SE0950745A1 - Process för tillverkning av ett substrat innehållande kiseldioxidpigment som bildas på ytan av substratet - Google Patents
Process för tillverkning av ett substrat innehållande kiseldioxidpigment som bildas på ytan av substratetInfo
- Publication number
- SE0950745A1 SE0950745A1 SE0950745A SE0950745A SE0950745A1 SE 0950745 A1 SE0950745 A1 SE 0950745A1 SE 0950745 A SE0950745 A SE 0950745A SE 0950745 A SE0950745 A SE 0950745A SE 0950745 A1 SE0950745 A1 SE 0950745A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- substrate
- soluble silicate
- solution containing
- water
- medium
- Prior art date
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 99
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 239000000049 pigment Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 claims description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 9
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 claims description 7
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 3
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 40
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 13
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 9
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 8
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 7
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 6
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 4
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 229920001046 Nanocellulose Polymers 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000008043 acidic salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 235000021028 berry Nutrition 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 1
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 1
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 1
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003906 humectant Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000012860 organic pigment Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000371 poly(diallyldimethylammonium chloride) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000013615 primer Substances 0.000 description 1
- 239000002987 primer (paints) Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000006254 rheological additive Substances 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- -1 static electricity Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- RRHXZLALVWBDKH-UHFFFAOYSA-M trimethyl-[2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC(=C)C(=O)OCC[N+](C)(C)C RRHXZLALVWBDKH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N trisodium borate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]B([O-])[O-] BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940100445 wheat starch Drugs 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
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/36—Coatings with pigments
- D21H19/38—Coatings with pigments characterised by the pigments
- D21H19/40—Coatings with pigments characterised by the pigments siliceous, e.g. clays
-
- 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
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/70—Inorganic compounds forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with other substances added separately
-
- 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
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/10—Coatings without pigments
- D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
- D21H19/24—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D21H19/32—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming a linkage containing silicon in the main chain of the macromolecule
-
- 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
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
- D21H17/68—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments siliceous, e.g. clays
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Paper (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
15 20 25 30 35 torrhalten av kompositionen minskas och torrhalten av kompositionen innehållande kiseldioxidpigment är såldes ganska låg, vilket reducerar tillverkningshastigheten och ökar mängden vatten som tillsätts till papperet.
Som en konsekvens måste papperet utsättas för kraftig värmebehandling för att torka.
Vid tillverkning av tryckpapper för bläckstråletryckning är det ofta fördelaktigt att tillsätta katjoniska polymerer till lösningen innehållande kiseldioxidpigment vilken därefter tillsätts till pappersytan. Katjoniska polymerer förhindrar till exempel såkallad blödning av trycket om det utsätts för vatten eller utljädring eller bläckspridning vilket kan ske längs fibrerna. När de katjoniska polymererna blandas med anjoniska kiseldioxidpigment uppstår dock ofta problem med hög viskositet och utfällningar.
En nackdel med användningen av dagens kiseldioxidpigment är även dess nuvarande kostnadsstruktur. Det är normalt väldigt dyrt att köpa tillverkade kiseldioxidpigment då tillverkningsprocessen och torkning av pigmenten för att göra dem användbara i pappersbruk, är väldigt energikrävande. Det är även ganska komplicerat att förvara och hantera de tillverkade kiseldioxidpigmenten vid pappersbruken. Då kiseldioxidpigmenten är porösa är deras volym ofta ganska stor och de tar således upp ganska mycket plats. Som ett alternativ kan kiseldioxidpigmenten transporteras som en lösning till bruken men detta är också dyrt då torrhalten av en kisellösning behöver vara ganska låg för att lösningen ska vara stabil, dvs en stor mängd vatten måste också transporteras.
Det finns således ett behov för en förbättrad process för tillverkning av ett substrat innehållande kiseldioxidpigment.
Beskrivning av uppfinningen Det är ett syfte med uppfinningen att tillverka ett substrat innehållande kiseldioxidpigment på ett förbättrat sätt.
Ett annat syfte med uppfinningen är att tillverka ett substrat innehållande kiseldioxidpigment på ett kostnadseffektivt sätt.
