FI117872B - Täyteaine ja menetelmä sen valmistamiseksi - Google Patents
Täyteaine ja menetelmä sen valmistamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI117872B FI117872B FI20010849A FI20010849A FI117872B FI 117872 B FI117872 B FI 117872B FI 20010849 A FI20010849 A FI 20010849A FI 20010849 A FI20010849 A FI 20010849A FI 117872 B FI117872 B FI 117872B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- cellulose
- fibrils
- filler
- alkyl derivative
- light
- Prior art date
Links
- 239000000945 filler Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 39
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 17
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 55
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 54
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 54
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 54
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 32
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 9
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 6
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 6
- -1 carbonate compound Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 4
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000012736 aqueous medium Substances 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
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims description 3
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 2
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 claims 2
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229920003064 carboxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims 2
- 235000010944 ethyl methyl cellulose Nutrition 0.000 claims 2
- 229920003087 methylethyl cellulose Polymers 0.000 claims 2
- LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N (2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dimethoxy-2-(methoxymethyl)-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trimethoxy-6-(methoxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6r)-4,5,6-trimethoxy-2-(methoxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxane Chemical compound CO[C@@H]1[C@@H](OC)[C@H](OC)[C@@H](COC)O[C@H]1O[C@H]1[C@H](OC)[C@@H](OC)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OC)[C@H](OC)O[C@@H]2COC)OC)O[C@@H]1COC LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N 0.000 claims 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 claims 1
- 229920003065 carboxyethylmethyl cellulose Polymers 0.000 claims 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 9
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 abstract 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 21
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 8
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 2
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000008043 acidic salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052936 alkali metal sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 159000000009 barium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000002198 insoluble material Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- TWNIBLMWSKIRAT-VFUOTHLCSA-N levoglucosan Chemical group O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]2CO[C@@H]1O2 TWNIBLMWSKIRAT-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000011020 pilot scale process Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- YSGSDAIMSCVPHG-UHFFFAOYSA-N valyl-methionine Chemical compound CSCCC(C(O)=O)NC(=O)C(N)C(C)C YSGSDAIMSCVPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/25—Cellulose
- D21H17/26—Ethers thereof
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
- Y10T428/2991—Coated
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
4.' - i 1 1 7872 Täyteaine ja menetelmä sen valmistamiseksi
Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista täyteainetta.
5 Tällainen täyteaine käsittää selluloosa- tai lignoselluloosafibrillejä, joiden päälle on saostettu valoa sirottavia materiaalipartikkeleita.
Keksintö koskee myös patenttivaatimuksen 10 johdannon mukaista menetelmää täyteaineen valmistamiseksi.
10 FI-patenttijulkaisusta 100729 tunnetaan paperinvalmistuksessa käytettävä täyteaine, joka käsittää hienoaineen pinnalle saostetuista kalsiumkarbonaattipartikkeleista muodostuneita huokoisia aggregaatteja. Ominaista tälle uudenlaiselle täyteaineelle on, että hienoaines koostuu selluloosakuiduista ja/tai mekaanisesta massakuidusta jauhamalla valmistetuista 15 hienoainefibrilleistä. Hienoainefraktio vastaa pääosin kokojakaumaltaan viiralajittimen jaetta P100.
Mainitun patenttijulkaisun perusteella kyseisellä uudentyyppisellä täyteaineella paperin lujuusominaisuudet paranevat ja kai siumkarbonaattipi toi suutta paperissa voidaan kasvat- 20 taa, jolloin paperin neliömassa saadaan alennetuksi, ilman että paperin muut tärkeät ... ominaisuudet muuttuisivat. Täyteaineella saavutetaan erinomainen valonsironnan ja * · · lujuusominaisuuksien yhdistelmä verrattuna kaupallisiin PCC-laatuihin.
• * * • * · • * . · * *. Hienoainepohjaisiin täyteaineisiin liittyy yleisesti se ongelma, että täyteainepitoisuuden • * * 25 kasvaessa massasta valmistetun paperin tai kartongin lujuus heikkenee. Sama ilmiö ·*"· esiintyy myös muiden täyteaineiden kohdalla.
• · · *:··: Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyvät * · · '.,, S epäkohdat ja saada aikaan uudenlainen täyteaine, jolla on parannettu lujuus, samalla kun ··. 30 ylläpidetään edellä mainitun täyteaineen erinomaista valonsirontaa.
• * · · • * a • · • · «aa
Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että fibrillipohjaisen täyteaineen lujuutta kasvatetaan a · · · : sorboimalla karboksimetyyliselluloosaa (CMC) tai sentapaista selluloosan alkyylijohdosta • t hienoaineeseen. ! .
2 1 1 7872
Esillä olevan keksinnön mukaan on nyt yllättäen todettu, että selluloosan alkyylijohdosta voidaan sorboida hienoaineeseen, ilman että tämä vaikuttaisi kalsiumkarbonaatin kide- tai raemuotoon. Keksinnössä on edelleen huomattu, että täyteaineena voidaan käyttää muita-5 kin täyteaineita, jotka koostuvat ainakin osittain selluloosa- tai lignoselluloosafibrilleistä, joiden päälle on saostettu valoa sirottavia materiaalipartikkeleita. Nämä partikkelit ovat tyypillisesti vesifaasiin saostuvia epäorgaanisia tai orgaanisia suoloja, kuten kalsium-sulfaattia, bariumsulfaattia ja kalsiumoksalaattia.
10 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle täyteaineelle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 10 tunnusmerkkiosassa.
15
Keksinnöllä saadaan aikaan huomattavia etuja. Niinpä uudella täyteaineella saavutetaan yllä mainitun FI-patentin mukaista täyteainetta parempia lujuusominaisuuksia, erityisesti palstautumislujuus kasvaa. Yleisesti valonsirontataso nousee täyteainepitoisuuden kasvaessa. Koska uudella täyteaineella saavutetaan hyvä lujuus paperissa, paperin ... 20 mineraalipigmentin (esim. CaC03:n) pitoisuutta voidaan kasvattaa ja edelleen paperin • « · neliömassaa alentaa siten, että paperin muut tärkeät ominaisuudet eivät huonone. Tällöin # .·[·. saadaan valonsirontatasoa nostetuksi, jolloin samalla saavutetaan kustannussäästöjä • * · • « ,···, pienemmän kuitumäärän ansiosta. Uudella täyteaineella on myös erittäin hyvä retentio.
