FI129243B - Menetelmä lujuuden ja retention parantamiseksi ja paperituote - Google Patents

Menetelmä lujuuden ja retention parantamiseksi ja paperituote Download PDF

Info

Publication number
FI129243B
FI129243B FI20125781A FI20125781A FI129243B FI 129243 B FI129243 B FI 129243B FI 20125781 A FI20125781 A FI 20125781A FI 20125781 A FI20125781 A FI 20125781A FI 129243 B FI129243 B FI 129243B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
microfibrillated cellulose
composition
retention
added
strength
Prior art date
Application number
FI20125781A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20125781A (fi
Inventor
Juha Merta
Janne Laine
Markus Korhonen
Original Assignee
Upm Kymmene Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Upm Kymmene Corp filed Critical Upm Kymmene Corp
Priority to FI20125781D priority Critical patent/FI20125781L/fi
Priority to FI20125781A priority patent/FI129243B/fi
Publication of FI20125781A publication Critical patent/FI20125781A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI129243B publication Critical patent/FI129243B/fi

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/06Paper forming aids
    • D21H21/10Retention agents or drainage improvers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24Polysaccharides
    • D21H17/25Cellulose
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/18Reinforcing agents

Landscapes

  • Paper (AREA)

Abstract

Keksinnön kohteena on menetelmä lujuuden ja retention parantamiseksi paperin valmistuksessa. Keksinnön mukaisesti järjestetään anionista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävää koostumusta kuitususpensioon ja lisätään 0,1 – 10 p-% mikrofibrilloitua selluloosaa kuitususpension massasta ja korvataan ainakin osa retentiokemikaaleista ja/tai lujuuskemikaaleista anionista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävällä koostumuksella ja korvataan mikropartikkelikomponentti anionista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävällä koostumuksella muodostettavan tuotteen lujuuden ja retention parantamiseksi. Lisäksi keksinnön kohteena on vastaava paperituote.

