SE1050985A1

SE1050985A1 - En pappers eller kartongprodukt och en process förtillverkning av en pappers eller en kartongprodukt

Info

Publication number: SE1050985A1
Application number: SE1050985A
Authority: SE
Inventors: Lars Axrup; Isto Heiskanen; Kaj Backfolk; Mika Riikonen
Original assignee: Stora Enso Oyj
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2012-03-23
Also published as: BR112013006626A2; EP2619367A1; EP2619367A4; JP2013537942A; US20130180680A1; CN103154366A; WO2012039668A1

Abstract

Föreliggande uppfinning hänför sig till en pappers eller kartongprodukt innehållande en mäld varvid nämnda mäld innehåller en katjonisk polymer i en mängd över 1,5 vikts%, en anjonisk polymer och mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >80. Uppfinningen hänför sig även till en process för tillverkning av nämnda produkt.

Description

15 20 25 30 35 kartongen och därigenom bibehålla styrkan. Den dominerande behandlingen för att förbättra styrkan på papper eller kartong, framförallt torrstyrkan, har hitintills varit att tillsätta ett styrkemedel, företrädesvis katjonisk stärkelse, till mälden innan ark bildas. Katjoniska stärkelsemolekyler som tillsätts till mälden kan fästa på de naturligt anjoniska fibrerna genom elektrostatisk attraktion och således hållas kvar i den våta fibermattan och stanna kvar i det färdiga papperet eller kartongen. Amfotära stärkelser eller till och med anjoniska stärkelser kan också användas för att erhålla samma effekt.

När stora mängder katjonisk stärkelse tillsätts till en mäld för papperstillverkning för att erhålla hög pappersstyrka uppstår två stora problem. Det första är att katjoniska molekyler tenderar att mätta den anjoniska laddningen på cellulosafibrerna och således sätta en gräns för hur mycket katjonisk stärkelse som kan tillsättas till mälden. Om ett överskott av katjonisk stärkelse tillsätts kommer endast en del av den tillsatta stärkelsen bli kvar i arket och resten kommer att cirkulera i pappers eller kartongmaskinens bakvattensystem. Ett andra problem är att fibrerna som har gjorts katjoniska genom tillsatts av ett överskott av katjonisk stärkelse inte kommer kunna absorbera andra katjoniska tillsatsämnen som vanligtvis tillsätts till en slurry innehållande massa, såsom limningsmedel och retentionsmedel. Dessutom orsakar stora mängder stärkelse ofta problem med körbarhet, mikrobiologi and skumning vid tillverkningsprocessen, vilket delvis är relaterat till faktumet att fibrer har en viss kapacitet att absorbera/adsorbera stärkelse molekyler.

Ett annat sätt att förbättra torrstyrkan genom att använda stärkelse är att tillsätta okokt stärkelse eller delvis kokt stärkelse. På detta sätt gelatiniseras stärkelsen i våtpartiet under papperstillverkningsprocessen, pressningen och torksektionen. Förutom dess fysiska kemiska karaktär i dess okokta eller delvis kokta form, har den både bättre tendens att förbättra retentionen och fixeras till fiber-fiber förbindelser.

Ett annat sätt att öka mängden stärkelse i en pappers eller kartongprodukt är att alternerande tillsätta katjonisk stärkelse och anjonisk polymer till en mäld. På detta sätt bildas ett polyelektrolytmulitskikt och mängden stärkelse kan ökas. Detta är till exempel beskrivet i WO2006/041401. Dessa multiskikt koncept, dvs lager-på-lager adsorptionstekniker är dock ganska svåra att implementera i bruksskala, 10 15 20 25 30 35 speciellt när flera multiskikt krävs för att tillhandahålla tillräcklig styrka och retentionsnivå. Denna typ av koncept är väldigt känslig för polymerkoncentrationer, tillsatsordning, polymerernas och systemets laddningsdensitet, temperaturkonkurrensadsorption, lösta kolloidala substanser och doseringar.

