FI68438C

FI68438C - Finpapper innehaollande rikligt mineraler

Info

Publication number: FI68438C
Application number: FI812448A
Authority: FI
Inventors: Richard Lawrence Post; Robert George Fort
Original assignee: Penntech Papers Inc
Priority date: 1980-10-22
Filing date: 1981-08-07
Publication date: 1985-09-10
Also published as: DE3132841C2; SE8104734L; FI812448L; FR2492426A1; AU7424881A; KR860000701B1; SE457269B; US4445970A; DE3132841A1; CA1168910A; FR2492426B1; AU531334B2; FI68438B; GB2085492B; GB2085492A; KR830007956A

Description

68438

Runsaasti mineraaleja sisältävä hienopaperi Finpapper innehallande rikligt mineraler

Keksintö kohdistuu hienopaperiin, jolla on riittävä vetolujuus ja Z-akselin suuntainen lujuus kestämään offset- tai gravyyripainatuksen suurella nopeudella.

5 Hienopaperit sisältävät normaalisti mineraalitäyteainetta enintään noin 30%. Offset- ja syväpainoon sopivalla hienopaperilla täytyy olla riittävä lujuus kestämään suurella nopeudella tapahtuvia painatusvaiheita ja tämä edellyttää sekä veto- että palstautumislujuutta. On kuitenkin havaittu, että ei ole sopivaa käyttää suuria mineraalitäyteainemääriä 10 ja normaalisti offset-hienopapereissa on itse asiassa hyvin alhainen mineraalitäyteainepitoisuus ja ne on pintaliimattu paperirainan kuivauksen jälkeen. Termiä "hienopaperi" käytetään tässä paperialalla tavallisessa merkityksessä ja se käsittää kirjoituspaperin, arkistopaperin, offsetpaperin, päällystetyn painopaperin, raamattupainopaperin, siirto-15 paperin, päällystetyn sanomalehtipaperin, kirjapainopaperin ja puuvil-lapaperin, mutta ei "erikoislujia" paperituotteita.

Sisäisiä täyteaineita on käytetty paperin valmistuksessa yleensä ja erikoisesti hienopapereissa monia vuosia ja tavallisia täyteaineita 20 ovat kaoliini, talkki, titaanioksidi, kalsiumkarbonaatti, hydrattu alu-miinisilikaatti, piimää ja muut liukenemattomat epäorgaaniset yhdisteet. Täyteaineita käytetään kahdessa tarkoituksessa, joista toinen on paperi-massakultujen jatkaminen kustannusten vähentämiseksi ja toinen tiettyjen optillisten ja fysikaalisten ominaisuuksien, kuten vaaleuden ja opa-25 siteetin saavuttaminen. Hienopaperin valmistuksessa täyteaineita lisätään tavallisesti 4-20% valmiin paperin painosta ja harvoin mennään niin ylös kuin 30%:iin täyeainetta Euroopassa ja 25%:iin USAtssa. Osittain hienopaperin valmistus on riippuvainen vetysldoksista ja käytettäessä täyteaineita yli 20% ongelmana on se, että aivan liian suuri 30 täyteainemäärä vähentää vetysidoksia ja aiheuttaa paperirainan lujuuden menettämisen. Ulkopuolisestl lisäämällä kuten päällystämällä tai 68438 sivelyllä plgmentti/liimaseoksella liimapuristimessa tai sivelylaitok-sessa voidaan kokonaistäyteainemäärää helposti lisätä.

Korkeintaan 30% täyteainetta sisältävää hienopaperia valmistetaan ta-5 vallisesti lisäämällä 6,5-9 kg kationista tärkkelystä tai 0,45-2,3 kg arabikumia kuivaa massatonnia kohti normaalina sisäisenä vahvistusai-neena. Kuten jäljempää ilmenee käytetään paperinvalmistuksessa joskus lateksia mutta ei hienopaperin valmistuksessa johtuen siitä, että lateksi on normaalisti tahmeaa ja vaikeaa käyttää hienopaperin valmis-10 tukseen suurella nopeudella tarkoitetussa tasoviirakoneessa.

US-patentissa 3.184.373 kuvataan normaalia suurempia mineraalitäyteai-nemääriä sisältävän paperin valmistusta, mutta tuloksena olevan paperin ominaisuuksista ei mainita mitään. Tämän patenttijulkaisun mukaisesti 15 käytetyn prosessin sanotaan riippuvan niinsanotusta synergistisestä seoksesta täyteainetta pidättäviä happoja, jotka käsittävät vesiliukoisen limamaisen aineen, kuten arabikumia ja vesiliukoisen polyeteeni-imiini-hartsin. Saman keksijän (Arledter) varhaisempi US-patenttijul-kaisu 2.943.013 sisältää samanlaisia tietoja, mutta tuloksena olevan 20 paperin ilmoitetaan olevan tarkoitettu käytettäväksi koristelaminaa-tin valmistukseen, jolta ei vaadita offsetpaperina käytettävälle hienopaperille tarpeellista suurta lujuutta.

Paperiteollisuudessa on yleisesti tunnettua, että jos paperikoneen mär-25 käpäässä lisättävää anionlsta lateksia yhdistetään kationisesti latautuneen kemikaalin, kuten alunan kanssa aikaansaadaan lateksin saostuminen läsnäoleville paperikuiduille ja täyteaineelle ja saavutetaan siten suurempi paperin lujuus. Tätä menetelmää käytetään normaalisti nk. "erikoislujien" paperituotteiden, kuten harmaan kartongin, kyllästetyn 30 kartongin sekä katto- ja lattlahuopapahvin valmistuksessa. Mitään vastaavanlaista tekniikka ei ole aikaisemmin ehdotettu normaalia suurempia mineraalitäyteainemääriä sisältävien hienopaperien valmistukseen.

Useita vanhempia patenttijulkaisuja koskee yleistä ajatusta lisätä va-35 rattua lateksia kuitumassaan. Anionlsen kuitumassan emäksisestä säh-kökemiallisesta reaktiosta johtuen kationinen lateksi saostuu helposti ja aikaansaa lisää kuitusidoksia, josta on tuloksena vahvempi paperi. Nämä patenttijulkaisut viittaavat ensi kädessä nk. "erikoislujiin"-pa- 68438 pereihin, joista ylipäänsä puuttuu täyteaine tai parhaimmillaan sisältävät hyvin pieniä määriä täyteainetta tai pigmenttiä. Wessling et ai esimerkiksi pohtivat US-patenttijulkaisussa 4.178.205 kationisen lateksin käyttöä, mutta pigmentti ei ole oleellista. Fickleman et ai eh-5 dottavat US-patenttijulkaisussa 4.187.142 anionisen polymeerin käyttöä lisäaineena yhdessä kationisen lateksin kanssa, jonka määrä riittää tekemään koko kuitumassasysteemin katloniseksl, mutta missään esimerkissä ei mainita täyteaineiden käyttämistä. Foster et ai keskustelevat US-patenttijulkaisussa 4.189.345 äärimmäisen korkeista kationisen la-10 teksin määristä.

McReynolds on US-patenttijulkaisussa 4.225.383 ehdottanut suhteellisen paksujen paperituotteiden kuten katto- tai lattiahuopaperin valmistuksessa käytettäväksi kationisen polymeerin yhdistelmää anionisen latek-15 sin ja huomattavien mineraalitäyteainelden kanssa. Myöskään tässä tapauksessa tuotetta ei ole kehitetty offsetpaperina käytettäväksi ja vaatimukset paperin lujuuden suhteen ovat siksi suhteellisen alhaiset.

Tällä tekniikalla tuotteen saavuttamasta suhteellisen suuresta paksuudesta johtuen se tosin saa suuremman lujuuden, mutta se johtuu yksin-20 omaan sen massasta.

US-patenttijulkaisu 4.181.567 (Riddell et ai) kohdistuu paperinvalmistukseen, jossa käytetään ionisen polymeerin agglomeraattia ja suhteellisen suuria täyteainemääriä. Riddell et ai väittävät, että on mahdol-25 lista käyttää joko anionisia tai kationisia polymeerejä ja täyteaineina mainitaan kalsiumkarbonaatti, savi, talkki, titaanidioksidi ja niiden seokset. Esimerkin 1 mukaan kuvataan sellaisen paperin valmistusta, jonka "peruspaino on 80" ja tuhkapitoisuus 29% käyttäen kalsium-karbonaattia täyteaineena. Oleellisena asiana keskustellaan tässä pa-30 tenttijulkaisussa pigmentin seostamista retentioaineella ennen paperin-valmistussysteemlä.

Viimeksimainitussa US-patenttijulkaisussa mainitaan palstan 1 viimeisessä osassa DOS 25 16 097, joka vastaa brittiläistä patenttijulkai-35 sua 1.505.641 ja kuvailee kalsiumkarbonaatin esikäsittelyä styreeni-butadieenilateksilla suojatun pigmentin valmistamiseksi, jota senjäl-keen voidaan käyttää paperinvalmistukseen edullisesti 20 paino%:n määrissä, mutta patentissa todetaan, että lujuuden menetystä tapahtuu vä- 68438 hän tai ei ollenkaan 50 paino%:iin asti. Brittiläinen patenttijulkaisu 1.505.641 kuvaa yksityiskohtaisemmin kuinka anioninen lateksi sekoitetaan kationisesti varautuneen erikoistäyteaineen vesisuspension kanssa, nimittäin positiivisen varauksen omaavan tärkkelyksen kanssa. Täyteai-5 neen 100 osaa kohti käytetään 1-20 paino-osaa lateksia ja täyteaine-seos lisätään hollanteriln, hajottimeen tai missä tahansa ennen perä-laatikkoa. Esimerkki III brittiläisessä patenttijulkaisussa esittää, että 400 osaa täyteainetta käytetään massakuitujen 700 osaa kohti. On kuitenkin huomautettava siitä, että brittiläisen patenttijulkaisun mu-10 kainen tekniikka edellyttää erikoisvarustusta ja erikoista käsittelyä johtuen siitä, että täyteaine täytyy kapseloida ja vasta myöhemmässä valheessa lisätä massakuitusysteemiin. Brittiläisen patenttijulkaisun mukainen tekniikka on siitä johtuen auttamatta monimutkaista ja sitäpaitsi kapselointi antaa riittämättömän suojan, jotta kalsiumkarbonaat-15 tia voitaisiin käyttää happamissa olosuhteissa ilman epäsuotuisaa vaah-toamlsta.

