan rikkihappoja sen happa-10 mat suolat, kuten aluna, ja sopivammiksi emäkseksi natriumbikarbonaatti. Perälaatikon sakeus asetetaan arvoon 0,6 - 0,8.

Keksinnön avulla saatavalle pohjapaperille on tyypillistä seuraavat ominaisuudet: 15 Kuitukoostumus: 30 - 60 paino-% mekaanista haapamassaa (haapahioketta) 70 - 40 paino-% havusellu (valkaistua mäntysellua).

Neliömassa: 30 - 200 g/m2

Bulkki: 1,2 - 1,6 cm3/g

Opasiteetti: yli 78 % (neliömassalla 50 g/m2), yli 87 % (neliömassalla 110 g/m2) 20 Vaaleus: yli 78 % (neliömassalla 50 g/m2), yli 82 % (neliömassalla 110 g/m2) Tällaisesta pohjapaperista saadaan korkealuokkaista hienopaperia päällystämällä se sopivalla pigmenttipitoisella päällystysseoksella. Päällystysseos voidaan aplikoida materiaali-rainalle sinänsä tunnetulla tavalla. Keksinnön mukainen menetelmä paperin ja/tai karton-25 gin päällystämiseksi voidaan suorittaa on-line tai off-line tavanomaisella päällystyslait-teella eli teräpäällystyksellä, tai filmipäällystämisen avulla tai pintaruiskutuksella.

Erään erityisen edullisen sovelluksen mukaan paperiraina päällystetään kaksi kertaa, jolloin ensimmäinen päällystys suoritetaan filminsiirtomenetelmän avulla ja toinen päällystys 30 suoritetaan teräpäällystyksenä. Esipäällystys suoritetaan edullisesti filminsiirtotekniikalla esim. suurella nopeudella (ainakin 1450 m/min, edullisesti jopa 1600 m/min tai enemmän). Yleisesti ottaen filminsiirtomenetelmällä levitetään rainalle 5 - 50 g päällystysseosta/m2 ja 8 103417 teräpäällystyksellä 10 - 60 g päällystysseosta/nf, jolloin päällystysmäärät on laskettu päällystysseoksen kuiva-aineen perusteella.

Erityisen hyvin keksinnön mukainen ratkaisu soveltuu sellaiseen päällystämiseen, jossa 5 päällystysseoksessa käytetään pigmenttinä, jolla on jyrkkä jakauma, jolloin pigmentillä saadaan hyvä peitto ja paperille hyvä opasiteetti. Jyrkällä pigmenttikokojakaumalla tarkoitetaan jakaumaa, jossa korkeintaan 35 % partikkeleista on pienempiä kuin 0,5 pm ja edullisesti korkeintaan 15 % on pienempi kuin 0,2 pm.

10 Päällystämisen ja superkalanteroinnin jälkeen saatavalle hienopaperille on tyypillistä seu-raavat ominaisuudet:

Neliömassa: 50 - 220 g/m2

Bulkki: 0,7 - 0,9 cm3/g 15 Opasiteetti: yli 90 % (neliömassalla 50 g/m2), yli 94 % (neliömassalla 110 g/m2)

Vaaleus: yli 90 % (neliömassalla 50 g/m2), yli 92 % (neliömassalla 110 g/m2)

Pintakarheus: pienempi kuin 1 pm

Kiilto: yli 70 % 20 Seuraavat esimerkit havainnollistavat keksintöä. Esimerkeissä ilmoitetut mittaustulokset paperin ominaisuuksille on määritetty seuraavien standardimenetelmien avulla:

Vaaleus: SCAN-P3:93 (D65/100)

Opasiteetti: SCAN-P8:93 (C/2) 25 Pintakarheus: SCAN-P76:95

Bendtsen-karheus: SCAN-P21-.67 ‘! Kiilto: Tappi T480 (75°) ja T653 (20°)

Esimerkki 1 30 Haapahiokkeen valmistus pilottilaitteistolla

Painehioke valmistettiin paineenalaisessa PGW70-prosessissa. Massat hiottiin kivellä, 9 103417 jonka keskimääräinen raekoko oli 73 meshiä. Hionnat tehtiin yksiuunisella pilot-hiomako-neella. Hiomakonetta ajettiin seuraavilla asetusarvoilla: - Hiomakoneen sisäpaine, 250 kPa, 5 - Suihkuvesivirtaama, noin 3,5 1/s (sakeustavoite noin 1,5 %)

- Suihkuveden lämpötila 70 °C

Hiottu massa prosessoitiin valmiiksi valkaistuksi ja jälkijauhetuksi massaksi. Prosessointi tapahtui vaiheittain seuraavasti: 10 - Päälinjan lajittelu, - Rejektin suursakeusjauhatus kaksivaiheisena, - Jauhetun rejektin lajittelu - Päälinjan ja rejektilinjan akseptien yhdistäminen 15 - Kaksivaiheinen valkaisu peroksidilla+ditioniitilla - Jälkijauhatukset.