Φ ♦ t · ·
Aiempaa paremmalla täyteaineretentiolla voidaan retentioaineiden käyttöä vähentää ja 25 sitäkin kautta saavuttaa merkittäviä säästöjä paperin valmistuskustannuksissa.
* * * ·*·.. Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan yksityiskohtaisen kuvauksen ja :***; muutaman sovellutusesimerkin avulla.
* · .···. 30 Kuviossa 1 on esitetty täyteainearkkien valonsironta palstautumislujuuden funktiona, kun • · • · * ·. CMC lisätään korkeassa lämpötilassa karbonoinnin aikana tai sen jälkeen (CMC 1: DS 0,2, * * * *!" 0,4 M NaOH; CMC3: DS 0,5 liuotettu puhtaaseen veteen, pH 8) • ·
Kuviossa 2 on esitetty täyteaineen retentio (CMCl: DS 0,2, 0,4 M NaÖH; CMC2: DS 0,5, 0,5 M NaOH; CMC3: DS 0,5 liuotettu puhtaaseen veteen, pH 8) - 3 117872
Keksintöä havainnollistetaan käyttämällä karboksimetyyliselluloosaa ja sen sorptiota selluloosa-tai lignoselluloosafibrilleihin esimerkkinä. Vaikka CMC edustaa erityisen edullista sovellutusmuotoa on tässä yhteydessä korostettava, että keksinnössä kuvattavia 5 periaatteita voidaan soveltaa myös muille kiinnityksen kannalta samankaltaisille selluloosajohdannaisille, kuten metyyliselluloosalle, hydroksietyyliselluloosalle ja hydroksipropyyliselluloosalle, joilla fibrillien ominaisuuksia voidaan modifioida esim. lujuuden ja/tai vedenabsorption suhteen.
10 Alla esitettävissä esimerkeissä keksinnön mukaista ratkaisua käytetään kemiallisesta massasta saatujen fibrillien modifiointiin. Kemiallisella massalla tarkoitetaan tässä yhteydessä massaa, jota on käsitelty keittokemikaaleilla selluloosakuitujen delignifioi-miseksi. Erään edullisen sovellutusmuodon mukaan keksintöä sovelletaan sulfaatti-prosessilla ja muilla aikalisillä menetelmillä valmistetuista massoista jauhamalla saaduille 15 fibrilleille. Kemiallisten massojen lisäksi keksintö sopii myös kemimekaanisista ja mekaanisista massoista saatujen fibrillien modifiointiin.
Tyypillisesti selluloosa- tai lignoselluloosafibrillien keskimääräinen paksuus on pienempi kuin 1 pm. Fibrilleille on ominaista ainakin toinen seuraavista kriteereistä: 20 a. ne vastaavat fraktiota, joka läpäisee 50 meshin seulan; ... b. niiden keskimääräinen paksuus on 0,01 - 10 pm (edullisesti korkeintaan 5 pm ja * · • · · . erityisen edullisesti korkeintaan 1 pm) ja keskimääräinen pituus on 10 - 1500 pm.
• · * • * · .·»·. Fibrillien lähtöaine, eli selluloosa- tai muu kuitupohjainen hienoaine fibrilloidaan jauha- • * 25 maila se massajauhimella. Haluttu jae voidaan tarvittaessa erottaa lajittimella, mutta hieno- * · .·**. ainetta ei aina tarvitse lajitella. Sopivia fibrillijakeita ovat viiralajittimenjakeetP50-P400 • (edullisesti ainakin n. 55 % näitä). Sopivimmin käytetään jauhimia, joissa on uritetut terät.
* «···« · ·***: Täyteaineen valoa sirottavat materiaalipartikkelit ovat epäorgaanisia tai orgaanisia suoloja, 30 jotka on muodostettavissa lähtöaineistaan saostamalla vesipitoisessa väliaineessa. Tällaisia * · · · . * * *. yhdisteitä ovat kalsiumkarbonaatti, kalsiumoksalaatti, kalsiumsulfaatti, bariumsulfaatti • · · *. sekä näiden seokset. Materiaalipartikkelit on saostettu fibrillien päälle. Epäorgaanisen T': suolayhdisteen määrä suhteessa fibrillien määrään on noin 0,0001 - 95 paino-%, edullisesti * · * " noin 0,1-90 paino-%, sopivimmin noin 60 - 80 paino-%, täyteaineen määrästä laskettuna 4 117872 ja noin 0,1 - 80 paino-%, edullisesti noin 0,5 - 50 paino-% paperista. Kaisiumkarbonaatti saadaan sopivimmin kalsiumhydroksidista ja vesifaasiin karbonaatti-ioneja tuottavasta aineesta, kuten alkalimetallikarbonaatista tai hiilidioksidista, kalsium-oksalaatti saadaan ; oksaalihaposta ja liukoisesta kalsiumsuolasta ja kalsium-ja barium-sulfaatit saadaan 5 liukoisesta kalsium-tai vastaavasti bariumsuolasta ja sopivasta sulfaattiyhdisteestä, kuten alkalimetallisulfaatista tai ammoniumsulfaatista.
Seuraavassa keksintöä tarkastellaan etenkin Fl-patenttijulkaisun 100729 mukaisen tuotteen modifioinnin kautta, mutta on selvää, että keksintöä voidaan yhtälailla soveltaa muille yllä 10 mainituille hienoainepohjaisille tuotteille.
Täyteaine valmistetaan saostamalla mineraalinen pigmentti selluloosakuidustaja/tai mekaanisesta massakuidusta valmistettujen hienoainefibrillien pinnalle. Esim. kalsium-karbonaatin saostus voidaan suorittaa siten, että syötetään fibrillien vesisulppuun 15 kalsiumhydroksidin vesiliuos, joka mahdollisesti sisältää kiinteää kalsiumhydroksidia, sekä karbonaatti-ioneja sisältävä, veteen ainakin osittain liuennut yhdiste (esim. natrium- tai ammoniumkarbonaatti). Vesifaasiin voidaan myös johtaa hiilidioksidikaasua, joka kalsiumhydroksidin läsnä ollessa tuottaa kalsiumkarbonaattia. Muodostuu fibrillien, eli hienojen rihmojen, koossapitämiä helminauhamaisia kalsiumkarbonaattikideaggregaatteja, 20 joissa kalsiumkarbonaattipartikkelit ovat saostuneet hienoainerihmoihin kiinni.