Keksinnön tarkoituksena on välttää tunnetun tekniikan yllämainitut haitat ja tehdä mahdolliseksi sellaisen hienopaperin valmistaminen, jota 20 voidaan käyttää offsetpainatukseen ja joka sisältää normaalia suurempia määriä mineraalitäyteainetta.

Keksinnön toisena kohteena on aikaansaada hyvälaatuinen hienopaperi, jonka paksuus on 38-380 ym ja edullisesti 50-205 ym sekä neliömetri- 2 25 paino 44-4620 g/m siten että paperi saavuttaa offsetpainatukseen sopivan lujuuden ja sisältää runsaasti mineraalitäyteainetta, kuten noin 30% paperissa, jonka neliömetripaino on 44 g ja aina 70% täyteainetta paperissa, jonka neliömetripaino on 100-225 g.

30 Vielä eräänä keksinnön kohteena on sellaisen paperin aikaansaaminen, jossa korkea laatu ja suuri mineraalisisältö on aikaansaatu mineraali-täyteaineen synergistisellä seoksella.

Edellä mainittujen päämäärien saavuttamiseksi keksinnölle on pääasial-35 liseeti tunnusomaista se, että se sisältää mineraalitäyteainetta sellaisen määrän, joka mineraalitäyteaine/neliömetripaino-diagramrnissa on 68438 ainakin pääasiassa sillä käyrällä, joka kulkee pisteiden 40 % mineraa- 2 litäyteainetta neliömetripainolla 60 g/ra , 50 % mineraalitäyteainetta 2 neliömetripainolle 74 g/m , 60 % mineraalitäyteainetta neliömetripai- 2 nolle 89 g/m ja 70 % mineraalitäyteainetta neliömetripainolle 2 5 100-225 g/m kautta ja jonka paksuus on välillä 38-300 Um.

Keksintöä kuvataan lähemmin seuraavassa suoritusesimerkin muodossa viitaten oheiseen kaaviolliseen piirustukseen.

10 Esilläolevan keksinnön mukaisesti valmistetaan hienopaperia, jonka paksuus on 38-380 ja edullisesti 50-205 ym ja neliömetripaino 44-225 ja 2 edullisesti 44-117 g/m sekä mineraalitäyteainepitoisuus välillä 30-70%, mutta sitä alleviivataan, että keksinnön mukainen menetelmä on käyttökelpoinen myös valmistettaessa muun tyyppistä paperia ja et-15 tä täyteainepitoisuus riippuu paperin lopullisesta käyttökohteesta. Offsetpainoon sopivassa hienopaperissa tulisi kuitenkin normaalisti käyttää 30% täyteainetta paperille, jonka neliömetripaino on 45 g, 40% nellömetripainon ollessa 60 g, 50% neliömetripainon ollessa 75 g, 60% neliömetripainon ollessa 90 g ja 70% neliömetripainon olles-20 sa 100-225 g ja edullisesti 100-120 g.

Hienopaperi soveltuu valmistettavaksi tavanomaisessa tasovilrakoneessa suuremmalla nopeudella ja oleellisesti säästäen energiankulutuksessa, mikä mahdollistaa tuotannon lisäyksen, mutta myös muita paperikonetyyp-25 pejä voidaan käyttää, kuten esimerkiksi rumpuviirakoneita, kaksoisvii-rakoneita jne. Johtuen siitä, että kuituraina keksinnön mukaista paperia valmistettaessa on poikkeuksellisen lujaa verrattuna paljon muuta täyteainetta sisältävää hienopaperia valmistettaessa saavutettavaan lujuuteen paperikone käy paremmin ja tuloksena olevaa hienopaperia voi-30 daan käyttää aivan yleisesti painopaperina ja se kelpaa jopa postipa-periksi.

Suuret mineraalitäyteainemäärät vähentävät drastisesti hienopaperival-mistuksen kustannuksia. Ensiksikin säästyy noin 120-280 mk hienopape-35 rivalmistuksen materiaalitonnia kohti. Tämä summa tulee kasvamaan, koska kuidun hinta on paljon suurempi kuin täyteaineen ja sillä on taipumus kasvaa nopeammin. Toiseksi paljon mineraalitäyteainetta ei- 68438 sältävä paperi on paljon helpompi kuivata kuin tavallinen paperi, mikä tekee mahdolliseksi ajaa paperikonetta nopeammin, esimerkiksi 10-25% nopeammin ja tämä vuorostaan vähentää lisää tuotantokustannuksia, ja paperin kuivaushöyryn määrää voidaan vähentää vastaavsti, vä-5 hintään 15% ja realistisemmin laskettuna jopa niinkin paljon kuin 30%.

Hienopapereita valmistetaan tavallisesti erilaisilla massanvalmistus-prosesseilla kovista ja pehmeistä puulaaduista saaduista kuiduista, jolloin mineraalitäyteaineen lisäksi paperin valmistukseen käytetään 10 tavanomaisia kemikaaleja, kuten hartsia, alunaa ja polymeerin luonteisia retentionaineita. Kuitenkin on huomattava, että keksintö soveltuu myös synteettisen paperin valmistukseen. Tavallista selluloosakuitu-massaa voidaan käyttää, mutta toivottavaa on, että selluloosakuidut käsittävät 50-100% kovien puulajien kuituja ja 0-50% pehmeiden lajien 15 kuituja ja edullisesti 25% pehmeistä puulajeista ja 75% kovista puulajeista valmistettuja sulfaattieelluloosakuituja. Massan koko kiinto-ainepitoisuuden mukaan laskettuna on suotavaa käyttää 15-30% pehmeistä puulajeista valmistettua sulfaattimassaa ja 15-30% kovista puulajeista valmistettua sulfaattimassaa.

20

Valmistettaessa paperia keksinnön mukaisesti pidetään kultususpension pH edullisesti happamalla puolella, mutta se ei ole oleellista. Alunaa ja hartsia suositellaan, mutta myöskään se ei ole ratkaisevaa. Termillä "hartsi" tarkoitetaan tässä dispergoidun hartsihapon, synteettisen 25 hartsihapon ja hartsihappojohdannaisten muodossa olevaa sideainetta. Jopa muiden menetelmien mukaista sisäistä sitomista voidaan käyttää.

Nk. kuivalujuuslisäaineita, jotka ovat luonteeltaan polymeerisiä, kuten polyakryyliamidia (esim. "Acconstrength") voidaan käyttää kuiva-lujuuden ja tietyssä määrin rainan märkälujuuden lisäämiseksi paperi-30 koneessa.

Kaikki suositeltavat massasuspenslot sisältävät alunaa ja hartsia, joiden pitoisuus on edullisesti noin 3 osaa alunaa 1 osaa hartsia kohti, mutta huomattakoon, että myös näitä suhteita voidaan vaihdella. Sopl-35 via määriä ovat 2,3-4,5 kg hartsia kuivaa massatonnia kohti ja sopiva alunamäärä on noin 4,5-9,0 ja edullisesti 6,8 kg massatonnia kohti pH-arvoa 4,0-5,0 varten.

68438 Tärkeä näkökohta esilläolevassa keksinnössä on sopivan lateksin käyttö. Lateksina voidaan käyttää styreeni-butadieenilateksia, akryylllateksia, polyvinyyliasetaattilateksia ja myös muita lateksityyppejä, vaikkakaan useampien lateksien, joita on käytetty nk. märkäpääimeytykseen, el 5 välttämättä tarvitse olla sopivia, jos ne saostuksessa eivät imeydy kiinni kuituihin. On osoittautunut, että tyydyttävimmän tuloksen antava lateksi on amfoteerinen lateksi, joka on kationinen suositeltavissa käyttöolosuhteissa, kuten happamassa ympäristössä, ja jopa sinänsä kationisia latekseja voidaan käyttää. Kuitenkin voidaan myös 10 anionista käyttää, vaikka on osoittautunut, että anionlset lateksit ovat vähemmän tyydyttäviä. Anionlsiln latekseihin verrattuna ovat ka-tioniset lateksit helpompia käyttää ja ne antavat paremman lujuuden ja retention.

15 Lateksilla, joka on edullisesti kationinen (positiivinen) edullisissa käyttöolosuhteissa, on vastakkainen varaustila ja pienempi varaus kuin anionisessa (negatiivisessa) massasuspensiossa ja se saostuu siksi helposti negatiivisesti varautuneille massakuidullle ja täyteainehiuk-kasille (savi) flokkikasautumlen muodostamiseksi, mutta varaukset py-20 syvät anionisina johtuen siitä, että kuitujen ja savihiukkasten varausten summa on suurempi kuin kationlsen lateksin varaus. Paperimassa-suspensiolla on tunnetusti anioninen luonne (negatiivisesti varattu) seurauksena siitä, että selluloosakuitujen normaali varaus on negatiivinen. Sitäpaitsi useimmat mineraalitäytealneet, kuten savi ovat 25 voimakkaasti anionisia, mikä lisää suspension negatiivista varausta.

Jos käytetään ei-ionisen tai heikosti kationlsen luonteen omaavia täyteaineita, saostuu lateksia runsaammin selluloosakuiduille, mutta edelleen esiintyy flokinmuodostusta ja täyteaineen mukaantuloa flokkeihin ja siten sitoutumista kuituihin.

30

Negatiivisen varauksen vähentämiseksi on suotavaa lisätä suspensioon kationista polymeeriä. Suositellussa suoritusmuodossa lisätään muuten kahta kationista polymeeriä, alunaa (joka samoin on kationista), hartsia ja lateksia. Jos lisätään anionista lateksia, on ymmärrettävää, et-35 tä käytettävän kationlsen polymeerin määrän tulee olla riittävä anio-nisen lateksin saostamiseksi.

68438

Flokit, joita muodostuu lateksin saostuessa, voivat olla joko anionlsia tai kationista riippuen käytetyn lateksin määrästä ja sen varaustihey-destä, suspension pH-arvosta ja muista lateksin ohella käytetyistä materiaaleista, kuten kuitujen tyypistä, täyteaineiden tyypistä, käytet-5 tyjen anionisten aineiden varaustiheydestä jne. Tästä johtuu, että käytetyn lateksin määrä on pieni verrattuna niihin määriin, joita käytetään kartonkia tai impregnoitua huopaa valmistettaessa, missä määrä nousee välille 3-7% kuivasta massasta laskettuna. Huolimatta siitä, että käytetyn lateksin määrä on pieni, mikä sinänsä on taloudellinen 10 etu, sillä on ominaisuus flokinmuodostuksen avulla antaa äärimmäisen hyvä viiraretentio. Verrattuna tavanomaisiin menetelmiin märkäosassa imeyttämistä varten tämä menetelmä antaa paremman täytaineretention.

