FI123286B - Process for the preparation of precipitated calcium carbonate - Google Patents
Process for the preparation of precipitated calcium carbonate Download PDFInfo
- Publication number
- FI123286B FI123286B FI20080427A FI20080427A FI123286B FI 123286 B FI123286 B FI 123286B FI 20080427 A FI20080427 A FI 20080427A FI 20080427 A FI20080427 A FI 20080427A FI 123286 B FI123286 B FI 123286B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- calcium carbonate
- paper
- starch
- att
- calcium
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/18—Carbonates
- C01F11/182—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by an additive other than CaCO3-seeds
- C01F11/183—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by an additive other than CaCO3-seeds the additive being an organic compound
-
- 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
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Paper (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
Menetelmä saostetun kalsiumkarbonaatin valmistamiseksi - Förfarande för framställning av utfällt kalciumkarbonatProcess for the preparation of precipitated calcium carbonate - Calcium carbonates - Förfarande för framställning av utfällt
Keksinnön ala 5 Esillä oleva keksintö koskee menetelmää saostetun kalsiumkarbonaatin valmistamiseksi käytettäväksi täyteaineena paperinvalmistuksessa. Lisäksi keksintö koskee menetelmän mukaisesti valmistettua kalsiumkarbonaattia sisältävää paperia.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a process for making precipitated calcium carbonate for use as a filler in papermaking. The invention further relates to calcium carbonate-containing paper produced according to the process.
Taustaabackground
Paperinvalmistuksessa massalietteeseen lisätään täyteaineita paperin optisten omi-10 naisuuksien ja pintaominaisuuksien parantamiseksi. Paperin täyteainepitoisuuden lisäämisestä voi olla paperinvalmistajalle monia etuja, mukaan lukien säästöt raaka-ainekustannuksissa sekä parantuneet optiset ominaisuudet.In papermaking, fillers are added to the pulp slurry to improve the optical and surface properties of the paper. Increasing the filler content of the paper can bring many benefits to the paper manufacturer, including savings in raw material costs and improved optical properties.
Tyypillisiä täyteaineita ovat savi tai kalsiumkarbonaatin eri muodot. Kalsiumkarbo-naatti voi olla esimerkiksi liidun, marmorin tai saostetun kalsiumkarbonaatin (PCC) 15 muodossa. Viime vuosina saostetun kalsiumkarbonaatin (PCC) käyttö on yleistynyt. Nykyisin PCC on yleisin hienopaperin valmistuksessa käytettävä täyteaine.Typical fillers include clay or various forms of calcium carbonate. Calcium carbonate may be in the form of, for example, chalk, marble, or precipitated calcium carbonate (PCC). In recent years, the use of precipitated calcium carbonate (PCC) has become more common. Today PCC is the most common filler used in fine paper making.
Saostettua kalsiumkarbonaattia (PCC:tä) voidaan valmistaa kalsinoimalla kalkkikiveä (kalsiumkarbonaattia) korkeassa lämpötilassa C02:n poistamiseksi kuivaamalla, sammuttamalla syntyvä sammuttamaton kalkki (kalsiumoksidi) lisäämällä 20 vettä kalkkisuspension (kalsiumhydroksidi) muodostamiseksi ja käsittelemällä syntyvä kalkkisuspensio tämän jälkeen C02-kaasulla.Precipitated calcium carbonate (PCC) can be prepared by calcining limestone (calcium carbonate) at high temperature to remove CO2, drying off the slaked lime (calcium oxide), adding water to form a slurry of calcium (calcium hydroxide) and then treating it with calcium hydroxide.
CMCM
^ Paperin- tai kartonginvalmistuksessa kuitu voidaan korvata täyteaineella kuitenkin ^ vain tiettyyn rajaan asti. Jos täyteainepitoisuus on suuri, paperin tai kartongin jäyk- co 9 kyy s ja lujuus voivat heikentyä. Lisäksi paperin tai kartongin taipumus pölytä voi- cv 25 mistuu, kun täyteainepitoisuus on suuri. Esim. sanomalehtipaperin suuresta täyte- | ainepitoisuudesta aiheutuu ongelmia painamisen yhteydessä pölyämisen ja lujuuden . heikkenemisen takia.However, in the manufacture of paper or paperboard, the fiber may be replaced by a filler only up to a certain limit. If the filler content is high, the stiffness and strength of the paper or board 9 may be reduced. In addition, the tendency of the paper or board to become dusty is high when the filler content is high. For example, a large filler of newsprint | the material content causes problems with printing with dusting and strength. due to deterioration.
r·"· c\j § Hienopaperin pölyämistä yritetään vähentää muun muassa käsittelemällä paperin o ° molemmat puolet tärkkelyksellä paperikoneessa. Tämä käsittely, eli niin sanottu pa- 30 perin pintaliimaus, on kallista ja alentaa paperikoneen tuottavuutta.An attempt is made to reduce the dusting of fine paper by, among other things, treating both sides of the paper with starch in a paper machine. This treatment, or so-called surface sizing, is expensive and reduces the productivity of the paper machine.
