RU2393285C2 - Technique of fibrous fabric production - Google Patents
Technique of fibrous fabric production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393285C2 RU2393285C2 RU2007145593/12A RU2007145593A RU2393285C2 RU 2393285 C2 RU2393285 C2 RU 2393285C2 RU 2007145593/12 A RU2007145593/12 A RU 2007145593/12A RU 2007145593 A RU2007145593 A RU 2007145593A RU 2393285 C2 RU2393285 C2 RU 2393285C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filler
- dispersant
- particles
- fibrils
- paper
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title abstract 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 94
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 47
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 38
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 19
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 11
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 7
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 4
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 claims description 3
- QXDMQSPYEZFLGF-UHFFFAOYSA-L calcium oxalate Chemical compound [Ca+2].[O-]C(=O)C([O-])=O QXDMQSPYEZFLGF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 claims description 3
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 abstract description 12
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 abstract 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 22
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 14
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 4
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 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 description 3
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 2
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000503 Na-aluminosilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 150000001414 amino alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229920006318 anionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- -1 calcium carbonate Chemical compound 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000010897 cardboard waste Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000000429 sodium aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000012217 sodium aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000002345 surface coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000001040 synthetic pigment Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012463 white pigment Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
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
-
- 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
-
- 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
- D21H17/37—Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/70—Inorganic compounds forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with other substances added separately
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
- D21H21/08—Dispersing agents for fibres
-
- 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
- D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
- D21H23/04—Addition to the pulp; After-treatment of added substances in the pulp
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу получения волокнистого полотна, содержащего наполнитель, согласно вводной части п.1 формулы изобретения.The present invention relates to a method for producing a fibrous web containing a filler according to the introductory part of claim 1.
Согласно способу, предложенному в настоящем изобретении, в массу, содержащую растительные волокна, добавляют наполнитель, после чего из волокнистой массы получают волокнистое полотно, которое сушат в бумаго- или картоноделательной машине.According to the method proposed in the present invention, filler is added to the mass containing plant fibers, after which a fibrous web is obtained from the pulp, which is dried in a paper or paper machine.
Настоящее изобретение относится также к применению согласно п.14 формулы изобретения.The present invention also relates to the use according to claim 14.
В описании изобретения FI 100729 предложен наполнитель, который используют при производстве бумаги, содержащий пористые агрегаты, образованные частицами карбоната кальция, осажденными на поверхность тонкодисперсного материала. Согласно описанию изобретения особенность этого нового наполнителя заключается в том, что карбонат кальция осаждают на волокна мелких частиц, полученные путем размола целлюлозных волокон и/или волокон механической древесной массы. Распределение по размеру частиц данной фракции в большинстве случаев эквивалентно фракции Р100 при просеивании через проволочное сито. В дальнейшем этот наполнитель называют также "SuperFill" в соответствии с его коммерческим названием.FI 100729 discloses a filler that is used in the manufacture of paper containing porous aggregates formed by calcium carbonate particles deposited on the surface of a finely divided material. According to the description of the invention, a feature of this new filler is that calcium carbonate is deposited on fine particle fibers obtained by grinding cellulosic fibers and / or fibers of mechanical pulp. The particle size distribution of this fraction is in most cases equivalent to the P100 fraction when sifted through a wire sieve. Hereinafter, this filler is also called "SuperFill" in accordance with its commercial name.
Согласно указанному описанию патента использование наполнителя позволяет увеличить процентное содержание карбоната кальция в бумаге, при этом граммаж бумаги может быть уменьшен. Представленный продукт обеспечивает существенное преимущество, что видно на примере групп продуктов с относительно высоким процентным содержанием свежеприготовленного наполнителя.According to the specified description of the patent, the use of filler allows to increase the percentage of calcium carbonate in the paper, while the grammage of the paper can be reduced. The presented product provides a significant advantage, as can be seen in the example of product groups with a relatively high percentage of freshly prepared filler.
В контексте данного изобретения термин "бумага для графических работ" означает типы бумаги, используемой, например, для изготовления афиш, суперобложек, рекламных плакатов, карт, иллюстрированных книг и в качестве бумаги для архивных документов. Иными словами, указанные типы бумаги используют в тех областях, где гладкость, глянец и качество цвета являются важными характеристиками.In the context of the present invention, the term “paper for graphic works” means the types of paper used, for example, for the production of posters, dust covers, posters, cards, illustrated books and as paper for archival documents. In other words, these types of paper are used in areas where smoothness, gloss and color quality are important characteristics.
В мелованной бумаге для графических работ содержание пигментов в оборотном бумажном браке является высоким, что ограничивает долю свежеприготовленного наполнителя, в том числе композитных наполнителей, таких как SuperFill. Поэтому в таких случаях способность, например, SuperFill улучшать светорассеивающие свойства бумаги не может быть реализована полностью.In coated art paper for graphic work, the pigment content in recycled paper marriage is high, which limits the proportion of freshly prepared filler, including composite fillers such as SuperFill. Therefore, in such cases, the ability, for example, SuperFill to improve the light-scattering properties of paper cannot be fully realized.
Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков, присущих известному прототипу, и разработка совершенно нового способа получения бумаги и аналогичных волокнистых продуктов. В частности, задачей настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего получать волокнистые продукты, обладающие хорошими механическими и графическими свойствами. Другой задачей настоящего изобретения является разработка способа увеличения коэффициента рассеивания света для бумаги с низким процентным содержанием свежеприготовленного наполнителя.The objective of the present invention is to eliminate the disadvantages inherent in the known prototype, and the development of a completely new method for producing paper and similar fibrous products. In particular, it is an object of the present invention to provide a method for producing fibrous products having good mechanical and graphic properties. Another objective of the present invention is to develop a method of increasing the light scattering coefficient for paper with a low percentage of freshly prepared filler.
Основная концепция настоящего изобретения заключается в том, что равномерность распределения наполнителя повышается при добавлении диспергатора в композитный наполнитель. В этом случае агломерация кристаллов карбоната кальция уменьшается, и, следовательно, рассеивание света увеличивается.The basic concept of the present invention is that the uniform distribution of the filler increases when a dispersant is added to the composite filler. In this case, the agglomeration of the crystals of calcium carbonate decreases, and therefore, the scattering of light increases.
Ранее дисперганты в наполнителях использовали главным образом для повышения перекачиваемости суспензии наполнителя. В литературе упоминается, что диспергант можно применять также для повышения равномерности распределения наполнителя (Weigl, J. and Ritter, E., "Die Bedeutung der Teilchengrösse und - form von Füllerstoffen sowie deren Verteilungen bei der SC-Papierherstellung, Wochenblatt für Papierfabrikation, 1995, no. 17, pages 739-747).Previously, dispersants in fillers were used mainly to increase the pumpability of the filler suspension. It is mentioned in the literature that dispersant can also be used to increase the uniformity of filler distribution (Weigl, J. and Ritter, E., Die Bedeutung der Teilchengrösse und - form von Füllerstoffen sowie deren Verteilungen bei der SC-Papierherstellung, Wochenblatt für Papierfabriri no.17, pages 739-747).
