SK67296A3 - Treatment of inorganic filler material for paper with polysaccharides - Google Patents

Treatment of inorganic filler material for paper with polysaccharides Download PDF

Info

Publication number
SK67296A3
SK67296A3 SK672-96A SK67296A SK67296A3 SK 67296 A3 SK67296 A3 SK 67296A3 SK 67296 A SK67296 A SK 67296A SK 67296 A3 SK67296 A3 SK 67296A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
polysaccharide
paper
inorganic material
calcium carbonate
alkaline
Prior art date
Application number
SK672-96A
Other languages
English (en)
Inventor
George H Fairchild
Original Assignee
Minerals Tech Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minerals Tech Inc filed Critical Minerals Tech Inc
Publication of SK67296A3 publication Critical patent/SK67296A3/sk

Links

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
    • 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
    • D21H17/69—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments modified, e.g. by association with other compositions prior to incorporation in the pulp or paper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/636—Polysaccharides or derivatives thereof
    • C04B35/6365—Cellulose or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/021—Calcium carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/10—Treatment with macromolecular organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
    • C01P2004/11—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like with a prismatic shape
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32—Spheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)

Description

Oblasť techniky
Tento vynález sa týka zlepšených plniacich materiálov pre papier a alkalického papiera obsahujúceho tieto plniace materiály. Tento vynález sa týka aj spôsobu výroby papiera, obzvlášť spôsobu výroby papiera s použitím týchto plniacich materiálov.
Doterajší stav techniky
Plnivá z anorganických materiálov sa väčšinou pridávajú do celulózových vlákien počas alkalickej výroby papiera, aby sa zlepšila jasnosť, nepriesvitnosť, nepriehľadnosť a hmatový dojem formovaného papiera. Plnivá používané pri procesoch alkalickej výroby papiera väčšinou obsahujú jemné častice anorganických materiálov ako hlinka, oxid titaničitý a uhličitan vápenatý ako napríklad prezrážaný uhličitan vápenatý (PCC - Precipitated Calcium Carbonate).
Pri výrobe alkalického papiera sa používa čo najviac plniva, pretože plnivo v alkalickom papieri nielen poskytuje zlepšené optické vlastnosti, ale aj preto, lebo plnivo je lacnejšie ako buničité vlákno. Okrem toho zvýšené množstvo plniva pri alkalickej výrobe papiera znižuje spotrebu energie. Zvýšené množstvá plniva však môžu nepriaznivo ovplyvniť pevnosť papiera aj čo sa týka pevnosti v ťahu, aj čo sa týka vnútornej väzobnej pevnosti.
Je známe spracovanie plniacich materiálov používaných vo výrobe papiera na zlepšenie pevnosti papiera. Napríklad GB 1,505,641 uvádza spracovanie častíc anorganických materiálov aniónovým latexom syntetickej polymérovej živice.
Podobne U.S. patent 4,445,970 uvádza spôsob výroby papiera obsahujúceho minerálne plnivo a aniónový latex.
GB 2,016,498 uvádza flokulačné činidlá výroby papiera s kompozíciou obsahujúcou škrob, organický polyelektrolyt a činidlo na zmiernenie stupňa flokulácie a viskozity disperzie. Uvádza sa, že výsledné predflokulované činidlo poskytuje zvýšenú pevnosť v ťahu papiera.
U.S. patent 4,799,964 uvádza predflokulované plnivo formované sústavným kontaktovaním prúdu vodnej suspenzie plniva s flokulačným činidlom s nasledujúcim pôsobením dostatočnej trecej sily, aby sa kontrolovala veľkosť častíc predflokulovaného plniva. Uvádza sa, že výsledné predflokulované plnivo vykazuje zlepšenú retenciu.
U.S. patent 4,181,567 uvádza kontaktovanie minerálneho plniva s relatívne vysokomolekulovým homopolymérom alebo kopolymérom akrylamidu, čím sa získa aglomerát, o ktorom sa uvádza, že zlepšuje mechanické vlastnosti papiera.
EP 399,775 uvádza kompozíciu tvoriacu film pre papier z gumy, vo vode rozpustného alginátu, škrobu a polyvinylalkoholu alebo karboxymetylcelulózy. Uvádza sa, že výsledná kompozícia poskytuje zlepšenú kontrolu dimenzovania a poréznosti.
U.S. patent 4,420,341 uvádza stabilizované povrchovo modifikované plnivo pozostávajúce z plniva reaktívneho s organickou kyselinou, nenasýtenej organickej kyseliny, antioxidantu, a uhľovodíkového kvapalného činidla. Uvádza sa, že povrchovo modifikované plnivo zlepšuje rôzne fyzikálne vlastnosti, keď sa používa v príprave gumových a plastových zmesí.
