JP2005538258A - Method for producing filler-containing chemical pulp - Google Patents
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Abstract
本発明は、紙および厚紙の製造で使用される充填材、特に炭酸カルシウム系充填材の製造および使用に関わる経済性を改善する方法に関する。その炭酸カルシウム系の充填材は、炭酸カルシウム粒子をノイル・フィブリルの表面に沈澱させることによって調製する。本発明は、また、紙および厚紙の用途で直接使用することができる形態の前記充填材を製造および／または生産することが可能な方法に関するものである。さらに、本発明の１つの対象は、紙および／または厚紙を製造する方法を提供することであって、その方法は、化学パルプ中に乾燥したベイルがそこに組み込まれている前記充填材を含んでいる化学パルプを使用する。The present invention relates to a method for improving the economics involved in the manufacture and use of fillers, especially calcium carbonate based fillers, used in the manufacture of paper and cardboard. The calcium carbonate based filler is prepared by precipitating calcium carbonate particles on the surface of noyl fibrils. The invention also relates to a method capable of producing and / or producing said filler in a form that can be used directly in paper and cardboard applications. Furthermore, one object of the present invention is to provide a method for producing paper and / or cardboard, said method comprising said filler, into which dry bails are incorporated in chemical pulp. Use chemical pulp.
Description
本発明は、充填材を含有している化学パルプを製造する方法に関するものであって、その充填材は、有機または無機塩を含む粒子をノイル・フィブリルの表面に沈澱させることによって製造する。本発明は、また、紙および厚紙の用途で直接使用することができる形態の前記充填材を製造および／または生産することが可能な方法に関するものである。さらに、本発明の１つの対象は、紙および／または厚紙を製造する方法を提供することであって、その方法は、化学パルプ中に乾燥したベイルがそこに組み込まれている前記充填材を含んでいる化学パルプを使用する。本発明はまた、紙および厚紙の製造で使用される充填材、特に炭酸カルシウム系充填材の製造および使用に関わる経済性を改善する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a chemical pulp containing a filler, which is produced by precipitating particles containing organic or inorganic salts on the surface of noil fibrils. The invention also relates to a method capable of producing and / or producing said filler in a form that can be used directly in paper and cardboard applications. Furthermore, one object of the present invention is to provide a method for producing paper and / or cardboard, said method comprising said filler, into which dry bails are incorporated in chemical pulp. Use chemical pulp. The invention also relates to a method for improving the economics involved in the manufacture and use of fillers, particularly calcium carbonate based fillers, used in the manufacture of paper and cardboard.
近代において、炭酸カルシウム系の充填材およびそれらの製造方法の開発には、高品質の紙の常により高い品質の要求を満たし得るためと、環境への負荷およびエネルギーの不足を減少させるためと、紙および厚紙の機械の運転能力を改善するために多大な努力が払われている。伝統的に、紙および厚紙の製造においては、機械パルプもしくは化学パルプまたはそれらの組合せからストックを用意し、必要な充填材およびその他の添加材をこのストックに加えることが可能で、さらに必要な品質の紙または厚紙を適当な方法によって製造することができる。 In modern times, the development of calcium carbonate-based fillers and methods for their production include the ability to meet the always higher quality requirements of high-quality paper, and to reduce the environmental burden and energy shortage, Great efforts are being made to improve the operating capabilities of paper and cardboard machines. Traditionally, in the production of paper and cardboard, it is possible to prepare a stock from mechanical pulp or chemical pulp or a combination thereof and add the necessary fillers and other additives to this stock, as well as the required quality Paper or cardboard can be produced by any suitable method.
