NO780268L - Fremgangsmaate for fremstilling av fylt og limt papir - Google Patents

Description

"Fremgangsmåte for fremstilling av

fylt og limt papir."

Den foreliggende oppfinnelse vedrører fremstilling av papir

som inneholder et syrereaktivt fyllstoff som f.eks. kalsiumkarbonat og som er limt ved hjelp av den fremgangsirilte hvor det anvendes harpikslim og aluminium sulfat. Det er ønskelig at denne operasjon blir gjennomført enkelt og greit, spesielt på grunn av økonomien og den lette tilgjengelighet av kalsiumkarbonat fyllstoffer basert på naturlige mineraler, spesielt kalk. Disse fyllstoffer har andre fordeler og de meddeler spesielt papirets permanens.

Inntil ganske nylig har syrereaktive fyllstoffer, som f.eks. kalsiumsulfat ikke kunnet anvendes for papirer som limes ved hjelp av harpiks/aluminiumsulfat-prosessen. Denne prosess krever sure betingelser for å lykkes og alkaliniteten av fyllstoffer som kalsiumkarbonat nøytraliserer hurtig tilsatt syre eller syre utviklet fra aluminiumsulfatetvved hydrolyse. Det er ogsa)ønskelig å anvende materialer som kalsiumkarbonat som et papirbeleggingspigment -.- Resirkulerte rester fra slik papir-belegging har vært en kilde for vanskeligheter ved liming av papir fra masse inneholdende denne type rester. Enkelte fabrikker har funnet det nødvendig å oppløse alt kalsiumkarbonat som foreligger i restene i syre mens andre har anvendt prosesser som separerte fyllstoffet fra massen ved vasking. Det ville klart være fordelaktig å unngå disse komplikasjoner.

Det er innen papirindustrien kjent at liming ved hjelp av harpiks/aluminiumsulfat-prosessen kan oppnås under mer alkaliske betingelser hvis det anvendes en eV<y>fmulsjonst<y>peav lim med høyt innhold_av fri harpiks enn når det anvendes et lim basert på harpikssepe. Det er også kjent at behandling av kalsiumkarbonat for å danne flokker i papirmassen eller før dets innblanding i massen, i stedet for sam-flokker inneholdende både fyllstoff og cellulosefibre, reduserer nøytralisasjonshastigheten av syren ved hjelp av kalsiumkarbonatet.

Ved den papirfremstillingsprosess som den foreliggende oppfinnelse spesielt vedrører, tilføres ferdig fremstilt tykkr. masseblanding til en innløpskasse hvorfra den strømmer ned til et blandepunkt hvor den fortynnes med papirmaskin-bakvann, idet den resulterende tynne masseblanding pumpes til brystkassen på papirmaskinen, vanligvis via rensere.

Det er et formål for den foreliggende oppfinnelse å tilveie-bringe en trinnsekvens i en-slik "prosess,j hvorved uønsket gjensidig påvirkning meTTom limmaterial og syrereaktivt fyllstoff, som anvendes i massen og som er tilstede i resirkulerte rester eller bakvann, nedsettes til et minimum.

Fyllstoffer som skal innblandes i papiret tilsettes vanligvis til massen under dennes fremstilling og tilførsel til stoff-kassen, idet limmaterial og aluminiumsulfat tilsettes deretter. Retensjons-hjelpemidler tilsettes enda senere, f.eks. etter renserne, for å redusere tap av tilsetningsmidler under til-dannelsen av papirbanen.

Oppfinnelsen vedrører således en fremgangsmåte for fremstilling av papir som inneholder syrereaktivt fyllstoff og som er limt ved anvendelse av harpiks og aluminiumsulfat, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at fyllstoffet tilsettes til papirmassen som allerede er blitt behandlet med harpikslim og tilstrekkelig aluminiumsulfat for fiksering av limet, men foretrukket før noen innføring av rester til massen, og ytterligere aluminiumsulfat tilsettes deretter til den fortynnede masse før massen sendes ut på papirmaskinen .

På denne måte limes papirmassen før det syrereaktive fyll stoff tilsettes slik at virkningen av det sistnevnte på limeprosessen nedsettes til et minimum. Det trinn hvor rester, som kan inneholde resirkulert kalsiumkarbonat eller annet pigment fra en beleggingsprosess, vanligvis tilsettes til massen er således effektivt separert fra det trinn hvor interferens med limingen på grunn av pigmentet hittil kunne foregå, og slikt resirkulert pigment forener seg enkelt med det pigment som foretrukket i et umiddelbart foregående trinn tilsettes som fyllstoff.