Jos täyteaineretentio on alhainen, syntyy tietysti täyteainehäviöitä, joita on vaikea korvata. Täyteainehäviöillä on sitäpaitsi pyrkimys 15 kasaantua märkäosasysteemiin ja aiheuttaa käyttöhäiriöitä. Noin 5 palno%:n lateksimäärän lisääminen ja ylimääräinen kationisen polymeerin lisääminen systeemiin antaa likimain 87%:n kokonaisalkureten-tion.

20 Mineraalitäyteaineena voidaan käyttää miltei mitä tahansa ainetta, joka ei liukene veteen. Voidaan käyttää useimpia tavallisia paperin täyteaineita, kuten kaoliinia, talkkia, titaanioksidia, alumiinihydraat-tia, hydrattua piioksidia, kalsiumkarbonaattia jne ja näitä täyteaineita voidaan kutsua tässä "systeeminmukaisiksi". Tietyt sideaineet ovat 25 kuitenkin osoittautuneet sopimattomiksi yksin käytettäväksi ja niiden joukossa on piimää. Eräs toinen täyteaine, joka osoittautunut vähemmän tyydyttäväksi kuin muut, on huokoinen, kalsinoitu savi, kuten suuren opasiteetin savi ja Ansilex. Täyteaineita, jotka ovat osoittautuneet erityisen sopiviksi, ovat toisaalta talkin eri muodot ja niiden jou-30 kossa Mistron-talkki, joka on suuren vaaleuden omaava talkki ja

Yellowstone-talkki. Kalsiumkarbonaatti on "systeeminmukaista" ainoastaan neutraalissa tai emäksisessä väliaineessa mutta ei massasuspen-siossa, joiden pH on alle 7,0 johtuen siltä, että kalsiumkarbonaatti reagoi happamassa pH:ssa ja kehittää hiilidioksidia, mikä aiheuttaa 35 vaahtoamisongelmia ja siksi kalsiumkarbonaattia ei voida käyttää tavallisissa happamissa massa- tai sulppusysteemeissä, joiden pH on välillä 4-5.

68438

On osoittautunut, että eräs erityinen täyteaineseos antaa ylivoimaisia tuloksia ja lähemmin sanottuna kaksikomponenttinen seos, jossa komponentit synergistisen vaikutuksen kautta antavat parempia tuloksia, lähinnä lisäämällä lujuutta kyseisessä täyteainepltoisuudessa. Siten 5 synergistisen vaikutuksen kautta antaa seos, jossa on sähköisesti neutraalia talkkia ja voimakkaasti anlonista kaoliinisavea, lujemman tuotteen. Teoreettisesti on ajateltavissa, että talkkihiukkasilla on fysikaalinen affiniteetti lateksiin ja siksi ne erottavat ja absorboivat lateksia sekä toimivat flokkauksen alkuytimlnä. Talkki ei häirit-10 se kuitusidoksia niin paljon kuin kaoliinisavi. Kaoliinisaven ja talkin seos voi olla välillä 95:5 ja 5:95 paino-osina laskettuna ja on edullisesti alueella 5-75Z talkkia 95-25% kaoliinisavea kohti. Massa-suspension kokonaiskiintoainepitoisuudesta laskettuna ehdotettu täyte-ainemäärä on 10-30% talkkia ja 10-30% kaoliinisavea.

15

Savi, mieluummin kaoliini, käytetään hiukkaskoossa, joka vaihtelee hyvin hienoista hiukkasista, kuten 0,5 pm suhteellisen karkeisiin hiukkasiin, kuten enintään 15 pm. Eräs hyvin sopiva savi on Astraplate (Georgiakaollini), joka koostuu ohuista, heksagonaalisista suomuista, 20 joista 80-82% on hienompia kuin 2 pm ja alnostaan 0,005% jää seulalle, jonka reikäkoko on 44 pm. Erityisen sopivia kaoliinisavilaatuja kuvataan US-patenttijulkaisuissa 2.904.267, 3.477.809 ja 4.030.941. Talkki jauhetaan sopivasti 44 pm:n hiukkaskokoon, mutta myös hiukkaskoko voi vaihdella huomattavasti.

25

Talkin ja kaoliinin synergististä koostumusta voidaan käyttää hienopa-pereihin, joilla on korkea täytealnepltoisuus, kuten aina 70%:n täyte-ainemäärään asti. Käyttämällä edelläkuvattua suositeltavaa luonteeltaan amfoteerista "lateksisysteemiä" ja myös käyttämällä senjälkeen 30 suositeltavinta kationista "lateksisysteemiä" saadaan erikoisen vahvaa paperia. Käytettäessä jopa anlonista lateksia kationisen sijasta saadaan edelleen kautta koko systeemin hyvä lujuus kuvattujen täyteaineiden yhteisvaikutuksella, vaikkakin tiettyjä käyttöongelmia voi esiintyä anlonista lateksia käytettäessä sentakia, että on vaikeampaa hal-35 Iita saostumista ja varmistaa riittävä flokin lujuus happamassa suspensiossa anlonista lateksia käytettäessä johtuen sen "varausyhtenäisyy-destä" suspension muiden komponenttien kanssa. Toinen anioniseen la- 10 * 68438 teksisysteemiin liittyvä ongelma on se, että täyteaineet ovat normaalisti veteen dispergoituja ja että normaalisti käytetyt dispergointi-alneet ovat anionisia. Täyteaineen tarvittavaan flokkautumiseen yhdessä kationisen polymeerin kanssa täytyy käyttää niin suurta polymeeri-5 määrää, että tavanomaisessa paperinvalmlstussysteemissä ja täyteaineen käsittelyssä esiintyy vaikeuksia.

Piirroksessa esitetään annosteluastia, johon tuodaan lehtipuumassaa, hylkymassaa, havupuumassaa ja täyteainetta (jos käytetään useita täy-10 teainelta, ne voidaan sekoittaa). Annosteluastiasta johdetaan suspensio suppiloon, jossa lisätään lateksi ja hartsi ja sieltä suspensio johdetaan massakyyppiin. Lateksin ja hartsin lisäys voi mahdollisesti tapahtua suoraan massakyyppiin. Massakyypistä suspensio pumpataan toiseen massakyyppiin ja matkalla lisätään ensimmäinen kationinen poly-15 meeri, esim. Dow XD-30440.01. Suspensio pumpataan toisesta massakyypistä ja laimennetaan kiertovesisysteemln vedellä sekä johdetaan pumpun välityksellä tavanomaisiin puhdistimiin ja sihdeille. Sieltä massasus-pensio pumpataan jakolaatlkkoon ennen paperikonetta ja matkalla sinne lisätään toinen kationinen polymeeri, esim. Betz 1260, joka voi toimia 20 myös retentioaineena.

Ylläolevasta ja piirroksesta ilmenee, että kationisen polymeerin lisäys tapahtuu kahdessa eri pisteessä. Kumpaakin polymeeriä lisätään noin 115-1360 g ja edullisesti 230 g kuivaa massatonnia kohti. Kun 25 suspensio (sulppu) jättää ensimmäisen massakaukalon esim. noin 3%:n kiintoalnepitoisuudessa lisätään ensimmäinen kationinen polymeeri, jonka muodostaa edullisesti yllämainittu polymeeri, jonka tavaramerk-kinimi on Dow XD-30440.01. Tämä polymeeri on korkean atomipainon omaava polyamidipolymeeri, jonka pH on 4,6, tiheys 1,1, kiintoainepitoisuus 30 8% ja sirotustiheys 15 000 - 20 000 cps.

Kun sulppu on jättänyt sihdit ja puhdistimet ja ennen sen saapumista perälaatikkoon lisätään esim. perälaatikkoon johtavassa sisääntuloput-kessa toista kationista polymeeriä, edullisesti Betz 1260 normaalimää-35 rä 115-450 g kuivaa massatonnia kohti. Kuten ylläolevasta ilmenee, tulee toinen kationinen polymeeri toimimaan sopusoinnussa muiden komponenttien kanssa maksimaalisen flokkautumlsen varmistamiseksi ja palve- 68438 lee jopa tavanomaisena retentloaineena. Tavaramerkillä Betz 1260 myytävä katlonlnen polymeeri on äärimmäisen korkean molekyylipalnon omaava akryyllamidipolymeeri, jota myydään valkoisena, vapaasti juoksevana, 2 veteen liukenevana jauheena, jonka tiheys on likimain 455 kg/m . On 5 huomattava, että ensimmäistä kationista polymeeriä voidaan lisätä missä tahansa ennen pistettä, jossa lisätään toista kationista polymeeriä, joka lisätään siis alavirtaan päin ensimmäisestä lisäyksestä, jolloin tarkat lisäyskohdat riippuvat paperikoneen sulpunsyöttösysteemlstä.

10 Kuten ylläolevasta keksinnön mukaisen menettelytavan soveltamiseksi menestyksellisesti ja erikoisesti maksimaalisen lujuuden saavuttamiseksi tiettyä suurta mlneraalitäyteainemäärää käytettäessä on tärkeää, että valitaan oikea lateksi, ja ylläolevasta sekä piirroksesta ilmenee myös, että lateksi lisätään edullisesti ennen ensimmäistä tnassakyyppiä 15 tai itse kyypissä on määrä, joka on mieluimmin 3-7% kuivasta massasta laskettuna. Toistaiseksi on tuntematonta miksi tietyt lateksit antavat parempia tuloksia kuin toiset, mutta luultavasti tärkeisiin tekijöihin kuuluvat hiukkaekoko, sähköinen varaus, varaustiheys ja lasit-tumislämpötila. Esilläolevaa keksintöä sovellettaessa on saavutettu 20 menestystä seuraavllla kolmella lateksilla mainittuna siinä järjestyksessä jossa niitä pidetään suositeltavina: (1) Rhoplex P-57 amfoteerinen akryylilateksi (Rohm ja Haas). Tälle ak-ryylilateksille on luonteenomaista, että se on ei-ioninen neutraaleis-25 sa olosuhteissa, mutta muuttuu kationiseksi happamissa. Sitä myydään maidonvalkeana nesteenä, jonka kilntoainepitoisuus on 50% ja tiheys 1,055 kg/1, nimittäin ominaispaino noin 1,06, ja Brookfield LVF-visko-siteetti 25°C:ssa 200 cps (kara no 2, 60 kierrosta/min).