Description

MENETELMÄ LUJUUDEN JA RETENTION PARANTAMISEKSI JA PAPERI TUOTE
KEKSINNÖN ALA Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä lujuuden ja re- tention parantamiseksi paperinvalmistuksessa ja pa- tenttivaatimuksen 11 johdanto-osassa määritelty pape- rituote.
KEKSINNÖN TAUSTA FEntuudestaan tunnetaan erilaisia menetelmiä paperimassan ja paperituotteiden valmistamiseksi. Lisäksi entuudestaan tunnettua on paperituot- teiden ominaisuuksien parantaminen erilaisilla täyte- ja päällysteaineilla, esim. pigmenteillä, paperinval- mistuksen yhteydessä. Tunnettua on, että paperinval- mistuksessa paperituotteelle pyritään aikaansaamaan parhaat mahdolliset ominaisuudet.
Tunnettua paperinvalmistuksesta ovat reten- tio- ja lujuusongelmat. Muodostettavan tuotteen lu- juus, erityisesti kuivalujuus, on tärkeä tuotteen omi- naisuus, jota pyritään tyypillisesti parantamaan. Li- säksi pienten partikkelien, kuten täyteaineiden ja hienoaineiden retentio on tärkeää paperinvalmistukses- sa. Retentiolla tarkoitetaan viiralle jääneen kuitu- N ja täyteaineen suhdetta syötettyyn aineeseen nähden, N so. sillä tarkoitetaan viiran kykyä pidättää kuitumas- 3 saa. Tunnettuja ovat erilaiset retentioaineet, joilla N 30 pyritään parantamaan retentiota. Retentioaineilla ai- Ek kaansaadaan kuitujen, täyteaineiden ja muiden kuitu- * massan kemikaalien sopiva kiinnittyminen rainaan. Tun- 2 nettuja retentioaineita ovat esim. polyakryyliamidit N ja yhdistelmäretentioaineet, kuten anionisten ja ka- S 35 tionisten retentioaineiden yhdistelmät. Lisäksi tun-
nettua on käyttää polyakryyliamidin ja mikropartikke- lien yhdistelmää retentioaineena.
Toisaalta entuudestaan tunnettua on mikrofib- rilloidun selluloosan valmistaminen ja sen käyttö pa- perimassan ja paperituotteiden valmistuksessa. Mikro- fibrilloidun selluloosan tutkimuksissa on havaittu, että mikrofibrilloitu selluloosa muun muassa parantaa paperin lujuutta. Mikrofibrilloidulla selluloosalla on laaja ominaispinta-ala, ja siten sillä on enemmän tar- tuntapinta-alaa materiaalipainoon nähden.
Lisäksi julkaisuista Schlosser, H., ”Nano- disperse cellulose and nano-fibrillated - new products for paper and board manufacture and coating”, Int. papwirtsch., (2008), No 9, p. 41-44, ja WO 0047628 tunnetaan mikrofibrilloituja selluloosakoostumuksia ja niiden käyttöjä.
KEKSINNÖN TARKOITUS Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uuden- tyyppinen menetelmä lujuuden sekä retention paranta- miseksi paperinvalmistuksessa ja vastaava paperituote.
KEKSINNÖN YHTEENVETO Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja vastaa- valle paperituotteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa. 5 Keksintö perustuu menetelmään lujuuden ja re- < tention parantamiseksi paperinvalmistuksessa. Keksin- s nön mukaisesti järjestetään anionista mikrofibrilloitua N 30 selluloosaa sisältävää koostumusta kuitususpensioon;, > edullisesti paperimassaan, ja lisätään 0,1 - 10 p-% n. mikrofibrilloitua selluloosaa kuitususpension massasta © ja korvataan ainakin osa retentiokemikaaleista ja/tai Lo lujuuskemikaaleista anionista mikrofibrilloitua sellu- o 35 loosaa sisältävällä koostumuksella ja korvataan mikro- N partikkelikomponentti anionista mikrofibrilloitua sel-
luloosaa sisältävällä koostumuksella muodostettavan tuotteen lujuuden, esim. kuivalujuuden, kuivan paperin vetolujuuden, sisäisen sidoslujuuden ja/tai alkuperäis- märkälujuuden, ja retention parantamiseksi.
Kuitususpensiolla tarkoitetaan tässä yhtey- dessä mitä tahansa kuitupohjaisen massan suspensiota, joka sisältää kuitupohjaisen koostumuksen, joka voi ol- la muodostettu mistä tahansa kasviperäisestä raaka- aineesta, esim. puupohjaisesta raaka-aineesta, kuten lehtipuuraaka-aineesta tai havupuuraaka-aineesta, tai muusta kasviraaka-aineesta, joka sisältää kuituja, ku- ten selluloosakuituja.
Kuitususpensio voi olla kemial- lisella menetelmällä muodostettua kuitupohjaista mas- saa, jossa kuidut on erotettu toisistaan ja pääosa lig- niinistä on poistettu kemikaalien avulla kemiallisella menetelmällä, joka voi olla esim. sulfaattiprosessi, sulfiittiprosessi, soodaprosessi, orgaanisiin liuotti- miin perustuva prosessi tai muu alalla sinänsä tunnettu kemiallinen käsittelymenetelmä.