Свойства композитных наполнителей в свою очередь модифицируют путем применения нескольких пигментов. Так, например, в публикации заявки на патент ЕР 0892019 описано осаждение СаСО3 или иного белого пигмента, который является нерастворимым, на мелкие волокна (фибриллы). После этого добавляют еще один пигмент с целью связывания осажденного пигмента с указанным вторым пигментом и мелкими волокнами с образованием композитного пигмента, который связывается с бумагой лучше, чем даже дорогостоящий пигмент (TiO2), взятый в отдельности.The properties of composite fillers, in turn, are modified by using several pigments. So, for example, the publication of patent application EP 0892019 describes the deposition of CaCO 3 or other white pigment, which is insoluble, on small fibers (fibrils). After this, another pigment is added in order to bind the precipitated pigment with said second pigment and fine fibers to form a composite pigment that binds to paper better than even the expensive pigment (TiO 2 ) taken alone.
При использовании диспергантов совместно с традиционными наполнителями удерживаемость наполнителя большей частью теряется. Неожиданно было обнаружено, что при проведении процесса согласно способу, предложенному в настоящем изобретении, это явление отсутствует. Причина этого заключается в том, что композитный наполнитель, такой как SuperFill, может удерживаться на бумаге (или на соответствующем волокнистом полотне) даже в диспергированном состоянии. Очевидно, что в этом отношении он существенно отличается от традиционных наполнителей.When using dispersants in conjunction with traditional fillers, the retention of the filler is mostly lost. It was unexpectedly discovered that when carrying out the process according to the method proposed in the present invention, this phenomenon is absent. The reason for this is that a composite filler such as SuperFill can be held on paper (or on the corresponding fibrous web) even in a dispersed state. Obviously, in this respect, it differs significantly from traditional fillers.
Поэтому согласно настоящему изобретению в качестве наполнителя при изготовлении бумаги или картона с целью улучшения светорассеивающих характеристик волокнистого полотна используют композитный наполнитель. Этот наполнитель соединяют с диспергантом перед смешением с волокнистой массой. В частности, волокнистое полотно (например, бумага или картон) согласно настоящему изобретению главным образом характеризуется признаками, указанными в отличительной части п.1 формулы изобретения.Therefore, according to the present invention, a composite filler is used as a filler in the manufacture of paper or paperboard in order to improve the light-scattering characteristics of the fibrous web. This filler is combined with the dispersant before mixing with the pulp. In particular, the fibrous web (eg, paper or cardboard) according to the present invention is mainly characterized by the features indicated in the characterizing part of claim 1.
Применение согласно настоящему изобретению в свою очередь характеризуется признаками, указанными в п.14 формулы изобретения.The use according to the present invention, in turn, is characterized by the features specified in paragraph 14 of the claims.
Настоящее изобретение обладает существенными преимуществами. Так, настоящее изобретение позволяет существенно улучшить светорассеивающие характеристики бумаги и картона без уменьшения удерживаемости наполнителя. Согласно настоящему изобретению возможно получение равномерного распределения наполнителя во всех трех направлениях, тогда как использование дисперганта в растворе, как описано выше (где обсуждалось применение наполнителя в виде частиц), приводит главным образом к улучшению распределения частиц в направлении z.The present invention has significant advantages. Thus, the present invention can significantly improve the light-scattering characteristics of paper and cardboard without reducing the retention of the filler. According to the present invention, it is possible to obtain a uniform distribution of the filler in all three directions, while the use of dispersant in the solution, as described above (where the use of filler in the form of particles was discussed), mainly leads to an improvement in the distribution of particles in the z direction.
Настоящее изобретение обеспечивает улучшение светорассеивающих характеристик в особенности таких сортов бумаги, в которых процентное содержание наполнителя, в особенности свежеприготовленного наполнителя, является относительно низким. К числу таких продуктов, помимо прочего, относится вышеуказанная бумага для графических работ: афишная бумага, суперобложки, а также бумага и картон, применяемые для изготовления рекламных объявлений, картографическая бумага, бумага для иллюстрированных книг и архивных документов.The present invention provides improved light-scattering characteristics, in particular of those grades of paper, in which the percentage of filler, in particular freshly prepared filler, is relatively low. These products include, but are not limited to, the above-mentioned graphic paper: poster paper, dust covers, and paper and cardboard used to make advertisements, cartographic paper, paper for illustrated books and archival documents.
Далее приведено более подробное описание настоящего изобретения при помощи прилагаемого чертежа и подробного пояснения.The following is a more detailed description of the present invention using the accompanying drawing and a detailed explanation.
На чертеже приведена гистограмма коэффициента рассеяния света для образцов бумаги, которые содержат три различных наполнителя.The drawing shows a histogram of light scattering coefficient for paper samples that contain three different filler.
В способе согласно настоящему изобретению волокнистое полотно, содержащее наполнитель, получают, например, в бумаго- или картоноделательной машине по известному способу. Ниже процесс получения описан более подробно.In the method according to the present invention, a fibrous web containing a filler is obtained, for example, in a paper or paper machine according to a known method. The process of obtaining is described in more detail below.
Наполнитель в волокнистом полотне представляет собой композитный материал, содержащий фибриллы целлюлозы или лигноцеллюлозы, на которые осаждают частицы светорассеивающего материала. Для улучшения светорассеивающих характеристик волокнистого полотна наполнитель соединяют с диспергантом перед смешением с волокнистой массой. При этом по меньшей мере основная часть дисперганта связывается с частицами наполнителя.A filler in a fibrous web is a composite material containing cellulose or lignocellulose fibrils onto which particles of light scattering material are deposited. To improve the light-scattering characteristics of the fibrous web, the filler is combined with a dispersant before mixing with the pulp. In this case, at least the bulk of the dispersant binds to the filler particles.
Количество дисперганта изменяется в зависимости от конкретно применяемого дисперганта и частиц материала. Для определения верхнего предельного количества добавляемого дисперганта на практике можно использовать следующий способ: готовят водную дисперсию минеральных частиц (без фибрилльных матриц), а затем в указанную дисперсию добавляют диспергант. При этом верхнее предельное количество добавляемого дисперганта представляет собой то же количество, которое обеспечивает минимальную вязкость суспензии. В общем случае график зависимости вязкости от количества дисперганта имеет U-образную форму, при этом согласно настоящему изобретению количество добавляемого дисперганта выбирают соответствующим нижней точке U-образной кривой.The amount of dispersant varies depending on the particular dispersant used and the particles of material. To determine the upper limit of the amount of dispersant added, in practice, the following method can be used: an aqueous dispersion of mineral particles (without fibrillar matrices) is prepared, and then a dispersant is added to said dispersion. In this case, the upper limit amount of the added dispersant is the same amount that provides the minimum viscosity of the suspension. In the general case, the graph of viscosity versus amount of dispersant is U-shaped, and according to the present invention, the amount of dispersant added is selected at the corresponding lower point of the U-curve.