U.S. patent 2,322,185 uvádza použitie karaya gumy alebo alkalický spracovanej karaya gumy na flokuláciu minerálnych plnív pre zlepšenie retencie a spätného získavania minerálnych plnív.
U.S. patent 2,949,397 uvádza poťahovanie častíc plniva organickým koloidným materiálom pripraveným z rastlinných semien alebo zrnín ako napríklad rastlinný sliz. Príkladom sú šúBstituÔvähé fiiäňaný; čo sú komplexné polysacharidy. Uvedenou výhodou je zlepšená retencia. ·.
U.S. patent 4,755,259 uvádza spôsob výrobý papiera, v ktorej sa pridáva väzobné činidlo obsahujúce koloidnú kyselinu kremičitú a buď amfotérnu alebo katiónovú guárovú gumu do papierenskej hmoty pred formovaním listov. Prídavok väzobného činidla má za následok zlepšenú retenciu a pevnosť.
U.S. patent 5,104,487 popisuje proces výroby papiera pomocou katiónového škrobu v kombinácii s prirodzene aniónovou polysacharidovou gumou. Získaný papier alebo kartón vykazuje zlepšenú pevnosť.
Žiaden z vyššie uvedených patentov sa nezaoberá problémom zníženej pevnosti v ťahu a silou vnútornej väzby v produktoch z alkalického papiera, keď sa zvyšuje percento plniva v papieri. Navyše žiaden z týchto odkazov neuvádza reakciu aniónových alebo aniónovo modifikovaných polysacharidov s jemne rozdeleným anorganickým materiálom, aby sa získal plniaci materiál, ktorý zlepšuje pevnosť papiera.
Existuje preto potreba plniaceho materiálu, ktorý možno použiť v alkalických papierových produktoch vo zvýšenom množstve, pričom sa však zabráni nevýhodám predchádzajúcich technológií.
Podstata vynálezu
Ťento vynález, z prvého hľadiska, je zameraný na zlepšený plniaci materiál pre papier. Plniaci materiál je kompozícia, ktorá obsahuje katiónový jemne rozdelený anorganický materiál spracovaný aniónovým alebo aniónovo modifikovaným polysacharidom. Najvhodnejším anorganickým materiálom je uhličitan kovu alkalických zemín, ako napríklad uhličitan vápenatý s preferenciou pre prezrážaný uhličitan vápenatý (PCC). Najvhodnejším polysacharidom je guma s preferenciou pre xantánovú gumu alebo aniónovú guárovú gumu.
A ·. -.
Vynález je zameraný aj na zlepšenú metódu alkalickej výroby papiera. Spôsob obsahuje získavanie vyššie uvedených jemne rozdelených Častíc anorganického materiálu, pôsobenie na ne polysacharidom a pridanie týchto spracovaných častíc do celulózového vlákna počas alkalického procesu výroby papiera.
Ďalší aspekt vynálezu sa týka zlepšeného alkalického papiera. Alkalický papier obsahuje spomenuté jemne rozdelené častice anorganického materiálu spracovaného vyššie uvedeným aniónovým alebo aniónovo modifikovaným polysacharidom.
Podľa predloženého vynálezu možno prekvapujúco zvýšiť pevnosť papiera výberom a spracovaním anorganického materiálu aniónovým polysacharidom alebo aniónovo modifikovaným polysacharidom a prídavkom spracovaného materiálu k celulózovému vláknu počas alkalického procesu výroby papiera. Medzi ďalšie použitie plniaceho materiálu podľa vynálezu patrí použitie ako pigmenty a plnivá v cementoch, plastoch, gume, náteroch a farmaceutikách.
Vo všeobecnosti sa plnivá podľa vynálezu získavajú zmiešaním jemne rozdelených častíc anorganického materiálu s aniónovým alebo aniónovo modifikovaným polysacharidom. Je vhodné, aby použitý polysacharid mal priemernú molekulovú hmotnosť od asi 1 x 104 do asi 5,0 x 107.
Polysacharidy vhodné podľa vynálezu možno klasifikovať podľa rozpustnosti, zdroja, štruktúry, atď. Medzi polysacharidy vhodné podľa vynálezu a ktoré sú klasifikované na báze rozpustnosti patrí agar, algíny, karboxymetylcelulóza, karagénany, aniónová guma, arabská guma, hemicelulóza, xantán a podobne. Medzi polysacharidy vhodné podľa vynálezu a ktoré sú klasifikované na báze zdroja patria gumy rastlinných semien ako kukuričný škrob, aniónová guárová guma a podobne; hľuzové a koreňové gumy ako zemiakový škrob a podobne; extrakty z morských rias ako algíny, karagénany, agar a podobne; ronené gumy ako napríklad arabská guma, tragakantová guma, guma ghatti, guma karaya a podobne; fermentačné gumy ako xantán, gelán a podobne; a derivované gumy ako karboxymetylcelulóza, škrobové acetáty, škrobové fosfáty, škrobové sulfáty a podobne. Medzi ďalšie užitočné polysacharidy patria aniónové polysacharidy ako algíny, xantán, karboxymetylcelulóza, arabská guma, karagénany, agar, gelánová guma a podobne. Medzi polysacharidy obzvlášť vhodné podľa vynálezu patria okrem iných algín, xantánová guma, aniónová guárová guma, karboxymetylcelulóza, arabská guma, karagénany, agar, gelánová guma a podobne, s preferenciou pre xantánovú gumu a aniónovú guárovú gumu.
