FI72558C - ANVAENDNING AV SERPENTINIT SOM TILLSATSAEMNE. - Google Patents

ANVAENDNING AV SERPENTINIT SOM TILLSATSAEMNE. Download PDF

Info

Publication number
FI72558C
FI72558C FI831336A FI831336A FI72558C FI 72558 C FI72558 C FI 72558C FI 831336 A FI831336 A FI 831336A FI 831336 A FI831336 A FI 831336A FI 72558 C FI72558 C FI 72558C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
serpentinite
paper
resin
filler
use according
Prior art date
Application number
FI831336A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI831336L (en
FI72558B (en
FI831336A0 (en
Inventor
Seppo Sakari Jounela
Kaarlo Matti Juhani Saari
Original Assignee
Outokumpu Oy
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 Outokumpu Oy filed Critical Outokumpu Oy
Priority to FI831336A priority Critical patent/FI72558C/en
Publication of FI831336A0 publication Critical patent/FI831336A0/en
Priority to SE8401936A priority patent/SE8401936L/en
Priority to CA000451648A priority patent/CA1228703A/en
Priority to SU843736503A priority patent/SU1435160A3/en
Publication of FI831336L publication Critical patent/FI831336L/en
Publication of FI72558B publication Critical patent/FI72558B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI72558C publication Critical patent/FI72558C/en

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
    • D21H23/00Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Description

1 725581 72558

SERPENTINIITIN KÄYTTÖ LISÄAINEENAUSE OF SERPENTINITE AS AN ADDITIVE

Tämä keksintö kohdistuu hienojakoisen serpentiniitin käyttöön paperiteollisuuden lisäaineena, joko paperin ja kartongin lisäaineena, joko paperin ja kartongin täyteaineena tai pihkojen, hartsien uuteaineiden sekä muiden ns. tahmoaineiden poistajana ja nollakuitujen kokoojana sekä itse paperiteollisuudessa että paperiteollisuuden prosessivesissä. Serpentiniittiä voidaan käyttää yksinään näihin tarkoituksiin tai sopivaan aineeseen esim. talkkiin seostettuna.This invention relates to the use of finely divided serpentinite as an additive in the paper industry, either as an additive for paper and board, either as a filler for paper and board, or as a resin, resin extractant and other so-called as a tackifier and zero fiber collector both in the paper industry itself and in the process waters of the paper industry. Serpentinite can be used alone for these purposes or in admixture with a suitable substance, e.g. talc.

Täyteaineiden käytöllä paperiteollisuudessa pyritään ensisijaisesti korvaamaan osa kalliista puun kuituaineksesta halvemmalla mineraaliaineksella, mutta täyteaineet vaikuttavat myös moniin paperin ja kartongin ominaisuuksiin joko parantaen tai huonontaen niitä.The use of fillers in the paper industry is primarily aimed at replacing some of the expensive wood fiber material with cheaper mineral material, but fillers also affect many properties of paper and board, either improving or deteriorating them.

Täyteaineet parantavat useita paperin ja kartongin sekä optisia että painettavuut-ta koskevia ominaisuuksia. Täyteaineiden päätarkoituksena on puukuidun säästämisen ohella parantaa opasiteettia, vaaleutta, painomusteen adsorptiota, pinnan siieyttä, painojäljen tasaisuutta, huokoisuutta, paperin tuntua sekä paperin ja kartongin kitkaa, jäykkyyttä ja makaavuutta. Muita vaikutuksia ovat tiheyden lisääntyminen, mittapysyvyyden parantuminen ja paperin pohjan tasoittuminen.Fillers improve several properties of paper and board in terms of both optical and printability. In addition to saving wood fiber, the main purpose of fillers is to improve opacity, brightness, printing ink adsorption, surface smoothness, print smoothness, porosity, paper feel, and paper and board friction, stiffness and lying. Other effects include increased density, improved dimensional stability, and flattening of the paper base.

Täyteaineelta edellytetään yleensä myös suurta huokoisuutta lähinnä painatusomi--naisuuksien takia. Painoväri tunkeutuu paremmin huokoiseen materiaaliin, jolla on lisäksi suuri ominaispinta-ala. Täyteaineet lisäävät paperin ja kartongin tulenkes-tävyyttä. Mikäli täyteaine-kuituverkosto on mahdollisimman tiheä ja kestävä, ovat tulenkesto-ominaisuudet hyvät.The filler is usually also required to have a high porosity, mainly due to its printing properties. The ink penetrates better into the porous material, which also has a large specific surface area. Fillers increase the fire resistance of paper and board. If the filler-fiber network is as dense and durable as possible, the refractory properties are good.

Täyteaineet huonontavat yleensä paperin ja kartongin lujuusominaisuuksia sekä iiimauskestävyyttä. Suuret täyteainelisäykset voivat aiheuttaa paperin pölyämistä paperikoneen kuivausosalla, leikkurilla ja kalantereilla. Pölyäminen johtuu täyteaineiden pintalujuutta huonontavasta vaikutuksesta, ja se voidaan estää esim. tärkkelyslisäyksellä tai pintaliimauksella.Fillers generally degrade the strength properties and adhesive strength of paper and board. Large additions of filler can cause dust to dust on the paper machine dryer, cutter, and calenders. Dusting is due to the deteriorating effect of the surface strength of the fillers and can be prevented, for example, by the addition of starch or surface sizing.

