FI88734B - HEGBULKIGT KALANDRERAT PAPPER SOM INNEHAOLLER BLAOSAKTIGA PAERLOR OCH FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV DET - Google Patents

HEGBULKIGT KALANDRERAT PAPPER SOM INNEHAOLLER BLAOSAKTIGA PAERLOR OCH FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV DET Download PDF

Info

Publication number
FI88734B
FI88734B FI872207A FI872207A FI88734B FI 88734 B FI88734 B FI 88734B FI 872207 A FI872207 A FI 872207A FI 872207 A FI872207 A FI 872207A FI 88734 B FI88734 B FI 88734B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
beads
paper
calendered
vesicle
high bulk
Prior art date
Application number
FI872207A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI872207A0 (en
FI872207A (en
FI88734C (en
Inventor
Jr Ferdinand Bates
Roman Berka
Original Assignee
Desoto Inc
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 Desoto Inc filed Critical Desoto Inc
Publication of FI872207A0 publication Critical patent/FI872207A0/en
Publication of FI872207A publication Critical patent/FI872207A/en
Publication of FI88734B publication Critical patent/FI88734B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI88734C publication Critical patent/FI88734C/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
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/50Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by form
    • D21H21/52Additives of definite length or shape
    • D21H21/54Additives of definite length or shape being spherical, e.g. microcapsules, beads
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/37Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
    • D21H17/375Poly(meth)acrylamide
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/53Polyethers; Polyesters
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63Inorganic compounds
    • D21H17/67Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/69Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments modified, e.g. by association with other compositions prior to incorporation in the pulp or paper

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

λ i ό 7 o 4λ i ό 7 o 4

Rakkulamaisia helmiä sisältävä korkeabulkkinen kalanteroitu paperi ja menetelmä sen valmistamiseksi 5 ¥ämä keksintö koskee rakkulamaisia helmiä sisältävää kor-keabulkkista kalanteroitua paperia ja menetelmää sen valmistamiseksi. Rakkulamaiset helmet parantavat paperin vaaleutta, opasiteettia ja pehmeyttä sekä minimoivat paperin tihey-10 den.This invention relates to high bulk calendered paper containing blister-like beads and to a method of making the same. Blister-like beads improve the brightness, opacity and softness of the paper and minimize the density of the paper.

Epäorgaanisia pigmenttejä lisätään yleensä paperimassaan, jotta valmistettu paperi omaisi halutun vaaleuden, opasiteetin ja painettavuuden. Näiden epäorgaanisten pigmenttien 15 partikkelikoko on yleensä alle yhden mikrometrin. Nämä epäorgaaniset pigmentit, erityisesti titaanidioksidi, anataasi, ovat kuitenkin tiheitä ja voivat täten lisätä valmistettavan paperin painoa yksikköpinta-alaa kohden. Nämä hienojakeiset pigmentit läpäisevät lisäksi, kuten monet muut paperin hie-20 nojakeiset komponentit, Fourdrinier-viiran ja häviävät "nol-laveden" mukana. Vaikka näitä häviöitä minimoidaankin kierrättämällä vesi, tulee kierrättämiselle ennen pitkää raja vastaan, jonka jälkeen paperituote vahingoittuu, joten häviöt ovat todellisia ja osa hienoaineesta kulkeutuu jokiin ja . 25 vesistöihin saastuttaen niitä.Inorganic pigments are usually added to the pulp so that the paper produced has the desired brightness, opacity and printability. The particle size of these inorganic pigments is generally less than one micrometer. However, these inorganic pigments, in particular titanium dioxide, anatase, are dense and can thus increase the weight of the paper to be produced per unit area. In addition, these fine-grained pigments, like many of the other fine-grained components of the paper, permeate the Fourdrinier wire and disappear with the "nol water". Although these losses are minimized by recycling water, recycling comes before a long limit, after which the paper product is damaged, so the losses are real and some of the fines are transported to rivers and. 25 waters, polluting them.

Tavanomaiset paperinvalmistusprosessit pidättävät yleensä vain noin 65 % prosessiin syötetystä hienojakeisesta materiaalista, sisältäen titaanidioksidin, saven ja karbonaatit, 30 ja loput hienoaineet läpäisevät viiran ja otetaan tai ei oteta talteen käytettyjen kierrätysmenetelmien avulla. Tässä keksinnössä parannetaan hienoaineen retentiota huomattavasti, yleensä lisäämällä tuhkapitoisuutta 7-10 prosenttiyksikköä. Mekanismi, jonka mukaan tämä toteutetaan, ei ole täysin .35 selvä, mutta voidaan todeta, että hienoaineen retention parantaminen on vakava teollinen ongelma, joka on haitannut paperiteollisuutta koko sen historian ajan.Conventional papermaking processes generally retain only about 65% of the finely divided material fed to the process, including titanium dioxide, clay and carbonates, and the remaining fines pass through the wire and are recovered or not recovered by the recycling methods used. The present invention significantly improves fines retention, generally by increasing the ash content by 7-10 percentage points. The mechanism by which this is accomplished is not entirely .35 clear, but it can be said that improving fines retention is a serious industrial problem that has plagued the paper industry throughout its history.

2 =-.8 7342 = - .8 734

Titaanidioksidipigmenttien avulla voidaan melko tehokkaasti parantaa eri paperilaatujen opasiteetti- ja vaaleusominai-suuksia, mutta ne ovat kalliita. Huomattakoon, että painopaperi viimeistellään yleensä kalanteroimalla, jolloin paperin 5 painettavuutta ja ulkonäköä parannetaan käytettäväksi kirjoihin, lehtiin ym. Paperin tiheyden kasvu, joka lisää tuotantokustannuksia pinta-alayksikköä kohden ja postituskuluja, sekä pigmentin hinta ovat tekijöitä, joiden vuoksi titaanidioksidin käyttö lisää huomattavasti kalanteroidun pa-10 perin tuotanto- ja käyttökustannuksia.Titanium dioxide pigments can be used quite effectively to improve the opacity and brightness properties of different grades of paper, but they are expensive. It should be noted that printing paper is usually finished by calendering, which improves the printability and appearance of the paper 5 for use in books, magazines, etc. Increasing paper density per unit area and postage costs and pigment price are factors that significantly increase titanium dioxide calendering. 10 originally production and operating costs.

Halutun opasiteetin saavuttamiseksi on tehty kokeita, joissa paperimassaan lisättiin läpikuultamattomia solumaisia muovi-partikkeleita. Kyseiset solumaiset muovipartikkelit olivat 15 kestomuovia, joten ne painuivat kokoon kalanteroinnin, erityisesti superkalanteroinnin, lämmön ja puristusvoiman vaikutuksesta. Muovipartikkelien aikaansaama kuohkeus ja opasiteetti menetettiin partikkelien painuessa kokoon. Kalante-roinnissa käytetty puristusvoima on yleensä vähintään 26,8 20 kg/cm ja voi olla niinkin korkea kuin 35,7 kg/cm ja lämpötila vähintään 37,8°C, tavallisimmin vähintään 65,6°C. Koska kyseiset solumaiset muovipartikkelit menettävät tilavuutensa ja opasiteettia lisäävän vaikutuksensa painuessaan kokoon, ei niillä juuri ole käyttöä korkeabulkkista kalanteroitua 25 paperia valmistettaessa.To achieve the desired opacity, experiments have been performed in which opaque cellular plastic particles were added to the pulp. These cellular plastic particles were 15 thermoplastics, so they collapsed under the influence of calendering, especially supercalendering, heat and compressive force. The fluff and opacity caused by the plastic particles were lost as the particles collapsed. The compression force used in the calendering is generally at least 26.8 kg / cm and can be as high as 35.7 kg / cm and the temperature at least 37.8 ° C, most usually at least 65.6 ° C. Because these cellular plastic particles lose their volume and opacity enhancing effect when compressed, they have little use in the production of high bulk calendered paper.

