FI123223B - A method for treating a filler - Google Patents
A method for treating a filler Download PDFInfo
- Publication number
- FI123223B FI123223B FI20065087A FI20065087A FI123223B FI 123223 B FI123223 B FI 123223B FI 20065087 A FI20065087 A FI 20065087A FI 20065087 A FI20065087 A FI 20065087A FI 123223 B FI123223 B FI 123223B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- filler
- suspension
- solution
- cationic agent
- cationic
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- D21H17/69—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments modified, e.g. by association with other compositions prior to incorporation in the pulp or paper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
- C09C1/021—Calcium carbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/10—Treatment with macromolecular organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/11—Powder tap density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- 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
- D21H17/25—Cellulose
- D21H17/26—Ethers thereof
-
- 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
- D21H17/29—Starch cationic
-
- 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
- D21H17/675—Oxides, hydroxides or carbonates
-
- 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
- D21H19/385—Oxides, hydroxides or carbonates
Description
Menetelmä täyteaineen käsittelemiseksi Tämän keksinnön kohteena on menetelmä mineraalisen täyteaineen käsittelemiseksi.The present invention relates to a process for treating a mineral filler.
55
Paperinvalmistuksessa käytetään mineraalipitoista täyteainetta, kuten luonnollista hienoksi jauhettua kalsiumkarbonaattia, saostettua kalsiumkarbo-naattia (PCC), kaoliinia ja talkkia, paperin monien ominaisuuksien, kuten optisten ominaisuuksien ja painatusominaisuuksien parantamiseksi. Täyte-10 aineen lisäys mahdollistaa myös pienemmän kuituainesmäärän käytön paperinvalmistuksessa. Näin saadut kustannussäästöt ovat yleensä selvästi suuremmat kuin täyteainelisäyksen aiheuttamat kustannukset.Papermaking uses a mineral-based filler such as natural finely ground calcium carbonate, precipitated calcium carbonate (PCC), kaolin and talc to improve many of the paper's properties, such as optical and printing properties. The addition of filler-10 also allows the use of a lower amount of fiber in papermaking. The resulting cost savings are generally significantly higher than the cost of the filler additive.
Yleisenä pyrkimyksenä onkin lisätä mahdollisimman paljon täyteainetta pape-15 rin valmistuksessa käytettävään kuitususpensioon. Paperin lujuussyistä ei täyteainetta, kuten kalsiumkarbonaattia, kuitenkaan voida lisätä rajattomasti.Thus, the general intention is to add as much filler as possible to the fiber suspension used in papermaking. However, for reasons of paper strength, a filler such as calcium carbonate cannot be added indefinitely.
Täyteaineen aiheuttaman lujuuden laskun kompensoimiseksi ehdotetaan seuraavaa menettelyä. Täyteaine käsitellään siten, että siitä tulee anioninen. 20 Mahdollisuuksia täyteaineen käsittelemiseksi on monia. Täyteainesuspen-sioon voidaan lisätä anionista ainetta, esimerkiksi dispergointiainetta tai jotain muuta kemikaalia, tai täyteainesuspension karbonaatti-ionien osuutta voidaan lisätä esimerkiksi natriumkarbonaattia lisäämällä. Edelleen täyteaine-suspensio voidaan saada anioniseksi nostamalla pH:ta millä tahansa sopi-25 valla aineella.The following procedure is proposed to compensate for the loss of strength caused by the filler. The filler is treated to become anionic. 20 There are many ways to handle the filler. An anionic agent such as a dispersant or other chemical may be added to the filler suspension, or the proportion of carbonate ions of the filler suspension may be increased, for example by the addition of sodium carbonate. Further, the excipient suspension can be made anionic by raising the pH with any suitable agent.