Anorganickým materiálom použitým podľa vynálezu môže byť akýkoľvek anorganický materiál s výsledným katiónovým nábojom, ktorý sa bežne používa ako plnivo pri výrobe papiera. Medzi vhodné anorganické materiály patria minerály ako ŕ uhličitan vápenatý, hlinka, oxid titaničitý, mastenec, trihydrát oxidu hlinitého, aluminosilikát sodný, sulfid zinočnatý a podobne. Uhličitan vápenatý môže byť buď * prírodný, ako napríklad mletý vápenec a krieda, alebo prezrážaný. Najvhodnejší je prezrážaný uhličitan vápenatý.
Priemerná veľkosť častíc anorganického materiálu vhodného pre vynález je typicky od asi 0,1 do 5μ s preferenciou pre rozmedzie od asi 0,2 do 3,0μ. Priemerná veľkosť častice je definovaná ako ekvivalentný guľový priemer podľa merania prístrojom Sedigraph 5100 vyrobeným firmou Micrometrics Co. Častice anorganického materiálu možno spracovať polysacharidom, aby poskytli asi 0,01 až asi 5 % polysacharidu vzhľadom na suchú hmotnosť anorganického materiálu s preferenciou pre od asi 0,05 do asi 0,5 % polysacharidu vzhľadom na suchú hmotnosť anorganického materiálu.
Anorganické materiály podľa vynálezu možno spracovať polysacharidmi ktoroukoľvek z metód (A), (B), (C) alebo (D), ako sú popísané ďalej. V metóde (A) sa suchý prášok polysacharidu ako napríklad aniónového alebo aniónovo modifikovaného polysacharidu pridá do vodnej suspenzie, ktorá má asi 5 až asi 75 % hmotnostných s preferenciou pre asi 10 až 30% hmotnostných tuhého podielu anorganického materiálu vo vodnej fáze. Suchý polysacharid sa pridá do vodnej suspenzie anorganického materiálu, aby sa získalo asi 0,01 až 5 % polysacharidu vzhľadom na hmotnosť anorganického materiálu. Vodná suspenzia anorganického materiálu a polysacharid sa mieša od asi jednej minúty do asi šiestich hodín s preferenciou pre od asi 15 minút do asi 3 hodín. Teplota počas miešania je typicky od asi 5 °C do asi 95 °C s preferenciou pre asi 20 °C do asi 60 °C.
V metóde (B) sa vodný roztok aniónového alebo aniónovo modifikovaného polysacharidu pridá do vodnej suspenzie anorganického materiálu, ktorá má asi 5 % až asi 75% hmotnostných s preferenciou pre asi 10 až 30 % hmotnostných, najlepšie asi 20 % hmotnostných tuhého podielu anorganického materiálu vo vodnej fáze. Jemne rozdelený anorganický materiál a polysacharid sa mieša od asi jednej minúty do asi šiestich hodín s preferenciou pre od asi 15 minút do asi troch hodín. Teplota počas miešania je typicky od asi 5 °C do asi 95 °C s preferenciou pre asi 20 °C až asi 60 °C. Roztok polysacharidu môže mať koncentrácie od asi 0,1 do asi 5,0 % s preferenciou pre od asi 1 do asi 2 %. Použije sa dostatočné množstvo polysacharidu, aby sa získalo asi 0,01 až 5 % polysacharidu vzhľadom na hmotnosť anorganického materiálu s preferenciou pre asi 0,05 až 0,5 % polysacharidu vzhľadom na hmotnosť anorganického materiálu.
V metóde (C) sa jemne rozdelené častice anorganických materiálov ako napríklad dolomit a uhličitan vápenatý pridajú do vodného roztoku polysacharidu. Jemne rozdelený anorganický materiál a roztok polysacharidu sa miešajú od asi 1 minúty do asi šiestich hodín s preferenciou pre od asi 15 minút do asi 3 hodín. Teplota počas miešania je typicky od asi 5 °C do asi 95 °C s preferenciou pre asi 20 °C až asi 60 °C. Na anorganický materiál sa pôsobí vodným roztokom polysacharidu, aby sa získalo asi 0,01 až asi 5 % polysacharidu vzhľadom na hmotnosť anorganického materiálu s preferenciou pre asi 0,05 až 0,5 % polysacharidu vzhľadom na hmotnosť anorganického materiálu.
V metóde (D) sa na anorganický plniaci materiál pôsobí polysacharidom nezávislým pridaním suchých práškov polysacharidu a jemne rozdeleného anorganického materiálu do vody. V tejto metóde sa polysacharid pridá do vody tak, aby sa získalo asi 0,01 až asi 5 % polysacharidu vzhľadom na hmotnosť anorganického materiálu s preferenciou pre asi 0,05 až asi 0,5 % polysacharidu vzhľadom na hmotnosť anorganického materiálu. Jemne rozdelený anorganický materiál a polysacharid sa miešajú od asi jednej minúty do asi šiestich hodín s preferenciou pre asi 15 minút až asi tri hodiny. Teplota počas miešania je typicky od asi 5 °C do asi 95 °C s preferenciou pre asi 20 °C až asi 60 °C.
Alkalický papier podľa vynálezu obsahuje celulózové vlákno a jemne rozdelené častice anorganického materiálu spracovaného polysacharidom. Polysacharid a jemne rozdelené častice anorganického materiálu sú podľa vyššie uvedeného.
Predchádzajúce a iné objekty, vlastnosti, aspekty a výhody predloženého vynálezu budú zrejmejšie z nasledujúcich neobmedzujúcich príkladov predloženého vynálezu.