Применяемый диспергант может представлять собой традиционный анионный полимер, такой как анионный полиакрилат, например, анионный полиакрилат натрия, или полифосфат. Полиакрилаты натрия поступают на рынок под названием Fennodispo А40 и А41 (поставщик Kemira Oyj), где А означает акрилат, а 40 и 41 соответственно указывают его процентное содержание в водном растворе. Другим соответствующим продуктом является Dispex N40, который тоже представляет собой полиакрилат натрия, поставляемый Ciba Specialty Chemicals. Также можно использовать аминоспирты.The dispersant used may be a conventional anionic polymer, such as an anionic polyacrylate, for example, anionic sodium polyacrylate, or polyphosphate. Sodium polyacrylates are marketed under the name Fennodispo A40 and A41 (supplier Kemira Oyj), where A is acrylate and 40 and 41 respectively indicate its percentage in aqueous solution. Another suitable product is Dispex N40, which is also sodium polyacrylate available from Ciba Specialty Chemicals. Amino alcohols may also be used.
Количество вышеуказанных материалов, которое должно быть добавлено, составляет примерно от 0,05 до 1% мас. по отношению к массе сухого волокнистого полотна. В общем случае подходящее количество вышеуказанных материалов, которое необходимо добавить, составляет примерно от 0,08 до 0,5% мас., в частности, примерно от 0,1 до 0,35% мас., наиболее предпочтительно примерно от 0,1 до 0,3% мас. Указанные пределы относятся, в частности, к анионному полиакрилату, в особенности к анионному полиакрилату натрия.The amount of the above materials to be added is from about 0.05 to 1% wt. in relation to the mass of dry fibrous web. In general, a suitable amount of the above materials to be added is from about 0.08 to 0.5% by weight, in particular from about 0.1 to 0.35% by weight, most preferably from about 0.1 to 0.3% wt. The indicated limits relate, in particular, to anionic polyacrylate, in particular to anionic sodium polyacrylate.
Настоящее изобретение особенно пригодно для волокнистого полотна с малым или средним содержанием наполнителя. Обычно общее процентное содержание наполнителя составляет максимально примерно 25% мас., в частности, максимально примерно 20% мас., предпочтительно, максимально примерно 15% мас., по отношению к массе сухого полотна. Минимальное процентное содержание составляет примерно 0,1% мас. Наиболее подходящее количество сырья наполнителя, содержащего композитный наполнитель, составляет примерно от 0,1 до 15, предпочтительно примерно от 0,5 до 12% мас. в расчете на сухое полотно.The present invention is particularly suitable for a fibrous web with a low or medium filler content. Typically, the total percentage of filler is at most about 25% by weight, in particular at most about 20% by weight, preferably at most about 15% by weight, based on the weight of the dry web. The minimum percentage is about 0.1% wt. The most suitable amount of filler material containing a composite filler is from about 0.1 to 15, preferably from about 0.5 to 12% wt. calculated on a dry canvas.
Наполнитель, применяемый согласно настоящему изобретению, изготавливают главным образом из фибрилл, полученных из химической массы. В данном случае химическая масса означает массу, подвергнутую химической варке с целью делигнификации целлюлозных волокон. Согласно одному предпочтительному варианту реализации изобретения фибриллы получают путем размола массы, полученной сульфатным способом или иным щелочным способом. Настоящее изобретение позволяет модифицировать не только химическую массу, но также и фибриллы, полученные из химико-механической или механической массы.The filler used according to the present invention is made mainly from fibrils obtained from a chemical mass. In this case, a chemical mass means a mass subjected to chemical cooking in order to delignify cellulose fibers. According to one preferred embodiment of the invention, the fibrils are obtained by grinding the mass obtained by the sulfate method or other alkaline method. The present invention allows to modify not only the chemical mass, but also the fibrils obtained from the chemical-mechanical or mechanical mass.
Обычно средняя толщина целлюлозных или лигноцеллюлозных волокон составляет менее 5 мкм, как правило менее 1 мкм. Фибриллы обладают одной или обеими следующими характеристиками:Typically, the average thickness of cellulosic or lignocellulosic fibers is less than 5 μm, typically less than 1 μm. Fibrils have one or both of the following characteristics:
а) они соответствуют фракции, которая проходит через сито 50 (или предпочтительно 100) меш, иa) they correspond to the fraction that passes through a 50 (or preferably 100) mesh sieve, and
б) их средняя толщина составляет от 0,01 до 10 мкм (предпочтительно не более 5 мкм, более предпочтительно не более 1 мкм), а их средняя длина составляет от 10 до 1500 мкм.b) their average thickness is from 0.01 to 10 μm (preferably not more than 5 μm, more preferably not more than 1 μm), and their average length is from 10 to 1500 μm.
Исходный материал фибрилл, т.е. целлюлозные или другие мелкие частицы с волокнистой структурой, подвергают измельчению путем размола в рафинере. В случае необходимости целевая фракция может быть отделена при помощи сита, однако сортировка мелких частиц требуется не всегда. Подходящими фракциями фибрилл являются фракции Р50-Р400. Предпочтительно используют рафинеры с рифлеными лопастями.Fibril starting material, i.e. cellulosic or other fine particles with a fibrous structure, are subjected to grinding by grinding in a refiner. If necessary, the target fraction can be separated using a sieve, however, the sorting of small particles is not always required. Suitable fractions of fibrils are fractions P50-P400. Preferably, corrugated blade refiners are used.
Светорассеивающие частицы наполнителя являются неорганическими или органическими солями, которые могут быть получены из соответствующих исходных материалов путем осаждения в водном промежуточном агенте. К таким соединениям относятся карбонат кальция, оксалат кальция, сульфат кальция, сульфат бария и их смеси. Частицы материала осаждают на волокна. Количество неорганической соли по отношению к количеству фибрилл составляет примерно от 0,0001 до 95% мас., предпочтительно - примерно от 0,1 до 90% мас., наиболее предпочтительно - примерно от 60 до 80% мас., в расчете на наполнитель и примерно от 0,1 до 80% мас., предпочтительно - примерно от 0,5 до 50% мас., в расчете на бумагу.The light scattering filler particles are inorganic or organic salts, which can be obtained from the corresponding starting materials by precipitation in an aqueous intermediate agent. Such compounds include calcium carbonate, calcium oxalate, calcium sulfate, barium sulfate, and mixtures thereof. Particles of material are deposited on the fibers. The amount of inorganic salt relative to the number of fibrils is from about 0.0001 to 95% by weight, preferably from about 0.1 to 90% by weight, most preferably from about 60 to 80% by weight, based on the filler and from about 0.1 to 80% by weight, preferably from about 0.5 to 50% by weight, based on paper.