*·* *
Hienoainerihmat muodostavat yhdessä kalsiumkarbonaatin kanssa helminauhamaisia * * · * rihmoja, ja kalsiumkarbonaattiaggregaatit muistuttavat lähinnä kasassa olevia * · * * * .··*. helminauhoja. Vedessä (sulpussa) aggregaattien tehollisen tilavuuden ja massan suhde on lii' hyvin suuri verrattuna tavanomaisen täyteaineena käytettävän kalsiumkarbonaatin 25 vastaavaan suhteeseen. Tehollisella tilavuudella tarkoitetaan tällöin tilavuutta, jonka • · · pigmentti vaatii.
• · • « • **
Kalsiumkarbonaattipartikkelien halkaisija aggregaateissa on noin 0,1-5 pm, tyypillisesti •;..j noin 0,2 - 3 pm. Ainakin 80 %, edullisesti jopa 90 %, saostetuista valoa sirottavista 30 pigmenttipartikkeleista on kiinnittynyt fibrilleihin.
* · * • · · [···. Esillä olevan keksinnön mukaan selluloosajohdos, jota seuraavassa kuvataan CMC.llä, • · • « · saatetaan nestefaasissa kosketuksiin fibrillien kanssa ja fibrillien ja selluloosajohdoksen kontaktointia jatketaan, kunnes selluloosajohdos on kiinnittynyt (sorboitunut) fibrilleihin 5 117872 sopivimmin siten, ettei se ole niistä poispestävissä. CMC:n kiinnitys voidaan tehdä samanaikaisesti mineraalisen pigmentin saostamisen kanssa tai saostamisen jälkeen. On myös mahdollista lisätä CMC ennen saostusta. CMC lisätään tällöin joko jauhatuksen aikana tai erillisenä sorptiona jauhatuksen jälkeen.
5
Seuraavassa kuvataan lähinnä tapausta, jossa kiinnitys tehdään fibrilleille, jotka jo sisältävät mineraalista pigmenttiä (eli ’’fibrilli” -käsite kattaa myös mineraalisia pigmenttejä sisältävät fibrillit). Todettakoon kuitenkin, että CMC-lisäyksen ei ole voitu todeta häiritsevän mineraalisen pigmentin saostusta, kun CMC lisättiin saostuksen puolessa 10 välissä. Muodostuvat pigmenttikiteet tai-partikkelit ovat kooltaan ja kidemuodoltaan samankaltaisia molemmissa tapauksissa.
Selluloosajohdos voidaan lisätä kiinteänä aineena suoraan fibrillejä sisältävään sulppuun, jolloin sulppu alistetaan tehokkaaseen dispergointiin CMC:n liuottamiseksi. Edullisempaa 15 on kuitenkin suorittaa kontaktointi muodostamalla CMC:stä ensin vesi- tai alkaliliuos, joka sekoitetaan kuituainesta sisältävän sulpun kanssa. Tällainen liuos tai suspensio homogenisoidaan huoneenlämmössä tai korotetussa lämpötilassa (< 100 °C), liukenematon aines voidaan haluttaessa erottaa esim. sentrifugoimalla tai suodattamalla ja kirkas emäliuos otetaan talteen ja käytetään kiinnittämiseen. CMC-liuosta ei kuitenkaan tarvitse käsitellä ι·..ι 20 homogenisoinnin jälkeen esim. sentrifugoimalla, vaan on mahdollista käyttää se suoraan t i » liuottamisen jälkeen.
··*· • · ··· I I * * * .**·. Kiinnitysliemessä olevasta selluloosajohdoksesta ainakin 10 paino-%, edullisesti ainakin »*· 20 %, erityisen edullisesti ainakin 30 % ja sopivimmin ainakin 50 paino-% on sorption .***. 25 aikalisissä olosuhteissa veteen tai vesifaasiin liuenneessa muodossa.
* · ·»· ·*·., Keksinnössä pyritään kiinnittämään oleellinen osa vesi- tai alkaliliuoksen CMC:stä, siten että ainakin 10 paino-%, edullisesti ainakin 20 paino-%, etenkin ainakin 30 paino-% ja « sopivimmin ainakin 40 paino-% CMC:stä saadaan sorboitumaan liuoksesta fibrilleihin.
30 * * * · · *, CMC-laadun substituutioaste (substituoitujen hydroksyyliryhmien lukumäärää anhydro- glukoosiyksikköä kohti, seuraavassa myös lyhennettynä ”DS”) voi vaihdella laajalla alalla, • · tyypillisesti se on noin 0,1 - 1,2. Yleisimmillä CMC-laaduilla substituutioaste vaihtelee 0,45 :n ja l,0:n välillä. Korkean substituutioasteen omaavat johdokset ovat yleensä niin 117872
O
hyvin veteen liukenevia, että ne voidaan liuottaa veteen käyttämättä vahvaa emästä. On myös mahdollista valmistaa keksinnössä käytettävä CMC liuottamalla se ensin alkaliliuokseen. Alemman substituutioasteen johdokset, eli CMC-laadut, joiden DS on pienempi kuin 0,5, voidaan liuottaa veteen pääasiallisesti aikalisissä olosuhteissa, 5 muodostamalla vesiliuos, jonka pH on yli 8, tyypillisesti ainakin 10.
Kuten alla esitettävistä tuloksista käy ilmi, erittäin hyvään valonsironnan ja lujuusominaisuuksien yhdistelmään on mahdollista päästä käyttämällä veteen liuotettua, substituutioasteen (DS) 0,5 omaavaa CMC-laatua pH-arvossa 8, joissa CMC oli lisätty 10 saostuksen aikana tai saostuksen jälkeen. Erityisen edullisen sovellusmuodon mukaan käytetäänkin siksi CMC:tä, jonka DS on noin 0,40 - 0,90, esim. DS 0,45 - 0,55.
