SK286455B6 - Spôsob výroby papiera alebo kartónu - Google Patents

Abstract

Spôsob výroby papiera alebo kartónu, zahŕňajúci vytvorenie vodnej celulózovej suspenzie, pridanie retenčného systému k celulózovej suspenzii, odvodnenie suspenzie na site s cieľom formovať hárok a vysušenie hárku, ktorého podstata spočíva v tom, že retenčný systém je tvorený napučiavajúcou hlinkou,ktorá má hodnotu belosti TAPPI rovnajúcu sa aspoň70.

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka výroby papiera a kartónu spôsobom zahŕňajúcim vytvorenie vodnej celulózovej suspenzie, pridania retenčného systému k celulózovej suspenzii, odvodnenia suspenzie na site s cieľom formovať hárok a vysušenie hárku, pričom retenčný systém je tvorený napučiavajúcou hlinkou. Spôsoby výroby papiera tohto typu sú veľmi dobre zdokumentované v literatúre a zahŕňajú napríklad proces Hydrocol (ochranná známka), ktorý' zahŕňa použitie bentonitu (to znamená aniónová napučiavajúca hlinka) ako súčasť retenčného systému. Takéto procesy sú napríklad opísané v patentových dokumentoch EP-A-235893, US-A-4913775 a EP-A-707673.

Patentový dokument EP-A-235893 opisuje spôsob, pri ktorom sa do papierenskej suroviny pred strihovým stupňom aplikuje vo vode rozpustný, v podstate lineárny katiónový polymér, následne sa po strihovom stupni uskutoční znovu vyvločkovanie. Tento spôsob umožňuje zlepšené odvodnenie a tiež dobré formovanie a dobrú retenciu. Tento spôsob, ktorý je komercionalizovaný spoločnosťou Ciba Specialty Chemícals pod ochrannou známkou Hydrocol, sa úspešne prevádzkoval po viac ako desaťročie.

Všeobecne sa zistilo, že systémy výroby papiera, ktoré používajú napučiavajúcu hlinku ako súčasť retenčného systému, poskytujú významné zlepšenia, ak ide o rýchlosť odvodnenia a retenciu. Napučiavajúce hlinky typicky zahŕňajú napríklad bentonity, sepiolity a atapulgity. Bentonity zahŕňajú všeobecnú triedu hliniek známu ako smektity, ktoré zahŕňajú také hlinkové druhy, akými sú montmorilonity, saponity, armagosit, nontronit a hektorit. V mnohých prípadoch poskytujú retenčné systémy, ktoré obsahujú napučiavajúce hlinky, výrazne zlepšené odvodnenie a výrazne zlepšenú retenciu, a to dokonca aj v porovnaní s ďalšími mikročasticovými systémami, používajúcimi napríklad koloidnú siliku a kyselinu polykremičitú.

Ale špecifickým nedostatkom retenčných systémov na báze hlinky je to, že takto vyrobený papier javí sklon k zhoršeným optickým vlastnostiam. Aj keď zahrnutie opticky zjasňujúcich činidiel (OBA, Optical Brightening Agents) do procesu výroby papiera, pri ktorom sa používa bentonit, môže zlepšiť belosť papiera, veľakrát je toto zlepšenie nedostatočné v prípade vysoko kvalitných papierov, medzi ktoré napríklad patria vysoko biele papiere s hodnotami belosti TAPPI vyššími ako 92, výhodne vyššími ako 96 alebo 99 alebo dokonca ešte vyššími. Pre potreby poskytnúť tieto vysoko biele papiere sú takto retenčné systémy na báze napučiavajúcej hlinky považované za nevhodné a nie sú takto používané.

V patentovom dokumente WO-A-98/23815 sa urobil pokus vyriešiť tento problém kombináciou opticky zjasňovacieho činidla so suspenziou aniónového mostíkového koagulantu, akým je napríklad bentonit a potom pridaním tejto zmesi do suroviny na výrobu papiera. Aj keď sa takto dosiahlo významné zlepšenie belosti papiera, prihlasovateľ zistil, že tu existuje stále potreba ďalej zlepšiť belosť papiera, najmä jeho základnú belosť.

Aby sa všeobecne poskytol papier len s priemernou belosťou v prípade, keď sa použije retenčný systém na báze hlinky, je potrebné použiť veľké množstvá opticky zjasňovacích činidiel (OBA). Ale prihlasovateľ zistil, že pri spôsoboch vysoko plneného papiera môže mať prítomnosť veľkých množstiev opticky zjasňovacích činidiel nežiaduci účinok na retenciu plniva.

