SE461860B - Foerfarande foer framstaellning av papper och bestruket papper varvid baspappret innehaaller precipiterat kalciumkarbonat - Google Patents

Description

15 20 25 30 461 een 92 som kasserats (utskott), varefter den bildade suspensionen får ingå i den mäld som användes vid papperstillverkningen.

Med att suspensionen får ingå i mälden avses att dess torr- tänkte materiel nen; eller delvis ingar 1 mannen för ett 1 denna helt eller delvis utgöra det torrtänkta materialet.

Normalt sker suspenderingen i ett vattenhaltigt medium.

Olika processer och problem förknippade med utskotts- och returpappershantering har tidigare beskrivits (exempelvis US-A-3 865 684 och GB-A-9503). När det gäller återanvändning av gipsinnehâllande cellulosafibermaterial saknas bra meto- der.

Det har sedan lång tid varit känt, att använda gips, som bestrykningspigment vid papperstillverkning. Se t.ex.. Ek- lund, D. (Paperi ja Puu (1976) no. 9 sid. 559-70). Gips är relativt billigt eftersom det erhålles som biprodukt vid fosfattillverkning och vid rening med kalk av gaser inne- hållande S02. ' n Kalciumkarbonat är ett allmänt använt fyllmedel. I naturen förekommer kalciumkarbonat som bl.a. krita och kalcit och har i mald form utnyttjats vid pappersfram- ställning. Den form av kalciumkarbonat som gett de bästa resultaten har dock varit syntetiskt framställt precipiterat kalciumkarbonat (PCC), vilket kan fås med mycket homogen partikelfördelning och enhetlig kristallform. PCC tillverkas vanligtvis genom att antingen reagera kalkmjölk med koldi- oxid eller en vattenlösning av kalciumklorid med natrium- Båda processerna fodrar kontrollerade och väl- lämp- karbonat. definierade betingelser för att resultera i PCC med- liga fysikaliska egenskaper. Relativt andra fyllmedel är PCC dock dyrt. vilket gjort att man i många fall valt andra fyllmedel. För en översikt se Gill, R. och Scott, W (Tappi Journal, Januari 1987, sid. 93-99). 10 15 20 25 461 860 Problem i samband med återanvändning av cellulosafibermate- rial innehållande gips Pappersmakaren har hittills visat ett svalt intresse för gips som bestrykningspigment. Troligtvis beror detta på gipsets höga vattenlöslighet (2 g/l). Vid normal pappers- tillverkning kasseras av kvalitets- och processkäl normalt mellan 10% och 40% av produktionen. Det kasserade papperet (utskott) suspenderas till 1-4% (w/w) torrhalt och åter- används i processen som fiberråvara. Om detta utskott inne- håller gips kommer, på grund av den höga lösligheten, en stor del av gipset att gå i lösning vilket i sämsta fall ger en mättad lösning av kalciumsulfat. Eftersom mättnadskoncen- trationen av kalciumsulfat varierar något med temperaturen (maximum vid 40°C), kan utfällningar därför bildas i pro- hastigt ändras, exempelvis i cessteg där temperaturen press- och torkparti av "pappersmaskinen. Dessa gipsutfäll- _ ningar ger besvärliga beläggningar på maskindelar och därmed fås störningar i produktionen. Aven i de fall där mättnads- koncentrationen för kalciumsulfat inte nås, kommer ändock höga halter av kalciumjoner att ackumuleras 1 processen.

Det är även känt att kalciumjoner adsorberas på fiber- ytan. varvid fiberns svällningsförmåga och styrka reduceras, dvs. ett försämrat baspapper kommer att produceras vid när- varo av höga Ca 2*-halter. Hög koncentration Ca 2* vid papperstillverkning har också en kraftigt störande ef- fekt på tillsatta papperskemikalier såsom hydrofoberings- och flockningskemikalier.

Uppfinningen presenterar en lösning på dessa problem. 10 15 20 25 30 461 860 '4 Uppfinningen Den tekniska lösning som uppfinningen erbjuder för fram- ställning av papper med användande av gipsinnehållande cellulosafibermaterial har som kännetecknande drag att kar- bonat- och/eller vätekarbonatjoner sättes till det vatten- haltiga medium i vilket cellulosamaterialet har suspenderats eller skall suspenderas och att pH ställes in på ett alka- liskt värde sådant att kalciumkarbonat fälls ut (precipite- ras).

