SK165099A3 - Method for making paper using a gelling system - Google Patents
Method for making paper using a gelling system Download PDFInfo
- Publication number
- SK165099A3 SK165099A3 SK1650-99A SK165099A SK165099A3 SK 165099 A3 SK165099 A3 SK 165099A3 SK 165099 A SK165099 A SK 165099A SK 165099 A3 SK165099 A3 SK 165099A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- paper
- weight
- pulp
- fillers
- mineral fillers
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 11
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- -1 zirconate Chemical compound 0.000 claims abstract description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 61
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 41
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 claims description 31
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 claims description 31
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 claims description 31
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 claims description 31
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 12
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229920000926 Galactomannan Polymers 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OMDQUFIYNPYJFM-XKDAHURESA-N (2r,3r,4s,5r,6s)-2-(hydroxymethyl)-6-[[(2r,3s,4r,5s,6r)-4,5,6-trihydroxy-3-[(2s,3s,4s,5s,6r)-3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxyoxan-2-yl]methoxy]oxane-3,4,5-triol Chemical group O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1OC[C@@H]1[C@@H](O[C@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)O1 OMDQUFIYNPYJFM-XKDAHURESA-N 0.000 claims description 3
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 3
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 3
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 abstract description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 99
- 244000007835 Cyamopsis tetragonoloba Species 0.000 description 32
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 31
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 28
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 25
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 25
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 3
- 229920000896 Ethulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001859 Ethyl hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 235000019326 ethyl hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical compound CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-RWOPYEJCSA-N beta-D-mannose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-RWOPYEJCSA-N 0.000 description 2
- 229940063013 borate ion Drugs 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 210000004534 cecum Anatomy 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 235000010944 ethyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 229920003087 methylethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- WECIKJKLCDCIMY-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-n-(2-cyanoethyl)acetamide Chemical compound ClCC(=O)NCCC#N WECIKJKLCDCIMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LYPJRFIBDHNQLY-UHFFFAOYSA-J 2-hydroxypropanoate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O LYPJRFIBDHNQLY-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- DUFCMRCMPHIFTR-UHFFFAOYSA-N 5-(dimethylsulfamoyl)-2-methylfuran-3-carboxylic acid Chemical compound CN(C)S(=O)(=O)C1=CC(C(O)=O)=C(C)O1 DUFCMRCMPHIFTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 241000218631 Coniferophyta Species 0.000 description 1
- 241000219748 Cyamopsis Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000166124 Eucalyptus globulus Species 0.000 description 1
- 241000282372 Panthera onca Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical group OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-UHFFFAOYSA-N alpha-D-galactose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 235000015250 liver sausages Nutrition 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical group 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- UBZYKBZMAMTNKW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrabromide Chemical compound Br[Ti](Br)(Br)Br UBZYKBZMAMTNKW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrachloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J 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
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/06—Paper forming aids
- D21H21/10—Retention agents or drainage improvers
-
- 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
- D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
- D21H23/76—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by choice of auxiliary compounds which are added separately from at least one other compound, e.g. to improve the incorporation of the latter or to obtain an enhanced combined effect
- D21H23/765—Addition of all compounds to the pulp
-
- 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
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/25—Cellulose
-
- 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
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/31—Gums
- D21H17/32—Guar or other polygalactomannan gum
-
- 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
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
- D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D21H17/36—Polyalkenyalcohols; Polyalkenylethers; Polyalkenylesters
-
- 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
- D21H17/66—Salts, e.g. alums
-
- 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
- D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
- D21H27/18—Paper- or board-based structures for surface covering
- D21H27/22—Structures being applied on the surface by special manufacturing processes, e.g. in presses
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka nového spôsobu výroby papiera, pri ktorom sa používa želatinizujúci systém s cieľom zlepšiť retenciu zabudovaných minerálnych plnív. Vynález sa tiež týka spôsobu výroby papiera s použitím želatinizujúceho systému, ktorý citeľne zlepší nepriehľadnosť (opacitu) získaného papiera. Okrem toho sa zlepšia mechanické vlastnosti získaného papiera, napríklad jeho tuhosť a odolnosť proti roztrhnutiu, ako aj ďalšie vlastnosti, ako napríklad belosť papiera. Okrem toho sa želatinizujúcim systémom podľa vynálezu môžu dosiahnuť ďalšie výhody týkajúce sa kvality a recyklovateľnosti bielych odpadových vôd pri spôsobe výroby papiera, ako aj papiera roztrhaného v priebehu výroby.
Doterajší stav techniky
Pri výrobe papiera sa vyskytuje viacero problémov. Jednou zo základných snáh je znížiť cenu papiera znižovaním množstva celulózových vláken v zložení papierenskej buničiny (papieroviny). Ďalšia snaha spočíva v znižovaní koncentrácie odpadových vôd, čo je vynútené stále prísnejšími normami týkajúcimi sa znečisťovania životného prostredia.
V rámci výroby papiera sa navrhli rôzne prostriedky na zníženie ceny papiera a vykonali rôzne pokusy zlepšiť jeho kvalitu. Jedným z takýchto realizovaných prístupov je pridanie relatívne lacných minerálnych plnív do vyrábaného papiera a to s tým cieľom, že tieto plnivá nahradia v papierovine vlákna. Je známe, že niektoré minerálne plnivá sú špecificky používané na zlepšenie niektorých vlastností papiera. Napríklad oxid titaničitý vo forme anatasu alebo rutilu sa používa na zlepšenie opacity papiera. To je najmä prípad laminovaných papierov, ktoré sú všeobecne označované ako dekoračné papiere.
Avšak v prípade, keď prídavok minerálnych spojív zlepší niektoré vlastnosti papiera, má takýto prídavok spravidla za následok zhoršenie niektorých charakteristík papiera, ako napríklad zhoršenie mechanických vlastností papiera, napríklad zhoršenie odolnosti papiera voči roztrhnutiu za sucha a za mokra, čo vedie k neprijateľnej kvalite papiera.
Okrem toho, prídavok minerálnych plnív, ktorých častice majú mikrometrické rozmery, naráža na problém retencie týchto častíc v papieri: v priebehu tvorby papierového listu na site papierenského stroja majú častice minerálnych spojív sklon k prieniku uvedeným sitom, čo má za následok vznik bielych vôd s vysokou koncentráciou tohto plniva. To má zasa za následok problémy na úrovni spracovania odpadových vôd pred ich vypustením do vodných tokov a v úrovni kvality vyrobeného papiera. Okrem toho nezadržané plnivo stratí svoju účinnosť v priebehu následného recyklovania. Použitie retenčných činidiel síce redukuje problém nedostatku retencie, avšak toto riešenie nie je celkom uspokojivé. Tak napríklad v prípade retencie zakaľujúcich plnív, akými sú napríklad oxid titaničitý, spôsobuje použitie retenčných plnív typu elektricky nabitého polyméru stratu zakaľujúcej účinnosti vzhľadom na príliš intenzívne a príliš hutné vyvločkovanie.