Dessa samt andra syften uppnås av den föreliggande uppfinningen som beskriver en process för tillverkning av ett substrat varvid processen 10 15 20 25 30 35 innefattar; att tillhandahålla ett substrat innehållande cellulosafibrer, tillsätta en lösning innehållande vattenlösligt silikat till ytan av substratet och behandla substratet så att det vattenlösliga silikatet polymeriseras varvid kiseldioxidpigment bildas på ytan av substratet och slutligen torka substratet med de bildade kiseldioxidpigmenten på ytan.
Det vattenlösliga silikatet är företrädesvis ett alkalimetallsilikat eller en kiselsyra.
Polymeriseringen och/eller utfällningen av det vattenlösliga silikatet kan ske genom tillsats av ett pH ändrande medium eller med hjälp av jonbyte.
Andra kända metoder för att polymeriseringen och bildande av kiseldioxidpigment, såsom dialys eller elektrodialys, kan också användas. Det är viktigt att polymeriseringen och bildandet av kiseldioxidpigment sker på ytan av substratet. Behandlingen med det vattenlösliga silikatet måste därför ske så att kiseldioxidpigmenten polymeriseras och bildas på ytan.
Substratet kan behandlas genom tillsats av ett pH ändrande medium till ytan av substratet för att polymerisera och bilda kiseldioxidpigmenten på substratets yta. Det pH ändrande mediet kan vara ett pH reducerande eller pH höjande medium. Reaktionen vid vilket kiseldioxidpigment bildas är en välkänd reaktion av vattenlösligt silikat, företrädesvis alkalimetallsilikat eller kiselsyra, vid ett reducerat eller förhöjt pH. Det är föredraget att lösningen innehållande alkalimetallsilikat och det pH reducerade mediet tillsättas till ytan av substratet så att kiseldioxidpigment bildas på ytan av substratet. Det är även möjligt att reaktionen vid vilket kiseldioxidpigment bildas är en reaktion av kiselsyra vid ett ökat eller reducerat pH.
Genom att separat tillsätta en lösning innehållande vattenlösligt silikat och ett pH ändrande medium till en yta av substratet är det möjligt att tillverka kiseldioxidpigment direkt på ytan av substratet och således undvika nackdelarna nämnda ovan vid tillverkningen, såsom kompabilitet och körbarhet, transport och lagring av kiseldioxidpigmenten.
Genom att separat tillsätta en lösning innehållande vattenlösligt silikat och ett pH ändrande medium till en yta av substratet sker en reaktion vid vilket kiseldioxidpigment bildas. Reaktionen kommer antingen ske vid tillsatsen av det pH ändrade mediet och lösningen innehållande vattenlösligt silikat till ytan 10 15 20 25 30 35 eller efter tillsatsen av det pH ändrade mediet och lösningen innehållande vattenlösligt silikat till ytan av substratet.
Det pH reducerande mediet kan vara en oorganisk eller organisk syra såsom svavelsyra, saltsyra eller ättiksyra, sura salter, pigment eller gaser.
Andra exempel på pH reducerande medier är natriumorthoborat (borax), natriumbisulfit, natriumbikarbonat, natriumdihydrogenfosfat, koldioxid eller en kombination av två eller fler av dessa substanser. Sura salter av svaga baser och starka syror såsom ammoniumsulfat, aluminiumsulfat, polyaluminiumklorid (PAC), polyaluminiumnitrat (PAN) och liknande kan också användas själv eller i kombination med något av de substanser nämnda ovan.
The pH höjande mediet kan vara en alkalisklösning, såsom natriumhydroxid eller kalciumhydroxid.
