KR20000070779A - Lumen loading of mineral filler into cellulose fibers for papermaking - Google Patents
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Abstract
본 발명은 목재 펄프 섬유의 관강 내부에 무기충전제 입자를 도입하고 유지시키는 방법에 관한 것이다. 충전제는 고농도의 펄프 슬러리와 혼합되고 전체 충전제의 일부는 관강으로 확산된다. 부하된 섬유는 섬유보다 충전제에 큰 친화성을 나타내는 화학적 응결제로 처리된다. 동일한 충전제 부하 레벨에서, 본 발명의 관강 부하에 의해 제조된 종이는 종래 방법에 의해 제조된 종이에 비해 우수한 기계적 성질을 나타낸다.The present invention relates to a method for introducing and maintaining inorganic filler particles into the lumen of wood pulp fibers. The filler is mixed with a high concentration of pulp slurry and a portion of the total filler diffuses into the lumen. The loaded fiber is treated with a chemical coagulant which shows greater affinity for the filler than the fiber. At the same filler loading level, paper produced by the lumen load of the present invention exhibits superior mechanical properties compared to paper produced by conventional methods.
Description
나무, 짚, 대나무, 대마, 사탕수수, 사이잘삼, 아마, 면, 황마, 및 모시와 같은 섬유성 원료 물질은 제지에 사용될 수 있다. 이러한 물질 등의 섬유 분리는 펄프화라고 불려 진다. 제지에 사용되는 분리된 섬유는 펄프라고 불려진다. 용이하게 다량으로 구할 수 있다는 사실 때문에 종이는 주로 나무 펄프 섬유와 불용성 입자인 무기충전제로 구성된다. 대부분의 충전제는 섬유보다 싸고 제지공정 중에 비용을 절감하기 위해 부가된다. 충전제는 또한, 종이에 명도와 불투명도와 같은 광학적 성질이나, 부피와 빳빳함 등의 기계적 성질을 부여하기 위해서 부가된다. 카올린 점토, 석회, 활석, 이산화티탄, 침전 탄산칼슘(PCC) 및 천연 탄산칼슘(GCC)을 포함하는 탄산칼슘 등이 제지공정에서 무기 충전제로 일반적으로 사용된다.Fibrous raw materials such as wood, straw, bamboo, hemp, sugar cane, sisal, flax, cotton, jute, and ramie can be used in papermaking. Fiber separation of such materials is called pulping. The separated fibers used in papermaking are called pulp. Due to the fact that it is readily available in large quantities, paper is mainly composed of wood pulp fibers and inorganic fillers, insoluble particles. Most fillers are cheaper than fibers and added to reduce costs during the papermaking process. Fillers are also added to impart optical properties such as brightness and opacity to the paper, or mechanical properties such as volume and roughness. Kaolin clay, lime, talc, titanium dioxide, calcium carbonate including precipitated calcium carbonate (PCC) and natural calcium carbonate (GCC) and the like are commonly used as inorganic fillers in the papermaking process.
침전 탄산칼슘(PCC)은 지난 10년간 바람직한 무기 충전제로 널리 사용되어 왔다. PCC의 선택은 제지공정의 성공을 위한 주요한 인자의 하나로 작용해왔다. 예를 들어, PCC는 다양한 입자크기와 결정 모양 또는 형태로 제조될 수 있다. PCC는 일반적으로 높은 명도를 나타내 높은 시트 명도를 갖게 한다. 몇몇 PCC 형태는 , 양면이 인쇄되는 시트에 바람직한, 시트의 불투명도를 향상시키는데 특히 효과적이다. 다른 PCC 형태는 시트의 빳빳함과 관계가 있는 시트 두께를 조절하는데 효과적이다. PCC는 또한, 제지공정 중에 시트를 물리적으로 처리하기 위한 공압 장치의 성능에 영향을 주는 시트의 공극성에도 작용을 한다. 그 외에도 제지에 PCC를 사용하는 여러 가지 이점들이 있다.Precipitated calcium carbonate (PCC) has been widely used as a preferred inorganic filler for the last decade. The choice of PCC has been one of the major factors for the success of the papermaking process. For example, PCC can be prepared in various particle sizes and crystal shapes or forms. PCC generally exhibits high brightness resulting in high sheet brightness. Some PCC forms are particularly effective in enhancing the opacity of the sheet, which is desirable for sheets that are printed on both sides. Other PCC types are effective at controlling sheet thickness that is related to the strength of the sheet. PCC also acts on the porosity of the sheet, which affects the performance of the pneumatic device for physically treating the sheet during the papermaking process. There are many other advantages to using PCC in papermaking.
제지 원료비는 일반적으로 충전지(充塡紙)에서 무기 충전제의 양을 증가시키는 것만큼 감소하게 된다. 그러므로, 종이 중의 무기충전제의 양을 최대화하는 것이 제지 업자의 주된 목표이다. 명도, 투명도와 같은 충전지의 광학적 성질도 충전제의 양을 증가시키는데 따라 향상된다. 그러나, 이러한 이점은 무기충전제 양의 증가에 따라 일반적으로 발생하는 기계적 강도의 감소에 의해 상쇄되어 버린다. 종이의 기계적 강도는 인접 펄프 섬유 사이의 결합에 의해 생기게 된다. 충전제는 펄프 섬유로 분산되어 인접 섬유 사이의 결합을 방해하는 것이다. 충전제의 양이 증가할수록 섬유 사이의 결합력은 약해져 시트의 강도가 저하된다.Paper stock costs are generally reduced by increasing the amount of inorganic filler in the rechargeable battery. Therefore, maximizing the amount of inorganic fillers in paper is a major goal of paper makers. The optical properties of the rechargeable battery, such as brightness and transparency, are also improved by increasing the amount of filler. However, this advantage is offset by a decrease in mechanical strength which generally occurs with increasing amounts of inorganic fillers. The mechanical strength of the paper is created by the bonding between adjacent pulp fibers. Fillers are those that disperse into pulp fibers and interfere with bonding between adjacent fibers. As the amount of filler increases, the bonding strength between the fibers weakens and the strength of the sheet decreases.