Anioninen täyteainesuspensio johdetaan vyöhykkeeseen, jossa on avointa oj kaasutilaa. Vyöhykkeessä on samankeskisiä siivillä varustettuja kehiä, jotka i ? on järjestetty kulkemaan vastakkaisiin suuntiin, jolloin täyteaineeseen i g 30 kohdistetaan voimia siten, että täyteainesuspensio hajoaa täyteainetta x sisältäviksi nestepisaroiksi. Nestepisaroiden halkaisija on tyypillisesti alle 1 “ mm. Nestepisarat dispergoituvat avoimeen kaasutilaan lähes sumumaisesti g kaasususpensioksi, jonka tilavuusvirta on huomattavasti suurempi kuin S reaktoriin syötetyn täyteainesuspension tilavuusvirta.The anionic excipient suspension is introduced into a zone with an open gas space. The zone has concentric circles with wings which i? is arranged to run in opposite directions, whereby the filler i g 30 is subjected to forces such that the filler suspension disintegrates into liquid droplets containing filler x. Liquid droplets typically have a diameter of less than 1 mm. The liquid droplets are dispersed in the open gas space in an almost foggy manner into a g gas suspension having a volume flow substantially greater than that of the filler suspension fed to the S reactor.
I 35I 35
Samaan vyöhykkeeseen kuin anioninen täyteainesuspensiokin syötetään ka-tionisen aineen liuosta. Kationinen aine voi olla tärkkelys, karboksyylimetyyli- 2 selluloosa tai muu sopiva polymeeri. Myös erilaiset aineseokset tulevat kyseeseen. Kationisen aineen valinnalle tärkeitä kriteereitä ovat molekyylipaino ja varaustiheys. Myös kationisen aineen liuokseen kohdistetaan voimia siten, että kationisen aineen liuos hajoaa nestepisaroiksi vyöhykkeen avoimeen 5 kaasutilaan. Tällöin täyteainesuspension täyteainepartikkelien ja kationisen aineen pisaroiden välille saadaan syntymään suuri kosketuspinta-ala ja täy-teainepartikkelit ja kationisen aineen pisarat pääsevät tehokkaaseen vuorovaikutukseen keskenään, jolloin kationinen aine asettuu anionisen täyteaineen pinnalle johtuen täyteaineen pinnan ja kationisen aineen erimerkki-10 sestä varauksesta. pH:n säädöllä on oleellinen osuus prosessissa, sillä täyteaineen zetapotentiaali ja tärkkelyksen varaus riippuvat pH:sta, jolloin pH:n säädöllä voidaan optimoida sähkökemiallisten voimien teho. Kun täyteaineen pinnalla on kationisen aineen kerros, täyteaine sitoutuu kuiturainaan paremmin kuin käsittelemättömät täyteaineet johtuen siitä, että kuidun varaus nor-15 maaleissa paperinvalmistusprosesseissa on anioninen.A solution of the cationic agent is fed into the same zone as the anionic excipient suspension. The cationic agent may be starch, carboxylmethylcellulose or other suitable polymer. Different mixtures of substances are also contemplated. Molecular weight and charge density are important criteria for the selection of a cationic agent. The cationic agent solution is also subjected to forces such that the cationic agent solution decomposes into liquid droplets in the open gas space of the zone. Hereby a large contact area is created between the filler particles and the droplets of the cationic material in the filler suspension and the filler particles and the droplets of the cationic substance are effectively interacted with the cationic substance settling on the surface of the anionic filler. Adjustment of pH plays an essential role in the process, since the zeta potential of the filler and the starch charge are pH dependent, thus adjusting the pH can optimize the power of electrochemical forces. When a layer of cationic material is present on the surface of the filler, the filler binds better to the fibrous web than untreated fillers due to the anionic fiber charge in the nor-15 paint papermaking processes.
Lisäksi mainittuun vyöhykkeeseen syötetään ainetta, joka aikaansaa ainakin vedenhylkivyysominaisuuden. Vedenhylkivyysominaisuuden lisäksi tällainen aine tavallisesti saa aikaan myös öljynhylkivyyden. Tällainen aine sisältää 20 yleensä fluorokarboneita. Vedenhylkivyysominaisuuden omaava aine syötetään täyteainesuspension ja/tai kationisen aineen liuoksen kanssa tai erillisenä virtauksena, tai vedenhylkivyyden aikaansaava funktionaalinen ryhmä on integroitu kationiseen aineeseen. On myös mahdollista, että vedenhylkivyysominaisuuden omaava aine syötetään vyöhykkeeseen 25 kationisen aineen liuoksen sijasta.In addition, said zone is fed with an agent which provides at least a water repellent property. In addition to its water repellency property, such a substance usually also produces oil repellency. Such a substance usually contains fluorocarbons. The water-repellent agent is supplied with the excipient suspension and / or solution of the cationic agent or in a separate stream, or the water-repellent functional group is integrated into the cationic agent. It is also possible that a substance having a water repellency property is introduced into the zone instead of a solution of the cationic agent.