Aj keď sa podnikli viaceré pokusy zlepšiť účinnosť opticky zjasňujúcich činidiel, až doteraz sa nevyvinulo účinné opticky zjasňujúce činidlo, ktoré by sa mohlo použiť spolu s retenčnými systémami na báze napučiavajúcej hlinky.

Takto tu stále existuje potreba poskytnúť spôsob zlepšenia belosti papiera alebo kartónu v prípade, ak sa použije retenčný systém na báze napučiavajúcej hlinky (napríklad na báze bentonitu). Existuje najmä potreba poskytnúť spôsob výroby papiera, ktorý by kombinoval výhody vysokej retencie plniva a vlákna a rýchleho odvodnenia, ako je to napríklad pri použití retenčných systémov na báze napučiavajúcej hlinky, s poskytnutím papiera s vysokou celkovou belosťou, a to najmä pri použití nižších množstiev opticky zjasňujúcich činidiel.

Okrem toho tu existuje potreba poskytnúť plnený papier s vysokou mierou belosti a so zlepšenou retenciou plniva.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je teda poskytnúť spôsob výroby papiera alebo kartónu, ktorý zahŕňa vytvorenie vodnej celulózovej suspenzie, pridanie retenčného systému k celulózovej suspenzii, odvodnenie suspenzie na site s cieľom formovať hárok a vysušenie hárku, a ktorého podstata spočíva v tom, že retenčný systém obsahuje napučiavajúcu hlinku, ktorá má belosť TAPPI rovnajúca sa aspoň 70.

Takto sa zistilo, že celková belosť papiera môže byť zlepšená použitím napučiavajúcich hliniek s belosťou TAPPI rovnajúcou sa aspoň 70. Napučiavajúcimi hlinkami môžu byť napríklad bentonity, sepiolity a atapulgity za predpokladu, že majú belosť TAPPI rovnajúca sa aspoň 70. Bentonity všeobecne zahŕňajú triedu hliniek známu ako smektity, ktorá zahŕňa také druhy hliniek, akými sú montmorilonity, saponity, armago sít, nontronit a hektorit. Výhodnou napučiavajúcou hlinkou je bentonit.

Stanovenie belosti TAPPI predstavuje štandardnú metódu na stanovenie belosti napríklad technickej celulózy, papiera a kartónu, ale táto metóda stanovenia môže byť tiež použitá na stanovenie belosti napučiavajúcich hliniek, akou je napríklad bentonit. Špecifické detaily týkajúce sa tejto metódy sú napríklad uvedené v publikovanej štandardnej testovacej metóde TAPPI T 452 on-92 (1992), nazvanej Belosť technickej celulózy, papiera a kartónu (smerová odrážavosť pri 457 nm).

Tiež sa zistilo, že napučiavajúce hlinky, napríklad bentonity, ktoré obsahujú nízke alebo zanedbateľné množstvá nečistôt tvorených prechodovými kovmi, spravidla majú hodnoty belosti TAPPI rovnajúce sa aspoň 70. Prihlasovateľ najmä zistil, že biele bentonity spravidla obsahujú menej ako 1 % nečistôt tvorených prechodovými kovmi, ktorými môžu byť napríklad oxidy kovov alebo ďalšie zlúčeniny železa. Naopak prihlasovateľ zistil, že bentonity, ktoré obsahujú výrazne viac ako 1 % hmotnostných prechodových kovov majú hodnoty belosti významne nižšie ako 70. To platí najmä v prípade bentonitov, ktoré obsahujú až 10 % nečistôt tvorených prechodovými kovmi, a to najmä v prípade, keď uvedené nečistoty zahŕňajú oxidy železa alebo ďalšie zlúčeniny železa.

Napučiavajúcimi hlinkami môžu byť ľubovoľné komerčne dostupné hlinky, ktoré majú hodnotu belosti TAPPI rovnajúcu sa aspoň 70. Napučiavajúcou hlinkou môže byť napríklad bentonit sodný obsahujúci menej ako 1 % zlúčenín prechodových kovov a ktorý má hodnotu belosti TAPPI rovnú 81, pričom tento bentonit sa vyrába spoločnosťou Waverly plánt, Georgia, USA.

Podľa všetkých aspektov vynálezu prihlasovateľ poskytuje spôsob výroby papiera alebo kartónu, ktorý zahŕňa vytvorenie vodnej celulózovej suspenzie, pridanie retenčného systému k celulózovej suspenzii, odvodnenie suspenzie na site s cieľom formovať hárok a vysušiť hárok, a ktorého podstata spočíva v tom, že retenčný systém obsahuje napučiavajúcu hlinku, ktorá obsahuje menej ako 1 % hmotnostných jednej alebo viacerých zlúčenín prechodového kovu.

