NO153461B - Papirprodukt fremstilt av en blanding av urea-formaldehyd-harpiks-fibre og cellulose-masse. - Google Patents
Papirprodukt fremstilt av en blanding av urea-formaldehyd-harpiks-fibre og cellulose-masse. Download PDFInfo
- Publication number
- NO153461B NO153461B NO780809A NO780809A NO153461B NO 153461 B NO153461 B NO 153461B NO 780809 A NO780809 A NO 780809A NO 780809 A NO780809 A NO 780809A NO 153461 B NO153461 B NO 153461B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- fibers
- paper
- urea
- mass
- formaldehyde
- Prior art date
Links
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims description 17
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title description 23
- 239000011347 resin Substances 0.000 title description 23
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 100
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 9
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 65
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 6
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 6
- -1 poly(ethylene imine) Polymers 0.000 description 6
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 6
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 5
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 5
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 4
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 4
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 4
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 206010061592 cardiac fibrillation Diseases 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-OUBTZVSYSA-N aminoformaldehyde Chemical compound N[13CH]=O ZHNUHDYFZUAESO-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000002600 fibrillogenic effect Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100457461 Caenorhabditis elegans mnm-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- 229920004933 Terylene® Polymers 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 235000021438 curry Nutrition 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000000578 dry spinning Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N formic acid Substances OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 1
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000004639 urea-formaldehyde foam Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002166 wet spinning Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP 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
- D21H5/00—Special paper or cardboard not otherwise provided for
- D21H5/12—Special paper or cardboard not otherwise provided for characterised by the use of special fibrous materials
- D21H5/20—Special paper or cardboard not otherwise provided for characterised by the use of special fibrous materials of organic non-cellulosic fibres too short for spinning, with or without cellulose fibres
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse angår et papirprodukt frem-
stilt av en blanding av fibrøse bestanddeler omfattende 5-
70 vekt% urea-formaldehyd-harpiks-fibre og cellulosemasse i form av slipemasse og/eller kjemisk masse.
Mange materialer i arkform inneholder naturlige eller
syntetiske fibre. Slike fiberholdige arkmaterialer innbefatter tekstiler, isolasjonsmaterialer og særlig papir, som som kjent typisk fremstilles av cellulosemasse (omfattende eksempelvis kjemisk behandlet og desintegrert ved, mekanisk malt ved, kortfibret bomullsavf all, mekanisk desintegrerte filler, etc).
Det ble nå funnet at fibrene i slike fiberholdige arkmaterialer med fordel delvis kan erstattes med fibre av urea-formaldehyd-harpiks.
Formaldehyd-harpikser, særlig aminoformaldehyd-harpikser,
er velkjente som bindematerialer for tre, og også i papir som binde- eller våtstyrke-additiver (urea- eller melamin-formaldehyd-harpikser eller kjemisk modifiserte sådanne anvendes).
De anvendes også til impregnering av cellulosebasert papir, eksempelvis for fremstilling av dekorative laminater. Knust urea-formaldehyd-skum er også blitt anvendt som tilsats-
materiale ved papirfremstilling (se eksempelvis US-patent 3 322 697 og BRD-patent 1 241 251). Alle anvendelser av amino-formaldehyd-harpiksprodukter i papir har således hittil vært av en bindende eller fyllende natur. Vi har funnet at fibre av urea-formaldehyd-harpikser (UF-harpikser), som be-
skrevet i det foreliggende, kan ha overraskende gode virkninger på bl.a. papirets bulk, rivstyrke, sprengstyrke, slitindeks, dreneringstid, trykkbarhet og papirets behandlingsegenskaper som beskrevet nedenfor.
Mens bulk eller densitet av papir inneholdende cellulose-
masse kan varieres på kjent måte (eksempelvis ved anvendelse av masse av begrenset malegrad eller raffineringsgrad) så
har slike variasjoner, for en gitt massekombinasjon, begrenset rekkevidde, og hvor en berydelig økning i bulk ønskes av økonomiske grunner, vil dette ofte medføre en uakseptabel for-ringelse av de mekaniske eller barriere-egenskaper; for cellulosematerialer kan forbedringer i dreneringshastigheten ved papirfremstilling likeledes bare oppnås ved endring av malebetingelsene og en ugunstig forandring i egenskaper.