^ Laitteina, jotka kohdistavat voimia täyteainesuspensioon ja kationisen aineen ™ liuokseen, voidaan käyttää myös iskumyllytyyppisiä laitteita, jauhimia tai te-Equipment such as impact mill type devices, refiners or mills can also be used as devices for exerting forces on the filler suspension and cationic agent ™ solution.
OO
v hokkaita sekoittajia.v powerful mixers.
S 30S 30
Edellä mainitulla tavalla käsiteltyä täyteainetta voidaan käyttää täyteaineena tai päällysteenä paperinvalmistuksessa. Erään sovelluksen mukaan keksin- o nön mukaista täyteainetta, jossa on mukana vedenhylkivyyden omaava aine,The filler so treated may be used as a filler or coating in papermaking. According to one embodiment, a filler according to the invention comprising a water-repellent agent,
LOLO
§ voidaan käyttää konttoripaperin riisikäärepaperin päällysteessä. Erään toisen ° 35 sovelluksen mukaan keksinnön mukaista täyteainetta, jossa on mukana ve denhylkivyyden omaava aine, ja jota täyteainetta on käytetty varsinaisena täyteaineena ja/tai paperin päällystyksessä, voidaan käyttää irrokepaperina.§ can be used for office paper rice wrapping. According to another embodiment of the present invention, a filler according to the invention containing a water repellent material which is used as the actual filler and / or in paper coating can be used as release liner.
33
Keksinnön erityinen etu on, että täyteaineen käsittely voidaan suorittaa paperikoneen välittömässä yhteydessä, jolloin käsitelty täyteaine voidaan johtaa suoraan paperinvalmistusprosessiin.A particular advantage of the invention is that the treatment of the filler can be carried out in direct connection with the papermaking machine, whereby the treated filler can be directly introduced into the papermaking process.
55
Keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseksi soveltuvia laitteita esitetään kuvissa 1-4. Kuvat 1 ja 3 esittävät laitetta halkileikkauksena ja kuvat 2 ja 4 esittävät erästä laitteen osaa, hajotus- ja akti voi nti laitetta, päältä katsottuna.Devices suitable for carrying out the method according to the invention are shown in Figures 1-4. Figures 1 and 3 show a cross-section of the device and Figures 2 and 4 show a section of the device, disassembling and operating the device, viewed from above.
1010
Kuvissa 1-4 on esitetty laite 10, joka soveltuu keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen. Laite 10 käsittää astian 12, astiaan sovitetun hajotus-ja aktivointilaitteen 14, ensimmäisen syöttöputken 16, toisen syöttöputken 18 ja käsitellyn aineen poistoputken 20. Laite käsittää lisäksi käyttölaitteen 22 ja 15 laakeroinnin ja tiivistyksen 24 käyttölaitteen 22 ja laitteen 14 välillä.Figures 1-4 show a device 10 suitable for carrying out the method according to the invention. The device 10 comprises a receptacle 12, a decomposition and activation device 14 fitted to the receptacle, a first feed tube 16, a second feed tube 18, and a treated material outlet tube 20. The device further comprises bearing 22 and 15 drive and sealing 24 between actuator 22 and device 14.
Hajotus- ja aktivointilaite 14, jonka vaakasuora leikkaus on esitetty kuvassa 2, on ns. läpivirtaussekoitin, jossa on kuusi samankeskistä siivillä 26a, 26’a, 26”a, 28a, 28’a, 28”a varustettua kehää 26, 26’, 26”, 28, 28’, 28”. Laitteessa 20 14 hajotetaan täyteainesuspensio pieniksi osasiksi, nestepisaroiksi ja/tai kiintoainehiukkasiksi. Samalla laitteella 14 aktivoidaan täyteainesuspension partikkeleja siten, että partikkelien kyky vastaanottaa kationista ainetta kasvaa. Viipymäaika hajotus- ja aktivointilaitteessa on lyhyt <10 s., tyypillisesti <2 s., tyypillisimmin jopa alle 1 s.The decomposition and activation device 14, the horizontal section of which is shown in Fig. 2, is a so-called. flow-through mixer with six concentric circles 26, 26 ', 26', 28, 28 ', 28 "with blades 26a, 26'a, 26" a, 28a, 28'a, 28 "a. In the device 20 14, the excipient suspension is broken up into small particles, liquid droplets and / or solid particles. In the same device 14, the particles of the excipient suspension are activated so that the ability of the particles to receive the cationic material increases. The residence time in the dissolution and activation device is short <10 s, typically <2 s, most typically even less than 1 s.