Vaihtoehtoisesti kui- tususpensio voi olla mekaanisella menetelmällä muodos- tettua kuitupohjaista massaa, esimerkiksi TMP, PGW, CTMP tai vastaavaa.
Fräässä sovelluksessa mikrofibrilloitua sellu- loosaa sisältävä koostumus voi dispersion, esim. geeli- mäisessä tai hyytelömäisessä muodossa tai laimean dis- persion muodossa, tai suspension, esim. vesisuspension muodossa.
Fdullisesti mikrofibrilloitua selluloosaa si- N sältävä koostumus on vesisuspension muodossa.
Koostumus N voi sisältää mikrofibrilloitua selluloosaa välillä yli 3 30 0 % - alle 100 p-%. Eräässä sovelluksessa koostumus voi N koostua pääosin mikrofibrilloidusta selluloosasta. z Koostumus voi sisältää mikrofibrilloidun selluloosan * lisäksi muita sopivia ainesosia, esim. kuituja, jotka % voivat olla muodostettu mistä tahansa kasviperaisesta N 35 raaka-aineesta, ja/tai erilaisia lisä- ja/tai täyteai- S neita.
Mikrofibrilloidulla selluloosalla tarkoitetaan tässä yhteydessä mikrofibrilleistä koostuvaa selluloo- saa, so. eristettyjen selluloosamikrofibrillien joukkoa ja/tai mikrofibrillikimppuja, jotka on johdettu sellu- loosaraaka-aineesta. Selluloosakuidut sisältävät mikro- fibrillejä, jotka ovat selluloosakuitujen lankamaisia rakenneosia. Selluloosakuitu aikaansaadaan säikeiseksi fibrilloimalla. Mikrofibrillien muotosuhde on tyypilli- sesti suuri; yksittäisten mikrofibrillien pituus voi olla yli yhden mikrometrin ja lukukeskimääräinen hal- kaisija on tyypillisesti alle 20 nm. Mikrofibrillikimp- pujen halkaisija voi olla suurempi, mutta yleensä alle 1 jm. Pienimmät mikrofibrillit ovat samantapaisia kuin niin sanotut alkeisfibrillit, joiden halkaisija on tyy- pillisesti 2 — 4 nm. Mikrofibrillien tai mikrofibrilli- kimppujen mitat ja rakenteet riippuvat raaka-aineesta ja valmistusmenetelmästä.
Mikrofibrilloitu selluloosa voi olla muodos- tettu mistä tahansa kasviperäisestä raaka-aineesta, esim. puupohjaisesta raaka-aineesta, kuten lehtipuuraa- ka-aineesta tai havupuuraaka-aineesta, tai muusta kas- viperäisestä raaka-aineesta, joka sisältää selluloosaa. Kasviperäisiä raaka-aineita voivat olla esim. maanvil- jelysjätteet, ruohot, olki, puunkuori, jyvät, kuoret, kukat, vihannekset, puuvilla, maissi, vehnä, kaura, ruis, ohra, riisi, pellava, hamppu, manillahamppu, si- salhamppu, kenafhamppu, juutti, rami, bagassi, bambu N tai ruoko tai näiden erilaiset yhdistelmät. N Mikrofibrilloitu selluloosa voi sisältää myös 3 30 hemiselluloosaa, ligniiniä ja/tai uuteaineita, joiden N määrä riippuu käytetystä raaka-aineesta. Mikrofibril- Ek loitu selluloosa eristetään edellä kuvatusta selluloo- * saa sisältävästä raaka-aineesta tarkoitukseen sopival- % la laitteistolla, esim. jauhimella, hienontimella, ho- N 35 mogenisaattorilla, fluidisaattorilla, mikro- tai mak- S rofluidisaattorilla, kryo-murskauksella ja/tai ultra- äänihajottimella. Mikrofibrilloitua selluloosaa voi-
daan saada myös suoraan fermentointiprosessilla käyt- täen mikro-organismeja esim. suvuista Acetobacter, Ag- robacterium, Rhizobium, Pseudomonas tai Alcailgenes, mieluiten suvuista Acetobacter ja kaikkein mieluiten 5 lajeista Acetobacter xylinum tai Acetobacter pasteuri- anus.
Mikrofibrilloidun selluloosan raaka-aineina voi- vat olla myös esimerkiksi vaippa-eläimet (latinaksi tunicata) ja kromalveolaattiryhmiin (latinaksi chro- malveolata) kuuluvat eliöt, esim. munasieni (latinaksi oomycete), jotka tuottavat selluloosaa.
Fräässä sovelluksessa mikrofibrilloitu sellu- loosa voi olla mikä tahansa kemiallisesti tai fysikaa- lisesti modifioitu mikrofibrilleistä koostuvan sellu- loosan tai mikrofibrillikimppujen johdannainen.
Kemial- linen modifiointi voi perustua esim. selluloosamolekvyy- lien karboksimetylointi-, hapetus-, esteröinti- ja eet- teröintireaktioon.
Modifiointi voidaan myös toteuttaa anionisten, kationisten tai ei-ionisten aineiden tai niiden yhdistelmien fysikaalisella adsorptiolla sellu- loosan pintaan.
Modifiointi voidaan suorittaa ennen mikrofibrilloidun selluloosan valmistusta, mikrofibril- loidun selluloosan valmistuksen aikana tai mikrofibril- loidun selluloosan valmistuksen jälkeen.
Mikrofibrilloitu selluloosa voidaan muodostaa millä tahansa alalla sinänsä tunnetulla tavalla sellu- loosapohjaisesta raaka-aineesta.