Tärkeimmät nykyisin käytössä olevat paperin ja kartongin täyteaineet ovat kaoliini, talkki, kipsi, liitu, kalsiumkarbonaatti, bariumsulfaatti piimää, titaanidioksidi, sinkkisulfidi, alumiinihydroksidi, montmorilloniitti ja synteettiset silikaatit.The main fillers currently used in paper and board are kaolin, talc, gypsum, chalk, calcium carbonate, barium sulfate diatomaceous earth, titanium dioxide, zinc sulfide, aluminum hydroxide, montmorillonite, and synthetic silicates.

2 72558 Täyteaineiden suurimpana heikkoutena voidaan pitää niiden huonoa tarttuvuutta katuverkostoon. Tähän täyteaineiden ns huonoon retentioon on tärkeimpänä syynä se, että useimpien täyteaineiden zetapotentiaali on negatiivinen samoin kuin kuitujenkin. Tämän takia on kuituverkoston täyteainehiukkasia pidättävä suodatusvaikutus tärkein retentioon vaikuttava tekijä. Suodatusvaikutuksen puolestaan määräävät viiralla kulkevan massarainan paksuus, kuituverkon tiheys sekä rainaan kohdistuvan imun suuruus.2 72558 The main weakness of fillers is their poor adhesion to the street network. The main reason for this so-called poor retention of fillers is that the zeta potential of most fillers is negative as well as that of the fibers. For this reason, the filtration effect retaining the filler particles of the fiber network is the most important factor influencing the retention. The filtering effect, in turn, is determined by the thickness of the pulp web passing through the wire, the density of the fibrous web, and the amount of suction applied to the web.

Retentioon vaikuttavat toisaalta myös täyteainehiukkasten fysikaaliset ominaisuudet. Suuret hiukkaset suotautuvat paremmin kuin pienet, jotka helposti kulkevat suodatuskerroksen läpi Pitkulainen tai kuitumainen muoto on hiukkaselle tässä suhteessa edullisempi kuin pallomainen. Raskaat hiukkaset suotautuvat huonommin kuin kevyet.On the other hand, retention is also affected by the physical properties of the filler particles. Large particles leach better than small ones that easily pass through the filtration layer. The elongated or fibrous shape is more advantageous to the particle in this respect than the spherical one. Heavy particles leach worse than light ones.

Eräänä paperiteollisuuden ongelmana on puun kuituaineksen mukana prosessiin tuleva pihka, hartsi ja uuteaineet sekä erityisesti uudelleen kiertoon otetun materiaalin, kiertokuidun mukana tulevat tahmoaineet. Tahmoaineet koostuvat erilaisista sulateliimoista, vahoista, teipeistä bitumisista epäpuhtauksista ja pihkasta. Nämä kaikki tahmoaineet aiheuttavat lukuisia haittoja sekä koneella että tuotteessa: Tahmoaineet tarttuvat viiran päällä olevan huovan huokosiin ja estävät siten vähitellen veden suodattumista huovan läpi. Tällöin massaan pyrkii jäämään liikaa vettä. Tahmoaineet tarttuvat ajovaiheessa koneen teloihin, kun lämpötila koneella nousee (max. 130° C). Tahmoaineiden tarttuminen näkyy kuivaussylintereissä ruskeina vyöhykkeinä Tuloksena on, että lopputuotteen ulkonäkö ja kestävyys huononevat.One of the problems in the paper industry is the resin, resin and extractants that come into the process with the wood fiber material, and especially the sticky substances that come with the recycled material, the recycled fiber. Adhesives consist of various hot melt adhesives, waxes, adhesive tapes, bituminous impurities and resin. All of these adhesives cause numerous disadvantages both on the machine and in the product: The adhesives adhere to the pores of the felt on top of the wire and thus gradually prevent water from filtering through the felt. In this case, too much water tends to remain in the mass. Sticky substances adhere to the rollers of the machine during the driving phase when the temperature on the machine rises (max. 130 ° C). Adhesion of the adhesives is visible in the drying cylinders as brown zones. As a result, the appearance and durability of the final product deteriorate.