Olika typer at kiseldioxidpigment, såsom kiselgel, utfälld kisel och kolloidal kisel, kan bildas vid reaktionen av vattenlösligt silikat vid ett reducerat eller höjt pH. Typen av kiseldioxidpigment som bildas beror på pH vid reaktionen. Den specifika typen av kisel som bildas på ytan kan således kontrolleras genom mängden och koncentrationen av det tillsatta pH ändrande mediet. pH vid reaktionen vid vilket kisel bildas kan vara basisk, neutral och även sur. Om ett pH reducerande medium tillsätts kommer reaktionen ske när pH är reducerat men det är inte alltid nödvändigt att neutralisera pH av lösningen innehållande vattenlösligt silikat eller att göra det surt, även om det ibland är föredraget. Beroende på det pH ändrade mediet som används bildas olika typer av kiseldioxidpigment. Om till exempel polyaluminiumklorid används, tillverkas ett aluminiumsilikat.
Vilket vattenlösligt silikat som helst kan användas i den föreliggande processen, alkalimetallsilikat såsom natriumsilikat (vattenglas) eller kiselsyra är föredragna.
Lösningen innehållande vattenlösligt silikat kan först tillsättas till ytan av substratet följt av det pH ändrande mediet. Det är även möjligt att först tillsätta den pH ändrande mediet till ytan av substratet följt av lösningen innehållande vattenlösligt silikat. Reaktionen vid vilken kisel bildas kommer således ske efter tillsats av lösningarna till ytan av substratet. 10 15 20 25 30 35 Det är även möjligt att det pH ändrande mediet och lösningen innehållande vattenlösligt silikat blandas direkt före tillsats till ytan av substratet. Reaktionen vid vilket kisel bildas kommer således ske under tillsatsen, direkt innan tillsats eller efter tillsats av lösningarna till ytan av substratet. Det är möjligt att reaktionen vid vilket kiseldioxidpigment bildas fördröjs så att även om lösningarna blandas före tillsats kan reaktionen ske på ytan av substratet.
Det är föredraget att den största delen av kiseldioxidpigmenten bildas på ytan av substratet för att erhålla de fördelar nämnda här, speciellt för att erhålla den ökade bindningen av pigmenten till fibrer.
Ett eller flera bindemedel kan tillsättas till det pH ändrande mediet och/eller till lösningen innehållande vattenlösligt silikat för att ge yt- eller internstyrka alternativt våtstyrka till substratet. Det är också möjligt att tillsätta bindemedel separat, dvs utan att blanda det med det pH ändrande mediet eller lösningen innehållande vattenlösligt silikat. Möjliga bindemedel är stärkelse, natriumkarboxymetylcellulosa, hydroxyetylcellulosa, hartser, nanocellulosa eller mikrofibrillerad cellulosa, protein, polyvinyalkohol- polyvinylacetat, akrylat baserade polymerer, guargummi, polyvinylalkohol (PVOH), polyvinylacetat (PVA), styrenakrylat, styrenbutadien eller blandningar av dessa substanser. Andra bindemedel eller reologimodifierandemedel kan också användas.
Andra tillsatsämnen kan också tillsättas antingen till det pH ändrande mediet och/eller till lösningen innehållande vattenlösligt silikat. Exempel på sådana tillsatsämnen är optiska vitmedel (OBA), kalciumklorid, katjoniska polymerer, organiska eller oorganiska pigment, tvärbindare, fuktgivare, fibrer, primer, hydrofobiska medel, biocider eller smörjmedel.
Appliceringen av lösningen innehållande vattenlösligt silikat och det pH ändrade mediet till ytan av substratet kan ske på ett antal olika sätt. Exempel på olika metoder är; med hjälp av valsar i kombination med eller flera filmpressar, med hjälp av sprutmunstycken positionerade i en eller flera linjer tvärsöver substratet, med sprutmunstycken anpassade för dosering av åtminstone två komponenter, med hjälp av ridåbestrykare eller med en kombination av några av dessa metoder. Om en ridåbestrykare används är det möjligt att två eller fler ridåer härstammar från samma bestrykare om både 10 15 20 25 30 35 en lösning innehållande vattenlösligt silikat och ett pH ändrande medium tillsätts, så att lösningen innehållande vattenlösligt silikat tillsätts genom en ridå och det pH ändrande mediet genom en annan.