Det syrereaktive fyllstoff kan ha en hvilken som helst egnet form, idet oppfinnelsen er spesielt egnet for bruk av krittpigment. Det er fordelaktig å tilsette fyllstoffet i for^_flpku^ lert form, dvs. som en sammensetning hvori fyllstoffet følges i vandig suspensjon av et flokuleringsmiddel som modifiserer tilstanden og i noen tilfeller den effektive partikkelstørrelse av fyllstoffet før sammensetningen innføres til papir-massen. Slik for-flokulert fyllstoffsammensetning har en forbedret evne til å'' flokulere på fibrene.

Oppfinnelsen forklares ytterligere med henvisning til de ved-føyde tegninger hvori: Fig. 1 er et skjematisk strømningsdiagram av den angjeldende del av en konvensjonell papirfremstillingsprosess, og Fig. 2 er et skjematisk strømningsdiagram av den samme del av en slik prosess modifisert i samsvar med oppfinnelsen.

I figurene er det vist en papirmaskin 1 som tilføres masse fra en brystkasse 2 på vanlig måte. Massen er blitt fremstilt som tykk masseblanding i et fremstillingstrinn 30, f.eks. om-fattende en hydropulper, fra vann 31, papirmasse 32 og fyllstoff 41. Harpikslim 81 og aluminiumsulfat 61 innblandes i massen før denne føres til en maskin-toppkasse 33 hvorfra den strømmer etter behov gjennom ledningen 30} til skovlpumpen 6 hvor den tykke masse fortynnes til tynn masse ved tilblanding av bakvann 7. Pumpen 6 avgir den tynne masse gjennom ledningen 69 til renseren 9?hvorfra massen strommer via ledningen 92 til brystkassen 2.

I den konvensjonelle prosess som er vist i figur 1, innfores fyllstoffet ^-1 for toppkassen 33, vanligvis for aluminiumsulfatet hl. Et retensjonshjelpemiddel 10 tilfores vanligvis umiddelbart for brystkassen 2.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er illustrert i

figur 2. Her innfores lim og harpiks 82 og tilstrekkelig aluminiumsulfat 52 til å fiksere limet i eller for topp-

kassen 33. Den tykke masseblanding med limet fiksert på fibreneeved hjelp av aluminiumsulfa tet tilsettes i ledningen 36 syrereaktivt fyllstoff ^-2, foretrukket -for-flokulert krittpigment, slik at virkningen av fyllstoffet på limet nedsettes til et minimum. Den tykke masseblanding fortynnes ved tilblanding av bakvann 7^ som ved fremgangsmåten i henhold til' oppfinnelsen fordelaktig omfatter rester som kan være avledet fra papir inneholdende syrereaktivt beleggings-

pigment eller fyllstoff pigment. Slike fyllstoffer .opptas i prosessen uten vanskelighet. Ytterligere aluminiumsulfat 53 tilsettes til den tynne masseblanding i ledningen 92 så

nær brystkassen 2 som mulig. Retensjonshjelpemidler tilsettes om onsket i dette trinn, som i figur 1.'

Ved ren utforelsesform av oppfinnelsen fremstilles en vandig

suspensjon av cellulosefibre, dvs. cellulosemasse, som allerede kan inneholde fyllstoffer avledet fra fylte eller belagte papir-rester, for tykkernassetrinnet ved en konsistens (ovnstort fast-stoff innhold) fra 0,25 til 6 vektprosent. Massen fores til toppkassen blandet med harpikslim, foretrukket av emulsjons-typen med hoyt fritt harpiksinnhold, tilsatt i en mengde basert på torr masse på opptil 5 vektprosent, mer foretrukket 0,15 til $ vektprosent, og med aluminiumsulfat, foretrukket i vandig losning, i en mengde basert på ovns torr :" masse på fra 0,25 til 10 vektprosent. Aluminiumsulfatet tjener til å inn-stille pH iæmassen for limingen, f.eks. i tilfellet med harpiks-

lim av den kjente "Bumal"-type på omtrent pH 5,5,/^g^fikserej harpiksen på fibrene. Kalsiumkarbonatfyllstoff som f.eks.

en for-flokulert vandig suspensjon av krittpigment, tilsettes kontinuerlig på et senere punkt i stromningssysternet for våt-enden, til massen hvorpå limet er blitt tilstrekkelig fiksert. Slik tilsetning av fyllstoff gjoresfcforetrukket for massen blandes kontinuerlig med bakvann og fores til renserne.