22
Muita tapoja yrittää ratkaista nämä ongelmat ovat olleet täyteaineen esikäsittely ennen sen sekoittamista selluloosasuspensioon, esimerkiksi sekoittamalla täyteaineeseen tiettyjä apuaineita, kuten polymeerejä. Julkaisussa US 5 827 398 kuvataan esimerkiksi menetelmää, jossa PCC:hen sekoitetaan kationista polymeeriä. Lievästi 5 kationinen PCC kuitenkin hylkii PCC:hen lisättyä kationista polymeeriä. Toisaalta, jos PCC:hen sekoitetaan anionisia polymeerejä, PCC-hiukkasten varaus häviää, jolloin niiden affiniteetti kuituihin heikkenee. Lisäksi paperinvalmistusprosessin leik-kausvoimat kuorivat lisätyt polymeerit PCC-pinnoilta. Siten nämä yritykset esikäsi-tellä PCC-täyteainetta eivät ole onnistuneet tyydyttävästi.Other ways of trying to solve these problems have been to pre-treat the filler before mixing it with the cellulosic suspension, for example, by mixing the excipient with certain excipients such as polymers. For example, US 5,827,398 describes a method of mixing a cationic polymer with PCC. However, the slightly cationic PCC repels the cationic polymer added to the PCC. On the other hand, if anionic polymers are mixed with PCC, the charge of the PCC particles is lost, whereby their affinity for the fibers is reduced. In addition, the shear forces of the papermaking process peel off the added polymers from the PCC surfaces. Thus, these attempts to pretreat PCC filler have not been satisfactorily successful.
10 Keksinnön kuvausDescription of the Invention
Keksinnön yhtenä tavoitteena on vähentää paperin tai kartongin pölyämistaipumus-ta.It is an object of the invention to reduce the tendency of paper or cardboard to dust.
Esillä olevan keksinnön toinen tavoite on mahdollistaa paperin täyteainepitoisuuden lisääminen paperinvalmistuksessa.Another object of the present invention is to make it possible to increase the filler content of paper in papermaking.
15 Vielä yksi esillä olevan keksinnön tavoite on mahdollistaa paperin täyteainepitoisuuden lisääminen paperinvalmistuksessa niin, ettei paperin tai kartongin pölyämis-taipumus olennaisesti kasva eikä lujuus olennaisesti vähene.Another object of the present invention is to enable the filler content of paper to be increased in the papermaking process without substantially increasing the dusting tendency of the paper or board or substantially reducing its strength.
Vielä yksi esillä olevan keksinnön tavoite on valmistaa hienopaperia, jonka pölyä-mistaipumus on vähäinen, ilman paperin pintaliimausta. 1Another object of the present invention is to produce fine paper with a low dusting tendency without surface sizing of the paper. 1
Nyt on yllättäen osoitettu, että yksi tai useampia edellä mainituista tavoitteista sekä muitakin hyötyjä voidaan saavuttaa tuomalla esiin paperinvalmistusmenetelmä, jossa käytetään saostettua kalsiumkarbonaattitäyteainetta, joka on valmistettu me-netelmällä, jossa edellä kuvattu kalkin (kalsiumhydroksidi) ja hiilidioksidin välinen c3 reaktio tapahtuu tärkkelyksen ja/tai karboksimetyyliselluloosan (CMC) mukana ol- § 25 lessa.It has now surprisingly been shown that one or more of the above objectives and other benefits can be achieved by disclosing a papermaking process using a precipitated calcium carbonate filler prepared by a process wherein the reaction of lime (calcium hydroxide) and carbon / t in the presence of carboxymethylcellulose (CMC).
i 0i 0
Esillä oleva keksintö koskee menetelmää saostetun kalsiumkarbonaatin (PCC) vai- £ mistamiseksi käytettäväksi täyteaineena paperin- tai kartonginvalmistuksessa, jossa menetelmässä (i) valmistetaan tärkkelyksen ja/tai karboksimetyyliselluloosan ja o sammuttamattoman kalkin seos, (ii) lisätään saatuun seokseen vettä siten, että muo- 00 § 30 dostuu kalsiumhydroksidisuspensio, jossa on liuennutta tärkkelystä ja/tai karboksi-The present invention relates to a process for the preparation of precipitated calcium carbonate (PCC) for use as a filler in paper or board making, wherein (i) a mixture of starch and / or carboxymethylcellulose and non-slaked lime is prepared, (ii) water is added 00 § 30 is a suspension of calcium hydroxide containing dissolved starch and / or carboxylic acid.