충전제 부하량의 증가에 따른 강도 저하 문제를 해결하기 위한 몇가지 방법들이 제안되어 왔었다. 이러한 기술들의 일부는 일반적으로 지연 보조제로 이용되는 제제를 사용하여 충전제 표면을 화학적으로 변성시키는 것을 포함하고 있다. 이들은 일반적으로 응집 메카니즘을 통해 작용하는 합성 고분자이다. 가장 일반적인 것은 폴리아민과 폴리아크릴아미드이다.Several methods have been proposed to solve the problem of strength deterioration with increasing filler loading. Some of these techniques involve chemically modifying the filler surface using agents that are generally used as delay aids. These are generally synthetic polymers that work through a coagulation mechanism. The most common are polyamines and polyacrylamides.
보조적 결합제 또한 충전제가 부하된 종이의 강도 향상을 위한 수단으로 공지되어 있다. 이들 결합제는 천연 또는 합성 고분자 물질로 건조 종이의 기계적 강도 향상을 위해 제지 기계의 단부에 부가된다. 이러한 물질을 일반적으로 옥수수, 타피오카, 감자, 및 밀과 같은 여러 가지 식물의 전분이거나, 개아카시아콩 또는 구아 씨의 검이다. 그러한 검 및 전분은 사용하기 전에 팽윤되도록 미리 익히거나 수화시킨다. 검 및 전분은 또한 종이의 사이징을 향상시키기 위한 표면 코팅제로도 사용된다.Auxiliary binders are also known as means for improving the strength of paper loaded with filler. These binders are natural or synthetic polymeric materials and are added to the end of the paper machine to improve the mechanical strength of the dry paper. Such materials are generally starches of various plants, such as corn, tapioca, potatoes, and wheat, or gums of dog acacia beans or guar seeds. Such gums and starches are precooked or hydrated to swell before use. Gum and starch are also used as surface coatings to improve the sizing of paper.
충전지의 강도 향상을 위한 다른 수단은 소위 관강 부하를 통한 것이다. 이것은 충전제를 직접 펄프 섬유의 중공부(관강)에 넣는 것이다. 펄프 섬유의 관강 내부에 위치한 충전제는 섬유간 결합을 방해하지 않으므로, 충전지의 기계적 강도에 부정적인 영향을 덜 주게 되는 것이다. 관강 부하는 간단한 기계적 혼합에 의해 행해질 수 있다. 그러나, 단지 충전제로 이동하게 되면 이들 역시 밖으로 확산되어 나오게 된다. 공지 기술을 이용한 관강 부하에서 충전제의 확산은 제지 업자들의 지속적인 문젯거리가 되어 왔다.Another means for improving the strength of rechargeable batteries is through so-called lumen loads. This is to place the filler directly into the hollow portion (tubal cavity) of the pulp fibers. The filler located inside the lumen of the pulp fibers does not interfere with the interfiber bonds, thus less negatively affecting the mechanical strength of the filler. The lumen load can be done by simple mechanical mixing. However, if they only move to fillers, they too will diffuse out. The diffusion of fillers in lumen loads using known techniques has been a constant problem for papermakers.
따라서, 본 발명의 목적은 종이에서 무기물의 양을 증가시키는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 무기충전제의 양을 증가시켜 동일한 질의 종이를 얻는데 필요한 펄프 양을 감소시킴으로서 제지공정의 비용을 절감하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 종이에서 충전제의 양을 증가시켜 제지기 상에서 시트 형성 과정 중에 배수되는 물과 함께 소위 "흰 물"로 손실되는 충전제를 실질적으로 줄이는 것이다. 본 발명의 궁극적인 목적은 기계적 및/또는 광학적 성질에 결함이 없는 충전지를 제조하는 것이다.Therefore, it is an object of the present invention to increase the amount of minerals in paper. Another object of the present invention is to reduce the cost of the papermaking process by increasing the amount of inorganic filler to reduce the amount of pulp needed to obtain paper of the same quality. It is another object of the present invention to increase the amount of filler in the paper to substantially reduce the filler lost to the so-called "white water" along with the water drained during the sheet forming process on the paper machine. The ultimate object of the present invention is to produce rechargeable batteries free of defects in mechanical and / or optical properties.
미국 특허 제 5,223,990호에는 셀룰로즈 섬유성 물질 존재 하에 수산화 칼슘을 이산화탄소와 반응시키는 것에 의해 탄산칼슘을 셀룰로즈 섬유에 부하시키는 것에 대해 게시하고 있다.U.S. Patent No. 5,223,990 discloses loading calcium carbonate onto cellulose fibers by reacting calcium hydroxide with carbon dioxide in the presence of cellulose fibrous material.
미국 특허 제 5,096,539호는 섬유의 세포벽에 침전된 불용성 침전물로 구성된 충전제로 충전지를 제조하는 공정을 게시하고 있다.U. S. Patent No. 5,096, 539 discloses a process for making rechargeable batteries with fillers consisting of insoluble precipitate deposited on the cell walls of the fibers.
미국 특허 제 4,510,020 호는 모든 충전제가 셀룰로즈 섬유의 관강 내에 존재하는 충전지를 제조하는 공정을 게시하고 있다.U. S. Patent No. 4,510, 020 discloses a process for making rechargeable batteries in which all fillers are present in the lumen of cellulose fibers.
본 발명은, 관강 내부에 충전제를 분산시키고 관강 내부에서 충전제를 결합시키기 위해 화학 응결제를 부가하는 것을 특징으로 하는 무기충전제로 충전된 종이의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 무기충전제로 충전된 종이에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법을 사용하는 것에 의해, 제지공정의 희석, 고전단 조건하에서도 관강 내부에 충전제가 유지된다.The present invention provides a method for preparing paper filled with an inorganic filler and an inorganic filler prepared by the method, which comprises adding a chemical coagulant to disperse the filler in the lumen and to bind the filler in the lumen. It's about paper. By using the manufacturing method of this invention, a filler is hold | maintained inside a lumen even under the dilution and high shear condition of a papermaking process.
도1 은 일반제지공정에서 관강부하를 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing the lumen load in the general papermaking process.