Suspensionen erhållen enligt ovan ledes sedan till av- sett mäldberedningssystem där den eventuellt blandas med andra cellulosafibermassor. I mäldberedningssystemet till- föres eventuella kompletterande tillsatser, såsom fyllmedel, retentionsmedel, vitmedel. etc. Det kan således finnas ett eller flera steg mellan utfällning av CaCO3 och inbland- ning av den erhållna suspensionen i mälden. I en alternativ utförandeform sker utfällning av kalciumkarbonat genom dose- ring C032”. HCG; eller C02 i mäldbe- redningssystemet. Slutligen fördelas mälden via pappersma- skinens inloppslåda på en vira, där papperet formeras och avvattnas följt av torkning 1 maskinens torkparti.

I den kemiska litteraturen är det mycket sparsamt rap- porterat om att man reagerar kalciumsulfat med exempelvis natriumkarbonat för att kommersiellt tillverka kalciumkarbo- EV nat .

CaS04 + Na2CO -> CaC03 + Na2S0¿ 3 Detta beror troligtvis på att reaktionen; som sker i närvaro av fast CaS04, har ett mycket långsamt förlopp vid höga koncentrationer. Det är därför mycket överraskande, att man kan få praktiskt taget fullständig karbonatisering av gips från utskott/returfiber under de betingelser som normalt råder vid upplösning av detta utskott. Det är också mycket överraskande att förfarandet ger en snäv partikelfördelning av små kalciumkarbonatpartiklar med medelstorlek 0.3-5/um 10 15 20 25 30 35 E omvandlats till kalciumkarbonat. 461 860 av homogen kristalltyp. Detta senare medför att det kalcium- karbonat som erhålles kan ersätta kommersiellt tillgänglig PCC av högsta kvalitet, med den ytterligare fördelen att pappersmakaren lätt kan framställa det i sin normala process.

Uppfinningens olika utförandeformer definieras närmare nedan och sammanfattas i bifogade patentkrav.

De karbonat-/vätekarbonatjoner, som utnyttjas i uppfin- ningen kan sättas till det vattenhaltiga mediet före, efter eller tillsammans med cellulosafibermaterialet. Det viktiga är, att man tillser att gipskarbonatiseringen förlöper till önskat läge, sådant att 5-100%, såsom över 50% med ett före- draget intervall på 80-100%, av cellulosamaterialets gips Graden av karbonatisering kan beräknas frân tillsatta mängder av gips och karbonat- /vätekarbonatjon.

Karbonat-/vätekarbonatjonerna kan tillföras det vatten- haltiga mediet på ett antal olika sätt. Ett alternativ är att i löst eller fast form addera ett vattenlösligt metall- eller ammoniumkarbonatsalt eller motsvarande vätekarbonat.

Ett annat sätt är generering in situ av jonerna, exempelvis genom tillsats av lämplig löslig metallhydroxid följt av tillförsel av koldioxid. Utnyttjas karbonatgenerering med koldioxid, måste pH noga kontrolleras. eftersom koldioxid verkar pH-sänkande. vilket lätt kan leda till för processen alltför lågt pH. Ett lösligt vätekarbonat fungerar i princip på samma sätt som ett karbonat. men är mindre effektivt be- roende på att dess vattenlösningar är mindre alkaliska och därför innehåller betydligt lägre halter karbonatjoner.

Genom tillsats av baser vars korresponderande syras pKa är större eller ungefär lika med pKa för HCO3_ exempelvis av hydroxidjoner, kan man kompensera för detta.

Med pH-justering kan samma resultat 1 uppfinningen er- hållas för lösligt karbonatsalt, lösligt vätekarbonatsalt och generering in situ av karbonat. Dessa olika varianter av uppfinningen är därför att betrakta som ekvivalenta. 10 15 20 25 30 35 461 sen '6 Med vattenlösligt karbonat-/vätekarbonatsalt avses att dess löslighetsegenskaper är sådana att kalciumkarbonat fälls ut om dess vattenlösning försätts med ekvivalent mängd gips. I normalfallet innebär detta att aktuella karbonat-/ vätekarbonatsalter har en löslighet (mol/lit) som överstiger lösligheten för kalicumkarbonat med en 10-potens mätt vid den temperatur som utnyttjas vid utfällning av CaCO3.

Exempel på salter som uppfyller dessa karakteristika är alkalimetall- och ammoniumkarbonater samt motsvarande väte- karbonater.

Mängden karbonatsalt som skall tillsättas beräknas från mängden tillsatt. cellulosafibermaterial och dess gips- innehåll. Räknat som procent av den stökiometriska mängden för karbonatisering av det tillsatta cellulosafibermateria- lets gips bör doseringen av lösligt karbonat vara i inter- vallet 5-300%. Det föredragna intervallet är ca. 80-200%.

