FI105052B

FI105052B - Förfarande för framställning av papper, anordning för utförande av förfarandet och en pappersprodukt framställd medelst förfarandet

Info

Publication number: FI105052B
Application number: FI981574A
Authority: FI
Inventors: Pentti Virtanen; Vilho Nissinen; Timo Nyberg; Hannu Niemelae; Pasi Rajala; Veli Kaesmae; Lars Groenroos
Original assignee: Valmet Corp
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2000-05-31
Also published as: EP1099023A1; JP2002520503A; US6787196B2; WO2000003092A1; US7198841B2; FI981574A; AU5041499A; CA2336874A1; US20040074620A1; CA2336874C; US20040096649A1; US20040083950A1; US20040079503A1; FI981574A0; US6680086B1

Claims

1. Förfarande för framställning av en pappers- eller kartongbana, varvid: 5 - banan (11) framställs av fibrer, ooh - banan (11) behandlas med pigmentpartiklar, 10 kännetecknat av att - banan behandlas med sädana elementarpigmentpartik-lar, som uppvisar en sä liten genomsnittlig partikelstorlek, att de förbinder sig med varandra 15 ätminstone medelst Van der Waals krafter.

2. Förfarande enligt patentkrav l, kännetecknat av att banan behandlas med kalciumkarbonatpartiklar (CaCo3) . 20

3. Förfarande enligt patentkrav 2, kännetecknat av att banan behandlas med partiklar bestäende av väsentligen enskilda elementarpartik-lar. 25

4. Förfarande enligt patentkrav 2, kännetecknat av att banan behandlas med flockade partiklar bestäende av elementarpartiklar. 30

5. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att banan behandlas med partiklar med en genomsnittlig storlek av 0,5 - 100 nm, företrädesvis 15 - 25 nm. 35

6. Förfarande enligt patentkrav l, kännetecknat av att banan behandlas med flockade partiklar med en genomsnittlig storlek av under 105052 32 500 nm.

7. Förfarande enligt patentkrav 5 eller 6, kännetecknat av att storleken pä flockarna 5 bildade av elementarpartiklar kontrolleras genom att man häller partiklarna i ett turbulent flöde och genom att man reglerar processens turbulensgrad.

8. Förfarande enligt patentkrav 5 eller 6, 10 kännetecknat av att storleken pä flockarna bildade av elementarpartiklar kontrolleras genom regiering av pH-värdet i deras omgivning.

9. Förfarande enligt patentkrav 1, 15 kännetecknat av att partiklarna bildas pä en yta av banan genom behandling av banan med släckt kalk (CaO), omsättning av kaiken med vatten, varvid det bildas kalciumhydroxid (Ca(OH)2), och omsättning av kalciumhydroxiden med koldioxid (C02) , varvid det bildas 2 0 kalciumkarbonatpartiklar (CaC03) .

10. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att partiklarna bildas pä en yta av banan genom behandling av banan med kalciumhydroxid 25 (Ca(OH)2) och omsättning av kalciumhydroxiden med koldioxid (C02) , varvid det bildas kalciumkarbonatpartiklar (CaC03) .

11. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-8, kännetecknat av att torrsubstanshalten hos 30 behandlingsmedlet uppgär tili ätminstone 80 %.

12. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-8, kännetecknat av att behandlingsmedelspartiklarha fästes vid banans yta och 35 banan behandlas före appliceringen av partiklarna med en alun-, polymer-, elektrolyt- eller koronabehandling. 33 105052

13. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-8, kännetecknat av att vidfästningen av behandlingsmedelspartiklarna vid banans yta befrämjas efter appliceringen medelst elektromagnetisk strälning, tili 5 exempel infraröd-, ultraviolett-, radioaktiv, röntgen-eller mikrovägssträlning.

14. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-8, kännetecknat av att vidfästningen av 10 behandlingsmedelspartiklarna vid banans yta befrämjas medelst en mekanisk eller en termomekanisk behandling.