C\JC \ J
metyyliselluloosaa, ja (iii) karbonoidaan saatu kalsiumhydroksidisuspensio.and (iii) carbonating the resulting calcium hydroxide suspension.
33
Kalsiumhydroksidin karbonointivaihe suoritetaan edullisesti kuplittamalla hiilidioksidia sisältävä kaasuvirta kalsiumhydroksidilietteeseen. Tämä voidaan suorittaa ilmakehän paineessa tai ilmakehän painetta suuremmassa paineessa.Preferably, the carbonation step of the calcium hydroxide is carried out by bubbling a gas stream containing carbon dioxide into the calcium hydroxide slurry. This can be performed at atmospheric pressure or at a pressure higher than atmospheric pressure.
On osoitettu että esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetun saos-5 tetun kalsiumkarbonaatin käyttö täyteaineena paperissa tai kartongissa vähentää pö-lyämistaipumusta ja parantaa paperin tai kartongin lujuutta. Lisäksi keksinnön mukaisesti valmistetun saostetun kalsiumkarbonaatin käyttö mahdollistaa saostetun kalsiumkarbonaatin määrän suurentamisen paperinvalmistuksessa, ja siten paperin tai kartongin täyteainemäärää voidaan suurentaa lisäämättä olennaisesti paperin pö-10 lyämistaipumusta j a vähentämättä olennaisesti paperin lujuutta.It has been shown that the use of precipitated calcium carbonate produced by the process of the present invention as a filler in paper or board reduces the tendency to dust and improves the strength of the paper or board. In addition, the use of precipitated calcium carbonate prepared in accordance with the invention enables the amount of precipitated calcium carbonate to be increased in papermaking, and thus the filler content of the paper or board can be increased without substantially increasing the dusting tendency of the paper.
Vaikka tarkoituksena ei ole sitoutua mihinkään tiettyyn teoriaan, uskotaan, että esillä olevan keksinnön menetelmällä muodostettujen PCC-hiukkasten affiniteetti kuituihin paranee, koska tärkkelyksellä ja/tai CMC:llä on tarttuvuutensa takia sitova vaikutus. Kun tärkkelys ja/tai CMC on mukana kalsiumhydroksidin karbonoinnissa, 15 eli PCC-hiukkasten muodostuksessa, tärkkelys ja/tai CMC liittyy pysyvästi PCC-hiukkasiin, jolloin vältetään tärkkelyksen ja/tai CMC:n kuoriutumiseen PCC-hiuk-kasista liittyvät ongelmat, joita on esiintynyt tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa.While not intended to be bound by any particular theory, it is believed that the PCC particles formed by the process of the present invention will have improved fiber affinity because starch and / or CMC will have a binding effect due to their adhesion. When starch and / or CMC are involved in calcium hydroxide carbonation, i.e., PCC particle formation, starch and / or CMC are permanently associated with PCC particles, thus avoiding the problems associated with starch and / or CMC peeling from PCC particles. in prior art solutions.
Kalsiumhydroksidiliuos voidaan valmistaa kalsinoimalla kalkkikiveä korkeassa 20 lämpötilassa ja sammuttamalla syntyvä sammuttamaton kalkki vettä lisäämällä. Tällöin kalkkikiven polton yhteydessä vapautuvaa hiilidioksidia voidaan käyttää kalsiumhydroksidin karbonointiin.The calcium hydroxide solution can be prepared by calcining the limestone at high temperature and quenching the resulting lime by adding water. The carbon dioxide liberated in connection with the burning of limestone can then be used to carbonate the calcium hydroxide.
Yhdessä esillä olevan keksinnön edullisessa suoritusmuodossa mainitun kalsium- ^ hydroksidin karbonointivaihe suoritetaan tärkkelyksen mukana ollessa. Tärkkelys o 25 voi olla ionitonta, anionista, kationista tai amfoteeristä tärkkelystä tai yhden tai use- co ämmän mainitun tärkkelyksen seos. Tärkkelys voi olla modifioimatonta, hapettu- o ^ nutta, silloittunutta, esterin tai eetterin muodossa tai jollakin muulla tavalla modifi- 00 oitua. Tärkkelys voi olla peräisin mistä tahansa raaka-aineesta, esimerkiksi perunas- £ ta, maissista (maize), vehnästä, tapiocasta, riisistä, maissista (corn), vahamaissista 30 (waxy maize) tai vahamaissista (waxy corn). Tärkkelyksen ja muodostuneen saoste- o tun kalsiumkarbonaatin (PCC) suhde on edullisimmin 1/100-25/100.In one preferred embodiment of the present invention, the carbonization step of said calcium hydroxide is carried out in the presence of starch. The starch o 25 may be nonionic, anionic, cationic or amphoteric starch or a mixture of one or more of said starches. The starch may be unmodified, oxidized, crosslinked, in the form of an ester or ether, or otherwise modified. The starch may be derived from any raw material, for example potato, maize, wheat, tapioca, rice, corn, waxy maize or waxy corn. Most preferably, the ratio of starch to precipitated calcium carbonate (PCC) formed is 1/100 to 25/100.