Appliceringen av lösningen innehållande vattenlösligt silikat och det pH ändrande mediet kan dessutom ske med hjälp av en ark eller rullmatat tryckpress eller konverteringsmaskin. En offset, flexografi eller bläckstråle tryckpress kan till exempel först trycka lösningen innehållande vattenlösligt silikat och sedan överföra det pH ändrande mediet till ytan och således bilda ett vått i vått appliceringssteg innan ett tredje skikt appliceras utan eller med mellanliggande torkning.
Det kan även vara möjligt att använda sprejsystem på plats för att dosera lösningen innehållande vattenlösligt silikat och det pH ändrande mediet till ytan av substratet. Behandlingen kan därefter följas av torkning eller alternativt anslags eller anslagslöstryckning.
Om det pH ändrande mediet och lösningen innehållande vattenlösligt silikat blandas direkt innan tillsats till ytan av substratet är det föredraget att blandningen sker i ett sprutmunstycke eller på en vals som därefter för det bildade kislet till substratet.
Det är föredraget att behandla bägge sidorna av substratet med det pH ändrande mediet och/eller lösningen innehållande vattenlösligt silikat, men det är även möjligt att bara behandla en sida av substratet.
Det är föredraget att tillsätta en mängd av 0,1-20 g/m2 av kiseldioxidpigment per sida av substratet. Mängden kiseldioxidpigment på substratet beror på slutanvändningen av den färdiga produkten som tillverkas.
Om den färdiga produkten är ett finpapper som används för tryckning, kan kiselhalten företrädesvis vara mellan 0,1-10 g/m2 per sida. Om det är ett medium för högkvalitativt papper för bläckstråletryckning är kiselhalten företrädesvis högre. Koncentrationen vattenlösligt silikat i lösningen som tillsätts substratet regleras på så sätt att mängden kisel på ytan av substratet är inom den önskande nivån, dvs koncentrationen av vattenlösligt silikati lösningen och mängden lösning som tillätts regleras så att mängden kisel på ytan är inom den önskade nivån. Koncentrationen av det pH ändrande mediet kan också regleras för att anpassa och förbättra vissa funktionella egenskaper 10 15 20 25 30 35 hos papperet såsom statisk elektricitet, bläcksättningsmekanismer eller avfärgningsförmåga.
En fördel med föreliggande uppfinning är att torrhalten av den tillsatta lösningen kan höjas jämfört med om kiseldioxidpigment tillsätts direkt till ytan av substratet såsom beskrivs i bakgrundstekniken. Då lösningen innehållande vattenlösligt silikat och det pH ändrande mediet tillsätts separat till ytan av substratet, undviks de tidigare beskrivna problemen med en lösning innehållande kiseldioxidpigment och det är således möjligt att höja den totala torrhalten på de tillsatta lösningarna. Följaktligen tillsätts mindre mängd vatten till substratet och torkbehoven minskar.
Då det är föredraget att bildandet av kiseldioxidpigment sker på ytan av substratet kommer kiseldioxidpigmenten binda starkare till fibrerna och mängden bindemedel kan möjligtvis reduceras utan att sänka kvaliteten på substratet. Då lösningen innehållande vattenlösligt silikat tillsätts direkt till ytan av substratet kommer lösningen delvis absorberas av fibrerna på ytan av substratet och det bildade kiseldioxidpigmentet kommer således delvis vara inkorporerat i fiberstrukturen av ytan av substratet vilket ökar bindningen mellan kiseldioxidpigmenten och substratet.
Vid reaktionen av vattenlösligt silikat och det pH ändrande mediet bildas dessutom olika salter. Dessa salter tvättas normalt bort vid tillverkningen av kiseldioxidpigment som ska användas i ett pappersbruk. Vid reaktionen av vattenlösligt silikat på ytan av substratet, i enlighet med uppfinningen, tvättas dock inte de bildade salterna bort. Det har visat sig att närvaro av dessa salter förbättrar egenskaperna av substratet då det kan användas till exempel för att reglera de elektriska egenskaperna hos substratet. Vilka typer av salter som bildas beror på vilka kemikalier som används men salterna kan till exempel vara natrium, aluminium eller kalciumsalter.