30 (2) Dow XD-30288.00 kationinen lateksi (Dow Chemical Co), joka on kar- boksyloitu styreeni-butadieenilateksi. 1

Dow XD-30374.01 anloninen lateksi (Dow Chemical Corp), joka on karboksyloitu styreeni-butadieenilateksi, jonka pH on 8,0, kiintoaine-35 pitoisuus 45-47%, hlukkaskoko noin 1600 Ä ja ominaispaino 1,01. Tätä lateksia kuvataan US-patenttijulkaisussa 4.225.383.

68438

Sopiva on myös ristisilloittunut styreeni-butadieenilateksi, jossa on 60% styreeniä ja 40% butadieenia sekä styreeni-butadieenilateksi, jossa on 90% styreeniä ja 10% butadieenia.

5 Muita keksinnön soveltamiseen sopivia latekseja voidaan määritellä rutiinikokeilla, joilla, jolloin avainehtona lateksille on se, että sen täytyy kokonaan tai melkein kokonaan saostua kuiduille ja täyteaineille, aikaansaada hyvä retentio ja antaa riittävä lujuus korkeissa täyte-ainepitoisuuksissa offset- ja hienopaperin valmistuksen mahdollistami-10 seksi, kun lateksia käytetään määrissä, jotka eivät oleellisesti ylitä 7%. Sellaisia rutiinikokeita voidaan suorittaa käyttäen 3-7% koelatek-sia 50:50 seoksena savilisäyksen ja puumassan kanssa käsiarkkikoneessa mallia Noble ja Wood tai jossain vastaavassa laboratoriolaitteessa, jossa on kiertovesi ja standardiviira silmäkooltaan 152 um (100 mesh), jol-15 loin paperi puristetaan kuljettamalla se kerran läpi huopapuristimesta mallia Noble ja Wood tai jostain vastaavasta puristimesta ja senjälkeen kosketuskuivataan. Sopiva ioninen lateksi saostuu kokeessa kokonaan tai melkein kokonaan, jos paperi irtoaa viirasta jättämättä lateksijäännöksiä, ja hyvä retentio saavutetaan, jos 75% tai enemmän ja edullisesti 20 ainakin 88% täyteainetta ja kuituja jää paperiin. Koe osoittaa sen, että hyvä lujuus saavutetaan, jos tuloksena oleva paperi Mullen-kokeessa saavuttaa arvon 10 ja mieluimmin ainakin 16% Mullen (puhkeamisindeksi Sl-yksiköinä 4,75 ja vastaavasti 7,6).

25 Kaikissa ylläesitetyissä sekoitusolosuhteissa on parhaan tuloksen saavuttamiseksi suotavaa käsitellä paperia liimapurlstlmessa paperikoneen kuivausosassa tai ulkopuolisella käsittelyllä myöhemmin liimapuristus-päällystyksessä tai -sivelyssä kuten normaalin paperin valmistuksessa. Päällystys- tai sivelymaterlaaliksl esimerkiksi liimapuristimeen voi-30 daan valita sellaisia, joita normaalistikin käytetään, kuten tärkkelys-liimaa tai polyvinyylialkoholia, polyvinyyliasetaattia, styreeni-buta-dieenilateksia, akryylilatekseja, savea, titaanidioksidia, kalsium-karbonaattia, talkkia ja muita paperin päällystykseen tai sivelyyn tavallisesti käytettäviä aineita painatukseen tai muihin tarkoituksiin 35 sopivan pinnan antamiseksi paperille. Termiä "tärkkelysllima" käytetään tässä yhteismerkltyksessä tärkkelyksille tyyppiä perunatärkkelys, tavallinen vehnäjauhotärkkelys, anioninen tärkkelys ja sellaisten tärkke- 68438 lysten johdannaiset. Erityisen sopiva tärkkelys on etyloitu vehnäjauho-tärkkelys, jonka kiintoainepitoisuus on 8-12% ja esimerkki sellaisesta aineesta on Penford Gum 280 (Penick ja Ford), joka on kaksiprosentti-sesti substituoitu etyylitärkkelys, jonka juoksevuus on 80, Tätä tärk-5 kelystä voidaan lisätä nopeudella, joka on välillä 13-90 kg ja edullisesti 25-70 kg tonnia kohti.

Keksintöä kuvataan seuraavassa esimerkin muodossa. Koska riittävä lujuus tuloksena olevassa paperissa on tärkein seikka annetaan puhkaisu- 2 10 lujuus (kp/cm ) ja puhkaisuindeksi puhkaisulujuuden ja pintapainon osa-määränä.

Esimerkki 1 15 Valmistettiin Noble ja Wood-arkkikoneessa kaksi koesarjaa käsiarkkeja. Täyteaineena käytettiin 50% savea (kaoliinia) ja 50% talkkia ja suspensio sisälsi myös 5% lateksia sekä 0,18 kg kationista polymeeriä tonnia kohti. Ensimmäisessä suspensiossa käytettiin anionista lateksia Dow XD-30374.01 ja toisessa suspensiossa käytettiin amfoteerista latek-20 siä Rohm & Haas P-57, jolloin pH säädettiin arvoon 4,5 lateksin tekemiseksi kationiseksi.

Retentio osoittautui hyväksi ja lujuus riittäväksi eikä viiralle jäänyt mitään jäännöksiä kummassakaan koesarjassa. Saadussa paperissa täyte-25 aine oli kuitenkin enemmän keskittynyt siinä paperissa, joka valmistettiin käyttäen kationista lateksia, mikä merkitsee voimakkaampaa ja stabiilimpaa flokkautumista.

Esimerkki 2 30

Arkkeja valmistettiin käyttäen samaa laboratoriokonetta kuin esimerkissä 1 suspensiosta, joka sisälsi 55% kaoliinia ja 45% puumassaa, josta 75% oli lehtipuuta ja 25% havupuuta. Tähän lisättiin 5% anionista lateksia Dow XD-30374.01 ja 0,14 kg/t kationista polymeeriä Dow 30440.01, 35 1,14 kg dispergoitua hartsiliimaa (Neuphor 100) tonnia kohti sekä 4,54 kg alunaa tonnia kohti.

68438

Pidättyvä täyteainemäärä oli 88Z ja savitnäärä paperissa oli 48,9%. Puh-kaisuindeksi edelläolevan mukaan määriteltynä oli 5,2.

Esimerkki 3 5

Esimerkin 2 mukainen koe toistettiin paitsi että anionisen lateksin sijasta käytettiin amfoteerista akryylilateksia Rhoplex P-57. Koska pH oli happamalla puolella lateksi oli itse asiassa kationista. Kaikki muut tekijät olivat samat kuin vastaavat tekijät esimerkissä 2. Pidät-10 tyvä täyteainemäärä oli 89,6 ja saven määrä paperissa oli 49,3%. Puh-kaisuindeksi oli 7,9.

Verrattaessa esimerkkejä 2 ja 3 tulee huomata, että ero puhkaisuindek-sissä saavutetaan likimain samalla täyteainepitoisuudella ja että tämä 15 osoittaa katlonisen lateksin antavan merkittävästi vahvemman arkin kuin anloninen lateksi puhkaisuindeksin avulla ilmaistuna.

Esimerkki 4 20 Suoritettiin kokeilu koetarkoitukslin käytetyssä tavanomaisessa taso-viirakoneessa (kone oli kapeampi ja sitä ajettiin hitaammalla nopeudella kuin normaalia hienopaperikonetta). Suspensio sisälsi 46% puumassaa ja 54% hapanflokattua päällystyssavea (kaoliini) sekä 0,23 kg kationista polymeeriä Dow XD-30440.01, 5,5 kg alunaa ja 2,3 kg dispergoitua 25 hartsiliimaa (Neuphor 100) tonnia kohti, jonka ohella lisättiin 5% anionista lateksia Dow XD-30374.01. Saatua paperia, jonka neliömetri-2 paino oli 123 g/m , käsiteltiin liimapuristimessa käyttäen noin 45-55 kg etyloitua ohratärkkelystä tonnia kohti.

30 Alkuretentio oli 73,9% ja tuloksena olevan paperin täyteainepitoisuus oli 44,7% ja puhkaisuindeksl nousi arvoon 10,3. Kokonaistuhkaretentio-arvo oli 66,2%.

Esimerkki 5 35

Esimerkin 4 koe toistettiin paitsi että valmistettavan paperin neliö- 2 2 metripaino oli 70 g/m esimerkin 4 123 g/m sijasta. Tuloksena oleva 68438 paperi sisälsi 41,4% täyteainesavea ja sen puhkaisuindeksi oli 7,0. Esimerkki 6 5 Esimerkki 4 toistettiin käyttäen samaa suspensiota paitsi että anioni-sen styreeni-butadieenilateksin tilalle vaihdettiin sama määrä kationista styreeni-butadieenilateksia Dow XD-30288.00, nimittäin 5% laskettuna saven ja puukuitujen kokonaisklintoainepitoisuudesta. Kokonaistuhka-retentioteho oli 68,2% ja retentio (alkuretentio) oli 81,4%. Tuloksena 10 oleva paperi sisälsi 47% täyteainetta ja puhkaisindeksi oli 9,2. Vertailu esimerkin 6 ja esimerkkien 4 ja 5 välillä osoittaa, että katio-ninen lateksi antaa paremman retention ja on helpompi käyttää kuin anioninen lateksi ja sitäpaitsi paperi oli lujempaa kuin esimerkin 5 mukainen paperi.

15

Esimerkki 7

Esimerkki 6 toistettiin paitsi että kationinen lateksi vaihdettiin samaan määrään amfoteerista akryylilateksia Rhoplex P-57. Kokonaistuhka-20 pitoisuus oli 83,1% ja retentio (alkuretentio) oli 81,6%. Tuloksena oleva paperi sisälsi 49,2% täyteainetta ja sen puhkaisuindeksi oli 9,3.