oo o o ^ Toisessa esillä olevan keksinnön edullisessa suoritusmuodossa kalsiumhydroksidi- suspension karbonointivaihe suoritetaan karboksimetyyliselluloosan mukana ollessa. Karboksimetyyliselluloosan ja muodostuneen saostetun kalsiumkarbonaatin suh 4 de on edullisimmin 1/100-15/100. Karboksimetyyliselluloosa voi olla ionitonta, anionista tai kationista karboksimetyyliselluloosaa tai kahden tai useamman mainitun karboksimetyyliselluloosan seos. Karboksimetyyliselluloosa voi olla mitä tahansa substituutio astetta tai sillä voi olla minkä tahansa mittainen molekyyliketju.In another preferred embodiment of the present invention, the carbonation step of the calcium hydroxide suspension is carried out in the presence of carboxymethylcellulose. Most preferably, the ratio of the carboxymethylcellulose to the precipitated calcium carbonate formed is 1/100 to 15/100. The carboxymethylcellulose may be nonionic, anionic or cationic carboxymethylcellulose or a mixture of two or more of said carboxymethylcellulose. Carboxymethylcellulose may be of any degree of substitution or may have a molecular chain of any length.
5 Valitun tärkkelyksen ja/tai CMC:n substituutioaste riippuu PCC:tä sisältävän paperin valmistukseen käytettävän paperikoneen märkäpään kemiasta ja erityisesti re-tentioainejärjestelmästä. Kationisen tärkkelyksen tai karboksimetyyliselluloosan käyttö on edullista, kun perälaatikon z-potentiaali on riittävän negatiivinen estämään kuitujen flokkautumista, esim. z-potentiaali on -5 tai alle. Jos z-potentiaali 10 kuitenkin on lähellä nollaa, esim. -1 - -5, on edullista käyttää anionista tai kationista tärkkelystä tai karboksimetyyliselluloosaa.The degree of substitution of the selected starch and / or CMC depends on the wet end chemistry of the papermaking machine used to make PCC containing paper, and in particular on the retention agent system. The use of cationic starch or carboxymethylcellulose is preferred when the z-potential of the headbox is sufficiently negative to prevent fiber flocculation, e.g., z-potential of -5 or less. However, if the z potential 10 is close to zero, e.g. -1 to -5, it is preferable to use anionic or cationic starch or carboxymethylcellulose.
Keksinnön mukaan saostettu kalsiumkarbonaatti valmistetaan edullisimmin niin, että kuituja ei ole läsnä, koska kuidut ja hienoaine saattavat häiritä tärkkelyksen ja/tai karboksimetyyliselluloosan liittymistä PCC-hiukkasiin. Lisäksi saostetun kal-15 siumkarbonaatin valmistaminen erillään paperinvalmistusprosessista, eli ei paikalla tapahtuvana paperin valmistuksen yhteydessä, helpottaa prosessin hallintaa.According to the invention, the precipitated calcium carbonate is most preferably prepared in the absence of fibers since the fibers and the fines may interfere with the incorporation of starch and / or carboxymethylcellulose into the PCC particles. In addition, the production of precipitated calcium carbonate separately from the papermaking process, i.e., not in situ during papermaking, facilitates process control.
Keksinnön mukaan saostetun kalsiumkarbonaatin valmistus suoritetaan normaaleissa reaktio-oloissa lämpötilan, pH:n ja paineen jne. osalta, mutta muitakin oloja voidaan harkita.According to the invention, the preparation of the precipitated calcium carbonate is carried out under normal reaction conditions with regard to temperature, pH and pressure, etc., but other conditions may be considered.
20 Tärkkelys ja/tai CMC voidaan lisätä reaktioseokseen kuivana, liuoksina tai lietteinä.The starch and / or CMC may be added to the reaction mixture as a dry solution or as a slurry.
Eräässä esillä olevan keksinnön suoritusmuodossa tärkkelys ja/tai CMC lisätään kalkkisuspensioon ennen karbonointia.In one embodiment of the present invention, the starch and / or CMC is added to the lime suspension prior to carbonation.