Далее приведено описание настоящего изобретения применительно к продукту согласно описанию патента FI 100729. Однако очевидно, что настоящее изобретение может применяться к другим вышеуказанным продуктам путем внесения необходимых изменений в исходные материалы светорассеивающего пигмента.The following is a description of the present invention in relation to a product as described in FI 100729. However, it is obvious that the present invention can be applied to the other above products by making the necessary changes to the starting materials of the light scattering pigment.
Наполнитель получают осаждением минерального пигмента на поверхность фибрилл мелких частиц, которые получают из целлюлозного волокна и/или волокна механической древесной массы. Осаждение, например карбоната кальция, можно произвести следующим образом: водный раствор гидроксида кальция, который может содержать твердый гидроксид кальция, и соединение, которое содержит ионы карбоната и по меньшей мере частично растворено в воде, подают в водную массу фибрилл. При этом в водную фазу можно вводить также углекислый газ. В присутствии гидроксида кальция этот углекислый газ образует карбонат кальция. Образуются шаровидные агрегаты кристаллов карбоната кальция, которые удерживаются вместе с помощью фибрилл, т.е. миниатюрных волокон, при этом частицы карбоната кальция осаждены и прикреплены к этим тонким волокнам. Вместе с карбонатом кальция тонкие волокна образуют нити с бусинами, которые напоминают связку жемчужных ожерелий. Соотношение между эффективным объемом и массой агрегатов в воде (водной массе) очень велико по сравнению с соответствующим соотношением для карбоната кальция, который применяют в качестве традиционного наполнителя. Термин "эффективный объем" означает здесь объем, который требуется для пигмента.A filler is obtained by depositing a mineral pigment on the surface of fibrils of small particles, which are obtained from cellulose fiber and / or fiber of mechanical pulp. Precipitation, for example calcium carbonate, can be done as follows: an aqueous solution of calcium hydroxide, which may contain solid calcium hydroxide, and a compound that contains carbonate ions and is at least partially dissolved in water, is fed into the water mass of fibrils. In this case, carbon dioxide can also be introduced into the aqueous phase. In the presence of calcium hydroxide, this carbon dioxide forms calcium carbonate. Spherical aggregates of calcium carbonate crystals form, which are held together by fibrils, i.e. tiny fibers, with particles of calcium carbonate precipitated and attached to these thin fibers. Together with calcium carbonate, thin fibers form strands with beads that resemble a bunch of pearl necklaces. The ratio between the effective volume and the mass of aggregates in water (water mass) is very large compared with the corresponding ratio for calcium carbonate, which is used as a traditional filler. The term "effective volume" means here the volume that is required for the pigment.
Диаметр частиц карбоната кальция в агрегатах составляет примерно от 0,1 до 5 мкм, обычно - примерно от 0,2 до 3 мкм. Размер частиц, как правило, соответствует фракциям Р50 (или Р100)-Р400 при просеивании через проволочное сито. По меньшей мере 80%, предпочтительно даже 90% осажденных частиц светорассеивающего пигмента в наполнителе присоединены к фибриллам.The particle diameter of calcium carbonate in the aggregates is from about 0.1 to 5 microns, usually from about 0.2 to 3 microns. The particle size, as a rule, corresponds to fractions P50 (or P100) -P400 when sifting through a wire sieve. At least 80%, preferably even 90% of the deposited particles of light scattering pigment in the filler attached to the fibrils.
Согласно настоящему изобретению коэффициент заполнения частицами пигмента составляет по меньшей мере 60% мас. (по отношению к массе наполнителя), предпочтительно - 70% мас. или более, но менее 85% мас. При нахождении указанного коэффициента в этих пределах обеспечивается надлежащее обезвоживание в бумаго- или картоноделательной машине, а также постоянная воздухопроницаемость волокнистого полотна.According to the present invention, the fill factor of the pigment particles is at least 60% wt. (relative to the mass of the filler), preferably 70% wt. or more, but less than 85% wt. When the specified coefficient is within these limits, proper dehydration in a paper or cardboard machine is ensured, as well as the constant breathability of the fibrous web.
Композитный наполнитель модифицируют при помощи дисперганта перед подачей в бумаго- или картоноделательную машину. Модификацию можно произвести путем простого смешивания предварительно установленного количества дисперганта с наполнителем в смесительном резервуаре, при этом во время смешивания диспергант может адсорбироваться или иным образом связываться по меньшей мере с минеральными частицами наполнителя. Время смешивания, как правило, составляет примерно от 1 минуты до 24 часов, наиболее предпочтительно - примерно от 5 минут до 10 часов. Смешивание обычно проводят при относительно высоком процентном содержании сухого вещества, при этом указанное процентное содержание можно даже увеличивать путем добавления дисперганта. Обычно процентное содержание сухого вещества составляет примерно от 40 до 80% мас.The composite filler is modified with a dispersant before being fed into a paper or board machine. Modification can be made by simply mixing a predetermined amount of dispersant with a filler in a mixing tank, and during mixing, the dispersant can be adsorbed or otherwise bound to at least the mineral particles of the filler. The mixing time is usually from about 1 minute to 24 hours, most preferably from about 5 minutes to 10 hours. Mixing is usually carried out at a relatively high percentage of dry matter, while the indicated percentage can even be increased by adding a dispersant. Typically, the percentage of dry matter is from about 40 to 80% wt.
Кроме смесительных резервуаров могут использоваться также смесители непрерывного действия, где смешивание суспензии наполнителя и дисперганта происходит в трубопроводах, внутри которых могут быть установлены статические смесители.In addition to mixing tanks, continuous mixers can also be used, where the mixing of a suspension of filler and dispersant takes place in pipelines inside which static mixers can be installed.
Масса дисперганта, добавляемая в дисперсию наполнителя, обычно составляющая по меньшей мере 80% мас., предпочтительно по меньшей мере 90% мас., связывается с наполнителем достаточно хорошо, чтобы по существу не отделяться от него в напорном ящике. В напорном ящике остатки несвязанного дисперганта легко могут связываться, например, с частицами наполнителей, которые могут содержаться в оборотной воде короткого или длинного контура, поступающей из бумаго- или картоноделательной машины в напорный ящик. При диспергировании традиционного наполнителя удерживаемость такого наполнителя существенно уменьшается.The dispersant mass added to the filler dispersion, typically at least 80% by weight, preferably at least 90% by weight, binds to the filler well enough not to substantially separate from it in the headbox. In the headbox, the residues of the unbound dispersant can readily bind, for example, to filler particles that may be contained in the circulating water of a short or long circuit coming from a paper or board machine to the headbox. When dispersing a conventional filler, the retention of such a filler is significantly reduced.
