FI108240B - Menetelmä paperin valmistamiseksi - Google Patents

Description

108240

MENETELMÄ PAPERIN VALMISTAMISEKSI

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä paperin valmistamiseksi, jolloin ainakin yksi mekaaninen massakomponentti, sideaine ja muut komponentit se-5 koitetaan siten, että muodostuu paperimassa, paperimassa muodostetaan rainaksi ja raina kuivataan sekä haluttaessa jälkikäsitellään.

Esillä olevassa hakemuksessa paperilla tarkoitetaan yleensä paperi- tai kartonkikoneella selluloosa- 10 kuituja ja/tai lignoseiluloosakuituja sisältäviä raina-maisia tuotteita, päällystämättömiä tai päällystettyjä, yksi- tai useampikerroksisia, ohuempia tai paksumpia tuotteita, joista käytetään yleisesti nimityksiä paperi tai kartonki.

15 Tämän patenttihakemuksen yhteydessä ei kuvata tarkemmin paperirainan muodostusta paperimassasta, rai-nan kuivatusta eikä mahdollista jälkikäsittelyä; tältä osin viitataan yleisesti alalla tunnettuihin menetelmiin ja kirjallisuuteen.

20 Nykyisin erilaisten paperien laatuvaatimukset kasvavat jatkuvasti. Painopapereissa painovärin nopea kuivatus saattaa aiheuttaa paperin pinnan karhenemista ja höyrykuplien muodostusta, mikä saattaa aiheuttaa paperin halkeamista pinnan säilyessä ehjänä. Tämä ongelma : 25 esiintyy varsinkin, kun paperin z-suuntainen lujuus, palstautumislujuus on liian alhainen. Ongelma esiintyy korostuneena papereissa, jotka on valmistettu käyttäen ns. kitaformeria rainan muodostuksessa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on pois- 30 taa edellä esitetyt epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uusi menetelmä nimenomaan mekaanista massaa sisältävän paperin valmistamiseksi siten, että paperin palstautumislujuus on aiempaa korkeampi .

35 Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan patenttivaatimuksiin.

Keksintö perustuu suoritettuun tutkimustyöhön, 2 108240' jonka yhteydessä on havaittu, että paperin palstautu-mislujuutta voidaan kohottaa sekoittamalla mekaaninen massakomponentti ja sideaine keskenään ja lisäämällä muut massakomponentit tähän seokseen vasta myöhemmin.

5 Erityisen hyviin tuloksiin on päästy jälkijau- hamalla mekaaninen massakomponentti ja sekoittamalla sideaine jälkijauhettuun mekaaniseen massakomponent-tiin.

Samoin erityisen hyviin tuloksiin on päästy 10 suorittamalla mekaaniselle massakomponentille jälkijau-hatus sideaineen ollessa lisättynä massakomponenttiin.

Keksinnön ansiosta sideaine pääsee leviämään tasaisesti kyseiseen mekaaniseen massakomponenttiin ja sitoutuu siihen. Samalla, käytettäessä jälkijauhatusta, 15 massakomponentissa paljastuu uusia kuitupintoja, joihin sideaine pääsee sitoutumaan tehokkaasti.

Jälkijauhatus toteutetaan halutussa mas-sasakeudessa, esim. yli 2 % ja suursakeusmassoihin aina 45 % saakka; jauhatus voidaan täten toteuttaa edulli-20 sesti esim. sakeudessa 3-18 %.

Jälkijauhatuksen energiankulutus voi vaihdella laajoissa rajoissa ja on esim. 10 - 100 kWh/tonni, edullisesti esim. suuruusluokkaa 10 - 20 - 70 kWh/tonni. - Keksinnön mukaisessa menetelmässä jälki-; 25 jauhatus voidaan toteuttaa minkälaisella tahansa massa- jauhimella, kuten tunnetaan yleisesti paperi- ja sellu-tekniikassa .

Käytettävä mekaaninen massa on minkälaista tahansa mekaanista massaa, esim. hioketta, hierrettä tai 30 hioketta ja/tai hierrettä sisältävää uusiomassaa tai näiden seosta mielivaltaisessa määräsuhteessa. Painopapereissa käytettävä massa, joita keksintö erityisesti koskee, on yleensä tunnettuun tapaan kuidutettua, lajiteltua ja valkaistua massaa.