Esimerkin 7 mukainen valmistusprosessi suoritettiin happamassa pHrssa, 25 joten amofteerinen lateksi oli itse asiassa kationista. Vertailu esimerkkien 7 ja 4 välillä osoittaa, että jäljelläolevan täyteaineen määrä ensimmäisessä tapauksessa (esimerkki 7) oli korkeampi ja puhkaisu-indeksi ainoastaan hiukan alempi. Esimerkkiin 5 verrattuna olivat sekä retentio että puhkaisuindeksi paremmat. Esimerkit 4-7 osoittavat kor-30 keampaa retentiota ensi kerralla ja korkeampaa tuhkapitoisuutta katio-nisille ja amfoteerisllle latekseille ja näinollen sitä, että nämä lateksit antavat parempia tuloksia "happamassa" paperinvalmistusprosessissa.

35 Esimerkki 8

Tasoviiratyyppistä koekonetta käytettiin paperin valmistamiseksi sus- 68438 pensiosta, joka sisälsi 50% massaa ja 50% päällystelaatuista kaoliini-savea, 5% anionista karboksyloitua styreeni-butadieenilateksia Dow XD-30374.01, 2,3 kg Neuphor 100 ja 5,5 kg alunaa tonnia kohti. Tuhkapitoisuus oli 74,9% ja retentio 74,5%. Ulkopuolista liiraapuristinpääl-5 lystystä ei suoritettu. Tuloksena oleva paperi sisälsi 42,8% täyteainetta ja sen lujuus oli puhkaisuindeksillä mitattuna 7,3.

Esimerkki 9 10 Esimerkin 8 mukainen valmistusprosessi toistettiin paitsi että paperimassan määrä suspensiossa vähennettiin 46%:iin ja päällystelaatuisen kaoliinisaven määrä lisättiin 54%:iin. Lisäksi käytettiin amfoteeris-ta akryylilateksia Rhoplex P-57 kationisissa olosuhteissa. Tuhkapitoisuus oli 73,19% ja retentio 76,7%. Tuloksena oleva paperi sisälsi 15 46,6% täyteainetta ja sen puhkaisuindeksi oli 6,4.

Esimerkki 10

Esimerkin 8 mukainen prosessi toistettiin paitsi että kaoliinin ja pa-20 perimassan suhteelliset määrät olivat 55% ja 45%. Tuhkapitoisuus oli 66% ja retentio 66,1%. Tuloksena oleva paperi sisälsi 44,7% täyteainetta ja sen puhkaisuindeksi oli ainoastaan 4,7.

Esimerkit 8-10 osoittavat, että anloninen lateksi lähenee tehossa ka-25 tionista lateksia, kun suspensio ei sisällä enempää kuin 50% mutta että teho, erityisesti lujuuden osalta, laskee oleellisesti kun täyteaineen määrä saavuttaa 55%.

Esimerkki 11 30

Koepaperikoneessa valmistettiin paperia suspensiosta, joka sisälsi 46% paperimassaa ja 54% täyteainetta, josta 50% oli talkkia ja 50% oli savea. Suspensiossa oli läsnä myös 5% anionista karboksyloitua lateksia Dow XD-30374.01, 2,3 kg hartsia Neuphor 100, 5,5 kg alunaa ja 0,23 kg 35 kationista polyakryyliamidia Dow XD-30440.01 tonnia kohti. Tuhkapitoisuus oli 73,9% ja retentio 79,5% (tarkoittaa kuten aikaisemmin alku-retentiota).

68438

Tuloksena olevaa paperia käsiteltiin liimapuristimessa ja sen täyteai-nepitoisuus oli 50,9% sekä puhkaisuindeksi 10.

Esimerkki 12 5

Esimerkki 11 toistettiin paitsi että täyteaineena käytettiin 46% talk- 2 kia ja 54% savea. Paperin neliömetripaino oli 72 g/m . Tuhkapitoisuus oli 67,8% ja retentio 83,6%. Tuloksena oleva paperi sisälsi 46,9% täyteainetta ja sen puhkaisuindeksi oli 9,5.

10

Esimerkki 13

Esimerkki 12 toistettiin paitsi että styreeni-butadieenilateksi (5%) vaihdettiin 5%:iin amfoteerista akryylilateksia Rhoplex P-57. Tuhka-15 pitoisuus oli 78,2% ja retention 87,9%. Paperi sisälsi 49,3% täyteainetta ja sen puhkaisuindeksi oli 10,5.

Vertailu esimerkkiin 12 osoittaa kationisissa olosuhteissa käytettävän amfoteerisen akryylilateksin olevan ylivoimaisesti parempi kuin anio-20 ninen lateksi pidettäessä muut muuttuvat tekijät ennallaan.

Esimerkki 14

Esimerkki 13 toistettiin paitsi että täyteainemäärä lisättiin 54%:iin 25 ja että talkin ja saven suhteelliset määrät muutettiin arvoihin 21,5% ja 78,5%. Tuloksena oleva paperi sisälsi 50,9% täyteainetta ja sen lujuus mitattuna puhkaisuindeksillä oli 8,1.

Vertaamalla esimerkkiin 13 selviää, että lujuus oli alhaisempi, vaikka-30 kin retentio pysyi hyvin korkeana.

Esimerkki 15

Esimerkki 12 toistettiin paitsi että valmistettiin paperia, jonka neliö- 2 35 metripaino oli 142 g/m , nimittäin noin kaksi kertaa esimerkin 12 mukaisen paperin neliömetripaino. Tuhkapitoisuus oli 83,4% ja retentio 83,6%. Valmistettu paperi sisälsi 49,8% täyteainetta ja sen puhkaisuindeksi oli 12,6.

18 68438

Vertailu esimerkkiin 12 osoittaa, että suuremmalla neliömetripainolla muiden tekijöiden ollessa muuttumattomia saavutettiin oleellinen lujuuden lisäys hienopaperissa, joka sisälsi runsaasti talkin ja saven seosta käsittävää täyteainetta. Esimerkit 11-15 osoittavat synergian olemas-5 saolon saven ja talkin seoksilla ja myös sen, että talkki 50%:n tasolla on synerginen kaikkia tyydyttäviä lateksisysteemejä käytettäessä, mutta erikoisen tehokas yhdessä amfoteerisen lateksin kanssa vahvempia seka-papereita valmistettaessa.

10 Esimerkki 16

Esimerkkien 4,7 ja 14 mukaisesti valmistetuille paperiarkeille suoritettiin moniväripainatus täysikokoisessa Mhiele 1000 offset-painossa ilman vaikeuksia käyttäen päällystetylle paperille tarkoitettua väriä. Kaikki 15 painetut arkit olivat riittävän lujia kestämään painatusprosessin nopeudella 185 m/min.

Esimerkki 17 20 Suoritettiin vertailukoe taloudellisen tuloksen määrittämiseksi valmistettaessa hienopaperia keksinnön mukaisesti. Tätä varten valmistettiin paperia neljästä eri suspensiosta.

Vertailukoepaperin valmistamiseksi käytettiin suspensiota, joka sisäl-25 si 90% kuituja (75% lehtipuumassaa ja 25% havupuumassaa), 5,5 kg alunaa tonnia kohti, 0,27 kg hartsia tonnia kohti ja 10% kaoliinia.

Kolme muuta koetta, jotka seuraavassa taulukossa I on merkitty numeroilla 1, 2 ja 3, suoritettiin keksinnön mukaisesti samanlaisista suspensi-30 öistä sillä erolla, että kukin näistä koesuspensioista sisälsi 5%

Rhoplex p-57 amfoteerista akryylilateksia ja kukin vuorollaan lisätyn savimäärän (kaoliini), jolloin koe 1 sisälsi 40%, koe 2 50% ja koe 3 60% savea.

35 Neljästä suspensiosta valmistetut paperit kuivattiin 5% rullauskosteu-teen. Tulokset esitetään seuraavassa taulukossa I.

19 c , 68438

O I

P I f-S 6-S 8-ί pm I i-h co m TO ίή I » * · 4-> :cd I i-i sf o\ 0 to I co co co

a ή I

H rH I

c Φ e

4-) Φ r-N

M C to a Ή ·Η co o o •H c e M H Λ n 4-> P Φ CO ·> « * p to p i—i -3· sf m •rl 4J 0) i-l o m ja o

•rl 3 :ct) Ό I

> taei > —' I

M

CO

I 4-1 c a co Φ t—I 4· m :co ·ι-ι i-i A! tn co Φ a 4-) 4J > CO 4-) I-· > φ φ p o m m

•H 4-) > Φ lO CO lO

p m Φ m oo σ\ ,Μ :co :co m :cd in φ p to l-ι Φ CO >1 Ai

p> 60 :θ O I

a Ai fi a: i 4-1 -c

CO

ex c C0 Φ 4-1 Φ

1 4J

c t-ι p a φ a ·· a Φ A N° id

4-> m i-ι I

a :co O I O O O m a P 4-1 | <r 00 O Γη M ΧιΦ·Η | Sf MO lO -ΐ

•H tn Φ C. I CM i—li—li—I

O :θ M I |

4J A! · I

•h a co i

CX 60 co · I

i—I M Ai > Ai I

3 O 3

4J co I

Sm 4-i i £3 0 4J |

μι Ai Φ | N M N K

5 p I sf on m i£> <* p -h | en co ni co £_, .. co i » · * * &-e i i σι n- oo o m co I cm en co sf

> I

•H | a i

S«ä I

m e>« *·« &·ε κϊ

3 O sf in MD

a I CO rs CM nf i—I

CC OJ CO λ ·.

•H O- W vO »H 00 O' 0 CO *H sf ^ m

iJ (X M

CL

01 e

•H I

CO e co Q) <U CO fisC fr* fr* fr*

4J Cu CO O O O O

V) O rH sf m VO

:cd 3 ·Η H co en

CU

o

D

fH

i «H 1H esi en co u CU Li O 0) ^ > 20 68438

Kuten taulukosta I ilmenee oli vertailupaperilla, joka sisälsi 10% savea eikä lainkaan lateksia puristuksen jälkeen kuiva-ainepitoisuus 29,34%, kun taas täsmälleen samalla tavalla valmistetun ja puristetun paperin, joka sisälsi 60% savea ja 5% lateksia, kuiva-ainepitoisuus 5 oli 40,36% puristuksen jälkeen. Runsaasti täyteainetta sisältävän paperin kuivaamiseen 5%:n kosteuspitoisuuteen kuluu paljon vähemmän kui-vaushöyryä ja sen seurauksena säästyy huomattavia energiamääriä. Sitäpaitsi nopeamman kuivauksen johdosta tuotantonopeus lisääntyy.