Eräässä sovelluksessa muodostetaan mikrofibrilloitua selluloosaa kuivatusta N ja/tai konsentroidusta selluloosaraaka-aineesta fib- N rilloimalla.
Eräässä sovelluksessa selluloosaraaka-aine 3 30 on konsentroitu.
Eräässä sovelluksessa selluloosaraaka- N aine on kuivattu.
Eräässä sovelluksessa selluloosaraa- z ka-aine on kuivattu ja konsentroitu.
Eräässä sovelluk- * sessa selluloosaraaka-aine on kemiallisesti esikäsitel- % ty herkemmin hajoavaksi so. labiloitu, jolloin mikro- N 35 fibrilloitu selluloosa muodostetaan kemiallisesti la- S biloidusta selluloosaraaka-aineesta.
Esimerkiksi N-oxyl
(esim. 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidine N-oxide) -
välitteinen hapetusreaktio aikaansaa hyvin labiilin selluloosaraaka-aineen, joka on poikkeuksellisen help- po hajottaa mikrofibrilloiduksi selluloosaksi. Tämän kaltainen kemiallinen esikäsittely kuvataan esimerkik- si patenttihakemuksissa WO 09/084566 ja JP
20070340371.
Mikrofibrilloidun selluloosan fibrillit ovat säikeitä, jotka ovat erittäin pitkiä suhteessa halkai- sijaan. Mikrofibrilloidulla selluloosalla on suuri omi- naispinta-ala. Näin ollen mikrofibrilloitu selluloosa pystyy muodostamaan monia sidoksia ja sitomaan paljon hiukkasia. Lisäksi mikrofibrilloidulla selluloosalla on hyvät lujuusominaisuudet.
Fräässä sovelluksessa mikrofibrilloitu sellu- loosa on ainakin osittain tai pääosin nanoselluloosaa. Nanoselluloosa koostuu ainakin pääosin nanokokoluokan fibrilleista, joiden halkaisija on alle 100 nm, mutta joiden pituus voi olla myös jiim-kokoluokkaa tai sen al- le. Vaihtoehtoisesti mikrofibrilloitua selluloosaa voi- daan kutsua myös nanofibrilloiduksi selluloosaksi, na- nofibrilliselluloosaksi, selluloosan nanokuiduiksi, na- nomittakaavaan fibrilloiduksi selluloosaksi, mikrofik- rilliselluloosaksi tai selluloosan mikrofibrilleiksi. Fdullisesti mikrofibrilloidulla selluloosalla ei tar- koiteta tässä yhteydessä ns. selluloosakuitukiteitä (cellulose nanowhiskers) eikä mikrokiteistä selluloosaa (MCC).
N Keksinnön eräässä sovelluksessa lisätään ka- N tionista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävää koos- 3 30 tumusta kuitususpensioon.
N Keksinnön eräässä sovelluksessa lisätään ani- z onista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävää koostu- * musta kuitususpensioon.
% Keksinnön eräässä sovelluksessa koostumus si- N 35 sältää mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävää ai- S nesosaa ja täyteainetta, esim. PCC:tä.
Keksinnön eräässä sovelluksessa koostumus si- sältää mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävää ai- nesosaa ja kuitupohjaista kiintoainetta, esim. hienoai- netta.
Eräässä sovelluksessa koostumus sisältää lisä- ainetta, esim. AKD-liimaa, ASA-liimaa tai vastaavia li- säaineita.
Keksinnön eräässä sovelluksessa koostumukses- sa mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävä ainesosa on anioninen. Eräässä sovelluksessa mikrofibrilloitua sel- luloosaa sisältävä ainesosa on anioninen ja täyteaine on kationinen.
Keksinnön eräässä sovelluksessa koostumukses- sa mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävä ainesosa on kationinen. Eräässä sovelluksessa mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävä ainesosa on kationinen ja täyte- aine on anioninen.
Keksinnön eräässä sovelluksessa lisätään ani- onista ja/tai kationista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävää koostumusta kuitususpensioon, jossa on täy- teainetta. Eräässä sovelluksessa lisätään anionista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävää koostumusta kuitususpensioon, jossa täyteaineena on kationista täyteainetta, esim. PCC.
Keksinnön eräässä sovelluksessa lisätään ani- onista ja/tai kationista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävää koostumusta kuitususpensioon, jossa on hie- N noainetta, eräässä sovelluksessa kuituperäistä hie- N noainetta.
3 30 Eraassa sovelluksessa lisätään anionista N ja/tai kationista mikrofibrilloitua selluloosaa sisäl- Ek tävää koostumusta kuitususpensioon, jossa on lisäai- * netta.
— O Eräässä sovelluksessa lisätään anionista N 35 ja/tai kationista mikrofibrilloitua selluloosaa sisäl- S tävää koostumusta kuitususpensioon, jossa on täyteai- netta, hienoainetta ja/tai lisäainetta.