Затем часть дисперганта, оставшуюся несвязанной, предпочтительно возвращают обратно в фазу отмучивания композитного наполнителя, чтобы с максимально возможной эффективностью связать этот диспергант с таким же наполнителем.Then, the part of the dispersant that remains unbound is preferably returned back to the elutriation phase of the composite filler in order to bind this dispersant to the same filler as efficiently as possible.
Диспергированный композитный наполнитель подают в волокнистую массу и смешивают с ней. При этом волокнистое сырье для бумажной или картонной массы вначале доводят до соответствующей консистенции известным по сути способом (обычно до содержания твердой фазы примерно от 0,1 до 1%). Вышеуказанный наполнитель, обычно в количестве от 1 до 25% мас. по отношению к массе волокна в волокнистой, добавляют в волокнистую массу; добавление наиболее предпочтительно осуществляется в напорном ящике бумаго- или картоноделательной машины. На практике, по меньшей мере при производстве мелованных сортов бумаги и картона, содержание пигмента в оборотном бумажном браке так велико, что количество наполнителя должно быть ограничено до менее 15% мас. по отношению к массе сухого волокна, поступающего в напорный ящик. Процентное содержание композитного наполнителя в общем количестве наполнителя в полотне составляет по меньшей мере 20% мас., предпочтительно по меньшей мере 30% мас., более предпочтительно по меньшей мере 40% мас., особенно предпочтительно по меньшей мере 50% мас. Более предпочтительно от 75 до 100% наполнителя составляет композитный наполнитель.The dispersed composite filler is fed into the pulp and mixed with it. In this case, the fibrous raw material for paper or paperboard pulp is first brought to the appropriate consistency in a manner known per se (usually to a solids content of about 0.1 to 1%). The above filler, usually in an amount of from 1 to 25% wt. in relation to the mass of fiber in the fibrous, add to the fibrous mass; the addition is most preferably carried out in the headbox of a paper or board machine. In practice, at least in the production of coated grades of paper and paperboard, the pigment content in recycled paper marriage is so great that the amount of filler should be limited to less than 15% wt. in relation to the mass of dry fiber entering the headbox. The percentage of composite filler in the total amount of filler in the web is at least 20% by weight, preferably at least 30% by weight, more preferably at least 40% by weight, particularly preferably at least 50% by weight. More preferably, from 75 to 100% of the filler is a composite filler.
На бумаго- или картоноделательной машине волокнистую массу подвергают формованию с образованием бумажного или картонного полотна. Затем полотно подают с секции прессования в секцию сушки, где оно сушится согласно известному способу. Высушенное полотно может быть меловано и дополнительно подвергнуто последующей обработке, например, с помощью каландрирования.On a paper or paper machine, the pulp is formed to form a paper or cardboard web. Then the web is fed from the pressing section to the drying section, where it is dried according to a known method. The dried web can be coated and further processed, for example, by calendering.
Также может быть получен многослойный продукт, содержащий наполнитель согласно настоящему изобретению главным образом в поверхностных слоях продукта. Такие продукты могут быть получены в соответствии со способом получения многослойного полотна. Подходящие решения для подачи древесной массы приведены, например, в описании патента FI 105118 и в опубликованной заявке на патент ЕР 824157. Многоуровневый напорный ящик наиболее предпочтительно используют совместно с двухсеточным формующим устройством (gap former). В таком устройстве тонкий слой массы, формируемый выпускной щелью напорного ящика, подают в зазор между двумя сетками, при этом вода удаляется из массы через сетки в двух различных направлениях. Использование двухсеточного формующего устройства позволяет формировать локальные образования мелких частиц на поверхностях слоя, обеспечивая дугообразное распределение частиц наполнителя, напоминающее по форме улыбку. При использовании многоуровневого напорного ящика совместно с двухсеточным формующим устройством заданную многослойную структуру получают путем простой послойной подачи массы для изготовления бумаги или картона между сетками, как описано выше. Такой способ можно использовать также для получения продуктов, в которых толщина слоев меньше, чем толщина слоев, достигаемая согласно традиционным способам получения многослойных структур.A multilayer product containing a filler according to the present invention can also be obtained mainly in the surface layers of the product. Such products can be obtained in accordance with the method of obtaining a multilayer web. Suitable solutions for the supply of wood pulp are given, for example, in the description of the patent FI 105118 and in the published patent application EP 824157. A multi-level headbox is most preferably used in conjunction with a two-wire forming device (gap former). In such a device, a thin layer of mass formed by the outlet slit of the headbox is fed into the gap between two grids, while water is removed from the mass through the grids in two different directions. Using a two-mesh forming device allows the formation of local formations of small particles on the surface of the layer, providing an arcuate distribution of filler particles that resembles a smile in shape. When using a multi-level headbox in conjunction with a two-mesh forming device, a predetermined multilayer structure is obtained by simple layer-by-layer supply of mass for the manufacture of paper or cardboard between the grids, as described above. Such a method can also be used to obtain products in which the layer thickness is less than the layer thickness achieved according to traditional methods for producing multilayer structures.
На бумажный или картонный продукт, полученный согласно настоящему изобретению, может быть нанесено покрытие, или же указанный продукт может выпускаться без покрытия.A paper or paperboard product obtained according to the present invention may be coated, or the product may be uncoated.
Покрытие может быть однослойным или двухслойным. Таким образом, пасты для получения покрытия могут представлять собой пасты для выработки однослойного покрытия или пасты для грунтования и пасты для получения поверхностного слоя покрытия. Возможно также нанесение трехслойного покрытия. Как правило, краситель в покрытии согласно настоящему изобретению содержит от 10 до 100 мас. частей по меньшей мере одного пигмента или смеси пигментов, от 0,1 до 30 мас. частей по меньшей мере одного связующего и от 1 до 10 мас. частей других известных добавок. Примеры таких пигментов включают осажденный карбонат кальция, молотый карбонат кальция, сульфат кальция, оксалат кальция, силикат алюминия, каолин (водный силикат алюминия), гидроксид алюминия, силикат магния, тальк (водный силикат магния), диоксид титана и сульфат бария, а также их смеси. Также могут использоваться синтетические пигменты. Из пигментов, указанных выше, основными пигментами являются каолин, карбонат кальция, осажденный карбонат кальция и гипс, которые в совокупности составляют более 50% сухих твердых веществ в смеси для получения покрытия. Обожженный каолин, диоксид титана, сатинит, гидроксид алюминия, алюмосиликат натрия и пластичные пигменты являются дополнительными пигментами, и их суммарное содержание составляет менее 25% от содержания сухих твердых веществ в указанной смеси. Из специальных пигментов следует упомянуть каолины и карбонаты особого качества, а также сульфат бария и оксид цинка.The coating may be single layer or double layer. Thus, coating pastes can be pastes for producing a single layer coating or primers for primers and pastes for producing a surface coating layer. It is also possible to apply a three-layer coating. Typically, the dye in the coating according to the present invention contains from 10 to 100 wt. parts of at least one pigment or mixture of pigments, from 0.1 to 30 wt. parts of at least one binder and from 1 to 10 wt. parts of other known additives. Examples of such pigments include precipitated calcium carbonate, ground calcium carbonate, calcium sulfate, calcium oxalate, aluminum silicate, kaolin (aqueous aluminum silicate), aluminum hydroxide, magnesium silicate, talc (aqueous magnesium silicate), titanium dioxide and barium sulfate, and also mixtures. Synthetic pigments may also be used. Of the pigments mentioned above, the main pigments are kaolin, calcium carbonate, precipitated calcium carbonate and gypsum, which together comprise more than 50% of the dry solids in the coating mixture. Calcined kaolin, titanium dioxide, satinite, aluminum hydroxide, sodium aluminosilicate and plastic pigments are additional pigments, and their total content is less than 25% of the dry solids content in this mixture. Of the special pigments, kaolins and carbonates of special quality should be mentioned, as well as barium sulfate and zinc oxide.