CMC:n molekyylipaino voi vaihdella laajalti. Tyypillisesti sen polymerointiaste (DP) on noin 100 - 20000, erityisen edullisesti noin 200 - 5000. Alhaisen DP:n omaavaa CMC:tä 15 voidaan sorboida fibrilleihin suurempia määriä, millä voi olla edullinen vaikutus esimerkiksi kuidun vedenabsorptioon sekä varausasteeseen.
CMC-seoksen tai liuoksen pH asetetaan CMC:n sorptiota varten yleensä arvoon 6-13, edullisesti arvoon 6 - 10, erityisen edullisesti ainakin pH-arvoon 8. pH:n asettamiseen 20 voidaan käyttää sopivaa emästä tai happoa. Emäksinä käytetään erityisen edullisesti • · · alkalimetallin bikarbonaattia tai-karbonaattia tai alkalimetallihydroksidia. Happoina *tfl käytetään mineraalihappoa tai hapanta suolaa. Sopivimmiksi hapoiksi katsotaan rikkihappo • * * .*··. ja sen happamat suolat, kuten aluna, ja sopivimmiksi emäksiksi natriumbikarbonaatti, • · · natriumkarbonaatti ja natriumhydroksidi.
25 * · • tl
Fibrillisuspensio sekoitetaan selluloosajohdoksen kanssa ainakin 1 min., edullisesti ainakin 5 min., erityisen edullisesti ainakin 10 min. ja sopivimmin 20 min. ennen täyteaineen • · ·
Swl talteenottoa. Useammankin tunnin (1 -10 h) sekoitusajat ovat mahdollisia, mikäli halutaan * saavuttaa korkea kiinnitysaste. Lämpötila ei ole kriittinen; paineettomissa olosuhteissa 30 toimittaessa se on tyypillisesti noin 10 - 100 °C, edullisesti noin 20 - 80 °C. Selluloosa- • · · I:. johdoksen määrä on 0,1 - 30 paino-%, edullisesti noin 1 - 20 paino-% fibrillien painosta • · * · .··*. (ilman mineraalisia pigmenttejä).
♦ ··*.
1 117872
Koska selluloosa- tai lignoselluloosafibrillit ja CMC ovat molemmat anionisia, jolloin ne hylkivät toisiaan, kiinnittyminen on helpompi saada aikaan lisäämällä kuitususpensioon jotain kationia. Tyypillisesti kiinnitysolosuhteissa natriumionin (tai vastaavan kationin) pitoisuuden tulee olla yli 0,01 M ja erityisen edullisesti yli 0,1 M.
5
Kiinnitykseen käytettävä selluloosakuitususpensio voi sisältää lisäaineita. Näistä voidaan esimerkkinä mainita retentiota edistävät aineet, kuten natriumasetaatti.
Kiinnitykseen tuotavan fibrillisulpun kuiva-ainepitoisuus on noin 0,1 -10 %. Sulpun 10 vesifaasina käytetään esim. paperikoneen kiertoveden kirkasta suodosta.
Selluloosajohdoksen kiinnitys voidaan suorittaa panos- tai puolipanosprosessina tai jatkuvana prosessina jäljestämällä massan viipymäaika riittävän pitkäksi käytetyssä prosessilaitteistossa. Jatkuvaa prosessia pidetään edullisena.
15
Kiinnityssuspensiota voidaan käyttää sellaisenaan paperin valmistuksessa. Mikäli täyteaine halutaan erottaa, sitä yleensä ei kuivateta ennen paperinvalmistusta, vaan se erotetaan suspensiosta esim. suodattamalla tai luokittamalla ja kosteaa tuotetta käytetään sellaisenaan. On kuitenkin mahdollista saattaa talteen otettu tuote erilliseen kuivatusvaiheeseen.
20 • · · • # » * Uutta täyteainetta voidaan käyttää etenkin hyvän märkälujuuden omaavan paperin * valmistukseen.
• · · * · · • · ··· • * • ·
Esillä olevaa keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan seuraavien ei- • · /·*, 25 rajoittavien sovellutusesimerkkien avulla.
• · ··· :·. Esimerkki 1 • · · .*'*· Täyteaineen valmistus ·** « ···*· * · .... 30 Sellun jauhaminen » · ··· *
Hienoaineen jauhatukset tapauksissa, joissa CMC lisättiin ennen saostusta suoritettiin • · · ‘: KCL:ssä Voith-Sulzer -jauhimella. Jauhatuksissa käytettiin tiheitä koivuteriä ja 40° leikkauskulmaa. Sakeus jauhatuksissa oli 4,0 %. Jauhatuksissa pyörimisnopeus oli 2000 g 117872 rpm ja virtaus 100 1/min. CMC :tä sisältävissä jauhatuksissa ominaissärmäkuorma säädettiin alhaisemmaksi kuin pelkissä massan jauhatuksissa. Taulukossa on esitetty eri jauhatuksien olosuhteet.
5 Taulukko. Jauhatusolosuhteet Voith-Sulzer -jauhatuksissa.
Mitattu suure BotniaPlus BotniaPlus BotniaPlus KemiBrite
Birch TCF Birch TCF Birch TCF Birch ECF
_______ja CMC (PS 0,2) ja CMC (PS 0,5)_
Tyhjäkäyntiteho, kW 2,625__2,442__2,353__2,360 OSK, Ws/km__250__200__200__250 EOK, kWh/t__160__158__157__197
Jauhatusaika, min__19^2__21,5_ 22,1__23,5
Jauhatuslämpötila, °C 54,0__49,5_ 51,6 50,6 SR-luku__92__89__89__93
Tapauksissa, joissa CMC lisättiin korkeassa lämpötilassa, saostuksen aikana tai saostuksen jälkeen, hienoaine valmistettiin tehdasmittakaavaisella jauhatuksella Valmet Mechanical 10 Pulping Oy:n teknologiakeskuksessa Anjalankoskella. Massana tällöin käytettiin
KemiBrite Birch ECF -koivusellua. Jauhatus suoritettiin matalasakeuskartiojauhimella Conflo JC-01. Jauhatuksessa käytetyt terät olivat tyyppiä SF. Sakeus jauhatuksessa oli noin 4 %. Tyhjäkäyntitehoksi määritettiin 50 kW. Jauhatuksessa pyörimisnopeus oli 1000 rpm i » ‘’t* ja virtaus 1500 1/min. Tavoitteena ollut SR-luku 90 saavutettiin 11 läpiajolla. Jauhatuksen • · · "" 15 ominaissärmäkuorma oli 500 Ws/km ja ominaisenergiankulutus 330 kWh/t. Lämpötila • · » I,; jauhatuksessa oli 59,6 °C. Kuidun pituudeksi määritettiin 0,54 mm Kajaani FS-200 - laitteella.