フィンランド特許第１００７２９号は、紙に改良された強度特性と低い基準重量を与え、それによって製紙コストを低減することが一般に可能な炭酸カルシウム系の充填材を開示している。その炭酸カルシウム系の充填材は、炭酸カルシウムを、セルロース繊維および／または機械パルプ繊維から精製することにより製造したノイル・フィブリルの表面に沈澱させることにより製造している。その点に関連して、炭酸カルシウム結晶凝集体は、真珠の首飾りと似ており、ノイル・フィブリルすなわち微小繊維によって保持され、そこで炭酸カルシウム粒子がノイル・フィブリル上に接着して沈澱している。凝集体中の炭酸カルシウムの直径は、約０．２〜３μｍである。この充填材は、またＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）の商標の下で知られていて、都合よく炭酸カルシウムに基づいており、それは、従来の炭酸カルシウム系の充填材と比較して明らかに改良された光散乱と強度を紙に与える。そのＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材が、光散乱材料の非常に均一な分布を紙に与えることができることは特に重要である。 Finnish Patent No. 100729 discloses a calcium carbonate based filler that is generally capable of giving paper improved strength properties and a low basis weight, thereby reducing papermaking costs. The calcium carbonate-based filler is produced by precipitating calcium carbonate on the surface of noyl fibrils produced by refining from cellulose fibers and / or mechanical pulp fibers. In that regard, the calcium carbonate crystal agglomerates are similar to pearl necklaces and are retained by noyl fibrils or microfibers where the calcium carbonate particles adhere and settle onto the noyl fibrils. The diameter of the calcium carbonate in the aggregate is about 0.2-3 μm. This filler is also known under the SuperFill® trademark and is conveniently based on calcium carbonate, which is a light improvement over conventional calcium carbonate based fillers. Gives paper scattering and intensity. It is particularly important that the SuperFill® filler can give the paper a very uniform distribution of light scattering material.
その炭酸カルシウム系のＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材は、主として希薄な懸濁液として工業規模で製造することができるが、それは充填材の使用をかなり制約する。このことはまたＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材が、結局、ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材を製造する工場が設置されている場所の近くでのみ使用することができるということになる。なぜなら、その高い水分含量のために、その充填材の輸送が、非常に不経済で困難になるためである。そのうえ、ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材をほんの少量で製造する場合は、製造コストが高く、それはやはり、製品の用途によってはその充填材の価格が高すぎることになるという事実を導く。さらにＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材の製造プロセスは、例えば、紙または厚紙が製造される地域では必ずしも入手できるとは限らない十分に良好な二酸化炭素源などの特別のユーティリティを必要とする。 The calcium carbonate-based SuperFill® filler can be produced on an industrial scale primarily as a dilute suspension, but it considerably restricts the use of the filler. This also means that SuperFill (R) filler can eventually only be used near the location where the factory producing SuperFill (R) filler is located. This is because the high moisture content makes the transport of the filler very expensive and difficult. Moreover, manufacturing SuperFill® fillers in just a small amount is expensive to manufacture, which again leads to the fact that the price of the filler is too high for some product applications. Furthermore, the SuperFill® filler manufacturing process requires special utilities such as a sufficiently good source of carbon dioxide that is not always available in the area where the paper or cardboard is manufactured, for example.
上記のことを踏まえると、ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材、有利には炭酸カルシウム系ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材を含有する化学パルプであって、紙と厚紙の用途に直接使用することができるパルプを製造および／または生産することが可能であり、上で述べた従来技術の方法の問題を避け、または少なくとも実質的に減少することが可能である方法の明白な必要性が存在することに気付くことができる。
本発明の目的は、方法であって、それによりＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材、有利には炭酸カルシウム系ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材が、紙および厚紙のそれぞれの用途に適する量で組み込まれ、化学パルプと共に乾燥および混合されて、有利には乾燥してベイルとなっているものを含んでいる化学パルプを製造することが可能であり、それにより前記充填材の生産工場のない製造現場においてもＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材を使用することを可能にする方法である。 The object of the present invention is a method whereby SuperFill (R) filler, preferably a calcium carbonate-based SuperFill (R) filler, is incorporated in an amount suitable for the respective use of paper and cardboard, It is possible to produce chemical pulp which is dried and mixed with chemical pulp, advantageously including what is dried and bail, so that even in production sites without the filler production plant It is a method that makes it possible to use a SuperFill® filler.