Tahmoaineiden poistamiseksi on käytetty kemikaaleina mm. alunaa, rikkihapoa, hartsiiiimoja, liimanestoaineita, ureapohjaisia tuotteita, fosfaatti - tai nitraattipi-toisia tuotteita ammoniumsuoloja, krysotiiliä ja talkkia. Esimerkkinä krysotiilin käytöstä voidaan mainita 5U-keksi jän todistus 579 367. jossa myös mainitaan serpentiniitin ja brusiitin käyttö krysotiilin lisäaineena zetapotentiaalin kohottajana. Talkki on tällä hetkellä ehkä käytetyin pihkan ja tahmoaineiden poistokemi-kaali. Syinä tahmoaineiden poistamisvaikeuksiin on mm. se, että tahmoaineet irtoavat kiertokuidun pinnasta suurehkoina levymäisinä palasina. Talkki, jota käytetään uuteaineiden poistoon, ei tehoa niin hyvin suuriin tahmoainepartikkelei-hin. Tahmoaineista poikkeavasti uuteaineet ovat dispergoituneet pieniksi pisaroiksi. jotka mineraaiiaines voi sitoa. Tahmoainepartikkelit ovat ominaispainoltaan 3 72558 hyvin keveitä (tiheys 0,8 - 0,9 g/cm3, kuitua kevyempi), joten ne eivät poistu pyörre-erottimissa. Tahmoaineiden poistamiseksi mineraaliaineksen pitäisi pystyä päällystämään tahmoainepartikkelia joka puolelta hyvin, että sen ominaispaino kasvaisi. Tällöin tahmoainepartikkeli voitaisiin poistaa prosessista pyörre-erotti-messa. Jos tahmoainepartikkelit jäävät vaillinaisesti mineraaliaineksen päällystämiseksi, se "sulavat" helpommin kun lämpötila nousee prosessin edetessä.In order to remove sticky substances, e.g. alum, sulfuric acid, resins, adhesives, urea-based products, phosphate or nitrate-based products ammonium salts, chrysotile and talc. An example of the use of chrysotile is the 5U inventor's certificate 579 367. which also mentions the use of serpentinite and brucite as an additive to chrysotile as a zeta potential enhancer. Talc is currently perhaps the most widely used resin and tackifier removal chemical. The reasons for the difficulties in removing sticky substances are e.g. the fact that the sticky substances detach from the surface of the circulating fiber in the form of larger plate-like pieces. The talc used to remove the extractants is not effective for such very sticky particles. Unlike sticky substances, the extractants are dispersed in small droplets. which minerals can bind. The sticky particles have a very light specific gravity of 3,72558 (density 0.8 to 0.9 g / cm 3, lighter than the fiber), so they do not leave in vortex separators. To remove sticky matter, the mineral material should be able to coat the sticky particle well on all sides to increase its specific gravity. In this case, the adhesive particle could be removed from the process in a vortex separator. If the sticky particles are left incomplete to coat the mineral, it will "melt" more easily as the temperature rises as the process progresses.

Tämän keksinnön mukaisesti voidaan serpentiniittiä käyttää menestyksellisesti paperiteollisuudessa sekä paperin ja kartongin täyteaineena että pihkan, hartsin uuteaineiden ja muiden tahmoaineiden poistajana sekä noliakuitujen kokoojana. Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät esille vaatimuksesta 1.According to the present invention, serpentinite can be successfully used in the paper industry both as a filler for paper and board and as a remover of resin, resin extractants and other tackifiers, as well as a collector of zero fibers. The essential features of the invention appear from claim 1.

Serpentiniitti on puhtaimmillaan monokliinistä hienokiteistä magnesiumsilikaat-tia. serpentiniiniä [(OH)^Mg3(Si205)] . Hilassa on usein rautaa ja aiumiinia. Metallien, erityisesti raudan määrä hilassa ratkaisee serpentiniitin värin ja siten vaaleusasteen. Serpentiini kuuluu ns. verkkosilikaatteihin ja esiintyy useimmiten himmeänä, pehmeänä ja hienosuomuisena massana. Eräät serpentiniittilaadut ovat pehmeämpiä kuin talkki. Serpentiiniverkko muodostuu yhdestä piitetraedrikerrok-sesta, jonka negatiivinen varaus neutraloidaan ns. brusiittikerroksella. Talkilla kutakin magnesiumionia kohti on hydroksyyli-ioneja kaksi vähemmän, ja brusiitti-kerros saa ylimääräisen positiivisen varauksen, joka on neutraloitu toisella heksa-gonaalisella piitetraedrikerroksella.Serpentinite is at its purest monoclinic fine crystalline magnesium silicate. serpentinine [(OH) 2 Mg 3 (Si 2 O 5)]. The lattice often contains iron and aluminum. The amount of metals, especially iron, in the lattice determines the color of the serpentinite and thus the degree of brightness. Serpentine belongs to the so-called. mesh silicates and most often occurs as a matte, soft and finely divided mass. Some serpentinite grades are softer than talc. The serpentine network consists of a single layer of silicon tetrahedron, the negative charge of which is neutralized by the so-called brusiittikerroksella. Talc has two fewer hydroxyl ions per magnesium ion, and the brucite layer receives an additional positive charge that is neutralized by a second hexagonal silicon tetrahedron layer.

Kun serpentiniittiä murskataan ja jauhetaan syntyy serpentiinin pinnoille positiivisia varauksia. Talkki sen sijaan säilyy lähes neutraalina tai menettää varaustaan lietteessä jääden helposti hydrofobiseksi. Talkin tavattoman suuri liukkaus johtuu kahdesta mahdollisesta liukupinnasta. Serpentiini ei ole yhtä liukas johtuen vain yhdestä liukupinnasta. Liukkaus on etu, mikäli paperi kiillotetaan, mutta useissa tapauksissa se on myös haitta, jos paperista valmistetaan monimutkaisempia tuotteita kuten erilaisia pakkaustuotteita. Serpentiniitti ei pehmeytensä vuoksi vaurioita eikä naarmuta koneita kalanteroitaessa tai kuivaussylintereillä.When serpentinite is crushed and ground, positive charges are created on the surfaces of the serpentine. Talc, on the other hand, remains almost neutral or loses its charge in the slurry, remaining easily hydrophobic. The unusually high slip of talc is due to two possible sliding surfaces. The serpentine is not as slippery due to only one sliding surface. Slipperiness is an advantage if the paper is polished, but in many cases it is also a disadvantage if the paper is made into more complex products such as various packaging products. Due to its softness, serpentinite does not damage or scratch machines when calendering or with drying cylinders.