10 Esimerkki 18

Vertailun vuoksi valmistettiin sarja käsiarkkeja erilaisilla latekseilla ja erilaisilla täyteaineilla suspensioista, jotka olivat samanlaisia lukuunottamatta eroja, jotka ilmenevät taulukoista II ja III, jotka an-15 tavat myös vertailukokeiden tulokset.

21 68438 o

•H

I <tJ

mice-? in oo m σν i—* <r σν m o oo o\ oo o oo o>

|J gj tl σν Ov 00 00 OV Cjv l'. OO Oi CO h. 1% OO CO

Po G p :G ·η g H cd h

G

ι p co m oc» cn ro ooco o n ό o σν m co φ U rv rv rv r> rv r> rv rv rv rv r> * * * p g oo σν i— ro ro oo co -g· «i h h σν -g· ov

[>, G st i—I M MM CM CN CN CN CO CO CO CO CO N· CO

:G -h

H G

co in vo (o o in m o- o ·ί Mn w o\ n (¾ rv »v rv r> r> rv * rv n ri rv rv rv n rv ^ r-s vo r- m vo «ci m t—i <—i cn i—i oo p~ m σν m

,—I i—l MM CN CN CN CN CO CO CN CN COCOCO

3

H

:G

I :θ 3 I M 1 3»ä „ „ G g 3 p I pd <t -G- co cn o m r^vo O m O <r cn h h -rl U 4J g ·η 00 CO OvO m -G 00 cO G CO 00 Γ-1 co O Oi pd 6 G O G G '—I i—I >—t M ’—I *“-1 '—1 3 3 G U O Pi Z p > CO pq to

G

•Ό VW

MO G

M -ι-i O mv

G "3 M

O G I cl) O

ώ CO :G 3 G pi G G vOO 00 CN G 00 O G G CN GCN00

Sm G I 3 θ P vO Pv r^vO G VO m G CO G G G CN G CN

O pi O- G ·ο m G

►J pi G M 3 U

D M pci s M 00 < G

H 4J M

— ig-k o cn n- g o oo oo in mminG h m g ,_l Ö ^ * Λ ·* *i r. #\ «V «V ·**»*

> | G G -K M G G00 vO M OG CO 00 Γ' O N G N

G Χί Μ Ό M MMM MM M M

co 3 G G -te CU Pi ·Η

I G CN

330 GM M MOV00 mGCJv N Cl I G 3 G 00 P- 00 O G O CO P- CJvmvOG vOvOOv x3 m ·γ-ι\ σν cn cNin m o ooo cn p~ m p~ m in g CQ ^ £Lf rv rv rvrs rv rv rv* rsrvrv* rv rv rv CL, O r—H t—H r—< CD «““I i—Ί C*

CN

n :o ·η o m m voro pv g vovo mOGvo σν cn cn oo I G M p C S M O OO O O OM MOMM MMCN Pi ^ 3 1-1 U -H 3 *- ·> « ·> «- ·> ·> ·> r. „ « *

G 3 G G G CN CN CN CN CN CN cn es CN CN CN CN CN CN CN O

CU G G 0 Cu

ig oo m O m in cooo co oo O m o m p^ G

pi 3 β oo Is» oo vo oo pv p^vo covovom n- r- Cu

G 3 3- (—I i—I i—I I—I i—I i—i i—I i—I i—I i—I r—I i—I »M t—I i—I »H

Cu G M

P

G

il m g Ln g g oo co m m m σν oo g p- co E

lO *rl OM * *· * * ΛΛ * * * * * * * CO

m PCB σν m r~ m σν g cng ioggm r-. cn vo m

M P M CO 00 00 00 00 00 OOP' 00 00 Pv P~ P~ 00 X) M

G G G 00 G

Z 6 Cu cn •H G 6

G I 4-> O

M G P O OOO O OOO O O O O OOO

:G G p G cn cn cn cn co co coco GGGG mmm Cu P M tO C M r-U !G ·γ-Ι

CU O P G G

3 »e ^3 * -X Mv M ·τ-) • P *P ·ρ ·Ρ M Ή 3

3 I C I (3 3 I C I 3 mv m vp M

P ·Η G M G P ·Η G M G mv -rl mv 3

3 PCGCG C PCGCG 3 -H -H e ·Η M M G

G MV o GM GM G MV O G M G M G cm ^ G mv w G G M

0GT3GT3GT3 0 G TO G Ό G T> 0G β G Pd Pi G

M M M M P G P G M M M p G P G M M M M M M M G G 3C

GMGGtOPiOP M G G to P to P »H G G G M G G P P XC

Jd p Jd M P 3P 3 v-p M P 3 P 3 '— P»i — 3a(ä Pii G G 3 G G P G X) G p3 pv G P G X) G X fv G G G Pv GGP' Mi—I Cu P GP »KNNKrn d)4J tl)NKN6<G GPPPin GPPm *** G O GMOOOO I O rt M O O O O I O G G G I OGGI I * PISMpivOG-Ov-G-CU tdMtiG-JCJi-vr^ SmmmPh SMMPlh ^ 68438 22 o

»H

I 4-1 jj I g oo o- os os en co so <f uirncN-a· n o o\ »

μ m m CO CO r^~ 00 00 00 oo oO 00 ο- o- oO sO sO

t>s C -U

:cd ·ι-4 <u H rt μ rt

I u m -a- r~- oo oo oo co oo i—i oo m uor^r^tN

QJ4J " * * * " 4_i(U o- r-- sn o- -rt- <t csj m co co oo os so ,-ι «ί -i

^ ^I 1—11 1-4 CS| esi Cs| CsJ COCOCNICN CO-iCOCO

:rt ·Η H rt jg us < cts o- o\ o m <t (TicoOi-i oo os os

·- ®"* mmeOLO r-lr-IOtN W ON in ID CNVDOO

rtj 1—I <—I .—I 1—I CM cs| C4 CS| N N Cl (S ΓΟΓΟΓΟΓΟ

H

:rt 1 :θ 2 i ϊ I, i ·ϊ cmvOt-io cncoouo UO 00 CO CO os r-4 <r o ·Η 4J 4J -o .H SD CSI 00 <t <t ι-l |s- OS CO O US OS IN O US 00 g n O c‘n 1 * *””* 1-1 1-1 1-1

3 3 rt O O

a 4-1 > CO CQ to M M-l

M rt M

1-4-1-1 O /->

O -O

S t? -rt rtS^ esi <r 00 O O -J 4 N esi 00 O sD 00 sf N sf 2rt '(Ui 3 g μ oo N m -sf o- so sO en us us <f .-i <r -sf os P W P, rt -I—I i—I rt ►J -h οι ·η 3 ω p > Bi s H ¢0 C rt H CO ·Η

ij J2 CO CO UO 04 ΟΊι-ιΟι/ο us Os O O r—I O UO

L “ ® 00 UO 04 UO <f CO O O 04 O O- OS r-4 sO US sO

3 rt β ’ * c-4 -1-1,-. _4 (U ^4 ·γ4

L 2 °i st 04 M Cl COOOssO t—1 04 CO O- 00 sO O- CO

IW3U f» Sf —4 00 04 00 00 OlOfUOsO O US CO <t S O -I -| -t O i—I o o o o o o o o o o 3 rt 3 p.

P I Λ

I I

. "s ΪΟ -H O O 00 SO r-I rt 'f lO H OS 00 c-H UO CO O OS OS

I » ·Η t4 e 0 OI Os O O i—I Os O O O Os —ι —I OlOsOr-4 -Hi 3 t—4 4-1 Ή 3. - * „ „ - „ - „ Π) 3 <U rt TO 04 r—4 CM Csl Oli-HCSlOl 04.—lOIOl 04r-l0l04 O-ι tn 3 θ Λ 1 “ - sO CO 00 US UO 00 00 uo uo 00 UO O OOO-uo ^PB.OSOOOOO- oor^r-^so r-sDO-sO vosouo-sf-

rt 3 3. i—H 1—I i—I 1—I r—I 1—I r—I I—I i—I i——I i—I r—I ,—I i—I r—I —I

Pu tn

II r—I vO CO uo OS sO sO O SOO-ΟΌ· sOCSIOCN

ΙΟ Ή ON * „ „ - „ „ „ * •r-IMCa Os CM —t Γ". vOr-isOOl rt sf (O sf H < UO >c

00 OS OS CO 00 OS 00 00 0000000- e- 00 O' SD

rt tu rt 60

Z E CU

•H (0 W I 4-1 v H o o o o 0000 0000 0000 .eri 4-j φ cm cm cm cm m m m m <r ^ «<r «<r un m m m 4J f-4 >s e

•H »—H :co »H

O 4-» co

/—N /-S /*S

/*> ·Η «'“s ·γ4 >^s »H /--“-s *H

G ·Η ·ρ4 G ·»-! ·Η G *r4 ·γ4 G *r4 ·Η CO ✓—Ν W Cfl /—Ν 'w' ' CQ /—s W 's—' (¾ «e—s W w Θ td S 0 G 6 H *H ·Η *H H »H ·Η H »r4 *r4 ·γ4 ·Η ·γ4 ·γ4

«♦H WWW ·Η WWW Ή WWW ·Η W W W

M M w ^ M M '—^ jsj ν' 0) 0) a) cu r- ο) φ oj a>a>o>r^ a> a) a> r·*

4J<U4-*-U4Jun Q) u U U iΛ Q) 4J 4-» 4-> ΙΠ 0) 4J 4-J 4-1 uO

cO O cQ cd cd I 0 CO <0 ce I OCOGGI OGtOcdl ►J ^ r—I i-^ i-H Cu ^ r~< r—I Pm ^iii I—< i—4 p—l G4 tsi* I—4 1—) r-4 pL| 23

Esimerkki 19 68438 Λ

Brittiläisen patenttijulkaisun 1.505.641 mukaisen menetelmän ja keksinnön mukaisen menetelmän vertaamiseksi suoritettiin seuraava koe.

5 Brittiläisen patenttijulkaisun esimerkin 1 mukaisesti käytettiin massa- koostumusta, joka käsitti 50 osaa selluloosakuituja, 48 osaa täyteainetta ja 5% lateksia selluloosakuitujen ja täyteaineen kokonaismäärästä. Brittiläisen patenttijulkaisun mukaisessa kokeessa täyteaineen muodosti kalsiumkarbonaatti, joka oli esikäsitelty lateksilla. Keksinnön 10 mukaisessa kokeessa täyteaineen muodosti savi tai ekvivalentti saven ja talkin seos. Käytettäessä anionista lateksia se oli karboksyloitu anioninen styreeni-butadieenilateksi Dow XD-30374.01. Käytettäessä kationista lateksia sen muodosti Rhoplex P-57. Näistä sulpuista valmistettiin paperia laboratoriotarkoituksiin tarkoitetulla käsikäyttöisel-15 lä laitteella. Tulokset esitetään oheisessa taulukossa IV.