När flera polymerer tillsätts är det föredraget att polymerkomplexbildning sker på ytan av fibrerna. För att erhålla detta, är det viktigt att alla polymerer är fixerade på fiberytan annars kan anjon-katjon polymerkomplexbildning ske i vätskefasen och detta kan påverka pappersmaskinens körbarhet på ett negativt sätt. Om retentionen inte är hög, framförallt när polymerer från förnyelsebara källor används, kan påverkan på mikrobiella aktiviteten i våtpartiet vara väldigt kritisk. I detta hänseende är det föredraget att adsorption av alla anjoniska-katjoniska polymeradditiv är väl kontrollerade.

Det finns såldes fortfarande ett behov av ett robust system med hög retention av polymerer när ett pappers eller en kartongprodukt med goda styrkeegenskaper tillverkas.

Sammanfattning av uppfinningen Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att förse ett papper eller en kartong med förbättrad styrkan och bibehållen eller till och med reducerad densitet.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en process som på ett enkelt och kostnadseffektivt sätt kan tillverka ett papper eller en kartong med förbättrad styrka och bibehållen eller reducerad densitet.

Ytterligare ett annat syfte med uppfinning är att säkerställa hög mängd katjonisk polymer till papperet eller kartongen utan att förlora retention av den tillsatta polymeren.

Dessa syften samt andra fördelar erhålls av pappers eller kartongprodukten enligt krav 1. Föreliggande uppfinning hänför sig till en pappers eller kartongprodukt innehållande en mäld som innehåller en katjonisk polymer och en anjonisk polymer varvid mälden dessutom 10 15 20 25 30 35 innehåller mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett Shopper- Riegler (SR) värde >80 och att mängden katjonisk polymer är över 1,5 vikts% (av mäldens totala vikt). Det har visat sig att en produkt tillverkad av en mäld innehållande katjonisk polymer, anjonisk polymer och mikrofibrillerad cellulosa (MFC) eller högmald massa med ett SR värde >80 kommer ha ökad styrka då mängden katjonisk polymer kan ökas. Även om produktens styrka ökar har det dessutom visat sig att produktens densitet inte ökar så mycket som förväntat. Det är således möjligt att tillverka en produkt med minskad bulk men fortfarande med väldigt goda styrkeegenskaper.

Mälden innehåller företrädesvis cellulosa fibrer som kan vara fibrer från lövträd och/eller barrträd.

Det är föredraget att mälden innehåller 1-30 vikts% (av mäldens totala vikt) av mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >80.

Mängden katjonisk polymer, anjonisk polymer respektive MFC eller högmald massa med ett SR värde >80 i produkten beror på de önskade produktegenskaperna och på vad produkten slutligen ska användas till. Höga mängder katjonisk polymer kommer att öka produktens styrka och det har visat sig att kombination av MFC eller högmald massa med ett SR värde >80, anjonisk polymer och katjonisk polymer gör det möjligt för produkten att bibehålla större mängder katjoniska polymer.

Det är föredraget att den katjoniska polymeren är katjonisk stärkelse eller amfotär stärkelse. Den anjoniska polymeren är företrädesvis karboxymetylcellulosa (CMC).

Produkten kan vara en flerskiktsprodukt innehållande åtminstone två pappers eller kartongskikt. Det kan vara föredraget att produkten innehåller åtminstone tre skikt och att skiktet beläget i mitten av produkten innehåller mälden innehållande katjonisk polymer, anjonisk polymer och mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >80.

Uppfinningen hänför sig också till en process för tillverkning av en pappers eller kartongprodukt varvid processen innefattar stegen att tillhandahålla en mäld innehållande fibrer, tillsätta mer än 1,5 vikts% (av mäldens totala vikt) av katjonisk polymer till mälden, tillsätta mikrofibrillerad 10 15 20 25 30 35 cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >80 till mälden, tillsätta anjonisk polymer till mälden och därefter föra mälden till en vira för att bilda en bana.

Det är föredraget att 1-30 vikts% (av mäldens totala vikt), ännu mer föredraget 1-15 vikts% av mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >80 tillsätts till mälden.

Den katjoniska polymeren, den anjoniska polymeren och MFC eller högmald massa med ett SR värde >80 tillsätts företrädesvis separat till mälden. Det är föredraget att katjonisk polymer först tillsätts till mälden i ett första steg, vilket första steget följs av tillsats av MFC eller högmald massa med ett SR värde >80 i ett andra steg, vilket andra steg följs av tillsats av anjonisk polymer i ett tredje steg. Det är föredraget att den katjonisk polymeren tillsätts till mälden i ett steg, dvs i en enda tillsattspunkt.