Testovalo sa použitie menej drahej a menej kvalitnej papieroviny, avšak to spôsobilo výrazné zhoršenie charakteristík papiera a často aj vznik nadmerného množstva jemných podielov, ktoré nie sú zadržané v procese výroby papiera a prechádzajú do odpadovej bielej vody, čo zasa spôsobuje problémy pri spracovaní týchto odpadových vôd.
Podstata vynálezu
Teraz prihlasovateľ vyvinul nový spôsob výroby papiera, pri ktorom sa používa gélotvorný systém, ktorý značne zlepšuje retenciu minerálnych plnív, vláken a ostatných látok v liste papieroviny.
Cieľom vynálezu je navrhnúť gélotvorný systém a spôsob výroby papiera, pri ktorom sa získa papier so zlepšenými vlastnosťami, medzi ktoré patria opacitný výťažok minerálnych plnív, odolnosť proti roztrhnutiu, belosť a ďalšie požadované vlastnosti, tým, že sa optimalizuje použitie minerálnych plnív.
Ďalším cieľom vynálezu je získať papier so zvýšenou kon, centráciou minerálnych plnív a súčasne s prijateľnou odolnosťou proti roztrhnutiu a s ďalšími prijateľnými vlastnosťami.
a
Ďalšie znaky vynálezu a výhody dosiahnuté vynálezom budú zrejmé z ďalej uvedeného opisu a najmä z testov, tabuliek a obrázkov, ktoré ilustrujú rôzne charakteristiky vynálezu.
Vynález je založený na nájdení gélotvorného systému a spôsobu výroby papiera využívajúceho tento gélotvorný systém, ktorý výrazne zlepšuje retenciu minerálnych plnív a ostatné charakteristiky papiera a ktorý umožňuje optimalizáciu účinku minerálnych spojív prítomných v papierovine.
Zvýšenie retencie minerálnych spojív a jemných podielov pri spôsobe výroby papiera podľa vynálezu redukuje problém zamorenia vodných tokov bielymi vodami.
J
Okrem toho je uľahčené recyklovanie papierového odpadu, • tvoreného útržkami papiera a okrajovými oblasťami papiera v dôsledku prítomnosti zložiek gélotvorného systému v papieri, ktoré umožní ľahké prevedenie uvedeného odpadového papiera do formy papierovej pulpy.
Všeobecne gélotvorný systém podľa vynálezu obsahuje:
- polymér obsahujúci aspoň jednu hydroxylovú skupinu, ktorého množstvo je nižšie ako 5 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosť minerálnych plnív a celulózovej buničiny, pričom tento polymér je zvolený z množiny zahŕňajúcej:
- polyvinylalkohol,
- galatomanán obsahujúci aspoň dve vicinálne hydroxylovú skupiny,
- celulózu modifikovanú hydrofóbnymi skupinami s cieľom dosiahnuť rozpustnosť vo vode,
- a ich zmesi, a
- zosietujúce činidlo vo vodnom roztoku obsahujúce prvok zvolený z množiny zahŕňajúcej boritan, zirkoničitan, titaničitan a ich zmes,
- pričom hmotnostný pomer zosieťujúceho činidla k polyméru obsahujúcemu aspoň jednu hydroxylovú skupinu sa rovná 0,025 až 2 .
Množstvo pevného podielu (sušiny) v uvedenom gélotvornom systéme predstavuje 0,02 až 18 % hmotn., výhodne 0,5 až 5 % hmotnosti, vztiahnuté na hmotnosť papieroviny.
Minerálne plnivá použité v rámci vynálezu majú rozličný charakter a sú zvolené najmä v závislosti na type vyrábaného papiera a na jeho budúcom použití. Použiteľné minerálne plnivá zahŕňajú všetky bežné minerálne plnivá, ktorých povrch má aspoň čiastočne aniónový charakter.
Ako príklady minerálnych plnív je možné neobmedzujúcim spôsobom uviest kaolín, íl, kriedu, uhličitan vápenatý, oxid titaničitý, siliku a ich zmesi.
Minerálne plnivá sú normálne pridávané vo forme vodnej disperzie s koncentráciou, ktorá je adekvátna vyrábanému typu papiera.
Ako plnivá na výrobu papiera sa môžu použiť mnohé komerčne dostupné produkty. Ako príklady takýchto produktov je možné neobmedzujúcim spôsobom uviest kaolín od firmy ECC, uhličitan vápenatý Omyafill od firmy OMYA a uhličitan vápenatý Calopake od firmy Rhône-Poulenc, oxid titaničitý Finntitan od firmy Kemira a oxid titaničitý Rhoditan od firmy Rhone-Poulenc.
Z polymérov gélotvorného systému je možné ako neobmedzujúce príklady hydrofóbnych modifikovaných celulóz uviesť karboxymetylcelulózu (CMC) , etylhydroxyetylcelulózu (EHEC) , hydroxyetylcelulózu (HEC) a metyletylcelulózu (MEC) .
Pre uvedenú výrobu papiera sa môžu použiť viaceré komerčne dostupné modifikované celulózy. Napríklad etylhydroxyetylcelulóza môže pochádzať zo série produktov Blanose firmy Aqualon a zo série výrobkov Bermocoll firmy Akzo Nobel. Ďalšie modifikované celulózy je možné nájsť v sérii výrobkov firmy Hercules.
V prípade použitia polyvinylalkoholu ako zložky uvedeného gélotvorného systému sa polyvinylalkohol použije všeobecne v prítomnosti boritanu. Napríklad sa polyvinylalkohol zvolí zo série výrobkov Mowiol firmy Hoechst alebo zo série výrobkov Rhodoviol firmy Rhône-Poulenc.
Výhodne sa polymér zvolí z množiny zahŕňajúcej galaktomanany obsahujúce aspoň dve vicinálne hydroxylové skupiny, najmä guarové gumy. Keď sa jedná o guarové gumy, zistilo sa, že ich reaktívne centrá sú zvlášť prístupné, v dôsledku čoho je možné použiť malé množstvá guarových gúm na dosiahnutie uspokojivého účinku.
V prípade, že sa použije gélotvorný systém s guarovou gumou vo funkcii jednej zo zložiek tohto systému, sú minerálne plnivá zadržané vo finálnom produkte výraznou mierou a vyrobený papier má zlepšenú odolnosť v porovnaní s papierom získaným spôsobom nezahŕňajúcim použitie gélotvorného systému.
