FI120318B - Tärkkelyksen piitä sisältävät komposiitit, menetelmä niiden valmistamiseksi ja käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa - Google Patents
Tärkkelyksen piitä sisältävät komposiitit, menetelmä niiden valmistamiseksi ja käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa Download PDFInfo
- Publication number
- FI120318B FI120318B FI20040866A FI20040866A FI120318B FI 120318 B FI120318 B FI 120318B FI 20040866 A FI20040866 A FI 20040866A FI 20040866 A FI20040866 A FI 20040866A FI 120318 B FI120318 B FI 120318B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- starch
- silicate
- paper
- composite
- board
- Prior art date
Links
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 title claims description 94
- 239000008107 starch Substances 0.000 title claims description 94
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 title claims description 94
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 12
- 239000000123 paper Substances 0.000 title description 44
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 title description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(oxo)silane Chemical compound O[Si](O)=O IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 23
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 23
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 22
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 21
- -1 alkaline earth metal aluminum silicates Chemical class 0.000 claims description 19
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 claims description 19
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 14
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims description 14
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 13
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 12
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical class [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 11
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 8
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052915 alkaline earth metal silicate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 4
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical class N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims 4
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 claims 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 claims 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical class [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000001095 magnesium carbonate Chemical class 0.000 claims 1
- 229910000021 magnesium carbonate Chemical class 0.000 claims 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 9
- DNEHKUCSURWDGO-UHFFFAOYSA-N aluminum sodium Chemical compound [Na].[Al] DNEHKUCSURWDGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 6
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 229920006320 anionic starch Polymers 0.000 description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052914 metal silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 3
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 description 3
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 3
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 3
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 2
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical group [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- YDIQKOIXOOOXQQ-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfite Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])=O.[O-]S([O-])=O.[O-]S([O-])=O YDIQKOIXOOOXQQ-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 2
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 2
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 2
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 1
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 description 1
- 235000007558 Avena sp Nutrition 0.000 description 1
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 239000004110 Zinc silicate Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 229910052728 basic metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 229940125773 compound 10 Drugs 0.000 description 1
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- FSBVERYRVPGNGG-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[[oxido(oxo)silyl]oxy]silane hydrate Chemical compound O.[Mg+2].[Mg+2].[O-][Si](=O)O[Si]([O-])([O-])O[Si]([O-])=O FSBVERYRVPGNGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- NEMFQSKAPLGFIP-UHFFFAOYSA-N magnesiosodium Chemical compound [Na].[Mg] NEMFQSKAPLGFIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 229940100486 rice starch Drugs 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- POWFTOSLLWLEBN-UHFFFAOYSA-N tetrasodium;silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] POWFTOSLLWLEBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N zinc silicate Chemical compound [Zn+2].[O-][Si]([O-])=O XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019352 zinc silicate Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/12—Powdering or granulating
- C08J3/128—Polymer particles coated by inorganic and non-macromolecular organic compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP 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
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
- D21H17/68—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments siliceous, e.g. clays
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP 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
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/36—Coatings with pigments
- D21H19/38—Coatings with pigments characterised by the pigments
- D21H19/40—Coatings with pigments characterised by the pigments siliceous, e.g. clays
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2303/00—Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08J2303/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP 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
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/28—Starch
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP 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
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/36—Coatings with pigments
- D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
- D21H19/54—Starch
Description
Tärkkelyksen piitä sisältävät komposiitit, menetelmä niiden valmistamiseksi ja käyttö paperin-ja kartongin valmistuksessa 5
Keksinnön ala
Esillä olevan keksinnön kohteena ovat tärkkelyksen piitä sisältävät komposiitit ja erityisesti tärkkelyssilika- ja tärkkelyssilikaattikomposiitit, menetelmä niiden 10 valmistamiseksi sekä niiden käyttö paperin ja kartongin täyteaineena ja päällystyspigmenttinä. Lisäksi keksinnön kohteena on menetelmä paperin ja kartongin valmistamiseksi ja menetelmä paperin päällystämiseksi.
Tekniikan taso 15
Perinteisesti paperin ja kartongin valmistuksessa käytetään sekä mineraalipohjaisia että synteettisiä täyteaineita paperin tai kartongin optisten ominaisuuksien kuten esimerkiksi valonsirontakertoimen parantamiseen. Paperin ja kartongin valmistuksen yhteydessä massan joukkoon lisätään opasiteetin ja 20 muiden optisten ominaisuuksien parantamiseksi hienojakoisia mineraali-pigmenttejä kuten kaoliinia, savea, jauhettua tai saostettua kalsiumkarbonaattia, titaanidioksidia tai saostettuja silikaatteja. Lisättäessä mineraalipigmentin osuutta optiset ominaisuudet yleensä paranevat mutta lujuusominaisuudet heikkenevät. Alalla käytetään myös kuivalujalisäaineita kuten karboksimetyyliselluloosaa ja 25 synteettisiä polymeerejä, joista voidaan mainita esimerkiksi PAM, PVA ja lateksi. Käytettäessä näitä suuremmissa pitoisuuksissa esiintyy ajettavuusongelmia, mikä rajoittaa niiden käyttöä.
Tärkkelystä lisätään tyypillisesti paperin ja kartongin valmistuksen yhteydessä 30 massan joukkoon vesipitoisena liuoksena ensisijaisesti tuotteen 2 lujuusominaisuuksien parantamiseksi. Tärkkelystä ei kuitenkaan voida käyttää kovin suurina määrinä ajettavuusongelmien ja kustannusten vuoksi.
Massan jauhatuksella ja hienoainclisäyksellä voidaan myös parantaa paperin 5 lujuusominaisuuksia, mutta samalla opasiteetti usein heikkenee. Lisäksi molemmissa tapauksissa vedenpoisto saattaa muodostua ongelmaksi.