본 발명은 섬유의 관강 내부에 충전제를 응결시키기 위해 화학 첨가제를 사용하는 것을 특징으로 하는 제지공정에서 너무 펄프 섬유에 무기충전제를 부가하는 방법을 제공한다. 충전제는 제지공정의 희석, 고전단 조건하에서도 관강 내부에 유지된다. 본 발명은 또한 증가된 충전제 부하와 바람직한 광학적 성질을 가지면서도 기계적 강도와 같은 물리적 성질을 유지하는 제품을 제공한다.The present invention provides a method for adding an inorganic filler to pulp fibers in a papermaking process, wherein the chemical additive is used to solidify the filler inside the lumen of the fiber. The filler is retained inside the lumen even under the dilution and high shear conditions of the papermaking process. The invention also provides an article having increased filler loading and desirable optical properties while maintaining physical properties such as mechanical strength.
본 발명은 충전제를 펄프 섬유의 관강에 부하하여 충전지를 제조하는 방법을 제공한다. 충전제는 제지공정에서 펄프 농도가 1.0 내지 5중량%가 되는 시점에 부가된다. 충전제 부가시점의 말미에 화학 응결제를 부가하는 것에 의해, 충전제가 고정되고 제지공정 중에 관광 내에 잔류하게 된다. 임의로, 최종 종이 제품의 충전제 함량을 조절하기 위해, 충전제를 다시 더 부가할 수도 있다. 본 발명의 방법에 의해, 충전제는 펄프 섬유의 관강 내에 부하되고 제지공정 중에 충전제의 이탈을 일으키는 유출력으로부터 보호받게 된다. 본 발명의 방법에 따라, 펄프 섬유, 충전제, 및 응결제를 제지공정 중에 펄프 농도가 펄프 농도가 1.0 내지 5중량%가 되는 시점에서 혼합 또는 교반하는 것에 의해 충전제가 펄프 섬유의 관강에 부하된다. 제지기에 이송하기 전에 충전제/펄프 섬유 혼합물을 0.3 내지 1.0%, 바람직하게는 0.5%로 희석한다.The present invention provides a method of making a rechargeable battery by loading the filler into the lumen of pulp fibers. The filler is added at a time when the pulp concentration is 1.0-5% by weight in the papermaking process. By adding a chemical coagulant at the end of the filler addition, the filler is fixed and remains in the tour during the papermaking process. Optionally, further fillers may be added again to control the filler content of the final paper product. By the method of the present invention, the filler is loaded into the lumen of the pulp fibers and protected from oil output which causes the filler to escape during the papermaking process. According to the method of the present invention, the filler is loaded into the lumen of the pulp fibers by mixing or stirring the pulp fibers, the filler, and the coagulant at the time when the pulp concentration becomes 1.0 to 5% by weight during the papermaking process. The filler / pulp fiber mixture is diluted to 0.3-1.0%, preferably 0.5% before delivery to the paper machine.
본 발명의 방법의 특징은 제지 섬유의 구조에 있다. 종이의 강도는 제지에 사용되어 제지 공정 중에 서로 결합하는 펄프의 섬유에 달려있다. 가장 광범위하게 사용되는 섬유는 목재 섬유이고, 펄프화하는 경우 현미경으로 관찰하면 대부분이 균일한 길이를 가지고 끝이 막혀있는 중공 튜브로 되어 있다. 섬유의 길이를 따라, 섬유 벽은 중앙 동공(관강)을 외부 섬유에 연결하는 작은 구멍에 의해 뚫려져 있다. 관강 부하라 불리우는, 관강 내부에 무기충전제를 삽입하는 과정은 제지 섬유에 광범위하게 적용 가능하다.The feature of the process of the invention lies in the structure of the papermaking fibers. The strength of the paper depends on the fibers of the pulp that are used in papermaking to bond to each other during the papermaking process. The most widely used fibers are wood fibers, which, when pulped, are mostly hollow tubes with a uniform length and closed ends. Along the length of the fiber, the fiber wall is drilled by a small hole that connects the central pupil (lumen) to the outer fiber. The process of inserting an inorganic filler into the lumen, called the lumen load, is widely applicable to papermaking fibers.
본 발명의 방법은 일반적인 펄프화 및 표백공정에 의해 여러 종류의 목재로부터 얻어지는 섬유 상에 행해질 수 있다. 섬유는 경질목재 섬유, 연질목재 섬유 또는 경빌 및 연질 목재 섬유의 혼합물일수 있다. 그러나, 충전제를 관강에 최대로 부하하기 위해서는, 펄프 섬유는 절대로 건조되지 않은 형태로 본 발명의 방법에 사용되어야 한다. 펄프 섬유의 건조는 관강의 많은 부분을 훼손시켜 충전제의 접근을 어렵게 하기 때문이다. 건조 펄프 섬유를 다시 슬러리화하는 것도 본 발명의 장점을 완전하게 살릴 수는 없으나, 이러한 제한을 충분히 이해한다면 사용은 가능하다.The process of the present invention can be done on fibers obtained from various types of wood by common pulping and bleaching processes. The fibers may be hardwood fibers, softwood fibers or a mixture of light bill and soft wood fibers. However, in order to fully load the filler into the lumen, the pulp fibers must be used in the process of the invention in a form that is never dried. This is because drying of pulp fibers damages many parts of the lumen, making access of fillers difficult. Slurrying the dry pulp fibers also does not fully exploit the advantages of the present invention, but may be used with full understanding of these limitations.
펄프 섬유 슬러리의 농도는 슬러리 전체 중량을 기준으로 1 내지 5%이다. 본 발명의 바람직한 예에서, 펄프 섬유 슬러리의 농도는 슬러리 전체 중량을 기준으로 2 내지 4%이다.The concentration of pulp fiber slurry is 1 to 5% based on the total weight of the slurry. In a preferred embodiment of the invention, the concentration of pulp fiber slurry is 2 to 4% based on the total weight of the slurry.