Det ble nå funnet at visse kombinasjoner, hvor urea-formaldehyd-fibre er involvert, kan gi en overraskende fordel-aktig kombinasjon av høy bulk, hurtig drenering og tørking med gode mekaniske egenskaper og akseptable barriere-egenskaper. Slike kombinasjoner er særlig godt egnet for eksempelvis trykkpapir, hvor lettere papir av akseptabel eller forbedret opasitet og mekaniske egenskaper kan erholdes, eller for fremstilling av kartong eller andre emballasjematerialer hvor den forbedrede stivhet og hurtige drenering og tørking av de papirdannende materialer er av stor betydning.
Også når det gjelder papir som inneholder kortfibret masse, særlig slipemasse, viser kombinasjonene forbedret rivstyrke sammenlignet med slipemasse alene, og meget lettere drenering enn det som vanligvis er mulig med slipemasse.
I kombinasjoner med kjemisk høy-utbytte-masse oppnås det ved hjelp av oppfinnelsen betydelig forbedret bulk og stiv-hetsegenskaper såvel som trykningsegenskaper.
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et papirprodukt fremstilt av en blanding av fibrøse bestanddeler omfattende 5-70 vekt% av urea-formaldehyd-harpiks-fibre med en gjennomsnittlig lengde på minst 1 mm, en gjennomsnittlig
-2
styrke > 50 MNm og en midlere diameter mellom 1 ym og 30 ym, og 95-30 vekt% cellulosemasse som omfatter en slipemasse og/eller en kjemisk masse, karakterisert ved at urea-formaldehyd-harpiks-fibrene er uoppløselige i kaldt vann og cellulosemassen er godt bundet, slik at massen i tilfellet av slipemasse har en frihet på høyst 120 ml CSF (Canadian Standard Freeness) og/eller en strekkstyrke, målt på et standard-prøveark, på minst 24 Nm/g, og massen i tilfellet av kjemisk masse har en frihet på høyst 400 ml CoF og/eller en strekkstyrke, målt på et standardrprøveark, på minst halvparten av null-spenn-strekkstyrken. Styrkeprøvningen utføres i henhold til angjeldende TAPPI-metoder.
De ovenfor nevnte egenskaper hos cellulosemasse indikerer en "godt bundet" masse og kan oppnås ved kjente metoder, for eksempel ved maling og/eller ved behandling med et bindemiddel.
I mange tilfeller foretrekker man å oppnå den ønskede binding, ikke ved maling eller raffinering, men ved å tilsette bindemidler - f.eks. stivelser og modifiserte stivelser, polymerlatekser, vannoppløselige polymerer (eksempelvis poly(etylen-imin), poly(akrylamid), poly(vinylpyrrolidon), særlig når de er behandlet slik at de blir kationiske i vann). Disse bindemidler kan tilsettes sammen med det fibrøse be-skikningsmateriale eller i et senere impregnerings- eller belegningstrinn. Særlig foretrekkes kationiske bindemidler tilsatt sammen med fibrene - de ovenfor nevnte, kationisk stivelse eller urea-formaldehyd- eller melamin-formaldehyd-harpikser, slik disse anvendes konvensjonelt for oppnåelse av forbedret våtstyrke.
Slike bindingsnivåer er kjent å føre til papir med høy strekkstyrke, men redusert rivstyrke og lav bulk. Tilsetning av urea-formaldehyd-fibre på den beskrevne måte fører til forbedret bulk og rivstyrke og bibeholdelse av meget gode strekkfasthetsegenskaper.
Når cellulosemassen er en mekanisk masse, har den fortrinnsvis en frihet på høyst 80 ml CSF og/eller en strekkstyrke, målt under anvendelse av et standard-prøveark, tilsvarende minst 28 Nm/g.
Når cellulosemassen er en kjemisk masse, har den fortrinnsvis en frihet på høyst 300 ml CSF og/eller en strekkstyrke, målt på et standard-prøveark, tilsvarende minst 6 0 % av null-spenn-strekkstyrken.
Cellulosemassen kan inneholde eller bestå av resirkulerte fibre.
De foretrukne UF-fibre til bruk i henhold til oppfinnelsen er i det vesentlige uforgrenet og enten rette eller kruset. Uttrykket "krusede fibre" betyr i det foreliggende fibre hvor en undersøkelse viser at størstedelen av fibrene har i det minste en betydelig og permanent avvikelse fra rettlinjethet i lengderetningen, hvor uttrykket "betydelig avvikelse" betyr en avvikelse på minst 20°. Videre betyr uttrykket "rette fibre" i det foreliggende fibre hvor en undersøkelse viser at størstedelen av fibrene ikke oppviser noen betydelig og permanent avvikelse fra rettlinjethet i lengderetningen, idet uttrykket "betydelig avvikelse" betyr en avvikelse på minst 20°.