Guarová guma môže byť prírodného pôvodu alebo môže byť chemicky modifikovaná. Prírodná guarová guma je extraktom albuménu semien niektorých rastlín, napríklad rastliny Cyamopsis Tetragonalobus. Makromolekula guarovéj gumy je tvorená:
- základným reťazcom tvoreným monomérnymi cukrovými jednotkami β-D-manózy viazanými medzi sebou väzbami (1-4) a
- bočnými jednotkami α-D-galaktózy viazanými k β-D-manózovým jednotkám väzbami (1-6).
Ako komerčne dostupné produkty je možné uviesť napríklad produkty Meyproid, Meyprobond, Meyprofilm a Meyprogat, ako aj Jaguar od firmy Meyhall, guarové gumy od firmy System Bio Industry a guarové gumy od firmy Colloid Natural International.
V závislosti na charaktere polyméru sa môže polymér použiť vo forme vodného roztoku.
Zosieťovacie činidlá sa pripravia buď zo základných surovín alebo sa použijú komerčne dostupné produkty.
Boritanový ión sa získa napríklad z kyseliny boritej a hydroxidu sodného alebo bóraxu.
Zirkoničitan sa napríklad pripraví z octanu zirkoničitého alebo chloridu zirkoničitého. Ako komerčne dostupný produkt pripravený na bezprostredné použitie môže byť použitý produkt Zirkomplex PN firmy Rhône-Poulenc.
Titaničitan sa môže napríklad pripraviť z bromidu titaničitého.
V rámci vynálezu sa najzaujímavejšie kvantitatívne a kvalitatívne výsledky získajú v prípade, keď sa ako zosieťujúce činidlo použije boritanový ión a to najmä spolu s galaktomanánom obsahujúcim aspoň dve viciálne hydroxylové jednotky, zvlášť spolu s guarovou gumou.
Možnosť prídavku minerálnych spojív k papierovine je obmedzená faktormi, medzi ktoré patrí zadržanie plnív na site, odvodnenie papieroviny na site, odolnosť získaného papiera za vlhka a za sucha.
Teraz môžu byť uvedené problémy, spôsobené pridaním týchto plnív odstránené, alebo aspoň výrazne redukované v rámci vynáΊ lezu použitím gélotvorného systému podľa vynálezu, ktorý umožňuje pridať väčšie množstvo minerálnych plnív, ako sa pridávali obvykle, na dosiahnutie špecifických vlastností vyrobeného papiera.
Takto je možné s použitím gélotvorného systému podľa vynálezu vyrobiť papier, ktorý obsahuje menej plnív a napriek tomu si zachováva svoju opacitu. Týmto spôsobom majú mechanické vlastnosti papiera (napríklad modul pružnosti, trakčný index, absorpcia trakčnej energie) rovnaké alebo dokonca vyššie hodnoty ako sú hodnoty dosiahnuté pri papieroch získaných , z klasických papierovín.
List papiera má po vysušení výrazne lepšiu odolnosť v prípade použitia spôsobu podľa vynálezu. Tiež sa zistilo, že v prípade, že sa v papierovine použijú už uvedené minerálne plnivá alebo analogické plnivá, potom sú tieto minerálne plnivá účinne zadržané v liste papiera a pritom tieto minerálne plnivá nemajú negatívny vplyv na odolnosť listu papiera v porovnaní s listom papiera získaným spôsobom nevyužívajúcim želatinizujúci systém podľa vynálezu, kde k uplatneniu uvedeného negatívneho vplyvu dochádza.
Aj keď nebol mechanizmus, ktorý prebieha v papierovine v priebehu sušenia papiera v prítomnosti gélotvorného systému t ešte celkom objasnený, predpokladá sa, že gélotvorný systém tvorí kombináciu s vláknami a plnivami za vzniku komplexnej * gélovej štruktúry. V skutočnosti list papiera v priebehu výroby papiera musí prejsť odvodňovacím stupňom, ktorý môže hlboko modifikovať štruktúru koloidov, ako aj ich rozdelenie. Zmeny štruktúry agregátov plnív pri odvodnení môžu ovplyvniť mieru zadržania minerálnych plnív, ako aj opacitu získaného papiera. Prudké zvýšenie viskozity tohto prostredia umožňuje stužiť uvedené štruktúry a spomaliť migračné procesy, ktoré sú príčinou inak sa rozvíjajúcich rôznorodostí štruktúry papiera. Tento predpoklad tvorí základ mechanizmu, ktorý vynález využíva: v priebehu odvodnenia sa vytvára gélová štruktúra v celulózovej sieti, ktorá uväzní plnivá s cielom zachovať v priebe8 hu tohto kritického štádia vlastnosti, ktoré majú častice vo forme suspenzie.
Pri spôsobe výroby papiera sú zložky gélotvorného systému a plnivá pridávané súčasne alebo v ľubovoľnom postupnom poradí k vláknitej disperzii pred vytvorením listu papiera v papierenskom stroji. Tieto zložky sú pridané do zmiešavacej kade alebo do miesta systému, kde je už zabezpečené vhodné miešanie, ktoré spôsobí správne dispergovanie uvedených zložiek.
V rámci výhodného variantu sú gélotvorný systém a plnivá najskôr spoločne zmiešané a potom pridané k papierovine a to ešte pred vytvorením listu papiera v papierenskom stroji.
Podľa iného výhodného variantu sa najskôr do papieroviny primieša časť minerálnych plnív, výhodne 20 až 90 % hmotn. z celkového množstva minerálnych plnív, potom sa pridá k papierovine gélotvorný systém a po vytvorení gélovej štruktúry sa pridá zvyšné množstvo minerálnych plnív a to ešte pred vytvorením listu papiera v papierenskom stroji. V tomto štádiu sa potom papierovina energicky premieša pred vytvorením listu papiera.
Zistilo sa, že pri spôsobe výroby papiera využívajúcom gélotvorný systém podľa vynálezu nie je hodnota pH papieroviny mimoriadne kritickým parametrom a mala by byt: všeobecne nižšia ako 11, výhodne rovná 5 až 9.
Do papieroviny sa môžu tiež primiešať aj ďalšie prísady, akými sú napríklad odpeňovadlá a spojivá. V tomto ohľade je potrebné dbať na to, aby tieto ďalšie prísady nebránili vzniku gélovej štruktúry a aby obsah týchto prísad v recyklovanej bielej vode nevystúpil do tej miery, že by bránil tvorbe gélovej štruktúry. Dáva sa teda prednosť pridaniu uvedených prísad v mieste procesu výroby papiera, kde už bola uvedená gólová štruktúra vytvorená.
Zlepšenia dosiahnuté použitím gélotvorného systému majú mieru rovnakého rádu ako pre chemické, tak aj pre mechanické a tepelno-mechanické vlastnosti.