V rámci obidvoch aspektov vynálezu môže byť napučiavajúca hlinka použitá v kombinácii s ďalšími pomocnými retenčnými činidlami ako viaczložkový retenčný systém. Takto v rámci výhodného uskutočnenia retenčného systému je poskytnutý spôsob výroby papiera, ktorý dodatočne obsahuje polyméme pomocné retenčné činidlo. Tento polymérny retenčný systém môže byť pridaný k celulózovej suspenzii súčasne s napučiavajúcou hlinkou, aj keď výhodne sa polyméme pomocné retenčné činidlo a napučiavajúca hlinka pridajú postupne. V rámci výhodného uskutočnenia vynálezu sa polyméme pomocné retenčné činidlo pridá k celulózovej suspenzii ešte pred pridaním napučiavajúcej hlinky. V rámci ešte výhodnejšieho uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu sa polyméme pomocné činidlo pridá k celulózovej suspenzii, čím dôjde k vyvločkovaniu celulózovej suspenzie, potom sa suspenzia prípadne rozbije vedením vyvločkovanej suspenzie cez jeden alebo viac strihových stupňov, zvolených z množiny zahŕňajúcej čerpací stupeň, zmiešavací stupeň a čistiaci stupeň, a potom sa pridá napučiavajúca hlinka s cieľom znova vyvločkovať celulózovú suspenziu. Uvedené strihové stupne napríklad zahŕňajú lopatkové čerpadlá a odstredivé sitá, aj keď týmito stupňami môžu byť ľubovoľné ďalšie stupne procesu, v ktorých dochádza k vystaveniu suspenzie strihovému namáhaniu.

Strihový stupeň pôsobí požadovane na vyvločkovanú suspenziu tak, že odbúrava vločky. Všetky zložky flokulačného systému môžu byť pridané pred strihovým stupňom, aj keď výhodne sa aspoň posledná zložka flokulačného systému pridá k celulózovej suspenzii v mieste procesu, kde už nedochádza v podstate k žiadnemu strihovému namáhaniu pred odvodnením s cieľom vytvoriť hárok. Takto je výhodné, keď aspoň jedna zložka flokulačného systému je pridaná k celulózovej suspenzii a keď je potom vyvločkovaná suspenzia vystavená mechanickému strihovému namáhaniu, pri ktorom sú vločky mechanicky degradované, a potom sa pridá aspoň jedna zložka vločkovacieho systému s cieľom znova vyvločkovať suspenziu pred odvodnením.

Uvedené polyméme pomocné retenčné činidlo môže byť odvodené od ľubovoľného vhodného prírodného alebo syntetického polyméru. Požadovane môže byť činidlo zvolené z množiny zahŕňajúcej vo vode rozpustné prírodné polyméry a vo vode rozpustné syntetické polyméry, ktoré majú vlastnú viskozitu rovnú aspoň 1 dl/g. Toto polyméme pomocné retenčné činidlo môže byť napríklad vo vode rozpustný škrob, zvolený z množiny zahŕňajúcej katiónový škrob, amfotemý škrob, aniónový škrob a neionogénny škrob. Výhodne je však polyméme pomocné retenčné činidlo syntetické a je tvorené vysokomolekulárnym polymérom, ktorý má iónový charakter. Výhodnejší je vo vode rozpustný katiónový syntetický polymér vytvorený z jedného alebo viacerých etylenicky nenasýtených monomérov a ktorý má vlastnú viskozitu rovnajúcu sa aspoň 4 dl/g.