Detaljerad beskrivning Uppfinningen hänför sig till en pappers eller kartongprodukt innehållande en mäld som innehåller katjonisk polymer, en anjonisk polymer och mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >80.

Mälden innehåller katjonisk polymer, företrädesvis katjonisk stärkelse eller amfotär stärkelse i en mängd som överstiger 1,5 vikts% (av mäldens totala vikt), företrädesvis över 2,0 vikts% eller mer föredraget över 3,0 vikts%.

Följaktligen kommer en pappers eller kartongprodukt eller ett skikt av pappers eller kartongprodukten som tillverkas av mälden, också innehålla katjonisk polymer i en mängd som överstiger 1,5 vikts%. Det har visat sig att genom att tillsätta katjonisk polymer, anjonisk polymer och mikrofibrillerad cellulosa eller högmald masa med ett SR värde >80 till en mäld, är det möjligt att öka mängden katjonisk polymer som bibehålls i den tillverkade produkten som tillverkas av mälden. Den ökade mängden katjonisk polymer, såsom stärkelse, till mälden och således även till en pappers eller kartongprodukt, ökar produktens styrka. Både z-styrkan, Scott-Bond och kompressionsstyrka har visat sig öka hos en produkt tillverkad enligt uppfinningen. Dessutom har produktens densitet inte reducerats så mycket som befarat och det är såldes möjligt att tillverka en pappers eller kartongprodukt som är väldigt stark men som ändå har hög bulk. 10 15 20 25 30 35 En anledning till den förbättrade retentionen av de tillsatta polymererna och MFC till mälden är att relativt stora partikel-polymer komplex bildas.

Komplexen som bildas enligt uppfinningen är mycket större jämfört med polymerkomplexen som bildas i PEM tekniker enligt teknikens ståndpunkt.

Den mikrofibrillerade cellulosan eller den högmalda massan med ett SR värde >8O tillsammans med polymererna som används enligt uppfinningen kommer att bilda komplex som både är sammankopplade på fibrerna genom bindningar och även på grund av den relativt stora storleken som leder till att komplexen bibehålls i fibermatrisen. Förbättrad retention kommer orsaka mindre BOD och COD problem i bakvattnet.

Det är dessutom också möjligt attjustera och kontrollera laddningen på fibrerna på den behandlade mälden för att säkerställa att fibrerna är anjoniska. På detta sätt är det även möjligt attjustera och kontrollera den totala laddningen av systemet. Då fibrerna normalt är anjoniska är de papperstillverkningsadditiv som normalt används avsedda att arbeta tillsammans med de anjoniska fibrerna. Det är således en fördel att kunna kontrollera laddningen på fibrerna för att göra dem anjoniska och således kunna använda de papperstillverkningsadditiv som normalt används.

Mälden innehåller företrädesvis cellulosa fibrer. Cellulosafibrerna kan vara fibrer från lövträd och/eller barrträd. Cellulosafibrerna kan vara mekaniskt, kemimekaniskt och/eller kemiskt behandlade. Fibrerna kan även vara blekta eller oblekta. Mälden kan också innehålla utskott eller återvunnet papper eller kartong. Mälden kan också innehålla fibrer från icke-träbaserade material.

Mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >8O innehåller många negativt laddade ”platser” och stor del öppen yta som bildas vid tillverkning av MFC eller högmald massa med ett SR värde >80. Tillsatsen av mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >8O till mälden kommer således att öka platserna till vilka katjonisk polymer kan fästa. Genom att kombinera tillsats av mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >8O och katjonisk polymer är det således möjligt att öka mängden katjonisk polymer som kvarhålls till fibrerna och således också i pappers eller kartongprodukten. Anjonisk polymer tillsätts framförallt för att 10 15 20 25 30 35 säkerställa att fibrerna i mälden är anjoniska efter tillsats av den katjoniska polymeren och MFC eller högmald massa med ett SR värde >80. Den anjoniska polymeren kommer såklart också binda till katjonisk polymer. Den anjoniska respektive katjoniska polymeren och MFC eller högmald massa med ett SR värde >80 som tillsätts till mälden interagerar med varandra och därmed möjliggörs att en större mängd polymerer och MFC eller högmald massa med ett SR värde >80 kan fästa till fibrerna och detta resulterar i ökad styrka på den färdiga pappers eller kartongprodukten.