Paperimassan kuidut ovat zetapotentiaaliltaan negatiivisia. Serpentiinin zetapo-tentiaali sen sijaan on positiivinen (> + 10 mV) ja tämä ominaisuus on hyvin merkityksellinen sekä täyteainekäytön, tahmoaineiden poiston että noliakuitujen känneiltä sillä serpentiini tarttuu hyvin kuituverkostoon. Tällöin serpentiini sitoo osaltaan myös hienoa nollakuitua. Näin ollen kuituverkoston täyteainehiukkasia " 72558 pidättävällä suodatusvaikutuksella ei ole niin suurta merkitystä retentioon. Serpentiinin kidemuoto on myös edullinen retentiota ajatellen. Täyteaineena käytettävä serpentiniitti ei tarvitse iisäkemikaaleja tarttuakseen kuidun pintaan.The fibers of the pulp have a negative zeta potential. The zetapotential of serpentine, on the other hand, is positive (> + 10 mV) and this property is very relevant for filler use, tackifier removal and null fiber twists as serpentine adheres well to the fiber network. In this case, the serpentine also contributes to the binding of fine zero fiber. Thus, the filtration effect of retaining the filler particles "72558 of the fibrous network is not so important for retention. The crystalline form of serpentine is also preferred for retention. The serpentinite used as a filler does not need embryonic chemicals to adhere to the fiber surface.

Kuitujen pinnalle tarttumista edistää serpentiniitissä sen poikkeuksellisen suuri ominaispinta-aia, joka on tapauksesta riippuen 50 000 - 500 000 cm2/g, sekä sen suuri huokoisuus. Serpentiniitin korkea sulamispiste (noin 1400° C) ja sen muuttuminen kideveden haihtuessa vähitellen sulaan tilaan antaa serpentiniitiliä täytetylle tai päällystetylle paperille hyvät tulenkesto-ominaisuudet. Serpentiniitin huokoisuus sallii lisäksi lämpöä kuluttavien lisäaineiden lisäämisen.Adhesion to the surface of the fibers in serpentinite is facilitated by its exceptionally large specific surface area, which is 50,000 to 500,000 cm 2 / g, as the case may be, and its high porosity. The high melting point of serpentinite (about 1400 ° C) and its change as the crystalline water gradually evaporates to the molten state gives serpentinite account to filled or coated paper good refractory properties. The porosity of serpentinite also allows the addition of heat consuming additives.

Eräs serpentiniitin etu on sen hydrofiilisyys, josta on seurauksena helppo lietettä-vyys, joka edesauttaa mineraaiiaineksen käsittelyä. Serpentiniitin pehmeydestä taas on etuna, että on mahdollista käyttää suurempaa raekokoa kuin täyteaineilla yleensä ja serpentiniitin suuri raekoko lisää jäykkyyttä ja vähentää siten käpriste-lyä esim kirjekuoripaperissa.One advantage of serpentinite is its hydrophilicity, which results in easy sludgeability, which facilitates the processing of the mineral material. The softness of serpentinite, on the other hand, has the advantage that it is possible to use a larger grain size than fillers in general, and the large grain size of serpentinite increases the stiffness and thus reduces curl in e.g. envelope paper.

Tahmoaineiden ja tuorepihkan poistoa ajatellen on serpentiniitiliä useita edullisia ominaisuuksia: serpentiinin zetapotentiaali on positiivinen, joten se tarttuu helposti tahmoainepartikkeiien pintaan, se on helposti lietettävä (hydrofiilinen), sillä on suuri ominaispinta-ala ja huokoisuus.Serpentinite has several advantageous properties for the removal of sticky and fresh resin: serpentine has a positive zeta potential, so it easily adheres to the surface of sticky particles, is easily slurried (hydrophilic), has a high specific surface area and porosity.

Serpentiniittiä voidaan siis käyttää paperiteollisuudessa sekä tuoreesta puusta lähtevän tuorepihkan ja uuteaineiden poistoon, erityisesti hiokkeen ja termohier-teen valmistuksessa, että kiertokuitujen mukana tulevien tahmoaineiden poistoon. Serpentiniitin lisäys suoritetaan tehdasoiojen mukaan esim. sulputtimeen, jauhi-miin, sopivaan massakyyppiin lähelle koneen perälaatikkoa tai kiertovesipumpun imupuolelle tai pulpperiin, kun on kysymys kiertokuiduista. Tahmoainepartikkelit voidaan "päällystää" niin täysin serpentiniitiliä, että ne voidaan joko poistaa prosessista ennen suotopuristimia ja kuivausosan sylintereitä esim. kaavareiden avulla, tai tahmoainepartikkeli on inertoitu niin täysin serpentiniitiliä, että se voi kulkea koneen läpi haittaamatta prosessia.Thus, serpentinite can be used in the paper industry both for the removal of fresh resin and extractives from fresh wood, in particular in the production of groundwood and thermo-pulp, and for the removal of sticky substances associated with circulating fibers. The addition of serpentinite is carried out according to the factory conditions, e.g. to a pulper, grinders, a suitable pulp type close to the headbox of the machine or to the suction side of the circulating water pump or to a pulper in the case of circulating fibers. The adhesive particles can be "coated" so completely into the serpentinite that they can either be removed from the process before the filter presses and the drying section cylinders, e.g. with scrapers, or the adhesive particle is inerted so completely into the serpentinite that it can pass through the machine without interfering with the process.