Vo vode rozpustný syntetický polymér môže byť tvorený z vo vode rozpustných etylenicky nenasýtených monomérov. Pod pojmom „vo vode rozpustný sa tu rozumie, že monomér má rozpustnosť vo vode rovnajúcu sa aspoň 5 g/100 cm³. V prípade, že je polymér iónovým polymérom, potom je vytvorený z aspoňjedného vo vode rozpustného iónového monoméru. Vo vode rozpustný polymér môže byť neionogénnym polymérom a takto môže byť vytvorený z jedného alebo viacerých neionogénnych monomérov, akými sú napríklad akryl-amid, metakrylamid, 2-hydroxyetylakrylát alebo N-vinylpyrolidón. Vo vode rozpustné aniónové polyméry môžu byť vytvorené z aspoň jedného aniónového monoméru, ktorý je napríklad zvolený z množiny zahŕňajúcej kyselinu akrylovú, kyselinu metakrylovú a kyselinu 2-akrylamido-2-metylpropánsulfónovú. Je žiaduce, aby vo vode rozpustným polymémym pomocným retenčným činidlom bol katiónový polymér, ktorý mô že byť vytvorený z vo vode rozpustného etylenicky nenasýteného katiónového monoméru alebo zmesi monomérov, v ktorej je aspoň jeden z monomérov zmesi katiónovým alebo potenciálne katiónovým monomérom. Tento katiónový monomér je výhodne zvolený z množiny zahŕňajúcej dialyldialkylamóniumchloridy, adičné soli kyselín a kvartéme amóniové soli buď dialkylaminoalkyl(met)akrylátu alebo dialkylaminoalkyl(met)-akrylamidu. Katiónový monomér môže byť polymerizovaný buď samotný alebo kopolymerizovaný s vo vode rozpustným neionogénnym, katiónovým alebo aniónovým monomérom. Výhodne majú také polyméry vlastnú viskozitu rovnajúcu sa aspoň 3 dl/g, napríklad rovnajúcu sa až 16 alebo 18 dl/g, avšak obvykle v rozsahu 7 alebo 8 až 14 alebo 15 dl/g. Obzvlášť výhodné katiónové polyméry zahŕňajú kopolyméry metylchloridových kvartémych amóniových solí dimetylaminoetylakrylátu alebo metakrylátu.

Vo vode rozpustný katiónový polymér môže mať tiež mierne rozvetvenú štruktúru, čo sa dosiahne napríklad zabudovaním malých množstiev vetviaceho činidla, napríklad množstvo až 20 hmotnostných ppm. Typicky toto vetviace činidlo zahŕňa ľubovoľné z vetviacich činidiel, ktoré sú uvádzané ako vhodné na prípravu rozvetveného aniónového polyméru. Takéto rozvetvené polyméry môžu byť pripravené pridaním činidla na prenos reťazcov do monomémej zmesi. Činidlo na prenos reťazcov môže byť obsiahnuté v množstve rovnajúcom sa aspoň 2 hmotnostným ppm, pričom môže byť obsiahnuté v množstve rovnajúcom sa až 200 hmotnostným ppm. Typicky sa množstvá činidla na prenos reťazcov pohybujú v rozsahu od 10 do 50 hmotnostných ppm. Činidlom na prenos reťazcov môže byť ľubovoľná vhodná chemická látka, napríklad fosfoman sodný, 2-merkap-toetanol, kyselina jablčná alebo kyselina tioglykolová. Rozvetvené polyméry obsahujúce činidlo na prenos reťazcov môžu byť pripravené s použitím vyšších množstiev vetviaceho činidla, napríklad množstiev až 100 alebo 200 hmotnostných ppm, za predpokladu, že množstvá činidla na prenos reťazcov sú dostatočné na zabezpečenie toho, že produkovaný polymér je vo vode rozpustný. Typicky môže byť rozvetvený katiónový vo vode rozpustný polymér vytvorený zo zmesi vo vode rozpustných monomérov obsahujúcej aspoň jeden katiónový monomér, aspoň 10 molámych ppm činidla na prenos reťazcov a menej ako 20 molámych ppm vetviaceho činidla. Výhodne má rozvetvený vo vode rozpustný katiónový polymér Teologickú oscilačnú hodnotu tan δ pri pri 0,005 Hz vyššiu ako 0,7 (táto hodnota je definovaná tu uvedenou metódou). Typicky majú rozvetvené katiónové polyméry vlastnú viskozitu rovnajúcu sa aspoň 3 dl/g. Typicky majú uvedené polyméry vlastnú viskozitu v rozsahu od 4 alebo 5 do 18 alebo 19 dkg. Výhodné polyméry majú vlastnú viskozitu od 7 alebo 8 do asi 12 alebo 13 dl/g.

Uvedené polymérne pomocné retenčné činidlo môže byť tiež amfotemým polymérom, ktorý obsahuje tak aniónové, ako aj katiónové skupiny. Takto môže byť amfotemý polymér vytvorený z aspoň jedného katiónového monoméru a aspoň jedného aniónového monoméru a prípadne neionogénneho monoméru. Uvedený amfotemý polymér môže byť teda odvodený od ľubovoľného zo skôr uvedených aniónových, katiónových a prípadne neionogénnych monomérov.