Eräässä esillä olevan keksinnön suoritusmuodossa kalsiumhydroksidisuspensiossa c3 on liuennutta tärkkelystä ja/tai karboksimetyyliselluloosaa ja se saadaan aikaan se- i § 25 koittamalla mainittua kalkkia, vettä ja tärkkelystä ja/tai karboksimetyyliä jatkuvasti.In one embodiment of the present invention, the calcium hydroxide suspension c3 contains dissolved starch and / or carboxymethylcellulose and is obtained by continuously agitating said lime, water and starch and / or carboxymethyl.
i o Tässä suoritusmuodossa kalkkia, vettä ja tärkkelystä ja/tai CMC:tä johdetaan jatku- x vasti reaktiosäiliöön, minkä jälkeen siellä valmistettu kalsiumhydroksidi, jossa on tärkkelystä ja/tai karboksimetyyliselluloosaa, johdetaan edelleen karbonointisäi- c\i liöön karbonointia varten. Tässä suoritusmuodossa kalsiumhydroksidia muodosta- § 30 vassa kalsiumoksidin ja veden välisessä eksotermisessä reaktiossa syntyvä lämpö o ° voidaan käyttää tärkkelyksen ja/tai CMC:n liuottamiseen. Yksi tämän suoritusmuo don etu on se, että tärkkelys ja/tai CMC voidaan lisätä kuivana eikä sitä tarvitse liuottaa ja/tai digestoida erillisessä vaiheessa, jolloin prosessi yksinkertaistuu ja energiankulutus vähenee.In this embodiment, the lime, water and starch and / or CMC are continuously introduced into the reaction tank, followed by the subsequent addition of calcium hydroxide containing starch and / or carboxymethylcellulose to the carbonation tank for carbonation. In this embodiment, the heat generated in the exothermic reaction between calcium hydroxide and water to form calcium hydroxide can be used to dissolve starch and / or CMC. One advantage of this embodiment is that the starch and / or CMC can be added dry without having to be solubilized and / or digested in a separate step, thereby simplifying the process and reducing energy consumption.
55
Esillä olevan keksinnön eräässä toisessa suoritusmuodossa tärkkelys ja/tai CMC lisätään kalkkiin (kalsiumoksidiin) ennen veden lisäämistä ja kalsiumhydroksidin muodostumista. Vastaavasti kuin edellä kuvatussa suoritusmuodossa kalsiumoksi-din ja veden välisessä kalsiumhydroksidia muodostavassa eksotermisessä reaktiossa 5 syntyvä lämpö voidaan käyttää tärkkelyksen ja/tai CMC:n liuottamiseen.In another embodiment of the present invention, the starch and / or CMC is added to the lime (calcium oxide) before addition of water and formation of calcium hydroxide. Similarly to the embodiment described above, the heat generated in the calcium oxide-exothermic calcium hydroxide-forming exothermic reaction 5 can be used to dissolve starch and / or CMC.
Vielä yhdessä esillä olevan keksinnön edullisessa suoritusmuodossa tärkkelys ja/tai CMC lietetään veteen tärkkelys- ja/tai CMC-lietteen muodostamiseksi, jolloin kalkki (kalsiumoksidi) lisätään mainittuun lietteeseen.In another preferred embodiment of the present invention, the starch and / or CMC is slurried in water to form a starch and / or CMC slurry, wherein lime (calcium oxide) is added to said slurry.
Keksintö koskee myös paperia tai kartonkia, jossa on mainittua keksinnön mukai-10 sesti valmistettua saostettua kalsiumkarbonaattia.The invention also relates to paper or board containing said precipitated calcium carbonate prepared according to the invention.
Saostettu kalsiumkarbonaatti voidaan lisätä kuituja sisältävään suspensioon lietteenä missä tahansa paperinvalmistuksen vaiheessa ennen perälaatikkoa mukaan lukien mutta näihin rajoittumatta konekyypin pumpun imupuoli tai sekoituspumppujen imupuolet. Keksinnön mukaisesti valmistettu saostettu kalsiumkarbonaatti voidaan 15 lisätä kuituja sisältävään suspensioon saostetun kalsiumkarbonaatin puhtaana liuoksena tai lietteenä tai sekoitettuna muihin apu- tai täyteaineisiin. Keksinnön mukaisesti valmistettuun saostettuun kalsiumkarbonaattiin voidaan esimerkiksi sekoittaa savea, talkkia, kalsiumsulfaattihemihydraattia ja/tai kalsiumsulfaattidehydraattia ennen sen lisäämistä kuituja sisältävään suspensioon. Keksinnössä käytettävässä 20 kuituja sisältävässä suspensiossa voi olla mitä hyvänsä massaa, mukaan lukien mutta näihin rajoittumatta kemialliset massat, mukaan lukien sekä havu- että lehtipuusta valmistetut sulfaatti- ja sulfiittimassat, termomekaaniset massat, mekaaniset massat ja puuhiokemassat. Lisäksi kuituja sisältävä suspensio voi sisältää yhtä tai useampaa tavanomaista paperin apuainetta, kuten hydrofobisia aineita, kuivalujuutta lisääviä 25 aineita, märkälujuutta lisääviä aineita jne.Precipitated calcium carbonate may be added to the fiber-containing suspension as a slurry at any stage of papermaking prior to the headbox, including but not limited to the suction side of the machine type pump or the suction sides of the mixing pumps. The precipitated calcium carbonate prepared according to the invention may be added to the fiber-containing suspension as a pure solution or slurry of the precipitated calcium carbonate or mixed with other excipients or fillers. For example, the precipitated calcium carbonate prepared according to the invention may be admixed with clay, talc, calcium sulfate hemihydrate and / or calcium sulfate dehydrate before being added to the fiber containing suspension. The fiber-containing suspension used in the invention may be any pulp, including but not limited to chemical pulps, including pulps of sulphate and sulphite, thermomechanical pulps, mechanical pulps, and pulp pulps made from both softwood and hardwood. Additionally, the fiber-containing suspension may contain one or more conventional paper excipients, such as hydrophobic agents, dry strength agents, wet strength agents, and the like.
