SU1435160A3

SU1435160A3 - Method of manufacturing packing paper and cardboard

Info

Publication number: SU1435160A3
Application number: SU843736503A
Authority: SU
Inventors: Сакари Йоунела Сеппо; Матти Юхани Саари Каарло
Original assignee: Оутокумпу Ой (Фирма)
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1984-04-19
Publication date: 1988-10-30
Also published as: FI72558C; CA1228703A; FI831336L; SE8401936D0; FI831336A0; SE8401936L; FI72558B

Abstract

THE USE OF SERPENTINITE AS AN ADDITIVE The invention relates to the use of finely powdered serpentinite, the effective ingredient whereof is serpentine {(OH)4Mg3 (Si2O5, as an additive in paper industry. According to the invention, serpentinite is suited to be used as a filler in paper or board or as a remover of pitches, resins, extractives and other so-called stickies and as a collector of fines.

Description

слcl

сwith

4four

соwith

СПSP

О)ABOUT)

ыs

: Изобретение относитс к целлюлоз- но-бумажной промьп ленности, в част- ;иости к изготовлению упаковочных видов бумаги и картона.: The invention relates to the pulp and paper industry, in particular to the manufacture of packaging paper and paperboard.

Целью изобретени вл етс снижение себестоимости бумаги и картона при сохранении их качества.The aim of the invention is to reduce the cost of paper and paperboard while maintaining their quality.

Сущность изобретени заключаетс в том, что при изготовлении упако- вочной бумаги и картона в волок- нистую массу дополнительно ввод т наполнитель - серпентин формулы { (OlO.Mg .,Oy) J с размером частиц 1-40 мкм в количестве 2,3-10% от массы волокна.The essence of the invention is that in the manufacture of packaging paper and cardboard, a filler — serpentine of the formula {(OlO.Mg., Oy) J with a particle size of 1–40 µm in an amount of 2–3 - is additionally introduced into the fiber mass. 10% by weight of fiber.

На беспримесной стадии серпентин находитс в форме моноклинного, скры- тозернистогс) кремнекислого магни , серпентина (ОН) Решетка часто содерйа-1т железо и алюминий. Содержание металла, в .частности железа, часто ог1ро;дел ет цвет серпентина, следовательно, его степень белизны также. Серпентин от}1оситс к так на- Iзываемым сеточным силикатам и обычно I находитс в виде непрозрачного, ие р- I кого, тонкочешуйчатого соединени , : Некоторые виды серпентина м гче, чем I тальк. Сетка серпентина образуетс из одного кремниевого четырехгранного сло ,отрицательный зар д которого нейтрализуетс слоем брусита. Па каждый ион магни тальк имеет на два гидроксильных иона меньше, и, таким образом, слой брусита принимает до- полнительный положительный зар д,At the pure stage, serpentine is in the form of a monoclinic, hidden-grained magnesium silicate, serpentine (OH) lattice often containing 1 t of iron and aluminum. The metal content, particularly of iron, is often limited; it makes the color of the serpentine, therefore, its brightness also. Serpentine from} 1sits to the so-called grid silicates and usually I is in the form of an opaque, iridescent, finely flaked compound: Some types of serpentine are softer than I talc. The serpentine mesh is formed from a single silicon tetrahedral layer, the negative charge of which is neutralized by a layer of brucite. Each ion, magnesium talc, has two hydroxyl ions less, and thus the brucite layer takes an additional positive charge,

которьй нейтрализуетс с помощью дру- ; гого гексагонального сло кремниевогоwhich is neutralized by another; gogo hexagonal layer of silicon