Tämä keksintö kohdistuu kalanteroidun paperin vaaleuden ja opasiteetin säilyttämiseen lisättäessä paperin paksuutta (caliper) ja kykyä estää kirjoituksen läpinäkymistä. Tarkoi-30 tuksena on myös vähentää tarvetta käyttää epäorgaanisia pigmenttejä, erityisesti titaanidioksidia. Tämän seurauksena voidaan kustannustaso pitää ennallaan ja kalanteroidun paperituotteen tiheys minimoida sekä samalla ylläpitää tai parantaa paperin pehmeyttä ja painettavuutta.This invention is directed to maintaining the brightness and opacity of calendered paper by increasing the thickness of the paper (caliper) and the ability to prevent writing transparency. It is also intended to reduce the need to use inorganic pigments, especially titanium dioxide. As a result, the cost level can be maintained and the density of the calendered paper product can be minimized while maintaining or improving the softness and printability of the paper.

Tämä keksintö koskee näin ollen korkeabulkkista kalanteroitua paperia, joka sisältää 2-6 paino-% paperin painosta voimakkaasti silloitettuja, titaanidioksidipigmentoituja, poly- 35 3 ö ö 7 '5 4 meerisiä rakkulamaisia helmiä, joiden keskimääräinen partikkelikoko on vähintään noin 5 μζη ja enintään noin 35 μτη, ja tälle kalanteroidulle paperille on tunnusomaista, että sen riisipaino on korkeintaan 18,1 kg riisiä kohden.The present invention therefore relates to high bulk calendered paper containing from 2 to 6% by weight of paper of highly crosslinked, titanium dioxide pigmented, polymeric blister-like beads having an average particle size of at least about 5 μζη and at most about 35 μτη, and this calendered paper is characterized by a rice weight of not more than 18.1 kg per rice.

55

Niinpä keksinnön mukaisesti korvataan kaikki tai osa tavallisesti paperimassaan lisättävästä, tavanomaisesta epäorgaanisesta pigmentistä, kuten titaanidioksidi, anataasi, silloitetuilla, titaanidioksidipigmentoiduilla, polymeeri -10 sillä rakkulamaisilla helmillä, joiden partikkelikoko on keskimäärin välillä 5-35 μια. Lopullinen paperi sisältää vähintään noin 2 paino-% kyseisiä helmiä. Kun pitoisuus on 2 % erittäin kevyessä paperissa, voidaan pieni vaikutus todeta. Huomattavat käytännön tulokset vaativat kuitenkin paperin, 15 jonka riisipaino on välillä 9,0 ja 18,1 kg riisiä kohden, ja näiden paperien helmien pitoisuuden tulee olla noin 3,5-6 %, edullisesti 4-5 %, jotta saavutettaisiin huomattavasti parantuneet käytännön tulokset. Jos pitoisuus on alle 3,5 %, on vaikutusta vaikea huomata esitetyn riisipainon omaavissa 20 papereissa. Jos pitoisuus on yli 6 %, ei tässä esitettyjen helmien lisääminen ole taloudellista. Paperit, joiden riisi-paino on alle 9,0 kg riisiä kohden, eivät ole laadukkaita painopapereita, joihin tämä keksintö viittaa, ja papereissa, joiden riisipaino on yli 18,1 kg riisiä kohden, on helmien .25 kuohkeutta aikaansaava vaikutus vaikeampi todeta.Thus, according to the invention, all or part of the conventional inorganic pigment to be added to the pulp, such as titanium dioxide, anatase, is replaced by crosslinked, titanium dioxide pigmented, polymer -10 with those vesicular beads having an average particle size between 5-35 μια. The final paper contains at least about 2% by weight of those beads. At a concentration of 2% in very light paper, a small effect can be observed. However, significant practical results require a paper 15 with a rice weight of between 9.0 and 18.1 kg of rice, and the bead content of these papers should be about 3.5-6%, preferably 4-5%, in order to achieve significantly improved practical results. . If the content is less than 3.5%, the effect is difficult to see in papers with the indicated rice weight. If the content is more than 6%, it is not economical to add the beads presented here. Papers with a rice weight of less than 9.0 kg per rice are not the high-quality printing papers referred to in this invention, and papers with a rice weight of more than 18.1 kg per rice have a more difficult to detect effect of .25 fluff.

Jotta kalanterointioperaatio tuottaisi paperia, joka on käyttökelpoista laatupainopaperina, on kalanterointioperaa-tion kohdistettava paperiin sellainen voima, että se rikkoo 30 suurimman osan helmistä. Tämä paperi kalanteroidaan vähintään noin 26,8 kg/cm:n paineessa ja vähintään 37,8°C:n lämpötilassa, jotta saataisiin kalanteroitu paperituote, joka sopii laatupainopaperiksi, ja näissä olosuhteissa käytetyt pigmentoidut rakkulamaiset helmet lisäävät paperin kuohkeut-35 ta. Edullisia valmistettavia papereita ovat offsett-painopaperit, joihin kalanterointioperaation aikana kohdistetaan 35,7-214,2 kg/cm:n paine, jolloin tämän keksinnön aikaansaa- 4 88734 mat edut paranevat näissä suuremmissa paineissa. 125,0-214,2 kg/cm:n paine on edullinen syväpainopaperia varten.In order for a calendering operation to produce paper useful as a quality printing paper, the calendering operation must apply a force to the paper such that it breaks most of the beads. This paper is calendered at a pressure of at least about 26.8 kg / cm and at a temperature of at least 37.8 ° C to obtain a calendered paper product suitable as a quality printing paper, and the pigmented blister-like beads used under these conditions increase the paper fluff. Preferred papers to be produced are offset printing papers which are subjected to a pressure of 35.7 to 214.2 kg / cm during the calendering operation, whereby the advantages provided by the present invention are improved at these higher pressures. A pressure of 125.0-214.2 kg / cm is preferred for gravure paper.

Erityisesti, kun rakkulamaiset helmet sisältävät titaani -5 dioksidia, voidaan todeta, että kalanteroitu paperituote on vaaleampi ja läpikuultavampi paksuuteen nähden helmien käytön ansiosta. Tämä vaikutus on verrannollinen käytettyyn määrään. Lisäksi on erityisen yllättävää huomata merkittävää painokiillon paranemista, ja tämä erinomainen kiilto paran-10 taa paperin musteenpidätyskykyä.In particular, when the vesicle-like beads contain titanium -5 dioxide, it can be seen that the calendered paper product is lighter and more translucent in thickness due to the use of the beads. This effect is proportional to the amount used. In addition, it is particularly surprising to notice a significant improvement in print gloss, and this excellent gloss improves the ink retention capacity of the paper.

On havaittu, että kalanteroitua paperia vastaavaa laatua voidaan valmistaa tyydyttävästi myös pienemmällä riisipai-nolla. "Riisipaino"-käsitettä käytetään paperinvalmistuksen 15 yhteydessä kuvaamaan painoa pintayksikköä kohden. Tietyn paksuisen paperin, jonka riisipaino on alhaisempi, on todettu rakkulamaisten helmien avulla saavan paremman läpikuulta-mattomuuden ja pehmeyden sekä tasaisemman pinnan kalanteroi-tujen arkkien laidasta laitaan kuin vastaavanlainen paperi, 20 johon on lisätty ainoastaan mineraalipigmenttiä, kuten titaanidioksidia .It has been found that a grade corresponding to calendered paper can also be produced satisfactorily with a lower weight of rice. The term "rice weight" is used in connection with papermaking 15 to describe weight per unit area. Paper of a certain thickness with a lower rice weight has been found to have better opacity and softness with blister-like beads and a smoother surface from the edge of the calendered sheets than a similar paper to which only a mineral pigment such as titanium dioxide has been added.