Kalsiumkarbonatet er vanligvis i form av en vandig suspensjon av enkeltpartiklerkeller foretrukket som en suspensjon av flokker eller åglomerater fremstilt slik at de er blitt syre-resistente,f. eks. ss:©m beskrevet i Britiske Patenskrifter 1.353.015, 1 A25.ll1*, 1A97.280 og<1>+9657/7<1>*.

Ved den foretrukne utforelsesform er den andre tilsetning av aluminiumsulfat en kontinuerlig tilsetning av aluminiumsulfat i vandig losning så sent som mulig i våtende- rna ssestrommen, som fremdeles forer til god blanding, dvs. ikke for skovlpumpen men nær brystkassen, i en vektandel basert på ovnstorr masse på fra 0,25 til 7,5$.

På denne måte 'kompenserer flokuleringsvirkningen av aluminiumsulfatet nedbrytingenfavaflokker under massetransporten og innstiller pH til 6,5 til 7,5. Retensjonshjelpemidler, f.eks. polyakrylamider eller kationiske stivelser kan tilsettes umiddelbart for brystkassen om dette onskes.

De folgende éksempler skal illustrere oppfinnelCseni

EKSEMPEL 1

En 10 timers forsoksprosess ble gjennomført på en hoy-hastig-hets papirmaskin for trykkpapir (under bruk av blott vann) medd syre/harpiks-limsystemet og pigmenttilsetning i henhold til oppfinnelsen for å fastslå om den styrke som ble oppnådd med 16% leire-innhold kunne opprettholdes med 21% kritt-fyllstoff under anvendelseeav denne prosess. Krittfy lis tof f et. var( blitfe for££iokulert ved hjelp av en kombinasjon av stivelse/alginat.

Lim-kjemikali^jt^lsatningene vaF' saM^^ erlny

Det gjennomsnittlige krittpigmentinnhold var 21, 8% mens styrken ble opprettholdt, og den såkalte Cobb vannpenetra-sjonsprove (Britisk standard 2.6M+/1955) hadde et gjennomsnitt på 20, som viste at liming var tilfredsstillende oppnådd med et hoyt fyllstoffinnhold.

Ved dette forsok ble limet "Bumal" tilsatt ved maskinens brystkasse, og det forste aluminiumsulfat mellom maskinens brystkasse og toppkassen. Det forrflokulerte krittpigment ble tilsatt for skovleptunpen og den annen mengde av aluminium-sulf at ble tilsatt på nedstromssiden.av renserne.

EKSEMPEL 2

Ved et annet forsok (under anvendelse av hårdt vann) for å oppnå 7% hoyere papirfyllstoffinnhold uten skadelig inn-virkning på maskinens drift eller papiregenskapene, ble limet "Bumal" tilsatt mellom finstoffpumpen og dverg-rafinorene. Det for-flokulerte krittfyllstoff ble tilsatt etter toppkassen og den annen tilsetning av aluminiumsulfat ble fore-tatt til bakvannet ved blåndepumpeinnlopet. Et polyakrylamid-retensjonshjelpemiddel ("Hydracol 852") ble tilsatt etter selekteringsinnretningene under det meste av forsokefe.

Lim-kjemikalietilsetningene var som folger:

Det gjennomsnittlige krittfyllstoffinnhold var 22% og resultatene av de forskjellige styrkeprover (sprengstyrke, bruddstyrke, etc.) var så gode som de normale spesifikasjoner for papir.inneholdende bare 15% fyllstoff. Vann-penetrasjons-prove i henhold til Cobb utgjorde (gjennomsnittlig 18.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av papir hvor tykk masseblanding tilfores til en toppkasse hvorfra den strommer ned til et blandepunkt hvor den fortynnes med papirmaskinbakvannlf lidet den resulterende tynne masse pumpes til en brystkasse på papirma skinen, kr, a rakterisert vveé dt at f orf fremstilling av papir inneholdende syrereaktivt fyllstoff og som er limt ved å anvende harpiks og aluminiumsulfat, tilsettes fyllstoffet til papirmasse som allerede er blitt behandlet med harpikslim og tilstrekkelig aluminiumsulfat for fiksering av limet, og ytterligere aluminiumsulfat innblandes deretter i den fortynnede masse for massen fores ut på papirmaskinen.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakteri sse r t ved at fyllstoffet tilsettes til massen for papiravfall tilsettes til massen.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakteris err t w e d at fyllstoffet ffil&ettes i for-flokulert form. h-. Fremgangsmåte som angitt i krav 3? karakterisert ved at fyllstoffet omfatter kalsiumkarbona t.