четырехгранного сло ,tetrahedral layer

Когда серпе-нтин дробитс и измель- I чаетс , положительные зар ды создаютс на поверхност х серпентина. С другой j стороны, тальк остаетс почти нейт- : ральным или тер ет свой зар д в от- , стое и может легко оставатьс гидрофобным . Крайне высока способность к скольжению талька определ етс двум возможными плоскост ми скольжени . Серпентин обладает меньшей способностью к скольжению, поскольку он имеет только одну плоскость скольже- НИН, Способность к скольжению вл етс преимуществом, если бумага подвер- ; гаетс гл нцеванию, но во многих слу- ча х она может также быть недостатком если бумага используетс дл изготовлени сложных изделий, таких как I лична упаковочна продукци . Благо When serpentine is crushed and ground, positive charges are created on the surfaces of the serpentine. On the other j side, talc remains almost neutral, or loses its charge in a stand and can easily remain hydrophobic. The extremely high slip ability of talcum is determined by two possible slip planes. Serpentine has less slip ability because it has only one slip plane. Slipability is an advantage if the paper is exposed; It may be glossy, but in many cases it can also be a disadvantage if paper is used to make complex products, such as personal packaging. Good

дар cв(Jeй м гкости, серпентин не повреж/г.ает и не царапает машины ни в процессе каландровапи , ни присушке.the gift of cv (Jey is soft, serpentine does not damage / gnaw and does not scratch the machine either during the calender process or in the drying process.

Волокна в бумажной массе имеют от- рицательнь й Z-потенциал, тогда как Z-потенциал серпентина вл етс поло- сительным ( +10 мВ) . Эта особенность вл етс очень важной в св зи с использованием его в качестве наполнител , поскольку серпентин легко присоедин етс к сетке волокна. Б этом случае серпентин также св зываетс с мелким волокном. Таким образом, фильтрующий эффект сетки волокна, который удерживает частицы наполнител , тер ет свою важность в отношении удерживаемости. Серпентин имеет также кристаллическую форму, котора обладает преимуществом в отношении удерживаемости . При использовании в качестве наполнител серпентин не нуждаетс в дополнительных химических веществах дл того, чтобы прилипнуть к поверхности волокна.Pulp fibers have a negative Z potential, whereas serpentine Z potential is positive (+10 mV). This feature is very important in connection with its use as a filler, since serpentine is easily attached to the fiber net. In this case, serpentine also binds to the fine fiber. Thus, the filtering effect of the fiber mesh that retains the filler particles loses its importance in terms of retention. Serpentine also has a crystalline form, which has an advantage in terms of retention. When used as a filler, serpentine does not need additional chemicals to stick to the fiber surface.

Прилипание серпентина к поверхности волокна усиливаетс благодар исключительно высокой удельной поверхности серпентина, котора измен - етс от 50000 до 500000 в за- висимости от типа, и благодар высокой пористости серпентина. Высока температура плавлени (около 1400°С) серпентина и тот факт, что он постепенно расплавл етс от жидкого состо ни пока кристаллическа вода испар етс , обеспечивает хорошие огнеупорные свойства бумаги, котора заполнена или покрыта серпентином. Пористость серпентина позвол ет также использовать I поглощающие тепло добавки . ,The adherence of serpentine to the fiber surface is enhanced by the exceptionally high specific surface area of serpentine, which varies from 50,000 to 500,000 depending on the type, and due to the high porosity of serpentine. The high melting point (about 1400 ° C) of serpentine and the fact that it gradually melts from the liquid state while the crystalline water evaporates provides good refractory properties of paper that is filled or coated with serpentine. The serpentine porosity also allows the use of heat absorbing additives. ,

Одним из преимуществ серпентина вл етс его гидрофильность, котора приводит к легкому разделению, что оп ть же помогает в обработке минеральных ингредиентов, Рфоме того, м гкость серпентина делает возможным использование размера крупинок, большего , чем при обычных наполнител х, большой размер крупинок серпентина увеличивает прочность и, таким образом , уменьшает курлатинирование, например, конвертной бумаги.One of the advantages of serpentine is its hydrophilicity, which leads to easy separation, which again helps in the processing of mineral ingredients. Moreover, the softness of serpentine makes it possible to use a grain size larger than with conventional fillers; the large grain size of serpentine increases durability and, thus, reduces the smoothness of, for example, envelope paper.