Nykyaikaisissa paperitehtaissa on suljetut kiertovesijärjestelmät ja prosessiin tuleva tuorepihka ja tahmoaineet rikastuvat tähän. Tällöin tulee aika ajoin vastaan ns. sulkemisen raja. Serpentiniittiä voidaan käyttää myös näissä kiertove sissä olevan pihkan ja tahmoaineiden erottamiseen. Kun serpentiniitti on adsorboi- 72558 tunut tahmoainepartikkelin pintaan- se voidaan erottaa vedestä helposti esim. vaahdottamalla tai laskeuttamalla.Modern paper mills have closed circulating water systems and the fresh resin and stickies that enter the process are enriched here. In this case, from time to time comes the so-called. closure limit. Serpentinite can also be used to separate the resin and stickies in these circulators. Once the serpentinite has adsorbed on the surface of the adhesive particle, it can be easily separated from the water, e.g. by foaming or settling.

Tahmoaineiden poistossa on serpentiniitin raekoolla tärkeä merkitys, sillä hienoksi jauhettu serpentiniitti pysyy karkeampaa hiukkasta paremmin pinnoittamaan tah-moainepartikkeiin, jolloin se kestää sulamatta pitemmälle paperikoneella kuin partikkeli, jossa tätä suojaavaa kerrosta ei ole.The grain size of serpentinite plays an important role in the removal of tackifiers, as finely ground serpentinite stays in the coarse particle to better coat the tacky particles, making it last longer without melting on a paper machine than a particle without this protective layer.

Tehdyissä kokeissa on todettu, että serpentiniitti lisää paperin kitkaa, eikä huononna sen vetolujuutta kuten täyteaineet yleensä. Tämä johtuu serpentiniitin positiivisesta zetapotentiaalista, jolloin syntyy luja liitos serpentiniittihiukkasen ja negatiivisesti varautuneen kuidun välille. Hyvien kitka ja lujuusominaisuuksiensa vuoksi serpentiniitti on edullinen täyteaine esim. rakennuspapereissa, teolli-suuskääreissä, testlinerissä, aaltopahvissa ja hylsykartongissa.Experiments have shown that serpentinite increases the friction of the paper and does not impair its tensile strength like fillers in general. This is due to the positive zeta potential of serpentinite, resulting in a strong bond between the serpentinite particle and the negatively charged fiber. Due to its good friction and strength properties, serpentinite is a preferred filler in e.g. construction papers, industrial wrappers, testliners, corrugated board and coreboard.

Serpentiniitin väri asettaa omat rajoituksensa sen käyttöön paperiteollisuuden täyteaineena ja tahmoaineiden poistajana. Serpentiniitti on väriltään yleensä harmaata. Jos paperin värille asetetaan korkeat vaatimukset, voidaan täyteaineena käyttää vaaleata serpentiniittiä. Toinen mahdollisuus on seostaa serpen ti-niittiä tarpeen vaatimissa suhteissa talkin kanssa esim. kaksoiskerrospäällystyksen yhteydessä. Jos paperimassan määrästä osa on kiertokuitua, on tahmoaineiden poisto tärkeää. Tällöin voidaan talkki korvata kokonaan suuremman ominaispinta-alan ja adsorptiokyvyn omaavalla serpentiniitiilä. Kiertokuitua käyttävässä paperiteollisuudessa esim. säkkiteollisuudessa serpentiniitin aikaansaama kitkan lisääntyminen on olennainen etu.The color of serpentinite places its own limitations on its use as a filler and tackifier in the paper industry. Serpentinite is usually gray in color. If high requirements are set for the color of the paper, light serpentinite can be used as a filler. Another possibility is to mix the serpentine rivet in the required proportions with the talc, e.g. in connection with a double layer coating. If part of the amount of pulp is recycled fiber, the removal of sticky substances is important. In this case, talc can be completely replaced by serpentinite with a higher specific surface area and adsorption capacity. In the paper industry using recycled fiber, e.g. in the sack industry, the increase in friction caused by serpentinite is an essential advantage.

Tahmoainepartikkelien poiston tai inertoimisen lisäksi voidaan serpentiniittiä käyttää väripartikkelien ja painoväritähteiden poistoon paperimassan siistauksen yhteydessä.In addition to removing or inerting sticky particles, serpentinite can be used to remove ink particles and ink residues during pulp deinking.

Täyteaineen määrä paperissa ja kartongissa vaihtelee huomattavasti riippuen siitä, minkälaisesta paperista on kyse. Offsetpaperissa täyteaineen määrä on 0 -10 % koko massan määrästä. Sen sijaa LWC-paperissa täyteaineen määrä on 35 -40 % ja eräissä tapettipaperilaaduissa jopa 50 %. Kuten edellä on jo todettu, voidaan täyteaineena toisissa tapauksissa käyttää joko kokonaan serpentiniittiä tai käyttää sitä esim. talkkiin seostettuna 72558The amount of filler in paper and board varies considerably depending on the type of paper involved. In offset paper, the amount of filler is 0-10% of the total pulp. Instead, the amount of filler in LWC paper is 35 -40% and in some wallpaper paper grades up to 50%. As already stated above, in other cases either serpentinite can be used as a filler or it can be used, for example, mixed with talc 72558

Tahmoaineitten poistoon käytetyn aineen määrä on melko pieni koko paperi mas saan verrattuna, yleensä 0,5 - 20 % Sen sijaan serpentiniitin ominaisuudet pihkan, uute- ja tahmoaineiden poistajana ovat tunnettujen poistoaineiden ominaisuuksia paremmat. Näin ollen tunnetut tahmoaineiden poistajat voidaan joko kokonaan tai suurimmaksi osaksi korvata serpentiniitillä. Seostusaineena voidaan käyttää esim. tähän tarkoitukseen käytettyä talkkia.The amount of tackifier used is relatively small compared to the total paper weight, usually 0.5 to 20%. In contrast, the properties of serpentinite as a resin, extractor and tackifier are better than those of known tackifiers. Thus, the known tackifiers can be replaced either completely or for the most part by serpentinite. As the dopant, e.g. talc used for this purpose can be used.