Når det gjelder rette UF-fibre, er deres rettlinjethet fortrinnvis slik at de kan komprimeres til en papirform av rimelig høy densitet. Krusede fibre vil gjerne være voluminøse og har vanligvis en lav romvekt. Det er ønskelig for oppnåelse av maksimal styrke at fibrene bare er lite kruset, skjønt krusede fibre kan anvendes for papir med ekstra høy bulk.
UF-fibre til bruk i henhold til oppfinnelsen fremstilles hensiktsmessig av en UF-harpiks med et molart F/U-forhold på 1,2-3,0, fortrinnsvis 1,5-2,5. En del av formaldehydet kan erstattes med andre aldehyder, f.eks. acetaldehyd. Harpiksen fremstilles hensiktsmessig ved vandig kondensasjon ved hvilken som helst av de konvensjonelle metoder på området. Harpiksen kan omdannes til fibre under anvendelse av den vandige harpiks i passende konsentrasjon, eller ved at den tørkede, delvis kondenserte harpiks behandles som en smelte.
Det harpiksdannende materiale omdannes, mens det frem-deles er flytende, til fibre. Dette.kan hensiktsmessig ut-føres ved konvensjonell spinning av en viskøs harpikssirup i varm luft ("tørrspinning") eller i et syrebad ("våt-spinning"). Alternativt kan det dannes ved at en tynn strøm eller en rekke dråper ledes inn i en strømmende harpiks-gelerende væske, eller ved gass-fibrillering (særlig luft-fibrillering) ved hjelp av en i samme eller en tverr-retnings, strømmende gass, som beskrevet i britisk patent nr. 1 573 114 (tilsvarer norsk søknad 77 4084). Ifølge et annet alternativ kan det spinnes ved heft-spinning ("tack-spinning"), ved at et fiberiserbart materiale trekkes mellom to overflater til hvilke det hefter, hvoretter fibrene skilles fra den ene eller begge overflater. Eksempelvis kan harpiksen, som beskrevet i britisk patent
1 141 207, beveges til kontakt med et par belteflater slik at den avsettes mellom disse, hvoretter beltenes overflater beveges fra hinannen under dannelse og strekking av fibre, som så fjernes fra beltene og oppsamles. I en annen hensiktsmessig heftspinningsprosess, blir det fiberiserbare materiale anbrakt mellom en porøs overflate og en annen overflate, over-flatene fjernes fra hverandre, hvorved fibre dannes og strekkes mellom dem, fibrene stabiliseres eller størknes i det minste delvis ved at et fluidum føres inn i eller gjennom det fiber-dannende område fra den side av den porøse overflate som er motsatt den side som fibrene dannes på, og fibrene fjernes i det minste fra den nevnte annen overflate. Egnede fibre kan hensiktsmessig fremstilles ved en sentirifugalspinneprosess som beskrevet i britisk patent nr. 1 573 116 (tilsvarer norsk patentsøknad nr-r 78 0837) . I disse tilfeller dannes i alminnelighet rette fibre.
Herdning av fibrene for å gjøre dem uoppløselige i
koldt vann kari oppnås ved tilsetning av en syre (f.eks. maur-syre eller svovelsyre) eller et salt av en syre, fortrinnsvis et ammoniumsalt, til harpiksen før dannelsen av fibrene, og/eller ved oppvarmning av fibrene etter dannelsen.
Når krusede fibre skal fremstilles, kan fibrene herdes
bare delvis etter dannelsen; de blir så underkastet et krusnings-eller snoings-trinn, og deretter en herdebehandling, som gjør dem uoppløselige i koldt vann.
Det kan være nødvendig å redusere fibrenes lengde til den som kreves for papirfremstilling. Dette kan oppnås ved skjær-ing, passasje mellom valser, maling etc, eller ved våt-des-integrering, hvilket er velkjent innen papirindustrien. Fibrene bør herdes tilstrekkelig og gjøres uoppløselige i koldt vann (som beskrevet ovenfor) før de anvendes for dette formål.
Pigmenter, fargestoffer, lysgjørende midler, tilsats-materialer etc, kan inkorporeres i harpiksen før dannelsen av fibrene.