Смесь для получения покрытия может быть нанесена на материал полотна известными способами. Способ мелования бумаги и/или картона согласно настоящему изобретению может быть реализован при помощи традиционных устройств для нанесения покрытия, т.е. с помощью шаберного мелования, нанесения пленочного покрытия или поверхностного распыления (струйное нанесение покрытия).The coating mixture can be applied to the web material by known methods. The method for coating paper and / or paperboard according to the present invention can be implemented using conventional coating devices, i.e. by scraper coating, film coating or surface spraying (inkjet coating).
При нанесении покрытия по меньшей мере на одну поверхность бумажного полотна, предпочтительно на обе поверхности, получают слой покрытия, граммаж которого составляет от 5 до 30 г/м2. Сторона, на которую покрытие не нанесено, может быть обработана, например, при помощи поверхностного проклеивания.When coating at least one surface of the paper web, preferably on both surfaces, a coating layer is obtained whose grammage is from 5 to 30 g / m 2 . The side on which the coating is not applied can be processed, for example, by surface sizing.
После этого продукты могут быть дополнительно каландрированы на отдельном оборудовании в автономном режиме. Разумеется, каладрирование может также производиться непосредственно на бумагоделательной машине (в последовательном режиме).After that, the products can be additionally calendared on separate equipment in standalone mode. Of course, cadriding can also be done directly on a paper machine (in sequential mode).
Настоящее изобретение позволяет получать рулонные материалы, которые содержат целлюлозу и лигноцеллюлозу и обладают превосходными печатными свойствами, хорошей гладкостью, а также высокой непрозрачностью и степенью белизны. Термин "материал, содержащий целлюлозу", используемый в данном описании, в общем случае относится к бумаге, картону или иному соответствующему материалу, содержащему целлюлозу, которую получают из лигноцеллюлозного сырья, в частности из древесины или из однолетних или многолетних растений. Указанный материал может содержать или не содержать древесину и может быть получен из механической, химической или химико-механической массы. Целлюлоза и механическая масса может быть отбеленной или неотбеленной. Указанный материал может содержать также вторичные волокна, в частности бумажную или картонную макулатуру. Граммаж полотна, получаемого из такого материала, обычно может составлять от 35 до 500 г/м2, в частности, примерно от 50 до 450 г/м2.The present invention allows to obtain roll materials that contain cellulose and lignocellulose and have excellent printing properties, good smoothness, as well as high opacity and brightness. The term "cellulose-containing material", as used herein, generally refers to paper, cardboard or other suitable material containing cellulose, which is obtained from lignocellulosic raw materials, in particular from wood or from annuals or perennials. The specified material may or may not contain wood and can be obtained from mechanical, chemical or chemical-mechanical mass. Cellulose and pulp may be bleached or unbleached. The specified material may also contain secondary fibers, in particular paper or cardboard waste paper. The grammage of the web obtained from such a material can usually be from 35 to 500 g / m 2 , in particular from about 50 to 450 g / m 2 .
Как правило, граммаж бумаги-основы составляет от 20 до 250 г/м2, предпочтительно от 30 до 80 г/м2. При нанесении на бумагу-основу данного типа с граммажем примерно от 50 до 70 г/м2 покрытия в количестве от 2 до 20 г/м2/сторона и каландровании бумаги получают продукт, имеющий граммаж от 50 до 110 г/м2, степень белизны по меньшей мере 90% и степень непрозрачности по меньшей мере 90%.Typically, the grammage of the base paper is from 20 to 250 g / m 2 , preferably from 30 to 80 g / m 2 . When applied to a base paper of this type with a grammage of about 50 to 70 g / m 2 of the coating in an amount of 2 to 20 g / m 2 / side and calendaring the paper, a product is obtained having a grammage of 50 to 110 g / m 2 , degree a whiteness of at least 90% and an opacity of at least 90%.
Настоящее изобретении далее иллюстрируется с помощью следующих неограничительных примеров. Результаты измерений характеристик бумаги в примерах получены следующими стандартными способами:The present invention is further illustrated by the following non-limiting examples. The results of measurements of paper characteristics in the examples were obtained by the following standard methods:
текстура поверхности: SCAN-P76:95Surface Texture: SCAN-P76: 95
стойкость к действию воздуха: SCAN-M8, Р19resistance to air: SCAN-M8, P19
Пример 1Example 1
Улучшение коэффициентов светорассеяния при использовании диспергированных наполнителей измеряли, используя сырье, в котором отношение между содержанием целлюлозы из лиственной древесины и целлюлозы из хвойной древесины составляло 70/30 (таблица 1), а углы измельчения - 22,2 стерадиана (лиственная древесина) и 25,3 стерадиана (хвойная древесина).The improvement in light scattering coefficients using dispersed fillers was measured using raw materials in which the ratio between the content of cellulose from hardwood and pulp from softwood was 70/30 (table 1), and the grinding angles were 22.2 steradians (hardwood) and 25, 3 steradians (coniferous wood).
Долю дисперганта (в виде процентного содержания пигментов) определяли, измеряя вязкость дисперии наполнителя РСС, как функцию содержания дисперганта (таблица 2). Диапазон подходящих содержаний дисперганта определяли на основании минимального значения вязкости. При этом содержание карбоната кальция составляло 0,10, 0,15 и 0,20 частей.The proportion of dispersant (in the form of the percentage of pigments) was determined by measuring the dispersion viscosity of the PCC filler as a function of the dispersant content (table 2). The range of suitable dispersant contents was determined based on the minimum viscosity value. The content of calcium carbonate was 0.10, 0.15 and 0.20 parts.