Painotetaan, että tällä keksinnöllä aikaansaatu lisääntynyt kuohkeus aikaansaadaan rakkulamaisilla helmillä, joiden koko 25 on vähintään 5 μπι, suurempien helmien tuottaessa vielä paremman kuohkeuden kuin pienempien tuottama. Halkaisijaltaan jopa n. 35 /im helmiä voidaan käyttää, mutta suositeltavaa on käyttää keskimääräistä partikkelikokoa välillä 8 ja 30 μια. Käsite "rakkulamainen" viittaa helmen koostuvan useasta rak-30 kulasta tai solusta. Tässä tarkasteltavat helmet koostuvat keskimäärin vähintään 5 solusta helmeä kohden. Vaikuttaa siltä, että suuri määrä soluja helmeä kohden estää helmiä painumasta kokoon, kun kyseisiä helmiä sisältävää paperia puristetaan kalanterointioperaation määräämällä huomattaval-15 la voimalla.It is emphasized that the increased fluff provided by this invention is provided by vesicle-like beads having a size of at least 5 μπι, with larger beads producing even better fluff than smaller ones. Beads up to about 35 microns in diameter can be used, but it is recommended to use an average particle size between 8 and 30 μια. The term "vesicle-like" refers to a bead consisting of a plurality of vesicles or cells. The beads considered here consist of an average of at least 5 cells per bead. It appears that a large number of cells per bead prevents the beads from collapsing when the paper containing those beads is compressed with a considerable force of 15 ° as determined by the calendering operation.

Täten, kalanteroinnin jälkeen parannus kuohkeudessa on noin 5-15 % käytettäessä edellä mainitun kokoisia helmiä, kuoh- 5 P ft 7 3 4 keuden paranemisella tarkoitettaessa paksuuden kasvun määrää samanpainoisessa paperissa. Jos paperin riisipaino on pieni, esim. alle n. 15,9 kg riisiä kohden (yleensä 13,6 kg riisiä kohden), antavat helmet, joiden partikkelikoko on alle n. 15 5 μιη, paremman lopputuloksen. Paperissa, jonka riisipaino on suurempi, esim. yli 15,9 kg riisiä kohden (yleensä 18,1 kg riisiä kohden), antavat helmet, joiden keskimääräinen partikkelikoko on yli n. 15 μιη parhaan lopputuloksen (paperin kuohkeus säilyy paremmin kalanteroinnissa).Thus, after calendering, the improvement in fluff is about 5-15% when using beads of the above-mentioned size, the improvement in fluff 5 P ft 7 3 4 means the amount of thickness increase in paper of the same weight. If the rice weight of the paper is small, e.g. less than about 15.9 kg per rice (usually 13.6 kg per rice), beads with a particle size of less than about 15 5 μιη will give a better result. In paper with a higher rice weight, e.g. more than 15.9 kg per rice (usually 18.1 kg per rice), beads with an average particle size of more than about 15 μιη give the best result (paper fluff is better preserved in calendering).

1010

Tutkitut tyypilliset konekalanterointiolosuhteet käsittävät pystysuuntaisen puristusvoiman välillä 20,8 ja 160,7 kg/cm normaalissa paperinvalmistuslämpötilassa tässä prosessivaiheessa, ts. n. 65,6°C. Yleisesti suositellaan kalanterointi-15 lämpötiloja alle n. 95,3°C.The typical machine calendering conditions studied comprise a vertical compression force between 20.8 and 160.7 kg / cm at a normal papermaking temperature at this process step, i.e., about 65.6 ° C. Calendering temperatures below about 95.3 ° C are generally recommended.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle korkeabulkkisen kalante-roidun paperin valmistamiseksi on tunnusomaista, että nestemäinen suspensio, joka sisältää karboksyylifunktionaalisia, 20 voimakkaasti silloitettuja, titaanidioksidipigmentoituja, polymeerisiä rakkulamaisia helmiä, joiden keskimääräinen partikkelikoko on vähintään noin 5 μιη ja enintään noin 35 μιη, lisätään massalietteeseen yhdessä anionisen retentioapu-aineen kanssa, jotka helmet on esisekoitettu neutraloidun .25 polykarboksyylihappopolymeeripaksunnosaineen kanssa, jotta hienoaineen kulkeutuminen viiran läpi nollaveteen vähenisi, muodostetaan korkeabulkkinen paperi, joka sisältää 2-6 pai-no-% polymeerisiä rakkulamaisia helmiä, ja kalanteroidaan mainittu korkeabulkkinen paperi sellaisen kalanteroidun pa-30 perituotteen muodostamiseksi, jonka riisipaino on korkeintaan 18,1 kg riisiä kohden.The process for preparing high bulk calendered paper according to the invention is characterized in that a liquid suspension containing carboxyl-functional, highly crosslinked, titanium dioxide pigmented, polymeric vesicle-like beads having an average particle size of at least about 5 μιη and up to about 35 μιη with the material, the beads premixed with a neutralized .25 polycarboxylic acid polymer thickener to reduce the passage of fines through the wire to the zero water, forming a high-bulk paper containing 2-6% by weight of polymeric vesicle-like beads, and calendering said high-bulk paper with a rice weight not exceeding 18.1 kg per rice.

Nestemäinen helmisuspensio modifioidaan lisäämällä siihen neutraloitu polykarboksyylihappopolymeeri, kuten ammoniakil-35 la neutraloitu polyakryylihappo, nesteväliaineen paksuntami-seksi ja täten pidetään helmet vakaassa suspensiossa. On voitu havaita, että kun nestemäinen helmisuspensio stabiloidaan aiemman kuvauksen mukaan, muuttuu paperinvalmistus-The liquid bead suspension is modified by adding a neutralized polycarboxylic acid polymer, such as ammonia-35a neutralized polyacrylic acid, to thicken the liquid medium, and thus keeping the beads in a stable suspension. It has been observed that when the liquid bead suspension is stabilized as previously described, the papermaking

g β Ö / J Hg β Ö / J H

prosessi huomattavasti, sillä viiran läpi nollaveteen kulkeutuvan hienoaineen määrä vähenee. Tämä toiminta on erityisen tehokasta käytettäessä lisäksi tehokasta määrä anionista retentioapuainetta paperimassassa, jossa anionisen retentio-5 apuaineen määrä on toisarvoinen, sillä normaalit määrät retentioapuainetta, kuten tässä on käytetty, ovat tehokkaita.process considerably, as the amount of fines passing through the wire into the zero water is reduced. In addition, this operation is particularly effective when an effective amount of anionic retention aid is used in a pulp in which the amount of anionic retention aid is secondary, since normal amounts of retention aid, as used herein, are effective.

Painotetaan, että tässä käytetyt rakkulamaiset helmet ovat silloitettuja karboksyylifunktionaalisia helmiä, jotta ne 10 voisivat osallistua hienoaineen retention parantamiseen. Titaanidioksidipigmentaation läsnäoloa ei näissä helmissä vaadita hienoaineen retention suhteen, vaan kyse on helmien kyvystä parantaa kalanteroidun paperin laatua.It is emphasized that the vesicle-like beads used herein are cross-linked carboxyl-functional beads so that they can contribute to improving fines retention. The presence of titanium dioxide pigmentation in these beads is not required for fines retention, but in the ability of the beads to improve the quality of the calendered paper.

15 On kiinnostava todeta, että neutraloitu polykarboksyylihap-popolymeeri, joka paksuntaa nestemäisen helmisuspension ja stabiloi sen, toimii kemiallisessa yhteistyössä helmien kar-boksyylifunktionaalisuuden kanssa. Tämän todistaa se tosiasia, että nämä neutraloidut polymeerit riittävät stabi-20 loimaan suspension alemmalla viskositeettitasolla kuin muut paksunnusaineet, joten stabiloimiseen vaikuttavat myös muut seikat kuin ainoastaan nesteväliaineen viskositeetti.It is interesting to note that the neutralized polycarboxylic acid polymer, which thickens and stabilizes the liquid bead suspension, chemically interacts with the carboxyl functionality of the beads. This is evidenced by the fact that these neutralized polymers are sufficient to stabilize the suspension at a lower viscosity level than other thickeners, so that stabilization is also affected by factors other than the viscosity of the liquid medium alone.