V priebehu uskutočnených výskumných prác sa zistilo, že princípy vynálezu sú použiteľné pri výrobe všetkých typov a kvalít papierov. V tomto ohľade je možné uviesť napríklad tlačiarenský papier, baliaci papier a laminovaný papier.
Z aplikačných možností výroby papiera predstavuje laminovaný papier všeobecne označovaný ako dekoračný papier možnosť * poskytujúcu veľmi pozitívne výsledky, čo znamená zvýšenú mieru retencie plnív, ako aj zlepšenú kvalitu laminovaného papiera, najmä zlepšenú opacitu. V tomto prípade je prevažný podiel minerálnych plnív tvorený oxidom titaničitým, čo znamená, že obsah oxidu titaničitého môže dosahovať 45 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosť papiera.
Vynález sa teda týka taktiež laminovaného papiera (to znamená vrstveného papiera). V tomto prípade sa výroba papiera uskutočňuje v prítomnosti činidla zlepšujúceho odolnosť papiera za vlhka. Uvedené činidlo je napríklad tvorené kvartérnou amónniovou soľou polymérov na báze epichlórhydrínu, napríklad epichlórhydrín/dimetylamínového polyméru.
. Vynález sa taktiež týka.laminátov na báze laminovaných papierov obsahujúcich naviac ešte aspoň jednu teplom-vytvrdí< teľnú živicu (napríklad živicu močovino-formaldehydového typu, fenolovú živicu, živicu melamínového typu alebo živicu melamín-formaldehydového typu, atď.) a aspoň jeden zakaľujúci pigment, akým je napríklad oxid titaničitý.
Na prípravu laminátov podľa vynálezu sa môže použiť akýkoľvek známy spôsob výroby laminovaného papiera. Vynález nie je obmedzený na akýkoľvek špecifický spôsob prípravy uvedeného laminátu.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Na pripojených výkresoch:
- obr. 1 znázorňuje závislosť retencie plnív (podľa Britta) na pomere bórax/guarová guma, pričom plné kolečká a plné štvorčeky predstavujú systémy obsahujúce 1,5 % prípadne 6 % guarovej gumy, vztiahnuté na hmotnosť oxidu titaničitého; na osi x zobrazeného grafu je vynesený pomer r = bórax/guarová guma a na osi y je vynesená retencia plnív v percentách, pričom čiara vodorovná s osou x predstavuje závislosť kontrolného stanovenia;
- obr. 2 znázorňuje závislosti opacity impregnovaného a vylisovaného listu na množstve oxidu titaničitého pre rôzne množstvá gélotvornej štruktúry guarová živica/bórax; na osi x zobrazeného grafu je vynesený obsah popola v percentách, zatiaľčo na osi y je vynesená opacita v percentách; stúpajúca čiara v grafe predstavuje závislosť kontrolného stanovenia;
- obr. 3 znázorňuje závislosti opacity impregnovaného a vylisovaného listu na množstve oxidu titaničitého pre rôzne množstvá gélotvornej štruktúry guarová guma/ziskoničitan; na osi x zobrazeného grafu je vynesený obsah popola v percentách, zatiaľčo na osi y tohto grafu je vynesená opacita v percentách; stúpajúca čiara v grafe predstavuje závislosť kontrolného stanovenia;
- obr. 4 znázorňuje závislosť sily pri pretrhnutí na pomere r = bórax/guarová guma, pričom plné krúžky a plné štvorčeky predstavujú systémy obsahujúce 0,5 % prípadne 1,5 % guarovej gumy, vztiahnuté na hmotnosť oxidu titaničitého; na osi x zobrazeného grafu je vynesený uvedený pomer r, zatiaľčo na osi y tohto grafu je zobrazená sila pri pretrhnutí F v Newtonoch a čiara rovnobežná s osou x predstavuje závislosť kontrolného stanovenia.
V nasledujúcej časti vynálezu bude vynález bližšie objasnený pomocou príkladov jeho konkrétnych uskutočnení, pričom tieto príklady majú len ilustračný charakter a nijako neobmedzujú rozsah vynálezu, ktorý je jednoznačne vymedzený definíciou patentových nárokov.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Ďalej uvedené testy ilustrujú neobmedzujúcim spôsobom výhody a vlastnosti súvisiace s papierom podľa vynálezu a spôsof bom jeho výroby. Tieto testy sa uskutočnili v rámci výroby papiera laminovaného typu.
Prvá séria testov sa týka vyhodnotenia schopnosti retencie gélotvorného systému podľa vynálezu v priebehu výroby papiera.
Ďalšia séria testov sa týka vyhodnotenia vlastností papiera dosiahnutých v rámci spôsobu podľa vynálezu.
Použité produkty sú komerčne dostupnými výrobkami:
- oxid titaničitý použitý v príkladoch je rutilová modifikácia oxidu titaničitého, ktorá je komerčne dostupná od firmy Rhone-Poulenc pod označením Rhoditan RL 18, . - guarová guma použitá v príkladoch je guarová guma komerčne dostupná od firmy Meyhall pod označením Meyprogat 30, * - zirkoničitan pochádza z roztoku komplexu laktátu zirkoničitého, ktorý je komerčne dostupný od firmy Rhone-Poulenc pod označením Zircomplex PN,
- použitý polyaminoamidepichlórhydrín (PAE) je živica R4947 firmy Ceca a
- papierovina je tvorená rafinovanou zmesou (30-35°C podľa Shoppera) 70 % hmotn. eukalyptu a 30 % ihličnanu.
A) Retenčné testy
1) Použitý materiál
Meranie retencie sa uskutočnilo metódou známou pod označením bol BRITT.
Táto metóda spočíva v tom, že sa meria chemická retencia plnív pri eliminácii tvorby vláknitej rohože zodpovednej za mechanickú retenciu na báze filtračného efektu. Takto sa 500 ml disperzie vláken, plnív a prísad určenej na testovanie udržiava za miešania, pričom sa odoberie len 100 prvých ml cez sito. Po stanovení jednotlivých množstiev vláken a plnív ktoré prešli do filtrátu sa vypočíta celková retencia (vlákna + plnivá) a retencia plnív.
Táto metóda merania retencie je opísaná K.Britt-om a J.E. Unbehend-om v Research Report 75, 1/10 1981, publikovanom inštitútom Empire State Paper Research Inštitúte ESPRA, Suracuse, N.Y. 13210, EUA.
Na tieto merania sa použila filtračná miska vybavená sitom s otvormi s veľkosťou 610 μπη.