카올린 점토, 석회석, 활석, 이산화티탄, 알루미나, 실리카, 침점된 탄산칼슘, 및 천연 탄산칼슘이 종이 제품의 충전제로 일반적으로 사용된다. 충전제는 불용성 고체, 대개 광물인 미세 입자로 구성되어 있다. 높은 표면적과 때로는 높은 굴절율에 의해, 충전제는 종이의 불투명도, 명도 등의 광학적 성질을 향상시킨다. 무기 충전지의 향상된 광학적 성질은 종이 원료에 충전제를 부가하는 일차적인 목적이며, 다른 이점, 예를 들어 개선된 촉감, 인쇄성, 내구성이 부여될 수 있다.Kaolin clay, limestone, talc, titanium dioxide, alumina, silica, precipitated calcium carbonate, and natural calcium carbonate are commonly used as fillers for paper products. The filler consists of fine particles, which are insoluble solids, usually minerals. By high surface area and sometimes high refractive index, fillers improve optical properties such as paper opacity, brightness, and the like. The improved optical properties of the inorganic fillers are the primary purpose of adding fillers to the paper stock and can be endowed with other advantages, for example improved touch, printability and durability.
카올린 점토, 석회석, 활석, 이산화티탄, 알루미나, 실리카, 침전 탄산칼슘, 및 천연 탄산칼슘 등이 본 발명의 방법에 사용될 수 있지만, 바람직한 충전제는 침전 탄산칼슘(PCC)이다. PCC는 0.5내지 2.5㎛의 평균 입경을 갖는다. 본 발명의 바람직한 예에서, PCC의 평균 입경은 0.7내지 1.4㎛이다. PCC의 형태는 사방정계, 또는 사면체 형태이다. 다른 충전제, 예를 들면 극히 미세한 천연 석회석도 본 발명의 방법에 사용할 수 있다.Kaolin clay, limestone, talc, titanium dioxide, alumina, silica, precipitated calcium carbonate, natural calcium carbonate and the like can be used in the process of the present invention, but the preferred filler is precipitated calcium carbonate (PCC). PCC has an average particle diameter of 0.5 to 2.5 mu m. In a preferred embodiment of the present invention, the average particle diameter of PCC is 0.7 to 1.4 mu m. PCC forms are tetragonal or tetrahedral. Other fillers, such as extremely fine natural limestone, can also be used in the process of the invention.
본 발명의 일례에 따라, 공지의 기계수단에 의해 무기충전제의 수성 슬러리가 목재 펄프 섬유의 수성 슬러리에 혼합된다. 관강의 부하를 위해, 펄프는 최대한의 관강 부하의 장점을 얻도록 건조되지 않은 상태일수 있다. 충전제는 수성 슬러리로서 관강에 부가되어 펄프 섬유와 혼합 후의 충전제 고체가 전체 고체 중량을 기준으로 5 내지 80중량%가 된다. 본 발명의 바람직한 예에서, 충전제 고체는 전체 고체 중량을 기준으로 20 내지 40%를 차지하게 된다.According to one example of the present invention, an aqueous slurry of inorganic filler is mixed into an aqueous slurry of wood pulp fibers by known mechanical means. For lumen loading, the pulp may be undried to obtain the benefits of maximal lumen loading. The filler is added to the lumen as an aqueous slurry so that the filler solids after mixing with the pulp fibers are from 5 to 80% by weight, based on the total solid weight. In a preferred embodiment of the invention, the filler solids comprise 20 to 40% by weight of the total solids.
충전제 및 섬유 성분은 관강에 최대한 부하가 되기에 충분한 시간동안 교반, 혼합된다. 최대한의 부하를 얻기 위해서는 최소 5분 이상의 교반이 필요하다. 혼합 시간이 짧아질수록 최대의 관강 부하의 장점을 살리지 못하게 된다. 본 발명의 바람직한 예에서, 교반 또는 혼합시간은 10분 내지 30분이다. 교반시간의 상한선은 없으나, 경제성과 실용성을 고려한 시간이다. 섬유와 충전제 성분이 함께 혼합되는 시간동안 몇몇 충전제는 섬유의 관강 내에서 분산된다. 이것은 기계적인 확산에 의해 일어난다.The filler and fiber components are stirred and mixed for a time sufficient to place the maximum load on the lumen. A minimum of 5 minutes of agitation is required to achieve maximum load. The shorter mixing time results in less benefit from the maximum lumen loading. In a preferred embodiment of the present invention, the stirring or mixing time is 10 minutes to 30 minutes. There is no upper limit to the stirring time, but it is time considering economics and practicality. During the time the fiber and filler components are mixed together, some fillers are dispersed in the lumen of the fiber. This is caused by mechanical diffusion.
몇 인자는 섬유 관강에 실제 부하되는 충전제의 레벨에 중요한 영향을 끼친다. 그러한 인자 중의 하나는 무기충전제의 평균 입경이다. 큰 입경을 가진 충전제보다 작은 평균 입경을 가진 충전제가 보다 쉽게 관강으로 확산된다. 또한, 두 성분이 혼합됐을 때의 섬유와 충전제의 상대적인 농도도 관강 부하가 일어나는 정도에 영향을 미친다. 마지막으로, 섬유와 충전제가 혼합되는 시간이 관강 부하가 얼마나 일어나느냐에 영향을 주게 된다.Several factors have a significant effect on the level of filler actually loaded into the fiber lumen. One such factor is the average particle diameter of the inorganic filler. Fillers with smaller average particle diameters diffuse into the lumen more easily than fillers with larger particle diameters. In addition, the relative concentrations of fiber and filler when the two components are mixed also affect the degree of lumen loading. Finally, the time the fibers and fillers mix affects the lumen loading.
본 발명에 따라, 관강에 확산되는 충전제의 양은 일반적으로, 충전제와 섬유 의 결합 중량의 0.5 내지 10% , 바람직하게는 3 내지 6%이다.According to the invention, the amount of filler diffused into the lumen is generally from 0.5 to 10%, preferably from 3 to 6% of the combined weight of filler and fiber.