WO 99/16972 kuvaa alkalimetallisilikaattien ja erityisesti natriumsilikaatin käytön yhdessä tärkkelyksen kanssa paperin tai kartongin lujuuden parantamiseksi. Sekä 10 silikaatti että tärkkelys lisätään hienojakoisessa muodossa kuitulietteeseen märässä päässä ennen rainan muodostusta. Tärkkelys on keittämätöntä ja alkalisilikaatiksi valitaan sellainen, joka ei liukene veteen märän pään lämpötiloissa vaan vasta kuivatusosan lämpötiloissa.
15 GB 2 223 038 esittää paperin ja kartongin valmistukseen käytettävän koostumuksen, joka käsittää alle 35°C lämpötilassa veteen liukenemattomia tärkkelyshiukkasia vesiliuoksessa yhdessä flokkcja muodostavan aineen, edullisesti polyakryyliamidin ja täyteainehiukkasten kanssa. Sopivina täyteaineina mainitaan mm. tavanomaiset mineraalitäyteaineet kuten kalsiumkarbonaatti. 20 Tämän koostumuksen avulla voidaan tuoda paperiin enemmän täyteainetta ja siten parantaa paperin vaaleutta ja opasiteettia tietyllä lujuustasolla.
US 6,623,555 kuvaa menetelmän komposiittipigmentin valmistamiseksi saostetusta kalsiumkarbonaatista (PCC) ja silikaatista. Komposiittipigmentti 25 valmistetaan tuomalla liukoinen silikaattiyhdiste vesipitoiseen väliaineeseen, joka sisältää saostettua, kalkkimaitoa karbonoimalla muodostettua kalsium-karbonaattia. Liukenematon piiyhdiste saostetaan muodostetun kalsiumkarbonaatin päälle karbonoimalla reaktioseosta eli kuplittamalla CCLia reaktioseokseen.
30 ' 3
Optiset ominaisuudet, joihin luetaan mm opasiteetti ja valonsirontakeroin, ja ? palstautumislujuus, jota usein kuvataan Scott Bond-arvona, ovat painopapereiden eräitä keskeisimpiä ominaisuuksia. Yleisesti kartongeissa ja papereissa, etenkin graafisissa papereissa on olemassa tarve parantaa sekä optisia ominaisuuksia että ’ 5 lujuusominaisuuksia samanaikaisesti.
Poltettaessa energian tuotannon yhteydessä epäorgaanisia mineraalipigmenttejä sisältävää jätepaperia muodostuu runsaasti tuhkaa, jonka hävittäminen aiheuttaa ongelmia. EU-alueelle on asetettu tavoitteita bioenergian osuudelle 10 kokonaisenergian tuotannosta vuoteen 2010 mennessä. Näihin tavoitteisiin pääsemiseksi on toivottavaa käyttää myös paperissa ja kartongissa ' % •..jj? mahdollisimman paljon uusiutuvia orgaanisia materiaaleja.
Edellä esitetyn perusteella voidaan havaita, että on olemassa ilmeinen tarve 15 uudentyyppiselle paperinja kartongin täyteaineelle ja päällystyspigmentille, jonka avulla pystytään samanaikaisesti parantamaan sekä optisia ominaisuuksia että lujuusominaisuuksia, ja jonka avulla on mahdollista lisätä uusiutuvien ja palavien orgaanisten materiaalien osuutta papereissa ja kartongeissa.
20 Keksinnön päämäärä
Keksinnön päämääränä ovat uudet tärkkelyksen piitä sisältävät komposiitit, erityisesti tärkkelyssilika-ja tärkkelyssilikaattikomposiitit.
25 Keksinnön päämääränä on myös menetelmä tärkkelyksen piitä sisältävien komposiittien, erityisesti tärkkelyssilika- ja tärkkelyssilikaattikomposiittien valmistamiseksi.
Keksinnön päämääränä on lisäksi tärkkelyksen piitä sisältävien komposiittien, 30 erityisesti tärkkelyssilika- ja tärkkelyssilikaattikomposiittien käyttö paperin ja 4 kartongin täyteaineena ja paperin ja kartongin valmistuksessa ; ./j päällystyspigmenttinä.
Edelleen keksinnön päämääränä on menetelmä paperin ja kartongin ·' 5 valmistamiseksi.
Keksinnön päämääränä on myös menetelmä paperin ja kartongin päällystämiseksi.
10 Keksinnön mukaisten tärkkelyksen piitä sisältävien komposiittien, erityisesti tärkkelyssilika- ja tärkkelyssilikaattikomposiittien, menetelmän niiden valmistamiseksi, niiden käytön sekä menetelmän paperin ja kartongin päällystämiseksi ja menetelmän paperin ja kartongin valmistamiseksi tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksissa.
15
Keksinnön yhteenveto
Keksintö koskee tärkkelyksen piitä sisältäviä komposiitteja ja erityisesti tärkkelyssilika- ja tärkkelyssilikaattikomposiitteja, jotka käsittävät tärkkelystä ja 20 silikaa ja/tai silikaattia. Keksinnön mukaisia tärkkelyssilika- ja tärkkelyssilikaattikomposiitteja voidaan valmistaa saostamalla tärkkelyksen pinnalle silikaa ja/tai silikaatteja. Näin saatua tärkkelyssilika- ja tärkkelyssilikaattikomposiittia voidaan käyttää paperin ja kartongin täyteaineena tuotteen optisten ominaisuuksien ja lujuusominaisuuksien parantamiseksi 25 samanaikaisesti verrattuna tavanomaisiin täyteaineisiin. Lisäksi keksinnön mukaista komposiittia voidaan käyttää paperin ja kartongin päällystyspigmenttinä.
30 5
Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus
Yllättäen on todettu, että tekniikan tason mukaisissa ratkaisuissa ilmenevät j ongelmat voidaan välttää tai niitä voidaan ainakin oleellisesti vähentää keksinnön 5 mukaista menettelyä käyttäen. Keksintö perustuu havaintoon, että tärkkelyksen pinnalle voidaan saostaa silikaa ja/tai silikaattia, jolloin saadaan tärkkelyssilika- * --¾ ja/tai tärkkelyssilikaattikomposiittia, joka soveltuu sekä päällystyspigmentiksi että täyteaineeksi paperin ja kartongin valmistuksessa.
