Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ получения волокнистого полотна

Классы МПК:D21H17/69 модифицированные, например связыванием с другими составами перед введением в массу или бумагу
D21H17/63 неорганические соединения
D21H17/67 водонерастворимые соединения, например наполнители, пигменты
D21H17/25 целлюлоза
D21H17/00 Неволокнистый материал, вводимый в массу, отличающийся составом; материал для пропитки бумаги, отличающийся составом
D21H21/08 диспергирующие агенты для волокон
D21H11/18 высокогидратированные, набухшие или фибриллируемые волокна
Автор(ы):
Патентообладатель(и):М-РЕАЛ ОИЙ (FI)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-06-21
публикация патента:

Способ касается получения волокнистого полотна, содержащего наполнитель. Согласно данному способу наполнитель вводят в волокнистую массу и формируют из указанной волокнистой массы волокнистое полотно. Затем полотно сушат на бумаго- или картоноделательной машине. Применяемый наполнитель представляет собой композитный материал, содержащий фибриллы целлюлозы или лигноцеллюлозы, на которые осаждены частицы светорассеивающего материала. Согласно настоящему изобретению наполнитель приводят в контакт с диспергантом перед смешиванием с волокнистой массой. Такое техническое решение позволяет значительно улучшить светорассеивающие характеристики бумаги и картона без уменьшения удерживаемости наполнителя. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл.

Рисунки к патенту РФ 2393285

способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285

Настоящее изобретение относится к способу получения волокнистого полотна, содержащего наполнитель, согласно вводной части п.1 формулы изобретения.

Согласно способу, предложенному в настоящем изобретении, в массу, содержащую растительные волокна, добавляют наполнитель, после чего из волокнистой массы получают волокнистое полотно, которое сушат в бумаго- или картоноделательной машине.

Настоящее изобретение относится также к применению согласно п.14 формулы изобретения.

В описании изобретения FI 100729 предложен наполнитель, который используют при производстве бумаги, содержащий пористые агрегаты, образованные частицами карбоната кальция, осажденными на поверхность тонкодисперсного материала. Согласно описанию изобретения особенность этого нового наполнителя заключается в том, что карбонат кальция осаждают на волокна мелких частиц, полученные путем размола целлюлозных волокон и/или волокон механической древесной массы. Распределение по размеру частиц данной фракции в большинстве случаев эквивалентно фракции Р100 при просеивании через проволочное сито. В дальнейшем этот наполнитель называют также "SuperFill" в соответствии с его коммерческим названием.

Согласно указанному описанию патента использование наполнителя позволяет увеличить процентное содержание карбоната кальция в бумаге, при этом граммаж бумаги может быть уменьшен. Представленный продукт обеспечивает существенное преимущество, что видно на примере групп продуктов с относительно высоким процентным содержанием свежеприготовленного наполнителя.

В контексте данного изобретения термин "бумага для графических работ" означает типы бумаги, используемой, например, для изготовления афиш, суперобложек, рекламных плакатов, карт, иллюстрированных книг и в качестве бумаги для архивных документов. Иными словами, указанные типы бумаги используют в тех областях, где гладкость, глянец и качество цвета являются важными характеристиками.

В мелованной бумаге для графических работ содержание пигментов в оборотном бумажном браке является высоким, что ограничивает долю свежеприготовленного наполнителя, в том числе композитных наполнителей, таких как SuperFill. Поэтому в таких случаях способность, например, SuperFill улучшать светорассеивающие свойства бумаги не может быть реализована полностью.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков, присущих известному прототипу, и разработка совершенно нового способа получения бумаги и аналогичных волокнистых продуктов. В частности, задачей настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего получать волокнистые продукты, обладающие хорошими механическими и графическими свойствами. Другой задачей настоящего изобретения является разработка способа увеличения коэффициента рассеивания света для бумаги с низким процентным содержанием свежеприготовленного наполнителя.

Основная концепция настоящего изобретения заключается в том, что равномерность распределения наполнителя повышается при добавлении диспергатора в композитный наполнитель. В этом случае агломерация кристаллов карбоната кальция уменьшается, и, следовательно, рассеивание света увеличивается.

Ранее дисперганты в наполнителях использовали главным образом для повышения перекачиваемости суспензии наполнителя. В литературе упоминается, что диспергант можно применять также для повышения равномерности распределения наполнителя (Weigl, J. and Ritter, E., "Die Bedeutung der Teilchengrösse und - form von Füllerstoffen sowie deren Verteilungen bei der SC-Papierherstellung, Wochenblatt für Papierfabrikation, 1995, no. 17, pages 739-747).