2) Testovaný systém
Testy sa uskutočnili s použitím vodného systému obsahujúceho:
- 0,375 % hmotn. celulózovej pulpy (100 dielov),
- 0,3 % hmotn. oxidu titaničitého Rhoditan RL18 (80 dielov), pričom sa pridalo
- 0,1 až 6 % hmotn. guarovej gumy a 0,01 až 1,2 % hmotn. boraxu ( % hmotn. vztiahnuté na hmotnosť oxidu titaničitého) a doplnené
- 0,8 % hmotn. živice PAE vztiahnuté na hmotnosť celulózových vláken.
i) Príprava záskladnej suspenzie a zriedenie
Predbežne sa rozvlákni celulóza (15 g) v 500 ml sfiltro13 vanej vody v komôrke Dispermat počas 10 minút pri 3000 otáčkach za minútu. Potom sa zavedie za magnetického miešania guarová guma (základný 5 % roztok) a potom boritan (základný 2 % bóraxový roztok) do suspenzie oxidu titaničitého typu RL18, majúceho aniónový charakter pri pH 7. Plnivá sa primiešajú k rozvláknenej celulóze a zmes sa mieša v komôrke Dispermat počas 5 minút pri 1000 otáčkach za minútu. Získaná zmes sa preleje do zmiešavača s objemom 10 litrov vybaveného miešacou lopatkou. Zmes sa potom zriedi na objem 4 litrov. Zmes sa udržiava za miešania v priebehu celej manipulácie, aby sa zaistil homogénny charakter zmesi pri odobratí vzorky.
ii) Retencia podľa Britta
Z uvedenej zmesi vo forme suspenzie sa odoberie 500 ml vzorka, ktorá sa zavedie za miešania vrtuľovou lopatkou pri rýchlosti otáčania 800 otáčok za minútu do Brittovho kontajnera. Po 30 sekundách sa pridá PAE a zmes sa mieša počas 30 sekúnd. Potom sa pri 800 otáčkach za minútu odoberie pôsobením gravitačnej sily 100 ml zmesi pri zaistení dobrej kontroly prietoku odoberaného podielu (úplné otvorenie stavidla). Uvedených 100 ml odoberanej zmesi sa potom vysuší v priebehu jednej hodiny pri teplote 105°C, potom sa zvyšok ochladí v exsikátore a odváži (s presnosťou ± 0,0001 g).
iii) Výpočty a výsledky
Miera celkovej retencie sa vypočíta podľa nasledujúceho vzorca:
celkové - ((Pi-äPjl/Pil.lOO, v ktorom pj znamená hmotnosť zmesi plnivo+vlákna v pôvodnej 500 ml vzorke a p2 znamená hmotnosú sfiltrovaného a vysušeného zvyšku 500 ml vzorky. Takto sa získa percentuálny podiel hmoty zadržanej chemickou retenciou. Takto na filtri vysušený zvyšok sa potom kalcinuje pri teplote 800°C počas jednej hodiny, čím sa získa podiel plniva zadržaný retenciou:
plniva = Hp3-5p4)/p3) .100, v ktorom p3 znamená hmotnosť podielu plnív v pôvodnej 500 ml vzorke a p4 znamená hmotnosť sfiltrovaného, vysušeného a kalcinovaného zvyšku 100 ml vzorky. Takto sa získa percentuálny podiel plniva zadržaného chemickou retenciou. Uvedené výsledky sú zhrnuté v tabuľke I a graficky zobrazené na obr. l.
Plnivá sú imobilizované v hmote papieroviny tým, že sa vyvolá štrukturalizácia papieroviny synergickým účinkom želatinižujúceho systému guarová guma/bórax.
Čas odvodnenia nie je prítomnosťou vytvorenej štruktúry nijako negatívne ovplyvnený. Optimálna retencia sa dosiahne pri obsahu 1,5 % guarovej gumy a 0,75 % bóraxu, vztiahnuté na hmotnosť oxidu titaničitého.
B) Test stanovujúci opacitný výťažok
Testy uskutočňované s cieľom stanoviť opacitný výťažok sa uskutočnili na vzorkách zhotovených s použitím gélotvorného systému podľa vynálezu a bez použitia tohto systému a to s cieľom zistiť priestorové rozdelenie oxidu titaničitého vo vysušenom liste. Vzorky sa získali postupom opísaným v ďalej zaradenom odseku 2.
Meria sa množstvo oxidu titaničitého prítomné v liste alebo obsah popola stanovený metódou, ktorá je detailne opísaná v ďalej zaradenom odseku 3.
Taktiež boli merané optické vlastnosti impregnovanej a vylisovanej vzorky. Metóda tohto merania je opísaná v ďalej zaradenom odseku 4.
1) Testované želatinizujúce systémy
i) Gél guarová guma/boritan
Guarová guma (v rôznych percentuálnych množstvách vzhľadom na minerálne plnivá) sa priamo zaviedla do vodnej disperzie minerálnych plnív. Boritan (základný 2 % roztok bóraxu) sa pridal k zmesi v množstvách definovaných hmotnostným pomerom bórax (%) r = guarová guma (%)
Plnivá sú tvorené oxidom titaničitým Rhoditan RL18 (aniónový charakter pri pH 7) . Takto získaná disperzia sa pridá k papierovine.
ii) Gél guarová guma/zirkoničitan
Guarová guma (v rôznych percentuálnych množstvách vzhľadom k minerálnym plnivám) sa priamo zaviedla do vodnej disperzie minerálnych plnív. Plnivá sú tvorené oxidom titaničitým Rhoditan RL18 (aniónový charakter pri pH 7) . Takto získaná disperzia sa pridá k papierovine. K zriedenej zmesi celulózových vláken a plnív sa pridá zirkoničitan (základný asi 30 % roztok produktu Zirkomplex PN) v množstvách definovaných hmotnostným pomerom
Zirkomplex (%) r = guarová guma (%).
2) Zhotovenie vzoriek
i) Formulovanie papieroviny
Celulóza: 15 g (čo predstavuje 100 dielov)
TiO2 100 dielov (to znamená 15 g) na 40 % disperziu PAE: 0,8 sušiny, vztiahnuté na hmotnosť celulózy.
ii) Príprava papieroviny: rozvláknenie
Po navlhčení celulózy vodou sa celulóza roztrhá na malé štvorčeky. Takto získané štvorčeky celulózy sa postupne pridávajú do 500 ml vody miešanej v komôrke Dispermat pri 1000 otáčkach za minútu. Po pridaní všetkej celulózy sa rýchlosť otáčania zvýši na 3000 otáčok za minútu a v tomto miešaní sa pokračuje počas 10 minút.
iii) Príprava disperzie oxidu titaničitého g oxidu titaničitého sa disperguje v 60 g vody v zariadení Pendraulik počas 10 minút pri rýchlosti otáčania 2800 otáčok za minútu.