15. Förfarande enligt patentkrav 14, kännetecknat av att banan (11) borstas för separering av 15 mikrofibriller (30) i banfibrernas väggar frän banans yta.

16. Förfarande enligt patentkrav 15, kännetecknat av att borstmaterialet väljes pä sä sätt, att banans (11) yta laddas pä önskat sätt med en statiskt negativ 20 eller positiv laddning.

17. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-8, kännetecknat av att banan kalandreras efter partikelbehandlingen. 25

18. Förfarande enligt patentkrav 17, kännetecknat av att banan kalandreras före kristalliseringen av kalciumkarbonatpartiklarna ur ett amorft tillständ. 30

19. Förfarande enligt patentkrav 18, känneteck nat av att ätminstone en av kalandervalsarna (27, 28) värms.

20. Förfarande enligt patentkrav 18, känneteck-35 n a t av att banan (11) behandlas med ett behandlingsmedel före kalandreringen. 34 1 0 5 0 5 2

21. Förfarande för bildning av en pappers- eller kartongbana eller en annan huvudsakligen fiberhaltig bana, varvid: 5. banbildande rämaterial innehällande cellulosa, fibrer av vegetabiliskt ursprung eller andra ämnen lämpliga för framställning av papper, kartong eller en non-wovenprodukt appliceras pä ett rörligt bildningssubs-trat (1), och 10 - det bildningssubstratet (1) pämatade rämaterialet leds in i ätminstone ett pressnyp (1, 5, 11, 12) för bildning av en fast bana av rämaterialets fibrer, 15 kännetecknat av att - bildningssubstratet (1) installs pä en första potential, 20. en potential högre än den första potentialen in- ställs pä ett avständ frän den första potentialen pä den sida av bildningssubstratet (1) pä vilken rämaterialet mätäs, varvid ett elektriskt falt alstras mellan potentialställena, 25 - en spänning mellan den första potentialen och den högre potentialen installs pä en sädan nivä att det i närheten av stället med den högre potentialen uppstär en koronaurladdning, som framkallar en jonbläsning 30 mellan den första potentialen och den högre potentialen och vilken jonbläsning förskjuter rämaterialpartiklarna mellan potentialerna tili bildningssubstratet (1) och säkerställer att rämaterialet kvarstär pä substratet (1), och 35 - banan behandlas med sädana elementarpigmentpartiklar, som uppvisar en sä liten genomsnittlig partikelstorlek, 105052 35 att de förbinder sig med varandra ätminstone medelst Van der Waals krafter.

22. Förfarande enligt patentkrav 21, kännetecknat 5 av att behandlingsmedelspartiklar tillsätts banan ätminstone vid bildningssteget av densamma, varvid partiklarna binder fibrer medelst ätminstone Van der Waals krafter.

23. Förfarande enligt patentkrav 21 eller 22, kanne-10 tecknat av att behandlingsmedelspartiklar tillsätts pä ytan av den bildade banan.

24. Förfarande enligt patentkrav 23, kännetecknat av att behandlingsmedelspartiklarna tillsätts pä ytan av den 15 bildade banan medelst jonbläsningsförfarandet.

25. Förfarande enligt patentkrav 21, kännetecknat av att banan behandlas genom bildning av partiklar pä banans yta genom behandling av banan med släckt kalk (CaO), 20 omsättning av kaiken med vatten, varvid det bildas kalciumhydroxid (Ca(OH)2), och omsättning av kalciumhydroxiden med koldioxid (C02) , varvid det bildas kalciumkarbonatpartiklar (CaC03) . 25

26. Förfarande enligt patentkrav 21, kännetecknat av att banan behandlas genom bildning av partiklar pä banans yta genom behandling av banan med kalciumhydroxid (Ca(OH)2) och omsättning av kalciumhydroxiden med koldioxid (C02) , varvid det bildas kalciumkarbonatpartiklar (CaC03) . 30

27. Förfarande enligt nägot av patentkraven 21 - 26, kännetecknat av att behandlingsmedelspartiklarna fästes vid banans yta och banan behandlas före appliceringen av partiklarna med en alun-, polymer-, elektrolyt1 eller 35 koronabehandling.