10 Keksinnön mukaisessa komposiitissa käytettävä tärkkelys on kasviperäistä tärkkelystä kuten esimerkiksi ohra-, kaura-, riisi- tai maissitärkkelystä tai niiden seosta. Tärkkelyksen gelatinoitumislämpötila on vähintään 50 °C. Tärkkelys valitaan natiivin tärkkelyksen, anionisen tärkkelyksen, kationisen tärkkelyksen ja niiden seosten joukosta, edullisesti tärkkelys on unionista tärkkelystä. Tärkkelys 15 muodostuu partikkeleista, jotka ovat edullisesti raemaisia ja rakeen keskimääräinen partikkelikoko voi tyypillisesti vaihdella välillä 3- 20μιη.
1 '1
Silikaatti valitaan metallisilikaattien kuten maa-alkalimetallisilikaattien, alkalimetallisilikaattien, maa-alkalimetalli- ja alkalimetallialumiinisilikaattien ja 20 näiden modifikaatioiden joukosta, joita ovat mm yhteissuolat maa-alkalimetallisuolojen ja hydroksidien kanssa, sekä edellä mainittujen yhdisteiden yhteissuolojen ja yhdistelmien joukosta. Edullisesti silikaatti on kalsiumsilikaattia, magnesiumsilikaattia, natriumalumiinisilikaattia, natriummagnesiumsilikaattia, natriumsilikaattia tai alumiinisilikaattia ja erityisen edullisesti 25 natriumalumiinisilikaattia,
Silika valitaan saostettujen piidioksidien joukosta.
Keksinnön mukaisesti voidaan käyttää myös silikan ja silikaattien yhdistelmiä.
30 6
Keksinnön mukainen komposiitti sisältää silikaa ja/tai silikaattia 10-95 p-%, edullisesti 50-80 p-%.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä tärkkelyssilika- ja/tai tärkkelyssilikaatti-5 komposiitin valmistamiseksi silika ja/tai silikaatti saostetaan tärkkelysrakeiden
pinnalle. Tällöin piiyhdisteen annetaan reagoida sopivan saostavan yhdisteen N
kanssa ja saostua tärkkelyspartikkeleiden pinnalle. " j
Silikan saostaminen 10 Piidioksidia eli silikaa (Si02) voidaan saostaa esimerkiksi seuraavan reaktiokaavan (1) mukaisesti. Sopivan piiyhdisteen eli emäksisen metallisilikaatin ja tässä esimerkkinä natriumsilikaatin vesiliuoksen (vesilasi) annetaan reagoida saostavan yhdisteen, tässä mineraalihapon, tyypillisesti H2SO4 :n kanssa.
15 [Na20:xSi02] + H2S04 -*· xSi02 +Na2S04 + H20 (1)
Saostettua silikaa saadaan myös antamalla alkalimetallisilikaatin reagoida rikkihapokkeen tai rikkidioksidin kanssa. Lisäksi syntyy alkalimetallisulfiitin tai -bisulfi itin vesiliuosta.
20
Silikaattien saostaminen
Synteettisiä silikaatteja saadaan antamalla piiyhdisteen reagoida saostavan yhdisteen kanssa. Saostava yhdiste voi muodostua myös in situ reaktion aikana.
Tuloksena saadaan silikaatteja kuten natriumalumiinisilikaattia, kalsiumsilikaattia 25 ja alumiinisilikaattia. Näistä erityisesti natriumalumiinisilikaatti on yleisimmin käytetty paperinvalmistuksessa.
Sopivia piiyhdisteitä ovat saostetut silikat, metallisilikaatit kuten maa-alkalimetallisilikaatit ja alkalimetallisilikaatit, maa-alkali- ja alkalimetalli-30 alumiini silikaatit ja näiden modifikaatiot kuten yhteissuolat maa-alkalimetallien 7 suolojen ja-hydroksidien kanssa, sekä edellä mainittujen yhdisteiden yhteissuolat ja yhdistelmät.
Silikaattia, esimerkiksi natriumalumiinisilikaattia voidaan saostaa seuraavan 5 reaktiokaavan (2) mukaisesti. Alumiinisulfaatti eli aluna reagoi natriumsilikaatin vesiliuoksen kanssa.
[Na2Ö:xSi02] + A12(S04)3 Na20· Al203-4[x Si02]-4-6 H20 + Na2S04 (2) 10 Vaihtoehtoisesti alkalimetallisilikaatin voidaan antaa reagoida alumiinisulfiitin vesiliuoksen avulla, jolloin saadaan saostunutta alkalimetallialumiinisilikaattia ja vesifaasi, joka sisältää alkalimctallisulfiittia tai bisulfiittia riippuen reaktion loppuvaiheen pH:sta.
15 Saostettua alkalimetallialumiinisilikaattia saadaan myös käsittelemällä ! alkalimetallisilikaattiliuosta alkalimetallialuminaatilla rikkidioksidin, rikkihapoke-liuoksen tai rikkihappoliuoksen läsnäollessa. Lisäksi saadaan alkalimetallisulfiittia sisältävä vesifaasi. Tällöin saostava alumiinisulfuttireagenssi muodostuu in situ reaktion aikana.
20
Sinkkisilikaattia voidaan saostaa sekoittamalla natriumsilikaattiliuosta ja sinkki-kloridiliuosta keskenään siten, että reaktion loppuvaiheessa sinkkikloridiliuos korvataan rikkihappo li uoksel 1 a.
25 Keksinnön mukaisessa menetelmässä saostavaa yhdistettä sisältävään vesiliuokseen lisätään tärkkelystä sisältävää suspensiota ja valinnaisesti voidaan lisätä apuaineeksi muuta suolaa, jonka jälkeen seokseen lisätään piiyhdisteen vesiliuosta ja valinnaisesti saostavan yhdisteen vesiliuosta tai mineraalihapon vesiliuosta, sitten näin valmistetun lietteen pH säädetään tarvittaessa arvoon 7 tai 30 alle.
' ' . 8
Saostava yhdiste valitaan silikaa saostettaessa epäorgaanisten happojen ja rikkidioksidin joukosta, edullisesti rikkihapon, rikkihapokkeen ja rikkidioksidin joukosta.