2525
Kuten kuvassa 2 esitetyt nuolet indikoivat, toimivat hajotuslaitteen ensimmäi-^ set kehät 26, 26’, 26” roottoreina, jotka kuvion esittämässä tapauksessa kul- ™ kevät vastapäivään. Myös toiset kehät, ensimmäisten kehien vierekkäiset v kehät, 28, 28’, 28” toimivat roottoreina, jotka kuitenkin kuvion esittämässä ta- o 30 pauksessa kulkevat myötäpäivään. Kehille on sovitettu siipiä 26a, 26a’, 26a”, £ 28a, 28a’, 28a”, jotka kohtaavat laitteen läpi säteittäisesti ulospäin kulkevanAs indicated by the arrows in Fig. 2, the first circumferences 26, 26 ', 26' of the splitter function as rotors which, in the case shown in the figure, run counterclockwise. Also, the second rings, adjacent v rings of the first rings, 28, 28 ', 28', act as rotors, which, however, run clockwise in the case shown in the figure. The circles are provided with blades 26a, 26a ', 26a ", £ 28a, 28a', 28a" which meet radially outwardly extending through the device
CLCL
täyteainesuspension, kohdistaen siihen toistuvia iskuja ja vastaiskuja. Sa-§ maila syntyy vierekkäisten roottorien siipien väliin, siipien lähestyessä toi-suspension of excipients, subject to repetitive shocks and reciprocal shocks. The Sa-§ racket is created between adjacent rotor blades as the blades approach
LOLO
§ siaan, ylipaine, ja siipien etääntyessä toisistaan, alipaine. Paine-erot aikaan- S 35 saavat täyteainesuspensiossa erittäin nopeita yli- ja alipainepulsseja. Lait teen 14 läpi kulkevassa täyteainesuspensiossa syntyy samalla lisäksi leik-kausvoimia ja turbulenssia.Section into place, overpressure, and as the wings move apart, underpressure. Differences in pressure result in extremely rapid overpressure and vacuum pulses in the filler suspension. Additionally, shear forces and turbulence are generated in the filler suspension passing through device 14.
4 Täyteainesuspensio syötetään putkella 18 hajotus- ja aktivointilaitteen keskikohtaan 30, josta täyteainesuspensio roottorien siipien vaikutuksesta ja laitteen keskustan ja ulkokehän välisestä paine-erosta johtuen kulkee säteittäi-5 sesti ulospäin kohti uloimman kehän 20” avointa ulkoreunaa 32. Kationisen aineen liuos syötetään hajotus- ja aktivointilaitteeseen putkella 16.4 The filler suspension is fed through a tube 18 to the center 30 of the disintegrator and activator, from which the filler suspension, due to the effect of rotor blades and pressure difference between the center and outer periphery, travels radially outwardly on tube 16.
Vastakkaisiin suuntiin kulkevien roottorien siipien aikaansaamat iskut ja vastaiskut, leikkausvoimat, turbulenssi sekä ali- ja ylipainepulssit hajottavat täy-10 teainesuspension hienonhienoiksi osasiksi, nestepisaroiksi ja kiintoainehiuk-kasiksi, samalla aktivoiden täyteainesuspension partikkeleita. Aktivointi on tehokasta mm. täyteainesuspensioon vaikuttavista voimakkaista iskuista ja syntyvistä suurista leikkausvoimista johtuen.Impacts and reciprocal shocks from opposite rotor blades, shear forces, turbulence, and vacuum and overpressure pulses break up the filler suspension into fine particles, liquid droplets and solid particles, while activating the filler suspension particles. Activation is effective, for example. due to strong shocks and high shear forces acting on the filler suspension.