Massan lajittelu tehtiin fraktioivaa rakolajittelutekniikkaa soveltaen. Rejektin jauhatus tehtiin suursakeusjauhatuksena kahdessa vaiheessa. Kiunmassakin jauhatusvaiheessa 20 rejekti saostettiin ennen jauhatusta kaksoisviirapuristimella ja laimennettiin jauhatuksen jälkeen puristimen suodoksella. Rejektijauhin oli varustettu massan suursakeusjauhatuk-: seen tarkoitetulla terillä. Näytteet otettiin kummankin jauhatusvaiheen jälkeen. Ensimmäi sen vaiheen jälkeen näytteelle tehtiin hajotuskäsittely näyteradalla ja toisen jälkeen hajotus tapahtui säiliössä. Paperitekniset ominaisuudet määritettiin vain toisen jauhatusvaiheen 25 jälkeen otetusta näytteestä. Jauhetun rejektin lajittelu tehtiin sinänsä tunnetulla tavalla.

Massat valkaistiin kaksivaiheisena peroksidi ja hydrosulfiitti-valkaisuna kahdessa erässä. Ensin valkaistavat massat saostettiin suotonauhapuristimella, minkä jälkeen ne syötettiin kemikaalisekoittimena toimivalle suursakeusjauhimelle, jota ajettiin suurehkolla teräraolla. 30 Peroksidiliuos, joka sisälsi kaikki valkaisukemikaalit ajettiin jauhimen syöttöruuvin ruuvi-vedeksi. Jauhimelta massa ohjattiin suursäkkeihin, joissa sitä pidettiin noin kaksi tuntia.

10 103417

Valkaisun kemikaaliannostavoite (90 % tuotannosta) oli: H202 1,5 %, tavallisesti 0,8 -1 %

NaOH 1,0% 5 Na^iOj 3,5 % DTPA 0,5 % DTPA annosteltiin valkaisuliuokseen sekoitettuna.

10 Massan hapotus tapahtui 93-prosenttisella rikkihapolla, jota laimennettiin vedellä suhteessa 1:10. Laimennettua happoa annosteltiin valkaistulle massalle 8 1 säkkiä kohti.

Sulputetusta ja hapotetusta massasta määritettiin CSF, tikut, BauerMcNett-jakeet sekä vaaleus. Kaksoisvalkaisussa peroksidijäännös pelkistettiin hapotuksen jälkeen lisäämällä 15 massan joukkoon pulpperissa 1,33 kg natriumsulfnttia säkkiä kohti. Sitten pH säädettiin tasolle 6,5 lisäämällä 50 prosenttista natriumhydroksidia. Aikaisemmissa koeajoissa oli käytetty tavoitteena pH-arvoa 6,0.

Tämän jälkeen massaan lisättiin 10 prosenttista Na^CVliuosta ditioniittivalkaisun 20 tekemiseksi. Annostus oli 0,6 %. Valkaisuerästä 2 määritettiin massa-ja paperitekniset ominaisuudet kaksoisvalkaisun jälkeen.

Jälkijauhatus suoritettiin matalassa sakeudessa Tampella T224 kiekkojauhimella. Massa jauhettiin noin 70 kWh/t EOK (energian ominaiskulutuksella). Valmiin massan 25 suotautuvuus oli 50 ml CSF.

Massan kuitukokojakauma oli seuraava: 30 Kuitufraktio Prosenttiosuus +14 0 % +28 1,6% +48 16,0% 11 103417 +200 43,0 % -200 39,4 % 5 Esimerkki 2

Hienopaperin pohjapaperin valmistus

Pohjapaperi valmistettiin mekaanisesta haapamassasta (painehioke) ja sellusta kemiallisesta mäntymassasta, jotka sekoitettiin painosuhteessa 40/60. Haapapainehioke vastasi omi-10 naisuuksiltaan ja kuitukokojakaumaltaan esimerkissä 1 valmistettua massaa. Sulppuun lisättiin noin 10 % kuituaineksen määrästä jauhettua täyteainekarbonaattia.

Pohjapaperia valmistettiin kitarainaimella. Pohjapaperin ominaisuudet olivat seuraavat: 15 neliömassa 53,3 g/m2 bulk l,45cm3/g opasiteetti 88 % vaaleus 82,5 % karheus 240 ml/min 20 huokoisuus 170 ml/min täyteainepitoisuus 12%

Keksinnön yhteydessä tehdyissä vertailukokeissa on voitu todeta, että pohjapaperin pinta-25 paino on ainakin 10 % pienempi kuin vastaavan opasiteetin ja vaaleuden omaavan pohjapaperin, joka on valmistettu olellisesti kokonaan valkaistusta kemiallisesta massasta.

Esimerkki 3

Hienopaperin valmistus 30

Esimerkin 2 mukaan valmistettu pohjapaperi päällystettiin kaksi kertaa, ensin filminpääl-lystysmenetelmällä ja sitten telapäällystyksellä.