5 Saostava yhdiste valitaan silikaattia saostettaessa epäorgaanisten happojen sekä maa-alkalimetallien, alkalimetallien, maametallien, sinkin ja alumiinin suolojen, edullisesti sulfaatti-, sulfiini-, nitraatti ja ammoniumsulfaattisuolojen joukosta.
Erityisen edullisesti saostus suoritetaan alumiini sulfaatin, alumiini sulfiitin tai alkalimetallialumi naatin avulla rikkidioksidin, rikkihapokkeen tai rikkihapon 10 läsnäollessa. Vaihtoehtoisesti saostus voidaan myös suorittaa sinkkikloridin f avulla, joka korvataan reaktion loppuvaiheessa rikkihappoliuoksella.
Apuaineena käytettävä suola valitaan maa-alkalimetallisuolojen ja -hydroksidien joukosta. Sopivia suoloja ovat maa-alkalimetallien kuten esimerkiksi 15 magnesiumin ja kalsiumin kloridit, sulfaatit ja karbonaatit. Edullisesti käytetään magnesiumhydroksidia.
Piiyhdiste valitaan silikaatteja saostettaessa saostettujen silikoiden, alkali metal Ib ja maa-alkalimetallisilikaattien, alkalimetalli- ja maa-alkalimetallialumiini-20 silikaattien ja näiden modifikaatioiden joukosta, joita ovat esimerkiksi yhteissuolat maa-alkalimetallisuolojen ja -hydroksidien kanssa, sekä edellä mainittujenyhdisteiden yhteissuolojen ja yhdistelmien joukosta.
Silikaa saostettaessa piiyhdiste valitaan alkalimetalli- ja maa-25 alkalimetallisilikaattien joukosta.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä muodostetaan saostavasta yhdisteestä vesiliuos, jonka pH on tyypillisesti happamalla alueella, sitten siihen lisätään dispergoidun tärkkelyksen suspensio. Lopuksi lisätään samanaikaisesti saostuvan 30 yhdisteen vesiliuos ja saostavan yhdisteen vesiliuos ja/tai happoa reaktioseoksen pH:n säätämiseksi alueelle 7 tai alle, edullisesti alueelle 4-7.
9
Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä edullisessa suoritusmuodossa saostavaa yhdistettä (alumiinisulfattia (Al2(S04)3xl4,3H20)) liuotetaan ylimäärään vettä, jonka lämpötila voi vaihdella välillä 10 - 90°C, edullisesti 30 - 60°C. Sitten ?; liuokseen lisätään raemaista tärkkelystä, joka on dispergoitu ylimäärään vettä.
5 Näin valmistettuun suspensioon voidaan lisätään valinnaisesti saostuksen tehostamiseksi apuaineena suolaa, edullisesti magnesiumhydroksidia ja seosta sekoitetaan 10 - 90°C lämpötilassa. Tämän jälkeen suspensioon lisätään saostuvaa yhdistettä (metallisilikaattia ja tässä natriumsilikaattia (Na4SiC>4)) ja saostavan yhdisteen (alumiinisulfaatin) vesiliuosta. Tällöin haluttu piiyhdiste 10 (natriumalumiinisilikaatti) saostuu tärkkelysrakeiden pinnalle. Tuloksena saadaan suspensio, joka sisältää tärkkelyssilikaattikomposiittia. Suspension viskositeetti säädetään sopivaksi vettä lisäämällä. Suspension pH säädetään arvoon 7 tai alle, edullisesti alueelle 4-6 saostavaa yhdistettä (alumiinisulfaattia) käyttäen.
Suspensio voidaan käyttää sellaisenaan ilman jatkokäsittelyä/suodatusta/kuivausta 15 ja valinnaisesti se voidaan myös suodattaa, pestä ja kuivata. Hiukkaskokoa voidaan tarvittaessa optimoida esim. jauhamalla. Suspensioon voidaan haluttaessa lisätä apuaineita kuten dispergointiaincita.
Keksinnön mukaista tärkkelyksen piitä sisältävää komposiittia, erityisesti 20 tärkkelyssilika- ja/tai tärkkelyssilikaattikomposiittia voidaan käyttää paperin ja kartongin täyteaineena. Keksinnön mukainen komposiitti soveltuu täyteaineeksi sekä hienopapereille että mekaanista massa sisältäville papereille, esimerkkeinä voidaan mainita LWC, MWC ja SC.
25 Keksinnön mukaista tärkkelyssilika- ja/tai tärkkelyssilikaattikomposiittia voidaan myös käyttää mekaanista massaa sisältävien papereiden kuten LWC-painopapereiden päällystyspigmenttinä ja kartongin esimerkiksi FBB-kartongin päällystyspigmenttinä.