iv) Zmiešanie TiO2 s vláknami
Rozvláknená celulóza sa zriedi na objem 1 litra. Potom sa zavedie za miešania do zmiešavača vybaveného lopatkou. Pridá sa suspenzia TiO2 (37,5 g) a získaná zmes sa mieša počas 5 minút. Nakoniec sa zmes zriedi na objem 4 litrov s cieľom získať vzorky papiera s plošnou hmotnosťou 80 g/m2.
v) Zhotovenie vzoriek papiera
500 ml dobre homogenizovanej suspenzie sa zavedie do zmiešavacieho valca. Pridá sa PAE (komerčný roztok, ktorý je 10 krát zriedený s cieľom získať prijateľný manipulačný objem) v množstve 1 ml. Valec sa potom niekoľkokrát obráti, aby sa dosiahlo dobré premiešanie obsahu valca. Obsah valca sa potom zavedie do misky odvodňovacej aparatúry naplnenej 6 litrami destilovanej vody. Zmes sa premieša prebublávaním vzduchu počas 10 sekúnd, potom sa v priebehu 10 sekúnd nechá usadiť a následne sa pod tlakom zhotoví vzorka papiera. Táto vzorka sa potom prenesie na kartónovú podložku a uloží sa na čas 7 minút do sušiarne. Vzorka sa presne odváži a jej objem sa upraví aby sa dosiahla požadovaná gramáž (plošná hmotnosť).
Keď má list požadovanú gramáž a nemá výrobné defekty, je určený na následné operácie, uskutočnené s cieľom stanoviť jeho chemické a optické vlastnosti.
3) Meranie obsahu popola
Meria sa množstvo oxidu titaničitého prítomné v liste s gramážou 80 g/m2 tým, že sa tretina vzorky papiera kalcinuje pri teplote 800°C počas jednej hodiny. Takto sa vypočíta percentuálny podiel oxidu titaničitého v liste:
Hpo kalcinácii ” mza vákua Obsah popola (%) = z 'pred kalcináciou ” mza vákua + Z toho je možné odvodiť jednu z fyzikálnych charakteristík produkcie listu (pre zmes 100 dielov vláken a 100 dielov TiO2):
konečné množstvo obsah popola re tenčia (%) = - = začiatočné množstvo 100
200
Množstvo popola určuje množstvo minerálnych plnív prítomných v liste. Retencia je vyjadrená množstvom minerálnych plnív zadržaných v liste v priebehu jeho výroby. Toto stanovenie sa uskutočňuje s použitím metódy NF 03-047 (Recueil des Normes francaises Papier, Carton et Pate: méthodes d'essais, tome A, 4eme édition, 1985).
4) Stanovenie opacity impregnovaného a vylisovaného listu
i) Príprava melamín-formaldehydovej živice (živice Inilam 3240 firmy CECA)
400 g vody sa zohreje na teplotu 60°C. Keď sa dosiahne táto teplota, naleje sa po kvapkách do takto zohriatej vody postupne 245 g predbežne odváženej živice. Keď sa celý podiel živice rozpustil, roztok sa mieša pri teplote 60°C ešte počas 30 minút. Po ochladení sa roztok sfiltruje cez plachtičku s veľkosťou ôk 50 μπι.
ii) impregnácia-lisovanie
Vystrihnú sa pásy papiera s rozmermi 7 cm x 10 cm. Tieto pásy sa potom impregnujú pôsobením kapilárnych síl tým, že sa položia na 1 minútu na živicu. Pásy impregnovaného papiera sa potom vylisujú medzi dvoma sklenenými tyčinkami, potom sa nechajú sušiť počas 2 minút v sušiarni pri teplote 120°C. Pásy sa potom impregnujú druhýkrát ponorením do živice na čas 1 minúty. Potom sa vymačkajú medzi sklenenou a oceľovou tyčinkou a následne sa vysušia v priebehu 3 minút v sušiarni pri teplote 120°C. Takto získané pásy sa potom fixujú na podklad tvorený zospodu hore dvoma bielymi záverovými vrstvami a troma záverovými vrstvami kraft (druh pevného baliaceho papiera), pričom pás papiera je v priamom styku so záverovými vrstvami kraft. Získané lamináty sa lisujú počas 8 minút pri teplote 150°C a za tlaku 10 MPa.
iii) Meranie optických vlastností
Meranie opacity uvedených laminátov sa uskutočňuje vyhodnotením kontrastného pomeru pre každý testovaný papier medzi zónou na pozadí vrstvy kraft a zónou na pozadí bielej vrstvy s použitím funkcie opacita spektrokolorimetra Elrepho 2000 firmy Datacolor.
5) Výsledky testov
i) Gél guarová guma/boritan
Výsledky sú zhrnuté v tabuľke II a na obrázku 2 a porovnané s kontrolnou krivkou získanou kompiláciou experimentálnych výsledkov pre 50 a 100 dielov plnív. Gélotvorný systém zväčšuje retenciu plnív, najmä tvorbou veľkých štruktúr, ktoré sa účinnejšie zadržujú. Gélotvorný systém zvyšuje tiež opacitu. Vytvorené veľké štruktúry plnív sú lepšie priestorovo rozdelené v liste papiera. Tieto výsledky ukazujú, že je možné štrukturovať vodné prostredie už pri odvodňovaní papieroviny a zdôrazňujú praktický význam tohto mechanizmu. Najvýkonnejší je gélotvorný systém obsahujúci 1,5 % guarovej gumy, vztiahnuté na hmotnosť oxidu titaničitého pri pomere bórax/guarová guma rovnom 0,5. Je potrebné uviesť, že v prítomnosti tejto štruktúry guarová guma/bórax je možné dosiahnuť rovnakú opacitu, akú má klasická formulácia, a to s použitím o 10 % menšieho množstva T1O2.
ii) Gél guarová guma/zirkoničitan j'
Získané výsledky sú uvedené v tabuľke III a na obrázku r 3a porovnané s kontrolnou krivkou získanou pri testoch s 50 a 100 dielmi plnív uskutočnených pri rôznych štúdiách. Gélotvorný systém zväčšuje retenciu plnív a opacitu, najmä tvorbou veľkých, málo mobilných štruktúr, ktoré sa lepšie zadržujú v liste papiera a ktoré lepšie rozdeľujú plnivá v priestore papierového listu.
C) Test stanovujúci mechanickú odolnosť za vlhka
Testy uskutočnené s cieľom stanoviť mechanické odolnosti papiera sa uskutočnili na vzorkách papiera získaných s použitím gélotvorného systému podľa vynálezu a bez použitia tohto systému. Pritom sa použil pracovný postup opísaný v odstavci B2) . K disperzii plnív sa pridá guarová guma a bórax rovnako
- ako v odstavci Bli). Z papierov sa vystrihnú vzorky papiera so šírkou 1,5 cm. Tieto vzorky sa vystavia teplote 105°C počas * 10 minút, potom sa pred meraním sily pri roztrhnutí ponoria na čas 10 minút do destilovanej vody. Meranie uvedenej sily pri roztrhnutí sa uskutočňuje s použitím dynamometra MTS Adamel Lhomargy DY 30 (pozri obr. 4).