35 Mekaaninen massa voi olla valmistettu mistä tahansa puulajista, korsikasveista tai yleensä mistä kasviskuidusta tahansa, esim. lehtipuista, havupuista, 3 108240 oljista, ruokokasveista jne.

Keksinnön mukaan valmistettava paperi voi sisältää mekaanista massaa sinänsä paperiteollisuudesta yleisesti tunnetuissa mielivaltaisissa suhteissa, esim.

5 10-80 p-%, tavallisesti 20 - 60 p-%.

Sideainetta mekaaniseen massaan voidaan lisätä paperiteollisuudessa yleisesti tunnetussa suhteessa, esim. 2 - 3 %, jopa enemmän, esim. aina 5 % saakka. Käytettävä sideaine voi olla mitä tahansa paperiteolli-10 suudessa yleensä käytettävää sideainetta, esim. anioni-set ja kationiset sideaineet, luonnonksantaanikumit, kuten arabikumi ghattikumi, pektiini, dragacanth, ka-raya ja algiini, tai muut ei-modifioidut anioniset po-lysakkaridiyhdisteet; tärkkelykset; CMC ja sen johdan-15 naiset; modifioidut kationiset tai anioniset sideaineet, kuten yleisesti tunnetaan paperiteollisuudesta (esim. US pat. 5104487).

Lisäksi paperimassaan voidaan lisätä mitä tahansa sinänsä tunnettuja lisäaineita, kuten täyteainei-20 ta, paperin tiettyä tai tiettyjä ominaisuuksia parantavia aineita, väriaineita, pigmenttejä jne, kuten sinänsä tunnetaan.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti suoritusesimerkkien avulla ja viitataan kuvaan . 25 1, joka esittää paperin Scott-bond-lujuutta (palstautu- mislujuutta) erilaisilla sideaineilla ja erilaisilla sekoitustavoi11a.

Esimerkki 1 30 Tässä kokeessa tutkittiin sideaineen vaikutus- 1 ' ta lehtipuusta valmistetusta mekaanisesta massasta val mistetun paperin ominaisuuksiin, kun sideaine lisättiin jälkijauhamattomaan massaan, sideaine ja massa jälki-jauhettiin yhdessä tai kun sideaine lisättiin jälkijau-35 hettuun massaan. Käytettävä massa oli valkaistu vetyperoksidilla, annos 1.0 %.

Jälkijauhatus suoritettiin EW-laboratoriojau- 4 108240 himella, ΕΟΚ 100 kWh/t. Kun sideaine lisättiin ennen jauhatusta, massaan lisättiin kemikaali, sekoitettiin 25 min ja tehtiin analyysit, massa jauhettiin, sitä sekoitettiin 25 min ja tehtiin analyysit. Kun kemikaali 5 lisättiin jauhatuksen jälkeen, massaa sekoitettiin 25 min, massa jauhettiin, massaan lisättiin sideaine, sitä sekoitettiin 25 min ja tehtiin analyysit.

Käytetyt kemikaalit olivat tärkkelys, 2 %; CMC, 0.5 %; ja modifioitu polysakkaridi, 2 %. Modifioi-10 dulla polysakkaridilla kokeiltiin myös 50 min sekoitus-aikaa. Lisäksi tehtiin 0-koe ilman sideainetta ja jäl-kijauhatus ilman sideainetta. Tulokset on esitetty taulukossa 1.

15 Taulukko 1

Scott-bond -palstautumislujuus J/m2

Ei side- 1 148 Sekoitus 25 min 20 ainetta 2 231 " Tärkkelys 1 385 2 % 2 380 3 482 25

Modifioitu. 1 339 " polysakkaridi 2 408 " 2 % 3 470 30 CMC 1 160 0,5 % 2 216 3 231

Modifioitu 1 346 Sekoitus 50 min 35 polysakkaridi 2 % 3 417 "

Taulukossa merkintä 1 tarkoittaa sideainelisä- 5 108240 .

ystä, ei jauhatusta, 2 sideaine lisätty ja jauhettu yhdessä massakomponentin kanssa ja 3 sideaine lisätty jauhatuksen jälkeen. Tulokset on esitetty myös graafisesti kuvassa 1.