Пример 1. Сульфатную небет леную сосновую целлюлозу измельчают в дисковом рафинере. После измельчени рН волокнистой массы (обычно около 9) уменьшают приблизительно до 6,5Example 1. Sulfate non-betty pine pulp is ground in a disk refiner. After grinding, the pH of the pulp (usually about 9) is reduced to approximately 6.5.

посредством серной кислоты. Затем добавл ют квасцы в количестве 0,8% от объема волокнистой массы. Во вса сывающую сторону лопастного насоса доба вл ют клеевую массу - гидрофобн клей из талловой смолы. Доза кле составл ет приблизительно 0,2% от объема волокнистой массы. Серпентин который подают в лопастной насос, имеет распределение зерен в предела 100% - 20 мкм и 60% - 10 мкм. Диспегирующие агенты не используютс . Серпентин используют в количестве о О до 6,5% объема волокнистой массы. Масса полученного картона составл примерно 125 г/м, плотность - 600- 650 кг/м , пористость (Гарли) 20-30 Скорость привода на сетке составлет пор дка 60 м/мин, а давление вла . ного сжати - 50-60 кг/см.by sulfuric acid. Alum is then added in an amount of 0.8% by volume of the pulp. In the suction side of the vane pump, an adhesive mass is added — hydrophobic glue made from tall resin. The dose of glue is about 0.2% by volume of the fibrous mass. Serpentine, which is fed to the vane pump, has a grain distribution in the range of 100% - 20 microns and 60% - 10 microns. Dispelling agents are not used. Serpentine is used in an amount of about 0 to 6.5% of the volume of fibrous mass. The weight of the cardboard produced was approximately 125 g / m, the density was 600– 650 kg / m, the porosity (Garley) was 20–30. foot compression - 50-60 kg / cm.

Способ измельчени Grinding method

(WS), м(WS), m

Объем измельчени ,The amount of grinding,

кВтч/тkWh / t

Степень измельчени ,Grinding degree

град, размолаhail, grinding

в бассейне машины в напорном щикеin the pool of the car in the pressure box

Степень измельчени пульпы была высокой.The pulp grinding degree was high.

В табл. 1-5 приведены данные по размолу целлюлозы.In tab. 1-5 shows the data for grinding cellulose.

Пример 2. Изготовление мешочной бумаги.Example 2. Making bag paper.

В качестве исходного материала ипользуют обычный состав, в котором количество.рециркулирующей целлюлоз составл ло 10-40%.As a starting material, the usual composition is used, in which the amount of recycled cellulose was 10-40%.

В качестве абсорбента используют полймин SK(BASF) (0,15%) и дрз гие вщества - квасцы, кислоту, клей и крахмал.Polymine SK (BASF) (0.15%) is used as the absorbent and alum, acid, glue and starch are other substances.

В табл. 6-10 представлены данные процесса.-In tab. 6-10 presents the process data.

Использование серпентина обеспечивает вную экономию энергии, расходуемой на сушку, что выражаетс в уменьшении расхода пара и донилсении давлени пара (см, табл. 8). -The use of serpentine provides a clear saving of energy consumed for drying, which results in a reduction in steam consumption and an increase in vapor pressure (see, table. 8). -

Понижение давлени пара (испытани 0-6) от 2,12 до 1,98 и (испытани 7-10) от 2,10 до 1,89 кПа созда потенциальную возможность повьш1ени производительности бумагоделател ьно машины при условии, что в сеточной и,прессовых част х бумагоделательно машины обеспечиваетс удаление воды в достаточной степени.A decrease in vapor pressure (test 0-6) from 2.12 to 1.98 and (test 7-10) from 2.10 to 1.89 kPa creates the potential possibility of increasing the productivity of the papermaker on the machine under the condition that parts of the paper machine provide sufficient water removal.

1515

2525

. о . about

5160 5160

В табл. 9 представлены данные абсорб1Д(и серпентина в целом (общий показатель абсорбции 90,2%). ц В табл, 11 представлены результаты испытаний на.трение и прочность внутренних св зей (IBS).In tab. 9 shows absorption data (and serpentine as a whole (total absorption rate of 90.2%). C. Table 11 shows the test results on the friction and strength of internal communications (IBS).