Materialblandingene omfatter bruk av 5-70 % UF-fibre. For oppnåelse av de beskrevne fordeler må fibrene, enten de er rette eller kruset, ha en gjennomsnittlig lengde over 1 mm, fortrinnsvis over 2 mm. Det er et overraskende trekk ved oppfinnelsen at lange fibre (> 2 ym) kan inkorporeres i papir uten å medføre problemer med for tidlig flokkulering i papir-fremstillingsprosessen og derav følgende ujevn dannelse av arket, hvilket normalt er forbundet med bruken av slike lange fibre. Da lengre fibre gir høyere rivstyrke, kan det derfor være ønskelig å anvende fibre som er så lange som papir-fremstillingsprosessen tillater. Den øvre grense for lengden kan av denne grunn i praksis være i området 5-10 mm. En mindre grad av forgrening av fibrene (på grunn av smelting under fibrenes fremstilling) kan tillates, men fibrene er fortrinnsvis i det vesentlige uforgrenet. Fibrene kan ha sirkulært eller irregulært tverrsnitt. For papirfremstilling kan det med fordel anvendes fibre med eliptisk tverrsnitt, hvilket letter nedlegningen av fiberen i papirarket. Slike fibre kan hensiktsmessig fremstilles ved ovennevnte sentrifugal-spinneprosess, da denne gjerne gir fibre med elliptisk tverrsnitt og inneholdende mindre feil ("shot") innenfor den ønskede diameter enn andre metoder.
UF-fibrenes midlere diameter er mellom 1 og 30 ym (for irregulære fibre regnes gjennomsnittlige diametere). Mer spesielt er gjennomsnittet mellom 2 og 20 ym, særlig mellom 5 og 15 ym. Det kan med fordel anvendes fibre med forskjellige diametere innen bmrådet 1-30 ym for dannelse av et ark med mer ensartet densitet. Det er spesielt ønskelig å unngå anvendelse av fibre over 30 ym i diameter, da papir-overflaten ved noen anvendelser kan bli uakseptabelt grov. Fibre med et egnet diameter-område kan hensiktsmessig fremstilles ved den ovenfor nevnte sentrifugal-spinneprosess.
For noen anvendelser, særlig når glatt papir skal fremstilles, kan det være ønskelig å sørge for at det bare foreligger et ubetydelig antall av fibre med diameter over 25 ym.
Den gjennomsnittlige styrke av fibrene må være over
50 MNm _ 2(s33 Nm/g) målt ved strekkforsøk med enkeltfibre eller grupperte fibre. Da styrke- og riveegenskapene av blandingene til en viss grad avhenger av fibrenes styrke, foretrekkes det at den gjennomsnittlige strekkstyrke er minst 100
-2
MNm (s67 Nm/G). Det er imidlertid overraskende blitt funnet at meget gode mekaniske egenskaper kan oppnås med UF-fibre; UF-fibrene er ikke dobbeltbrytende, i motsetning til cellulose-eller andre fibre (eksempelvis nylon- eller terylenfibre) som er blitt.anvendt i papir for forbedring av rivstyrken.
Papir som fremstilles i henhold til oppfinnelsen, kan
være fylt (f.eks. tilsatt leire, Ti02 eller andre pigmenter), belagt eller kalandrert. Kalandrering vil selvsagt redusere papirets tykkelse og vil vanligvis forbedre mekaniske egenskaper, men i tilfellet av den foreliggende oppfinnelse oppnås papir med høyere bulk enn hva som er mulig med et konvensjonelt beskikningsmaterialé.
EKSEMPEL 1
Til 100 vektdeler av en UF-harpiks-oppløsning
("Aerolite 300", fra Ciba-Geigy) ble det tilsatt 0,25 vektdel ammoniumsulfat og vann i tilstrekkelige mengder til å innstille viskositeten på ca. 20 poise ved 23°C. ("Aerolite 300" er en vandig UF-harpiks som fremstilles ved kondensasjon av en blanding av urea og formaldehyd i et molart F/U-forhold på ca. 1,95:1, fulgt av oppkonsentrering til et faststoffinnhold på ca. 65 vekt%. Den har, avhengig av alderen, en viskositet på ca. 40 til 200 poise ved romtemperatur og en vanntoleranse på ca. 180 %). Fibre ble fremstilt av denne oppløsning ved luft-fibrillering; harpiksen ble ført gjennom en nedoverrettet dyse med en hastighet tilsvarende ca. 12 g/minutt i form av en kontinuerlig tråd. En luftstråle (ca. 8^5 m luft pr. time, utblåsingstrykk 2,04 ato) ble ført til kollisjon med tråden. Fibre ble dannet i den turbulente luftstrøm og blåst inn i en trommel inneholdende luft oppvarmet til 50°C, hvor de ble oppsamlet og tørket. Fibrene ble herdet Ved oppvarming i 4 timer ved 120°C, hvilket gjorde dem uoppløselige i koldt vann. Etter herdningen hadde fibrene ukomprimert en romvekt på ca. 0,1 g/cm . Fibrene ble desintegrert i vann (konsistens 0,3 %) til en lengde på ca. 2 mm ved hjelp av en standard laboratoriedesintegrator. På dette punkt i behandlingen ble fibrene siktet for fjerning av eventuelle storpartiklede materialer. Fibrene hadde en gjennomsnittlig diameter på ca. 12^um.