Свойства композитных наполнителей в свою очередь модифицируют путем применения нескольких пигментов. Так, например, в публикации заявки на патент ЕР 0892019 описано осаждение СаСО3 или иного белого пигмента, который является нерастворимым, на мелкие волокна (фибриллы). После этого добавляют еще один пигмент с целью связывания осажденного пигмента с указанным вторым пигментом и мелкими волокнами с образованием композитного пигмента, который связывается с бумагой лучше, чем даже дорогостоящий пигмент (TiO2), взятый в отдельности.

При использовании диспергантов совместно с традиционными наполнителями удерживаемость наполнителя большей частью теряется. Неожиданно было обнаружено, что при проведении процесса согласно способу, предложенному в настоящем изобретении, это явление отсутствует. Причина этого заключается в том, что композитный наполнитель, такой как SuperFill, может удерживаться на бумаге (или на соответствующем волокнистом полотне) даже в диспергированном состоянии. Очевидно, что в этом отношении он существенно отличается от традиционных наполнителей.

Поэтому согласно настоящему изобретению в качестве наполнителя при изготовлении бумаги или картона с целью улучшения светорассеивающих характеристик волокнистого полотна используют композитный наполнитель. Этот наполнитель соединяют с диспергантом перед смешением с волокнистой массой. В частности, волокнистое полотно (например, бумага или картон) согласно настоящему изобретению главным образом характеризуется признаками, указанными в отличительной части п.1 формулы изобретения.

Применение согласно настоящему изобретению в свою очередь характеризуется признаками, указанными в п.14 формулы изобретения.

Настоящее изобретение обладает существенными преимуществами. Так, настоящее изобретение позволяет существенно улучшить светорассеивающие характеристики бумаги и картона без уменьшения удерживаемости наполнителя. Согласно настоящему изобретению возможно получение равномерного распределения наполнителя во всех трех направлениях, тогда как использование дисперганта в растворе, как описано выше (где обсуждалось применение наполнителя в виде частиц), приводит главным образом к улучшению распределения частиц в направлении z.

Настоящее изобретение обеспечивает улучшение светорассеивающих характеристик в особенности таких сортов бумаги, в которых процентное содержание наполнителя, в особенности свежеприготовленного наполнителя, является относительно низким. К числу таких продуктов, помимо прочего, относится вышеуказанная бумага для графических работ: афишная бумага, суперобложки, а также бумага и картон, применяемые для изготовления рекламных объявлений, картографическая бумага, бумага для иллюстрированных книг и архивных документов.

Далее приведено более подробное описание настоящего изобретения при помощи прилагаемого чертежа и подробного пояснения.

На чертеже приведена гистограмма коэффициента рассеяния света для образцов бумаги, которые содержат три различных наполнителя.

В способе согласно настоящему изобретению волокнистое полотно, содержащее наполнитель, получают, например, в бумаго- или картоноделательной машине по известному способу. Ниже процесс получения описан более подробно.

Наполнитель в волокнистом полотне представляет собой композитный материал, содержащий фибриллы целлюлозы или лигноцеллюлозы, на которые осаждают частицы светорассеивающего материала. Для улучшения светорассеивающих характеристик волокнистого полотна наполнитель соединяют с диспергантом перед смешением с волокнистой массой. При этом по меньшей мере основная часть дисперганта связывается с частицами наполнителя.

Количество дисперганта изменяется в зависимости от конкретно применяемого дисперганта и частиц материала. Для определения верхнего предельного количества добавляемого дисперганта на практике можно использовать следующий способ: готовят водную дисперсию минеральных частиц (без фибрилльных матриц), а затем в указанную дисперсию добавляют диспергант. При этом верхнее предельное количество добавляемого дисперганта представляет собой то же количество, которое обеспечивает минимальную вязкость суспензии. В общем случае график зависимости вязкости от количества дисперганта имеет U-образную форму, при этом согласно настоящему изобретению количество добавляемого дисперганта выбирают соответствующим нижней точке U-образной кривой.

Применяемый диспергант может представлять собой традиционный анионный полимер, такой как анионный полиакрилат, например, анионный полиакрилат натрия, или полифосфат. Полиакрилаты натрия поступают на рынок под названием Fennodispo А40 и А41 (поставщик Kemira Oyj), где А означает акрилат, а 40 и 41 соответственно указывают его процентное содержание в водном растворе. Другим соответствующим продуктом является Dispex N40, который тоже представляет собой полиакрилат натрия, поставляемый Ciba Specialty Chemicals. Также можно использовать аминоспирты.

Количество вышеуказанных материалов, которое должно быть добавлено, составляет примерно от 0,05 до 1% мас. по отношению к массе сухого волокнистого полотна. В общем случае подходящее количество вышеуказанных материалов, которое необходимо добавить, составляет примерно от 0,08 до 0,5% мас., в частности, примерно от 0,1 до 0,35% мас., наиболее предпочтительно примерно от 0,1 до 0,3% мас. Указанные пределы относятся, в частности, к анионному полиакрилату, в особенности к анионному полиакрилату натрия.