Значени трени измер лись с использованием наклонной плоскости. 10 Например, при измерении с использованием наклонной плоскости и с учетом количества рециркулируюо ей целлюлозы использование серпентина в количестве 6% обеспечило улучшение значени трени в диапазоне от 2 до 3,5%. Во всех Случа х прочность внутреннего сцеплени при использовании серпентина была улучшена (испытани 1-6 и 7-10Ь).The friction values were measured using an inclined plane. 10 For example, when measured using an inclined plane and taking into account the amount of recycled pulp, the use of serpentine in an amount of 6% provided an improvement in the friction value in the range from 2 to 3.5%. In all cases, the strength of internal cohesion using serpentine was improved (tests 1-6 and 7-10).

В табл. 12 и 13 отражены относительные технические характеристики полученной бумаги.In tab. 12 and 13 reflect the relative technical characteristics of the resulting paper.

На основе технических результатов испытани бумаги (табл. 8) можно сделать вывод, что многие технические характеристики, важные дл упаковочной бумаги, выше, чем в случае без добавлени серпентина.Based on the technical results of the test paper (Table 8), it can be concluded that many of the technical characteristics important for packaging paper are higher than in the case without the addition of serpentine.

Например, лучшими вл ютс такие характеристики, как размерна ста30For example, the best features are such as size

бильность,, сопротивление надрыву.Bilnost ,, resistance to strain.

ной бумаги 20SR) . Noah paper 20SR).

светонепроницаемость, воздухопроницаемость , плотность и трение (верхней стороны о верхнюю сторону),. Остаютс opacity, breathability, density and friction (top side on top side). Remain

Почти неизменными такие свойства, как жесткость, закручиваемость концов и водовпитывающа способность (по прибору Кобба). Чуть хуже такие характеристики , как прочность на разрыв,Almost unchanged properties such as stiffness, twisting of the ends and water-absorbing ability (according to the Cobb instrument). Characteristics such as tensile strength,

нагрузка удлинени - раст жени и поглощение энергии раст жени , однако эти свойства не вл ютс .важными дл упаковочной бумаги.load elongation — stretching and absorption of stretching energy; however, these properties are not important for packaging paper.

П р и м е р 3. Изготовление оберточной бумаги.PRI me R 3. Making wrapping paper.

В качестве исходного материала используют обычную целлюлозу дл оберточной бумаги (20SR). Количество кле составл ет 1,2%, квасцов 2,5%.The starting material used is conventional pulp for wrapping paper (20SR). The amount of glue is 1.2%, alum is 2.5%.

Бумага лощена . В качестве абсорбента используют полймин Sk(BASF в количестве 0,2%. - В табл. 14 отражены данные процесса (целлюлоза дл получени оберточ-The paper is glossy. Polymine Sk (BASF in the amount of 0.2%) is used as the absorbent. - Table 14 shows the process data (cellulose to obtain a wrapper).

ной бумаги 20SR) . Noah paper 20SR).

В табл. 15 представлены данные о распределении размеров частиц использованного серпентина.In tab. 15 presents data on the particle size distribution of the used serpentine.

В табл. 16 принедены технические |результаты испытаний бумаги. Дл сравнени изготавливают обер- iточную бумагу с тальком в качестве ;наполнител , В качестве исходного ма- |териала используют волокнистую массу дл упаковочной бумаги 20SR и те же химикаты, что и раньше, а полученную бумагу суперкаландрируют. Грануло- метрический состав талька был идентичен гранулометрическому составу серпентина .In tab. 16 brought technical | test paper results. For comparison, talcum paper is used as a filler; filler; Fibrous packaging paper 20SR and the same chemicals as before are used as the starting material, and the resulting paper is supercalendered. The granulometric composition of talc was identical to the granulometric composition of serpentine.