Den katjoniska polymeren kan vara en eller flera vald från gruppen bestående av: katjonisk stärkelse, amfotär stärkelse, polyvinylamin, chitosan, primära och sekundära aminer, polyetyleniminer, PolyDADMAC, polyallylamin, katjonisk polysackarid, PVAm, polyethylenimin (PEI), polyetylenoxid (PEO), polyamin, polyvinylpyrrolidon, modiferad polyakrylamider (PAM) eller liknade polymerer. Den katjoniska polymeren är företrädesvis katjonisk stärkelse som är fördelaktigt då det resulterar i en kartong eller ett papper med förbättrade styrkeegenskaper och det är ekonomiskt fördelaktigt pga dess låga pris och goda tillgänglighet.

Den anjoniska polymeren kan vara en eller flera valda från gruppen bestående av: karboxymetylcellulosa (CMC), polyvinylsulfat, anjonisk galactoglukomannan, anjonisk stärkelse, polyfosforsyra, rak polyakrylsyra, protein, anjonisk polyakrylamid, anjonisk kisel, bentonit, papperstillverkares alum och polymetakrylsyra. Den anjoniska polymeren är företrädesvis CMC då den interagerar bra med katjoniska polymerer samtidigt som den är ekonomisk fördelaktig pga sin låga kostnad. Det är föredraget att den anjoniska polymeren tillsätts i en mängd så att fibrerna i mälden har samma laddning som innan några kemikalier tillsattes, dvs tillbaka till den ursprungliga fiberladdningen.

Kvoten mellan tillsatt katjonisk stärkelse och anjonisk CMC är företrädesvis 5:1 till 1521, företrädesvis 10:1. Om andra polymerer används kan kvoten vara annan, till exempel mellan 510,1 till 30:O,1 (katjonisk polymer :anjonisk polymer). Optimal kvot beror på skillnaden i laddning på de tillsatta polymererna. Kvoten mellan den tillsatta katjoniska polymeren och anjonisk polymer i mälden kontrolleras och justeras för att erhålla optimal styrka och densitet på pappers eller kartongprodukten. 10 15 20 25 30 35 En fördel med föreliggande uppfinning är att det är möjligt att tillsätta katjonisk polymer i en mängd som överstiger 1,5 vikts% till en mäld i ett enda tillsatssteg. Detta är på grund av kombinationen av katjonisk polymer, anjonisk polymer och MFC eller högmald massa med ett SR värde >80. Detta kan jämföras med polyelektrolytflerskiktsteknikerna (PEM) beskriven i teknikens ståndpunkt där små mängder katjonisk polymer tillsätts i efterföljande steg. Genom denna uppfinning erhålls en mer robust och mindre komplicerad process för tillverkning av en pappers eller kartongprodukt innehållande höga mängder katjonisk polymer.

Det är dock också möjligt att tillsätta varje komponent, dvs katjonisk polymer, anjonisk polymer och MFC eller högmald massa med ett SR värde >80 i fler än ett efterföljande steg. Den katjoniska polymeren är således tillsatt i mer än ett steg, dvs åtminstone två mindre mängder katjonisk polymer tillsätts till mälden, företrädesvis i efterföljande steg. Detsamma kan gälla för den anjoniska polymeren och MFC eller högmald massa med ett SR värde >80, om nödvändigt.

Mikrofibrillerad cellulosa (MFC) (även känd som nanocellulosa) är ett material tillverkat från träcellulosafibrer, där de individuella mikrofibrillerna har delvis eller helt separerats från varandra. MFC är normalt väldigt tunn (~20 nm) och längden är vanligtvis mellan 100 nm to 1 pm. Dock kan mikrofibrillerna vara längre, till exempel mellan 10-100 pm men längder upp till 200 pm kan också användas. Fibrer som har fibrillerats och som har mikrofibriller på ytan och mikrofibriller som är separerade och lokaliserade i en vattenfas av en slurry inkluderas i definitionen MFC.