δ c\j co Keksinnön mukaisesti valmistettua saostettua kalsiumkarbonaattia voidaan käyttää o ^ täyteaineena kaikenlaisten paperien ja kartonkien valmistuksessa. Kyseinen kal- 00 siumkarbonaatti on erityisen käyttökelpoinen hienopaperin, superkalanteroidun pali perin tai sanomalehtipaperin valmistuksessa. Esillä olevan keksinnön mukaisesti sa- 30 ostetun kalsiumkarbonaatin käyttö esim. sanomalehtipaperissa parantaa paperin laa-o tua huomattavasti. Täyteaineen määrän lisääminen sanomalehtipaperissa, minkä § esillä oleva keksintö mahdollistaa, lisää tuhkapitoisuutta, jolloin paperin painolaatu CVJ ...The precipitated calcium carbonate prepared according to the invention can be used as a filler in the manufacture of all kinds of paper and board. Such calcium carbonate is particularly useful for the production of fine paper, supercalendered Pali or newsprint. The use of calcium carbonate purchased in accordance with the present invention, eg in newsprint, greatly improves the quality of the paper. Increasing the amount of filler in newsprint, as allowed by the present invention, increases the ash content, resulting in a ...
ja opasiteetti paranevat.and the opacity is improving.
66
Keksintö mahdollistaa paperin täyteaineen määrän lisäämisen ainakin 5 prosentilla. Keksinnön mukaisesti valmistetun saostetun kalsiumkarbonaatin (PCC:n) pitoisuus päällystämättömässä hienopaperissa voi olla esim. 25-35 painoprosenttia kuivasta paperista laskettuna. Sanomalehtipaperissa keksinnön mukaisella menetelmällä 5 valmistetun saostetun kalsiumkarbonaatin (PCC:n) pitoisuus voi olla esim. 10-15 %.The invention makes it possible to increase the amount of filler in the paper by at least 5%. The content of the precipitated calcium carbonate (PCC) produced in accordance with the invention in the uncoated fine paper may be, for example, 25-35% by weight based on dry paper. In newsprint, the concentration of precipitated calcium carbonate (PCC) produced by the process of the invention 5 may be, for example, 10-15%.
Edullisen suoritusmuodon yksityiskohtainen kuvausDetailed Description of the Preferred Embodiment
Seuraavassa kuvataan yksityiskohtaisesti esillä olevan keksinnön eräs edullinen suoritusmuoto. Perusvaiheet kalsinointi, sammutus ja karbonointi ovat alalla tunnet-10 tuja ja esitetään tässä ainoastaan lyhyesti.The following describes in detail a preferred embodiment of the present invention. The basic steps of calcination, quenching and carbonation are known in the art and are only briefly described herein.
Vaihe I: kalsiumhydroksidiliuoksen valmistusStep I: Preparation of the calcium hydroxide solution
Kalkkikivinäyte kalsinoidaan pyörivässä kuivatusuunissa korkeassa lämpötilassa hiilidioksidin kuivaamiseksi. Uunin lämpötila vaihtelee noin 900 °C:n alkulämpöti-lasta noin 1000 °C:n loppulämpötilaan. Nämä lämpötilat voivat vaihdella kalsinoi-15 tavan kalkkikiven ominaisuuksien mukaan. Sitten kalkki sammutetaan vedellä ja saadaan kalsiumhydroksidisuspensio, jonka pitoisuus on noin 200 g/1.The limestone sample is calcined in a rotary drying oven at high temperature to dry the carbon dioxide. The furnace temperature ranges from an initial temperature of about 900 ° C to a final temperature of about 1000 ° C. These temperatures may vary depending on the properties of the limestone of the calcining method. The lime is then quenched with water to give a calcium hydroxide suspension of about 200 g / l.