Поскольку содержание в суспензии твердого материала является очень низким, при проведении такого рода измерений не всегда представляется возможным зафиксировать изменения вязкости. Поэтому проводили также измерения концентрированного коммерчески доступного наполнителя РСС, имеющего такую же кристаллическую структуру, как и SuperFill. При проведении измерений с надлежащей точностью оптимальное рабочее содержание дисперганта предположительно является тем же, независимо от состава суспензии. Материалы адсорбируются главным образом на карбонате кальция, а не на мелких частицах бумажной массы.Since the content of the solid material in the suspension is very low, it is not always possible to record changes in viscosity during such measurements. Therefore, measurements were also made of a concentrated commercially available PCC filler having the same crystalline structure as SuperFill. When taking measurements with proper accuracy, the optimum operating dispersant content is presumably the same, regardless of the composition of the suspension. Materials are adsorbed mainly on calcium carbonate, and not on small particles of paper pulp.
Измерения вязкости проводили, используя шпиндель №2 при скорости вращения 100 об/мин в течение 15 секунд для предотвращения седиментации SuperFill.Viscosity measurements were carried out using spindle No. 2 at a rotation speed of 100 rpm for 15 seconds to prevent SuperFill sedimentation.
Выбранное содержание составило 0,2 части (карбоната кальция) дисперганта (Fennodispo F40 производства компании Kemira), который добавляли в наполнитель SuperFill.The selected content was 0.2 parts (calcium carbonate) dispersant (Fennodispo F40 manufactured by Kemira), which was added to the SuperFill filler.
Пример 2Example 2
При измерении коэффициента рассеяния света (таблица 3) использовали подходящее количество дисперганта. В качестве удерживающих агентов использовали РАС и анионный полиакриламид для РСС. Содержание применяемых удерживающих агентов во всех случаях было сведено к минимуму.When measuring the light scattering coefficient (table 3), a suitable amount of dispersant was used. PAC and anionic polyacrylamide for PCC were used as retention agents. The content of the used retention agents in all cases was minimized.
В процессе проведения измерений использовали следующие корректировки (таблица 4).In the process of measurements used the following adjustments (table 4).
Достоинства, которые обеспечивает настоящее изобретение, иллюстрирует прилагаемый чертеж. На чертеже коэффициенты рассеяния света для бумаги интерполированы применительно к одной и той же величине индекса прочности (39 Нм/г) для диспергированного SuperFill, для того же SuperFill без дисперсии и для поставляемого на рынок РСС (Albacar LO), который имеет соответствующее распределение частиц по размерам.The advantages that the present invention provides are illustrated by the accompanying drawing. In the drawing, the light scattering coefficients for the paper are interpolated for the same strength index value (39 Nm / g) for the dispersed SuperFill, for the same SuperFill without dispersion and for the marketed PCC (Albacar LO), which has an appropriate particle distribution over sizes.
Содержание наполнителя составляло примерно 11%, а соотношение между содержанием целлюлозы из лиственной древесины и целлюлозы из хвойной древесины, как указано выше, составляло 70/30, при этом углы измельчения составляли 22,2 стерадиана (лиственная древесина) и 25,3 стерадиана (хвойная древесина).The filler content was about 11%, and the ratio between the content of hardwood pulp and softwood pulp was 70/30, as described above, with a chopping angle of 22.2 steradians (hardwood) and 25.3 steradians (softwood) wood).
Как показано на чертеже, диспергирование SuperFill существенно улучшает коэффициент рассеяния света по сравнению с тем же наполнителем SuperFill без его диспергирования. Диспергирование оказывает существенное влияние, в особенности при низком и среднем содержании наполнителя.As shown in the drawing, SuperFill dispersion significantly improves the light scattering coefficient compared to the same SuperFill filler without dispersing it. Dispersion has a significant effect, especially with low and medium filler contents.
Продукты подвергли дополнительным анализам и установили, что другие свойства бумаги (плотность, прочность, непрозрачность и степень белизны) остались хорошими независимо от изменения технологических параметров.The products were subjected to additional analyzes and found that other paper properties (density, strength, opacity and brightness) remained good regardless of changes in process parameters.
Claims (17)
смешивание наполнителя с волокнистой массой и
получение волокнистого полотна из волокнистой массы, содержащей наполнитель, и сушку указанного полотна на бумаго- или картоноделательной машине, причем
в качестве наполнителя используют композитный материал, содержащий фибриллы целлюлозы или лигноцеллюлозы, на которые осаждены частицы светорассеивающего материала, характеризующийся тем, что
для улучшения светорассеивающих свойств волокнистого полотна указанный наполнитель приводят в контакт с диспергантом перед смешиванием с волокнистой массой.1. A method of obtaining a fibrous web containing filler, including
mixing the filler with the pulp and
obtaining a fibrous web from pulp containing a filler, and drying said web on a paper or board machine, wherein
as a filler, a composite material containing cellulose or lignocellulose fibrils, on which particles of light scattering material are deposited, is used, characterized in that
to improve the light-scattering properties of the fibrous web, said filler is brought into contact with the dispersant before mixing with the pulp.