Keksinnön eräässä sovelluksessa lisätään mik- rofibrilloitua selluloosaa sisältävään koostumukseen kationista polyelektrolyyttia.
Keksinnön eräässä sovelluksessa lisätään mik- rofibrilloitua selluloosaa sisältävään koostumukseen anionista polyelektrolyyttiä.
Keksinnön eräässä sovelluksessa lisätään mik- rofibrilloitua selluloosaa sisältävään koostumukseen epäorgaanisia nano- ja/tai mikropartikkeleita, esim.
510,-partikkeleita. Eräässä sovelluksessa lisätään ka- tionista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävään koostumukseen epäorgaanisia nano- ja/tai mikropartik- keleita. Eräässä sovelluksessa lisätään mikrofibril- loitua selluloosaa sisältävään koostumukseen poly- elektrolyyttiä ja epäorgaanisia nano- ja/tai mikropar- tikkeleita.
Keksinnön eräässä sovelluksessa lisätään kui- tususpensioon 1 - 5 p-%, eräässä edullisessa sovelluk- sessa 1 - 3 p-%3, mikrofibrilloitua selluloosaa kui- tususpension massasta. Keksinnön eräässä sovelluksessa korvataan ai- nakin osa retentiokemikaaleista ja/tai lujuuskemikaa- leista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävällä koostumuksella. Eräässä sovelluksessa korvataan mikro- fibrilloitua selluloosaa sisältävällä koostumuksella osa tavanomaisista retentiokemikaaleista ja/tai 1lu- juuskemikaaleista. Eräässä sovelluksessa korvataan N mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävällä koostumuk- N sella kokonaan tavanomaiset retentiokemikaalit ja/tai 3 30 lujuuskemikaalit. Eräässä sovelluksessa, jossa korva- N taan kokonaan tavanomaiset retentiokemikaalit, käyte- z tään sekä kationista mikrofibrilloitua selluloosaa et- * tä anionista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävää % koostumusta. Eräässä sovelluksessa korvataan toinen N 35 komponentti, esim. polymeerikomponentti tai mikropar- S tikkelikomponentti, 2-komponenttisessa retentiojärjes- telyssä. Eräässä sovelluksessa, jossa korvataan poly-
meerikomponentti, niin käytetään kationista mikrofib- rilloitua selluloosaa sisältävää koostumusta.
Eräässä sovelluksessa, jossa korvataan mikropartikkelikompo- nentti, niin käytetään anionista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävää koostumusta.
Eräässä sovelluk- sessa korvataan ainakin yksi komponentti monikompo- nenttisessa retentiojärjestelyssä.
Keksinnön eräässä sovelluksessa käytetään me- netelmää kuitususpension valmistuksessa, joka sisältää mikrofibrilloitua selluloosaa.
Keksinnön eräässä so- velluksessa käytetään menetelmää paperimassan valmis- tuksessa.
Keksinnön eräässä sovelluksessa käytetään me- netelmää paperinvalmistuksessa.
Keksinnön mukaista me- netelmää voidaan soveltaa käytettäväksi erilaisten pa- perituotteiden valmistuksessa, jossa muodostetaan pa- perituote kuitupohjaisesta koostumuksesta.
Paperituot- teella tarkoitetaan tässä yhteydessä mitä tahansa kui- tupohjaista paperi-, kartonki- tai kuitutuotetta tai vastaavaa tuotetta.
Paperituote on voitu muodostaa ke- miallisesta massasta, mekaanisesta massasta, kemimekaa- nisesta massasta, uusiomassasta, kuitumassasta ja/tai kasviperäisestä massasta.
Paperituote voi sisältää so- pivia täyte- ja lisäaineita sekä erilaisia pintakäsit- tely- ja päällystysaineita.
Keksinnön eräässä sovelluksessa käytetään me- netelmää mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävän N tuotteen valmistuksessa, esim. erilaisten koostumusten N ja seosten valmistuksessa, edullisesti sakeutettujen 3 30 koostumusten ja seosten valmistuksessa, erilaisten N kalvojen valmistuksessa, erilaisten komposiittituot- z teiden valmistuksessa tai vastaavissa tapauksissa. * Eräässä sovelluksessa käytetään menetelmää pääosin % mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävän tuotteen val- N 35 mistuksessa, kuten sakeutetun mikrofibrilliselluloo- S sasuspension valmistuksessa tai mikrofibrilloidusta selluloosasta muodostettujen kalvojen valmistuksessa.
Lisäksi keksintö perustuu vastaavaan paperi- tuotteeseen, joka on muodostettu kuitupohjaisesta koostumuksesta. Keksinnön mukaisesti paperituote si- sältää mikrofibrilloitua selluloosaa siten, että mik- rofibrilloitua selluloosaa sisältävää koostumusta on lisätty kuitususpensioon, joka sisältää kuitupohjaista koostumusta, 0,1 - 10 p-% kuitususpension massasta, ja paperituotteella on parannettu retentio ja lujuus.