MFC kan produceras på ett antal olika sätt. Det är möjligt att mekaniskt behandla cellulosafibrer så att mikrofibriller bildas. Tillverkningen av nanocellulosa eller mikrofibrillerad cellulosa med bakterier är ett annat alternativ. Elektrospinning är en annan metod för tillverkning av mikrofibrillerad cellulosa eller nanoﬁbrer. Det är även möjligt att tillverka mikrofibriller från cellulosa med hjälp av olika kemikalier och/eller enzymer som kommer bryta ner eller lösa upp fibrerna. Ett annat alternativ är att använda ånga och tryck för att bryta intra eller inter-fibrillära vätebindningar. 10 15 20 25 30 35 MFC tillverkas vanligtvis genom att kombinera ett kemiskt eller biokemiskt steg med för- eller efter-mekanisk behandling i ett eller flera steg.

Ett exempel på tillverkning av MFC visas i WO2007091942 som beskriver tillverkning av MFC med hjälp av malning i kombination med tillsats av enzym.

Det är också möjligt att modifiera den mikrofibrillerade cellulosan innan tillsats till mälden. På detta sätt är det möjligt att ändra interaktionen och affiniteten till andra substanser. Genom att introducera mer anjoniska laddningar till MFC ökar till exempel stabiliteten mellan fibrillerna och aggregat bestående av fibriller i MFC. Hur modifieringen sker beror till exempel på andra närvarande komponenter i mälden.

Det är även möjligt att tillsätta högmalda massor till mälden. Cellulosa massor som malts till ett SR värde >80 kan då användas. Det är möjligt att använda en fraktion med mald massa med ett SR värde >80, till exempel en finfraktion. Det kan också vara föredraget att använda CTMP massa som har malts till ett SR värde >80. Det kan vara möjligt att mala en hel CTMP massa eller använda en fraktion med ett SR värde >80 av den malda CTMP massan.

Det kan vara nödvändigt att öka mängden tillsatt högmald massa till mälden jämfört med om MFC tillsätts för att erhålla samma styrkeeffekt. Å andra sidan minskarförtätningen när högmald massa tillsätts.

Den valda mängden katjonisk polymer, anjonisk polymer respektive MFC eller högmald massa med ett SR värde >80 som tillsätts till mälden beror på slutprodukten som tillverkas och de önskade produktegenskaperna.

Höga mängder katjonisk polymer kommer att öka produktens styrka. Det är dock inte möjligt att öka mängden katjonisk polymer för mycket då andra problem kan uppstå. Till exempel kan för höga mängder katjonisk polymer, av till exempel katjonisk stärkelse, göra pappers eller kartongprodukten klibbig vilket kan göra det svårt att avlägsna pappers eller kartongbanan från viran.

För höga mängder MFC eller högmald massa med ett SR värde >80 kan öka pappers eller kartongproduktens densitet för mycket. Detta behöver inte vara fördelaktigt när till exempel en högkvalitativ kartong tillverkas som ofta behöver ha en hög bulk. Dessutom kan för höga mängder MFC eller högmald massa med ett SR värde >80 orsaka problem med avvattningen då MFC eller 10 15 20 25 30 35 10 högmald massa med ett SR värde >80 är ett mycket fint material som lätt absorberar vatten och ökad mängd kommer göra det svårare att avvattna produkten. Om mängden anjonisk polymer är för stor kan inte den tillsatta anjoniska polymeren binda till den katjoniska polymeren, fibrerna och/eller MFC eller högmald massa med ett SR värde >80 med katjonisk laddning. Fria mängder av anjoniska polymerer kommer således vara närvarande i mälden vilket kan försvåra avvattningen av mälden för att bilda en fiberbaseradbana.