Настоящее изобретение особенно пригодно для волокнистого полотна с малым или средним содержанием наполнителя. Обычно общее процентное содержание наполнителя составляет максимально примерно 25% мас., в частности, максимально примерно 20% мас., предпочтительно, максимально примерно 15% мас., по отношению к массе сухого полотна. Минимальное процентное содержание составляет примерно 0,1% мас. Наиболее подходящее количество сырья наполнителя, содержащего композитный наполнитель, составляет примерно от 0,1 до 15, предпочтительно примерно от 0,5 до 12% мас. в расчете на сухое полотно.

Наполнитель, применяемый согласно настоящему изобретению, изготавливают главным образом из фибрилл, полученных из химической массы. В данном случае химическая масса означает массу, подвергнутую химической варке с целью делигнификации целлюлозных волокон. Согласно одному предпочтительному варианту реализации изобретения фибриллы получают путем размола массы, полученной сульфатным способом или иным щелочным способом. Настоящее изобретение позволяет модифицировать не только химическую массу, но также и фибриллы, полученные из химико-механической или механической массы.

Обычно средняя толщина целлюлозных или лигноцеллюлозных волокон составляет менее 5 мкм, как правило менее 1 мкм. Фибриллы обладают одной или обеими следующими характеристиками:

а) они соответствуют фракции, которая проходит через сито 50 (или предпочтительно 100) меш, и

б) их средняя толщина составляет от 0,01 до 10 мкм (предпочтительно не более 5 мкм, более предпочтительно не более 1 мкм), а их средняя длина составляет от 10 до 1500 мкм.

Исходный материал фибрилл, т.е. целлюлозные или другие мелкие частицы с волокнистой структурой, подвергают измельчению путем размола в рафинере. В случае необходимости целевая фракция может быть отделена при помощи сита, однако сортировка мелких частиц требуется не всегда. Подходящими фракциями фибрилл являются фракции Р50-Р400. Предпочтительно используют рафинеры с рифлеными лопастями.

Светорассеивающие частицы наполнителя являются неорганическими или органическими солями, которые могут быть получены из соответствующих исходных материалов путем осаждения в водном промежуточном агенте. К таким соединениям относятся карбонат кальция, оксалат кальция, сульфат кальция, сульфат бария и их смеси. Частицы материала осаждают на волокна. Количество неорганической соли по отношению к количеству фибрилл составляет примерно от 0,0001 до 95% мас., предпочтительно - примерно от 0,1 до 90% мас., наиболее предпочтительно - примерно от 60 до 80% мас., в расчете на наполнитель и примерно от 0,1 до 80% мас., предпочтительно - примерно от 0,5 до 50% мас., в расчете на бумагу.

Далее приведено описание настоящего изобретения применительно к продукту согласно описанию патента FI 100729. Однако очевидно, что настоящее изобретение может применяться к другим вышеуказанным продуктам путем внесения необходимых изменений в исходные материалы светорассеивающего пигмента.

Наполнитель получают осаждением минерального пигмента на поверхность фибрилл мелких частиц, которые получают из целлюлозного волокна и/или волокна механической древесной массы. Осаждение, например карбоната кальция, можно произвести следующим образом: водный раствор гидроксида кальция, который может содержать твердый гидроксид кальция, и соединение, которое содержит ионы карбоната и по меньшей мере частично растворено в воде, подают в водную массу фибрилл. При этом в водную фазу можно вводить также углекислый газ. В присутствии гидроксида кальция этот углекислый газ образует карбонат кальция. Образуются шаровидные агрегаты кристаллов карбоната кальция, которые удерживаются вместе с помощью фибрилл, т.е. миниатюрных волокон, при этом частицы карбоната кальция осаждены и прикреплены к этим тонким волокнам. Вместе с карбонатом кальция тонкие волокна образуют нити с бусинами, которые напоминают связку жемчужных ожерелий. Соотношение между эффективным объемом и массой агрегатов в воде (водной массе) очень велико по сравнению с соответствующим соотношением для карбоната кальция, который применяют в качестве традиционного наполнителя. Термин "эффективный объем" означает здесь объем, который требуется для пигмента.

Диаметр частиц карбоната кальция в агрегатах составляет примерно от 0,1 до 5 мкм, обычно - примерно от 0,2 до 3 мкм. Размер частиц, как правило, соответствует фракциям Р50 (или Р100)-Р400 при просеивании через проволочное сито. По меньшей мере 80%, предпочтительно даже 90% осажденных частиц светорассеивающего пигмента в наполнителе присоединены к фибриллам.