Príklady uskutočnenia vynálezu
PRÍKLADY 1 -1H
V príkladoch 1 - 1H sa porovnávajú účinky na pevnosť papiera vzhľadom na použitie plniva PCC spracovaného aniónovými alebo aniónovo modifikovanými polysacharidmi. Spracované plnivo PCC sa pripraví zmiešaním 1 % vodného roztoku polysacharidu s vodnou suspenziou s 20 % tuhého podielu PCC ako v metóde (B). Množstvo vodného roztoku polysacharidu je dostatočné na získanie 0,3 % polysacharidu na hmotnosť suchého PCC. Spracované plnivo PCC sa pridá do buničitej suroviny, vyformuje sa do listov a hodnotí sa pevnosť. Pre porovnanie sa použije v buničitej surovine aj nespracované plnivo PCC. PCC má skalenoedrickú morfológiu, priemernú veľkosť častice 1,4 mikrónov a špecifický povrch 11,3 m2/g.
Kompozície v tabuľke 1 sa formujú do papiera (60 g/m2) pomocou formovača papiera Formax Sheet Former (typ Noble a Wood, výrobca Adirondack Machine Corp.) zo suroviny Kraftovej buničiny zo 75 % bieleného tvrdého dreva a 25 % bieleného mäkkého dreva mletého na 400 CSF (Canadian Štandard Freeness) pri pH 7 v destilovanej vode.
Konzistencia buničiny je 0,3125. Retenčná pomôcka (vysokomolekulový katiónový polyakrylamid) Percol 175 od Allied Colloids sa pridá do buničitej suroviny na úrovni 0,05 % (1 Ib./ton papiera - 0,499 kg/1 tonu papiera). Syntetické dimenzovacie činidlo (dimér alkylketénu) sa pridá do buničitej suroviny na úrovni
0,25 % (5 Ib./ton papiera - 2,49 kg/1 tonu papiera). Listy papiera sa pred testovaním nechajú stáť pri 50 % relatívnej vlhkosti a 23 °C.
Tabuľka 1
Príklad č. % plniva v buničitej surovine dĺžka roztrhnutia1 Scott Bond2
1 14,253 1,994 km 44,75
1A 21,843 1,673 36,75
1B 28,813 1,292 27,85
1C 13,994 2,174 48,5
1D 21,444 1,727 39,5
1E 28,284 1,385 30,75
1F 14,93b 1,764 40
1G 22,54b 1,364 31,5
1H 28,14b 1,106 23,75
1. Testová metóda TAPPI T494 OM-8E
2. Testová metóda TAPPI UM 403
3. PCC s úrovňou spracovania 0,3 % xantánovej gumy
4. PCC s úrovňou spracovania 0,3 % aniónovej guárovej gumy
5. Nespracovaný PCC
Pevnosť papiera, ktorý obsahuje spracované plnivo podľa vynálezu je prekvapujúco vyššia ako pevnosť papiera obsahujúceho ekvivalentné množstvo nespracovaného plniva.
PRÍKLADY 2 - 2(G)
Príklady 2 - 2(G) ilustrujú účinky na pevnosť papiera vďaka použitiu stúpajúceho množstva plniva PCC spracovaného xantánovou gumou. PCC má skalenoedrickú morfológiu, priemernú veľkosť častice 1,4 mikrónov a špecifický povrch 12,3 m2/kg. V príkladoch 2 - 2(E) sa plnivo PCC spracúva ako v metóde (B) s 1 % vodným roztokom xantánovej gumy, aby sa získali rôzne množstvá xantánovej gumy na hmotnosť suchého PCC. Pre porovnanie sa používa nespracované plnivo PCC v príkladoch 2(F) a 2(G).
Listy, pri ktorých sú použité rôzne množstvá spracovaných a nespracovaných plnív PCC sa formujú a testujú ako v príklade 1. Množstvo xantánovej gumy v spracovanom plnive PCC a účinok na pevnosť papiera vďaka zabudovaniu spracovaného plniva ako aj nespracovaného plniva v buničitej surovine je uvedené v tabuľke 2.
Tabuľka 2
Príklad č. % plniva PCC v buničitej surovine % xantánovej gumy v plnive PCC Dĺžka roztrhnutia1 Scott Bond2
2 15,60 0,05 2,192 km 59,33
2A 28,90 0,05 1,506 41,00
2B 15,17 0,20 2,395 67,00
2C 29,11 0,20 1,489 40,00
2D 15,74 0,40 2,507 74,66
2E 29,36 0,40 1,622 44,66
2F 14,86 0,00 2,034 51,33
2G 30,13 0,00 1,212 34,33
1. Testová metóda TAPPI T494 OM-88
2. Testová metóda TAPPI UM 403
PRÍKLADY 3 - 3(E)
V príkladoch 3 - 3(E) sa porovnáva pevnosť papiera dosiahnutá vďaka prídavku plniva PCC spracovaného xantánovou gumou do buničitej suroviny s pevnosťou papiera dosiahnutou oddeleným pridaním plniva PCC a xantánovej gumy do buničitej suroviny, ako aj s pevnosťou papiera dosiahnutou pridaním nespracovaného PCC do buničitej suroviny. PCC má skalenoedrickú morfológiu, priemernú veľkosť častíc 1,3 mikrónu a špecifický povrch 12,1 m2/g.
Spracované plnivo PCC sa pripravuje pridaním množstva 1 % vodného roztoku xantánovej gumy do vodnej suspenzie PCC s obsahom tuhej fázy 20 % ako v metóde (A), aby sa dosiahla úroveň spracovania 0,5 % xantánovej gumy vzhľadom na hmotnosť suchého PCC. V príkladoch 3 - 3(A) sa pripravujú listy papiera z buničitej suroviny ako v príklade 1 s výnimkou toho, že množstvá plniva spracovaného PCC v buničitej surovine sú podľa údajov v tabuľke 3.