В табл. 17 cy rмиpoвaны относительные технические результаты испытани бумаги.In tab. 17 cymned relative technical paper test results.

В большинстве случаев результаты сравнени между серпентином и тальком идентичны, однако некоторые технические характеристики бумаги лучше в слу чае использовани серпентина. Идентичными также вл ютс такие свойства , как прочность на разрыв, поглощение энергии раст жени и сопротивление надрыву. Серпентин обеспечивает лучшее сопротивление продавливанию, значительно улучшает такое свойство бумаги, как воздухостойкость, а также такие характеристики, как светонепроницаемость , трение или сцепление и выход конечной продукции. Тальк обеспечивает чуть более высокую степень белизны по сравнению с серпентином .In most cases, the comparison results between serpentine and talc are identical, however, some paper specifications are better with serpentine. Similar properties such as tensile strength, tensile energy absorption and tear resistance are also identical. Serpentine provides better resistance to bursting, significantly improves paper properties such as air resistance, as well as characteristics such as opacity, friction or adhesion and yield of the final product. Talc provides a slightly higher degree of whiteness compared with serpentine.

Серпентин обеспечивает улучшение и повыше ние таких свойств бумаги, как размерна стабильность, сопротивление надрыву, светонепроницаемость, воздухопроницаемость, сцепление или трение, сопротивление продавливанию, воздухостойкость, и выхода конечной продукции по сравнению с тальком.Serpentine improves and enhances paper properties such as dimensional stability, tear resistance, opacity, breathability, grip or friction, bursting resistance, air resistance, and final product yield compared with talc.

Пример 4, Изготовление окле- ечной крафт-бумаги и-бумаги дл гоф рированного сло .В качестве наполнител в оклеечной бумаге, оклеечной крафт-бумаге и бумаге дл гофрированного сло используют серпентин.Example 4: Making kraft paper and paper for a corrugated layer. Serpentine is used as a filler in pasting paper, pasting kraft paper and paper for a corrugated layer.

В качестве исходного материала исг пользуют специальную целлюлозу (18SR) выбранную таким образом, чтобы заключение о пригодности серпентина было сделано на основе наиболее существенных свейств бумаги. В качестве крахмала использовали крахмал CORAGUM в количестве 2%, а дл более эффективной абсорбции :As a starting material, special pulp (18SR) is chosen so that the conclusion about the suitability of serpentine is made on the basis of the most significant effects of the paper. The starch used was CORAGUM starch in an amount of 2%, and for more efficient absorption:

0 0

5 five

0 5 о 0 5 o

5 . five .

5five

ЮYU

в качестве абсорбента использовали POLYMINSK (BASF) - в количестве 0,2%.POLYMINSK (BASF) was used as the absorbent in the amount of 0.2%.

В табл. 18 представлены данные процесса (целлюлозы дл оклеечной бумаги 18SK).In tab. 18 shows the process data (pulp for 18SK pasting paper).

В табл. 19 представлены данные о распределении размеров частиц серпен - тина, количество которого лежало в диапазоне 0-9% (продолжительность всех циклов испытаний составл ет несколько недель, а приведенные значени йыведены, как средние из множества циклов испытаний).In tab. 19 presents data on the distribution of particle sizes of serpentine, the amount of which lay in the range of 0–9% (the duration of all test cycles is several weeks, and the values given are the average of the many test cycles).

В табл. 20 представлены сравнительные технические характеристики полученной бумаги.In tab. 20 presents the comparative technical characteristics of the resulting paper.

Как видно из табл. 20, предложенна бумага отличаетс превосходной абсорбцией (свыше 90%), крайне высокими значени ми прочности внутренних св зей. Получены хорошие показатели удлинени и прочнос7и ест, SCT и СМТ-30, т.е. параметров, существенных дл оклеечных сортов бумаги и бумаги дл гофрированного сло . Сопротивление продавливанию остаетс на очень высоком уровне. Удовлетворительны показатели прочности на разрыв и поглощение энергии раст гивающих напр жений .As can be seen from the table. 20, the proposed paper is distinguished by excellent absorption (over 90%), extremely high internal bond strengths. Good elongation and strength indexes, SCT and SMT-30 have been obtained, i.e. Parameters that are important for pasting grades of paper and paper for corrugated layer. Burst resistance remains very high. Indicators of tensile strength and energy absorption of tensile stresses are satisfactory.