Laboratorie-prøvepapir ble fremstilt under anvendelse
av standard masse-evaluéringsutstyr ut fra denne suspensjon av fibre og en lignende suspensjon av slipemasse. Det ble fremstilt to papir, hvor det ene inneholdt 100 % slipemasse (A) og det andre inneholdt 80 vekt% slipemasse og 20 vekt% UF-fibre (B).
Avvanningstiden for papir A var lengre enn for papir B, og det avvannede papir A inneholdt mer vann enn papir B. Etter komprimering og tørking på vanlig måte ble de følgende egenskaper bestemt ved målinger:
Fremstilling av prøveark
Disse ble fremstilt under anvendelse av apparatur iføl-
ge British Standard, og dette og metodene er beskrevet i littera-turen, f.eks. i "A Laboratory Handbook of Pulp and Paper Manufacture" av J.Grant (Arnold, 1942), s.78-82; noen forandringer ble imidlertid gjort i metodene, idet desintegreringen av fibrene ble utført under anvendelse av 50 000 omdreininger ved en konsistens på 0,3 %, og cellulosemassen ble, når sådan ble anvendt, for-malt i et lite Valley-apparat.
EKSEMPEL 2
En prøve av bleket sulfatmasse av. furu ble malt inntil
et standard prøveark fremstilt av massen hadde en slitlengde tilsvarende 77 Nm/g og en null-spenn-strekkstyrke på 134 Nm/g. Papirprøver ble fremstilt herav og av desintegrerte ureaformalde-hydfibre.
Ureaformaldehydfibrene ble" fremstilt av den harpiks som
ble anvendt i eksempel 1, og ble fibrillert ved sentrifugalspinning (som beskrevet i britisk patent nr. 1 573 116 under anven-
delse av de følgende betingelser:
Kopp-diameter 7,5 cm, 24 perifere hull i koppen, hull-diameter 3 mm; omdreiningshastighet 4500 rpm; harpiksmengde 78 g/ min., hvor viskositeten var 35 poise ved 23°C. Fiberen ble spun-net i en atmosfære oppvarmet til 70°C. En oppløsning av syrekataly-sator ble tilført og kontinuerlig blandet inn i harpikssystemet. Katalysatoroppløsningen inneholdt 6,7 vekt% ammoniumsulfat og
0,82 vekt% polyoksyetenoksyd og ble anvendt i mengder på 6,25 deler katalysatoroppløsning til 78 deler harpiksoppløsning. Fiberen ble oppsamlet og herdet ved 120°C i 3 timer og ble skåret opp og til slutt desintegrert i en laboratoriedesintegrator før anvendel-sen for papirfremstilling. Den midlere fiberlengde var 1,7 mm, og den midlere diameter var 14,5^um. [Den gjennomsnittlige lengde som anvendes, er det gjennomsnitt hvor vekttall gis etter lengden (weighted by length); tilsvarende er diameteren det gjennomsnitt hvor vekttall gis etter diameter. Disse gjennomsnitt anvendes i hele foreliggende beskrivelse].
Egenskapene av papir inneholdende 25 vekt% ureaformalde-hydf ibre ble bestemt som følger:
fremstille papir som oppviser en slik kombinasjon av høy bu!_k og strekk- og spreng-egenskaper når det bare anvendes cellulosemasse.
EKSEMPEL 3
En bleket sulfittmasse av gran ble malt til en frihet på 40 ml CSF. Papir ble fremstilt aV en blanding av 67 vekt% av denne masse og 33 vekt% av de i eksempel 2 beskrevne urea-formaldehyd-fibre. Papir ble også fremstilt av den blekede sulfittmasse alene malt til en frihet på 600 ml CSF; det papir som erholdtes av de to utgangsmaterialer hadde den samme slit-indeks. Papir-egenskapene ble funnet å være som følger:
Det vil sees at produktet ifølge oppfinnelsen oppviser en god balanse mellom bulk og strekkstyrke-egenskaper, og at luft-tettheten er bedre til tross for en betydelig Økning i bulk.