Anionisen retentioapuaineen kanssa vaikuttaa myös olevan 25 kemiallista yhteistoimintaa. Tämän todistaa se seikka, että anioninen retentioapuaine valitaan ja käytetään suhteessa, joka maksimoi retention käytännön tasolla. Neutraloidun pak-sunnosaineen, joka on kemiallisesti samantapainen kuin retentioapuaine ja joka lisätään helmisuspensioon, määrä on 30 aivan liian pieni, jotta se vaikuttaisi huomattavasti retention paranemiseen. On ajateltu, että retentioapuaineen kar-boksyylifunkionaalisuuden neutraloimiseksi käytetty amiini tai ammoniakki, paksunnosaineen karboksyylifunktionaalisuus ja helmien karboksyylifunktionaalisuus toimivat siten, että 35 ne yhdistävät retentioapuaineen ja helmet tehokkaasti toisiinsa. Kun retentioapuaine yhdistyy hienojakoiseen partikkeliin, joka normaalisti läpäisisi viiran, johtaa se siihen, että retentioapuaine voi myös kytkeytyä helmeen. Tämä helmi 7 b 8 7 5 4 on paljon suurempi kuin hienojakeinen partikkeli, mikä lisää mahdollisuutta, että paljon suurempi konglomeraatti pysyy viiralla.There also appear to be 25 chemical interactions with the anionic retention aid. This is evidenced by the fact that the anionic retention aid is selected and used in a ratio that maximizes retention at the practical level. The amount of neutralized thickener, which is chemically similar to the retention aid and added to the bead suspension, is far too small to significantly contribute to the improvement of retention. It has been thought that the amine or ammonia used to neutralize the carboxyl functionality of the retention aid, the carboxyl functionality of the thickener, and the carboxyl functionality of the beads function to effectively connect the retention aid and the beads. When the retention aid combines with a fine particle that would normally pass through the wire, it results in the retention aid also being able to bind to the bead. This bead 7 b 8 7 5 4 is much larger than a fine particle, which increases the chance that a much larger conglomerate will remain on the wire.

5 Yhteenvetona voidaan todeta, että rakkulamaiset helmet, joita käytetään nestesuspensiossa, joka on paksunnettu neutraloidulla polykarboksyylihappopolymeerillä, jottei suspensio sakkautuisi, voidaan tehokkaasti pidättää paperissa yhdessä suuremman hienoaine- ja mineraalitäyteainemäärän kanssa, 10 joka normaalisti läpäisee Fourdrinier-viiran tavanomaisessa paperinvalmistusprosessissa.In summary, vesicle-like beads used in a liquid suspension thickened with a neutralized polycarboxylic acid polymer to prevent the suspension from precipitating can be effectively retained in the paper along with a larger amount of fines and mineral fillers in the process.

Helmien retentio paranee käytettäessä tavanomaisia anionisia retentioapuaineita. Karboksyylifunktionaalisten silloitettu-15 jen helmien, jotka on esisekoitettu neutraloidun polykarbok-syylihappopolymeeripaksunnosaineen kanssa, ja anionisen re-tentioapuaineen yhdistelmä vaikuttaa myös kaikkien hienoaineiden retention paranemiseen tavanomaisessa paperinvalmistusprosessissa.Bead retention is improved by the use of conventional anionic retention aids. The combination of carboxyl-functional crosslinked beads premixed with a neutralized polycarboxylic acid polymer thickener and an anionic retention aid also contributes to improving the retention of all fines in a conventional papermaking process.

2020

Rakkulamaiset helmet kuohkeuttavat paperia, vaikka ne eivät olisikaan pigmentoituja, mutta pigmentoidut rakkulamaiset helmet kestävät kalanterointioperaation kuumuutta ja painetta ja suuresta koostaan huolimatta (mineraalitäyteaineisiin 25 verrattuna) kuohkeuttavat kalanteroitua paperia ja säilyttävät paperin opasiteetin ja vaaleuden samalla kuin kalante-roidun paperin kiilto paranee. Titaanidioksidipigmentin määrä voidaan samalla huomattavasti pienentää. Tämä on yllättävää. Koska titaanidioksidin määrää ei tarvitse vähentää, 30 voidaan suurempia määriä tätä pigmenttiä sisällyttää käytettyihin rakkulamaisiin helmiin.The vesicle-like beads fluff the paper, even if not pigmented, but the pigmented vesicle-like beads withstand the heat and pressure of the calendering operation and, despite their large size (compared to mineral fillers), fluff the calendered paper and maintain the opacity and brightness of the paper while calibrating the paper opacity. At the same time, the amount of titanium dioxide pigment can be considerably reduced. This is surprising. Since there is no need to reduce the amount of titanium dioxide, larger amounts of this pigment can be incorporated into the vesicle-like beads used.

Tässä yhteydessä käytännöllisiksi osoittautuneet retentio-apuaineet ovat itsessään hyvin tunnettuja ja monia niistä on 35 saatavilla kaupallisesti. Edullisia ovat monoetyleenihaposta ja akryyliamidista ja metakryyliamidista koostuvat kopoly-meerit, jotka sisältävät yleensä 5-50 % happomonomeeriä ja loput amidimonomeeriä. Edullisten anionisten kopolymeerien 8 b'6/04 happo-osa koostuu yleensä joko akryyli- tai metakryylihapos-ta, joka tehdään anioniseksi amiinin, mieluiten ammoniakin, avulla. 20 % metakryylihappoa ja 80 % akryyliamidia sisältävää kopolymeeria on kuvaava anioninen retentioapuaine.Retention aids which have proved practical in this connection are well known per se and many of them are commercially available. Preferred are copolymers of monoethylene acid and acrylamide and methacrylamide, which generally contain 5-50% acid monomer and the remainder amide monomer. The acid portion of the preferred anionic copolymers 8b'6 / 04 generally consists of either acrylic or methacrylic acid, which is rendered anionic by means of an amine, preferably ammonia. A copolymer containing 20% methacrylic acid and 80% acrylamide is an illustrative anionic retention aid.

55

Erilaisia anionisia hartseja, joita voidaan käyttää reten-tioapuaineina, käsitellään Kirk Othmerin kirjassa "Encyclopedia of Chemical Technology", 3. painos, Volume 16, sivu 804, jossa todetaan, etteivät tavalliset täyteaineet, kool-10 taan alle 5 μπι, pienen kokonsa vuoksi jää tehokkaasti paperiin, täten puoltaen retentioapuaineiden käyttöä paperimassassa. Tässä käytetyt helmet ovat yleensä paljon suurempia, mutta niiden retentiota Fourdrinier-viiralla parannetaan myös tavallisten retentioapuaineiden avulla.Various anionic resins that can be used as retention aids are discussed in Kirk Othmer's Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd Edition, Volume 16, page 804, which states that ordinary fillers, Kool-10, are less than 5 μπι due to their small size. effectively remains on the paper, thus advocating the use of retention aids in the pulp. The beads used here are usually much larger, but their retention on Fourdrinier wire is also improved with the help of standard retention aids.

1515

Edulliset anioniset retentioapuaineet koostuvat karboksyyli-funktionaalisista kopolymeereistä, jotka on dispergoitu mas-salietteeseen, sillä ne on liuotettu emäkseen, yleensä ammoniakkiin tai haihtuvaan amiiniin. Tässä käytetyt rakkula-20 maiset helmet koostuvat silloitetusta polyesterihartsista, jossa on reagoimattomia karboksyyliryhmiä. Nämä karboksyyli-ryhmät yhdistyvät myös emäkseen, sillä emäs on aina läsnä helmien valmistuksen yhteydessä.Preferred anionic retention aids consist of carboxyl-functional copolymers dispersed in a pulp slurry because they are dissolved in a base, usually ammonia or a volatile amine. The vesicle-like beads used herein consist of a crosslinked polyester resin having unreacted carboxyl groups. These carboxyl groups also combine with the base, as the base is always present during the preparation of the beads.