Pappers eller kartongprodukten är företrädesvis en flerskiktsprodukt innehållande åtminstone två skikt av papper eller kartong. Det kan vara föredraget att produkten innehåller åtminstone tre skikt och att skiktet beläget i mitten av produkten innehåller mäld innehållande katjonisk polymer, anjonisk polymer och mikrofibrillerad cellulosa. Det är också föredraget att mälden innehåller CTMP vilket då bildar mittskiktet av en pappers eller kartongprodukt. Det är dock även möjligt att åtminstone ett ytterskikt av produkten eller till och med alla skikt i produkten innehåller mäld innehållande katjonisk polymer, anjonisk polymer och MFC eller högmald massa med ett SR värde >80. För vissa produkter kan det vara föredraget att åtminstone de yttre skikten innehåller mäld innehållande katjonisk polymer, anjonisk polymer och MFC eller högmald massa med ett SR värde >80. På detta sätt är det möjligt att öka styrkan och/eller bulken på detta skikt. Beroende på slutanvändningen av produkten bestäms det således vilka och hur många av skikten som kommer innehålla mäld innehållande katjonisk polymer, anjonisk polymer och MFC eller högmald massa med ett SR värde >80.

Det är inte nödvändigt att hela mälden i ett skikt av pappers eller kartongprodukten innehåller katjonisk polymer, anjonisk polymer och MFC eller högmald massa med ett SR värde >80, men det är föredraget att den katjoniska polymeren, anjoniska polymeren och MFC eller högmalda massan med ett SR värde >80 tillsätts till huvuddelen av mälden i skiktet. Skiktet kan dock även innehålla komponenter, såsom utskottsmassa som inte innehåller katjonisk polymer, anjonisk polymer och MFC eller högmald massa med ett SR värde >80.

Mälden kan också innehålla olika mängder fyllmedel för att öka till exempel processens och det tillverkade substratets körbarhet och 10 15 20 25 30 35 11 kostnadseffektivitet. Andra vanligt tillsatsämnen som används för tillverkning av papper eller kartong kan också tillsättas.

Kartongprodukten är företrädesvis en högkvalitativ kartongprodukt, såsom en vätskekartong, grafiskkartong eller livsmedelskartong.

Pappersprodukten är företrädesvis ett högkvalitativt papper, såsom kopieringspapper av grad A eller B, grafiska papper, LWC, SC eller tidningspapper för höghastighetstryckmaskiner. Andra kvaliteter, såsom Wellpapp eller täckpapper kan också tillverkas.

Produkten enligt uppfinningen, dvs produkten som tillverkas från en mäld som behandlats med en katjonisk polymer, MFC eller högmald massa med ett SR värde >8O och en anjonisk polymer varvid mälden innehåller åtminstone 1,5 vikts% av katjonisk polymer, är företrädesvis en kartong med ökad styrka och med liten eller ingen förtätning. Kartongen är företrädesvis en flerskiktskartong varvid mälden innehållande katjonisk polymer, anjonisk polymer och MFC bildar åtminstone ett skikt av produkten varvid kartongen företrädesvis har en z-styrka över 250 kPa, företrädesvis mellan 250-400 kPa och mer föredraget mellan 250-350 kPa och en densitet på den bildade skikten mellan 300-550 kg/m3, företrädesvis mellan 350-500 kg/m3.

Mittskikten av nämnda kartongprodukt har företrädesvis en z-styrka över 250kPa och då mittskiktet av en flerskiktskartongprodukt normalt är det svagaste skiktet är z-styrkan på kartongprodukten således också över 250 kPa.

Föreliggande uppfinning hänför sig även till en process för tillverkning av en pappers eller kartongprodukt vilket processen innefattar stegen av att tillhandahålla en mäld innehållande fibrer, tillsätta en katjonisk polymer i en mängd över 1,5 vikts% till mälden, tillsätta mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >80 till mälden, tillsätta en anjonisk polymer till mälden och föra mälden till en vira för att bilda en bana.

Tillsatserna av katjonisk polymer, anjonisk polymer och MFC eller högmald massa med ett SR värde >8O sker företrädesvis i maskinkaret eller innan blandningspumpen. Det kan också vara möjligt att tillsätta komponenterna till cirkulationsvattnet som sedan tillsätts till mälden. Alla praktiska tillsättspunkter för katjonisk polymer, anjonisk polymer och MFC eller högmald massa med ett SR värde >8O kan användas så länge som det finns tillräckligt med tid och 10 15 20 25 30 35 12 blandning av katjonisk polymer, anjonisk polymer och MFC eller högmald massa med ett SR värde >8O med mälden innan den förs till viran.