Esimerkki 1 (ns. vertailuesimerkki)Example 1 (so-called comparative example)

Vertailuesimerkkinä on käytetty tavallista ruskeaa mäntysulfaattimassaa, joka on valmistettu säkkipaperin tekoa varten. Massan ominaisuuksia kuvaavat seuraavat indeksit: pintapaino 108 g/ir>2j huokoisuus Gurley 90 s/100 ml: vetoindeksi 75 venymä 6,7 % repäisyindeksi 12,0 tuhka 0,4 % palstautunis luj -302 [3/ m 2]As a comparative example, ordinary brown pine sulfate pulp made for making sack paper has been used. The properties of the pulp are described by the following indices: basis weight 108 g / ir> 2j porosity Gurley 90 s / 100 ml: tensile index 75 elongation 6.7% tear index 12.0 ash 0.4% columnar strength -302 [3 / m 2]

Taber-hankaus 10,7 [mg/1000 g/25 kierr] levykuiv. x tiheys 746 [kg/m^] ja kitkakerroin kiiltävällä puolella 0,39 ja karkealla puolella 0,39.Taber abrasion 10.7 [mg / 1000 g / 25 rpm] plate dry. x density 746 [kg / m 2] and coefficient of friction on the glossy side 0.39 and on the rough side 0.39.

Esimerkki 2 Paperin kitka (vrt esim. 1)Example 2 Paper friction (cf. example 1)

Paperin kitka lisääntyy merkittävästi käytettäessä serpentiniittiä täyteaineena. Serpentiniittilisäyksen ollessa 10 % nousi kitka paperin karkealla puolella arvoon 0,50. Paperin kiiltävällä puolella kitka nousi arvoon 0,42. Kummassakin tapauksessa paperin kitka kasvoi kiistattomasti.The friction of the paper is significantly increased when serpentinite is used as a filler. With a serpentinite addition of 10%, the friction on the rough side of the paper increased to 0.50. On the glossy side of the paper, the friction rose to 0.42. In both cases, the friction of the paper increased undeniably.

Esimerkki 3 Paperin jäykkyysExample 3 Paper stiffness

Paperin jäykkyyden voitiin todeta lisääntyvän serpentiniittilisäyksen vaikutuksesta selvästi. Serpentiniitin pehmeys, raemuoto ja tarttuvuus kuituihin mahdollistivat suurempien raekokojen käytön esim. -10^m 40 % ja - 20yum 100 % verrattuna tavanomaisiin täyteaineisiin esim. talkki ja kaoliini - 10^m 90 %.The stiffness of the paper could be clearly increased by the addition of serpentinite. The softness, grain shape and adhesion of the serpentinite to the fibers allowed the use of larger grain sizes e.g. -10 μm 40% and -20 μm 100% compared to conventional fillers e.g. talc and kaolin -10 μm 90%.

7 725587 72558

Esimerkki 4 Paperin lujuusominaisuudet (vrt. esim 1)Example 4 Paper strength properties (cf. example 1)

Seuraavat mitatut indeksit osoittavat paperin lujuusominaisuuksien merkittävää säilymistä täyteaineena käytetyn serpentiniitin lisäyksistä huolimatta. Serpen ti-niitin ominaispinta-ala oli hyvin korkea 46 m^/g. Serpentiniittilisäyksen ollessa 10 % paperin tuhka nousi arvoon 4,3 %.The following measured indices show a significant preservation of the strength properties of the paper despite the additions of serpentinite used as a filler. The specific surface area of the serpentine rivet was very high 46 m 2 / g. With a serpentinite addition of 10%, paper ash rose to 4.3%.

a) Vetoindeksi(a) Traction index

Serpentiniittilisäyksen ollessa 5 % kuidun määrästä ei vetoindeksi ole juuri muuttunut ja on edelleen 74. Kun lisäys on 10 % on lisäyksen vaikutus todettavissa numeerisesti, vetoindeksin arvo on 68. Varsinaisilla ns. kiertokuitumassoilla on vasta lisäyksen ollessa 15 % havaittavissa vetoindeksin muuttumista.With a serpentinite addition of 5% of the amount of fiber, the tensile index has hardly changed and is still 74. When the increase is 10%, the effect of the increase can be seen numerically, the value of the tensile index is 68. In the actual so-called the pulp masses have a noticeable change in the tensile index only with an increase of 15%.

b) Venymäb) Elongation

Serpentiniittilisäyksen ollessa 10 % kuidun määrästä on paperin venymä säilynyt samana kuitu lisäyksellä 0,5 % eli 5,8. Paperin venymä on pienentynyt hieman ja voidaan todeta, että 10 % lisäys ei ole vielä vaikuttanut kielteisesti paperin venymään.With a serpentinite addition of 10% of the amount of fiber, the elongation of the paper has remained the same with the addition of 0.5%, or 5.8. The elongation of the paper has decreased slightly and it can be stated that the 10% increase has not yet had a negative effect on the elongation of the paper.