25 Polyakryylihappopaksunnosaineet ovat hyvin tunnettuja aineita ja niiden molekyylipaino on suhteellisen suuri, sillä ne valmistetaan polymeroimalla nestemäisessä emulsiossa. Akryy-lihappoa tai metakryylihappoa käytetään tavallisesti, jolloin valittu happo tai happoseos on pääosin ainoa monomeeri, 30 vaikka jopa 10 % muita monoetyleenisesti tyydyttymättömiä monomeerejä, kuten etyyliakrylaattia, voi olla läsnä. Jopa 2 % polyetyleenistä monomeeriä, kuten divinyylibentseeniä tai etyleeniglykolidiallyylieetteriä, voi olla läsnä kopoly-meroinnin aikana molekyylipainon lisäämiseksi tai rajoitetun 35 silloituksen aikaansaamiseksi. Ammoniakkia tai haihtuvaa amiinia, kuten monoetanoliamiinia, voidaan käyttää neutra-loimiseen, joka paksuntaa polymeerin sisältävän nesteväliai-neen. Ammoniakkia pidetään edullisena emäksenä. Yleensä 0,1- 9 £'> 6 '/ ό 4 2 % polyakryylihappopolymeeriä riittää paksuntamiseen, joka on tarpeen (neutraloinnin jälkeen) helmisuspension, joka sisältää noin 10-50 % vapaata vettä, stabiloimiseksi. Täsmällistä neutralointia ei vaadita. Halutun paksuuden saavut-5 taminen määrää käytettävän emäksen määrän.Polyacrylic acid thickeners are well known substances and have a relatively high molecular weight because they are prepared by polymerization in a liquid emulsion. Acrylic acid or methacrylic acid is usually used, with the selected acid or acid mixture being essentially the sole monomer, although up to 10% of other monoethylenically unsaturated monomers, such as ethyl acrylate, may be present. Up to 2% of a polyethylene monomer such as divinylbenzene or ethylene glycol allyl ether may be present during the copolymerization to increase the molecular weight or to provide limited crosslinking. Ammonia or a volatile amine such as monoethanolamine can be used to neutralize, which thickens the polymer-containing liquid medium. Ammonia is considered the preferred base. Generally, 0.1-9 £ '> 6' / ό 4 2% polyacrylic acid polymer is sufficient for the thickening required (after neutralization) to stabilize a bead suspension containing about 10-50% free water. Exact neutralization is not required. Achieving the desired thickness determines the amount of base to be used.

Tämän keksinnön prosessissa on edullista käyttää massa-lietettä, jonka pH on 4-6, joka saavutetaan lisäämällä happoa, kuten rikkihappoa. Syy tähän on, että hienoaineen re-10 tentio on suurimmillaan tällä pH-alueella.In the process of the present invention, it is preferable to use a pulp slurry having a pH of 4-6, which is achieved by adding an acid such as sulfuric acid. The reason for this is that the re-10 tension of the fines is greatest in this pH range.

On kiinnostavaa todeta, että anioniset retentioapuaineet lisätään yleensä perälaatikkoon tai sen läheisyyteen, jotta minimoitaisiin niiden sekoittuminen, ja tätä tavanomaista 15 menetelmälaitetta käytetään edullisesti myös tässä (rakkulamaiset helmet lisätään retentioapuaineiden kanssa), jotta saavutettaisiin hyvä kontakti lisättävien anionisten ryhmien ja paperimassassa olevien hienoaineiden ja kuitujen välille. Tarkemmin sanottuna, on edullista lisätä helmet ja anioninen 20 retentioaine paperimassaan juuri ennen perälaatikkoa ja pumppauksen ja keskipakosuodatuspuristimien jälkeen, jotta minimoitaisiin tässä käytettyjen anionisen retentioapuaineen ja anionisten helmien aiheuttama leikkaus.It is interesting to note that anionic retention aids are generally added to or near the headbox to minimize mixing, and this conventional method apparatus is preferably used here as well (blister-like beads are added with retention aids) to achieve good contact between the added anionic groups and the pulp. . More specifically, it is preferred to add the beads and anionic retention aid to the pulp just before the headbox and after pumping and centrifugal filtration presses to minimize shear caused by the anionic retention aid and anionic beads used herein.

'"· 25 Erityisessä vertailussa, jossa käytettiin 7,5 % titaanidioksidia, anataasia, tyypillisessä opasitetisoidussa paperissa, todettiin, että yhdistelmä, joka sisältää 2,5 % titaanidioksidia, anataasia, ja 5 % pigmentoituja rakkulamaisia helmiä, antaa saunaa riisipainoa olevaa kalanteroitua paperia, joka 30 on yhtä vahvaa, kuohkeampaa, samanlaista opasiteetiltaan ja pehmeämpää. Suunnilleen saunanlainen tilanne seuraa käytettäessä vain pigmentoituja rakkulamaisia helmiä ilman titaanidioksidia. Käytettäessä vain titaanidioksidipigmentoituja rakkulamaisia helmiä ilman ylimääräistä titaanipigmenttiä 35 saatiin, paperin riisipainon ollessa sama, kuohkeampaa paperia, jonka vaaleus ja opasiteetti olivat verrannolliset ja pinta pehmeämpi kuin titaanidioksidi-verrokin. Titaanidioksidipigmentoituja helmiä käytetään siksi, että rakkulamais- ten helmien solujen seinämillä oleva hienojakeinen pigmentti ehkäisee paremmin helmiä painumasta kokoon kalanterointiope- raation aikana.In a special comparison using 7.5% titanium dioxide, anatase, in a typical opacitized paper, it was found that a combination of 2.5% titanium dioxide, anatase, and 5% pigmented vesicle-like beads gives a sauna-weighted calendered paper, which is equally strong, fluffier, of similar opacity and softer.A roughly a sauna-like situation follows when using only pigmented vesicle-like beads without titanium dioxide.When using only titanium dioxide-pigmented vesicle-like beads without extra titanium pigment 35 was obtained, the paper was and the surface is softer than the titanium dioxide control.Titanium dioxide pigmented beads are used because the fine pigment on the cell walls of the vesicle-like beads better prevents the beads from collapsing during calendering. - during the ration.

]_q b b / o 4 5 Vaikka pigmentoidut rakkulamaiset helmet ovat tärkeitä ka-lanteroidun paperin valmistuksessa, ei paperinvalmistus-prosessin hienoaineen retention paraneminen vaikuta tarvitsevan pigmentin läsnäoloa helmien soluseinämissä, joten pigmentoidut helmet eivät muodosta päätekijää tämän keksinnön 10 uudessa prosessissa.Although pigmented vesicle-like beads are important in the manufacture of calendered paper, the improvement in fines retention in the papermaking process does not appear to require the presence of pigment in the cell walls of the beads, so pigmented beads are not a major factor in the novel process of this invention.

Vaikka erinomaiset ominaisuudet saavutetaankin ilman vapaata titaanidioksidia, on tämän epäorgaanisen pigmentin, joskin tavallista pienemmän määrän, käyttäminen toivottavaa eräissä 15 tapauksissa. Tällöin voidaan normaalin titaanidioksidin, anataasin, määrää, joka opasitetisoidussa kalanteroidussa painopaperissa on n. 7,5 %, vähentää 0,5-5 %:iin, edullisesti 1-4 %:iin.Although excellent properties are achieved without free titanium dioxide, the use of this inorganic pigment, albeit in a smaller amount than usual, is desirable in some cases. In this case, the amount of normal titanium dioxide, anatase, which is about 7.5% in the opacified calendered printing paper can be reduced to 0.5-5%, preferably 1-4%.

20 Edullisia rakkulamaisia helmiä ovat styreeni-silloitetut tyydyttymättömät polyesterihartsit. Näistä tehdään rakkulamaisia helmiä tunnetun menetelmän mukaan, joka kuvataan US-patentissa numero 3 879 314. Kyseisten rakkulamaisten helmien koko saattaa vaihdella huomattavasti, mutta ne ovat 25 yleensä halkaisijaltaan keskimäärin vähintään n. 5 /im. Esimerkiksi helmiä, joiden keskimääräinen halkaisija on 8-30 μιη, on helppo valmistaa ja ne ovat täysin käyttökelpoisia tämän keksinnön yhteydessä. Kun helmien koko kasvaa yli n.Preferred vesicle-like beads are styrene-crosslinked unsaturated polyester resins. These are made into vesicle-like beads according to a known method described in U.S. Patent No. 3,879,314. These vesicle-like beads may vary considerably in size, but are generally on average at least about 5 microns in diameter. For example, beads with an average diameter of 8-30 μιη are easy to manufacture and are fully useful in the present invention. When the size of the beads increases above n.