28. Förfarande enligt nägot av patentkraven 21 - 26, 105052 36 kännetecknat av att vidfästningen av behandlingsmedelspartiklarna vid banans yta befrämjas efter appliceringen medelst elektromagnetisk strälning, tili exempel infraröd-, ultraviolett-, radioaktiv, röntgen- eller 5 mikrovägssträlning.

29. Förfarande enligt nägot av patentkraven 21 - 26, kännetecknat av att vidfästningen av behandlingsmedelspartiklarna vid banans yta befrämjas 10 medelst en mekanisk eller en termomekanisk behandling.

30. Förfarande enligt patentkrav 29, kännetecknat av att banan (11) borstas för separering av mikrofibriller (30) i banfibrernas väggar frän banans yta. 15

31. Förfarande enligt patentkrav 30, kännetecknat av att borstmaterialet väljes pä sä sätt, att banans (11) yta laddas pä önskat sätt med en statiskt negativ eller positiv laddning. 20

32. Förfarande enligt nägot av patentkraven 21 - 26, kännetecknat av att banan kalandreras efter partikelbehandlingen. 25

33. Förfarande enligt patentkrav 32, känneteck nat av att banan kalandreras före kristalliseringen av kalciumkarbonatpartiklarna ur ett amorft tillständ.

34. Förfarande enligt patentkrav 33, känneteck-30 n a t av att ätminstone en av kalandervalsarna (27, 28) värms.

35. Förfarande enligt patentkrav 33, kännetecknat av att banan (11) behandlas med ett behandlingsmedel 35 före kalandreringen.

36. Förfarande enligt nägot av patentkraven 21 - 26, 105052 37 kännetecknat av att hanan behandlas med ätervunnet kalciumkarbonat framställt av en utfällning, som bildats vid rening av returfiber och innehäller kalciumkarbonat. 5

37. Förfarande enligt patentkrav 36, kännetecknat av att Kalciumkarbonatet framställs genom förbränning av den kalciumkarbonat innehällande utfällningen tili kalk, omsättning av densamma med vatten och omsättning av den 10 erhällna kalciumhydroxiden med koldioxid i en turbulent gasfas, varvid finfördelat kalciumkarbonat uppstär.

38. Anordning för framställning av en pappers- eller kartongbana innehällande kalciumkarbonat, omfattande: 15 - don (12 - 15) för stödande av den för framställning avsedda banan (11), och - don (1 - 7, 21 - 25) för bildning av kalciumkarbonat 20 ätminstone pä en yta av banan (11), kännetecknad av att donen för bildning av kalciumkarbonatet ätminstone omfattar: 25. don (22) för pämatning av kalciumhydroxid i kontakt med ytan av banan (11), och - en kammare (22), via vilken banan (11) är anordnad att löpa och i vilken det leds koldioxidhaltig gas för 30 omsättning av koldioxiden med kalciumhydroxiden för bildning av ett sädant finfördelat kalciumkarbonat som uppvisar en sä liten genomsnittlig partikelstorlek, att de förbinder sig medelst Van der Waals krafter.

39. Anordning enligt patentkrav 38, kännetecknad av att donen för pämatning av kalciumhydroxiden pä banans (11) yta omfattar donen (1 - 7, 21 - 23) för att bringa den 105052 38 släckta kaiken pä banans (li) yta och donen (21) för omsättning av kaiken med vatten för bildning av ka1ciumhydroxid.

40. Anordning enligt patentkrav 38, kännetecknad av att donen för pämatning av kalciumhydroxiden pä banans (11) yta utgörs av gasfinfördelande dyser, ur vilkas dysöppning en kalciumhydroxidlösning och ur vilkas luftöppningar en koldioxidhaltig gas utsprutas, vilka vid en 10 reaktion bildar kalciumkarbonat.