본 발명의 관강 부하 과정에서는 필수적인 다른 성분은 펄프 섬유와 충전제 성분이 혼합된 후 그 혼합물에 부가되는 화학 응결제이다. 응결제는 섬유 관강 내에 머무르는 충전제를 제지 공정 중에 관강 밖으로 확산이 방지되기에 충분한 크기로 응집시키는 역할을 한다. 이 응결제는 또한 관강 밖의 충전제도 응집시킨다. 응집체의 형성은 충전제 입자가 섬유간 결합을 방해하는 경향을 감소시켜 충전제를 관강의 내부 및 외부에 고정시켜서 제지 공정 동안 충전제의 이탈을 방지한다.Another component that is essential in the lumen loading process of the present invention is a chemical coagulant which is added to the mixture after the pulp fibers and filler components are mixed. The coagulant serves to agglomerate the filler that remains in the fiber lumen to a size sufficient to prevent diffusion out of the lumen during the papermaking process. This coagulant also aggregates the fillers outside the lumen. The formation of agglomerates reduces the tendency of the filler particles to interfere with the interfiber bonds to fix the filler inside and outside the lumen, thereby preventing the filler from leaving during the papermaking process.
화학 응결제는 전분으로 불리어지는, 식물의 글루코즈 중합체로부터 선택될 수 있다. 그러한 전분은 옥수수, 타피오카, 감자 및 밀로부터 얻는다. 본 발명의 제품에 화학 응결제로 사용하기 전에 전분은, 용해 및 팽윤을 촉진시키기 위해, 제조자의 추천에 일치하는 방법으로, 익혀진다. 관강 내부 및 외부 양쪽에서의 응집은 최대의 관강 부하를 가져오므로 이 점은 본 발명에서 매우 중요하다.The chemical coagulant may be selected from the glucose polymer of the plant, called starch. Such starch is obtained from corn, tapioca, potatoes and wheat. Prior to use as a chemical coagulant in the product of the present invention, starch is cooked in a manner consistent with the manufacturer's recommendation to promote dissolution and swelling. This is very important in the present invention because the agglomeration at both inside and outside the lumen results in maximum lumen loading.
전분은 천연상태로 사용하거나 여러 가지 기술을 이용하여 화학적으로 변형하여 사용할 수 있다. 화학적 변형은 전분을 양이온성, 음이온성 또는 양쪽성이 되게 한다. 본 발명의 제조방법 및 제품의 제조에서, 전분은 바람직하게는 양쪽성 왁스형 옥수수 전분이다.Starch can be used in its natural state or chemically modified using various techniques. Chemical modifications make the starch cationic, anionic or amphoteric. In the preparation of the method and the product of the invention, the starch is preferably amphoteric waxy corn starch.
관강 부하된 충전제를 응결시키는 데 다른 화학제제도 사용될 수 있다. 응결제는 목재 펄프 섬유보다 PCC에 강한 친화성을 나타내는 물질에서 선택된다. 화학적 친화성은 배치 칼로리 측정 기술을 이용하여 측정된다. 화학 제제가 무기물 표면에 접촉할 때, 화학 제제의 흡착은 두 물질 사이의 충분한 친화력이 있을 때만 무기물 표면에서 일어난다. 응결제와 무기충전제 사이의 상호작용의 크기를 측정하고, 이와 별도로, 목재 펄프와 화학적으로 유사한 미세결정성 셀룰로즈와 응결제 사이의 상호작용의 크기를 측정한다.Other chemical agents may also be used to condense the lumen loaded filler. Coagulants are selected from materials that exhibit a stronger affinity for PCC than wood pulp fibers. Chemical affinity is measured using batch calorimetry techniques. When the chemical agent contacts the mineral surface, adsorption of the chemical agent occurs only at the inorganic surface when there is sufficient affinity between the two substances. The magnitude of the interaction between the coagulant and the inorganic filler is measured and, separately, the magnitude of the interaction between the microcrystalline cellulose and the coagulant chemically similar to wood pulp.
본 발명의 바람직한 예에서, 칼로리로 나타내어진, 응결제-무기물 상호작용의 크기는, 적어도 응결제-셀룰로즈 상호작용의 크기보다는 크다. 보다 바람직하게는, 응결제-무기물 상호작용의 크기는, 응결제-셀룰로즈 상호작용의 크기보다 505 이상 크다. 가장 바람직한 것은 응결제-셀룰로즈 상호작용의 크기가 0인 것이다. 다른 관강 부하에 비해 본 발명의 장점은 건조 단계의 필요 없이 섬유 관강의 외부로 충전제의 확산을 방지하는 수단을 제공한다는 것이다. 이것은 에너지 비용의 감소를 가져오고 제지업자의 이익을 향상시키게 된다.In a preferred embodiment of the invention, the magnitude of the coagulant-inorganic interaction, expressed in calories, is at least greater than the size of the coagulant-cellulose interaction. More preferably, the size of the coagulant-inorganic interaction is at least 505 greater than the size of the coagulant-cellulose interaction. Most preferred is that the size of the coagulant-cellulose interaction is zero. An advantage of the present invention over other lumen loads is that it provides a means to prevent the diffusion of filler out of the fiber lumen without the need for a drying step. This results in a reduction in energy costs and improves the profits of the papermaker.
본 발명의 다른 예에서, 충전제와 응결제는 슬러리화되고, 바람직하게는 10 내지 30 분간 혼합된 후, 목재 펄프 섬유의 수성 슬러리에 부가된다.In another example of the invention, the filler and the coagulant are slurried, preferably mixed for 10-30 minutes, and then added to an aqueous slurry of wood pulp fibers.
도 1은 본 발명의 공정이 일반적인 제지공정에서 어떻게 사용될 수 있는가를 나타낸 것이다. 충전제 부가는 충전제가 블렌드 체스트의 원료에 부가되고 다시 헤드 박스에 부가되는 것으로 분리하여 행해진다. 두 부가 시점 사이의, 첫 부가 이후에, 응결제가 에비 혼합된 섬유 충전제 조성물에 부가되어 섬유 관강 내외부에 존재하는 충전제를 고정시키게 된다.1 shows how the process of the present invention can be used in a general papermaking process. Filler addition is done separately by adding the filler to the raw material of the blend chest and back to the head box. Between the two addition time points, after the first addition, a coagulant is added to the eb mixed fiber filler composition to fix the filler present in and out of the fiber lumen.