Det är även möjligt att tillverka ett substrat innehållande mer än ett skikt av kiseldioxidpigment på ytan. Detta kan till exempel ske genom tillsats av en andra lösning innehållande vattenlösligt silikat och ett andra pH ändrande medium. Det är även möjligt att på samma sätt tillverka mer än två skikt av kisel, såsom tre, fyra, fem eller fler. 10 15 20 25 30 35 Ytterligare en fördel med processen enligt uppfinningen är att det även är möjligt att tillsätta en katjonisk polymer till ytan av substratet utan de nackdelar nämnda ovan. Då bildandet av anjoniska kiselpartiklar sker på ytan av substratet är det ingen blandning av anjoniska kiselpartiklar och de katjoniska polymererna innan tillsats av komponenterna till ytan av substratet.
De anjoniska kiselpartiklama och de katjoniska polymererna kommer följaktligen inte kunna reagera och bilda nämnda utfällningarna.
De mest användbara katjoniska polymererna är katjoniska stärkelser, katjoniskt gummi och katjoniska polyakrylamider, varvid användning av dessa i papperstillverkning har beskrivits i bakgrundsteknik. Andra katjoniska polymerer kan också användas i kombination med kiseldioxidpigment, antingen själv eller som tillsats till de katjoniska stärkelserna, katjoniska gummit och katjoniska polyakryamider. Exempel på sådana katjoniska polymerer är polyethylenimin, polydiallyldimetylammoniumklorid, sampolymerer av akrylamid med 2-metylakryloxyetyltrimetylammoniumklorid, amin-epiklorohydrin kondensatprodukter och katjoniska våtstyrkehartser erhållna genom att kondensera polyaminer med dikarboxylsyror och sedan ytterligare reagera prepolymeren med epiklorohydrin. Katjoniska stärkelser är särdeles användbara genom att de har fördelen med låg kostnad och av att ge papperet torrstyrka. Katjoniska stärkelsen som används kan komma från något av de vanliga stärkelseproducerande materialen, såsom majsstärkelse, potatisstärkelse, vetestärkelse och tapiokastärkelse, även om potatisstärkelse normalt ger det mest föredragna katjoniserande produkterna.
Genom att använda processen enligt uppfinningen kan nackdelarna nämnda ovan undvikas och tillverkningskostnaden för ett substrat, speciellt ett papper för bläckstråletryckning, kan kraftigt reduceras. Energibehovet för tillverkningen av ett substrat innehållande kiseldioxidpigment enligt uppfinningen reduceras då det inte finns något behov för torkning eller förbehandling av kiseldioxidpigmenten för att göra dem tillräckligt stabila för transport till användningsplatsen (ofta från tillverkaren till kundens bruk).
Energibehovet för tillverkningen av ett substrat enligt uppfinningen minskas dessutom då det är möjligt att höja torrhalten på lösningarna som tillsätts till ytan.
Substratet torkas efter tillsats av det pH ändrande mediet och/eller lösningen innehållande vattenlösligt silikat så att ett torkat substrat bildas. Alla 10 15 20 25 kända processer för torkning av cellulosasubstrat kan användas. Då temperaturen ökar vid torkningen och då speciellt på ytan av substratet, kan reaktionen vid vilken kiseldioxidpigment bildas påskyndas under torkningen av substratet. Kiseldioxidpigmenten kan således bildas vid torkningen av substratet.
Substratet enligt uppfinningen kommer uppvisa förbättrad bindning mellan fibrerna och de bildade kiseldioxidpigmenten. Substratet innehåller dessutom salter som bildas vid tillverkningen av kiseldioxidpigment. Det är föredraget att substratet är ett trycksubstrat av papper eller kartong som kommer att tryckas i en efterföljande tryckprocess.
När det gäller denna uppfinning, inkluderar substrat ett papper eller kartong innehållande cellulosafibrer, dock utan att begränsas till detta. Andra material lämpliga för tryckning är också inkluderade, såsom plaster, polymerbestruken papper eller kartong, textiler etc. Det kan också vara möjligt att förse substrat som ska användas som flamskydd med kiseldioxidpigment, dvs substrat för flamskydd.