Vo vode rozpustné polymérne pomocné retenčné činidlá môžu byť tiež pripravené ľubovoľným vhodným spôsobom, napríklad polymerizáciou v roztoku, suspenznou polymerizáciou typu voda v oleji alebo emulznou polymerizáciou typu voda v oleji. Polymerizáciou v roztoku vznikajú vodné polymérne gély, ktoré môžu byť vysušené a rozomleté, čím vzniká práškový produkt. Tieto polyméry môžu byť produkované vo forme teliesok suspenznou polymerizáciou alebo vo forme emulzie alebo disperzie typu voda v oleji emulznou polymerizáciou typu voda v oleji, napríklad spôsobmi definovanými v patentových dokumentoch EP-A-150933, EP-A-102760 alebo EP-A-126528.

V rámci výhodného spôsobu výroby papiera prihlasovateľ poskytuje spôsob, pri ktorom sa katiónový polymér pridá k celulózovej suspenzii pred pridaním polymémeho pomocného retenčného činidla. Pri jednom zo spôsobov je katiónovým polymérom, ktorý sa pridá pred polymémym pomocným retenčným činidlom, nízkomolekulámy katiónový koagulant. Výhodne je katiónový polymér zvolený z množiny zahŕňajúcej polyDADMAC, polyimín, polyamín a dikyándiamidové polyméry.

Spôsob výroby papiera môže tiež zahŕňať opticky zjasňujúce činidlo. Takéto opticky zjasňujúce činidlo môže byť pridané priamo do celulózovej suspenzie alebo alternatívne môže byť pridané so zložkou retenčného systému, ktorou je napríklad napučiavajúca hlinka alebo polymérne pomocné retenčné činidlo.

Opticky zjasňujúce činidlo môže byť aplikované na povrch formovaného papierového hárku ako povlaková farba. Takto napríklad kompozícia povlakovej farby obsahuje jedno alebo viac plnív alebo jeden alebo viac pigmentov, fluorescenčné bieliace činidlo (FWA, Fluorescent whitening agent), spojivo, reológiu modifikujúce činidlo a prípadne ďalšie chemické činidlá. Plnivom alebo pigmentom je obvykle biely anorganický časticový materiál, ktorý môže byť napríklad zvolený z množiny zahŕňajúcej uhličitan vápenatý, výhodne zrážaný uhličitan vápenatý alebo mletý uhličitan vápenatý, kaolín, oxid titaničitý a mastenec. Obvyklé množstvo plniva alebo pigmentu predstavuje aspoň 75 % hmotnostných, veľakrát aspoň 85 % hmotnostných, vztiahnuté na celkovú hmotnosť kompozície povlakovej farby.

Fluorescenčné bieliace činidlá (FWA), ktoré sú tiež známe ako opticky zjasňujúce činidlá (OBA), zlepšujú kvalitu svetelnej odrážavosti a takto aj jas a belosť potiahnutého hárku. Spojivo je prítomné s cieľom viazať pigment k potiahnutému papieru alebo kartónu, pričom týmto spojivom je normálne adhezívny polymérny materiál vo forme vodného latexu. Reológia kompozície povlakovej farby je normálne nastavená tak, aby vyhovovala danej špecifickej aplikácii.

V rámci vynálezu môže byť optickým zjasňujúcim činidlom (OBA) alebo fluorescenčným bieliacim činidlom (FWA) ľubovoľná chemická látka s fluorescenčnou schopnosťou absorbovať svetlo z ultrafialovej oblasti svetelného spektra a emitovať ho vo viditeľnej oblasti. Výhodne je fluorescenčným bieliacim činidlom stilbenové fluorescenčné bieliace činidlo, aké je opísané v patentových dokumentoch GB-A-2 026 566 a GB-A-2 026 054, alebo bis-stilbenové fluorescenčné bieliace činidlo, aké je opísané v patentovom dokumente EP-A-624 687. Fluorescenčné bieliace činidlo zahŕňa deriváty kyseliny diaminostilbéndisulfónovej a tetraamino-bis-stilbéndisulfónovú kyselinu a deriváty, kyselinu tetraamino-bis-stilbéntetrasulfónovú a deriváty a kyselinu tetraamino-bis-stilbénhexasulfónovú a deriváty. Výhodne sú fluorescenčné bieliace činidlá poskytnuté vo forme vodnej koncentrovanej suspenzie, obvykle obsahujúcej aspoň 30 % hmotnostných pevného podielu, napríklad asi 60 % hmotnostných pevného podielu.

Ďalšie uskutočnenie tohto vynálezu sa týka papiera a kartónu, ktorý sa môže získať spôsobom podľa vynálezu.