V príkladoch 3(B) - 3(C) sa listy papiera pripravujú a testujú ako v príklade 1 s výnimkou toho, že sa do buničitej suroviny pridá vodná suspenzia nespracovaného PCC s obsahom tuhých látok 20 %. V príkladoch 3(D) - 3(E) sa listy papiera tiež pripravujú z buničitej suroviny ako v príklade 1 s výnimkou toho, že sa do buničitej suroviny osobitne pridá vodná suspenzia nespracovaného PCC s obsahom tuhých látok 20 % a 1 % vodný roztok xantánovej gumy. Množstvo použitého 1 % vodného roztoku xantánovej gumy je dostatočné na získanie plniva PCC s úrovňou spracovania 0,5 % xantánovej gumy. Použité množstvo plniva PCC v buničitej surovine je uvedené v tabuľke 3.
Účinky na pevnosť sú uvedené v tabuľke 3.
Tabuľka 3
Príklad č. 0,5 % xantánovou gumou spracovaného PCC v buničitej surovine % nespracované ho PCC pridaného do buničitej suroviny 1,0% xantánovej gumy pridané do buničitej suroviny Dĺžka roztrhnutia2 Scott Bond3
3 15,09 - - 2,199 km 50,66
3A 25,12 - - 1,597 35,33
3B - 14,72 - 2,129 43
3C - 24,69 - 1,337 25,66
3D - 14,58 množstvo1 2,086 45,66
3E - 24,48 množstvo1 1,41 29,66
1. Pridané množstvo je dostatočné na získanie spracovaného PCC s úrovňou spracovania 0,5 % xantánovej gumy
2. Testová metóda TAPPI T494 OM-88
3. Testová metóda TAPPI UM 403
PRÍKLADY 4 - 4(G)
V príkladoch 4 - 4(G) sa hodnotí efekt morfológie plniva PCC na pevnosť papiera. Použité PCC majú buď prizmatickú alebo romboedrickú morfológiu.
PCC s prizmatickou morfológiou použitý v tomto príklade má priemernú veľkosť častíc 2,2 mikrónu a špecifický povrch 3,6 m2/g. PCC s romboedrickou morfológiou použitý v tomto príklade má priemernú veľkosť častíc 3,3 mikrónov a špecifický povrch 2,5 m2/g. Na vodnú suspenziu obsahujúcu 20 % tuhého podielu každého z týchto PCC sa pôsobí 1 % vodným roztokom xantánovej gumy v množstve dostatočnom na získanie 0,5 % xantánovej gumy vzhľadom na hmotnosť suchého PCC ako v metóde (B). Pre porovnanie sa vyhodnocujú vodné suspenzie obsahujúce 20 % pevného podielu nespracovaného PCC romboedrickej a prizmatickej morfológie.
Listy papiera obsahujúce spracované a nespracované plnivá PCC sa pripravujú a testujú tak, ako je popísané v príklade 1 s tou výnimkou, že použité úrovne plniva sú podľa popisu v tabuľke 4. Výsledky sú uvedené v tabuľke 4.
Tabuľka 4
Príklad č. % spracované ho romboedrického PCC v buničitej surovine % nespracovaného romboedrického PCC v buničitej surovine % spracované ho prizmatického PCC v papierovej surovine % nespracovaného prizmatického PCC v papierovej surovine Dĺžka pretrhnutia1 Scott Bond2
4 15,14 - - 2,604 57,66
4A 24,01 - - 2,100 49,33
4B 15,80 - 2,217 50,33
4C 24,69 - 1,676 39,00
4D - 15,33 2,869 62,66
4E - 24,02 2,155 45,00
4F - - 15,31 2,381 48,33
4G - - 24,65 1,853 39,33
1. Testová metóda TAPPI T494 OM-88
2. Testová metóda TAPPI UM 403
Výsledky v tabuľke 4 ukazujú, že rôzne morfológie PCC možno spracúvať polysacharidmi ako napríklad xantánovou gumou by sa dosiahla zlepšená pevnosť papiera.
PRÍKLAD 5 - 5(E)
V príkladoch 5 - 5(E) sa na plnivo PCC pôsobí polysacharidom pri rôznych teplotách. Tieto plnivá sa zabudujú do buničitej suroviny, formujú sa do listov a testujú sa ako v príklade 1. hodnotia sa účinky týchto plnív na pevnosť papiera)
Použitý PCC má skalenoedrickú morfológiu, priemernú veľkosť častíc 1,3 mikrónu a špecifický povrch 12,1 m2/g. Vodná suspenzia obsahujúca 20 % pevného podielu PCC sa spracúva pri 25 °C s 1 % vodného roztoku xantánovej gumy ako je popísané v príklade 1, aby sa získal spracovaný PCC s 0,3 % xantánovej gumy vzhľadom na hmotnosť suchého PCC. Pre porovnanie sa zahrieva druhá vodná suspenzia s obsahom 20 % tuhého podielu vyššie uvedeného PCC na 60 °C počas 30 minút. Množstvo použitého roztoku xantánovej gumy je dostatočné na prípravu 0,3 % xantánovej gumy vzhľadom na hmotnosti suchého PCC.
Listy sa pripravujú podľa popisu v príklade 1 s výnimkou toho, že množstvá spracovaného PCC použitého v buničitej surovine sú podľa údajov v tabuľke 5. Výsledky sú uvedené v tabuľke 5.
Výsledky v tabuľke 5 ukazujú, že zvýšenie teploty, pri ktorej sa pôsobí polysacharidom na plnivo PCC, poskytuje ďalšie zlepšenie pevnosti.
Hoci bol predložený vynález popísaný podrobne, jasne sa rozumie, že popis slúži len ako príklad a nemá sa chápať ako obmedzenie, pričom je rozsah vynálezu obmedzený len rozsahom pripojených nárokov.
Tabuľka 5
Príklad č. % PCC s 0,3 % xantánovej gumy spracovanej pri 25 °C v buničitej surovine % PCC s 0,3 % xantánovej gumy spracovanej pri 60 °C v buničitej surovine % nespracované ho PCC v buničitej surovine Dĺžka pretrhnutia1 Scott Bond2
5 12,95 - - 1,893 31,58
5A 22,06 - - 1,302 21,75
5B - 13,67 - 2,027 36,25
5C - 22,71 - 1,378 28,00
5D - - 13,39 1,627 30,00
5E - - 23,23 0,911 14,25
1. Testová metóda TAPP T494 OM-8E
2. Testová metóda TAPPI UM 403