Substratet innehåller cellulosafibrer och med detta, inkluderas inte endast cellulosafibrer utan alla komponenter som härstammar från cellulosafibrer. Exempel på sådana komponenter är mikrofibrillerad cellulosa (nanocellulosa) eller regenererad cellulosa. Cellulosafibrerna kan vara fibrer från barrträ och/eller lövträ.
Claims (1)
1. -7. Ett substrat enligt krav 8 varvid substratet är ett trycksubstrat.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0950745A SE534210C2 (sv) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | Process för tillverkning av ett substrat innehållande kiseldioxidpigment som bildas på ytan av substratet |
| EP10822323.1A EP2486189B1 (en) | 2009-10-09 | 2010-10-05 | A process for the production of a substrate comprising silica pigments which is formed on the surface of the substrate |
| CN201080056008.XA CN102686801B (zh) | 2009-10-09 | 2010-10-05 | 其表面形成有二氧化硅颜料的基材的制造方法 |
| BR112012008197A BR112012008197A2 (pt) | 2009-10-09 | 2010-10-05 | um processo para a produção de um substrato compreendendo pigmentos de sílica que é formado sobre a superfície do substrato |
| PCT/SE2010/051074 WO2011043725A1 (en) | 2009-10-09 | 2010-10-05 | A process for the production of a substrate comprising silica pigments which is formed on the surface of the substrate |
| PT10822323T PT2486189E (pt) | 2009-10-09 | 2010-10-05 | Processo para a produção de um substrato compreendendo pigmentos de sílica que são formados sobre a superfície do substrato |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0950745A SE534210C2 (sv) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | Process för tillverkning av ett substrat innehållande kiseldioxidpigment som bildas på ytan av substratet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0950745A1 true SE0950745A1 (sv) | 2011-04-10 |
| SE534210C2 SE534210C2 (sv) | 2011-05-31 |
Family
ID=43857005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0950745A SE534210C2 (sv) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | Process för tillverkning av ett substrat innehållande kiseldioxidpigment som bildas på ytan av substratet |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2486189B1 (sv) |
| CN (1) | CN102686801B (sv) |
| BR (1) | BR112012008197A2 (sv) |
| PT (1) | PT2486189E (sv) |
| SE (1) | SE534210C2 (sv) |
| WO (1) | WO2011043725A1 (sv) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE537737C2 (sv) * | 2013-03-01 | 2015-10-06 | Stora Enso Oyj | In-Line-framställning av kiseldioxid för retentionsändamål ien pappers- eller kartongtillverkningsprocess |
| SE543549C2 (en) * | 2018-03-02 | 2021-03-23 | Stora Enso Oyj | Method for manufacturing a composition comprising microfibrillated cellulose |
| DE102018124255A1 (de) * | 2018-10-01 | 2020-04-02 | Technische Universität Darmstadt | Faservliese mit asymmetrischer Silica-Imprägnierung und Verfahren zur Herstellung der Vliese sowie deren Verwendungen |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2383653A (en) * | 1941-06-04 | 1945-08-28 | Du Pont | Silicic acid sols |
| US2568850A (en) * | 1951-04-11 | 1951-09-25 | Carey Philip Mfg Co | Vapor barrier paper and the manufacture thereof |
| US3085861A (en) * | 1955-04-08 | 1963-04-16 | Pittsburgh Plate Glass Co | Preparation of siliceous pigment |
| NL128891C (sv) * | 1959-05-05 | |||