Ďalšie uskutočnenie tohto vynálezu sa týka kompozície obsahujúcej napučiavajúcu hlinku, ktorá má belosť TAPPI rovnajúcu sa aspoň 70 a polyméme pomocné retenčné činidlo. Vlastnosti tejto napučiavajúcej hlinky a tohto pomocného retenčného činidla sú opísané skôr.

Výhodné uskutočnenie tejto kompozície sa týka kompozície, v ktorej je napučiavajúcou hlinkou bentonit.

Ďalšie uskutočnenie tohto vynálezu sa týka použitia napučiavajúcej hlinky, ktorá má belosť TAPPI rovnajúcu sa aspoň 70, na výrobu papiera alebo kartónu.

Ďalšie uskutočnenie tohto vynálezu sa týka použitia skôr opísanej kompozície na výrobu papiera alebo kartónu.

Ďalšie uskutočnenie tohto vynálezu sa týka papiera alebo kartónu obsahujúceho napučiavajúcu hlinku, ktorá má belosť rovnajúcu sa aspoň 70.

Ďalšie uskutočnenie tohto vynálezu sa týka skôr uvedeného papiera alebo kartónu, ktorý ďalej obsahuje polyméme pomocné retenčné činidlo.

Ďalšie uskutočnenie tohto vynálezu sa týka celulózovej suspenzie obsahujúcej retenčný systém obsahujúci napučiavajúcu hlinku, ktorá má belosť TAPPI rovnajúcu sa aspoň 70.

Výhodné uskutočnenie tejto celulózovej suspenzie sa týka celulózovej suspenzie, ktorá ďalej obsahuje polyméme pomocné retenčné činidlo.

V nasledujúcej časti opisuje vynález bližšie objasnený pomocou konkrétnych príkladov jeho uskutočnenia, pričom tieto príklady majú len ilustračný charakter a nijako neobmedzujú rozsah vynálezu, ktorý je jednoznačne vymedzený definíciou patentových nárokov a obsahom opisnej časti.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Pripraví sa papierovina s konzistenciou (obsah pevného podielu) 0,78 % hmotnostných, obsahujúca 37,5% hmotnostných tvrdého dreva, 37,5% hmotnostných mäkkého dreva a 25 % hmotnostných zrážaného uhličitanu vápenatého. Do 500 ml alikvotov uvedenej papieroviny sa pridá kopolymér akrylamidu s metylchloridovou kvartémou soľou dimetylaminoetylakrylátu (hmotnostné 75/25) s vnútornou viskozitou vyššou ako 11,0 dl/g v množstve 375 ppm a získaná zmes sa mieša počas 10 sekúnd. Bentonit poskytnutý spoločnosťou Waverly plánt, Georgia, USA, ktorý má hodnotu belosti 81 sa pridá kalikvotom v množstve 2000 ppm. Po 10 sekundách strihového namáhania pri 1000 otáčkach za minútu sa papierovina naleje do formy na výrobu ručného hárku papiera. Pre každý alikvot papieroviny sa vyrobia tri ročné hárky papiera a meria sa ich belosť, fluorescencia a opacita. Pre každý hárok sa vypočíta priemerná hodnota z dvoch odčítaných hodnôt. Po ukončení optického testovania sa stanoví obsah popola hárku.

Príklady 2 až 4

Opakuje sa postup podľa príkladu 1 s použitím Bentonitu B, ktorý je komerčne dostupným bentonitom pochádzajúcim zo zdrojov v Texase, USA, ktorý má hodnotu belosti 56, Bentonitu C, ktorý je komerčne dostupným bentonitom pochádzajúcim zo zdrojov vo Veľkej Británii, ktorý má hodnotu belosti 33, a polysilikového mikrogélu Particol BX (pripraveného podľa príkladu 1 patentového dokumentu WO-A-98/30753) v dávke 500 ppm.

Príklady 5 až 20

Opakuje sa postup podľa príkladu 1 až 4 s výnimkou spočívajúcou v tom, že sa pred pridaním akrylamidového kopolyméru pridá ku každému alikvotu opticky zjasňujúce činidlo TinopaĎ™ PT Liquid New (tetrasulfonované diaminostilbénové fluorescentné zjasňujúce činidlo, teraz dodávané pod obchodným menom Tinopal ABP-A Liq.) v množstve 5000 ppm, 10 000 ppm, 15 000 ppm, 20 000 ppm a 30 000 ppm a alikvoty sa mierne miešajú počas 10 minút pred 10 sekundovým miešaním pri 1000 otáčkach za minútu. Výsledky získané v rámci jednotlivých príkladov 1 až 20 sú uvedené v nasledujúcej tabuľke 1.