Den katjoniska polymeren, anjoniska polymeren och MFC eller högmald massa med ett SR värde >8O tillsätts företrädesvis separat. Det är också föredraget att först tillsätta katjonisk polymer till mälden i ett första steg, varvid det första steget följs av tillsats av MFC eller högmald massa med ett SR värde >8O i ett andra steg, varvid det andra steget följs av tillsats av anjonisk polymer i ett tredje steg. Det är föredraget att först tillsätta katjonisk polymer till mälden som kommer att adsorberas till fibrerna i mälden. MFC eller högmald massa med ett SR värde >8O tillsätts därefter och om någon katjonisk polymer finns i lösning absorberar den till den tillsatta MFC eller högmalda massan med ett SR värde >80. Den slutliga tillsatsen av anjonisk polymer tillsätts för att både adsorbera katjoniska polymerer i lösningen (om några) av mälden och framförallt för att den totala laddningen på mälden ska bli negativ igen. Det ärföredraget att fibrerna har en negativ laddning då många papperstillverkningstillsatsämnen är katjoniska och kommer således interagera bra med de anjoniska fibrerna i mälden.

Mälden blandas företrädesvis mellan tillsatspunkterna, dvs innan tillsats av en annan komponent. Det är föredraget att den katjoniska polymeren tillsätts till mälden i ett steg, dvs i en tillsatspunkt.

Det är även möjligt att blanda den katjoniska polymeren, anjoniska polymeren och/eller MFC eller högmald massa med ett SR värde >8O innan tillsats. Det är dock möjligt att blanda alla tre komponenter innan tillsats. Det är dock också möjligt att blanda två av komponenterna och tillsätta den blandningen till mälden följt att tillsats av den tredje komponenten. Det är föredraget att blanda katjonisk polymer och MFC eller högmald massa med ett SR värde >8O och tillsätta den till mälden innan tillsats av den anjoniska polymeren, eller blanda anjonisk polymer och MFC eller högmald massa med ett SR värde >8O följt av tillsats av den katjoniska polymeren. 10 15 20 25 30 35 13 Exempel Material som används: Kemitermomekaniskmassa (CTMP) med 500 CSF.

Mikrofibrillerad cellulosa (MFC) tillreddes genom att mala blekt barrvedskraftmassa med en konsistens av 4% med en kanttryck av 2 Ws/m till 28SR. Massan behandlades därefter enzymatiskt med Endoglucanase (Novozym 476) med aktiviteten 0,85 ECU/g. Enzymerna doserades till massan som därefter behandlades vid 50°C i 2 timmar, vid pH 7. Efter den enzymatiska behandlingen tvättades massan och enzymerna deaktiverades vid 80°C i 30 min. Massan raffinerades därefter återigen till 90-95SR och den raffinerade massan fluidiserades därefter (Microfluidizer, Microfuidics corp.) genom att låta massa men en konsistens av 3% passera genom en kammare av 400um följt av en kammare av 100pm varvid MFC som användes bildades.

Stärkelse som användes var katjoniserad stärkelse, Raisamyl 70021, Clba (numera BASF).

CMC som användes var FinnFix30, CP-Kelco C-PAM som användes var Percol 292 NS, Clba (now BASF).

BMA som användes var Eka NP495, Eka Chemicals.

Procedur: Den torkade CTMP blötlades i vatten över natten och dispergerades därefter i hett vatten. CTMP suspensionen späddes därefter till en koncentration av 0.3%.

Den tillverkade MFC späddes också till en koncentration av 0.3% och dispergerades genom användning av en köksmixer.

En formett arkform användes för att tillverka ark för tester. Arken tillverkades genom följande procedur; massa suspension uppmätt för att tillverka ett ark med 150 gsm tillsattes till mäldtanken. Under omrörning tillsattes katjonisk stärkelse om det användes, MFC om det användes och 10 15 20 14 CMC om det användes i nämnda tillsatsordning med 30 till 60 sekunder mellan tillsatserna för att säkerställa fullständig blandning innan tillsats av nästa komponent. Efter 30 sekunder tillsattes 500g/t C-PAM och efter ytterligare 30 sekunder tillsattes 300g/t BMA till mälden och tillverkning av arken startade därefter.