Výsledky ukazujú, že prítomnosť gélovej štruktúry podľa vynálezu zlepšuje mechanické vlastnosti získaného listu papiera. V nasledujúcich tabuľkách je guarová guma uvedená pod skratkou guar.
Tabuľka I
| Systém (100 dielov vláken) | Obsah popola (%) |
| TiO2 80 parts | 30,5 |
| TiO2 +1,5% guar | 31,6 |
| TiO2 + 1,5 % guar + 0,375 % bórax | 38,3 |
| TiO2 + 1,5 % guar + 0,75 % bórax | 43,0 |
| TiO2 +1,5% guar +1,5% bórax | 34,0 |
| TiO2 + 6 % guar | 35,1 |
| TiO2 + 6 % guar +1,5% bórax | 37,3 |
| TiO2 + 6 % guar + 3 % bórax | 30,0 |
| TiO2 + 6 % guar + 6 % bórax | 28,2 |
Tabuľka II
| Systém (100 dielov vláken) | Obsah popola (%) | Opacita (%) |
| TiO2 100 parts | 36,0 | 89,9 |
| TiO2 +0,5% guar | 35,3 | 90,5 |
| TiO2 + 0,5 % guar + 0,25 % bórax | 38,0 | 92,3 |
| TiO2 +1,5% guar | 35,9 | 90,7 |
| TiO2 + 1,5 % guar + 0,375 bórax | 37,6 | 91,6 |
| TiO2 + 1,5 % guar + 0,75 % bórax | 39,7 | 92,5 |
| TiO2 +1,5% guar +1,5% bórax | 37,4 | 91,7 |
| TiO2 +2,5% guar | 35,8 | 91,4 |
| TiO2 + 2,5 % guar + 1,25 % bórax | 33,8 | 91,1 |
| TiO2 + 6 % guar | 35,9 | 91,7 |
| TiO2 + 6 % guar + 3 % bórax | 34,7 | 90,1 |
Tabuľka III
| Systém (100 dielov vláken) | Obsah popola (%) | Opacita (%) |
| TiO2 100 parts | 40,0 | 91,2 |
| TiO2+0,5 % guar+0,1 % Zircomplex | 40,0 | 92,3 |
| Ti02+0,5 % guar+0,2 % Zircomplex | 40,1 | 91,6 |
| TiO2+l % guar+0,2 % Zircomplex | 40,7 | 92,0 |
| TiO2+l % guar+0,4 % Zircomplex | 41,1 | 92,3 |
| TiO2+l % guar+0,6 % Zircomplex | 40,3 | 92,0 |
| TiO2+2 % guar+0,4 % Zircomplex | 40,2 | 92,4 |
| TiO2+2 % guar+0,8 % Zircomplex | 41,8 | 92,6 |
W Μ&- Μ
Claims (18)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Spôsob výroby papiera vytvorením a vysušením vodnej papieroviny obsahujúcej celulózovú buničinu a minerálne plnivá,vyznačujúci sa tým, že sa do papieroviny zabuduje pred vytvorením listu gélotvorný systém obsahujúci:- polymér obsahujúci aspoň jednu hydroxylovú skupinu, ktorého množstvo je nižšie ako 5 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosť minerálnych plnív a celulózovej buničiny, pričom tento polymér je zvolený z množiny zahŕňajúcej:- polyvinylalkohol,- galatomanán obsahujúci aspoň dve vicinálne hydroxylové skupiny,- hydrofóbnu modifikovanú celulózu- a ich zmesi, a- zosieťujúce činidlo vo vodnom roztoku na báze boritanu,- pričom hmotnostný pomer zosieťujúceho činidla k polyméru obsahujúcemu aspoň jednu hydroxylovú skupinu sa rovná 0,025 až
- 2.2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že polymérom je galaktomanán obsahujúci aspoň dve vicinálne hydroxylové skupiny.
- 3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že galaktomanánom je guarová guma.
- 4. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že minerálne plnivá sú zvolené z množiny zahŕňajúcej kaolín, íl, kriedu, uhličitan vápenatý, oxid titaničitý, siliku a ich zmesi.
- 5. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že minerálnym plnivom je oxid titaničitý v množstve rovnom až 45 %.
- 6. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že pH papieroviny sa udržiava na hodnote medzi 5 a 9.
- 7. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, j. vyznačujúci sa tým, že množstvo pevného podielu v gélotvornom systéme sa rovná 0,02 až 18 % hmotnosti, z vztiahnuté na hmotnosť papieroviny.
- 8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že množstvo pevného podielu v gélotvornom systéme sa výhodne rovná 0,5 až 5 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosť papieroviny .
- 9. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že zložky gélotvorného systému sa do papieroviny zabudujú oddelene pred vytvorením listu.
- 10. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa gélotvomý systém ·· pridá k minerálnym plnivám a zmieša sa s týmito plnivami pred zabudovaním týchto plnív do papieroviny.*
- 11. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že sa k papierovine pridá časť minerálnych plnív, potom sa do papieroviny zavedie gélotvomý systém a po vytvorení gélovej štruktúry sa k papierovine pridá zvyšok minerálnych plnív, ktorý sa s papierovinou premieša ešte pred vytvorením listu.
- 12. Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že sa k papierovine pred vytvorením gélovej štruktúry pridá 20 až 90 % z celkového množstva plnív a že sa zostávajú24 ce množstvo minerálnych plnív pridá po vytvorení gélovej štruktúry.
- 13. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že vyrobeným papierom je laminovaný papier.
- 14. Papier, vyznačujúci sa tým, že je pripravíteľný spôsobom podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov .
- 15. Papier podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že má obsah oxidu titaničitého až 45 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosť uvedeného papiera.
- 16. Použitie papiera podľa nároku 14 ako laminovaného papiera, písacieho tlačiarenského papiera alebo baliaceho papiera.
- 17. Použitie papiera podľa nároku 15 ako laminovaného papiera.