하기의 실시예를 사용하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것에 불과하며, 특허청구범위에 기술된 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.The present invention is explained in more detail using the following examples. The following examples are merely for illustrating the present invention, but do not limit the scope of the invention described in the claims.
실시예Example
하기 실시예에서, 고농도의 목재 펄프 섬유 슬러리에 무기충전제를 부가하는 것을 포함하는 하나 이상의 공정이 기술된다. 충전제와 섬유가 혼합된 후, 응결제가 부가되어 섬유 관강으로 확산된 충전제 입자가 응집되고 관강 밖으로 확산되지 않게 된다. 응결제는 셀룰로즈 섬유보다 충전제에 화학적 친화성이 더 큰 화학물질로부터 선택된다. 화학적 친화성은 배치 칼로리 측정 기술을 이용하여 정량한다. 혹은, 무기충전제와 응결제를 혼합한 후 고농도의 목재 펄프 섬유 슬러리에 부가한다. 생성되는 혼합물은 높은 충전제 부하 레벨에서 우수한 기계적 성질을 나타내는 종이를 형성한다.In the examples below, one or more processes are described that include adding an inorganic filler to a high concentration of wood pulp fiber slurry. After the filler and the fiber are mixed, a coagulant is added so that the filler particles diffused into the fiber lumen are agglomerated and do not diffuse out of the lumen. The coagulant is selected from chemicals that have a higher chemical affinity for the filler than the cellulose fibers. Chemical affinity is quantified using batch calorimetry techniques. Alternatively, the inorganic filler and the coagulant are mixed and then added to a high concentration wood pulp fiber slurry. The resulting mixture forms paper that exhibits good mechanical properties at high filler loading levels.
실시예 1Example 1
4리터 유리 반응기에 5중량% 농도(고체)의 비건조 경질목재 펄프 200㎖를 넣었다. 펄프를 큰 평날개를 갖는 교반기로 300rpm으로 교반하였다. 20중량% 고체 함량을 갖는 사방정계 탄산칼슘 슬러리를 전체 고체 함량 중 탄산칼슘이 40중량%가 되도록 부가하였다. 탄산칼슘/펄프 수성 슬러리를 30분간 더 교반하였다. 양쪽성 왁스형 옥수수 전분(National Starch Corporation의 CATO 225)를 200℉에서 30분간 익힌 다음 1중량% 고체함량으로 탄산칼슘/펄프 수성 슬러리에 부가하였다. 전분의 양은 건조 탄산칼슘을 기준으로 4.0중량%이다. 탄산칼슘/펄프/전분 수성 슬러리를 30분간 교반하였다. 혼합물을 포맥스(Formax) 장치를 사용하여 스테인레스 스틸 와이어 상의 제지 시트로 만들었다. 시트의 기본 중량은 170g/㎡였다. 시트를 25psi압력으로 펠트 사이에 가압하고 드럼 건조기로 265℃에서 건조하였다. 건조된 시트는 탄산칼슘을 함유한 상용 경질목재 건조 랩을 나타내었고, 바람직한 비율의 연질목재 건조 랩과 결합시켰다. 경질목재 건조 랩의 탄산칼슘 %를 측정하여 건조 경질 목재의 양을 정확하게 결정하였다. 360g의 경질목재(경질목재 건조 랩으로부터) 및 24리터의 물을 혼합하여 Valley Beater에서 360 카나다 표준 자유도(CSF)로 교반하여 경질목재 함유 시트를 정제하였다. 360g의 미처리된 연질목재 펄프 및 24리터의 물을 혼합하여 혼합물을 제조하였다. Valley Beater에서 400 CSF로 혼합하여 혼합물을 정제하였다. 정제된 경질목재와 정제된 연질목재를 경질목재가 60% 연질 목재 405 비율로 혼합하였다. 혼합물에 물을 부가하여 건조 펄프 기준으로 고체 함량을 0.3중량%로 조절하였다.200 ml of undried hardwood pulp at a concentration of 5% by weight (solid) was placed in a 4 liter glass reactor. The pulp was stirred at 300 rpm with a stirrer with large flat wings. A tetragonal calcium carbonate slurry having a 20 wt% solids content was added so that the calcium carbonate in the total solids content was 40 wt%. The calcium carbonate / pulp aqueous slurry was further stirred for 30 minutes. Amphoteric waxy corn starch (CATO 225 from National Starch Corporation) was cooked at 200 ° F. for 30 minutes and then added to the calcium carbonate / pulp aqueous slurry at 1% by weight solids. The amount of starch is 4.0% by weight based on dry calcium carbonate. The aqueous calcium carbonate / pulp / starch slurry was stirred for 30 minutes. The mixture was made into a paper sheet on stainless steel wire using a Formax apparatus. The basis weight of the sheet was 170 g / m 2. The sheet was pressed between the felts at 25 psi pressure and dried at 265 ° C. with a drum dryer. The dried sheet exhibited a commercial hardwood dry wrap containing calcium carbonate and was combined with the preferred ratio of softwood dry wrap. The amount of dry hardwood was accurately determined by measuring the percent calcium carbonate in the hardwood dry wrap. Hardwood-containing sheets were purified by mixing 360 g of hardwood (from a hardwood drying wrap) and 24 liters of water and stirring at Valley Beater with 360 Canadian standard degrees of freedom (CSF). A mixture was prepared by mixing 360 g of untreated softwood pulp and 24 liters of water. The mixture was purified by mixing at 400 Beats in Valley Beater. Refined hardwood and refined softwood were mixed at a ratio of 405 to 60% softwood. Water was added to the mixture to adjust the solids content to 0.3% by weight on a dry pulp basis.