c) Repäisylujuusc) Tear strength

Serpentiniittilisäyksen ollessa 10 % kuidun määrästä on paperin repäisylujuus säilynyt samana kuin lisäyksellä 0,5 % eli 12,4. Repäisylujuus on säilynyt käytännössä muuttumattomana. Lisäys 10 % ei ole vaikuttanut repäisylujuutta heikentävästi.With a serpentinite addition of 10% of the amount of fiber, the tear strength of the paper has remained the same as with the addition of 0.5%, i.e. 12.4. The tear strength has remained virtually unchanged. An increase of 10% has not had a detrimental effect on tear strength.

d) Puhkaisulujuusd) Puncture resistance

Serpentiniittilisäyksen ollessa 10 % kuidun määrästä on paperin puhkaisulujuus säilynyt samana, kuin lisäyksellä 0,5 % eli myös puhkaisulujuus on säilynyt muuttumattomana. Lisäys 10 % ei ole vaikuttanut puhkaisulujuutta heikentävästi.With a serpentinite addition of 10% of the amount of fiber, the puncture strength of the paper has remained the same as with the addition of 0.5%, i.e. the puncture resistance has also remained unchanged. An increase of 10% has not had a detrimental effect on puncture resistance.

Esimerkki 5 Pihkojen, hartsien, uuteaineiden sekä muiden ns. tahmoaineiden poisto (jäljempänä yleisnimellä tahmopartikkelit)Example 5 Resins, resins, extracts and other so-called removal of sticky substances (hereinafter commonly referred to as sticky particles)

Serpentiniitin voitiin todeta adsorboituvan tahmopartikkeleiden pinnoille.Serpentinite could be found to adsorb to the surfaces of sticky particles.

Adsorptio todettiin pyyhkäisyelektronimikroskoopilla (SEM) ja mirkoanalysaattorilla voitiin analysoida tahmopartikkeleiden pinnoille adsorpoitunut serpentiniitti ajamalla esimerkiksi piin (Si) viiva-analyysi tahmopartikkeleiden yli. Tällöin todettiin piin (Si) intensiteettien voimakkaasti kasvavan tahmopartikkelien kohdalla. Koska serpentiini pystyi adsorboitumaan poikkeuksellisten s 72558 pintaominaisuuksiensa (korkea ominaispinta-ala ja hydrofiilisyys) ansiosta tahmopartikkeleiden pinnoille, niiden tarttuvuus ns. puristinhuopiin paperikoneen viira-osalla väheni. Tämä puolestaan merkitsee puristinhuopien vaihtovälien pidentymistä ja siten suoraa kustannussäästöä. Lisäksi tahmopartikkelien adsorptio paperikoneen varsinaisiin osiin kuten kuivaus-sylintereihin väheni, koska tahmopartikkeiit olivat pinnoille adsorboituneen serpentiniitin peittämiä.Adsorption was determined by scanning electron microscopy (SEM) and a microsanalyzer could be used to analyze serpentinite adsorbed on the surfaces of sticky particles by running, for example, line analysis of silicon (Si) over the sticky particles. In this case, the intensities of silicon (Si) were found to increase strongly for the sticky particles. Because serpentine was able to adsorb to the surfaces of sticky particles due to its exceptional s 72558 surface properties (high specific surface area and hydrophilicity), their adhesion to the so-called press felts on the wire section of the paper machine decreased. This, in turn, means a longer change in the press intervals of the press felts and thus direct cost savings. In addition, the adsorption of the sticky particles on the actual parts of the paper machine, such as the drying cylinders, was reduced because the sticky particles were covered with serpentinite adsorbed on the surfaces.

Esimerkki 6 Pihkojen, hartsien uuteaineiden sekä muiden ns. tahmoaineiden poisto vaahdottamalla prosessivesistä (jäljempänä yleisnimellä tahmopartikkeiit)Example 6 Resins, resin extractants and other so-called removal of sticky substances by foaming of process waters (hereinafter commonly referred to as sticky particles)

Serpentiniitin kyky adsorboitua tahmopartikkeleiden pinnoille tarjoaa mahdollisuuden tahmopartikkeleiden poistamiseen prosessivesistä suorittamalla pinnoille adsorboituneen serpentiniitin vaahdotus. Serpentiniitti vaahdottuu tunnetusti hyvin helposti laajalla pH-alueella, mutta erityisen helposti lähes neutraalilla alueella. Lisäksi serpentiniitti ei tarvitse vaahdottuakseen mitään varsinaista kokoojaa vaan pelkästään vähäisen määrän vaahdotusöljyä. Suoritetuissa koevaah-dotuksissa todettiin pääosan tahmopartikkeleista poistuvan serpentiniitin mukana vaahdossa. Prosessiveteen jääneet tahmopartikkeiit olivat tarttuneina kokeissa käytettyyn laitteistoon. Myös ilman vaahdotusta laskeuttamalla tehdyt kokeet antoivat vastaavia tuloksia.The ability of serpentinite to adsorb to the surfaces of sticky particles provides an opportunity to remove sticky particles from process waters by flotation of the serpentinite adsorbed on the surfaces. Serpentinite is known to foam very easily over a wide pH range, but particularly easily over a near neutral range. In addition, serpentinite does not need any actual collector to flotate, but only a small amount of flotation oil. In the experimental foams performed, it was found that most of the sticky particles were removed with serpentinite in the foam. The sticky particles left in the process water were adhered to the equipment used in the experiments. Tests performed by flotation without flotation also gave similar results.