30 /im, on hyvälaatuisten helmien valmistaminen yhä vaikeam-30 paa. Helmet saatetaan yleensä nestemäiseen suspensioon ja sisältävät sisällään noin 55-60 % vettä omasta painostaan laskettuna. Suspensiot sisältävät enemmän vettä kuin helmet voivat pitää kuivana vaikuttavassa kakussa, joten suspensiot sisältävät noin 15-35 % kiinteitä helmiä, tasapainossa veden 35 kanssa. Nämä paksunnetaan yleensä sellaisella määrällä ammoniakilla neutraloitua polyakryylihappoa tai polymetakryy-lihappoa, jotta saataisiin stabiili suspensio, mutta ehdottomat määrät eivät ole kriittisiä, sillä heikosti stabiilit 11 H 8 7 S 4 suspensiot ovat vielä käyttökelpoisia, jos lisämäärä paksun-nosainetta sallitaan.30 / im, it is more and more difficult to make good quality beads. The beads are generally placed in a liquid suspension and contain about 55-60% water by weight. The suspensions contain more water than the beads can keep dry in the active cake, so the suspensions contain about 15-35% solid beads, in equilibrium with water 35. These are generally thickened with an amount of ammonia-neutralized polyacrylic acid or polymethacrylic acid to obtain a stable suspension, but absolute amounts are not critical, as poorly stable 11 H 8 7 S 4 suspensions are still useful if an additional amount of thickener is allowed.

Tässä keksinnössä käytettävien rakkulamaisten helmien val-5 mistusta varten on olemassa useita muita kiinnostavia patentteja, joista erityisesti mainittakoon US-patentit numerot 3 822 244, 3 923 704 ja 3 933 579. Viimeksi mainittu patentti kuvaa tässä hakemuksessa suositeltuja rakkulamaisia helmiä, nimittäin sellaisia, joiden rakeen halkaisijan ja 10 rakkulan keskiarvohalkaisijan välinen suhde on vähintään 5:1, rakkulan tilavuus on 5-95 % rakeen tilavuudesta sekä joissa on enintään 60 til.-% pigmenttiä.There are several other patents of interest for the manufacture of vesicle-like beads for use in the present invention, notably U.S. Patent Nos. 3,822,244, 3,923,704 and 3,933,579. The latter patent describes the vesicle-like beads recommended in this application, namely those having the ratio between the diameter of the granule and the average diameter of the 10 vesicles is at least 5: 1, the volume of the vesicle is 5-95% of the volume of the granule and they contain at most 60% by volume of pigment.

Tässä käytetyillä rakkulamaisilla helmillä on voimakkaasti 15 silloitettu polymeerinen runko, joka koostuu edullisesti karboksyylifunktionaalisesta, tyydyttymättömästä polyesteri-hartsista silloitettuna siihen kopolymeroitavalla etyleeni-sesti tyydyttymättömällä monomeerillä. Polyesterin tyydytty-mättömyydeksi on suositeltu maleaatti-tyydyttymättömyyttä, 20 kyseisten polyesterien ollessa itsessään hyvin tunnettuja ja niitä tullaan kuvaamaan myöhemmin. Nämä polyesterit ovat karboksyylifunktionaalisia aineita ja polyesterin happoluku on edullisesti 10-45 mg KOH/g, yleisemmin 15-25.The vesicle-like beads used herein have a strongly crosslinked polymeric backbone, preferably consisting of a carboxyl-functional, unsaturated polyester resin crosslinked with an ethylenically unsaturated monomer copolymerizable thereto. Maleate unsaturation has been recommended as the unsaturation of the polyester, with such polyesters being well known per se and will be described later. These polyesters are carboxyl-functional substances and the acid number of the polyester is preferably 10-45 mg KOH / g, more generally 15-25.

25 Silloitukseen käytettävät tyydyttymättömät monomeerit ovat myös hyvin tunnettuja ja veteen liukenemattomia monomeerejä, joita tyypillisesti edustavat styreeni ja vinyylitolueeni. Polyestereitä ja monomeerejä käsitellään tarkemmin US-paten-tissa numero 3 879 314, jossa esitetään rakkulamaisten hel-30 mien valmistusmenetelmä käyttäen vesiliukoista polyamiinia, . . joka sisältää vähintään kolme amiiniryhmää molekyyliä kohden ja jonka dissosiaatiovakio vedessä (pK-arvo) on 8,5-10,5, dietyylitriamiinin ollessa tyypillinen edustaja. Polyamiinia käytetään pitoisuutena, joka vastaa 0,3-1,4 amiiniryhmää 35 polyesterikarboksyyliryhmää kohden. Silloitettavaksi on suositeltu 35-45 % tyydyttymätöntä polyesteriä 55-65 %:lla styreeniä. Helmiä käytetään yleensä kuivaamatta ja ne sisältä- 12 8 8 7 3 4 vätkin paljon vettä ja niiden valmistukseen käytettyjä amiineja.The unsaturated monomers used for crosslinking are also well known and water-insoluble monomers, typically represented by styrene and vinyl toluene. Polyesters and monomers are discussed in more detail in U.S. Patent No. 3,879,314, which discloses a process for making vesicle-like beads using water-soluble polyamine. . containing at least three amine groups per molecule and having a dissociation constant in water (pK value) of 8.5-10.5, with diethyltriamine being a typical representative. The polyamine is used in a concentration corresponding to 0.3 to 1.4 amine groups per 35 polyester carboxyl groups. 35-45% unsaturated polyester with 55-65% styrene is recommended for crosslinking. The beads are usually used without drying and contain a lot of water and the amines used to make them.

Keksintöä kuvataan seuraavassa, jossa on huomioitava, että 5 osat ja suhteet on ilmoitettu painoyksikköinä, ellei toisin mainita.The invention is described below, in which it should be noted that the parts and ratios are given in units of weight, unless otherwise stated.

Tämän keksinnön mukaisia pigmentoituja rakkulamaisia helmiä kuvataan US-patentissa numero 3 879 314, joka on julkaistu 10 22. huhtikuuta 1975, ks. erityisesti esimerkki II. Toimimal la esimerkin II mukaan ja käyttämällä polyesteriä, joka sisältää 18 % ftaalianhydridiä, 37 % maleiinianhydridiä ja 45 % propyleeniglykolia, jotka on liuotettu styreeniin muodostaen liuoksen, joka sisältää 41,8 % polyesteriä, saadaan 15 titaanidioksidilla, anataasi, pigmentoituja rakkulamaisia helmiä, jotka sisältävät 43,2 % pigmenttiä. Polyesteri on karboksyylifunktionaalinen tuote ja tämä karboksyylifunktionaalisuus esiintyy suurelta osin suolamuotona yhdessä helmien valmistukseen käytettyjen amiinien kanssa. Näiden helmien 20 koko on keskimäärin 25 μια ja ne sisältävät keskimäärin yli 10 solua helmeä kohden.The pigmented vesicle-like beads of this invention are described in U.S. Patent No. 3,879,314, issued April 22, 1975, cf. in particular Example II. By working according to Example II and using a polyester containing 18% phthalic anhydride, 37% maleic anhydride and 45% propylene glycol dissolved in styrene to form a solution containing 41.8% polyester, titanium dioxide, anatase, pigmented vesicular beads containing 43.2% pigment. Polyester is a carboxyl functional product and this carboxyl functionality exists in large part in salt form together with the amines used to make the beads. These beads 20 have an average size of 25 μια and contain an average of more than 10 cells per bead.