Mill • · ·*· • · « ·
Kuitumassan karbonointi . 20 ····· • · .*·*. Karbonointi tehtiin vesijohtovedessä FI-patenttijulkaisussa 100729 esitetyn mukaisesti.
• Il
Reaktiotilavuus oli 2,0 1 ja hienoaineen sakeus oli 0,5 %. Valmistettujen täyteaineiden )·'··, CaC03-pitoisuudet olivat noin 70 %. PCC-partikkelien koot olivat samaa suuruusluokkaa • · •t kuin FI-patentin 100729 esimerkissä 1.
M· 25 • · t · • *· ♦ · 9 117872 :
Esimerkki 2
Kiinnitettiin edellä valmistettuun tuotteeseen karboksimetyyliselluloosaa tuotteen lujuuden 5 parantamiseksi. Sorptioissa käytettiin kahta CMC-laatua, joiden substituutioasteet (DS) olivat 0,2 ja 0,5. Substituutioasteella 0,2 oleva CMC on kaupallinen CMC-laatu Nymcel ZSB 10 ja substituutioasteella 0,5 oleva CMC on pilot-mittakaavassa valmistettu laatu. CMC-laaduista valmistettiin liuokset NaOH-pitoisuudella 0,4 mol/1. Korkeamman substituutio-asteen (DS 0,5) CMC oli mahdollista liuottaa veteen. Kyseisestä CMC:stä 10 valmistettiin liuos liuottamalla CMC veteen ja säätämällä pH tasolle 8. Tällöin pystyttiin välttämään vahvan NaOH-liuoksen käyttö ja saavuttamaan neutraalimmat prosessi-olosuhteet. CMC sorboitiin annostuksena 5 % hienoaineesta esimerkissä 1 kuvatun prosessin eri vaiheissa.
15 Voitiin todeta, ettei CMC:n lisäys häirinnyt kalsiumkarbonaatin saostusta lisättäessä se saostuksen aikana tai sen jälkeen. CMC:llä modifioidun fibrillipohjaisen täyteaineen kalsiumkarbonaatti-kidemuodot ja kiteiden kokoluokka olivat toivotunlaisia. Kiteet olivat skalenoedristä muotoa.
20 CMC:tä sisältävien täyteaineiden potentiaaleja paperin täyteaineena tutkittiin valmista- ... maila täyteainearkkeja. Tutkittavia kalsiumkarbonaattipitoisuuksia olivat 10% ja 20%.
• * CMC-modifioituja täyteaineita vertailtiin kahteen täyteainereferenssiin: kaupallinen saostettu kalsiumkarbonaatti PCC Albacar LO ja FI-patentin 100729 mukainen täyteaine, • · ·
• I
.···. josta käytetään tuotenimeä SuperFill.
25 ·"*· Tulokset on esitetty kuviossa 1, jossa on kuvattu valonsirontakerroin palstautumislujuuden • · funktiona, kun CMC lisättiin jauhatuksen jälkeen korkeassa lämpötilassa, saostuksen ai-
·:·*: kana tai sen jälkeen. CMC 1 - DS 0,2,0,4 M NaOH; CMC3 - DS 0,5, liuotettu veteen, pH
• · * .
• : 8.
• · · 30 * *··· .**· Kuten kuviosta 2 käy ilmi CMC-modifioiduIIa täyteaineella saavutettiin parempi retentio ··· , “;t kuin PCC-referenssillä. Suurimmalla osalla CMC-modifioidulla täyteaineella retentio oli ···· .
; jopa SuperFill-referenssm retentiotaparempi.
• ·« 117872 ίο CMC-modifioidulla täyteaineilla saavutettiin kasvua lujuusominaisuuksissa SuperFill-referenssiin verrattuna. Parhaimmat kasvut saavutettiin palstautumislujuudella. Kuviossa 1 esitetään täyteainearkkien valonsironta palstautumislujuuden funktiona. Kuviossa olevat pitoisuudet ovat kalsiumkarbonaattipitoisuuksia. CMC-modifioidun tuotteen palstautumis-5 lujuus kasvoi merkittävästi. Veto-ja puhkaisuindekseillä kasvu referensseihin nähden oli vähäisempää.
CMC:tä sisältävillä uusilla täyteaineilla saavutettiin paperissa SuperFill-referenssiä hieman pienemmät valonsirontatasot; ne olivat kuitenkin samaa suuruusluokkaa PCC-referenssin 10 valonsironnan kanssa. Parhaimmat valonsironnan ja lujuusominaisuuksien yhdistelmät saavutettiin veteen liuotetulla korkeamman substituutioasteen (DS 0,5) CMC-laadulla pH-arvolla 8, joissa CMC oli lisätty saostuksen aikana tai saostuksen jälkeen. Kyseisten CMC-modifioitujen täyteaineiden valonsirontakertoimet, vetoindeksit ja palstautumislujuudet olivat keskenään samaa suuruusluokkaa.
15
Yleisesti valonsirontataso nousee täyteainepitoisuuden kasvaessa. Tuloksista voidaan päätellä, että koska CMC-modifioidulla täyteaineella saavutettiin paperissa SuperFill- referenssiä suuremmat lujuudet, keksinnön avulla voidaan paperin CaC03-pitoisuutta kasvattaa ja edelleen paperin neliömassaa alentaa ilman, että paperin muut tärkeät 20 ominaisuudet huononevat. Tällöin saadaan valonsirontatasoa nostettua ja lisäksi ·;·, saavutetaan kustannussäästöjä pienemmän kuitumäärän ansiosta.