EKSEMPEL 4
Slipemasse ble malt i et Valley-apparat til en frihet på 50 ml CSF. Massen ble anvendt for fremstilling av prøveark inneholdende 10, 20 og 35 vekt% ureaformaldehyd-fibre (som beskrevet i eksempel 2). Frihet, sprengfaktor, bulk og avvanningstid ble bestemt for hver prøve (avvanningstiden ble bestemt som beskrevet i ovennevnte "A Laboratory Handbook of Pulp and Paper Manufacture" av J. Grant s. 85). Blandingene ble sammenlignet med slipemasser aV forskjellige malegrader, da disse oppviser lignende avvanningstid som produktene ifølge oppfinnelsen.
Resultatene av forsøkene viser hvordan man, med de angitte produkter, kan redusere avvanningstiden uten at dette skjer på be-kostning av mekaniske egenskaper.
EKSEMPEL 5
En prøve av urea-formaldehyd-fibre ble, under anvendelse av fremgangsmåten i eksempel 2, fremstilt av en harpiks av formaldehyd og urea i et molart forhold på 1,6:1. Fiberen, som hadde en gjennomsnittlig diameter på 17^um og en gjennomsnittlig lengde på ca. 6 mm, ble omdannet til prøveark sammen med en godt malt slipemasse (frihet 14 ml CSF). Det ble anvendt 32 vekt% av urea-formaldehyd-fiberen.
Det ble observert at til tross for lengden av urea-formaldehyd-fiberen (noen fibre opp til 10 mm lengde) var dannelsen av papiret utmerket. Papirets mekaniske egenskaper ble funnet å være:
EKSEMPEL 6
Papir ble fremstilt på en Fourdrinier-papirmaskin under anvendelse av urea-formaldehyd-fibre som beskrevet for det forrige papir i eksempel 5 (skjønt litt forkortet ved maling til en gjennomsnittlig lengde på 4-5 mm). Papirmaskinen hadde en duk-bredde på 450 mm og ble kjørt med en hastighet på 6 m/min.
Banen ble ført over en sugegusketrommel og via et åpent avvanningsområde til presseseksjonen og deretter videre til tørke-seksjonen. Under fremstillingen av papiret ble prøver tatt av banen ved det åpne avvanningsområde, og faststoffinnholdet ble bestemt. Det ble fremstilt et papir inneholdende 20 vekt% av den anvendte UF-fiber og like store mengder av malt sulfatmasse av bjerk og furu (frihet 300 ml CSF).
Det erholdte papir hadde langt høyere bulk enn det som er normalt for tre-fritt. papir, og oppviste gode mekaniske egenskaper, Under fremstillingen av papiret ble papirets fast-stoff innhold bestemt ved gusketrommelen og sammenlignet med fast-stoff innholdet i et papir fremstilt av bare cellulosemasse (like mengder av sulfatmasse av bjerk og furu) under anvendelse av de samme betingelser.
Dette viser de forbedringer i avvanning som oppnås ved anvendelse av produktene ifølge oppfinnelsen.
EKSEMPEL 7
Det ble utført en rekke forsøk som viser hvilken betydning urea-formaldehyd-fibrenes lengde har for kvaliteten av en papirprøve, bestemt ved måling av riv-faktoren. Papir-prøveark ble fremstilt under anvendelse av en slipemasse malt til en frihet-på 75 ml CSF, hvor 30 vektprosent av urea-formaldehyd-fibre som beskrevet i eksempel 2, ble inkorporert. Det ble fremstilt fire sett av prøver under anvendelse av urea-formaldehyd-fibre av varierende midlere lengde, og riv-faktoren ble bestemt.
En ytterligere prøve av urea-formaldehyd-fibre, midlere diameter 8 ,mn og midlere lengde 4 mm, ble inkorporert i papirprøVer i en mengde på 3 0 vektprosent sammen med slipemasse (frihet 75 ml CSF). Riv-faktoren for prøvene ble bestemt til 3,3 mN.m 2/g.