증류수 중의 pH 7에서 400CSF로 교반된 40% 표백 연질목재 펄프와 (관강 내에 탄산칼슘을 함유하는) 60% 경질목재 원료로부터 포맥스 시트 제조기를 사용하여 핸드시트(60g/㎡)를 제조하였다. 펄프 농도는 0.3%였다. Alleid Colloids사의 Percol이라는 상품명의 지연 보조제(고분자량의 양이온성 폴리아크릴아미드)를 0.05%(1파운드/종이 1톤) 양으로 펄프 원료에 부가하였다. 합성 사이징제(알킬 케켄 이합체)를 0.25%(5파운드/종이 1톤)의 양으로 펄프 원료에 부가하였다. 혼합물을 포맥스 장치를 사용하여 스테인레스 스틸 와이어 상에서 종이 시트로 제조하였다. 시트를 25psi압력으로 펠트 사이에 가압하고 드럼 건조기로 265℃에서 건조하였다. 시트는 상대 습도 50%와 23℃에서 시험되었다.A handsheet (60 g / m 2) was prepared from a 40% bleached softwood pulp stirred at 400CSF in distilled water and a 60% hardwood feedstock (containing calcium carbonate in the lumen) using a Formax sheet maker. Pulp concentration was 0.3%. A delaying adjuvant (high molecular weight cationic polyacrylamide) under the trade name Percol of Alleid Colloids was added to the pulp stock in an amount of 0.05% (1 lb / 1 ton paper). A synthetic sizing agent (alkyl keken dimer) was added to the pulp feed in an amount of 0.25% (5 pounds / 1 ton paper). The mixture was made into a paper sheet on stainless steel wire using a Formax apparatus. The sheet was pressed between the felts at 25 psi pressure and dried at 265 ° C. with a drum dryer. The sheets were tested at 50% relative humidity and 23 ° C.
종이 강도는 파열길이(TAPPI 시험 방법 T-494 OM-88) 및 Scott Bond(TAPPI 시험 방법 UM403)으로 측정하였다. 종이의 명도는 TAPPI 시험 방법 T452-OM92로, 불투명도는 TAPPI 시험 방법 T425-OM91(60.5g/㎡ 기초중량으로 수정)으로 측정하였다.Paper strength was measured by rupture length (TAPPI test method T-494 OM-88) and Scott Bond (TAPPI test method UM403). The brightness of the paper was measured by TAPPI test method T452-OM92, and the opacity was measured by TAPPI test method T425-OM91 (corrected to 60.5 g / m 2 basis weight).
본 발명에 의해 관강에 탄산칼슘을 함유한 종이의 강도가 대조군(관강 부하는 아니지만 종래의 방법으로 동일한 양의 충전제를 부하한 것)의 종이보다 우수하였다.According to the present invention, the strength of the paper containing calcium carbonate in the lumen was superior to that of the control (no lumen load but loaded with the same amount of filler by conventional methods).
실시예 2Example 2
270g의 경질목재 펄프와 90g의 연질목재 펄프(75% 경질목재/25% 연질목재)를 24리터의 물과 Valley Beater에서 400 CSF로 정제하였다. 펄프 농도는 1.5%였다. 펄프를 100메쉬 채를 통과시켜 선별하여 물을 제거함으로써 펼프의 농도를 3.8%로 올렸다. 펄프 정제수는 나중에 사용하기 위해 별도로 보관하였다.270 g of hardwood pulp and 90 g of softwood pulp (75% hardwood / 25% softwood) were purified to 24 CSl and 400 CSF in Valley Beater. Pulp concentration was 1.5%. The pulp was passed through 100 mesh bags and screened to remove water, raising the concentration of the lump to 3.8%. Pulp purified water was stored separately for later use.
4리터 유리 반응기에 상기 3.8% 농도의 펄프 1000㎖를 넣었다. 펄프를 큰 평날개를 갖는 교반기로 300rpm으로 교반하였다. 20중량% 고체 함량을 갖는 사방정계 탄산칼슘 슬러리를 전체 고체 함량 중 탄산칼슘이 15중량%가 되도록 경질목재/연질목재 펄프에 부가하였다. 탄산칼슘/펄프 수성 슬러리를 10분간 더 교반하였다. 양이온성 감자 전분(A.E Staley Manufacturing Company의 STA-LOK)를 200℉에서 30분간 익힌 다음 1중량% 고체함량으로 탄산칼슘/펄프 수성 슬러리에 부가하였다. 전분의 양은 건조 탄산칼슘을 기준으로 4.0중량%이다. 탄산칼슘/펄프/전분 수성 슬러리를 10분간 교반하였다. 혼합물을 1622㎖의 펄프 정제수와 혼합하여 선별과정에서 제거된 모든 미세물질이 다시 도입되도록 하였다. 혼합물을 다시 9500㎖의 물로 희석하여 최종 농도는 약 0.3%로 조절하였다.1000 ml of the pulp at the concentration of 3.8% was placed in a 4 liter glass reactor. The pulp was stirred at 300 rpm with a stirrer with large flat wings. A tetragonal calcium carbonate slurry having a 20 wt% solids content was added to the hardwood / soft wood pulp so that the calcium carbonate was 15 wt% of the total solids content. The calcium carbonate / pulp aqueous slurry was further stirred for 10 minutes. Cationic potato starch (STA-LOK from A.E Staley Manufacturing Company) was cooked at 200 ° F. for 30 minutes and then added to the calcium carbonate / pulp aqueous slurry at 1% by weight solids. The amount of starch is 4.0% by weight based on dry calcium carbonate. The aqueous calcium carbonate / pulp / starch slurry was stirred for 10 minutes. The mixture was mixed with 1622 mL of pulp purified water to introduce all the fines removed during the screening process again. The mixture was again diluted with 9500 mL of water to adjust the final concentration to about 0.3%.
탄산칼슘을 함유하는 상기 경질목재/연질목재 펄프와 관강 내에 탄산칼슘이 부하되지 않은 경질목재/연질목재 펄프로부터 종이 핸드시트를 제조하였다. 핸드시트를 제조하여 실시에 1에 기재된 바와 같이 시험하였다. 핸드시트의 액체 투과를 시험하기 위해 Hercules Size Test(HST)도 하였다. 이 시험은 Hercules Sizing Tester Model KA 또는 KC를 사용하여 TAPPI 시험방법 T-530 PM-89(1989년 개정)로 수행하였다.Paper handsheets were prepared from the hardwood / softwood pulp containing calcium carbonate and hardwood / softwood pulp without calcium carbonate loaded in the lumen. Handsheets were prepared and tested as described in Example 1. Hercules Size Test (HST) was also used to test the liquid permeation of the handsheet. This test was performed with TAPPI Test Method T-530 PM-89 (revised 1989) using Hercules Sizing Tester Model KA or KC.