Vaihe II: tärkkelykseen sekoittaminen 27 g tavallista kationista perunatärkkelystä, jonka toimitti Emfland Stärke ja jonka substituutioaste on 0,045, lisätään 1 litraan vaiheessa I valmistettua kalsiumhydrok-20 sidilietettä. Lietettä sekoitetaan noin 90 °C:n alkulämpötilassa noin 30 minuuttia.Step II: Mixing with Starch 27 g of standard cationic potato starch, supplied by Emfland Stärke and having a degree of substitution of 0.045, is added to 1 liter of calcium hydroxide 20 slurry prepared in Step I. The slurry is stirred at an initial temperature of about 90 ° C for about 30 minutes.
Vaihe III: kalsiumkarbonaatin valmistusStep III: Preparation of Calcium Carbonate
CMCM
^ Vaiheessa II valmistettu tärkkelystä sisältävä kalsiumhydroksidiliuos siirretään il- ^ makehän paineessa toimivaan reaktoriin. Hiilidioksidia noin 10-20 painoprosenttiaThe starch-containing calcium hydroxide solution prepared in step II is transferred to an atmospheric pressure reactor. 10 to 20% by weight of carbon dioxide
COC/O
9 tilavuudesta sisältävän kaasuvirran annetaan kuplia reaktoriin noin 1 hiilidioksidilit- cv 25 ran minuuttinopeudella ilmakehän paineessa. Hiilidioksidia lisätään liuokseen, kun- ir nes pH on noin 7-8.A stream of 9 volumes of gas is bubbled into the reactor at a rate of about 1 liter of carbon dioxide per 25 rpm at atmospheric pressure. Carbon dioxide is added to the solution until the pH is about 7-8.
CLCL
c\i Valmistettu saostettu kalsiumkarbonaatti suodatetaan, jolloin saadaan noin 20 pai- § noprosentin PCC-liete. PCC-liete lisätään massasäiliöön massalietteeseen, jossa on o ° seoksena 70 % lehtipuusulfaattimassaa ja 30 % havupuusulfaattimassaa, ennen siir- 30 tämistä paperikoneen perälaatikkoon. PCC:tä lisätään massalietteeseen määrä, joka vastaa noin 28:aa painoprosenttia massasta valmistetussa paperissa. Sitten massa-liete levitetään viiralle, minkä jälkeen se muotoillaan ja siitä poistetaan vesi tavan 7 omaisilla menetelmillä. Menetelmällä valmistettu paperi on päällystämätöntä, pinta-liimattua toimistopaperia.The precipitated calcium carbonate produced is filtered to give a PCC slurry of about 20% by weight. The PCC slurry is added to the pulp container to a pulp slurry of 70% hardwood sulphate pulp and 30% softwood sulphate pulp before transfer to the headbox of the papermaking machine. PCC is added to the pulp slurry in an amount equivalent to about 28% by weight of pulp paper. The pulp slurry is then applied to a wire, then shaped and dewatered by methods similar to Method 7. The paper produced by the process is uncoated, surface-glued office paper.
Edellä kuvattujen keksinnön suoritusmuotojen esimerkkien lisäksi myös muut suoritusmuodot, muut vaiheet ja muut osat ovat mahdollisia. Alan asiantuntijat ymmär-5 tävät, että esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa muihin papereihin ja muihin pa-perinvalmistusmenetelmiin, mikä selviää edellä esitettyjen keksinnön esimerkkisuo-ritusmuotojen yksityiskohtaisen kuvauksen perusteella.In addition to the examples of embodiments of the invention described above, other embodiments, other steps, and other components are possible. It will be appreciated by those skilled in the art that the present invention may be applied to other papers and other papermaking processes, as will be apparent from the detailed description of the exemplary embodiments of the invention set forth above.
C\JC \ J
δ c\j iδ c \ j i
COC/O
o oo o
CVJCVJ
XX
cccc
CLCL
1^1?