/' 5 Koetuloksien mukaan sideaineen sekoitus jälki- jauhettuun massaan tai massan jälkijauhatus sekoituksen jälkeen nosti selvästi massasta valmistetun paperin bond-lujuutta.

10 Esimerkki 2 Tässä kokeessa tutkittiin jälkijauhatustehojen vaikutusta massasta valmistettavan paperin ominaisuuksiin. Kokeessa käytettiin vastaavalla tavalla valmistettua massaa kuin esimerkissä 1, jälkijauhatustehot 15 (JJ EOK) olivat 0, 50 ja 75 kWh/t. Sekoitusajat olivat 0, 20 min, 40 min ja 60 min. Lisäaineena käytettiin modifioitua polysakkaridia, 2 %. Jauhatukset suoritettiin tehdasmittaisella jauhimella.

Massasta valmistetun paperin bond-lujuudet on 20 esitetty· taulukossa 2.

Taulukko 2

Massalla 11 1 22 2 2 2 2

Sideaine EI EI EI EI 2 % 2 % 2 % 2 % 2 % ‘ Sekoitus- aika/min 0 0 0 0 20 40 60 60 60 JJ EOK/ kWh/t 0 50 75 0 0 0 0 50 75

Bond- palstautu- 203 277 305 195 315 301 307 391 506 mislujuus , J/^2 25 Esimerkki 3 Tässä kokeessa tutkittiin laboratoriokokeena sideaineen vaikutusta massaan, kun lisäys tehtiin jau- 6 108240 hatuskäsittelyn jälkeen. Lisäksi testattiin tärkkelystä kahdella annostasolla. Taulukossa on vertailuna esitetty samalla massalla tehdyn pilot-kokeen tulokset; siinä kemikaali lisättiin ennen jälkijauhatusta. Käytetty 5 massa oli valmistettu vastaavalla tavalla kuin esimerkeissä 1 ja 2.

Tulokset on esitetty taulukossa 3.

Taulukko 3 10

Laboratoriokoe Pilot-koe

Sideainelisäykset Jauh.+ Jauh.

1,5% 2,0 % 2,0 % kem. ref.

tärk. tärk. mod. polys. Ilman.

kem.

Bond-lujuus 450 449 489 482 271 J/m2

Veto- indeksi Nm/g 41.3 41.0 43.6 38.3 36.3

Koetuloksien mukaan jauhatuksen jälkeen tehty sideainelisäys kasvatti massasta valmistetun paperiarkin bond-lujuutta ja vetoindeksiä jopa enemmän kuin 15 jauhatuksen yhteydessä.

. Suoritusesimerkit on tarkoitettu vain havain- nollistamaan keksintöä rajoittamatta sitä millään tavoin, ja keksintö voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (8)

108240

1. Menetelmä paperin valmistamiseksi, jolloin ainakin yksi mekaaninen massakomponentti, sideaine ja f muut komponentit sekoitetaan siten, että muodostuu pa- 5 perimassaa, paperimassa muodostetaan rainaksi ja raina kuivataan; tunnettu siitä, että mekaaninen massakomponentti ja sideaine sekoitetaan yhdessä ja muut komponentit sekoitetaan mekaanisen massakomponentin kanssa sen sekoituksen jälkeen sideaineen kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mekaaninen massakomponentti jälkijauhetaan ja sekoitetaan jauhatuksen jälkeen sideaineen kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että mekaaninen massakomponentti jälkijauhetaan yhdessä sideaineen kanssa.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jälkijauhatus suoritetaan sakeudessa 2 - 45 %, edullisesti 3 - 18 %.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jälkijauhatuksen energiakulutus on 10 - 100 kWh/ton.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mekaaninen massa • 25 sisältää hioketta, hierrettä tai hioketta ja/tai hier rettä sisältävää uusiomassaa.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperimassa sisältää mekaanista massaa 10 - 80 p-%, edullisesti 25 - 30 60 p-%.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen , menetelmä, tunnettu siitä, että paperimassa si sältää sideainetta yli 0.5 %, edullisesti 0.5 - 3 % » « f 8 108240