размер фибрилл соответствует фракции, проходящей через сито 50 меш, и средняя толщина фибрилл составляет от 0,1 до 10 мкм, а средняя длина - от 10 до 1500 мкм.7. The method according to claim 6, in which particles of the specified light-scattering material are deposited on the fibrils, while these fibrils have at least one of the following characteristics:
the size of the fibrils corresponds to the fraction passing through the 50 mesh sieve, and the average thickness of the fibrils is from 0.1 to 10 microns, and the average length is from 10 to 1500 microns.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20050683A FI122674B (en) | 2005-06-23 | 2005-06-23 | Process for making a fiber web |
| FI20050683 | 2005-06-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007145593A RU2007145593A (en) | 2009-07-27 |
| RU2393285C2 true RU2393285C2 (en) | 2010-06-27 |
Family
ID=34778395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007145593/12A RU2393285C2 (en) | 2005-06-23 | 2006-06-21 | Technique of fibrous fabric production |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090114356A1 (en) |
| EP (1) | EP1893807A4 (en) |
| JP (1) | JP5033125B2 (en) |
| CN (1) | CN101203644A (en) |
| BR (1) | BRPI0612278A2 (en) |
| CA (1) | CA2611272C (en) |
| FI (1) | FI122674B (en) |
| RU (1) | RU2393285C2 (en) |
| WO (1) | WO2006136651A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472890C1 (en) * | 2011-08-11 | 2013-01-20 | Леонид Асхатович Мазитов | Method of obtaining fibrillated cellulose fibres |
| RU2504609C1 (en) * | 2012-06-21 | 2014-01-20 | Леонид Асхатович Мазитов | Method of producing composite material |
| RU2523465C1 (en) * | 2013-02-28 | 2014-07-20 | Леонид Асхатович Мазитов | Method of obtaining calcium sulphate-based sorbent on carrier from cellulose fibres |
| RU2712598C2 (en) * | 2015-06-03 | 2020-01-29 | Шаттдекор Аг | Fibrous substrate material for making porous coating paper base or prepreg and method for production thereof |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI120318B (en) * | 2004-06-23 | 2009-09-15 | M Real Oyj | Silicon containing starch composites, process for making them and use in making paper and paperboard |
| HUE026741T2 (en) | 2009-03-30 | 2016-07-28 | Omya Int Ag | Process for the production of nano-fibrillar cellulose suspensions |
| EP2236545B1 (en) | 2009-03-30 | 2014-08-27 | Omya International AG | Process for the production of nano-fibrillar cellulose gels |
| PL2386683T3 (en) | 2010-04-27 | 2014-08-29 | Omya Int Ag | Process for the production of gel-based composite materials |
| PT2386682E (en) | 2010-04-27 | 2014-05-27 | Omya Int Ag | Process for the manufacture of structured materials using nano-fibrillar cellulose gels |
| FR3037084B1 (en) * | 2015-06-02 | 2020-01-10 | Coatex | METHOD FOR DEINKING RECOVERY PAPER |
| SE539771C2 (en) * | 2015-09-17 | 2017-11-28 | Stora Enso Oyj | Method for manufacturing surface sized dense films comprising microfibrillated cellulose |
| US10577469B2 (en) | 2015-10-14 | 2020-03-03 | Fiberlean Technologies Limited | 3D-formable sheet material |
| SE540790C2 (en) | 2016-02-12 | 2018-11-13 | Stora Enso Oyj | Calcium carbonate precipitated on natural fibers and method for the production thereof |
| CN116057230B (en) * | 2020-09-18 | 2025-02-07 | 凯米拉公司 | Aqueous slurry of coating coloring composition for paper, board, etc. |
| CN113957739B (en) * | 2021-10-28 | 2024-04-26 | 山东天和纸业有限公司 | Method and equipment for improving lead retention rate of sketch paper |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2492425A1 (en) * | 1980-10-21 | 1982-04-23 | Gascogne Papeteries | PROCESS FOR THE PREPARATION BY PAPER TECHNIQUES OF A SHEET MATERIAL WITH IMPROVED MACHINE RETENTION, SHEET MATERIAL OBTAINED AND ITS APPLICATION IN PARTICULAR IN THE FIELD OF PRINTING WRITING, PACKAGING AND COATINGS |
| US4650521A (en) * | 1983-07-14 | 1987-03-17 | Georgia Kaolin Company, Inc. | Processing of kaolinitic clays at high solids under acidic conditions |
| GB9211822D0 (en) * | 1992-06-04 | 1992-07-15 | Tioxide Group Services Ltd | Composite pigmentary material |
| FI100729B (en) * | 1995-06-29 | 1998-02-13 | Metsae Serla Oy | Useful filler and papermaking process for counting it in paper making |
| US6579410B1 (en) * | 1997-07-14 | 2003-06-17 | Imerys Minerals Limited | Pigment materials and their preparation and use |
| FR2787802B1 (en) * | 1998-12-24 | 2001-02-02 | Pluss Stauffer Ag | NOVEL FILLER OR PIGMENT OR MINERAL TREATED FOR PAPER, ESPECIALLY PIGMENT CONTAINING NATURAL CACO3, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, COMPOSITIONS CONTAINING THEM, AND APPLICATIONS THEREOF |
| FI117870B (en) * | 2001-04-24 | 2011-06-27 | M Real Oyj | Coated fiber web and process for making it |
| FI117715B (en) * | 2001-10-25 | 2007-01-31 | M Real Oyj | Procedure for improving fillers manufacturing and operating economy |
-
2005
- 2005-06-23 FI FI20050683A patent/FI122674B/en not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-06-21 RU RU2007145593/12A patent/RU2393285C2/en not_active IP Right Cessation
- 2006-06-21 US US11/922,595 patent/US20090114356A1/en not_active Abandoned
- 2006-06-21 CA CA2611272A patent/CA2611272C/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-06-21 BR BRPI0612278-7A patent/BRPI0612278A2/en not_active IP Right Cessation
- 2006-06-21 EP EP06764448A patent/EP1893807A4/en active Pending
- 2006-06-21 CN CNA200680022555XA patent/CN101203644A/en active Pending
- 2006-06-21 JP JP2008517521A patent/JP5033125B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-06-21 WO PCT/FI2006/000222 patent/WO2006136651A1/en active Application Filing
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472890C1 (en) * | 2011-08-11 | 2013-01-20 | Леонид Асхатович Мазитов | Method of obtaining fibrillated cellulose fibres |
| RU2504609C1 (en) * | 2012-06-21 | 2014-01-20 | Леонид Асхатович Мазитов | Method of producing composite material |
| RU2523465C1 (en) * | 2013-02-28 | 2014-07-20 | Леонид Асхатович Мазитов | Method of obtaining calcium sulphate-based sorbent on carrier from cellulose fibres |
| RU2712598C2 (en) * | 2015-06-03 | 2020-01-29 | Шаттдекор Аг | Fibrous substrate material for making porous coating paper base or prepreg and method for production thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007145593A (en) | 2009-07-27 |
| JP5033125B2 (en) | 2012-09-26 |
| CA2611272A1 (en) | 2006-12-28 |
| CA2611272C (en) | 2014-05-06 |
| EP1893807A4 (en) | 2012-01-25 |
| JP2008544104A (en) | 2008-12-04 |
| CN101203644A (en) | 2008-06-18 |
| FI20050683A0 (en) | 2005-06-23 |
| FI20050683L (en) | 2006-12-24 |
| US20090114356A1 (en) | 2009-05-07 |
| EP1893807A1 (en) | 2008-03-05 |
| FI122674B (en) | 2012-05-15 |
| WO2006136651A1 (en) | 2006-12-28 |
| BRPI0612278A2 (en) | 2010-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2393285C2 (en) | Technique of fibrous fabric production | |
| US10865524B2 (en) | Paper composition | |
| JP2022003187A (en) | Aqueous suspensions, paper compositions and paper products comprising microfibrillated cellulose with improved paper burst strength reinforcing attributes | |
| JP5064644B2 (en) | FIBER WEB AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
| AU2002247795A1 (en) | Fibrous web and process for the preparation thereof | |
| NZ529161A (en) | Coated fibrous web and process for the production thereof | |
| FI108238B (en) | Fine material to be used in papermaking, process for making it and pulp and paper containing the fine material | |
| JP5143339B2 (en) | Paper and cardboard manufacturing method | |
| JP2005511916A (en) | Filler for manufacturing base paper and method for manufacturing base paper | |
| CN105951531B (en) | Coated manila |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20140702 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150622 |