TAULUKKO IV

Neliö- Täyte- Täyte- 20 metri- aine- Puhkaisu- aine- paino pitoisuus indeksi retentio 2 Täyteaine Lateksi pH g/m __% _ % _% BR 1.505.641 Anioninen 7,5 63,3 39,1 3,9 81,5 BR 1.505.641 Anioninen 5,5 64,8 31,1 4,8 64,8 25 Savi Anioninen 4,6 78,7 41,5 6,0 86,5

Savi, talkki 1:1 Anioninen 4,7 78,6 39,9 4,1 83,1

Savi Kationinen 4,8 77,7 41,0 6,3 85,4

Savi, talkki 30 1:1 Kationinen 4,6 76,4 40,9 6,7 85,2

Ylläolevan taulukon toisesta kokeesta, jossa käytetään brittiläisen patenttijulkaisun mukaista sulppukoostumusta, ilmenee, ettei ole sopivaa käyttää hapanta pH-arvoa johtuen siitä, että lateksi ei anna kalsium-35 karbonaatille haluttua suojaa; kalsiumkarbonaatti reagoi tietyssä laajuudessa hapon kanssa ja aiheuttaa vaahtoamista, ja 8% täyteaineesta menetettiin johtuen reaktiosta alunan kanssa, ja vielä ilmenee, että 68438 kalsiumkarbonaatti puskuroi sulpun pH-arvoon 5,5. Kokeissa, jotka suoritettiin happamassa pH:ssa, oli "pitäisi olla"-pH 4,5, mikä saavutettiin alunan lisäämisellä.

5 Ne käsiarkit, jotka valmistettiin kationista amfoteerista lateksia käytettäessä, olivat lujempia kuin ne käsiarkit, jotka valmistettiin brittiläisen patenttijulkaisun mukaisen sulpun avulla valitulla täyteaine-määrällä. Käytettäessä brittiläisen patenttijulkaisun mukaista sulppu-koostumusta alkalisessa pH-arvossa 7,5 saavutettiin täyteainepitoisuus 10 39,1% ja puhkaisuindeksi 3,9. Käytettäessä sulppukoostumusta, jossa oli kationista amfoteerista lateksia sekä savea ja talkkia saavutettiin täyteainepitoisuus 40,9% ja puhkaisuindeksillä mitattu puhkaisulujuus 6,7 ja siten ja ylivoimaisesti parempi puhkaisulujuus kuin brittiläisen patenttijulkaisun mukaista sulppua käytettäessä.

15

Esimerkki 20

Suoritettiin sarja kokeita täysikokoisessa tasoviirakoneessa. Sulppu sisälsi 50% kuituja, 25% kaoliinlsavea (Kaopaque 10) ja 25% Yellowstone-20 talkkia. Massa käsitti 35-40% lehtipuusulfaattimassaa ja 10-15% havupuu-sulfaattimassaa sulpun kokonaiskiintoainepitoisuudesta laskettuna. Amfoteerista lateksia P-57 lisättiin konekyyppiin 4,4% sulpun kokonaiskiinto-ainepitoisuudesta laskettuna ja hartsia lisättiin konekyyppiin 3,45 kg tonnia kohti. Edelleen lisättiin alunaa 9,08 kg/t ja Dow XD-30440.01 25 1,453 kg/t konekyyppipumpun imupuolelle. Kationista polymeeriä Betz 1260 lisättiin ennen paperikoneen perälaatikkoa noin 0,180 kg/t. Paperinvalmistuksen jälkeen levitettiin päällyste, jossa oli 10%:n kiintoainepi-toisuus Penford Gum 280 liimapuristimessa levitysnopeudella 183 m/min tuotantonopeuden ollessa 4,5-5,0 t/h.

30

Seuraavassa taulukossa V esitetään keskimääräiset tulokset kahdeksasta kokeesta liimapäällystyksen jälkeen. Taulukko VI koskee keskiarvotuloksia ns. perusarkille.

35 Tulosten voidaan katsoa olevan erityisen hyviä lujuuden ollessa hyvin korkea täyteainemäärien ollessa alueella 40%. Retentiotasot (kuten aikaisemminkin tässä tarkoitetaan alkuretentiota) nousivat 60-80%:iin.

68438

Paperi oli helppo kuivata, mikä teki mahdolliseksi lisätyn tuotantono-peuden. Paperia painettiin menestyksellisesti useita rullia ilman huomattavaa kasautumista painopuristimissa.

5 Vetolujuus valmistetulle paperille ilmenee taulukosta VII.

TAULUKKO V

Keskimääräiset arvot liimapäällystyksen jälkeen 10

Erät 201-205 Erät 206-208

Neliömetripaino g/m^ 112,3 113,5

Kosteus % 3,6 3,1

Paksuus m 152 135 15 Sileys (Sheffield-yksikkö) FS (huopapuoli) 239 136 WS (viirapuoli) 267 156

Huokoisuus (Gurley-tiheys, sek/100 ml ilmaläpäisy) 8,8 15,0 2 20 Puhkaisulujuus kp/cm 1,69 1,59 GE-vaaleus 82,9 82,9

Opasiteetti TL 95,9 96,1

Tuhkaa % 34,7 36,1 -3 -3

Nukkautumisvastus tn-kg 17,7*10 17,4*10 25 (pintalujuus Scott-Bond-yksiköinä 10“3 ft-lbs) (128) (126)

Taber-taivutusvastus 3,36 3,40 2

Paksuus/neliömetripaino ( m/g per m ) 1,35 1,19

Puhkaisuindeksi (puhkaisulujuus/ 2 30 neliömetripaino kg/m ) 15,2 14,1 Täyteainetta % 38,5 40,5 35 68438 26

TAULUKKO VI

Keskimääräiset arvot raakapaperille 2 5 Neliömetripaino g/m 111,3

Paksuus ym 190,5

Paksuus/neliömetripaino 1,71

Sileys (Sheffield-yksikköä) FS 340 10 WS 357

Huokoisuus (Gurley-tiheys, sek/100 ml ilmanläpäisy) 9 2

Puhkaisulujuus kp/cm 0,90

Puhkaisukerroin (puhkaisulujuus/ 15 neliömetripaino kg/m^) 3,1 GE-vaaleus 83,4

Opasiteetti % 97,1

Tuhkaa % 39,6 Täyteainetta % 43,9 20 Nukkautumisvastus (pintalujuus

Scott-Bond-yksiköinä) 63

Taber-taivutusvastus 3,16

Huomautus: Kokeet otettu ennen liimapuristinta koesarjan lopussa.

«, I 68438 27 ir- öo ί'ϊοοΓ^ΓοσΝΓΟ’Χΐ'ϊΓΜ M Ι·*·····** • ΐΜ'ίιηΐΛ'ΐ-ίιη'ίΐ'Ο J2

U

ι α> :θ Ο.

> Ρ"''' Ρ /^S /"'S ' ' /~Ν 4jj3 mvococooNr'-'ii^-oo ο <—ι voinooincNoor^c-ji—ι \ \ f |#ι«ι***Α*** μ w cm iiiisfnnciNn'i'i I pj Ch 4J j '—' '—' w '—* w w v N-/ —- ι a ^ <w ι i ι

II I lONOCaf^vOvOONC^pH

loo p~p lO-CNOCOOOO'O'tHiH

I JJ 4J 0 IpHpHiHOOOOpHtH

0) μ SO 00 IOOOOOOOOO

> 3 >p .*! i··*··*·'"·'·'

4J I S 4J v-' IOOOOOOOOO

a) I

Ό I

3 I ·— I

3 I cm I

w I 3 g I

•H | pH 0 I

co ι o to --- loOiHi'-Mj-cocoONr'-cN

c ι u33< covocMr^i-tcMina''3· •H 033^«! <tCOcOCMCOcncOCC1<f 0 I > ·η

O I

CO I I

3 ι a

3 14) CO

•n |^ii 3^ ocnooouir-pr-ONOO

a |ui 30 r-cocnoNvoooooorn

pH iraww^i cMcor^mvooor^o<H

Ο I « Ή Ή n-p "«»«·"·>“·>

4J I 03. tHOOOOOOOpH

4) I

> I

1 :c0

0 «O-ONCOOnON-^-pHvOCM

I 6-8 >> CMCQr-r-cn-OOOCOLn I c ·>«·> ·>«·>«·> «

I 4) CM pH pH tH p—I pH pH pH pH

> I ·Η w I B :2 M I *H 0 > j co>,^-v cocncMvocMOO^Oi-ir^

I c 0 ITJCOCMCMpHpHCMCCIO

O I CO4>0 «·"««·>"·>" -X j a ^ pH *H pH *H Ή tH r—) r—I *—)

O I

Eo ! co < I 3 H I "H 4-)

10 *H

•h 0 ^ mm-^r^-g-cp-i-tfcOMt· I CO μ 00 ·>·>··>·'"·>·'·' I O A! <tCc>CMO<HCJNpHCMiri

I CO 3 rH pH pH pH pH pH pH pH

I s ^ 0) /-s 30 ovo^mcocommr>.

30 fOsi^fm^rHCNCNJCO

CO ——' pH pH pH rH pH pH pH pH pH

.Si

CO OOOOOOOOO

Pi eg

*J I

4J

4)

C

H COOCMr-OOMl-OOvOO

CO ********* 4) ο'^ίϊΐ'ίΐηοοΜΗνο

•u phcoco-o-o-co-o-mj-pH

>» :co

H

I I

JO Ή O

•Η μ G CM OOOMtr-OcOvOpHON

pH4J*H0 00 pH pH pH CM 3\ pH pH ON

43 4) CO \ pH pH rH pH pH pH

a 0 3. 00 :c0 pHCMco-4-inmr^oo

μ OOOOOOOO

W CM CM CM CM CM CM CM CM

28

Esimerkki 21 6 84 3 8

Samaa konetta kuin esimerkissä 20 käytettiin koesarjassa sellaisten papereiden valmistukseen, joiden neliömetripainot olivat 89, 74 ja 2 . ....