Согласно настоящему изобретению коэффициент заполнения частицами пигмента составляет по меньшей мере 60% мас. (по отношению к массе наполнителя), предпочтительно - 70% мас. или более, но менее 85% мас. При нахождении указанного коэффициента в этих пределах обеспечивается надлежащее обезвоживание в бумаго- или картоноделательной машине, а также постоянная воздухопроницаемость волокнистого полотна.

Композитный наполнитель модифицируют при помощи дисперганта перед подачей в бумаго- или картоноделательную машину. Модификацию можно произвести путем простого смешивания предварительно установленного количества дисперганта с наполнителем в смесительном резервуаре, при этом во время смешивания диспергант может адсорбироваться или иным образом связываться по меньшей мере с минеральными частицами наполнителя. Время смешивания, как правило, составляет примерно от 1 минуты до 24 часов, наиболее предпочтительно - примерно от 5 минут до 10 часов. Смешивание обычно проводят при относительно высоком процентном содержании сухого вещества, при этом указанное процентное содержание можно даже увеличивать путем добавления дисперганта. Обычно процентное содержание сухого вещества составляет примерно от 40 до 80% мас.

Кроме смесительных резервуаров могут использоваться также смесители непрерывного действия, где смешивание суспензии наполнителя и дисперганта происходит в трубопроводах, внутри которых могут быть установлены статические смесители.

Масса дисперганта, добавляемая в дисперсию наполнителя, обычно составляющая по меньшей мере 80% мас., предпочтительно по меньшей мере 90% мас., связывается с наполнителем достаточно хорошо, чтобы по существу не отделяться от него в напорном ящике. В напорном ящике остатки несвязанного дисперганта легко могут связываться, например, с частицами наполнителей, которые могут содержаться в оборотной воде короткого или длинного контура, поступающей из бумаго- или картоноделательной машины в напорный ящик. При диспергировании традиционного наполнителя удерживаемость такого наполнителя существенно уменьшается.

Затем часть дисперганта, оставшуюся несвязанной, предпочтительно возвращают обратно в фазу отмучивания композитного наполнителя, чтобы с максимально возможной эффективностью связать этот диспергант с таким же наполнителем.

Диспергированный композитный наполнитель подают в волокнистую массу и смешивают с ней. При этом волокнистое сырье для бумажной или картонной массы вначале доводят до соответствующей консистенции известным по сути способом (обычно до содержания твердой фазы примерно от 0,1 до 1%). Вышеуказанный наполнитель, обычно в количестве от 1 до 25% мас. по отношению к массе волокна в волокнистой, добавляют в волокнистую массу; добавление наиболее предпочтительно осуществляется в напорном ящике бумаго- или картоноделательной машины. На практике, по меньшей мере при производстве мелованных сортов бумаги и картона, содержание пигмента в оборотном бумажном браке так велико, что количество наполнителя должно быть ограничено до менее 15% мас. по отношению к массе сухого волокна, поступающего в напорный ящик. Процентное содержание композитного наполнителя в общем количестве наполнителя в полотне составляет по меньшей мере 20% мас., предпочтительно по меньшей мере 30% мас., более предпочтительно по меньшей мере 40% мас., особенно предпочтительно по меньшей мере 50% мас. Более предпочтительно от 75 до 100% наполнителя составляет композитный наполнитель.

На бумаго- или картоноделательной машине волокнистую массу подвергают формованию с образованием бумажного или картонного полотна. Затем полотно подают с секции прессования в секцию сушки, где оно сушится согласно известному способу. Высушенное полотно может быть меловано и дополнительно подвергнуто последующей обработке, например, с помощью каландрирования.

Также может быть получен многослойный продукт, содержащий наполнитель согласно настоящему изобретению главным образом в поверхностных слоях продукта. Такие продукты могут быть получены в соответствии со способом получения многослойного полотна. Подходящие решения для подачи древесной массы приведены, например, в описании патента FI 105118 и в опубликованной заявке на патент ЕР 824157. Многоуровневый напорный ящик наиболее предпочтительно используют совместно с двухсеточным формующим устройством (gap former). В таком устройстве тонкий слой массы, формируемый выпускной щелью напорного ящика, подают в зазор между двумя сетками, при этом вода удаляется из массы через сетки в двух различных направлениях. Использование двухсеточного формующего устройства позволяет формировать локальные образования мелких частиц на поверхностях слоя, обеспечивая дугообразное распределение частиц наполнителя, напоминающее по форме улыбку. При использовании многоуровневого напорного ящика совместно с двухсеточным формующим устройством заданную многослойную структуру получают путем простой послойной подачи массы для изготовления бумаги или картона между сетками, как описано выше. Такой способ можно использовать также для получения продуктов, в которых толщина слоев меньше, чем толщина слоев, достигаемая согласно традиционным способам получения многослойных структур.