Tabuľka 1

Príkl.	OBA (ppm)	Bentonit alebo silikový mikrogél	Celková belosť (priemer)	Fluorescencia (priemer)	Základná belosť hárku (priemer)	Opacita (priemer)	Obsah popola hárku (%)
1	0	A	92,6	0,0	92,6	90,9	23,4
2	0	C	91,6	0,0	91,6	90,1	23,2
3	0	B	92,0	0,0	92,0	91,2	23,1
4	0	Particol BX	92,5	0,0	92,5	90,1	23,0
5	5000	A	96,1	3,8	92,3	90,4	21,5
6	5000	C	95,6	3,8	91,8	90,1	20,8
7	5000	B	96,4	3,8	92,5	90,1	21,3
8	5000	Particol BX	96,6	3,9	92,7	90,1	21,1
9	10000	A	97,8	5,2	92,6	89,6	19,8
10	10000	C	97,0	5,3	91,7	89,5	18,9
11	10000	B	97,3	5,2	92,1	89,6	19,0
12	10000	ParticolBX	98,1	5,6	92,5	88,6	18,5
13	15000	A	98,3	6,1	92,2	88,8	18,3
14	15000	C	97,2	6,0	91,2	89,3	17,5
15	15000	B	97,9	6,1	91,8	88,2	17,4
16	15000	Particol BX	98,2	6,2	92,1	89,1	17,0
17	20000	A	98,7	6,6	92,1	88,2	16,9
18	20000	C	97,8	6,5	91,3	87,5	16,1
19	20000	B	98,2	6,6	91,6	87,7	16,0
20	20000	Particol BX	98,7	7,0	91,7	87,3	15,5
21	30000	A	98,7	7,4	91,3	86,8	15,0
22	30000	C	98,6	7,5	91,1	86,6	13,9
23	30000	B	98,7	7,4	91,4	85,9	13,8
24	30000	Particol BX	99,0	7,8	91,2	85,5	12,5

Celková belosť

Tabuľka 1 ukazuje celkovú belosť ručne vyrobených hárkov pre každý obsah OBA. Táto belosť hárkov rastie s rastúcim prídavkom produktu Tinopal PT Liquid New. Je zrejmé, že belosť hárku sa zlepší použitím bentonitu s vyššou belosťou. Taktiež je zrejmé, že je potrebné menej OBA v prípade, ak sa použije bentonit A, a to v porovnaní s bentonitmi s nižšou belosťou. S cieľom dosiahnuť hodnotu belosti 98 s použitím bentonitu A je potrebné 10 000 ppm OBA, zatiaľ čo na dosiahnutie rovnakej belosti pri použití bentonitov B a C je potrebné v obidvoch prípadoch 30 000 ppm OBA.

Fluorescencia

Medzi testovanými bentonitmi nie je možné pozorovať žiadny výrazný rozdiel vo fluorescencii. To ukazuje na skutočnosť, že príspevok belosti pôsobením OBA je vo všetkých prípadoch rovnaký a takto sa celková belosť hárku mení len na základe belosti bentonitu (ako to vyplýva z tabuľky 1). Mierne vyššia fluorescencia sa dosiahne pri hárkoch ošetrených polysilikovým mikrogélom Particol BX.

Základná belosť

Tabuľka 1 tiež ukazuje základnú belosť hárku, to znamená belosť nezlepšenú pridaním OBA. Z tabuľky je zrejmé, že základná belosť klesá so zvyšujúcim sa množstvom OBA pre každú testovanú mikročasticu. To sa pripisuje tomu, že klesá retencia takou mierou ako vzrastá anionicita s dávkovaním Tinopalu. Pri tejto štúdii sa retencia prvého priechodu neudržiavala konštantná s cieľom skúmať rozdiel v belosti pri všeobecných obsahoch bentonitu. Zníženie retencie znížilo obsah PCC (vyzrážaného uhličitanu vápenatého) v hárkoch, čo ovplyvňuje základnú belosť hárku.

Avšak táto základná belosť hárku nepoukazuje na to, že belosť bentonitu ovplyvňuje belosť hárku. Tabuľka 1 tiež ukazuje, že hárky s Bentonitom C majú nižšiu belosť ako hárky s Bentonitom B, pričom táto posledne uvedená belosť je nižšia ako v prípade hárku s Bentonitom A. Použitie Bentonitu A poskytuje rovnakú belosť, aká sa dosiahne použitím produktu Particol BX.