5 67 g/m ja täyteainepitoisuus 32-42%. Seurattiin pääasiassa samaa val- mistusmenettelyä kuin esimerkissä 20, mutta havupuumassan määrä lehtipuumassan määrään nähden oli suurempi valmistettaessa paperia, joiden grammapainot olivat 74 ja 89. Myös tässä tapauksessa tulokset olivat erityisen hyviä ja paperit kuivuivat nopeasti sekä omasivat erinomai-10 set painatusominaisuudet. Tulokset esitetään seuraavissa taulukoissa VIII ja IX.

29 2 0/70

TAULUKKO VIII O O H O O

Keskimääräisiä koearvoja 5 Erä n:o Erä n:o Erä n:o Erä n:o 534-544 545-547 548-551 552__

Neliömetripaino (g/m2) 87 83 75 63

Kosteus (%) 3,7 4,2 3,0

Paksuus ( m) 107 94 86 99 10 Pintasileys (Sheffield-yksik8issä) FS 130 125 115 105 WS 145 140 135 125

Huokoisuus 15 (Gurley-tiheys) 11 13 12 9

Puhkaisulujuus (kp/cm2) 1,62 1,20 1,13 1,26

Puhkaisukerroin 18,6 14,5 15,1 18,5

Vaaleus 82,6 83,2 83,3 82,3 20 Opasiteetti (%) 93,0 93,6 91,5 89,5

Tuhkapitoisuus (%) 28,6 35,7 36,0 33,6 Täyteainetta (%) 31,7 39,6 40,0 37,3

Nukkautumisvastus m-kg 2,10*10 3 1,88*10 3 2,05-10-3 2,87*· 10-3 (Scott-Bond-yksiköitä, 25 10”3 ft-lbs) (15,22) (13,56) (14,81) (20,76)

Taber-taivutusvastus 1,82 1,50 1,09 0,75

Paksuus/neliömetripaino (pm/g per m2) 1,23 1,13 1,15 1,46 30 30 - K 68438 rv rv ψ\ m*

CT\ I CO O CN

LO H

M CO H

D 00 i—1 r-H

CJ CU * λ rv

<U G <f o CO o CN

G G r- cn

H | CN

r-H 4J

r-H 0) 00 <f ,-H

03 W 00 CO r-H r-H

£> Ή-H ^ rs r« rv CQ M-H 00 O co O esi

HO 00 <N

CN

NO h* O

NO CO VO CN

:c0 CN ** *· rv r\

Vh m Γ-» O hJ- o r-H

w uo vo oo

CN

LO >0-0 r-. oo r**· cn JCd r-H rv rv rv rv

Vh UO <t O vj o rH

W LO o-v CO

CN

LO CN

O- CO P>* i—t ICO O * rv r,

>H LT» <f O O r-H

w m r·» CO

CN

4J

0) αν ίο <r co u o oo o- o rG JG ON Λ r» Λ Λ

G m<3-uO O <}· O r-H

X « cd ιο r- oo

HO CN

r*H

o o

& lo LO

>5 G H 00 O

to ;G :G oo * * rv rv H :G Vh ^ uo O o i—i to G. Cd lo o*· oo

<J CN

H G G

> CO iO <?

*H CN ON CO

3 JCd O ^ r. rv

^ VHHtCN O to O H

cd uo oo oo

CN

oO CN uo co O H* •G VO rv λ rv

Vh CO O lO H H

ω uo oo oo

CN

<· cn r--*

. O H CN

J(fl LO I λ rv rv

Vh -3* I LO Γ-. U0 rH »-H

cd uo co uo

CN

On CN on

r-H r-H VO

;G * rv rv

Vh Hr 00 LO I-H I-H

Cd UO 00 UO

CN

CN uo CO

on on <r :G CO ~ r. r,

Vh <t vD <r <r OH

Cd U0 00 Ht

CN

:GCN

'-N S B

i cvi ti υ Ή S '-v >v ^ n js :o Ou 4J t>o o >» jz cö <U w x-v JJ te tn 0 m c 0·ι-ι w <u rt o :0 O 3 ·Η n) C rt G tn -rt •r» G <UÖ ^ G > -H O J4 τ—I ·Η O.'— O O ·Η rt :nj r-4 <D rt O Θ 3 u 3 O- :rt :rt Z O. Z ^ H'-' £«ä ^ O. ^ 31 TAULUKKO X 68438 IGT-painettavuuskoe 5 Westvaco-tankoapplikaattori: väri n:o 7; applikaattorin tankojännitys: 50 kp:n paine

Koe n:o Huopapuoli (m/min) Viirapuoli (m/min) 543 58 123 10 544 58 128 545 34 88 546 27 79 547 30 89 548 34 104 15 549 40 100 550 40 95 551 27 95 552 58 128 20 Huom: 128 = nukkautuminen nolla 32 68438 TAULUKKO XI Ma teriaalianalyysi 5 %%%%%%

Koe n:o Lehtipuuta Havupuuta Lateksia Tärkkelystä Kosteus Täyteainetta 543 38,1 15,5 3,9 7,7 3,7 31,1 544 39,6 13,2 3,9 7,3 3,7 32,3 545 28,6 12,8 4,1 7,6 4,2 42,7 10 546 29,0 18,5 4,1 7,0 4,2 37,2 547 22,9 22,8 4,1 7,2 4,2 38,8 548 26,8 17,8 4,6 7,8 3,0 40,0 549 27,5 17,6 4,6 7,8 3,0 39,5 550 27,0 18,7 3,0 7,8 3,0 40,5 15 551 24,0 22,2 3,0 7,8 3,0 40,0 552 32,7 15,4 3,3 8,3 3,0 37,3

Ammattimiehelle on selvää, että useita erilaisia muutoksia voidaan suorittaa keksinnön puitteissa ja että keksintöä ei pidä tarkastella pii-20 rustukseen ja edellä olevaan selitykseen rajoitettuna.

Claims

1. Hienopaperi, jolla on riittävä vetolujuus ja Z-akselin suuntainen lujuus kestämään offset- tai gravyyripainatuksen suurella nopeudella, tunnettu siitä, että se sisältää mineraalitäyteainetta sellaisen määrän, joka mineraalitäyteaine/neliömetripaino-diagrammissa on ainakin 5 pääasiassa sillä käyrällä, joka kulkee pisteiden 40 % mineraalitäyte- 2 ainetta neliömetripainolla 60 g/m , 50 % mineraalitäyteainetta neliö- 2 metripainolle 74 g/m , 60 % mineraalitäyteainetta neliömetripainolle 2 ’ 2 89 g/m ja 70 % mineraalitäyteainetta neliömetripainolle 100-225 g/m kautta ja jonka paksuus on välillä 38-300 pm. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hienopaperi, tunnettu siitä, 2 että sen paksuus on 75-260 ^m, neliömetripaino välillä 44-225 g/m ja se sisältää 30-70% mineraalitäyteainetta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen hienopaperi, tunnettu siitä, että sen kokonaistäyteainepitoisuus on korkeintaan 50 paino-%.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen hienopaperi, tunnettu siitä, että täyteainehiukkassuuruus on korkeintaan niin suuri, että kor- 20 keintaan pieni murto-osa pysyy seulalla, jonka reikä- tai silmäkoko on 44 /um. 1 Menetelmä valmistaa patenttivaatimuksen 1 mukaista hienopaperia, jolla on korkea mineraalikuitupitoisuus ja korkea valmistusnopeus, 25 jolloin valmistetaan suspensio, joka sisältää kuituja paperinvalmistusta varten, mineraalitäyteainetta ja retentioainetta, josta suspensiosta muodostetaan märkä paperirata, joka senjälkeen kuivataan ja pintakäsi- tellään, tunnettu siitä, että paperi valmistetaan hienopape- 2 rina, jonka paksuus on välillä 38-380 pm ja paino välillä 44-225 g/m ja 30 että se sisältää yli 30 ja aina 70%:iin saakka mineraalitäyteainetta ja että sillä on riittävä vetolujuus ja Z-akselin suuntainen lujuus kestämään offset- tai syväpainatuksen suurella nopeudella, että massasuspen-sio sisältää mainittujen kuitujen lisäksi riittävän määrän mineraalitäyteainetta 30-70%:iin sisäisen retention saavuttamiseksi muodostetussa 35 paperiradassa, että mineraalitäyteaineena käytetään muiden komponenttien 68438 kanssa yhteensopivaa mineraalitäyteainetta, että ainakin yksi retentio-aine käsittää kationisen polymeerin, että suspensioon lisätään 3-7% ionista lateksia suspension kuivapainosta laskettuna valittuna sellaisista latekseista, jotka antavat hyvän mineraalitäyteaineretention ilman 5 oleellista lujuuden vähenemistä ja joilla on varaus, joka on vastakkai nen ja pienempi kuin suspensiossa olevien muiden aineosien varauksien summa ja jotka saostuvat täydellisesti tai melkein täydellisesti kuiduille ja täyteaineille.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperirata muodostetaan tasoviirakoneessa.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suspensio sisältää myös hartsiliimaa ja alunaa. 15

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunne ttu siitä, että suspensio sisältää noin 225-450 g hartsiliimaa suspension kiinto-ainetonnia kohti ja riittävästi alunaa antamaan pH-arvon 4,0-5,0.

9. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suspension pH on happamalla puolella.

10. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ioninen lateksi on valittu ryhmästä styreeni-butadieeni-, akryyli- 25 ja polyvinyyliasetaattilateksit.

11. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ioninen lateksi on amfoteerinen pH-arvossa 7,0 ja kationinen happa-missa olosuhteissa. 30

12. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mineraalitäyteaine on valittu ryhmästä, johon kuuluvat kaoliinisavi, talkki, titaanidioksidi, alumiinihydraatti, hydrattu piioksidi ja niiden seokset. 35

13. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että täyteaine käsittää talkin ja kaoliinisaven seoksen. 35 68438

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaoliinisaven ja talkin suhde seoksessa on välillä 95:5-5:95 paino-osina.

15. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuivattu raina pintaliimataan ja että pintaliimaus käsittää kuivatun rainan sivelyn tai päällystämisen tärkkelysliimalla, jonka määrä on noin 13-90 kg tärkkelysliimaa paperitonnia kohti.

16. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnetttu siitä, että täyteaineen hiukkassuuruus valitaan siten, että korkeintaan pieni murto- osa pysyy seulalla, jonka reikä- tai silmäkoko on 45 pn. 68438