Claims (20)

1) Plniaci materiál vyznačujúci sa tým, že obsahuje aspoň jeden katiónovo nabitý anorganický materiál spracovaný aspoň jedným aniónovým polysacharidom alebo aniónovo modifikovaným polysacharidom.
2) Plniaci materiál podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že anorganickým materiálom je uhličitan alkalickej zeminy.
3) Plniaci materiál podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uhličitanom alkalickej zeminy je uhličitan vápenatý.
4) Plniaci materiál podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že polysacharid je vybraný zo skupiny pozostávajúcej z algínu, xantánovej gumy, karboxymetylcelulózy, arabskej gumy, karagénanov, agaru, gelánovej gumy a ich zmesí.
5) Plniaci materiál podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že polysacharidom je guma.
6) Plniaci materiál podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že guma je vybraná zo skupiny pozostávajúcej z xantánovej gumy a aniónovej guárovej gumy.
7) Plniaci materiál podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že polysacharid má molekulovú hmotnosť od asi 1 x 1(r do asi 2 x 107.
8) Plniaci materiál podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že polysacharid má molekulovú hmotnosť od asi 1 x 1(Tdo asi 2 x 106.
9) Spôsob výroby papiera, vyznačujúci sa tým, že celulózový materiál sa formuje do alkalickej suspenzie, odvodní sa a vytvaruje do papiera, pričom zlepšenie spočíva:
• v získaní jemne rozdeleného katiónovo nabitého anorganického materiálu ® v spracovaní častíc najmenej jedným aniónovým polysacharidom alebo aniónovo modifikovaným polysacharidom, aby sa získali častice, a • v zmiešaní spracovaných častíc s celulózovým vláknom, aby sa získala alkalická suspenzia vhodná pre formovanie do papiera.
10) Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že anorganickým materiálom je uhličitan alkalickej zeminy.
11)
12)
13)
14)
15)
16)
17)
18)
19)
20) 21) < 22)
23)
24)
25)
Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že anorganickým materiálom je prezrážaný uhličitan vápenatý.
Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že polysacharid je vybraný zo skupiny xantánovej gumy a aniónovej guárovej gumy.
Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že uvedené spracovanie obsahuje pridanie polysacharidu do vodnej suspenzie prezrážaného uhličitanu vápenatého.
Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že uvedené spracovanie obsahuje pridanie suchého polysacharidu do vodnej suspenzie uhličitanu vápenatého.
Spôsob podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že polysacharid je vo forme vodného roztoku.
Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že uvedené spracovanie obsahuje pridanie suchého práškového uhličitanu vápenatého do vodného roztoku polysacharidu.
Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že uvedené spracovanie obsahuje pridanie suchých práškov uhličitanu vápenatého a polysacharidu do vody.
Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že uvedené spracovanie obsahuje miešanie uhličitanu vápenatého a polysacharidu od asi 1 minúty do asi 6 hodín.
Spôsob podľa nároku 18, vyznačujúci sa tým, že miešanie trvá od asi 15 minút do asi 3 hodín.
Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že uvedené spracovanie uhličitanu vápenatého polysacharidom je pri teplote od asi 5 °C do asi 95 °C.
Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že uvedená teplota je od asi 20 °C do asi 60 °C.
Zmes alkalického papiera vyznačujúca sa tým, že obsahuje materiál podľa nároku 1.
Zmes alkalického papiera podľa nároku 22, vyznačujúca sa tým , že anorganickým materiálom je uhličitan alkalickej zeminy.
Zmes alkalického papiera podľa nároku 23, vyznačujúca sa tým , že uhličitanom alkalickej zeminy je prezrážaný uhličitan vápenatý.
Zmes alkalického papiera podľa nároku 22, vyznačujúca sa tým , že polysacharid je vybraný zo skupiny xantánovej gumy a aniónovej guárovej gumy.
SK672-96A 1993-12-10 1994-11-04 Treatment of inorganic filler material for paper with polysaccharides SK67296A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/165,221 US5458679A (en) 1993-12-10 1993-12-10 Treatment of inorganic filler material for paper with polysaccharides
PCT/US1994/012599 WO1995016003A1 (en) 1993-12-10 1994-11-04 Treatment of inorganic filler material for paper with polysaccharides