Keksinnöllä saavutetaan merkittäviä etuja aiemmin tunnettuun nähden.
Keksinnön ansiosta voidaan parantaa retentio- ta ja lujuutta mikrofibrilloitua selluloosaa sisältä- vässä paperituotteessa. Keksinnön mukaisella ratkai- sulla voidaan vaikuttaa täyteaineen retentioon tai li- säaineen retentioon tai koko kuitususpension retenti- oon.
Keksinnön ansiosta voidaan parantaa muodos- tettavan paperituotteen laatua ja lisäksi voidaan vä- hentää raaka-aine- ja energiakustannuksia.
Keksinnön mukainen menetelmä on helposti te- ollisesti toteutettavissa.
Lisäksi keksintö mahdollistaa uuden mikrofib- rilloidun selluloosan käyttötavan.
KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS Keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin - oheisten esimerkkien avulla.
S s Esimerkki 1 N 30 Tutkittiin PCC:tä sisältävän kuitususpension > retentiota. Kuitususpensioon lisättiin nanoselluloo- n. saa. Kuitususpensio oli paperituotteen valmistukseen % käytettävä massa. Lo Kaytettiin anionista nanoselluloosaa sitomaan > 35 kationisia partikkeleita, kuten saostettua kalsiumkar- bonaattia (PCC), hienoaineen retention lisäämiseksi kuitususpensiossa. 3 p-% anionista nanoselluloosaa li- sättiin kuitususpensioon, joka sisälsi 20 p-% saostet- tua kalsiumkarbonaattia (PCC). Muodostettiin arkkeja kuitususpensiosta. Määritettiin retentio muodostetusta arkista, johon oli lisätty nanoselluloosaa. Vertailuk- si määritettiin retentio myös kuitususpensiosta, joka sisälsi 20 p-% saostettua kalsiumkarbonaattia (PCC) mutta ei nanoselluloosaa, muodostetusta arkista. Li- säksi arkeista määritettiin kuivalujuudet.
Havaittiin, että täyteaineen eli PCC:n reten- tiota voitiin parantaa merkittävästi keksinnön mukai- sella ratkaisulla. Retentio parani 62 %:sta 84 %:iin. Lisäksi tuotteen kuivalujuuden huomattiin paranevan. Havaittiin, että vaikutus aikaansaatiin nanoselluloo- san fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien ansi- osta. Johtuen nanoselluloosan laajasta ominaispinta- alasta ja mikrofibrillien korkeasta sivusuhteesta (as- pect ratio) nanoselluloosa muodosti verkkorakennetta tuotekoostumukseen jo hyvin laimeissa vesisuspensiois- sa, mikä paransi sekä lujuutta että retentiota. Ani- onisen nanoselluloosan havaittiin flokkaavan kationis- ta PCC:tä, jolloin se retentoituu tehokkaammin kuitui- hin.
Lisäksi tutkittiin nanoselluloosan lisäyksen määrän vaikutusta retentioon. Havaittiin, että nanoselluloosan määrän kasvaessa 1 p-3:sta 3 p-3:iin kuitususpensiossa, jossa saostettua kalsiumkarbonaat- N tia oli 20 p-%, saostetun kalsiumkarbonaatin retentio N kasvoi 75 %:sta 82 %:iin. Lisäksi havaittiin, että 3 30 nanoselluloosan määrän kasvaessa 3 p-%:sta 6 p-%:iin N saostetun kalsiumkarbonaatin retentio edelleen hieman z kasvoi, mutta ei merkittavasti.
a % Esimerkki 2 N 35 Tutkittiin kationisen nanoselluloosan lisää- S misen vaikutusta tuotteen kuivalujuuteen vetoindeksin avulla. Kationista nanoselluloosaa lisättiin 20, 30 ja
45 mg/g sekä kuitumassaan 1, jossa oli vähän hienoai- netta (10 min jauhatus), että kuitumassaan 2, jossa oli enemmän hienoainetta (30 min jauhatus). Muodostet- tiin arkkeja kuitumassoista ja määritettiin lujuudet. Kuitumassana käytettiin mäntysellumassaa.
Havaittiin, että kuitumassasta 1 muodostetun arkin lujuus oli alhaisempi kuin vertailukoostumukses- ta, jossa oli kationista tärkkelystä 10 mg/g ja ani- onista nanoselluloosaa 20, 30 ja 45 mg/g, muodostetun tuotteen lujuus. Lisäksi havaittiin, että kuitumassas- ta 2 muodostetun arkin lujuus oli selkeästi parempi kuin kuitumassasta 1 muodostetun arkin lujuus. Näin kationisen nanoselluloosan vaikutus lujuuteen oli sel- västi suurempi, mikä johtui siitä, että kationinen nanoselluloosa retentoi hienoainetta, jolloin arkin lujuus parani. Tämän perusteella tärkkelys on korvat- tavissa nanoselluloosalla lujittamistarkoituksessa.
Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu erilai- sina sovelluksina käytettäväksi mitä erilaisimpien tuotteiden valmistukseen.
Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitet- tyjä esimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten mää- rittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
N O
N © <Q
N
I jami a 00
PP LO N O N