Nämä helmet lisätään paperimassaan, jossa on 39,9 kg havu-puumassaa, 60,0 kg lehtipuumassaa, 20,0 kg savea, 2,3 kg 25 kalsinoitua savea ja 1,5 kg alunaa sekoitettuna veteen, jolloin saadaan 1892,7 dm3 seosta, johon lisätään 300 ml väkevää rikkihappoa pitämään pH-arvo välillä 4,5-6,5. Tätä mas-salietettä modifioidaan siten, että se sisältää 4-6 % rakkulamaisia helmiä ja 1,5 % titaanidioksidia, anataasia, massan 30 kuivapainosta, minkä jälkeen massaliete pumpataan perälaa-tikkoon venttiilin kautta, jossa sen kuiva-ainepitoisuus laskee 2,5 %:iin.These beads are added to a pulp of 39.9 kg of softwood pulp, 60.0 kg of hardwood pulp, 20.0 kg of clay, 2.3 kg of calcined clay and 1.5 kg of alum mixed with water to give a mixture of 1892.7 dm3 , to which 300 ml of concentrated sulfuric acid are added to keep the pH between 4.5 and 6.5. This pulp slurry is modified to contain 4-6% vesicle-like beads and 1.5% titanium dioxide, anatase, by dry weight of the pulp 30, after which the pulp slurry is pumped into the headbox through a valve where its dry matter content decreases by 2.5%: respectively.

Tästä massalietteestä valmistetun paperin riisipaino oli 35 välillä 16,8-18,1 kg riisiä kohden ja se kalanteroitiin paineessa, joka oli joko 26,8 tai 160,7 kg/cm, lämpötilan ollessa n. 65,6°C. Verrattuna samanlaiseen massaan, joka sisälsi 6,5 % titaanidioksidia, anataasia, voitiin todeta ka- 13 b 8'/ 3 4 lanteroidun paperin paksuuden kasvaneen 5-15 % kaikilla rii-sipainoilla ja kummallakin helmipitoisuustasolla, jotka olivat 4 % j a 6 %.The paper made from this pulp slurry had a rice weight of between 16.8 and 18.1 kg of rice and was calendered at a pressure of either 26.8 or 160.7 kg / cm 3 at a temperature of about 65.6 ° C. Compared to a similar pulp containing 6.5% titanium dioxide, anatase, it was found that the thickness of the calendered paper increased by 5-15% at all rice weights and at both bead content levels of 4% and 6%.

5 Valmistettu paperi, sekä ilman helmiä että helmien kanssa, käsiteltiin tavanomaisen tapaan liimapuristimessa, minkä jälkeen se kalanteroitiin edellä mainituissa olosuhteissa valmiin paperin aikaansaamiseksi, joka testattiin. Paperi, joka sisälsi pigmentoituja rakkulamaisia helmiä, oli paksum-10 paa ja 1äpikuultamattomampaa kuin tavallinen titaanidioksi-dipigmentoitu paperi. Tämä vahvistaa sen, että tällä keksinnöllä saadaan painoltaan kevyempää ja yhtä läpikuultamatonta painopaperia.The prepared paper, both without beads and with beads, was treated in a conventional manner in an adhesive press, after which it was calendered under the above-mentioned conditions to obtain a finished paper which was tested. The paper containing pigmented vesicle-like beads was thicker and more opaque than ordinary titanium dioxide-dipigmented paper. This confirms that the present invention provides a lighter weight and equally opaque printing paper.

Ammoniakki-neutraloidun polyakryylihappopaksunnetun, stabii-15 Iin nestemäisen suspension muodossa esiintyvät rakkulamaiset helmet voidaan lisätä yhdessä anionisen retentioapuaineen kanssa, joka koostuu 20 % metakryylihappoa ja 80 % akryy-liamidia sisältävästä kopolymeeristä, siten, että sen määrä on 1 % massan kiinteän aineen painosta. Nämä lisätään mas-20 saan yhdessä veden kanssa, jolla massa laimennetaan haluttuun kuiva-ainepitoisuuteen välittömästi ennen perälaatikkoa leikkaamisen ehkäisemiseksi. Verrattuna ainoastaan anionisen retentioapuaineen käyttöön voidaan todeta, että huomattavasti pienempi määrä hienoainetta läpäisee viiran, mikä voidaan 25 todeta nollaveden zetapotentiaalin alenemisena. Mitä tuhkapitoisuuteen tulee, voidaan todeta, että normaali retentio, joka saadaan vertaamalla teoreettista ja todellista tuhkapitoisuutta keskenään, kasvaa noin 67-68 %:sta 76-77 %:iin, kun tätä seikkaa tutkitaan tämän keksinnön valossa.The vesicle-like beads in the form of an ammonia-neutralized polyacrylic acid-thickened, stable liquid suspension can be added together with an anionic retention aid consisting of a copolymer of 20% methacrylic acid and 80% acrylamide in an amount of 1% by weight of solid. These are added to the pulp together with water to dilute the pulp to the desired dry matter content immediately before the headbox to prevent cutting. Compared to the use of an anionic retention aid alone, it can be seen that a significantly smaller amount of fines passes through the wire, which can be seen as a decrease in the zeta potential of zero water. With respect to the ash content, it can be seen that the normal retention obtained by comparing the theoretical and actual ash content increases from about 67-68% to 76-77% when this fact is examined in the light of the present invention.

3030

Claims (10)