30 Keksinnön mukaisessa menetelmässä paperin tai kartongin valmistamiseksi tärkkelyssilika- ja/tai tärkkelyssilikaattikomposiittia lisätään paperin tai kartongin 10 ' ' ' valmistuksen yhteydessä massan joukkoon sopivassa kohdassa systeemiä ennen puristinosaa, edullisesti lyhyessä kierrossa ja erityisen edullisesti lähellä perälaatikkoa kuten sekoituspumpun imupuolella tai perälaatikon syöttöpumpun läheisyydessä siten, että paperin tai kartongin täyteainepitoisuus eli :¾ 5 tärkkelyssilika- ja/tai tärkkelyssilikaattikomposiitin määrä paperissa tai kartongissa on 1 - 50 p-%, ja sitten paperi tai kartonki valmistetaan tavanomaisen tapaan. Tällöin tärkkelys gelatinoituu kuivatusosan lämpötiloissa ja sitoo samalla silika-/silikaattipartikkelit paperiin tai kartonkiin. Kuivatus voidaan toteuttaa tavanomaiseen tapaan kontakti- eli sylinterikuivauksella, jossa sylinterin 10 pintalämpötila on tyypillisesti 100-160°C, mutta kuivatus voidaan toteuttaa myös ,.- millä tahansa muulla kuivatusmenetelmällä. 1
Keksinnön mukaisessa menetelmässä paperin päällystämiseksi tärkkelyssilika-ja/tai tärkkelyssilikaattikomposiittia applikoidaan edellä mainittuna suspensiona 15 sellaisenaan tai sekoitettuna tunnettuihin päällystyspigmenteissä käytettyihin sideaineisiin kuten tärkkelykseen tai lateksiin, paksunnosaineisiin kuten karboksimetyyliselluloosaan tai muihin lisäaineisiin siten, että pigmentin osuus päällystyspastasta on tyypillisesti 80 - 95 p-%. Applikointi paperi- tai kartonkirainalle voidaan suorittaa millä tahansa tunnetulla 20 päällystysmenetelmällä. ;
Keksinnön mukaisella tärkkelyssilika-ja tärkkelyssilikaattikomposiitilla on useita etuja tekniikan tasosta tunnettuihin täyteaineisiin ja päällystyspigmentteihin nähden. Komposiitilla voidaan samanaikaisesti vaikuttaa edullisesti paperin ja 25 kartongin kriittisiin ominaisuusyhdistclmiin, erityisesti optisiin ominaisuuksiin kuten valonsirontakertoimeen ja lujuusominaisuuksiin kuten palstautumislujuuteen ja vetoindeksiin. Lisäksi paperin ja kartongin neliöpainoja voidaan pienentää komposiittia käyttäen. Tärkkelysrakeita sisältävän suspension viskositeetti on alhaisempi kuin keitetyn tärkkelyksen viskositeetti. Keksinnön 30 mukaista tärkkelyskomposiittia käytettäessä on mahdollista vähentää tyypillisesti 11 ' kuivaluj »lisäaineena käytettävän massatärkkelyksen annostelua. Näin on ' mahdollista saada etua myös lujuuksien ja vedenpoiston ominaisuusyhdistelmään,
Keksinnön mukaisen komposiitin avulla on mahdollista lisätä papereissa ja 5 kartongeissa uusiutuvien orgaanisten materiaalien osuutta ja parantaa kierrätyksestä poistuvien papereiden ja kartonkien hyödyntämistä polttamalla.
EU-alueella kompostoituvan materiaalin vieminen kaatopaikoille aiotaan kieltää tulevaisuudessa, joten polttaminen jää erääksi tärkeäksi jätteen hävitysvaihtoehdoksi.
io 1 ?-i
Keksintöä havainnollistetaan seuraavien esimerkkien avulla, joihin sitä ei kuitenkaan ole tarkoitus rajoittaa.
Esimerkit 15
Esimerkki 1 Tärkkelyssilikaattikomposiitin valmistus 20 Tärkkelyssilikaattikomposiittia valmistettiin laboratoriomittakaavassa saostamalla silikaattia tärkkelysrakeille 4 1 kiteytysastiassa. Reagenssit termostoitiin ennen " syöttöä ja reaktioseoksen pH:ta mitattiin reaktion aikana. Kiteytysastiaan lisättiin 6,6 g alumiinisulfaattia ja 1000 g ionivaihdettua vettä, 31 g anionisia tärkkelysrakeita dispergoituna 150 g ionivaihdettua vettä ja lisäksi 1,1 g 25 magnesiumhydroksidia. Seosta sekoitettiin 40°C lämpötilassa. Sitten 414 g natriumsilikaattia ja 67,4 g alumiinisulfaattia liuotettuna 388,6 g ionivaihdettuun veteen lisättiin samanaikaisesti seokseen 5 min kuluessa ja 40°C lähtölämpötilassa ja seosta sekoitettiin 40°C lämpötilassa. pH säädettiin reaktion aikana arvoon 7 tai alle, jotta voitiin välttää geelin muodostus. Saostunut natriumalumiinisilikaatti 30 suodatettiin. Näin valmistetun natriumalumiinislikaattitärkkelyskomposiitin SEM-kuva on esitetty oheisessa kuvioissa la ja Ib, joista käy selvästi ilmi 12 ' tärkkelysrakeen päälle saostuneet silikaattipartikkelit. Komposiitin partikkelikoko määritettiin laser-diffraktiomenetlmällä. Partikkelien keskikoko oli noin 30 μιη ja kokoalue 2-300 μιη sisältäen agglomeroituneet partikkelit. Komposiitti sisälsi 80 p-% natriumalumiinisilikaattia ja 20 p-% tärkkelystä.
5
Esimerkki 2
Esimerkin 1 mukaisella tavalla valmistettiin natriumalumiini-slikaattitärkkelyskomposiitti, jossa tärkkelyksenä käytettiin natiivia rakeista 10 tärkkelystä Oheisessa kuviossa 2 on esitetty tuloksena saadun komposiitin SEM-kuva.
Esimerkki 3 15 Tärkkelyssilikaattikomposiitin käyttö paperin täyteaineena
Sellusta, joka sisälsi 70 % valkaistua koivusellua ja 30 % valkaistua havusellua, valmistettiin arkkeja, jotka sisälsivät 1) keksinnön mukaista anionisesta tärkkelyksestä valmistettua komposiittitäyteainetta sekä arkkeja, jotka sisälsivät 2) 20 keksinnön mukaista anionisesta tärkkelyksestä valmistettua komposiittitäyteainetta, ja jotka arkit oli lämpökäsitelty. Vastaavasti vertailuina käytettiin 3) arkkeja ilman täyteainetta ja 4) arkkeja, joissa oli käytetty kaupallista saostettua silikaattia täyteaineena. Arkit, joiden neliöpaino oli 60 g/m2, valmistettiin käyttäen standardia SCAN C 26:76. Mineraalitäyteainepitoisuutena käytettiin 25 vertailuarkeissa 6 p-% ja 14 p-%. Komposiittitäyteaineiden yhteydessä kokonaistäyteainepitoisuudet olivat 7,5 p-% ja 17,5 p-%. Osa arkeista (2) lämpökäsiteltiin 90 °C lämpötilassa 10 minuutin ajan ennen arkkien kuivausta, joka suoritettiin tavanomaisissa olosuhteissa. Arkkien valonsirontakertoimet, palstautumislujuudet Scott Bond-arvoina ja vetoindeksit tutkittiin menetelmillä 30 SCAN-P 8:93, TAPPI T 569 ja SCAN-P 67:93. Kuviossa 3 on graafisesti esitetty valonsirontakerroin palstautumislujuuden funktiona. Kuviosta nähdään selvästi, .,.. 13 että keksinnön mukaisia komposiittitäyteaineita käyttäen voidaan samanaikaisesti parantaa sekä valonsirontakerrointa että p ai stautumisluj uutta. Kuviossa 4 on esitetty valonsirontakerroin vetoindeksin funktiona. Tästä voidaan havaita, että keksinnön mukaisilla komposiiteilla voidaan samanaikaisesti parantaa 5 vetolujuutta ja valonsirontakerrointa.