На бумажный или картонный продукт, полученный согласно настоящему изобретению, может быть нанесено покрытие, или же указанный продукт может выпускаться без покрытия.

Покрытие может быть однослойным или двухслойным. Таким образом, пасты для получения покрытия могут представлять собой пасты для выработки однослойного покрытия или пасты для грунтования и пасты для получения поверхностного слоя покрытия. Возможно также нанесение трехслойного покрытия. Как правило, краситель в покрытии согласно настоящему изобретению содержит от 10 до 100 мас. частей по меньшей мере одного пигмента или смеси пигментов, от 0,1 до 30 мас. частей по меньшей мере одного связующего и от 1 до 10 мас. частей других известных добавок. Примеры таких пигментов включают осажденный карбонат кальция, молотый карбонат кальция, сульфат кальция, оксалат кальция, силикат алюминия, каолин (водный силикат алюминия), гидроксид алюминия, силикат магния, тальк (водный силикат магния), диоксид титана и сульфат бария, а также их смеси. Также могут использоваться синтетические пигменты. Из пигментов, указанных выше, основными пигментами являются каолин, карбонат кальция, осажденный карбонат кальция и гипс, которые в совокупности составляют более 50% сухих твердых веществ в смеси для получения покрытия. Обожженный каолин, диоксид титана, сатинит, гидроксид алюминия, алюмосиликат натрия и пластичные пигменты являются дополнительными пигментами, и их суммарное содержание составляет менее 25% от содержания сухих твердых веществ в указанной смеси. Из специальных пигментов следует упомянуть каолины и карбонаты особого качества, а также сульфат бария и оксид цинка.

Смесь для получения покрытия может быть нанесена на материал полотна известными способами. Способ мелования бумаги и/или картона согласно настоящему изобретению может быть реализован при помощи традиционных устройств для нанесения покрытия, т.е. с помощью шаберного мелования, нанесения пленочного покрытия или поверхностного распыления (струйное нанесение покрытия).

При нанесении покрытия по меньшей мере на одну поверхность бумажного полотна, предпочтительно на обе поверхности, получают слой покрытия, граммаж которого составляет от 5 до 30 г/м 2. Сторона, на которую покрытие не нанесено, может быть обработана, например, при помощи поверхностного проклеивания.

После этого продукты могут быть дополнительно каландрированы на отдельном оборудовании в автономном режиме. Разумеется, каладрирование может также производиться непосредственно на бумагоделательной машине (в последовательном режиме).

Настоящее изобретение позволяет получать рулонные материалы, которые содержат целлюлозу и лигноцеллюлозу и обладают превосходными печатными свойствами, хорошей гладкостью, а также высокой непрозрачностью и степенью белизны. Термин "материал, содержащий целлюлозу", используемый в данном описании, в общем случае относится к бумаге, картону или иному соответствующему материалу, содержащему целлюлозу, которую получают из лигноцеллюлозного сырья, в частности из древесины или из однолетних или многолетних растений. Указанный материал может содержать или не содержать древесину и может быть получен из механической, химической или химико-механической массы. Целлюлоза и механическая масса может быть отбеленной или неотбеленной. Указанный материал может содержать также вторичные волокна, в частности бумажную или картонную макулатуру. Граммаж полотна, получаемого из такого материала, обычно может составлять от 35 до 500 г/м2, в частности, примерно от 50 до 450 г/м 2.

Как правило, граммаж бумаги-основы составляет от 20 до 250 г/м2, предпочтительно от 30 до 80 г/м 2. При нанесении на бумагу-основу данного типа с граммажем примерно от 50 до 70 г/м2 покрытия в количестве от 2 до 20 г/м2/сторона и каландровании бумаги получают продукт, имеющий граммаж от 50 до 110 г/м2, степень белизны по меньшей мере 90% и степень непрозрачности по меньшей мере 90%.

Настоящее изобретении далее иллюстрируется с помощью следующих неограничительных примеров. Результаты измерений характеристик бумаги в примерах получены следующими стандартными способами:

текстура поверхности: SCAN-P76:95

стойкость к действию воздуха: SCAN-M8, Р19

Пример 1

Улучшение коэффициентов светорассеяния при использовании диспергированных наполнителей измеряли, используя сырье, в котором отношение между содержанием целлюлозы из лиственной древесины и целлюлозы из хвойной древесины составляло 70/30 (таблица 1), а углы измельчения - 22,2 стерадиана (лиственная древесина) и 25,3 стерадиана (хвойная древесина).