IlIl

Claims (8)

7255872558 1. Hienojakoisen serpentiniitin, jonka vaikuttavana aineosana on serpentiini [(OH)^Mg3(Si20^)], tunnettu siitä, että hienojakoista serpentiniittiä käytetään lisäaineena paperin tai vastaavan tuotteen valmistuksessa 0,5 - 50 % koko massan määrästä.Finely divided serpentinite, the active ingredient of which is serpentine [(OH) 2 Mg 3 (Si 2 O 2)], characterized in that the fine serpentinite is used as an additive in the manufacture of paper or the like 0.5% to 50% by weight of the total pulp. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että serpentiniittiä on seostettu talkin kanssa eri suhteissa.Use according to Claim 1, characterized in that the serpentinite is mixed with talc in different proportions. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että serpentiniittiä käytetään paperin täyteaineena. k. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että serpentiniittiä käytetään kartongin täyteaineena.Use according to Claim 1, characterized in that serpentinite is used as a paper filler. Use according to Claim 1, characterized in that serpentinite is used as a filler for the board. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen I - 4 mukainen käyttö tunnettu siitä, että serpentiniittiä käytetään pihkan, hartsin, puusta tulevien uuteaineiden ja muiden tahmoaineiden poistajana.Use according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that serpentinite is used as a remover of resin, resin, wood extractants and other adhesives. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että serpentiniittiä käytetään tahmoaineiden poistajana kiertokulua käyttävässä paperiteollisuudessa.Use according to Claim 5, characterized in that serpentinite is used as a tackifier in the circulating paper industry. 7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että serpentiniittiä käytetään pihkan, hartsin, uute- ja tahmoaineiden poistajana 1,5 -20 p-% koko massan määrästä.Use according to Claim 5 or 6, characterized in that serpentinite is used as a resin, resin, extractant and tackifier 1.5 to 20% by weight of the total pulp. 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että serpentiniittiä käytetään nollakuitujen kokoojana.Use according to Claim 1, characterized in that the serpentinite is used as a zero fiber collector.
FI831336A 1983-04-20 1983-04-20 ANVAENDNING AV SERPENTINIT SOM TILLSATSAEMNE. FI72558C (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI831336A FI72558C (en) 1983-04-20 1983-04-20 ANVAENDNING AV SERPENTINIT SOM TILLSATSAEMNE.
SE8401936A SE8401936L (en) 1983-04-20 1984-04-06 USE OF ADDED SERPENTIN
CA000451648A CA1228703A (en) 1983-04-20 1984-04-10 Use of serpentinite as an additive
SU843736503A SU1435160A3 (en) 1983-04-20 1984-04-19 Method of manufacturing packing paper and cardboard

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI831336A FI72558C (en) 1983-04-20 1983-04-20 ANVAENDNING AV SERPENTINIT SOM TILLSATSAEMNE.
FI831336 1983-04-20

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI831336A0 FI831336A0 (en) 1983-04-20
FI831336L FI831336L (en) 1984-10-21
FI72558B FI72558B (en) 1987-02-27
FI72558C true FI72558C (en) 1991-04-08

Family

ID=8517075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI831336A FI72558C (en) 1983-04-20 1983-04-20 ANVAENDNING AV SERPENTINIT SOM TILLSATSAEMNE.

Country Status (4)

Country Link
CA (1) CA1228703A (en)
FI (1) FI72558C (en)
SE (1) SE8401936L (en)
SU (1) SU1435160A3 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI831336L (en) 1984-10-21
SE8401936D0 (en) 1984-04-06
FI72558B (en) 1987-02-27
SE8401936L (en) 1984-10-21
SU1435160A3 (en) 1988-10-30
FI831336A0 (en) 1983-04-20
CA1228703A (en) 1987-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102174033B1 (en) Paper and cardboard products
TWI453320B (en) Production method of coated base paper and coated paper
CA1175611A (en) Paper having mineral filler for use in the production of gypsum wallboard
US5423911A (en) Coating pigment for cellulose - based printing media
FI57149C (en) FOER FARING FOR FRAMSTAELLNING AV EN COMPOSITION LAEMPAD SOM FYLLMEDEL I EN PAPPERSMASSA
FI101820B (en) Roll printing paper and process for its manufacture
GB2085492A (en) High mineral composite fine paper
AU2009280359A1 (en) Processes for preparing coated printing papers using hardwood mechanical pulps
EP0872591B1 (en) Method of coating cellulosic and lignocellulosic webs
US1913329A (en) Filled surface paper and process of making same
FI72558C (en) ANVAENDNING AV SERPENTINIT SOM TILLSATSAEMNE.
NZ308258A (en) Production of paper using electrodialysis of white water before the mixing stage
JP2003171893A (en) Coated paper for printing
EP2274479A1 (en) Reinforced porous fibre product
US4937099A (en) Coating method and coating slip for substantially inorganic fibrous material
JP3788000B2 (en) Newspaper for offset printing
JP4561258B2 (en) Coated paper for printing
US20070012413A1 (en) Wallpaper and method for production thereof
JP4802471B2 (en) Coated paper for printing
EP0330635B1 (en) Substantially inorganic fibrous material and method for the production thereof
JP4802465B2 (en) Coated paper for printing
Chakrabarti et al. Stickies: management and control
EP0317576A1 (en) Composite materials and method of preparation
CA1276753C (en) Non-woven fibrous composite materials and method for the preparation thereof
RU2796345C2 (en) 3d-printed sheet material

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: OUTOKUMPU OY