15 Kuvien 1 ja 2 esittämässä keksinnön mukaisen menetelmän esikäsittely-vaiheen ratkaisussa johdetaan täyteainesuspensio putkella 18 hajotus- ja aktivointilaitteen kehien keskikohtaan 30. Tästä keskikohdasta täyteainesuspensio virtaa säteittäisesti ulospäin.In the solution of the pretreatment step of the method according to the invention, shown in Figures 1 and 2, the filler suspension is led by a tube 18 to the center 30 of the rings of the disintegrator and activator.
20 Täyteainesuspensio muodostaa hajotus- ja aktivointilaitteen 14 käsittelyssä hienonhienoja pisaroita ja hiukkasia, jotka hajaantuvat laitteesta 14 sitä ympäröivään kaasutilan osaan 34’. Hienot pisarat ja hiukkaset sinkoutuvat ulos hajotus- ja aktivointilaitteesta pääasiallisesti sen koko uloimman kehän alueelta sumumaisena virtauksena 36. Hajotus- ja aktivointilaitteen ulkopuo-25 lella reaktiot voivat jatkua suhteellisen pitkään hienojen pisaroiden ja hiukkasten levittäytyessä laajalle alueelle astiaan. Käsitelty täyteainesuspensio ^ laskeutuu astian pohjalle siinä olevaan lammikkoon ja poistetaan astiasta ™ putkella 20.During the treatment of the disintegration and activation device 14, the filler suspension forms fine droplets and particles which disperse from the device 14 into the surrounding gas space portion 34 '. Fine droplets and particles are ejected from the disintegrator and activator mainly through its entire peripheral region as a foggy stream 36. Outside the disintegrator and activator, the reactions can continue for a relatively long time as the fine droplets and particles are dispersed over a wide area in the vessel. The treated suspension of filler settles on the bottom of the vessel in a pond and is removed from the vessel ™ by tube 20.
o o 30 Astian 12 koko, muoto, leveys ja korkeus voidaan valita siten, että hajotus- ja g aktivointilaitteesta ulos sinkoutuvat pisarat ja hiukkaset saavat mahdollisiin-The size, shape, width, and height of the vessel 12 may be selected such that droplets and particles ejected from the disintegrator and g actuator are provided.
CLCL
man sopivan pituisen viipymäajan astian kaasutilassa 34’. Esimerkiksi lisää- o mällä astian 12 korkeutta tornimaiseksi voidaan kuitususpension viipymä- m g aikaa pidentää.d of a suitable length in the gas space 34 'of the vessel. For example, by increasing the height of the vessel 12 to a tower, the residence time g of the fiber suspension can be extended.
° 35° 35
Laitteessa 10 tapahtuvia prosesseja voidaan säätää myös säätämällä esimerkiksi hajotus- ja aktivointilaitteessa kehien lukumäärää, kehien välistä 5 etäisyyttä, kunkin kehän siipien välistä etäisyyttä, siipien dimensioita ja siipien asentoa.The processes in the device 10 can also be controlled by adjusting, for example, the number of rings, the distance between the rings, the distance between the wings of each ring, the dimensions of the wings and the position of the wings in the decomposition and activation device.
Kuvissa 3 ja 4, joissa on esitetty toinen keksinnön mukaiseen menetelmään 5 soveltuva laite hajotus- ja aktivointilaitteineen, on käytetty soveltuvin osin samoja viitenumerolta kuin kuvissa 1 ja 2. Kuvassa 3 esitetty toinen keksinnön mukainen laite 10 eroaa kuvissa 1 ja 2 esitetystä lähinnä siten, että reaktori käsittää suljetulla ulkokehällä 32 varustetun hajotus- ja aktivointilait-teen 14 ja siitä, että laite ei käsitä erillistä hajotus- ja aktivointilaitteen ulko-10 puolelle ulottuvaa tilaa. Kuvien 3 ja 4 mukainen ratkaisu soveltuu käytettäväksi esimerkiksi silloin, kun reaktioiden voidaan olettaa ehtivän tapahtua halutulla tavalla jo hajotus ja aktivointireaktorin kaasutilassa.Figures 3 and 4, showing another device with a decomposition and activation device suitable for the method 5 according to the invention, have the same reference numerals as Figures 1 and 2, where applicable. the reactor comprises a decomposition and activation device 14 with a closed periphery 32 and the device not comprising a separate space extending to the exterior side of the decomposition and activation device 10. The solution according to Figures 3 and 4 is suitable for use, for example, when the reactions can be expected to already occur in the desired manner already in the decomposition and activation state of the reactor gas.