CVJCVJ
oo
COC/O
o oo o
CVJCVJ
Claims (8)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US74829205P | 2005-12-07 | 2005-12-07 | |
US74829205 | 2005-12-07 | ||
PCT/SE2006/050561 WO2007067146A1 (en) | 2005-12-07 | 2006-12-07 | A method of producing precipitated calcium carbonate |
SE2006050561 | 2006-12-07 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20080427A FI20080427A (en) | 2008-07-03 |
FI123286B true FI123286B (en) | 2013-01-31 |
Family
ID=38123176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20080427A FI123286B (en) | 2005-12-07 | 2008-07-03 | Process for the preparation of precipitated calcium carbonate |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI123286B (en) |
WO (1) | WO2007067146A1 (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI20125569L (en) * | 2012-05-28 | 2013-11-29 | Nordkalk Oy Ab | Preparation and use of a composite structure containing precipitated carbonate |
FI125836B (en) | 2013-04-26 | 2016-03-15 | Wetend Tech Oy | A method of providing paper or board making furnish with filler and paper or board |
EP3221512B1 (en) * | 2014-11-19 | 2019-10-23 | Stora Enso Oyj | Method of producing a filler |
TR201802411T4 (en) * | 2015-02-27 | 2018-03-21 | Omya Int Ag | High solids PCC with cationic additive. |
FR3033163B1 (en) | 2015-02-27 | 2019-08-23 | Coatex | PRODUCTION OF PRECIPITED CALCIUM CARBONATE |
PL3118161T3 (en) * | 2015-07-17 | 2018-10-31 | Omya International Ag | High solids pcc with depolymerized carboxylated cellulose |
FR3038895B1 (en) | 2015-07-17 | 2017-07-07 | Coatex Sas | PRODUCTION OF PRECIPITED CALCIUM CARBONATE |
PT3156369T (en) | 2015-10-16 | 2018-10-31 | Omya Int Ag | High solids pcc with copolymeric additive |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2188494A (en) * | 1937-09-20 | 1940-01-30 | Corn Prod Refining Co | Filler and method of making same |
US3443890A (en) * | 1966-12-05 | 1969-05-13 | Diamond Shamrock Corp | Process for the production of calcium carbonate |
US4892590A (en) * | 1988-06-03 | 1990-01-09 | Pfizer Inc. | Precipitated calcium carbonate-cationic starch binder as retention aid system for papermaking |
US5458679A (en) * | 1993-12-10 | 1995-10-17 | Minerals Technologies, Inc. | Treatment of inorganic filler material for paper with polysaccharides |
FI100729B (en) * | 1995-06-29 | 1998-02-13 | Metsae Serla Oy | Filler used in papermaking and method of making the filler |
US5827398A (en) * | 1996-02-13 | 1998-10-27 | Allied Colloids Limited | Production of filled paper |
US6294143B1 (en) * | 1998-03-24 | 2001-09-25 | Minerals Technologies Inc. | Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate |
FI117872B (en) * | 2001-04-24 | 2007-03-30 | M Real Oyj | Fillers and process for their preparation |
US9156990B2 (en) * | 2003-12-22 | 2015-10-13 | Eka Chemicals Ab | Filler for papermaking process |
-
2006
- 2006-12-07 WO PCT/SE2006/050561 patent/WO2007067146A1/en active Application Filing
-
2008
- 2008-07-03 FI FI20080427A patent/FI123286B/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007067146A1 (en) | 2007-06-14 |
FI20080427A (en) | 2008-07-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI123286B (en) | Process for the preparation of precipitated calcium carbonate | |
AU637082B2 (en) | Paper manufacturing process, and papers obtainable by means of that process | |
EP2798012B1 (en) | Use of precipitated carbonate in the manufacture of a fibre product | |
US20070246179A1 (en) | Composites of Starch Containing Silicon, Method for the Production Thereof, and Use for Making Paper and Board | |
US9863093B2 (en) | Ply for a board from an in-line production process | |
BRPI0613122A2 (en) | method for coating cellulose particles, coated cellulose particles and their use in paper and board production | |
US11193241B2 (en) | Method of producing a filler | |
AU710308B2 (en) | Acid tolerant calcium carbonate composition and uses therefor | |
CN1086363C (en) | Process for preparing calcium carbonate | |
WO2012059650A2 (en) | Process for manufacturing paper and board | |
WO1986005530A1 (en) | Method for preparing a fibrous sheet by using paper manufacturing techniques | |
US20070181275A1 (en) | Use of calcuim carbonate particles in papermaking | |
CN106544926B (en) | A kind of preparation method of the fiber combinations filler of calcium carbonate cladding | |
WO2000078874A1 (en) | Pigment materials and their preparation and use | |
JP3227420B2 (en) | Method for producing calcium carbonate | |
US20230228036A1 (en) | Surface mineralized organic fibers and methods of making the same | |
WO2005100690A1 (en) | Use of calcium carbonate particles in papermaking | |
EP1448851B1 (en) | Method for manufacturing filler containing chemical pulp | |
SE531630C2 (en) | Process for making precipitated calcium carbonate and paper containing precipitated calcium carbonate | |
US20040109811A1 (en) | Process for reductive bleaching of alkaline earth metal carbonates | |
RU2237768C1 (en) | Method for producing of cellulose-containing materials | |
CA2438039A1 (en) | Process for reductive bleaching of alkaline earth metal carbonates | |
CA1334560C (en) | Precipitated calcium carbonate-cationic starch binder as retention aid system for paper making | |
JP2000264629A (en) | Production of calcium carbonate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 123286 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: STORA ENSO NYMOELLA PAPER AB |