| ES361856A1 (es) * | 1968-04-06 | 1970-11-16 | Roehm & Haas Gmbh | Procedimiento para el revestimiento de papel y configura- ciones superficiales textiles. |
| US3928540A (en) * | 1971-07-26 | 1975-12-23 | Ppg Industries Inc | Process for preparing silica pigment |
| US4554181A (en) * | 1984-05-07 | 1985-11-19 | The Mead Corporation | Ink jet recording sheet having a bicomponent cationic recording surface |
| JPS61287447A (ja) * | 1985-06-11 | 1986-12-17 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | 耐熱性触媒担体組成物の製造法 |
| JPS61287477A (ja) * | 1985-06-13 | 1986-12-17 | Inax Corp | 無機質塗膜の形成方法 |
| US4816074A (en) * | 1985-07-12 | 1989-03-28 | E.C.C. America Inc. | Kaolinite aggregation using sodium silicate |
| JPH0647460B2 (ja) * | 1986-06-17 | 1994-06-22 | ジェイ エム フーバー コーポレーション | 合成アルカリ金属アルミノケイ酸塩、方法及び利用、組成物及びそれらの製造方法 |
| AU700330B2 (en) * | 1995-03-31 | 1998-12-24 | Nippon Paper Industries Co. Ltd. | Recording paper |
| GB0410749D0 (en) * | 2004-05-14 | 2004-06-16 | Dow Corning Ireland Ltd | Coating apparatus |
| FR2872180A1 (fr) * | 2004-06-24 | 2005-12-30 | Arjowiggins Papiers Couches So | Papier revetu d'une composition pigmentee comportant de la silice imprimable par offset |
-
2009
- 2009-10-09 SE SE0950745A patent/SE534210C2/sv unknown
-
2010
- 2010-10-05 EP EP10822323.1A patent/EP2486189B1/en active Active
- 2010-10-05 CN CN201080056008.XA patent/CN102686801B/zh active Active
- 2010-10-05 PT PT10822323T patent/PT2486189E/pt unknown
- 2010-10-05 BR BR112012008197A patent/BR112012008197A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2010-10-05 WO PCT/SE2010/051074 patent/WO2011043725A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102686801B (zh) | 2015-07-01 |
| BR112012008197A2 (pt) | 2016-04-12 |
| PT2486189E (pt) | 2015-03-09 |
| SE534210C2 (sv) | 2011-05-31 |
| CN102686801A (zh) | 2012-09-19 |
| EP2486189B1 (en) | 2014-12-10 |
| EP2486189A1 (en) | 2012-08-15 |
| EP2486189A4 (en) | 2014-01-22 |
| WO2011043725A1 (en) | 2011-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5149961B2 (ja) | 改善されたイメージ耐水堅牢性、表面強度および操作性を有する記録シート | |
| JP6200963B2 (ja) | コーティング付き包装材料を生成するための方法、および疎水性化合物に対する少なくとも１つの障壁層を有する包装材料 | |
| CN107002367B (zh) | 用于生产包装材料的方法和由该方法制备的包装材料 | |
| US20080233385A1 (en) | Papers Providing Great Fat and Oil Penetration Resistance, and Method for the Production Thereof | |
| CN102245393B (zh) | 喷墨印刷纸 | |
| JP5665867B2 (ja) | 表面処理された紙 | |
| EP2625337B1 (en) | Surface treatment composition and paper or paperboard comprising a surface treatment composition | |
| SE0950745A1 (sv) | Process för tillverkning av ett substrat innehållande kiseldioxidpigment som bildas på ytan av substratet | |
| JP5005938B2 (ja) | 浸透抑制方法およびそれを用いた印刷用塗工原紙並びに印刷用塗工紙 | |
| US20130095333A1 (en) | Surface Treated Medium | |
| US20230142880A1 (en) | Coating Agent for Paper and Coated Paper Using Same | |
| CN105939866B (zh) | 可印刷记录介质 | |
| JP5167613B2 (ja) | 無機有機ハイブリッド体の製造方法 | |
| JP2003049399A (ja) | 自己定着性澱粉からなる印刷用紙製造用内添用紙力増強剤および印刷用紙の製造方法 | |
| JP5883326B2 (ja) | 印刷用非塗工紙およびその製造方法 | |
| SE534211C2 (sv) | Process för tillverkning av ett substrat innehållande regenererad cellulosa och ett substrat tillverkat enligt processen | |
| JP5728242B2 (ja) | インクジェット用記録シートの製造方法 | |
| EP4352176A1 (en) | Barrier coating for paper and paperboard | |
| CN102549214A (zh) | 制造纸制品的方法、纸制品和混合涂层 | |
| JP2010111969A (ja) | 塗工原紙用表面処理剤 | |
| JP2013158941A (ja) | 紙製バリア包装材料 |