41. Anordning enligt patentkrav 38, kännetecknad av att donen för pämatning av den släckta kaiken pä banans (11) yta omfattar: 15 - don (1, 2, 3, 21) för pä stöddonen stödd pämatning av ett behandlingsmedel innehällande ämnen av mineraliskt ursprung eller andra ämnen lämpliga för framställning av papper, kartong eller en non-wovenprodukt pä ytan av 20 den rörliga banan (11), - ätminstone en anslutning (16) för alstring av en första potential pä stöddonen (12 - 15), av vilka pä sä sätt bildas en första elektrod, 25 - ätminstone en andra elektrod (22) anordnad pä ett avständ frän en första yta av stöddonet (15), och - en spänningskälla (23) för höjning av spänningen 30 mellan den första elektroden (15) och den andra elektroden (22) tili en sädan nivä att det i närheten av elektroden (22) med den högre potentialen uppstär en koronaurladdning, som framkallar en jonbläsning mellan den första elektroden (15) och den andra elektroden 35 (22) och vilken jonbläsning förskjuter behandlingsmedelspartiklarna mellan elektroderna (15, 22. tili banan (11) pä stöddonen (15) och säkerställer 105052 39 att rämaterialet kvarstär pä banan (11).

42. Anordning enligt patentkrav 41, kännetecknad av 5 - en jonbläsningskammare (21), via vilken den för behandling avsedda banan (11) är anordnad att löpa och innanför vilken andra elektroder (22) är anordnade, och 10. don (3) för att hälla behandlingsmedlet bestäende av smä partiklar i en kontinuerlig turbulent rörelse ätminstone i jonbläsningskammaren.

43. Anordning för behandling av papper eller kartong med ett 15 behandlingsmedel, omfattande: - en rörlig elledande vira (15) , soin uppvisar en första yta och en i förhällande tili densamma motsatt andra yta och som är anordnad att stöda en för behandling 20 avsedd bana (11), och - don ( 1 - 7, 21 - 23) för pämatning av behandlingsmedlet innehällande ämnen av mineraliskt ursprung pä banan (11), som löper pä den första ytan av den rörliga 25 viran (15), kännetecknad av - ätminstone en första elektrod (15) för alstring av en 30 första potential pä sidan för virans (15) andra yta, - ätminstone en andra elektrod (22) anordnad pä ett avständ frän den första ytan av viran, 35. en spänningskälla (23) för höjning av spänningen mellan den första elektroden (16) och den andra elektroden (22) tili en sädan nivä, att det i närheten 40 105052 av elektroden (22) med den högre potentialen uppstär en koronaurladdning, vilken framkallar en jonbläsning mellan den vid den första elektroden anslutna viran (15) och den andra elektroden (22) och vilken 5 jonbläsning förskjuter behandlingsmedelspartiklarna mellan elektroderna (2, 19) pä banan (11) och säkerställer att behandlingsmedlet kvarstär pä banan (11), och 10. don for pämatning av ätminstone ett sädant ämne pä banan, medelst vilket kalciumkarbonatpartiklar med en sä liten genomsnittlig partikelstorlek kan bildas, att de förbinder sig medelst Van der Waals krafter.

44. Anordning enligt patentkrav 43, kännetecknad av - en jonbläsningskammare (21), via vilken den för behandling avsedda banan (11) är anordnad att löpa och 20 innanför vilken de andra elektroderna (22) är anordnade, och - don (3) för att hälla behandlingsmedlet bestäende av smä partiklar i en kontinuerlig turbulent rörelse 25 ätminstone i jonbläsningskammaren (21).