Claims (13)
1. Tärkkelyksen piitä sisältävä komposiitti, tunnettu siitä, että komposiitti käsittää tärkkelyspartikkeleita, joiden pinnalla on saostettua silikaa ja/tai 5 silikaattia.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen komposiitti, tunnettu siitä, että tärkkelys on raemaista tärkkelystä ja se on anionista tai natiivia tai kationista, edullisesti anionista. 10
3. Jonkin patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen komposiitti, tunnettu siitä, että silikaatti on valittu maa-alkalimetallisilikaattien, alkalimetalli-silikaattien, maa-alkalimetallialumiinisilikaattien, alkalimetallialumiinisili-kaattien, näiden modifikaatioiden, edellä mainittujen yhdisteiden yhteis- 15 suolojen ja yhdistelmien joukosta, ja silika on valittu saostettujen piidiok sidien joukosta.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen komposiitti, tunnettu siitä, että se sisältää silikaa ja/tai silikaattia 10-95 p-%, edullisesti 50-80 p-%. 20
5. Menetelmä tärkkelyksen piitä sisältävän komposiitin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että saostavaa yhdistettä sisältävään vesiliuokseen lisätään tärkkelystä sisältävää suspensiota ja valinnaisesti apuainesuolaa, jonka jälkeen näin saatuun seokseen lisätään piiyhdisteen vesiliuosta ja valinnaises- 25 ti saostavan yhdisteen vesiliuosta ja/tai happoa, sitten näin valmistetun lietteen pH säädetään tarvittaessa arvoon alle 7.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saostava yhdiste valitaan silikaa saostettaessa epäorgaanisten happojen ja rikkidiok- 30 sidin joukosta, ja silikaattia saostettaessa epäorgaanisten happojen, sekä maa-alkalimetallimetallien, alkalimetallien, maametallien ja sinkin ja alumiinin sulfaatti-, sulfiitti-, nitraatti ja ammoniumsulfaattisuolojen joukosta.
7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pii- 5 yhdiste valitaan silikaatteja saostettaessa saostettujen silikoiden, alkalime- talli- ja maa-alkalimetallisilikaattien, alkalimetalli- ja maa-alkalimetallialumiinisilikaattien, ja edellä mainittujen yhteissuolojen kalsiumkarbonaatin ja magnesiumkarbonaatin kanssa, ja edellä mainittujen yhdistelmien joukosta; ja silikaa saostettaessa alkalimetalli- ja maa- 10 alkalimetallisilikaattien joukosta.
8. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että apuainesuola valitaan maa-alkalimetallisuolojen ja -hydroksidien joukosta, edullisesti magnesiumin ja kalsiumin kloridien, sulfaattien, karbo- 15 naattien j a hydroksidien joukosta.
9. Jonkin patenttivaatimuksen 5-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelys on raemaista tärkkelystä ja se on anionista tai natiivia tai kationista, edullisesti anionista. 20
10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukaisen tai jonkin patenttivaatimuksen 5-9 mukaisella menetelmällä valmistetun tärkkelyksen piitä sisältävän komposiitin käyttö paperin tai kartongin täyteaineena.
11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukaisen tai jonkin patenttivaatimuksen 5-9 mukaisella menetelmällä valmistetun tärkkelyksen piitä sisältävän komposiitin käyttö paperin ja kartongin päällystyspigmenttinä.
12. Menetelmä paperin tai kartongin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että jon- 30 kin patenttivaatimuksen 1-5 mukaista tai jonkin patenttivaatimuksen 5-9 mukaisella menetelmällä valmistettua tärkkelyksen piitä sisältävää kompo- siittia lisätään massan joukkoon ja paperi valmistetaan tavanomaiseen tapaan.