« 1 · « • · e *
Ml· • e • · 1 • · • · • » · ' '· • · '
»M
t • · » · · • · ··« t f • # • · · f ··«·· • » • · · • · * 1 1 • · · ····'.
• 1 · • · • · * 1 · * ··· « * « · · · ' · · ···.' * ·
Claims (20)
1. Täyteaine, joka käsittää selluloosa-tai lignoselluloosafibrillejä, joiden päälle on saostettu valoa sirottavia materiaalipartikkeleita, tunnettu siitä, että fibrilleihin on 5 sorboitunut selluloosan alkyylijohdosta.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen täyteaine, tunnettu siitä, että se käsittää kasvi-kuiduista jauhamalla ja haluttaessa seulomalla valmistettuja selluloosa-tai lignoselluloosa-fibrillejä, joiden keskimääräinen paksuus on pienempi kuin 5 pm. 10
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen täyteaine, tunnettu siitä, että selluloosan alkyyli-johdos on sorboitunut sellaisiin fibrilleihin, jotka vastaavat fraktiotajoka läpäisee 50 meshin seulan ja/tai joiden keskimääräinen paksuus on 0,01 - 5 pm ja keskimääräinen pituus on 10 - 1500 pm. 15
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen täyteaine, tunnettu siitä, että valoa sirottavat materiaalipartikkelit ovat epäorgaanisia tai orgaanisia suoloja, jotka on muodostettavissa lähtöaineistaan saostamalla vesipitoisessa väliaineessa.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen täyteaine, tunnettu siitä, että valoa sirottavat ... materiaalipartikkelit ovat kalsiumkarbonaattia, kalsiumoksalaattia, kalsiumsulfaattia, • · » bariumsulfaattia tai näiden seosta.
• » · • * · · • · • · · • « · • * .··*, 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen täyteaine, t u n n e 11 u siitä, että • * » 25 materiaalipartikkelit on saostettu fibrillien päälle helminauhamaisen aggregaatin .***. tuottamiseksi.
* · • · · *:··· 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen täyteaine, t u n n e 11 u siitä, että sellu- \ loosan alkyylijohdos on karboksimetyyliselluloosaa, karboksietyyliselluloosaa, metyylisel- 30 luloosaa, etyyliselluloosaa tai näiden eetterijohdannaisia. ··♦· • ·· » * • ♦ ♦ · ·
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen täyteaine, tunnettu siitä, että selluloosan ,♦[*: alkyylijohdos on karboksimetyyliselluloosa, jonka DS on 0,1 - 1,2, edullisesti noin 0,4 - • · · • « O,9· 12 1 1 7872
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen täyteaine, tunnettu siitä, että valoa sirottavan materiaalipartikkelin määrä suhteessa fibrillien määrään on 0,0001 - 95 paino-%, edullisesti noin 0,1-90 paino-%, sopivimmin noin 60 - 80 paino-%, täyteaineen 5 määrästä laskettuna ja selluloosan alkyylijohdoksen määrä suhteessa fibrillien määrään on noin 0,1 - 30 paino-%, edullisesti noin 1 - 20 paino-% täyteaineen hienoaineksesta laskettuna.
10. Menetelmä sellaisen täyteaineen valmistamiseksi, jonka menetelmän mukaan sellu-10 loosa-tai lignoselluloosafibrillien päälle saostetaan vesipitoisessa väliaineessa valoa sirottavia materiaalipartikkeleita, tunnettu siitä, että väliaineeseen lisätään selluloosan alkyylijohdosta, jonka annetaan sorboitua täyteaineen fibrilleihin.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, t u n n e 11 u siitä, että 15. selluloosa-tai lignoselluloosafibrillipitoisesta lähtöaineesta muodostetaan fibrillisuspensio, - fibrillisuspensioon syötetään sellaisen epäorgaanisen suolan muodostavia lähtöaineita, joka saostuessaan muodostaa valoa sirottavan pigmentin, - saostuvan, valoa sirottavan pigmentin annetaan kiinnittyä fibrilleihin, 20. fibrillisuspensioon sekoitetaan valitussa vaiheessa selluloosan alkyylijohdosta, ... joka on ainakin osittain veteen liuenneessa muodossa ja • » * · * * , - johdoksen annetaan kiinnittyä fibrilleihin. * *·· • · • * · ' ' * · ·
12. Patenttivaatimuksen 10 ja 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selluloosan • · • * * 25 alkyylijohdoksena käytetään karboksimetyyliselluloosaa, karboksietyyliselluloosaa, metyyliselluloosaa, etyyliselluloosaa tai näiden eetterijohdannaisia. • · · 1 ”**· selluloosan alkyylijohdoksen annetaan kiinnittyä selluloosa- ja/tai lignoselluloosa- • · #
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selluloosan ·***: alkyylijohdos on karboksimetyyliselluloosa, jonka substituutioaste on 0,1 - 1,2, 30 sopivimmin 0,4-0,9, ja joka on liuotettu veteen tai alkaliliuokseen. »·»» ··· * * • *
14. Jonkin patenttivaatimuksen 10-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 13 1 1 7872 fibrilleihin siten, että ainakin 10 %, edullisesti ainakin 20 % ja erityisen edullisesti ainakin 30 % vesifaasin sisältämästä johdoksesta on sitoutunut fibrilleihin.
15. Jonkin patenttivaatimuksen 10-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 fibrillisuspensioon syötetään niin paljon selluloosan johdosta, että fibrilleihin sorboituvan alkyylijohdoksen määrä on 0,1 - 30 %, edullisesti 1 - 20 % fibrillien painosta.
16. Jonkin patenttivaatimuksen 10 - 15 mukainen menetelmä, t u n n e 11 u siitä, että fibrillisuspension pH pidetään arvossa 7 tai sitä korkeampana selluloosan alkyylijohdoksen 10 sorboinnin aikana.
17. Jonkin patenttivaatimuksen 10-16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että fibrillisuspensioon syötetään kalsiumhydroksidin vesiliuos, joka mahdollisesti sisältää kiinteätä kalsiumhydroksidia, ja karbonaattiyhdisteen vesiliuos ja/tai kaasumaista 15 hiilidioksidia.