Таблица 1
Основное сырьеЦеллюлоза Содержание
Коротковолокнистая массаСмешанная лиственная целлюлоза70%
Длинноволокнистая массаХвойная целлюлоза 30%

Долю дисперганта (в виде процентного содержания пигментов) определяли, измеряя вязкость дисперии наполнителя РСС, как функцию содержания дисперганта (таблица 2). Диапазон подходящих содержаний дисперганта определяли на основании минимального значения вязкости. При этом содержание карбоната кальция составляло 0,10, 0,15 и 0,20 частей.

Поскольку содержание в суспензии твердого материала является очень низким, при проведении такого рода измерений не всегда представляется возможным зафиксировать изменения вязкости. Поэтому проводили также измерения концентрированного коммерчески доступного наполнителя РСС, имеющего такую же кристаллическую структуру, как и SuperFill. При проведении измерений с надлежащей точностью оптимальное рабочее содержание дисперганта предположительно является тем же, независимо от состава суспензии. Материалы адсорбируются главным образом на карбонате кальция, а не на мелких частицах бумажной массы.

Измерения вязкости проводили, используя шпиндель № 2 при скорости вращения 100 об/мин в течение 15 секунд для предотвращения седиментации SuperFill.

Таблица 2
способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 Температура способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285
Содержание°С BF (мпаскаль-секунда
SuperFill без дисперганта- 20 ~130
SuperFill с А400,10 20~124
способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 0,15 20 ~117
способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 0,20 20 ~110
Albacar LO без дисперганта -20 ~131
Albacar с А400,10 20~39
способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 0,15 20 ~26
способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 0,20 20 ~27

Выбранное содержание составило 0,2 части (карбоната кальция) дисперганта (Fennodispo F40 производства компании Kemira), который добавляли в наполнитель SuperFill.

Пример 2

При измерении коэффициента рассеяния света (таблица 3) использовали подходящее количество дисперганта. В качестве удерживающих агентов использовали РАС и анионный полиакриламид для РСС. Содержание применяемых удерживающих агентов во всех случаях было сведено к минимуму.

Таблица 3
Опыт № 44способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 Лист № 1 23 45 67 8
СОДЕРЖАНИЕ Химикат/лист способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285
Крахмал сырьяC*BOND 35845% 0,500,50 0,500,50 0,500,50 0,500,50
Наполнитель 1 ALBACAR LO способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 10,0 0,20 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285
Наполнитель 2SUPERFILL Ref.способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 10,0 0,20 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285
Наполнитель 3SUPERFILL с А40способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 10,0 0,20 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285
АгентРАС 18 способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 0,25 0,25 0,250,25 0,250,25 0,250,25
удержания PERCOL НС 4000 (анионный) способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285 0,04 0,04 0,020,02 0,020,02 0,020,02

В процессе проведения измерений использовали следующие корректировки (таблица 4).

способ получения волокнистого полотна, патент № 2393285

Достоинства, которые обеспечивает настоящее изобретение, иллюстрирует прилагаемый чертеж. На чертеже коэффициенты рассеяния света для бумаги интерполированы применительно к одной и той же величине индекса прочности (39 Нм/г) для диспергированного SuperFill, для того же SuperFill без дисперсии и для поставляемого на рынок РСС (Albacar LO), который имеет соответствующее распределение частиц по размерам.

Содержание наполнителя составляло примерно 11%, а соотношение между содержанием целлюлозы из лиственной древесины и целлюлозы из хвойной древесины, как указано выше, составляло 70/30, при этом углы измельчения составляли 22,2 стерадиана (лиственная древесина) и 25,3 стерадиана (хвойная древесина).

Как показано на чертеже, диспергирование SuperFill существенно улучшает коэффициент рассеяния света по сравнению с тем же наполнителем SuperFill без его диспергирования. Диспергирование оказывает существенное влияние, в особенности при низком и среднем содержании наполнителя.

Продукты подвергли дополнительным анализам и установили, что другие свойства бумаги (плотность, прочность, непрозрачность и степень белизны) остались хорошими независимо от изменения технологических параметров.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения волокнистого полотна, содержащего наполнитель, включающий

смешивание наполнителя с волокнистой массой и

получение волокнистого полотна из волокнистой массы, содержащей наполнитель, и сушку указанного полотна на бумаго- или картоноделательной машине, причем

в качестве наполнителя используют композитный материал, содержащий фибриллы целлюлозы или лигноцеллюлозы, на которые осаждены частицы светорассеивающего материала, характеризующийся тем, что

для улучшения светорассеивающих свойств волокнистого полотна указанный наполнитель приводят в контакт с диспергантом перед смешиванием с волокнистой массой.

2. Способ по п.1, в котором верхнее предельное количество добавляемого дисперганта представляет собой процентное содержание дисперганта, которое соответствует минимальной вязкости водной суспензии, образованной указанным диспергантом и минеральными частицами наполнителя.