Kuvien 3 ja 4 mukaisessa hajotuslaitteessa ulointa kehää 28” ympäröi kotelo 15 40, joka sulkee kehän. Koteloon on muodostettu poistoaukko 42 käsitellyn täyteainesuspension poistamiseksi laitteesta 14. Käsitelty täyteainesuspensio voidaan poistoaukosta 42 johtaa putkella jatkokäsittelyyn tai jatkoprosessiin.3 and 4, the outer periphery 28 'is surrounded by a housing 15 40 which closes the periphery. An outlet 42 is formed in the housing for discharging the treated filler suspension from device 14. The treated filler suspension can be led from the outlet 42 to the tube for further processing or further processing.
Kuvan 3 mukainen reaktori soveltuu myös käytettäväksi täyteainesuspension 20 aktivoinnissa silloin, kun käsittelyä kanonisella aineella ja/tai vedenhylkivyys-ominaisuuden omaavalla aineella ei tapahdu tässä laitteessa.The reactor of Figure 3 is also suitable for use in activating a filler suspension 20 when treatment with a canonical agent and / or a substance with water-repellent properties does not take place in this device.
Esimerkki 1.Example 1.
25 Esimerkin mukaisessa menetelmässä laite on vastaiskumylly, jossa on siivillä varustettu ensimmäinen roottori ja siivillä varustettu toinen roottori. Vastani iskumylly voi olla esimerkiksi kuvissa 1—4 esitettyä tyyppiä. Toinen roottori ™ on ensimmäisen roottorin kanssa samankeskinen ja se on järjestetty pyöri-In the method of the example, the apparatus is a counter mill having a first rotor with blades and a second rotor with blades. For example, the impact mill may be of the type shown in Figures 1-4. The second rotor ™ is concentric with the first rotor and is arranged to rotate
OO
v mään vastakkaiseen suuntaan ensimmäiseen roottoriin nähden siten, että o 30 ensimmäisen roottorin kehät ja toisen roottorin kehät on sijoitettu lomittain, ja g roottoreiden keskiöön avautuu syöttöaukko. Rinnakkaisten kehien etäisyysv in opposite directions to the first rotor such that o the first rotor periphery and the second rotor peripheral are spaced, and the g rotor hub opens an inlet. Distance between parallel circles
CLCL
toisistaan on yleensä 2-3 mm ja tämä etäisyys on yleensä vakio kaikkien ke- o hien kohdalla. Kuitenkin on myös mahdollista, että kehien etäisyys toisistaan m § pienenee tai suurenee sisältä ulospäin mentäessä.is generally 2 to 3 mm apart and this distance is usually constant for all bodies. However, it is also possible that the distance m between the rings decreases or increases when going from the inside to the outside.
° 35° 35
Anioniseksi käsitelty täyteainesuspensio ja kationisen aineen liuos johdetaan roottoreiden keskiöön avautuvaan syöttöaukkoon ja saatetaan virtaa- 6 maan sisäkkäin sovitettujen roottorien siipien kautta uloimman roottorin kehälle. Vastaiskumyllyn kehillä sijaitsevat siivet kohdistavat ulospäin vihaavaan aineeseen iskuja ja vastaiskuja, aikaansaavat leikkausvoimia, turbulenssia ja ali- ja ylipainepulsseja. Vastaiskumyllyn etu on, että siinä pystytään 5 käsittelemään kuiva-ainepitoisuudeltaan hyvinkin erilaisia täyteainesuspen-sioita. Vastaiskumyllyn uloimmalta kehältä poistuu kationiseksi käsitelty täyteaine ulos vastaiskumyllystä tai täyteaineen käsittely kationiseksi viedään loppuun uloimman kehän ulkopuolella olevassa kaasutilassa.The anionic treated filler suspension and cationic solution are introduced into the inlet opening to the center of the rotors and made to flow through the blades of nested rotors to the periphery of the outer rotor. The wings on the periphery of the counter mill exert shocks and counter attacks to the outward hating agent, providing shear forces, turbulence, and vacuum and overpressure pulses. The advantage of a counter mill is that it can handle filler suspensions of very different solids content. From the outermost periphery of the counter mill, the cationic-treated filler is discharged from the counter mill or the cationic treatment of the filler is completed in the gas space outside the outer periphery.