45. Anordning enligt patentkrav 44, kännetecknad av att donen för att hälla behandlingsmedlet i en kontinuerlig turbulent rörelse omfattar ett 30 dammcirkulationsrör (3) anordnat att utgöra ett cirkulationsrör i jonbläsningskammaren pä sä sätt, att behandlingsmedel kan inmatas i jonbläsningskammaren (21) genom detsamma och den del som inte fäster pä banan kan avlägsnas samt äterföras tili jonbläsningskammaren och 35 behandlingsmedelspartiklarna kan hällas i rörelse pä sä sätt, att de bildar partiklar av önskad storlek. 105052 41

46. Anordning enligt nägot av patentkraven 43 - 45, kännetecknad av don (9, 17) för behandling av banan (11) före appliceringen av partiklarna med en alun-, polymer-, elektrolyt- eller koronabehandling. 5

47. Anordning enligt nägot av patentkraven 43 - 45, kännetecknad av don (20) för befrämjande av vidhäftningen av behandlingsmedelspartiklarna vid ytan av banan (11) medelst elektromagnetisk strälning efter 10 appliceringen, tili exempel infraröd-, ultraviolett-, radioaktiv, röntgen- eller mikrovägssträlning.

48. Anordning enligt nägot av patentkraven 43 - 45, kännetecknad av don (19) för befrämjande av 15 vidhäftningen av behandlingsmedelspartiklarna vid ytan av banan medelst en mekanisk eller en termomekanisk behandling.

49. Anordning enligt patentkrav 48, kännetecknad av ätminstone en borste för separering av mikrofibriller 20 (30) i banfibrernas väggar frän banans yta.

50. Anordning enligt patentkrav 49, kännetecknad av att borstmaterialet är valt pä sä sätt, att banans (11) yta vid behandlingen av densamma med borsten laddas pä 25 önskat sätt med en statiskt negativ eller positiv laddning.

51. Anordning enligt nägot av patentkraven 43 - 45, kännetecknad av en kalander anordnad i banans (11) löpriktning efter partikelbehandlingen. 30

52. Anordning enligt patentkrav 51, kännetecknad av att avständet mellan kalandern (27, 28) och applice-ringsstället (26) för bestrykningspartiklarna väljes pä sä sätt, att banan kalandreras före kristalliseringen av 35 kalciumkarbonatpartiklarna ur ett amorft tillständ.

53. Anordning enligt patentkrav 52, kännetecknad 105052 42 av att ätminstone en av kalandervalsarna (27, 28) Sr uppvärmbar.

54. Anordning enligt patentkrav 52, kännetecknad 5 av don för behandling av banan (11) med ett behandlingsmedel före kalandreringen.

55. Pappers-, kartong- eller non-wovenprodukt omfattande ett fiberskikt innehällande cellulosa, fibrer av vegetabiliskt 10 ursprung eller andra ämnen lämpliga för framställning av papper eller kartong eller en non-wovenprodukt, k ä n -netecknadavpä ätminstone en yta av fiberskiktet belägna smS elementarpigmentpartiklar med en sä liten genomsnittlig partikelstorlek, att de förbinder sig med 15 varandra medelst Van der Waals krafter.

56. Produkt enligt patentkrav 55, kännetecknad av att partiklarna omfattar ätminstone kalciumkarbonat.

57. Produkt enligt patentkrav 55 eller 56, känne tecknad av att produkten omfattar partiklar med en genomsnittlig storlek pä 0,5 - 100 nm, företrädesvis 15 - 25 nm.

58. Produkt enligt patentkrav 55, kännetecknad av att partiklar finns Sven mellan fibrerna, varvid de även har förbundit sig med fibrerna ätminstone med Van der Waals krafter och binder fiberskiktet.

59. Användning av ätervunnet kalciumkarbonat vid behandling av en pappers-, kartong- eller non-wovenprodukt, vilket kalciumkarbonat är framställt av en kalciumkarbonatutfällning, som bildas vid rening av returfiber, genom förbränriing tili släckt kalk, omsättning 35 av densamma med vatten tili kalciumhydroxid och vidare med koldioxid tili kalciumkarbonat pä sä sätt, att den bildar partiklar med en sä liten genomsnittlig partikelstorlek, att 5 43 105052 de förbinder sig med varandra medelst Van der Waals krafter.