3. Способ по п.1 или 2, в котором используемый диспергант представляет собой анионный полиакрилат или полифосфат.

4. Способ по п.3, в котором используемый диспергант представляет собой анионный полиакрилат, при этом содержание указанного дисперганта составляет примерно от 0,05 до 0,3 мас.%, по отношению к массе сухого волокнистого полотна.

5. Способ по любому из пп.1 и 2 или 4, в котором максимальное содержание указанного наполнителя в полученном волокнистом полотне составляет примерно 15 мас.% по отношению к массе сухого полотна.

6. Способ по любому из пп.1 и 2 или 4, в котором указанный наполнитель содержит фибриллы целлюлозы или лигноцеллюлозы, которые получают из растительных волокон путем размола и рассева, при этом толщина указанных волокон составляет менее 5 мкм.

7. Способ по п.6, в котором частицы указанного светорассеивающего материала осаждают на фибриллы, при этом указанные фибриллы обладают по меньшей мере одной из следующих характеристик:

размер фибрилл соответствует фракции, проходящей через сито 50 меш, и средняя толщина фибрилл составляет от 0,1 до 10 мкм, а средняя длина - от 10 до 1500 мкм.

8. Способ по п.6, в котором частицы указанного светорассеивающего материала представляют собой неорганические соли, которые могут быть получены из соответствующих исходных материалов путем осаждения в водном промежуточном агенте.

9. Способ по п.8, в котором частицы указанного светорассеивающего материала представляют собой карбонат кальция, оксалат кальция, сульфат кальция, сульфат бария или их смеси.

10. Способ по любому из пп.1 и 2, 4, 7 или 9, в котором содержание неорганических солей составляет от 75 до 85 мас.% по отношению к массе наполнителя.

11. Способ по любому из пп.1 и 2, 4, 7 или 9, в котором в полученном волокнистом материале по меньшей мере основная часть дисперганта связана с частицами материала наполнителя.

12. Способ по любому из пп.1 и 2, 4, 7 или 9, в котором наполнитель, подаваемый в массу в качестве исходного ингредиента, содержит, по существу, только композитный материал на основе фибрилл.

13. Способ по любому из пп.1 и 2, 4, 7 или 9, в котором полученное волокнистое полотно содержит не только композитный материал, но также и частицы наполнителя, поступающие с оборотной водой.

14. Применение дисперганта для улучшения светорассеивающих свойств волокнистого полотна, содержащего наполнитель, который, в свою очередь, содержит фибриллы целлюлозы или лигноцеллюлозы и светорассеивающие минеральные частицы, осажденные на фибриллы, при этом по меньшей мере основная часть указанного дисперганта связана с минеральными частицами наполнителя, где верхнее предельное количество добавляемого дисперганта представляет собой процентное содержание дисперганта, которое соответствует минимальной вязкости водной суспензии, образованной указанным диспергантом и минеральными частицами наполнителя.

15. Применение по п.14, где в качестве дисперганта используют анионный полиакрилат или полифосфат.

16. Применение по п.15, где в качестве дисперганта используют указанный анионный полиакрилат, при этом содержание указанного анионного полиакрилата составляет примерно от 0,05 до 0,3 мас.% по отношению к массе сухого волокнистого полотна.

17. Применение по любому из пп.14-16, где максимальное содержание наполнителя в полученном волокнистом полотне составляет примерно 15 мас.% по отношению к массе сухого полотна.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2393285

patent-2393285.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс D21H17/69 модифицированные, например связыванием с другими составами перед введением в массу или бумагу

Патенты РФ в классе D21H17/69:
способ получения композитного материала -  патент 2504609 (20.01.2014)
способ получения бумажной массы -  патент 2499094 (20.11.2013)
способ производства материалов из карбоната кальция с улучшенными адсорбционными свойствами поверхности частиц -  патент 2499016 (20.11.2013)
пористый волокнистый продукт с повышенной прочностью -  патент 2494184 (27.09.2013)
частица пигмента из диоксида титана с плотным легированным слоем диоксида кремния (sio2) (варианты), способ получения частиц с плотным легированным слоем sio2 (варианты) и способ изготовления красок, лаков и бумаги с использованием названных частиц и исходный материал при изготовлении бумаги или покрытия на основе названных частиц -  патент 2487150 (10.07.2013)
пигмент на основе диоксида титана (варианты), способ получения покрытых пигментов, способы изготовления декоративной бумаги и материалов покрытия, декоративная бумага, декоративный материал покрытия и ламинат -  патент 2480498 (27.04.2013)
регулируемая предварительная флокуляция наполнителя с применением двойной полимерной системы -  патент 2471033 (27.12.2012)
композиция наполнителя -  патент 2445416 (20.03.2012)
биологически активный листовой волокнистый материал -  патент 2443823 (27.02.2012)
пигмент на основе диоксида титана, способы получения пигмента на основе диоксида титана и пигмент, полученный одним из этих способов, декоративная бумага, способ изготовления декоративной бумаги, способ изготовления декоративных материалов покрытий и декоративные материалы покрытий -  патент 2443737 (27.02.2012)