18. Jonkin patenttivaatimuksen 10-17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selluloosan alkyylijohdos sorboidaan fibrilleihin samanaikaisesti kuin niihin saostamalla kiinnitetään valoa sirottavia materiaalipartikkeleita tai sorptio suoritetaan valoa sirottavien ... 20 materiaalipartikkelien saostamisen jälkeen.
» · · • · · • · « · , ·. ·, 19. Jonkin patenttivaatimuksen 10-17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • 1 2 · • · 3. selluloosan alkyylijohdos sorboidaan fibrilleihin ennen kuin niihin saostamalla kiinnitetään * 1 « .... j valoa sirottavia materiaalipartikkeleita. 25 • · • a1
20. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 9 mukaisen täyteaineen käyttö hyvän märkälujuuden omaavan paperin valmistukseen. • · a * · • 1 • ♦ 1 · « « · « · • a··'. 2 • · « * a·· • a 1 1 • · a a1·· • 1 3 • 1 · f 14 1 1 7872
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20010849A FI117872B (fi) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Täyteaine ja menetelmä sen valmistamiseksi |
| PCT/FI2002/000343 WO2002086238A1 (en) | 2001-04-24 | 2002-04-24 | Filler and a process for the production thereof |
| DE60209700T DE60209700T2 (de) | 2001-04-24 | 2002-04-24 | Füllstoff und verfahren zu seiner herstellung |
| CNB028121600A CN100396847C (zh) | 2001-04-24 | 2002-04-24 | 填料及其生产方法 |
| AT02716871T ATE319878T1 (de) | 2001-04-24 | 2002-04-24 | Füllstoff und verfahren zu seiner herstellung |
| US10/475,299 US7083703B2 (en) | 2001-04-24 | 2002-04-24 | Filler and a process for the production thereof |
| EP02716871A EP1392921B1 (en) | 2001-04-24 | 2002-04-24 | Filler and a process for the production thereof |
| CA2444011A CA2444011C (en) | 2001-04-24 | 2002-04-24 | Filler and a process for the production thereof |
| NZ529164A NZ529164A (en) | 2001-04-24 | 2002-04-24 | Filler and a process for the production thereof |
| JP2002583746A JP4133343B2 (ja) | 2001-04-24 | 2002-04-24 | フィラー及びその製造方法。 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20010849 | 2001-04-24 | ||
| FI20010849A FI117872B (fi) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Täyteaine ja menetelmä sen valmistamiseksi |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20010849A0 FI20010849A0 (fi) | 2001-04-24 |
| FI20010849L FI20010849L (fi) | 2002-10-25 |
| FI117872B true FI117872B (fi) | 2007-03-30 |
Family
ID=8561049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20010849A FI117872B (fi) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Täyteaine ja menetelmä sen valmistamiseksi |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7083703B2 (fi) |
| EP (1) | EP1392921B1 (fi) |
| JP (1) | JP4133343B2 (fi) |
| CN (1) | CN100396847C (fi) |
| AT (1) | ATE319878T1 (fi) |
| CA (1) | CA2444011C (fi) |
| DE (1) | DE60209700T2 (fi) |
| FI (1) | FI117872B (fi) |
| NZ (1) | NZ529164A (fi) |
| WO (1) | WO2002086238A1 (fi) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9085854B2 (en) | 2011-06-21 | 2015-07-21 | Upm-Kymmene Corporation | Printing paper product, as well as a method and a system for manufacturing a printing paper product |
| US9157189B2 (en) | 2011-09-12 | 2015-10-13 | Stora Enso Oyj | Method of controlling retention and an intermediate product used in the method |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2347028C2 (ru) * | 2003-12-22 | 2009-02-20 | Акцо Нобель Н.В. | Бумага, содержащая простой эфир целлюлозы, содержащий четвертичный азот |
| PL2325388T3 (pl) * | 2003-12-22 | 2016-09-30 | Wypełniacz do procesu papierniczego | |
| US9156990B2 (en) | 2003-12-22 | 2015-10-13 | Eka Chemicals Ab | Filler for papermaking process |
| WO2007067146A1 (en) * | 2005-12-07 | 2007-06-14 | Stora Enso Ab | A method of producing precipitated calcium carbonate |
| US7964063B2 (en) | 2006-08-11 | 2011-06-21 | Georgia Tech Research Corporation | Methods and compositions for papermaking |
| DE102007029688A1 (de) * | 2007-06-27 | 2009-01-02 | Voith Patent Gmbh | Verfahren zum Bilden von Füllstoffen, insbesondere Calciumcarbonat in einer Suspension |
| EP4105380A1 (en) | 2009-03-30 | 2022-12-21 | FiberLean Technologies Limited | Process for the production of nanofibrillar cellulose suspensions |
| EP2805986B1 (en) | 2009-03-30 | 2017-11-08 | FiberLean Technologies Limited | Process for the production of nano-fibrillar cellulose gels |
| GB0908401D0 (en) | 2009-05-15 | 2009-06-24 | Imerys Minerals Ltd | Paper filler composition |
| SI2386683T1 (sl) | 2010-04-27 | 2014-07-31 | Omya International Ag | Postopek za proizvodnjo kompozitnih materialov na osnovi gela |
| EP2386682B1 (en) * | 2010-04-27 | 2014-03-19 | Omya International AG | Process for the manufacture of structured materials using nano-fibrillar cellulose gels |
| GB201019288D0 (en) | 2010-11-15 | 2010-12-29 | Imerys Minerals Ltd | Compositions |
| CN103388281B (zh) * | 2012-05-08 | 2016-06-29 | 金东纸业（江苏）股份有限公司 | 改性填料及其制备方法，应用该改性填料的浆料 |
| RS53929B1 (sr) | 2012-05-11 | 2015-08-31 | Omya International Ag | Održivi adsorptivni polimeri |
| AU2015349017A1 (en) * | 2014-11-19 | 2017-07-06 | Omya International Ag | Method of producing a filler |
| RU2719983C2 (ru) | 2015-10-14 | 2020-04-23 | Файберлин Текнолоджиз Лимитед | 3d-формуемый листовой материал |