Claims (11)

PATENTTIVAATIMUKSET
1. Menetelmä lujuuden ja retention paranta- miseksi paperinvalmistuksessa, tunnettu siitä, että järjestetään anionista mikrofibrilloitua selluloo- saa sisältävää koostumusta, joka sisältää mikrofibril- loitua selluloosaa sisältävää ainesosaa ja kuitupoh- jaista kiintoainetta kuten hienoainetta, kuitususpensi- oon ja lisätään 0,1 - 10 p-% mikrofibrilloitua sellu- loosaa kuitususpension massasta ja korvataan ainakin osa retentiokemikaaleista ja/tai lujuuskemikaaleista anionista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävällä koostumuksella ja korvataan mikropartikkelikomponent- tia anionista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältä- vällä koostumuksella retentiojärjestelyssä ja lisätään kationista mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävää koostumusta kuitususpensioon retention ja muodostetta- van tuotteen lujuuden parantamiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koostumus sisältää mikrofik- rilloitua selluloosaa sisältävää ainesosaa ja täyteai- netta.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen mene- telmä, tunnettu siitä, että lisätään mikrofibril- loitua selluloosaa sisältävää koostumusta kuitususpen- sioon, jossa on täyteainetta.
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1 - 3 mukai- - nen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään mik- S rofibrilloitua selluloosaa sisältävää koostumusta kui- A tususpensioon, jossa on hienoainetta. = 30
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1 - 4 mukai- — nen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään mik- E rofibrilloitua selluloosaa sisältävään koostumukseen — kationista polyelektrolyyttia. S
6. Jonkin patenttivaatimuksista 1 - 5 mukai- = 35 nen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään mik- N rofibrilloitua selluloosaa sisältävään koostumukseen anionista polyelektrolyyttiä.
7. Jonkin patenttivaatimuksista 1 - 6 mukai- nen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään kui- tususpensioon 1 - 5 p-3 mikrofibrilloitua selluloosaa kuitususpension massasta.
8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukaisen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään mene- telmää kuitususpension valmistuksessa.
9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 8 mukaisen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään mene- telmää paperinvalmistuksessa.
10. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 9 mukaisen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään mene- telmää mikrofibrilloitua selluloosaa sisältävän tuot- teen valmistuksessa.
11. Paperituote, joka on muodostettu kuitu- pohjaisesta koostumuksesta, tunnettu siitä, että paperituote sisältää anionista mikrofibrilloitua sel- luloosaa siten, että anionista mikrofibrilloitua sellu- loosaa sisältävää koostumusta, joka sisältää mikrofib- rilloitua selluloosaa sisältävää ainesosaa ja kuitupoh- jaista kiintoainetta kuten hienoainetta, on lisätty kuitususpensioon, joka sisältää kuitupohjaista koostu- musta, 0,1 — 10 p-% kuitususpension massasta korvaamaan ainakin osa retentiokemikaaleista ja/tai lujuuskemi- kaaleista anionista mikrofibrilloitua selluloosaa si- sältävällä koostumuksella ja korvaamaan mikropartikke- likomponenttia anionista mikrofibrilloitua selluloosaa N sisältävällä koostumuksella retentiojärjestelyssä, ja N paperituote sisältää kationista mikrofibrilloitua sel- 3 30 luloosaa, jota sisältävää koostumusta on lisätty kui- N tususpensioon, aikaansaamaan paperituotteelle parannet- z tu lujuus.
a ©
N
N
FI20125781A 2011-01-20 2011-01-20 Menetelmä lujuuden ja retention parantamiseksi ja paperituote FI129243B (fi)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20125781D FI20125781L (fi) 2011-01-20 2011-01-20 Menetelmä lujuuden ja retention parantamiseksi ja paperituote
FI20125781A FI129243B (fi) 2011-01-20 2011-01-20 Menetelmä lujuuden ja retention parantamiseksi ja paperituote