13. Menetelmä paperin tai kartongin päällystämiseksi, tunnettu siitä, että jon-5 kin patenttivaatimuksen 1-5 mukaista tai jonkin patenttivaatimuksen 5-9 mukaisella menetelmällä valmistettua tärkkelyksen piitä sisältävää komposiittia applikoidaan suspensiona tai sekoitettuna päällystyksen apuaineisiin tunnetulla menetelmällä paperi- tai kartonkirainalle.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20040866A FI120318B (fi) | 2004-06-23 | 2004-06-23 | Tärkkelyksen piitä sisältävät komposiitit, menetelmä niiden valmistamiseksi ja käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa |
| JP2007517320A JP2008503630A (ja) | 2004-06-23 | 2005-06-15 | ケイ素を含有するデンプンの複合体、その製造方法、並びに紙及び厚紙を製造するための使用 |
| PCT/FI2005/050213 WO2006005801A1 (en) | 2004-06-23 | 2005-06-15 | Composites of starch containing silicon, method for the production thereof, and use for making paper and board |
| EP05754040A EP1761597A4 (en) | 2004-06-23 | 2005-06-15 | SILICON COMPOSITES CONTAINING STARCH, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND USE THEREOF FOR MANUFACTURING PAPER AND CARDBOARD |
| CNA2005800238038A CN1989297A (zh) | 2004-06-23 | 2005-06-15 | 含硅淀粉复合物、其生产方法和用于生产纸和纸板的应用 |
| CA002571746A CA2571746A1 (en) | 2004-06-23 | 2005-06-15 | Composites of starch containing silicon, method for the production thereof, and use for making paper and board |
| US11/630,204 US20070246179A1 (en) | 2004-06-23 | 2005-06-15 | Composites of Starch Containing Silicon, Method for the Production Thereof, and Use for Making Paper and Board |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20040866 | 2004-06-23 | ||
| FI20040866A FI120318B (fi) | 2004-06-23 | 2004-06-23 | Tärkkelyksen piitä sisältävät komposiitit, menetelmä niiden valmistamiseksi ja käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20040866A0 FI20040866A0 (fi) | 2004-06-23 |
| FI20040866A FI20040866A (fi) | 2005-12-24 |
| FI120318B true FI120318B (fi) | 2009-09-15 |
Family
ID=32524537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20040866A FI120318B (fi) | 2004-06-23 | 2004-06-23 | Tärkkelyksen piitä sisältävät komposiitit, menetelmä niiden valmistamiseksi ja käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20070246179A1 (fi) |
| EP (1) | EP1761597A4 (fi) |
| JP (1) | JP2008503630A (fi) |
| CN (1) | CN1989297A (fi) |
| CA (1) | CA2571746A1 (fi) |
| FI (1) | FI120318B (fi) |
| WO (1) | WO2006005801A1 (fi) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4875940B2 (ja) * | 2006-07-28 | 2012-02-15 | 三晶株式会社 | デンプン系紙力増強剤およびそれを用いた抄紙方法 |
| EP1886671A1 (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-13 | The Jordanian Pharmaceutical Manufacturing Co. | Starch silica co-precipitate, method for preparing the same and use thereof |
| US20090188640A1 (en) * | 2008-01-28 | 2009-07-30 | Harrington John C | Method of modifying starch for increased papermachine retention and drainage performance |
| US20100003431A1 (en) * | 2008-07-02 | 2010-01-07 | John Raybuck | Composite materials |
| SE535500C2 (sv) * | 2010-10-08 | 2012-08-28 | Stora Enso Ab | Ytbehandlingskomposition och papper eller kartong innehållande en ytbehandlingskomposition |
| US20120186766A1 (en) * | 2011-01-25 | 2012-07-26 | Basf Se | Manufacturing a papery article |
| JP5798200B2 (ja) * | 2011-02-03 | 2015-10-21 | アクゾ ノーベル ケミカルズ インターナショナル ベスローテン フエンノートシャップＡｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂ．Ｖ． | パーソナルケア用途に使用するための変性デンプン |
| US9580867B2 (en) | 2013-04-26 | 2017-02-28 | Pacific Nano Products, Inc. | Fibrous structured amorphous silica including precipitated calcium carbonate, compositions of matter made therewith, and methods of use thereof |
| BR112019002654B1 (pt) * | 2016-08-08 | 2023-04-11 | Westrock Mwv, Llc | Papelão revestido e método de tratar papelão |
| WO2019021733A1 (ja) * | 2017-07-28 | 2019-01-31 | セントラル硝子株式会社 | 耐リンス液性の親水性部材及びその製造方法 |
| CN110258179A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-20 | 江西远宏实业有限公司 | 一种造纸业用增强剂及其制备方法 |
| CN114174398B (zh) * | 2019-08-20 | 2024-01-05 | 日挥触媒化成株式会社 | 含淀粉的粒子及其制造方法和化妆料 |
| WO2021053703A1 (ja) * | 2019-09-16 | 2021-03-25 | 誠之 島田 | 構造体用組成物、構造体、および構造体の製造方法 |
| GB2588809B (en) | 2019-11-08 | 2023-11-08 | B & W Group Ltd | Improvements in and relating to loudspeaker spiders |
| EP4076550A4 (en) | 2019-12-16 | 2024-01-24 | Goodyear Tire & Rubber | STARCH COATED WITH SILICIC ACID |
| JP2021183728A (ja) * | 2020-05-21 | 2021-12-02 | セイコーエプソン株式会社 | 繊維同士を結合させるためのでんぷん複合体、繊維構造体、繊維構造体製造装置 |
| JP2023005562A (ja) * | 2021-06-29 | 2023-01-18 | セイコーエプソン株式会社 | 結合材、および成形体の製造方法 |
| JP2023019946A (ja) * | 2021-07-30 | 2023-02-09 | セイコーエプソン株式会社 | 結合材、および成形体の製造方法 |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2036882A (en) * | 1934-06-21 | 1936-04-07 | Pattilloch Processes Inc | Process of making paper |
| US2326849A (en) * | 1941-09-27 | 1943-08-17 | Chemical Dev Inc | Paper sizing material |
| US2614945A (en) * | 1949-09-14 | 1952-10-21 | George A Krisan | Method of making mobile starch powders |
| US2885366A (en) * | 1956-06-28 | 1959-05-05 | Du Pont | Product comprising a skin of dense, hydrated amorphous silica bound upon a core of another solid material and process of making same |
| DE1667443C2 (de) * | 1966-06-18 | 1982-10-21 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Herstellung feinteiliger Papierfüllstoffe auf Basis von organisch modifizierten Silikaten |
| JPS526741A (en) * | 1975-06-30 | 1977-01-19 | Philadelphia Quartz Co | Starchhsilicic acid adhesive and production method |
| JPS5947600B2 (ja) * | 1980-06-12 | 1984-11-20 | 旭化成株式会社 | 加工殿粉 |
| JPH0646903B2 (ja) * | 1986-05-12 | 1994-06-22 | フロイント産業株式会社 | 活性植物組織の分離方法 |