본 발명에 의해 관강에 탄산칼슘을 함유한 종이의 강도, 즉 파열 길이 및 Scott Bond, 가 대조군(관강 부하는 아니지만 종래의 방법으로 동일한 양의 충전제를 부하한 것)의 종이보다 우수하였다. 관강 부하된 탄산칼슘을 함유한 종이는 또한 개선된 사이징을 나타내었다.According to the present invention, the strength of the paper containing calcium carbonate in the lumen, i.e., the rupture length and Scott Bond, was superior to the paper of the control (no lumen load but the same amount of filler loaded by conventional methods). Paper containing lumen loaded calcium carbonate also showed improved sizing.
본 발명의 관강 부하에 의해 제조된 종이는 종래 방법에 의해 제조된 종이에 비해 우수한 기계적 성질을 나타낸다.Paper produced by the lumen load of the present invention exhibits superior mechanical properties compared to paper produced by conventional methods.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110050737A (en) * | 2008-09-09 | 2011-05-16 | 옴야 디벨로프먼트 아게 | Compositions of calcium carbonates/pigments for paper formulations, showing print through reduction |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6423183B1 (en) | 1997-12-24 | 2002-07-23 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Paper products and a method for applying a dye to cellulosic fibers |
| EP1068391A1 (en) | 1998-03-23 | 2001-01-17 | Pulp and Paper Research Institute of Canada | Method for producing pulp and paper with calcium carbonate filler |
| CA2282211C (en) * | 1998-10-16 | 2007-01-09 | Grain Processing Corporation | Process for preparing a paper web |
| US6749721B2 (en) | 2000-12-22 | 2004-06-15 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Process for incorporating poorly substantive paper modifying agents into a paper sheet via wet end addition |
| US7749356B2 (en) | 2001-03-07 | 2010-07-06 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method for using water insoluble chemical additives with pulp and products made by said method |
| DE10113998A1 (en) * | 2001-03-22 | 2002-09-26 | Voith Paper Patent Gmbh | Method for loading fibers contained in a fiber suspension with an auxiliary |
| DE10120526A1 (en) * | 2001-04-26 | 2002-10-31 | Voith Paper Patent Gmbh | Process for the production of pulp |
| WO2005033403A1 (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-14 | Imerys Pigments, Inc. | Preparation of a composition comprising an alkaline earth metal oxide and a substrate having a reduced amount of grit |
| US7670459B2 (en) | 2004-12-29 | 2010-03-02 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Soft and durable tissue products containing a softening agent |
| JP2007092203A (en) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Nippon Paper Industries Co Ltd | Neutral newsprint paper for offset printing |
| DE102007059736A1 (en) | 2007-12-12 | 2009-06-18 | Omya Development Ag | Surface mineralized organic fibers |
| CN103290722B (en) * | 2012-02-28 | 2015-04-22 | 金东纸业（江苏）股份有限公司 | Pulp and preparation method thereof, and paper prepared from pulp |
| WO2014158104A2 (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | Siam Kraft Industry Co., Ltd. | Sheets with organic filler |
| CN103653233B (en) * | 2013-12-06 | 2016-01-06 | 武汉淡雅香科技发展股份有限公司 | A kind of method improving papermaking-method reconstituted tobaccos ash content |
| CN104179069B (en) * | 2014-08-18 | 2016-09-14 | 武汉地质资源环境工业技术研究院有限公司 | The papermaking process that a kind of Plant fiber of suppression decays |
| WO2017214616A1 (en) | 2016-06-10 | 2017-12-14 | Ecolab Usa Inc. | Low molecular weight dry powder polymer for use as paper-making dry strength agent |
| US10487452B1 (en) | 2017-01-26 | 2019-11-26 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Treated fibers and fibrous structures comprising the same |
| MX2020001348A (en) | 2017-07-31 | 2020-08-31 | Ecolab Usa Inc | Process for fast dissolution of powder comprising low molecular weight acrylamide-based polymer. |
| CA3071402A1 (en) | 2017-07-31 | 2019-02-07 | Ecolab Usa Inc. | Dry polymer application method |
| EP3724265A1 (en) | 2017-12-13 | 2020-10-21 | Ecolab USA Inc. | Solution comprising an associative polymer and a cyclodextrin polymer |
| WO2019229756A1 (en) | 2018-05-31 | 2019-12-05 | Argaman Technologies Ltd. | A method and system for the application of chemical compounds to natural fibers and treated fibers obtained therefrom |
| CN110700009B (en) * | 2019-10-10 | 2020-08-18 | 建滔（佛冈）绝缘材料有限公司 | Production process and application of hot-pressed paperboard for pressing copper-clad plate as cushion layer |
| CN111472196A (en) * | 2020-04-10 | 2020-07-31 | 浙江科技学院 | Durable manual writing and painting paper filled with micro-nano calcium and preparation method thereof |
| CN115768947A (en) * | 2020-06-12 | 2023-03-07 | 特种矿物(密执安)有限公司 | Surface mineralized organic fibre and its preparing process |
| CN114293399B (en) * | 2022-01-14 | 2022-10-21 | 九洲生物技术（苏州）有限公司 | Chemically modified papermaking filler and preparation method thereof |
| CN116145470A (en) * | 2023-02-21 | 2023-05-23 | 衢州东大复合材料科技有限公司 | Thermal sublimation transfer printing base paper with small elasticity |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4510020A (en) * | 1980-06-12 | 1985-04-09 | Pulp And Paper Research Institute Of Canada | Lumen-loaded paper pulp, its production and use |
| US5096539A (en) * | 1989-07-24 | 1992-03-17 | The Board Of Regents Of The University Of Washington | Cell wall loading of never-dried pulp fibers |
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-
1999
- 1999-08-04 NO NO993772A patent/NO993772D0/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110050737A (en) * | 2008-09-09 | 2011-05-16 | 옴야 디벨로프먼트 아게 | Compositions of calcium carbonates/pigments for paper formulations, showing print through reduction |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001511853A (en) | 2001-08-14 |
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