本発明の他の目的は、また、ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材が紙および厚紙のそれぞれの用途に適する量でそこに組み込まれているかくして製造された化学パルプでもある。 Another object of the invention is also a chemical pulp thus produced in which SuperFill® filler is incorporated therein in an amount suitable for the respective use of paper and cardboard.
本発明の対象は、さらに、ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材、有利には炭酸カルシウム系ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材の製造および使用に関わる経済性を改善するための方法である。 The subject of the invention is also a method for improving the economics involved in the production and use of SuperFill® fillers, preferably calcium carbonate-based SuperFill® fillers.
さらに、本発明の更に他の目的は、紙および／または厚紙を製造する方法であって、その方法は、化学パルプのベイル中に乾燥した状態でそこに組み込まれているＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材、有利には炭酸カルシウム系ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材を含んでいる化学パルプを使用する。
本発明による方法および化学パルプの機能の特徴は、請求項で示す。
Yet another object of the present invention is a method for producing paper and / or cardboard, the method comprising a SuperFill® filling incorporated therein in a dry state in a bale of chemical pulp. The material, preferably chemical pulp, containing a calcium carbonate-based SuperFill® filler is used.
The features of the method and the chemical pulp according to the invention are indicated in the claims.
有機または無機塩、有利には炭酸カルシウムを、セルロース繊維および／または機械パルプ繊維から精製することによって製造したノイル・フィブリルの表面に沈澱させることにより調製したＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材、有利には、炭酸カルシウム系ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材を、希薄な懸濁液の状態で化学パルプと混合するために化学パルプ乾燥機に移動する本発明による方法によって従来技術と関連する問題は、大幅に減少することがわかった。炭酸カルシウムに加えて、またはそれの代わりに、ノイル・フィブリルの表面に沈澱させる他の光散乱成分、例えば、セッコウ、シュウ酸カルシウム、硫酸バリウム、沈降性シリカおよびケイ酸塩などが例として挙げられる有機または無機塩も使用することが可能である。充填材はまた、例えばヘキサメタリン酸ナトリウムなどの分散剤も場合によって含有することができる。 SuperFill® filler prepared by precipitation of organic or inorganic salts, preferably calcium carbonate, onto the surface of noil fibrils produced by refining from cellulose fibers and / or mechanical pulp fibers, preferably The problems associated with the prior art by the method according to the present invention, in which the calcium carbonate-based SuperFill® filler is transferred to the chemical pulp dryer for mixing with the chemical pulp in a dilute suspension It turned out to decrease. Examples include other light scattering components that precipitate on the surface of noyl fibrils in addition to or instead of calcium carbonate, such as gypsum, calcium oxalate, barium sulfate, precipitated silica and silicates. Organic or inorganic salts can also be used. The filler can also optionally contain a dispersant such as sodium hexametaphosphate.
本発明による方法においては、ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材は、その固形分が０．１〜３５重量％、有利には、２〜６重量％である水性懸濁液の状態で化学パルプの乾燥機に移動し、そしてさらに化学パルプと混合する。その後、その化学パルプの乾燥は、従来化学パルプの乾燥に用いられていた任意の方法により実施することができる。有利には、その化学パルプは乾燥してベイルにする。 In the process according to the invention, the SuperFill® filler is used to dry chemical pulp in the form of an aqueous suspension whose solid content is 0.1 to 35% by weight, preferably 2 to 6% by weight. Go to the machine and mix further with chemical pulp. Thereafter, the chemical pulp can be dried by any method conventionally used for drying chemical pulp. Advantageously, the chemical pulp is dried to a bail.
場合により、化学パルプの製造との関連で化学パルプを乾燥する前に、ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材を乾燥し、回収し、続いて化学パルプと１〜７０重量％、有利には１〜５０重量％の範囲の必要な含量で混合する別の充填材乾燥ラインを使用することもまた可能である。その後、化学パルプを従来の方式で乾燥し、有利にはベイルにする。充填材を数回乾燥しても、その接着の潜在能力を実質的に低下することはない。 Optionally, before the chemical pulp is dried in connection with the production of the chemical pulp, the SuperFill® filler is dried and recovered, followed by 1-70% by weight of the chemical pulp, preferably 1-50%. It is also possible to use separate filler drying lines that mix in the required content in the range of% by weight. Thereafter, the chemical pulp is dried in a conventional manner, preferably into a bail. Drying the filler several times does not substantially reduce its adhesive potential.