Det tillverkade arket våtpressades och torkades medan krympningen begränsades. Det torkade arket testades för struktruell densitet enligt SCAN P 88:01 och z-styrka enligt SCAN P 80:88.

Tabell 1: Visar resultat på styrka och densitet Prov Katjonisk CMC (kg/t) MFC (kg/t) Densitet z-styrka stärkelse STFI (kPa) (kg/t) (kg/m3) 0 0 0 361 131 Ref 30 3 0 359 212 60 6 0 359 243 0 0 30 399 162 Prov 1 30 3 30 402 252 60 6 30 394 331 0 0 60 442 253 Prov 2 30 3 60 434 342 60 6 60 438 424 Som kan ses från tabell 1 ökar styrkan för Prov 1 och 2 när stärkelse, CMC och MFC tillsätts jämfört med om ingen MFC tillsattes. Dessutom är densiteten för kartongen nästan bibehållen, dvs den ökar inte mycket.

Med tanke på den detaljerade beskrivningen ovan av föreliggande uppfinning, kan andra modifieringar och variationer bli uppenbara för de yrkeskunniga inom området. Det är dock uppenbart att sådana andra modifieringar och variationer kan ske utan att avvika från uppfinningens anda och omfång.

Claims

10 15 20 25 30 35 15 Krav

1. En pappers eller kartongprodukt innehållande en mäld som innehåller en katjonisk polymer och en anjonisk polymer kännetecknad av att mälden dessutom innehåller mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >80 och att mängden katjonisk polymer är över 1,5 vikts% (av mäldens totala vikt).

2. Pappers eller kartongprodukten enligt krav 1 kännetecknad av att mälden dessutom innehåller cellulosa fibrer.

3. Pappers eller kartongprodukten enligt något av föregående krav kännetecknad av att mälden innehåller 1-30 vikts% av mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >80.

4. Pappers eller kartongprodukten enligt något av föregående krav kännetecknad av att den katjoniska polymeren är katjonisk stärkelse eller amfotär stärkelse.

5. Pappers eller kartongprodukten enligt något av föregående krav kännetecknad av att den anjoniska polymeren är karboxymetylcellulosa (CMC).

6. Pappers eller kartongprodukten enligt något av föregående krav kännetecknad av att produkten är en flerskiktsprodukt innehållande åtminstone två pappers eller kartongskikt.

7. Pappers eller kartongprodukten enligt krav 6 kännetecknad av att produkten innehåller åtminstonede tre skikt och att skiktet beläget i mitten av produkten innehåller mäld innehållande katjonisk polymer, anjonisk polymer och mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >80.

8. Pappers eller kartongprodukten enligt något av föregående krav kännetecknad av att produkten är en flerskiktskartong varvid mälden innehållande katjonisk polymer, anjonisk polymer och MFC bildar åtminstone ett skikt av produkten, varvid kartongen har en z-styrka av 250-400 kPa och en densitet på den bildade skiktet av mellan 300-550 kg/m3. 5 10 15 20 25 16

9. En process för att tillverka en pappers eller kartongprodukt varvid processen innefattar stegen: -tillhandahålla en mäld innehållande fibrer, -tillsätta mer än 1,5 vikts% av katjonisk polymer till mälden, -tillsätta mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >80 till mälden, -tillsätta anjonisk polymer till mälden och -föra mälden till en vira för att bilda en bana.

10. Process enligt krav 9 kännetecknad av att 1-30 vikts% av mikrofibrillerad cellulosa eller högmald massa med ett SR värde >80 tillsätts till mälden.

11. Processen enligt något av kraven 9-10 kännetecknad av att katjonisk polymer, den anjoniska polymeren och MFC eller högmald massa med ett SR värde >80 tillsätts separat till mälden.

12. Processen enligt något av kraven 9-11 kännetecknad av att katjonisk polymer först tillsätts till mälden i ett första steg, vilket första steget följs av tillsats av MFC eller högmald massa med ett SR värde >80 i ett andra steg, vilket andra steg följs av tillsats av anjonisk polymer i ett tredje steg.

13. Processen enligt något av kraven 9-12 kännetecknad av att katjonisk polymer tillsätts i en enda tillsatts punkt.