На технические характеристики бумаги вли ние оказывает положительное измельчение целлюлозы. Статистиг ческ.а обработка результатов показала , что дополнительное измельчение позвол ет повысить показатели плотности , прочности внутренних св зей, СМТ и проницаемости дл воздуха.Paper performance is affected by positive pulverization. Statistics processing of the results showed that additional comminution improves the density, internal bond strength, CMT, and air permeability.

Claims

Invention Formula

A method of manufacturing wrapping paper and paperboard, including the preparation of pulp, the introduction of a binder and coagulant into it, casting of the web and drying, characterized in that, in order to reduce the cost of paper and paperboard while maintaining their quality, the pulp in addition, a serpentine of the formula

(OH) Mg3 (Si, Oj)

five

with a particle size of 1-40 microns in an amount of 2.3-10% by weight of the fiber.

T and l and IT and 1 Analysis of the shaped pressure box

About 1

0.015

4.44 4.18

Table 2 Analysis of water samples on the grid

1 0.15

0.60 0.87

Table 3 Hold on the grid paper machine

About 1

87 87.1

Physical and chemical properties of cardboard

127 198 641 6.35 6.5 35 29.4

11.45 0.5503.63

40.2 0.402

0.468

35

86.4 79.2

About 0.015

Table 4

29.0

The property of the samples of the cardboard

Test

0.15

Table 7 1- Asp1 Serial Particle Size Determination

P; ier particles mkm

-40 -30

-20 15

-ten

one

T a b l and It a 5

Table 6

10 10 10 40

40 AO 40 40

Amount,

88

75

55 45

31

16 U

eight

four

Balancing r.chshol steam

Table J Balanced conditions in the wet part of the paper maker

T a b l and c a 8

Table 9

I 1

b 7

9 10 lOb

9.40 1.83 6.24 8.59 8.66

3

1.90 2.25 2.27 2.2fi 7 ,. nineteen

0, O, -t 1 O T, 473 P, - 95 0.736

: z: i :: r.r: z:

five

63.7 81.8 79.1 78.1

24

36 43

198, 366 276 305 360

0.73 8.60) 1.71 1.8 T h 2 4 R. -) 9 M, L6 P. C) 8 .S2 82 (P / O

427 413 437 354 376 366 433 441

26.0

30.0

29.8

25.0

24.8

25.6

27.2

27,428, 8

27.8

29.9

18.0

24.6

28,8

Continued table. ten

198, 366 276 305 360

0.15 0.15 0.15 0.15 0.15

Table 11

10 10 10 40 40 40 40 40 10 10 10 30 30 30

e

e -

100 97.0 99.0

100

106.0 98.0 100

Table 12

100

98.5 98, .3 101.0

100 102.0 107.0 100 115.0 91.0

94.1 87.7 80.0 87.0 85.0 78.0

95.0 95.0

96.0 98.0

109.0 127.0

85.0 80.0

101.0 6.0

100

87.0 107.0

10085.0 76.0 100

10086.0 92.0 .100

The relative technical results of the test paper

ilp (W (44 riiHf g abl. 1 2

100

93.0 88.0. 85.0

88.0 96.0 71.0 90.0 93.0 78.0

Table 13

Table 14

nineteen

Water absorbing ability

(on Cobb instrument), g / m (Cp

uncalendered on;

net side

The upper side is calendered to:

net side

top side

Calendered; paper weight 1 m (grammage), g / m

Thickness, micron Density, g / cm

l-i-lSffiO

Table 15

Table 16

Prodolh-enir table. sixteen

Table 11

Table 19

27

1435160

28

Table 20