その結果、化学パルプ中に均一に分布したＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材の必要量を含有する化学パルプ、有利には化学パルプのベイルの１種類または複数の種類が得られる。必要な時は、その化学パルプは精製することもできるが、精製しなくてもよい。 The result is one or more types of chemical pulp, preferably a bale of chemical pulp, containing the required amount of SuperFill® filler evenly distributed in the chemical pulp. When necessary, the chemical pulp can be refined but need not be refined.
ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材を含有するベイル化した化学パルプは、紙または厚紙の工場において通常のやり方でパルプにすることができ、それは、紙および厚紙の製造で使用する任意の通常のパルプのブレンドに加えることができる。ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材を含有する化学パルプから、それ自体知られている方法により紙および厚紙を製造することができるが、その方法からは従来別にあった充填材添加段階は、今や、削除されている。ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材を含有する化学パルプは、パルプに１〜１００％加えることができる。 Bailed chemical pulp containing SuperFill® filler can be made into pulp in the usual way in paper or cardboard mills, which can be any conventional pulp used in paper and cardboard production. Can be added to the blend. Paper and cardboard can be produced from chemical pulp containing SuperFill® fillers by methods known per se, but the filler addition step, which was previously separate from that method, is now deleted. Has been. Chemical pulp containing SuperFill® filler can be added to the pulp 1-100%.
コーティングの品質を形成する工場において、損紙が伴う顔料の量の違いは、例えば、異なるＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材含量を有する２つの化学パルプを組み合わせる等の適当なやり方で補正することができる。 In the factory forming the quality of the coating, the difference in the amount of pigment with spoiled paper can be corrected in a suitable way, for example combining two chemical pulps with different SuperFill® filler contents .
本発明による方法およびそれによって製造された化学パルプは、従来技術の方法を越える著しい利点を有する。本発明は、ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材に関する技術の潜在的利益を大幅に改善することを可能とし、それにより、製造業の経済が改善されるのみならず、適用の場所も増える。本発明により、紙および厚紙の各用途に対して適切な充填材の量を含有する化学パルプを製造することが可能である。その方法により、大量の水を輸送することを避けることが可能となり、それにより、エネルギー、コストおよび場所が節約される。こうして製造されたＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材を含有する化学パルプは、長い距離でも輸送することができ、沈降性炭酸カルシウム（ＰＣＣ）工場を建設するために必要な、例えば、十分な二酸化炭素源または適切なパルプ処理装置などのユーティリティが不足する製造地域および製品の用途においても使用することができる。この手段により、ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材の予め決めた正確な量を含有する均一な品質の化学パルプを製造することが可能である。より均一な品質の紙および厚紙を製造することが可能であり、その性質は、従来の方式で製造した紙のそれよりも優れている。 The process according to the invention and the chemical pulp produced thereby have significant advantages over prior art processes. The present invention makes it possible to significantly improve the potential benefits of technology related to SuperFill® fillers, thereby not only improving the manufacturing economy but also increasing the place of application. According to the present invention, it is possible to produce chemical pulp containing an amount of filler suitable for each paper and cardboard application. The method makes it possible to avoid transporting large amounts of water, thereby saving energy, cost and space. The chemical pulp containing the SuperFill® filler produced in this way can be transported over long distances and is necessary, for example, to build a precipitating calcium carbonate (PCC) plant, sufficient carbon dioxide source Or it can be used in manufacturing areas and product applications where utilities such as suitable pulp processing equipment are lacking. By this means it is possible to produce a uniform quality chemical pulp containing a pre-determined exact amount of SuperFill® filler. It is possible to produce more uniform quality paper and cardboard, the properties of which are superior to that of paper produced in a conventional manner.
