FI120463B - Förfarande för framställning av papper och papper - Google Patents

Claims (21)

1. Förfarande för framställning av papper, varvid fyllnadsämneshaltig pappersmassa förs i en bestämd konsistens tili pappersmaskinens 5 formningsparti, vatien avlägsnas fran pappersmassan genom att lata det filtreras genom ett vattengenomsläppligt formningsunderlag, sasom en vira, och den pä detta sätt erhallna pappersbanan torkas och efter-behandlas för att astadkomma en färdig pappersprodukt, känne-tecknat av, att pappersmassan tillverkas pa följande sätt: 10 (a) fibermaterial, som innerhäller fibrer och används som rämaterial för pappersmassan, och reaktivt mineralämne, sasom kalcium-hydroxid (Ca(OH)2), kombineras tili en fibersuspension före dessa ämnen mätäs in i en fällningsreaktor; (b) fibersuspensionen bringas i fällningsreaktorn i kontakt med det 15 sagda reaktiva mineralämnet utfällande ämnet, för att utfälla det i fibersuspensionen befintliga reaktiva mineralämnet atminstone delvis, varvid atminstone en del av det pä sä sätt blivande utfällda mineralämnet utfälls pä fibrer i fibersuspensionen pa sä sätt att (b1) gas mätäs in i fällningsreaktorn, vilken gas omfattar sagda reak-20 tiva mineralämne utfällande ämne, sasom koldioxid, för att bilda ett gasutrymme som omfattar sagda utfällande ämne i fällningsreaktorn, och (b2) fibersuspensionen, dess vätskefaser och fasta faser, mätäs in i fällningsreaktorns sagda gasutrymme, nedbruten i mycket smä 25 delar, droppar och/eller partiklar; (c) den pä sä sätt behandlade fibersuspensionen förs ut ur fällningsreaktorn; varefter den pä sä sätt behandlade fibersuspensionen förs tili pappersmaskinens formningsparti, och papper tillverkas av den genom att 30 läta den filtreras genom ett vattengenomsläppligt formningsunderlag.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av, att i steg (b2) fibersuspensionens vätskefas nedbryts som vätskedroppar av huvud-sakligen <10 mm, typiskt <1 mm, tili gasutrymmet. 35

3. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av, att mot fibersuspensionen riktas i en före fällningsreaktorn befintlig eller en relativt 32 flödet av fibersuspensionen i fällningsreaktorn i den förra delen befintlig akti veri ngszon krafter, vilka aktiverar fibrerna sa att fibrernas förmaga att bindas i varandra och att inbinda utfällande och/eller utfällt mineral-ämne ökar. 5

4. Förfarande enligt patentkrav 3, kännetecknat av, att för att astad-komma aktiveringen, mot fibersuspensionen riktas krafter, säsom upp-prepande slag, motslag, skärningskrafter, turbulens, över- och under-tryckspulser eller andra motsvarande krafter, vilka 10. aktiverar mekaniskt fibrerna, särskilt deras ytor, tili exempel genom fibrillering eller malning av fibrerna och genom att öppna fibrernas inre delar (lumen) för mineralämne, och/eller aktiverar mekaniskt fibrernas ytor, tili exempel genom att bilda aktiva OH-grupper i fibrernas ytor. 15

5. Förfarande enligt patentkrav 3, kännetecknat av, att mot det genom aktiveringszonen strömmande fibersuspensionsflödet riktas successiva kraftiga slag och motslag, vilka astadkoms med blad eller dylika som gär med en hastighet av 5-250 m/s i fibersuspensionsflödet. 20

6. Förfarande enligt patentkrav 3, kännetecknat av, att i fällningsreaktorn, i vars aktiveringszon finns en pa den s.k. slagkvarnsprincipen fungerande genomströmningsblandare med mänga, typiskt 3-8, mest typiskt 4-6 koncentriska, med blad försedda cirklar, av vilka ätminstone 25 varannan cirkel fungerar som rotor och de tili dessa cirklar intilliggande cirklarna som statorer eller rotorer, och i vilka hastighetsskillnaden mellan statorerna eller rotorerna av intilliggande cirklar är 10-500 m/s, typiskt 50-200 m/s, fibersuspensionen förs genom genomströmningsblandaren radiellt 30 utät fran centret av dess cirklar, varvid de pa cirklarna befintliga bladen riktar mot den utät flytande fibersuspensionen upprepande slag, motslag, skärningskrafter, turbulens och/eller över- och undertryckspulser, vilka har tillsammans en fibrerna aktiverande inverkan. 35

7. Förfarande enligt patentkrav 6, kännetecknat av, att ätminstone en del av gasen som mätäs in i fällningsreaktorn och innehäller mineral- 33 ämnet utfällande ämne, mätäs in i reaktorn genom aktiveringszonen, varvid de i denna akti veri ngszon aktiverade fibrerna kommer omedel-bart vid aktiveringen eller strax därefter i kontakt med det sagda utfällande ämnet. 5

8. Förfarande enligt patentkrav 3-7, kännetecknat av, att fibersuspen-sionen, som innehäller fibermaterial och reaktivt mineralämne, har i aktiveringszonen en kort uppehallstid av <10sekunder, typiskt <2 sekunder, mest typiskt <1 sekund. 10

9. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av, att in i fällnings-reaktorn mätäs gas som innehäller >5 %, typiskt >10 %, av utfällande ämne, sasom koldioxid. 15

10. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av, att den utfällande ämne innehällande gasen är ren eller nästan ren koldioxid, rökgas, nägon annan koldioxidhaltig gas eller innehäller nägon annan gas som är lämplig för utfällning av det använda reaktiva mineralämnet, eller är en blandning av dessa gaser, och 20 att den utfällande ämne innehällande gasen mätäs in i fällnings-reaktorn sä att i fällningsreaktorn skall rädas ett övertryck.

11. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av, att 25. fibersuspensionen förs genom tvä eller flera efter varandra föl- jande fällningsreaktorer, i vilka fällningsreaktorer gassammansätt-ningar i gasutrymmen kan vara olika, tili exempel sä att den utfällande ämne innehällande gasen i den första fällningsreaktorn är ren eller nästan ren koldioxid och i den flöjande fäll-30 ningsreaktorn eller de följande fällningsreaktorerna rökgas eller en mindre koldioxidhaltig gas, eller sä att den utfällande ämne innehällande gasen i den första fällningsreaktorn eller de första fällningsreaktorerna är mindre koldioxidhaltig gas och i den följande fällningsreaktorn eller de följande 35 fällningsreaktorerna ren eller nästan ren koldioxid.

12. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av, att 34 det reaktiva mineralämnet innehaller kalciumhydroxid, kalcium-sulfat, kalciumoxid, nagot annat ändamalsenligt och med utfäl-lande ämne utfällbart reaktivt mineralämne och/eller en blandning av dessa, och att 5. det reaktiva mineralämnet väljs sä att produkten som skall tillver- kas av fibrer uppnar de begärda egenskaperna, tili exempel de begärda optiska egenskaperna.

13. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av, att fibermaterialet 10 innehaller ren fiber som erhalls fran en kemisk, mekanisk, kemimekanisk, termomekanisk, halvkemisk eller annan motsvarande process; avfärgade eller icke avfärgade ätervunna fibrer som erhalls frän tidningspapper, kraftpapper, kräppat tissuepapper, specialpapper 15 eller kartong, fibrer som erhalls fran maskinutskott, eller andra dylika fibrer, blekta eller oblekta fibrer, maina eller omalna fibrer, torkade eller otorkade fibrer, eller en blandning av dessa. 20

14. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av, att fibermaterialet innehaller utöver fibrerna fint material, sasom fiberförande fint material, föroreningar och/eller mineralämne. 25

15. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av, att fibermaterialet mätäs in i fällningsreaktorn i en konsistens av 0,1-40 %, mera typiskt 1-15 %, mest typiskt 3-7 %.

16. Förfarande enligt patentkrav 1, i vilket fibermaterialet, som används 30 som ravara för pappersmassa, förbehandlas för att aktivera fibrerna och deras ytor, tili exempel sä att deras förmäga att binda tili varandra mekaniskt eller kemiskt ökas, deras förmäga att inbinda mineralämne mekaniskt eller kemiskt ökar, pä deras ytor bildas aktiva OH-grupper och/eller att deras inre del (lumen) öppnas för att tilläta t.ex. utfällning 35 av mineralämne ocksä i fiberns inre delar, kännetecknat av, att förfarandet omfattar förbehandling av fibermaterialet i en pä den s.k. slagkvarnsprincipen fungerande genomströmningsblandare med 35 flera, mera typiskt 3-8, mest typiskt 4-6 koncentriska, med blad försedda cirklar, av vilka atminstone varannan cirkel fungerar som rotor och de till dessa cirklar intilliggande cirklarna som statorer eller rotorer, och i vilka hastighetsskillnaden mellan statorerna 5 eller rotorerna av intilliggande cirklar är 10-500 m/s, typiskt 50- 200 m/s, matningsanordningar för matning av fibermaterial huvudsakligen in i centret av sagda cirklar, och en öppen yttersta cirkel som tillater att den radiellt utat genom 10 cirklarna flutna fibersuspensionen avlägsnar sig fran cirkeln i olika riktningar, eller en yttersta cirkel, som är försedd med ett eller flera avlopp för att avlägsna den radiellt utgär genom cirklarna flutna fibersuspensionen, varefter mineralämne utfälls pa ytan av fibrerna genom att bringa fiber-15 suspensionen i kontakt med ett reaktivt mineralämne utfällande ämne, och varefter den fibersuspensionen innehällande pappersmassan förs till pappersmaskinens formningsparti och papper tillverkas av den genom att lata den filtreras genom ett vattengenomsläppligt formnings-underlag. 20

17. Förfarande enligt patentkrav 16, kännetecknat av, att aktiveringen utförs när fibrerna är svällda, till exempel som resultat av en tillsats av Ca(OH)2.

18. Papper, som har tillverkats genom att använda i pappersmassan atminstone delvis fiber som har förbehandlats med ett förbehandlings-förfarande som nämnts i nägot av de föregäende patentkraven 1-17, varvid den omfattar minst 20 vikt-% av fyllnadsämnepartiklar av nano-storlekskategori, särskilt PCC, relativt totalvikten av den förbehandlade 30 fibern.

19. Papper enligt patentkrav 18, kännetecknat av, att dess fiber-rämaterial bestär i sin helhet av den ovannämnda förbehandlade fibern. 35

20. Papper enligt patentkrav 18 eller 19, kännetecknat av, att det är limmat med lim av vätändan. 36

21. Papper enligt patentkrav 18, 19 eller 20, kännetecknat av, att det är kalandrerat och/eller bestruket papper.