- 18. Lamináty na báze laminovaného papiera podľa nároku 17 obsahujúce aspoň jednu teplom vytvrditeľnú živicu.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9706949A FR2764313B1 (fr) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | Procede de fabrication de papier utilisant un systeme gelifiant |
| PCT/FR1998/001120 WO1998055694A1 (fr) | 1997-06-04 | 1998-06-03 | Procede de fabrication de papier utilisant un systeme gelifiant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK165099A3 true SK165099A3 (en) | 2000-06-12 |
Family
ID=9507631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK1650-99A SK165099A3 (en) | 1997-06-04 | 1998-06-03 | Method for making paper using a gelling system |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0985069A1 (sk) |
| CN (1) | CN1262715A (sk) |
| AU (1) | AU7922198A (sk) |
| FR (1) | FR2764313B1 (sk) |
| HU (1) | HUP0002293A3 (sk) |
| ID (1) | ID23381A (sk) |
| SK (1) | SK165099A3 (sk) |
| WO (1) | WO1998055694A1 (sk) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1773900A4 (en) | 2004-07-30 | 2007-08-29 | Basf Ag | POLYMERIC BORONIC ACID DERIVATIVES AND USE IN THE MANUFACTURE OF PAPER |
| CN1908036B (zh) * | 2006-07-26 | 2010-04-21 | 华南理工大学 | 氢键复合无机-有机杂化网络改性聚合物的制备方法 |
| CN103966886A (zh) * | 2013-02-05 | 2014-08-06 | 金东纸业（江苏）股份有限公司 | 造纸工艺 |
| CN103966894A (zh) * | 2013-02-05 | 2014-08-06 | 金东纸业（江苏）股份有限公司 | 造纸工艺 |
| CN103397567B (zh) * | 2013-08-05 | 2015-12-02 | 金东纸业（江苏）股份有限公司 | 造纸工艺 |
| CN103572651B (zh) * | 2013-11-25 | 2016-05-04 | 齐鲁工业大学 | 一种改性塔拉胶及其制备方法与应用 |
| WO2017098483A1 (en) * | 2015-12-11 | 2017-06-15 | Zetland Technologies Limited | Aggregation of small particles |
| US10612194B2 (en) * | 2016-07-06 | 2020-04-07 | United States Gypsum Company | Gypsum wallboard comprising laminated multi-ply paper cover sheets bonded with a non-ionic polymeric binder and methods |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2868664A (en) * | 1954-05-03 | 1959-01-13 | Stein Hall & Co Inc | Dry mannogalactan composition |
| US3923781A (en) * | 1972-05-22 | 1975-12-02 | Owens Illinois Inc | Galactoglucomannan boric acid complex |
| DE2328526A1 (de) * | 1972-06-05 | 1974-01-03 | Du Pont | Polyvinylalkoholhaltiges mikrogel und seine herstellung und verwendung |
| US4309469A (en) * | 1977-08-22 | 1982-01-05 | Scott Paper Company | Flushable binder system for pre-moistened wipers wherein an adhesive for the fibers of the wipers interacts with ions contained in the lotion with which the wipers are impregnated |
| SU796292A1 (ru) * | 1979-03-27 | 1981-01-15 | Центральный Научно-Исследовательс-Кий Институт Бумаги | Наполнитель дл бумажной массы |
| SU1268648A1 (ru) * | 1985-06-26 | 1986-11-07 | Центральный научно-исследовательский институт бумаги | Состав дл поверхностной обработки бумаги |
-
1997
- 1997-06-04 FR FR9706949A patent/FR2764313B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-06-03 EP EP98929474A patent/EP0985069A1/fr not_active Withdrawn
- 1998-06-03 SK SK1650-99A patent/SK165099A3/sk unknown
- 1998-06-03 ID IDW991517A patent/ID23381A/id unknown
- 1998-06-03 WO PCT/FR1998/001120 patent/WO1998055694A1/fr not_active Application Discontinuation
- 1998-06-03 CN CN98807014A patent/CN1262715A/zh active Pending
- 1998-06-03 AU AU79221/98A patent/AU7922198A/en not_active Abandoned
- 1998-06-03 HU HU0002293A patent/HUP0002293A3/hu unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0985069A1 (fr) | 2000-03-15 |
| AU7922198A (en) | 1998-12-21 |
| HUP0002293A2 (hu) | 2000-11-28 |
| FR2764313B1 (fr) | 1999-07-09 |
| CN1262715A (zh) | 2000-08-09 |
| WO1998055694A1 (fr) | 1998-12-10 |
| FR2764313A1 (fr) | 1998-12-11 |
| ID23381A (id) | 2000-04-20 |
| HUP0002293A3 (en) | 2001-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69720013T2 (de) | Ein verfahren zur herstellung eines glatten, nicht gekreppten tissueppapiers enthaltend feinteilige füllstoffe | |
| DE69222190T2 (de) | Verfahren zum laden von fasern mit einer chemischen verbindung | |
| CN103180511B (zh) | 纤维素增强的高矿物质含量产品及其制备方法 | |
| DE69533030T2 (de) | Mit voluminösen zellstofffasern hergestellte zellstoffprodukte | |
| US6251222B1 (en) | Filler for use in paper manufacture and procedure for producing a filler | |
| CA2254268C (en) | Filler for use in paper manufacture and method for producing it | |
| US4964955A (en) | Method of reducing pitch in pulping and papermaking operations | |
| CN1014333B (zh) | 填料组合物及其在纤维纸材制造中的应用 | |
| WO2014202354A1 (en) | Process for the production of a microfibrillated cellulose composition | |
| CN1244227A (zh) | 矿物填料填充造纸用纤维素纤维细胞腔的方法 | |
| EP3390458B1 (en) | Bimodal cellulose composition | |
| AU741861B2 (en) | Noil for use in paper manufacture, method for its production, and paper pulp and paper containing such noil | |
| SK165099A3 (en) | Method for making paper using a gelling system | |
| NZ227526A (en) | Reduction of pitch in papermaking furnish by addition of particle composites comprising soluble cationic polymer adsorbed on insoluble particles | |
| WO1989008148A2 (en) | Process for preparing aqueous suspensions or slurries from cellulose microfibrils, cellulose microfibril aqueous suspension or slurry and its use | |
| KR20230066013A (ko) | 개선된 기계적 특성을 갖는 펄프 시트를 함유하는 미소섬유화된 셀룰로오스 | |
| Rezazadeh et al. | Comparison of the Internal Functionalization and Surface Modification Methods of Chemi-mechanical Pulp Handsheets Using Nanocellulose, Chitosan, and DTPA. | |
| CN111472198B (zh) | 吸管底纸的制作方法、吸管底纸以及纸吸管 | |
| CN109610218B (zh) | 防油植物微纤丝或防油纳米纤维素的制备方法和应用 | |
| CZ430599A3 (cs) | Způsob výroby papíru za použití gelotvorného systému | |
| SK16152000A3 (sk) | Spôsob výroby papiera | |
| Torshizi et al. | Application of Dual Dry Strength Additives System on Brown Paper Strength Development | |
| JPH07229082A (ja) | 板 紙 | |
| CA2206899C (en) | Procedure for the manufacture of paper | |
| CN115506174A (zh) | 一种高氧气阻隔率无塑纸基包装材料及其制备方法 |