本発明は、高能力を有しており、充填材を低コストで製造することができる集中化したＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材生産工場を可能とする。その生産工場は、場合によっては充填材のための別の乾燥ラインを備えてもよい。 The present invention enables a centralized SuperFill (R) filler production plant that has high capacity and can produce fillers at low cost. The production plant may optionally be equipped with a separate drying line for the filler.
本発明による方法を以下の実施例によって示すが、本発明が、それらに制約されるものではない。 The method according to the invention is illustrated by the following examples, but the invention is not limited thereto.
ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材含有化学パルプの製造
ａ）特にフィンランド特許第１００７２９号に記載されている既知の方法により、ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材の懸濁液を調製した。
ｂ）ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材を含有する化学パルプを、段階ａ）で製造したＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材の固体として計算した６２５ｋｇを移動し、ＣａＣＯ３の５００ｋｇとノイル・フィブリル（ｎｏｉｌ ｆｉｂｒｉｌ）の１２５ｋｇを化学パルプ（未精製または若干精製したカバ材パルプの３７５ｋｇ）と混ざり合うように入れ、それを次に通常の方式で乾燥し、固体として計算して１０００ｋｇのＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材含有の化学パルプを得た。
Production of SuperFill® Filler-Containing Chemical Pulp a) A suspension of SuperFill® filler was prepared by known methods, particularly described in Finnish Patent No. 100729.
b) SuperFill (registered trademark) chemical pulp containing filler, SuperFill (TM prepared in step a)) to move the 625kg calculated as solids of the filler, the CaCO 3 500 kg and noil fibrils (NOIL fibril ) 125 kg of chemical pulp (375 kg of unrefined or slightly refined birch pulp), which is then dried in a normal manner, filled as 1000 kg SuperFill®, calculated as a solid A material-containing chemical pulp was obtained.
紙の製造におけるＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材含有の化学パルプの使用
実施例１に記載のＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材含有の化学パルプから、１トンの紙が含まれるようにした製紙機械により通常の方式で紙を製造した。
以下を含有するＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材含有の化学パルプ ６００ｋｇ
ＣａＣＯ３ ３００ｋｇ
カバ材パルプ ２２５ｋｇ
ノイル・フィブリル ７５ｋｇ
カバ材パルプ ２５０ｋｇ
針葉樹パルプ １５０ｋｇ
合計 １０００ｋｇ
Use of SuperFill® Filler-Containing Chemical Pulp in the Production of Paper Typically from a paper pulp machine containing SuperTill® filler-containing chemical pulp as described in Example 1 with one ton of paper. The paper was manufactured by the following method.
600 kg of chemical pulp containing SuperFill® filler containing:
CaCO 3 300kg
Birch pulp 225kg
Noil fibril 75kg
Birch pulp 250kg
150 kg of softwood pulp
Total 1000kg
紙が、ＣａＣＯ３の３０重量％を含有し、紙の中の化学パルプの７６重量％がカバ材のパルプであり、２４重量％が針葉樹パルプとなるように、ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ（登録商標）充填材を含有する化学パルプを、紙を製造するストックに加えた。そのようにして製造した紙の、不透明度、明るさ、平滑度および形成性は、伝統的な方式により製造し、それに充填材を別にして加えた対応する紙のそれより、優れていた。そのうえ、製紙機械の運転能力は、不変のままであった。
The SuperFill® filler is used so that the paper contains 30% by weight of CaCO 3 , 76% by weight of chemical pulp in the paper is birch pulp and 24% by weight is softwood pulp. The containing chemical pulp was added to the stock from which the paper was made. The opacity, brightness, smoothness and formability of the paper so produced were superior to that of the corresponding paper produced by the traditional method and added with a filler separately. In addition, the operating capacity of the paper machine remained unchanged.
Claims (11)
Use of a chemical pulp containing a filler or a combination of chemical pulps containing a filler produced by the method according to any one of claims 1 to 8 in the production of paper or cardboard.
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