EKSEMPEL 8
En prøve av slipemasse, frihet 100 ml CSF, ble anvendt for fremstilling av papirprøveark inneholdende urea-formaldehyd-fibre. Fibrene ble bestemt ved sentrifugal-spinning av en urea-formaldehyd-harpiks med et F/U-forhold på 2:1, fulgt av herdning ved 12 0°C. En sur katalysator (ammonium-sulfat) ble tilsatt til harpiksen før spinningen. Fibrenes midlere diameter var I7y.um og deres midlere lengde 4 mm. Til fiberblan-dingen i vann ble det tilsatt 3 vektprosent kationisk stivelse, basert på fibervekten, idet stivelsen ble tilsatt som en 10%'s oppløsning umiddelbart før papirfremstillingen. (Når et papir ble fremstilt under anvendelse av bare slipemasse og kationisk stivelse, var papirets strekkstyrke 33 N.m/g). Materialer inneholdende 2 0 vektprosent og 50 vektprosent a'v urea-f orma ldehyd-fibre ble fremstilt: deres egenskaper ble bestemt som følger:
Papirprøvene viste således meget gode kombinasjoner av bulk, styrke og rivemotstand.
EKSEMPEL 9
Den i eksempel 8 beskrevne urea-formaldehyd-fiber
ble anvendt i kombinasjon med en sulfatmasse av bjerk malt til ca. 300 ml CSF, og 3 vektprosent kationisk stivelse ble tilsatt som før. Den anvendte andel av urea-formaldehyd-fiber var 20 vektprosent. Papirets egenskaper ble funnet å være som følger:
Til sammenligning ga papir av bjerkemasse de følgende eaensloripr-
Dette viser at de beskrevne produkter er egnet til å forbedre papirets bulk uten at de mekaniske egenskaper for-andres på ugunstig måte.
EKSEMPEL 10
Et lignende produkt ble anvendt som i eksempel 9 med unntagelse av bjerkemassen ble erstattet med sulfatmasse av furu. Det erholdte papir hadde de følgende egenskaper:
Claims (1)
- Papirprodukt fremstilt av en blanding av fibrøse bestanddeler omfattende 5-70 vekt% av urea-formaldehyd-harpiks-f ibre med en gjennomsnittlig lengde på minst 1 mm, -2en gjennomsnittlig styrke > 50 MNm og en midlere diameter mellom 1 ym og 30 ym, og 95-30 vekt% cellulosemasse som omfatter en slipemasse og/eller en kjemisk masse, karakterisert ved at urea-formaldehyd-harpiks-fibrene er uoppløselige i kaldt vann og cellulosemassen er godt bundet, slik at massen i tilfellet av slipemasse har en frihet på høyst 120 ml CSF (Canadian Standard Freeness) og/eller en strekkstyrke, målt på et standard-prøveark, på minst 24 Nm/g, og massen i tilfellet av kjemisk masse har en frihet på høyst 400 ml CSF og/eller en strekkstyrke, målt på et standard-prøveark, på minst halvparten av null-spenn-strekkstyrken.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB10404/77A GB1573115A (en) | 1977-03-11 | 1977-03-11 | Fibre containing products in sheet form |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO780809L NO780809L (no) | 1978-09-12 |
NO153461B true NO153461B (no) | 1985-12-16 |
NO153461C NO153461C (no) | 1986-05-07 |
Family
ID=9967209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO780809A NO153461C (no) | 1977-03-11 | 1978-03-08 | Papirprodukt fremstilt av en blanding av urea-formaldehyd-harpiks-fibre og cellulose-masse. |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS53114901A (no) |
AU (1) | AU519305B2 (no) |
DE (1) | DE2810299A1 (no) |
FR (1) | FR2382542A1 (no) |
GB (1) | GB1573115A (no) |
IT (1) | IT1093766B (no) |
NL (1) | NL7802649A (no) |
NO (1) | NO153461C (no) |
NZ (1) | NZ186630A (no) |
SE (1) | SE443819B (no) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1573116A (en) * | 1977-03-11 | 1980-08-13 | Ici Ltd | Production of formaldehyde resin fibres by centrifugal spining |
EP0005905B1 (en) | 1978-05-31 | 1982-10-20 | Imperial Chemical Industries Plc | Aminoplast resin particles, a process for their manufacture and their use in paper products |
DE2964483D1 (en) * | 1978-09-01 | 1983-02-17 | Ici Plc | Absorbent papers and a process for their production |
US4405407A (en) | 1980-04-16 | 1983-09-20 | Imperial Chemical Industries Plc | Fibrous materials |