| CA3019443C (en) | 2016-04-05 | 2020-09-15 | Fiberlean Technologies Limited | Paper and paperboard products |
| US11846072B2 (en) | 2016-04-05 | 2023-12-19 | Fiberlean Technologies Limited | Process of making paper and paperboard products |
| KR102137796B1 (ko) | 2016-04-22 | 2020-07-24 | 파이버린 테크놀로지스 리미티드 | 미세섬유화 셀룰로스를 포함하는 섬유 및 그로부터 제조된 섬유 및 부직포 물질의 제조 방법 |
| CN116695486A (zh) * | 2022-02-25 | 2023-09-05 | 中国制浆造纸研究院有限公司 | 一种提高颜料在装饰原纸中分散均匀性的方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5223090A (en) * | 1991-03-06 | 1993-06-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Method for fiber loading a chemical compound |
| FR2689530B1 (fr) * | 1992-04-07 | 1996-12-13 | Aussedat Rey | Nouveau produit complexe a base de fibres et de charges, et procede de fabrication d'un tel nouveau produit. |
| DK0604095T3 (da) * | 1992-12-23 | 2001-08-27 | Imerys Minerals Ltd | Fremgangsmåde til behandling af affaldsstofopslæmninger |
| WO1996036750A1 (en) * | 1995-05-18 | 1996-11-21 | J.M. Huber Corporation | Method for preparation of pigmented paper fibers and fiber products |
| FI100729B (fi) * | 1995-06-29 | 1998-02-13 | Metsae Serla Oy | Paperinvalmistuksessa käytettävä täyteaine ja menetelmä täyteaineen va lmistamiseksi |
| FI100670B (fi) * | 1996-02-20 | 1998-01-30 | Metsae Serla Oy | Menetelmä täyteaineen lisäämiseksi selluloosakuituperäiseen massaan |
| FI106140B (fi) | 1997-11-21 | 2000-11-30 | Metsae Serla Oyj | Paperinvalmistuksessa käytettävä täyteaine ja menetelmä sen valmistamiseksi |
| FI106273B (fi) | 1998-04-30 | 2000-12-29 | Metsae Serla Oyj | Menetelmä kuitutuotteen valmistamiseksi |
-
2001
- 2001-04-24 FI FI20010849A patent/FI117872B/fi not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-04-24 JP JP2002583746A patent/JP4133343B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-04-24 EP EP02716871A patent/EP1392921B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-24 NZ NZ529164A patent/NZ529164A/en not_active IP Right Cessation
- 2002-04-24 WO PCT/FI2002/000343 patent/WO2002086238A1/en not_active Ceased
- 2002-04-24 US US10/475,299 patent/US7083703B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-24 DE DE60209700T patent/DE60209700T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-24 CA CA2444011A patent/CA2444011C/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-04-24 AT AT02716871T patent/ATE319878T1/de active
- 2002-04-24 CN CNB028121600A patent/CN100396847C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9085854B2 (en) | 2011-06-21 | 2015-07-21 | Upm-Kymmene Corporation | Printing paper product, as well as a method and a system for manufacturing a printing paper product |
| US9157189B2 (en) | 2011-09-12 | 2015-10-13 | Stora Enso Oyj | Method of controlling retention and an intermediate product used in the method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20010849A0 (fi) | 2001-04-24 |
| JP2004523676A (ja) | 2004-08-05 |
| CA2444011C (en) | 2011-03-22 |
| CN100396847C (zh) | 2008-06-25 |
| FI20010849L (fi) | 2002-10-25 |
| CN1516769A (zh) | 2004-07-28 |
| JP4133343B2 (ja) | 2008-08-13 |
| EP1392921B1 (en) | 2006-03-08 |
| ATE319878T1 (de) | 2006-03-15 |
| EP1392921A1 (en) | 2004-03-03 |
| CA2444011A1 (en) | 2002-10-31 |
| DE60209700D1 (de) | 2006-05-04 |
| US7083703B2 (en) | 2006-08-01 |
| NZ529164A (en) | 2005-03-24 |
| US20040131854A1 (en) | 2004-07-08 |
| DE60209700T2 (de) | 2006-11-02 |
| WO2002086238A1 (en) | 2002-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI117872B (fi) | Täyteaine ja menetelmä sen valmistamiseksi | |
| CN1088777C (zh) | 加填料纸的生产方法及其所用的组合物 | |
| EP3127868B1 (en) | Calcium-carbonate-microparticle/fiber composite and manufacturing method therefor | |
| FI117873B (fi) | Kuiturata ja menetelmä sen valmistamiseksi | |
| FI106273B (fi) | Menetelmä kuitutuotteen valmistamiseksi | |
| RU2345189C2 (ru) | Наполнитель для изготовления бумаги | |
| CN86102961A (zh) | 造纸方法 | |
| US9657441B2 (en) | Filler for paper making process | |
| EP3414395B1 (en) | Precipitated calcium carbonate | |
| CA2282211C (en) | Process for preparing a paper web | |
| AU2002247794B2 (en) | Filler and a process for the production thereof | |
| CA2571083C (en) | Filler for paper making process | |
| RU2544826C2 (ru) | Применение кислой воды для производства бумаги | |
| AU2002247794A1 (en) | Filler and a process for the production thereof | |
| FI117715B (fi) | Menetelmä täyteaineen valmistus- ja käyttötalouden parantamiseksi | |
| US20070181275A1 (en) | Use of calcuim carbonate particles in papermaking | |
| JP2856441B2 (ja) | 耐水性パルプシートの製造方法 | |
| EP1586704A1 (en) | Use of ultrafine calcium carbonate particles in papermaking | |
| Laukala | Controlling particle morphology in the in-situ formation of precipitated calcium carbonate-fiber composites | |
| Lutsch et al. | PRODUCTION AND POTENTIAL OF PCC-FUNCTIONALIZED NANOCELLULOSE COMPOSITES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 117872 Country of ref document: FI |
|
| MD | Opposition filed |
Opponent name: UPM-KYMMENE OYJ |
|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: MINTEQ UK LIMITED |
|
| MM | Patent lapsed |