10 Keksintö mahdollistaa saostettujen kalsiumkarbonaattipartikkelien tehokkaan irrottamisen toisistaan ja partikkelien päällystämisen kationisella aineella. Ka-tioninen aine voi olla esimerkiksi kationinen tärkkelys.The invention enables efficient separation of precipitated calcium carbonate particles and coating the particles with a cationic agent. The cationic agent may be, for example, cationic starch.
Saostettua kalsiumkarbonaattia (PCC) on kahta perustyyppiä, S-PCC ja R-15 PCC. Riippuen partikkelikoosta, S-PCC:n ominaispinta-ala vaihtelee tyypillisesti välillä 5-14 m2/g ja R-PCC:n ominaispinta-ala vaihtelee tyypillisesti välillä 4-10 m2/g. Yksinkertaistettuna käytettävän tärkkelyksen tiheydeksi voidaan olettaa 1 kg/dm3, jolloin saadaan seuraavat kerrospaksuudet: 20 Taulukko 1.There are two basic types of precipitated calcium carbonate (PCC), S-PCC and R-15 PCC. Depending on the particle size, the specific surface area of the S-PCC typically ranges from 5 to 14 m2 / g and the specific surface area of the R-PCC typically ranges from 4 to 10 m2 / g. The density of the starch used in simplified form can be assumed to be 1 kg / dm3 giving the following layer thicknesses: 20 Table 1.
Partikkelityyppi Ominaispinta- Tärkkelyksen Tärkkelyksen Kerroksen ala (m2/g) tiheys määrä (%) paksuus (nm) ___(kg/dm3) liuoksessa__ S-PCC min 5_J_J_2$_ S-PCC max 14_J_J_^7_ g R-PCC min 4_J_J_2$_ ™ R-PCC max 10 1 1 1,0 o -----Particle Type Specific Surface - Starch Starch Area (m2 / g) Density Quantity (%) Thickness (nm) ___ (kg / dm3) in Solution__ S-PCC min 5_J_J_2 $ _ S-PCC max 14_J_J_ ^ 7_g R-PCC min 4_J_J_2 $ _ ™ R-PCC max 10 1 1 1.0 o -----
C\JC \ J
o Taulukon 1 tuloksista nähdään, että noin yksiprosenttinen tärkkelysliuos | muodostaa saostetun kalsiumkarbonaattipartikkelin pinnalle kerroksen, jonka ^ 25 paksuus on noin yksi nanometri. Tämän kerroksen avulla partikkelin pinnan o varaus on mahdollista muuttaa anionisesta kationiseksi.o The results of Table 1 show that about 1% starch solution forming on the surface of the precipitated calcium carbonate particle a layer having a thickness of about one nanometer. With this layer, it is possible to convert the charge of the particle surface o from anionic to cationic.
LOLO
COC/O
o o ™ Mitä pienempi ominaispinta-ala on, sitä paksumpi syntyvä kerros on, kun käytetään samaa tärkkelyksen määrää. Käytettäessä karkeaa PCC:tä pape- 7 rille saadaan parempi bulkki ja jäykkyys, mutta huono puoli on pölyäminen. Kun partikkelit pystytään pinnoittamaan keksinnön mukaisella menetelmällä, voidaan partikkelikokoa ja partikkelien määrää paperissa lisätä.o o ™ The smaller the specific surface area, the thicker the resulting layer when using the same amount of starch. The use of coarse PCC for paper gives better bulk and stiffness, but the downside is dusting. When the particles can be coated by the process of the invention, the particle size and the number of particles in the paper can be increased.