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK67296A3 true SK67296A3 (en) 1997-06-04

Family

ID=22597975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK672-96A SK67296A3 (en) 1993-12-10 1994-11-04 Treatment of inorganic filler material for paper with polysaccharides

Country Status (17)

Country Link
US (1) US5458679A (sk)
EP (1) EP0738303B1 (sk)
JP (1) JPH09506397A (sk)
AT (1) ATE231904T1 (sk)
AU (1) AU8098094A (sk)
BR (1) BR9408273A (sk)
CA (1) CA2178593A1 (sk)
DE (1) DE69432083T2 (sk)
DK (1) DK0738303T3 (sk)
ES (1) ES2191036T3 (sk)
MY (1) MY130052A (sk)
NO (1) NO962305L (sk)
PL (1) PL314854A1 (sk)
RU (1) RU2146316C1 (sk)
SK (1) SK67296A3 (sk)
TW (1) TW275093B (sk)
WO (1) WO1995016003A1 (sk)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2157292A (en) * 1991-06-04 1993-01-08 Minerals Technologies Inc. Precipitated calcium carbonate particles from basic calcium carbonate
US6267811B1 (en) * 1998-12-21 2001-07-31 Stora Enso North America Corp. Talc slurry dispersion
US6565646B1 (en) * 2001-11-02 2003-05-20 Luzenac America, Inc. Talc composition and use in paper products
US20040219183A1 (en) * 2003-05-02 2004-11-04 J.M. Huber Novel gum delivery systems
WO2005061793A1 (en) * 2003-12-22 2005-07-07 Eka Chemicals Ab Filler for papermaking process
JP4753066B2 (ja) * 2005-06-29 2011-08-17 独立行政法人産業技術総合研究所 イオン複合型粘土組成物およびその固化物
WO2007067146A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-14 Stora Enso Ab A method of producing precipitated calcium carbonate
CL2008002019A1 (es) * 2007-07-16 2009-01-16 Akzo Nobel Chemicals Int Bv Composicion de carga que comprende una carga, un compuesto inorganico cationico, un compuesto organico cationico y un polisacarido anionico; metodo para preparar dicha composicion; uso como aditivo para una suspension celulosica acuosa; procedimiento para producir papel; y papel.
US9181657B2 (en) 2007-09-12 2015-11-10 Nalco Company Method of increasing paper strength by using natural gums and dry strength agent in the wet end
US8088250B2 (en) 2008-11-26 2012-01-03 Nalco Company Method of increasing filler content in papermaking
US9752283B2 (en) 2007-09-12 2017-09-05 Ecolab Usa Inc. Anionic preflocculation of fillers used in papermaking
AR086593A1 (es) * 2011-06-08 2014-01-08 Akzo Nobel Chemicals Int Bv Proceso para la produccion de papel y carton
CN102363569B (zh) * 2011-06-30 2013-03-20 上海东升新材料有限公司 用于石头纸的功能性碳酸钙
PL2565236T3 (pl) * 2011-08-31 2014-06-30 Omya Int Ag Samowiążąca hybryda pigmentu
SI2565237T1 (sl) * 2011-08-31 2015-06-30 Omya International Ag Postopek za pripravo suspenzij pigmentnih delcev, ki se veĺ˝ejo sami nase
RS53929B1 (en) * 2012-05-11 2015-08-31 Omya International Ag SUSTAINABLE ADSORPTIVE POLYMERS
FI20125569L (fi) * 2012-05-28 2013-11-29 Nordkalk Oy Ab Saostettua karbonaattia sisältävän komposiittirakenteen valmistus ja käyttö
JP6105947B2 (ja) * 2013-01-18 2017-03-29 ユニ・チャーム株式会社 保水助剤ならびにそれを含む吸収材、吸収体及び吸収性物品
US8821689B1 (en) 2013-01-25 2014-09-02 Penford Products Co. Starch-biogum compositions
FR3012149B1 (fr) * 2013-10-23 2016-07-22 Centre Technique De L'industrie Des Papiers Cartons Et Celluloses Particules composites, procede de preparation et utilisation dans la fabrication du papier
PT2868716T (pt) * 2013-11-04 2017-04-07 Omya Int Ag Processo de produção de uma suspensão de pigmento com alto teor de sólidos que compreende um dispersante à base de carboximetilcelulose
CN104746388B (zh) * 2013-12-25 2018-05-08 艺康美国股份有限公司 一种提高高分子乳化剂乳化的asa 乳液的施胶效果的方法
EP3018176B1 (en) 2014-11-07 2018-04-25 Omya International AG A process for the preparation of flocculated filler particles
SI3018175T1 (sl) 2014-11-07 2019-05-31 Omya International Ag Postopek za pripravo flokulirnih polnilnih delcev
CN105696406A (zh) * 2014-11-26 2016-06-22 埃科莱布美国股份有限公司 一种增加纸制品灰分的造纸方法及纸制品