CN111936699A (zh) * | 2018-03-30 | 2020-11-13 | 日本制纸株式会社 | 氧化微原纤化纤维素纤维及其组合物 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2253000A (en) * | 1937-08-02 | 1941-08-19 | Jr Carleton S Francis | Textile and method of making the same |
US3322697A (en) * | 1964-05-01 | 1967-05-30 | Scott Paper Co | Filler comprising fibrous foamed aminoplast resin |
FR1479607A (no) * | 1965-04-27 | 1967-07-21 | ||
FR2198026B1 (no) * | 1972-09-05 | 1976-04-30 | Kanebo Ltd |
-
1977
- 1977-03-11 GB GB10404/77A patent/GB1573115A/en not_active Expired
-
1978
- 1978-03-06 NZ NZ186630A patent/NZ186630A/xx unknown
- 1978-03-08 NO NO780809A patent/NO153461C/no unknown
- 1978-03-08 AU AU33939/78A patent/AU519305B2/en not_active Expired
- 1978-03-09 DE DE19782810299 patent/DE2810299A1/de not_active Ceased
- 1978-03-09 IT IT2104678A patent/IT1093766B/it active
- 1978-03-09 SE SE7802700A patent/SE443819B/sv not_active IP Right Cessation
- 1978-03-10 NL NL7802649A patent/NL7802649A/xx not_active Application Discontinuation
- 1978-03-10 FR FR7807070A patent/FR2382542A1/fr active Granted
- 1978-03-11 JP JP2818478A patent/JPS53114901A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2382542A1 (fr) | 1978-09-29 |
NO153461C (no) | 1986-05-07 |
SE7802700L (sv) | 1978-09-12 |
SE443819B (sv) | 1986-03-10 |
AU519305B2 (en) | 1981-11-26 |
GB1573115A (en) | 1980-08-13 |
AU3393978A (en) | 1979-09-13 |
FR2382542B1 (no) | 1984-03-09 |
IT7821046A0 (it) | 1978-03-09 |
JPS53114901A (en) | 1978-10-06 |
DE2810299A1 (de) | 1978-09-21 |
IT1093766B (it) | 1985-07-26 |
NO780809L (no) | 1978-09-12 |
NZ186630A (en) | 1979-12-11 |
NL7802649A (nl) | 1978-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2810646A (en) | Water-laid webs comprising water-fibrillated, wet-spun filaments of an acrylonitrile polymer and method of producing them | |
US11214927B2 (en) | Method for increasing the strength properties of a paper or board product | |
US5573640A (en) | Paper made with cellulose fibers having an inner core of cellulose acetate | |
CA2167024A1 (en) | Strength of paper made from pulp containing surface active, carboxyl compounds | |
CA2597406A1 (en) | An additive system for use in paper making and process of using the same | |
FI64675B (fi) | Drygt fyllmedel innehaollande fiberbanor och foerfarande foer framstaellning daerav | |
US5223095A (en) | High tear strength, high tensile strength paper | |
US4178205A (en) | High strength non-woven fibrous material | |
Salminen | The effects of some furnish and paper structure related factors on wet web tensile and relaxation characteristics | |
US4710336A (en) | Process for preparing two-component synthetic fibers suited for replacing cellulose fibers | |
CN116940733A (zh) | 高度精制的纤维素的分级的方法 | |
NO153461B (no) | Papirprodukt fremstilt av en blanding av urea-formaldehyd-harpiks-fibre og cellulose-masse. | |
Stratton | Dependence of sheet properties on the location of adsorbed polymer | |
CN112513371A (zh) | 通过湿法制备板或垫的方法,通过该方法制备的产品以及通过该方法制备的产品的用途 | |
EP0009322B1 (en) | Absorbent papers and a process for their production | |
Muryeti et al. | The effect of chitosan into paper properties in papermaking | |
CA1101258A (en) | Fibrous products | |
WO2004029360A1 (en) | Papermaking furnish comprising solventless cationic polymer retention aid combined with phenolic resin and polyethylene oxide | |
CN112424422A (zh) | 用于生产纸或纸板、特别是适合用作饮料容器的包装材料的标签纸或纸板的方法,以及通过该方法生产的纸或纸板 | |
Honkasalo | Behaviour of different furnish mixtures in mechanical printing papers | |
Bergamo et al. | BIOPOLYMER APPLICATION TO IMPROVE THE SACK KRAFT PAPER PRODUCTION | |
Manfredi | The Pulps (Fibers) Characteristics | |
FI66946B (fi) | Framstaellning av en profilerad artikel saerskilt papper av amnoformaldehydhartsfibrer | |
RU2260086C2 (ru) | Способ изготовления защищенной от подделки бумаги | |
CA1283258C (en) | High strength, cellulosic-gel-containing kraft paper and process for making the same |