5 Esimerkki 2.Example 2.
Kemikaalia, johon oli lisätty funktionaalinen vedenhylkivyysominaisuuden omaava ryhmä, lisättiin täyteainesuspension sekaan ja täyteainesuspensio käsiteltiin keksinnön mukaisella menetelmällä. Käsitelty täyteainesuspensio 10 käytettiin paperikoneella päällystysyksikössä 90-100 g/m2:n pohjapaperin päällystämiseen. Päällystemäärä oli 7-10 g/m2, josta täyteaineen määrä oli 65-75 paino-%. Kemikaalin määrä oli keskimäärin 1 paino-% täyteaineen määrästä. Paperille saatiin erittäin hydrofobinen pinta ja paranemista havaittiin lähes kaikissa lujuusominaisuuksissa. Saatua tuotetta voidaan käyttää 15 konttoripaperien riisikäärepaperina.A chemical to which a functional water-repellent property group was added was added to the excipient suspension and the excipient suspension was treated by the process of the invention. The treated filler suspension 10 was used on a paper machine in a coating unit to coat base paper of 90-100 g / m2. The amount of coating was 7-10 g / m 2, of which the filler was 65-75% by weight. The amount of chemical was on average 1% by weight of the filler. A highly hydrophobic surface was obtained on the paper and an improvement was observed in almost all strength properties. The resulting product can be used as rice paper for office paper 15.
C\JC \ J
δ c\j i o C\lδ c \ j i o C \ l
OO
XX
cccc
CLCL
co o mco o m
CDCD
o oo o
CMCM
Claims (4)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20065087A FI123223B (en) | 2006-02-09 | 2006-02-09 | A method for treating a filler |
| PCT/FI2007/050065 WO2007090931A1 (en) | 2006-02-09 | 2007-02-07 | A method for treatment of filler |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20065087 | 2006-02-09 | ||
| FI20065087A FI123223B (en) | 2006-02-09 | 2006-02-09 | A method for treating a filler |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20065087A0 FI20065087A0 (en) | 2006-02-09 |
| FI20065087A FI20065087A (en) | 2007-08-10 |
| FI123223B true FI123223B (en) | 2012-12-31 |
Family
ID=35953686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20065087A FI123223B (en) | 2006-02-09 | 2006-02-09 | A method for treating a filler |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI123223B (en) |
| WO (1) | WO2007090931A1 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55108669A (en) * | 1979-02-13 | 1980-08-21 | Hitachi Ltd | Electrostatic recording paper |
| US4799964A (en) * | 1985-07-29 | 1989-01-24 | Grain Processing Corporation | Preparation of filler compositions for paper |
| US6841609B2 (en) * | 1998-07-09 | 2005-01-11 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Formulation suitable for ink receptive coatings |
| FI117716B (en) * | 2000-04-18 | 2007-01-31 | Ciba Sc Holding Ag | Method for pretreatment of filler, modified filler and its use |
-
2006
- 2006-02-09 FI FI20065087A patent/FI123223B/en not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-02-07 WO PCT/FI2007/050065 patent/WO2007090931A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20065087A0 (en) | 2006-02-09 |
| FI20065087A (en) | 2007-08-10 |
| WO2007090931A1 (en) | 2007-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2763271C1 (en) | Paper and cardboard products | |
| JP6736626B2 (en) | Paper filler composition | |
| JP6994514B2 (en) | Microfibrillated cellulose with enhanced properties and method for its production | |
| FI120463B (en) | Method of making paper and paper | |
| FI119563B (en) | Process and apparatus for the pre-processing of fibrous materials for the production of paper, paperboard or other equivalent | |
| JP6513037B2 (en) | Method of treating microfibrillated cellulose | |
| CA2198045C (en) | Procedure for adding a filter into a pulp based on cellulose fibres | |
| KR20090023598A (en) | Composites of inorganic and/or organic microparticles and nano-dolomite particles | |
| CA2580697A1 (en) | Method and device for loading a fibrous stock supension | |
| Marzbani et al. | Surface modification of talc particles with phthalimide: study of composite structure and consequences on physical, mechanical, and optical properties of deinked pulp | |
| US20050000665A1 (en) | Method for preparing fibers contained in a pulp suspension | |
| US20210277607A1 (en) | Paper and paperboard products | |
| FI123223B (en) | A method for treating a filler | |
| Nikkhah Dafchahi et al. | Novel calcium carbonate filler for cellulose industry | |
| US20220316140A1 (en) | Microfibrillated coating compositions, processes and applicators therefor | |
| CA3228404A1 (en) | Mobile dispersion system and methods for the resuspension of dried microfibrillated cellulose | |
| JP2016191159A (en) | Filler for paper making and non-coating printing paper containing the same | |
| WO2022208160A1 (en) | Improved microfibrillated coating compositions, processes and applicators therefor | |
| JP5944704B2 (en) | Newspaper |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 123223 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
| MM | Patent lapsed |