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2322185A (en) * 1940-01-22 1943-06-15 Warren S D Co Process for making paper
NL107598C (sk) * 1954-08-11 1963-10-15 Warren S D Co
US3453131A (en) * 1966-01-05 1969-07-01 Oxford Paper Co Composite colloidal pigment particles,their formation and suspensions thereof
US4115187A (en) * 1970-03-31 1978-09-19 Welwyn Hall Research Association Agglomerated fillers used in paper
US4181567A (en) * 1975-07-17 1980-01-01 Martin Clark Riddell Paper manufacture employing filler and acrylamide polymer conglomerates
SE441457C (sv) * 1978-10-30 1990-06-18 Supra Ab Saett att framstaella slamma foer bestrykningsmedel foer papper, kartong och liknande, innehaallande kalciumsulfat som pigment
SU779473A1 (ru) * 1978-12-21 1980-11-15 Центральный научно-исследовательский институт бумаги Способ получени бумажной массы
JPH0314957B2 (sk) * 1980-09-19 1991-02-27 Sunden Olof
SE8107078L (sv) * 1981-11-27 1983-05-28 Eka Ab Forfarande for papperstillverkning
US4420341A (en) * 1982-04-05 1983-12-13 Ferrigno Thomas H Stabilized surface modified fillers
US4799964A (en) * 1985-07-29 1989-01-24 Grain Processing Corporation Preparation of filler compositions for paper
JPS6445900A (en) * 1987-08-13 1989-02-20 Oji Paper Co Papermaking method
JP2595257B2 (ja) * 1987-09-01 1997-04-02 ハイモ株式会社 中性抄紙における填料歩留向上方法
US5104487A (en) * 1988-09-02 1992-04-14 Betz Paper Chem., Inc. Papermaking using cationic starch and naturally anionic polysacchride gums
US5169441A (en) * 1990-12-17 1992-12-08 Hercules Incorporated Cationic dispersion and process for cationizing finely divided particulate matter
US5152835A (en) * 1991-05-08 1992-10-06 Engelhard Corporation Composite titania-calcined kaolin opacifying pigments and method for making and using same

Also Published As

Publication number Publication date
DK0738303T3 (da) 2003-05-19
MY130052A (en) 2007-05-31
EP0738303B1 (en) 2003-01-29
TW275093B (sk) 1996-05-01
BR9408273A (pt) 1996-12-17
NO962305D0 (no) 1996-06-04
AU8098094A (en) 1995-06-27
NO962305L (no) 1996-06-04
JPH09506397A (ja) 1997-06-24
RU2146316C1 (ru) 2000-03-10
ATE231904T1 (de) 2003-02-15
DE69432083D1 (de) 2003-03-06
ES2191036T3 (es) 2003-09-01
WO1995016003A1 (en) 1995-06-15
US5458679A (en) 1995-10-17
DE69432083T2 (de) 2003-05-22
CA2178593A1 (en) 1995-06-15
EP0738303A1 (en) 1996-10-23
EP0738303A4 (en) 1998-12-23
PL314854A1 (en) 1996-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK67296A3 (en) Treatment of inorganic filler material for paper with polysaccharides
AU2013258240B2 (en) Charge controlled PHCH
AU2013258201B2 (en) Treatment of calcium carbonate containing materials for increased filler load in paper
CA1316298C (en) Precipitated calcium carbonate-cationic starch binder as retention aid system for paper making
US6251222B1 (en) Filler for use in paper manufacture and procedure for producing a filler
US5411639A (en) Process for enhancing sizing efficiency in filled papers
US5380361A (en) Modified filler material for alkaline paper and method of use thereof in alkaline paper making
AU2012360737A1 (en) Use of precipitated carbonate in the manufacture of a fibre product
RU2142483C1 (ru) Композиция, используемая в качестве наполнителя для производства бумаги, и способ получения бумаги
EP0419206B1 (en) Vesiculated polymer granules and paper made therefrom