Päällystysseoksissa käytettiin kalsiumkarbonaattipigmenttiä, jonka partikkelikokojakauma 35 on esitetty taulukossa 2: 12 103417

Taulukko 2. Karbonaattipigmenttien partikkelikokojakauma

Maks. partikkeli- Kumulatiivinen paino-osuus koko [pm] 5 5 99 2 95 1 70 0,5 35 0,2 10 10 Päällystysseos valmistettiin sinänsä tunnetulla tavalla sekoittamalla yhteen pigmentti, sideaine sekä lisäaineet. Esipäällytysseoksen kuiva-ainepitoisuus oli 60 % ja pintapäällys-tysseoksen 61 %. Edellä esitetyillä seoksilla päällystettiin esimerkin alussa mainittua poh-15 japaperia seuraavissa olosuhteissa:

Esipäällystys filminpäällystyksenä 9 g/m2/puoli ja pintapäällystys teräasemalla 10,5 g/m2/puoli nopeudessa 1500 m/min. Päällystetty paperi superkalanteroitiin.

20 Lopputuotteiden ominaisuudet määritettiin ja verrattiin kahteen kaupalliseen hienopaperiin, nimittäin Lumiart (Enso) ja Nopacoat (Nordland Papier). Tulokset ilmenevät taulukosta 3: 13 103417

Taulukko 3. Kaksinkertaisesti päällystetyn hienopaperin optiset ominaisuudet

Keksinnön Lumiart Nopacoat mukainen paperi

Neliömassa [g/m2] 80 100 99 5 Bulkki 0,85 0,83 0,78

Opasiteetti [%] 94 92,7 92,6

Vaaleus [%] 94 91 96,7

Pintakarheus, pps 10 [pm] 0,8 1,2 0,8

Kiilto [%] 73 66 71 10

Taulukosta 3 käy ilmi, että keksinnön mukaisesta pohjapaperista valmistetun päällystetyn hienopaperin ominaisuudet ovat paremmat kaikissa suhteissa kuin vastaavan neliömassan omaavan vertailupaperin. Samalla opasiteettitasolla paperin saantoetu on jopa 15 yli 20%.

Claims (13)

103417

1. Menetelmä paperirainan valmistamiseksi, jonka menetelmän mukaan - Populus-suvun puuaineksesta tuotetusta mekaanisesta massasta ja valkaistusta 5 havusellusta muodostetaan sulppu, jolloin mekaanisen massan määrä on 20 - 70 paino-% ja valkaistun havusellun määrä 80-30 paino-% sulpun kuiva-aineesta, - sulpusta muodostetaan raina j a - raina kuivatetaan, tunnettu siitä, että 10. mekaaninen massa on painehioketta ja - mekaanisen massan kuiduista noin 10 - 20 % on kooltaan välillä +28...+48 mesh +100, +200 ja -200 fraktioiden osuus koko massasta on yli 50 %.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulpun kuiva-15 aineesta 30 - 60 paino-% koostuu mekaanisesta massasta ja 70 - 40 paino-% koostuu havusellusta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mekaaninen massa on valmistettu P. tremulcr.sta., P. tremuloides:sta, P balsamea. sta,

20 P. balsamifera. sXR, P. trichocarpa:sl& tai P. heterophylla\sia.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mekaaninen massa on valmistettu haavasta (P. tremula), ns. kanadalaisesta haavasta (P. tremuloides) tai erilaisista kantahaavoista risteytetyistä haapalajeista (ns. hybridihaavat) ja 25 muut geeniteknisesti tuotetut lajit.

·. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haavan tai hybridihaavan kuitufraktioista +100, +200 ja -200 fraktioiden osuus koko massasta on yli 70 %, edullisesti yli 80 %, ja että -200 jakeen osuus on enintään 45 %.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raina muodostetaan kitarainaimella. 30 103417

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään valkaistuja mekaanisia ja täysvalkaistuja kemiallisia massoja.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen menetelmän mukaan valmistettu 5 pohjapaperi, tunnettu siitä, että sen kuiduista 30 - 60 paino-% on peräisin mekaanisesta haapamassasta, 70 - 40 paino-% havusellusta, sen neliömassa on 30 - 200 g/m2, bulkki 1,2 - 1,6 cm3/g ja opasiteetti ja vaaleus ovat yli 78 %.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperin hienoaine on 10 rikastunut paperin pintoihin.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, t u n ne 11 u siitä, että pintoihin on rikastunut haavan hienoaine sekä sulppuun lisätty täyteaine.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen pohjapaperi, tunnettu siitä, että sen formaatio on pienempi kuin 3 g/m2.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen pohjapaperi, tunnettu siitä, että sen pintapaino on ainakin 10 % pienempi kuin vastaavan opasiteetin ja vaaleuden omaavan pohjapaperin, 20 joka on valmistettu olellisesti kokonaan valkaistusta kemiallisesta massasta.

13. Hienopaperi, tunnettu siitä, että se on valmistettu jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukaisesta pohjapaperista, joka on päällystetty kaksi kertaa, jolloin ainakin toiseen päällyskerrokseen on käytetty päällystysseosta, jonka pigmentillä on jyrkkä partikkelikoko- 25 jakauma. • 103417