Класс D21H17/63 неорганические соединения

Патенты РФ в классе D21H17/63:
состав, содержащий катионный трехвалентный металл и разрыхлитель, и способы их изготовления и использования для улучшения качества рыхлой целлюлозы -  патент 2520433 (27.06.2014)
картон с малой объемной плотностью -  патент 2490387 (20.08.2013)
композиция наполнителя -  патент 2445416 (20.03.2012)
способ контроля микробного заражения, полученные минеральные суспензии и их применение -  патент 2429021 (20.09.2011)
бумага-основа для изготовления материалов для формирования декоративного покрытия -  патент 2422574 (27.06.2011)
улучшенные составы и способы для производства бумаги -  патент 2419700 (27.05.2011)
суспензии обработанного латексом наполнителя для использования в бумажном производстве -  патент 2415986 (10.04.2011)
декоративная бумага-основа с повышенной непрозрачностью -  патент 2273686 (10.04.2006)
применение карбоната кальция в кислой водной среде -  патент 2179607 (20.02.2002)
абсорбирующий материал и способ его изготовления -  патент 2141546 (20.11.1999)

Класс D21H17/67 водонерастворимые соединения, например наполнители, пигменты

Патенты РФ в классе D21H17/67:
способ получения карбоната кальция с подвергнутой реакционной обработке поверхностью, использующий слабую кислоту, конечные продукты и их применение -  патент 2520452 (27.06.2014)
применение полиэтилениминов как добавки в водных суспензиях материалов, включающих карбонат кальция -  патент 2519459 (10.06.2014)
способ получения карбоната кальция с подвергнутой реакционной обработке поверхностью и его применение -  патент 2519037 (10.06.2014)
композиции карбоната кальция и пигментов для бумажных составов, посредством которых снижают степень пробивания оттиска -  патент 2499859 (27.11.2013)
способ изготовления водных суспензий минеральных материалов или высушенных минеральных материалов, получаемые продукты, а также их применение -  патент 2494127 (27.09.2013)
картон с малой объемной плотностью -  патент 2490387 (20.08.2013)
осажденный кальциево-карбонатный пигмент, особенно применимый в качестве покрытия для бумаги, предназначенной для краскоструйного печатания -  патент 2486219 (27.06.2013)
органические волокна с минерализированной поверхностью -  патент 2480549 (27.04.2013)
бумажные основы с повышенной проклейкой поверхности и низкой проклейкой полотна, обладающие высокой стабильностью размеров -  патент 2449070 (27.04.2012)
гипсовый продукт и способ его получения -  патент 2448906 (27.04.2012)

Класс D21H17/25 целлюлоза

Класс D21H17/00 Неволокнистый материал, вводимый в массу, отличающийся составом; материал для пропитки бумаги, отличающийся составом

Патенты РФ в классе D21H17/00:
тонкодисперсные, содержащие крахмал дисперсии полимеров, способ их получения и их применение в качестве средств проклейки при изготовлении бумаги -  патент 2523533 (20.07.2014)
способ обработки бумаги с поверхности -  патент 2522612 (20.07.2014)
гетерогенная смесь полимеров и способ увеличения содержания наполнителя в листе бумаги или картона с ее использованием (варианты) -  патент 2521590 (27.06.2014)
способ получения карбоната кальция с подвергнутой реакционной обработке поверхностью, использующий слабую кислоту, конечные продукты и их применение -  патент 2520452 (27.06.2014)
состав, содержащий катионный трехвалентный металл и разрыхлитель, и способы их изготовления и использования для улучшения качества рыхлой целлюлозы -  патент 2520433 (27.06.2014)
применение полиэтилениминов как добавки в водных суспензиях материалов, включающих карбонат кальция -  патент 2519459 (10.06.2014)
способ получения карбоната кальция с подвергнутой реакционной обработке поверхностью и его применение -  патент 2519037 (10.06.2014)
регистрирующий лист с улучшенным качеством печати при низких уровнях добавок -  патент 2517511 (27.05.2014)
композиция для проклейки бумаги -  патент 2511385 (10.04.2014)
дезинфицирующая влажная салфетка -  патент 2510988 (10.04.2014)

Класс D21H21/08 диспергирующие агенты для волокон

Класс D21H11/18 высокогидратированные, набухшие или фибриллируемые волокна


Наверх