| US4927498A (en) * | 1988-01-13 | 1990-05-22 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Retention and drainage aid for papermaking |
| US5185206A (en) * | 1988-09-16 | 1993-02-09 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Polysilicate microgels as retention/drainage aids in papermaking |
| JPH0660242B2 (ja) * | 1989-02-01 | 1994-08-10 | オーケートレーデイング株式会社 | 遠赤外線放射体 |
| DE4133680A1 (de) * | 1991-10-11 | 1993-04-15 | Metallgesellschaft Ag | Stabilisierte staerke, verwendung der stabilisierten staerke und verfahren zu ihrer herstellung |
| BR9811257A (pt) * | 1997-06-09 | 2000-07-18 | Akzo Nobel Nv | Microgéis de polissilicatos e materiais à base de sìlica. |
| CA2216480A1 (en) * | 1997-09-26 | 1999-03-26 | National Silicates Ltd. | Paper strength enhancement by silicate/starch treatment |
| FR2777289B1 (fr) * | 1998-04-09 | 2006-08-11 | Pluss Stauffer Ag | Compositions composites de charges ou pigments mineraux ou organiques co-structures ou co-adsorbes et leurs utilisations |
| US6494991B1 (en) * | 1998-07-17 | 2002-12-17 | Boise Cascade Corporation | Paper products comprising filler materials preflocculated using starch granules and/or polymerized mineral networks |
| US6273163B1 (en) * | 1998-10-22 | 2001-08-14 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Tire with tread of rubber composition prepared with reinforcing fillers which include starch/plasticizer composite |
| DE19964153B4 (de) * | 1999-03-10 | 2006-06-01 | Wacker Chemie Ag | Verwendung von Fällungsmittel-Konzentrat zur Herstellung von schnell trocknenden Putzmassen |
| US6548264B1 (en) * | 2000-05-17 | 2003-04-15 | University Of Florida | Coated nanoparticles |
| US6623555B1 (en) * | 2000-06-01 | 2003-09-23 | Jukka P. Haverinen | Composite precipitated calcium carbonate/silicon compound pigment and method of making same |
| JP2002060253A (ja) * | 2000-08-15 | 2002-02-26 | Canon Inc | ガラス被覆用または積層ガラス中間膜用樹脂 |
| US20040168781A1 (en) * | 2002-08-05 | 2004-09-02 | Petri Silenius | Noil for use in paper manufacture, method for its production, and paper pulp and paper containing such noil |
| US7163975B2 (en) * | 2002-09-17 | 2007-01-16 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Tire with compound of rubber composition comprised of silanol and/or siloxy functionalized elastomer and silica |
| FI122074B (fi) * | 2002-10-24 | 2011-08-15 | M Real Oyj | Menetelmä kuitutuotteen valmistamiseksi |
| FI122674B (fi) * | 2005-06-23 | 2012-05-15 | M Real Oyj | Menetelmä kuituradan valmistamiseksi |
| FI20055380L (fi) * | 2005-07-01 | 2007-01-02 | M Real Oyj | Menetelmä selluloosahiukkasten pinnoittamiseksi, pinnoitetut selluloosahiukkaset ja niiden käyttö paperin- ja kartonginvalmistuksessa |
-
2004
- 2004-06-23 FI FI20040866A patent/FI120318B/fi not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-06-15 EP EP05754040A patent/EP1761597A4/en not_active Withdrawn
- 2005-06-15 US US11/630,204 patent/US20070246179A1/en not_active Abandoned
- 2005-06-15 CA CA002571746A patent/CA2571746A1/en not_active Abandoned
- 2005-06-15 JP JP2007517320A patent/JP2008503630A/ja active Pending
- 2005-06-15 CN CNA2005800238038A patent/CN1989297A/zh active Pending
- 2005-06-15 WO PCT/FI2005/050213 patent/WO2006005801A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2006005801A1 (en) | 2006-01-19 |
| JP2008503630A (ja) | 2008-02-07 |
| FI20040866A (fi) | 2005-12-24 |
| EP1761597A4 (en) | 2012-08-08 |
| FI20040866A0 (fi) | 2004-06-23 |
| EP1761597A1 (en) | 2007-03-14 |
| CN1989297A (zh) | 2007-06-27 |
| CA2571746A1 (en) | 2006-01-19 |
| US20070246179A1 (en) | 2007-10-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI120318B (fi) | Tärkkelyksen piitä sisältävät komposiitit, menetelmä niiden valmistamiseksi ja käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa | |
| JP2609186B2 (ja) | シート状あるいはウエブ状のセルロース繊維含有製品の製造方法 | |
| AU2003218571B2 (en) | Swollen starch-latex compositions for use in papermaking | |
| JP3898007B2 (ja) | 無機粒子・シリカ複合粒子の凝集体である填料を添加した填料内添嵩高紙の製造方法 | |
| US5149400A (en) | Polymeric basic aluminum silicate-sulphate | |
| AU772333B2 (en) | Metal silicates, cellulose products and processes thereof | |
| AU2005231671B2 (en) | Silica-based sols and their production and use | |
| CA2577549A1 (en) | Paper manufacturing using agglomerated hollow particle latex | |
| US20170335519A1 (en) | Method of producing a filler | |
| NO180598B (no) | Vandig papirbeleggingsblanding, fremstilling av denne og fremstilling av papir | |
| NZ285321A (en) | Inorganic filler material (calcium carbonate) treated with an anionic treatment agent followed by a cationic polymer and use thereof as a sizing agent in paper making | |
| WO2012059650A2 (en) | Process for manufacturing paper and board | |
| WO1994001499A1 (en) | Cationic pigments | |
| JP4903493B2 (ja) | 複合粒子の製造方法 | |
| EP1235758B1 (en) | Multi-phase calcium silicate hydrates, methods for their preparation, and improved paper and pigment products produced therewith | |
| US4935062A (en) | Kaolinite aggregation using organo-silicon compounds | |
| AU2002359217B2 (en) | Aqueous silica-containing composition and process for production of paper | |
| JP4833839B2 (ja) | マイクロ粒子として変性されたシリカゾルを用いた製紙 | |
| WO2000078874A1 (en) | Pigment materials and their preparation and use | |
| FI117757B (fi) | Tärkkelysasetaattikomposiitit, menetelmä niiden valmistamiseksi ja käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa | |
| AU2006201187B2 (en) | Swollen starch compositions for use in papermaking | |
| CA1334560C (en) | Precipitated calcium carbonate-cationic starch binder as retention aid system for paper making |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 120318 Country of ref document: FI |
|
| MM | Patent lapsed |