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20125781A FI129243B (fi) 2011-01-20 2011-01-20 Menetelmä lujuuden ja retention parantamiseksi ja paperituote

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20125781A FI20125781A (fi) 2012-07-21
FI129243B true FI129243B (fi) 2021-10-15

Family

ID=46605496

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20125781A FI129243B (fi) 2011-01-20 2011-01-20 Menetelmä lujuuden ja retention parantamiseksi ja paperituote
FI20125781D FI20125781L (fi) 2011-01-20 2011-01-20 Menetelmä lujuuden ja retention parantamiseksi ja paperituote

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20125781D FI20125781L (fi) 2011-01-20 2011-01-20 Menetelmä lujuuden ja retention parantamiseksi ja paperituote

Country Status (1)

Country Link
FI (2) FI129243B (fi)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20125781L (fi) 2012-07-21
FI20125781A (fi) 2012-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI126513B (fi) Menetelmä lujuuden ja retention parantamiseksi ja paperituote
US20160273165A1 (en) Method for improving strength and retention, and paper product
CA2811380C (en) Method for improving the removal of water
Boufi et al. Nanofibrillated cellulose as an additive in papermaking process: A review
JP6985303B2 (ja) ミクロフィブリル化フィルム
JP6886457B2 (ja) 良好なバリア特性を有するフィルムを製造するための方法
US11685096B2 (en) Method for manufacturing fibrous yarn
JP6963564B2 (ja) ミクロフィブリル化セルロースを含むuv遮蔽フィルム及び組成物、該フィルムの製造方法、及び該組成物の使用
FI123289B (fi) Menetelmä nanofibrilloidun selluloosamassan valmistamiseksi ja massan käyttö paperinvalmistuksessa tai nanofibrilloiduissa selluloosakomposiiteissa
US20150101770A1 (en) Method for producing furnish, furnish and paper
WO2018011667A1 (en) Process for creating a foam utilizing an antimicrobial starch within a process for manufacturing a paper or board product
WO2019189590A1 (ja) カルボキシメチル化ミクロフィブリルセルロース繊維およびその組成物
WO2019189595A1 (ja) カルボキシメチル化ミクロフィブリルセルロース繊維およびその組成物
CN113502689A (zh) 一种微生物多糖增强的高透滤棒成型纸及其制备方法
FI129243B (fi) Menetelmä lujuuden ja retention parantamiseksi ja paperituote
EP4058631B1 (en) Method of producing a sheet comprising chemically modified cellulose fibres
CA3138725A1 (en) Novel laminated veneer lumber product and method for manufacturing thereof
WO2015052380A1 (en) Method for manufacturing a paper, a paper and its use, a furnish and a wood based composition

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 129243

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B