Opacita

Ako je uvedené skôr v súvislosti so základnou belosťou hárku, klesá obsah PCC takou mierou ako stúpa dávkovanie OBA v dôsledku zvýšenej anionicity. Tento pokles v retencii stanovenej na báze popola má vplyv na opacitu hárku, ako aj na jeho belosť. Z tabuľky 1 je tiež zrejmé, že opacita klesá s rastúcim dávkovaním OBA. Medzi mikročasticami nie je viditeľný žiadny výrazný rozdiel v opáčite.

Popol z hárku

Stanovenie množstva popola sa pri tejto štúdii uskutočňuje pre každý hárok. Tabuľka 1 ukazuje, že množstvo popola z hárku klesá s rastúcim dávkovaním OBA. To demonštruje pokles retencie, základnej belosti hárku a opacity od vyšších obsahov Tinopalu pri stálych dávkach pomocného retenčného činidla. Tabuľka tiež ukazuje, že množstvo popola je vyššie v prípade hárku s bentonitom A v porovnaní s ostatnými bentonitmi alebo s produktom Particol BX.

Záverom je možné teda konštatovať, že je zrejmé, že použitím bentonitu s hodnotou belosti rovnajúcou sa aspoň 70 sa dosiahne zlepšenie belosti papierových hárkov oproti hárkom formovaným s použitím iných bentonitov s nižšími hodnotami belosti.

Okrem toho je zrejmé, že v prípade použitia bentonitov s nižšími hodnotami belosti sú potrebné na dosiahnutie rovnakej hodnoty belosti vyššie množstvá OBA.

S použitím bentonitu s hodnotou belosti aspoň 70 môže byť dosiahnutá ekvivalentná celková belosť a vyššia retencia odvodená z množstva popola. To znamená, že s použitím bentonitu s hodnotou belosti rovnajúcou sa aspoň 70 je možné pre hárky s ekvivalentnou belosťou dosiahnuť vyššiu retenciu plniva.

Claims (15)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob výroby papiera alebo kartónu, zahŕňajúci vytvorenie vodnej celulózovej suspenzie, pridanie retenčného systému k celulózovej suspenzii, odvodnenie suspenzie na site s cieľom formovať hárok a vysušenie hárku, vyznačujúci sa tým, že retenčný systém je tvorený napučiavajúcou hlinkou, ktorá má hodnotu belosti TAPPI rovnajúcou sa aspoň 70.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že napučiavajúcou hlinkou je bentonit.
3. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že retenčný systém dodatočne obsahuje polyméme pomocné retenčné činidlo.
4. 4. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že k celulózovej suspenzii sa pridá optické zjasňujúce činidlo pre papier alebo kartón.
5. 5. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že papier alebo kartón obsahuje plnivo.
6. 6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že plnivo je zvolené z množiny zahŕňajúcej zrážaný uhličitan vápenatý, mletý uhličitan vápenatý, kaolín, oxid titaničitý a mastenec.
7. 7. Spôsob podľa nárokov laž 6, vyznačujúci sa tým, že retenčný systém obsahuje napučiavajúcu hlinku obsahujúcu menej ako 1 % hmotnostných jednej alebo viacerých zlúčenín prechodových kovov.
8. 8. Kompozícia, vyznačujúca sa tým, že obsahuje napučiavajúcu hlinku, ktorá má belosť TAPPI rovnajúcu sa aspoň 70 a polymérne pomocné retenčné činidlo.
9. 9. Kompozícia podľa nároku 8, vyznačujúca sa tým, že napučiavajúcou hlinkou je bentonit.
10. 10. Použitie napučiavajúcej hlinky, ktorá má belosť TAPPI rovnajúcu sa aspoň 70 na výrobu papiera alebo kartónu.
11. 11. Použitie kompozície podľa nároku 8, na výrobu papiera alebo kartónu.
12. 12. Papier alebo kartón, vyznačujúci sa tým, že obsahuje hlinku, ktorá má belosť TAPPI rovnajúcu sa aspoň 70.
13. 13. Papier alebo kartón podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že ďalej obsahuje polyméme pomocné retenčné činidlo.
14. 14. Celulózová suspenzia, vyznačujúca sa tým, že obsahuje napučiavajúcu hlinku, ktorá má belosť TAPPI rovnajúcu sa aspoň 70.
15. 15. Celulózová suspenzia podľa nároku 14, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje polyméme pomocné retenčné činidlo.