14 Ö8 73414 Ö8 734 1. Korkeabulkkinen kalanteroitu paperi, joka sisältää 2-6 paino-% paperin painosta voimakkaasti silloitettuja, ti-taanidioksidipigmentoituja, polymeerisiä rakkulamaisia hel-5 miä, joiden keskimääräinen partikkelikoko on vähintään noin 5 μπι ja enintään noin 35 jum, tunnettu siitä, että mainitun kalanteroidun paperin riisipaino on korkeintaan 18,1 kg riisiä kohden.A high bulk calendered paper containing from 2 to 6% by weight of paper of highly crosslinked titanium dioxide pigmented polymeric vesicle beads having an average particle size of at least about 5 μπι and at most about 35 μm, characterized in that said calendered the rice weight of the paper shall not exceed 18.1 kg per rice. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen korkeabulkkinen kalante roitu paperi, tunnettu siitä, että rakkulamaisten helmien määrä paperissa on vähintään noin 3,5 %, että paperin riisi-paino on vähintään noin 9,0 kg riisiä kohden, jotta saataisiin laadukas painopaperi, ja että rakkulamaisten helmien 15 keskimääräinen partikkelikoko on välillä 10 ja 30 μπι.High bulk calendered paper according to claim 1, characterized in that the amount of blister-like beads in the paper is at least about 3.5%, that the paper has a rice weight of at least about 9.0 kg per rice to obtain high quality printing paper, and that the blister-like beads The average particle size of 15 is between 10 and 30 μπι. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen korkeabulkkinen kalanteroitu paperi, tunnettu siitä, että r akku leima is ten helmien määrä paperissa on noin 4-5 %, että ne sisältävät keskimää- 20 rin vähintään 5 solua helmeä kohden, että rakkulamaisten helmien rakeen halkaisijan ja keskimääräisen rakkulan halkaisijan välinen suhde on vähintään 5:1 ja että rakkulan tilavuus on 5-95 % rakeen tilavuudesta ja sisältää pigmenttiä enintään 60 % tilavuudesta. 25High bulk calendered paper according to claim 2, characterized in that the number of beads labeled in the paper is about 4-5%, that they contain an average of at least 5 cells per bead, that the grain diameter of the vesicle-like beads and the average vesicle diameter the ratio is at least 5: 1 and that the volume of the blister is 5-95% of the volume of the granule and contains pigment up to 60% of the volume. 25 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen korkeabulkkinen kalanteroitu paperi, tunnettu siitä, että helmien polymeerinen runko koostuu karboksyylifunktionaalisesta tyydyttymättömästä polyesterihartsista, joka on silloitettu siihen kopolymeroi- 30 tavalla etyleenisesti tyydyttymättömällä monomeerillä, ja että rakkulamaiset helmet on lisätty massalietteeseen ja on saatu pysymään siinä anionisen retentioapuaineen avulla.High bulk calendered paper according to claim 3, characterized in that the polymeric body of the beads consists of a carboxyl-functional unsaturated polyester resin crosslinked by copolymerization with an ethylenically unsaturated monomer, and that the vesicle-like beads are added to the pulp slurry and added to the pulp slurry. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen korkeabulkkinen kalante-35 roitu paperi, tunnettu siitä, että 35-45 % maleaattityydyt- tymätöntä polyesteriä on silloitettu 55-65 %:lla styreeniä ja että polyesterin happoluku on 10-45 mg KOH/g. is 88734High bulk calendered paper according to Claim 4, characterized in that 35 to 45% of the maleate-unsaturated polyester are crosslinked with 55 to 65% of styrene and in that the polyester has an acid number of 10 to 45 mg KOH / g. is 88734 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen korkeabulkkinen kalante-roitu paperi, tunnettu siitä, että paperi on kalanteroitu puristuspaineessa, joka on vähintään noin 26,8 kg/cm ja lämpötilassa, joka on vähintään noin 37,8°C. 5The high bulk calendered paper of claim 1, wherein the paper is calendered at a compression pressure of at least about 26.8 kg / cm 3 and a temperature of at least about 37.8 ° C. 5 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen korkeabulkkinen kalanteroitu paperi, tunnettu siitä, että kalanterointipaine on välillä 125,1-214,4 kg/cm ja kalanterointilämpötila on vähintään noin 65,6°C. 10High bulk calendered paper according to claim 1, characterized in that the calendering pressure is between 125.1 and 214.4 kg / cm 3 and the calendering temperature is at least about 65.6 ° C. 10 8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen korkeabulkkinen kalanteroitu painopaperi, tunnettu siitä, että titaanidioksidin, anataasin, määrä, joka ei ole mainituissa helmissä, on 1- 4 %.High bulk calendered printing paper according to claim 6, characterized in that the amount of titanium dioxide, anatase, which is not present in said beads is 1 to 4%. 9. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen korkeabulkki-sen kalanteroidun paperin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että nestemäinen suspensio, joka sisältää karboksyylifunktionaalisia, voimakkaasti silloitettuja, titaanidioksidipig- 20 mentoituja, polymeerisiä rakkulamaisia helmiä, joiden keskimääräinen partikkelikoko on vähintään noin 5 μχα ja enintään noin 35 μπι, lisätään massalietteeseen yhdessä anionisen re-tentioapuaineen kanssa, jotka helmet on esisekoitettu neutraloidun polykarboksyylihappopolymeeripaksunnosaineen kans-25 sa, jotta hienoaineen kulkeutuminen viiran läpi nollaveteen vähenisi, muodostetaan korkeabulkkinen paperi, joka sisältää 2- 6 paino-% polymeerisiä rakkulamaisia helmiä, ja kalante-roidaan mainittu korkeabulkkinen paperi sellaisen kalanteroidun paperituotteen muodostamiseksi, jonka riisipaino on 30 korkeintaan 18,1 kg riisiä kohden. 1 Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rakkulamaisten helmien karboksyylifunktionaalisen polymeerisen materiaalin happoluku on 10-45 mg KOH/g, että 35 anioninen retentioapuaine on akryyliamidin kopolymeeri 5-50 %:n kanssa monoetyleenisesti tyydyttämätöntä karboksyy-lihappoa, että paksunnosaine on polyakryylihappo ja että anioninen retentioapuaine ja paksunnosaine on neutraloitu ammoniakilla. ie 88734A method of making high bulk calendered paper according to claim 1, characterized in that the liquid suspension containing carboxyl-functional, highly crosslinked, titanium dioxide pigmented polymeric vesicle beads having an average particle size of at least about 5 μχα and at most about 35 μπι. adding to the pulp slurry together with the anionic retention aid the beads premixed with the neutralized polycarboxylic acid polymer thickener to reduce the passage of fines through the wire to the zero water, forming a high bulk paper containing 2-6% by weight of said high blister-like beads, paper to form a calendered paper product having a rice weight of 30 or less per 18.1 kg of rice. Process according to Claim 9, characterized in that the carboxyl-functional polymeric material of the vesicle-like beads has an acid number of 10 to 45 mg KOH / g, the anionic retention aid is a copolymer of acrylamide with 5 to 50% of monoethylenically unsaturated carboxylic acid, the thickener is polyacrylic acid that the anionic retention aid and thickener are neutralized with ammonia. 88734 BC 5 Patentkrav5 Patentkrav
FI872207A 1986-11-10 1987-05-20 High-bulk calendered paper containing blistered beads and for making it FI88734C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US92851586A 1986-11-10 1986-11-10
US92851586 1986-11-10

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI872207A0 FI872207A0 (en) 1987-05-20
FI872207A FI872207A (en) 1988-05-11
FI88734B true FI88734B (en) 1993-03-15
FI88734C FI88734C (en) 1993-06-28

Family

ID=25456346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI872207A FI88734C (en) 1986-11-10 1987-05-20 High-bulk calendered paper containing blistered beads and for making it

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0268729B1 (en)
JP (1) JPS63126996A (en)
CA (1) CA1286061C (en)
DE (1) DE3779055D1 (en)
FI (1) FI88734C (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1335688C (en) * 1989-09-21 1995-05-30 Loreen Doris Ferguson Vesiculated polymer granules and paper made therefrom

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3933579A (en) * 1968-11-28 1976-01-20 Dulux Australia Limited Vesiculated polymer granules
GB1405751A (en) * 1971-07-27 1975-09-10 Bpb Industries Ltd Paper filler
GB2016498B (en) * 1978-01-18 1982-08-11 Blue Circle Ind Ltd Compositions for use with paper-making fillers
EP0204916A1 (en) * 1985-06-05 1986-12-17 DeSOTO, INC. High bulk calendered paper containing vesiculated beads

Also Published As

Publication number Publication date
EP0268729A1 (en) 1988-06-01
DE3779055D1 (en) 1992-06-17
EP0268729B1 (en) 1992-05-13
FI872207A0 (en) 1987-05-20
JPS63126996A (en) 1988-05-30
CA1286061C (en) 1991-07-16
FI872207A (en) 1988-05-11
FI88734C (en) 1993-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI85397B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV PAPPER OCH KARTONG.
RU2506363C2 (en) Paper or cardboard substrate comprising cellulosic fibres and expandable microspheres, and packaging container comprising this substrate
US6048438A (en) Method to enhance the performance of polymers and copolymers of acrylamide as flocculants and retention aids
FI57149C (en) FOER FARING FOR FRAMSTAELLNING AV EN COMPOSITION LAEMPAD SOM FYLLMEDEL I EN PAPPERSMASSA
CN1088777C (en) Production of filled paper and compositions for use in this
US8840759B2 (en) Method of using aldehyde-functionalized polymers to increase papermachine performance and enhance sizing
FI102687B (en) Process for making paper, cardboard and paperboard
EP2920364B1 (en) Emulsification of alkenyl succinic anhydride with an amine-containing homopolymer or copolymer
WO1998029603A1 (en) Method for producing paper
KR20080113444A (en) Method of treatment of mineral materials by amphoteric polymers, mineral materials obtained, their use as an agent to reduce colloidal quantities in the production of steam
JPH02160999A (en) Colloid composition and usage of
KR101771783B1 (en) Flocculation Treatment Agent
JPH05502484A (en) paper coating composition
JP2002500104A (en) Sludge dewatering
US5180473A (en) Paper-making process
CA1302022C (en) Coloring paper
EP0877120B2 (en) Papermaking process
FI88734B (en) HEGBULKIGT KALANDRERAT PAPPER SOM INNEHAOLLER BLAOSAKTIGA PAERLOR OCH FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV DET
EP3555007B1 (en) Method for dewatering of sludge from a pulp, paper or board making process
EP2971349B1 (en) Method of using aldehyde-functionalized polymers to increase papermachine performance and enhance sizing
EP0219743A1 (en) Security paper containing vesiculated beads
EP0204916A1 (en) High bulk calendered paper containing vesiculated beads
JPH09250095A (en) Papermaking
JPH03130497A (en) Alkaline paper and alkaline aqueous composition
AU744781B2 (en) Use of blends of dispersion polymers and coagulants for coated broke treatment

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed

Owner name: DESOTO, INC.