För såväl karbonat som vätekarbonat är det väsentligt att man tillser att pH hâlles inom för CaCO3-utfällning op- _ timalt pH-intervall, vilket är >(pKHcoš -3), företrädesvis >(pKHCo; -2). Vid 25°C svarar dessa pH-värden mot >7.3, respektive >8:3. Som föredragen övre gräns gäller pH = (pKHCo; + 4), dvs. 14.3 vid 25°C. Skulle pH under någon tid avvika från dessa intervall, âterställes det med syra eller bas samt kompensation genom att låta processen gå en längre ' tid. Sjunker pH under pH = pKa för HàC03 avgår koldioxid, vilket innebär att karbonat avlägsnas. Han kan kompensera för detta med ytterligare tillsats av C032'/HCOš. pKHC0š avser värden mätta vid processtemperaturen för utfällning 'av CaCO3. Alltför alkaliska betingelser kan skada cellulosafibern (gulning).

Omvandling av cellulosafibermaterialets gips till kal- ciumkarbonat kan utföras inom ett brett temperaturinter- vall av 5-100°C. Det föredragna intervallet är 10-70°C.

Reaktionstiderna kan variera från någon minut till ett par timmar. 10 15 20 25 30 35 461 860 Den mest praktiska tillämpningen av uppfinningens för- farande är att kontinuerligt dosera cellulosafibermateria- let, det vattenlösliga karbonatet-/vätekarbonatet och even- tuella pH-justerande kemikalier till en upplösare innehåll- ande det vattenhaltiga mediet. Processen kan styras genom kontinuerlig mätning av löst Ca 2* och pH i det vatten- haltiga mediet (dvs. i upplösarkaret); pH-höjning efter in- ställning av optimalt pH indikerar överskott lösligt kar- bonat under det att ökande Ca ä-koncentration och sjun- kande pH indikerar underskott av tillsatt lösligt karbonat (inkl. vätekarbonat). Om pH stiger minskar man således dose- ringen av lösligt karbonat, alternativt ökas doseringen av gipsinnehållande cellulosafibermaterial. När Ca alkon- centration stiger eller pH sjunker från inställt optimalt pH, minskar man doseringen av cellulosafibermaterialet, alternativt ökas doseringen av lösligt karbonat. förfarandet enligt uppfinningen ger lättlösligt sulfat som biprodukt. exempelvis natriumsulfat. Till skillnad från kalciumsulfat är dessa andra sulfater relativt harmlösa vid papperstillverkningen. Det finns dock möjlighet att vid behov reducera deras mängd i den erhållna massasuspensionen genom förtjockning från ca 3% till 10-25%. Det separerade saltrika vattnet kan sedan behandlas i pappersbrukets be- fintliga reningsbassäng.

En utförandeform av uppfinningen innebär att det fram- ställda papperet (= baspapper) bestrykes med en smet inne- hållande gips som pigment. Smetkompositionen är den inom teknikomrâdet gängse och kan innehålla vatten, bindemedel, såsom styren-butadien-latex, karboxymetylcellulosa, stärkel- se, polyvinylacetatlatex etc. och tillsatser. som våtstyrke- medel. optiskt vitmedel. bakteriocid m.m. Smetens torr- haltsinnehåll är det inom teknikområdet gängse, dvs. 5-80% (w/w), varav gips utgör 10-100%. Bindemedel ingår i torr- haltsinnehållet och anges normalt i relation till totalmängd pigment. Normalvärdet för bindemedel beräknat på detta sätt är 5-20% (w/w). Pålägget vid bestrykning är det för teknik- 10 15 20 25 30 35 461 860 området normala, dvs. 4-30 g/m2 av smetens torrhalts- innehåll. Denna utförandeform är mycket praktisk eftersom utskottspapper som bildas 1 processen direkt kan återanvän- das vid framställningen av baspapperet. Utförandeformen om- fattar enkelskikts- och flerskiktsbestrykning samt bestryk- ning på ena eller båda sidorna av papperet. Smetkomposi- tionen på respektive skikt kan vara olika.

Vid prioritetsdagen var den mest föredragna utför- andeformen av uppfinningens förfarande, att vid 10-70°C fälla CaC03 med ett alkalimetallkarbonat, företrädesvis Na2COa doserat i ekvivalent mängd (I 20%) eller överskott relativt gips. Som lika föredragen utförandeform gäller samma dosering av motsvarande vätekarbonat och gene- rering in situ av karbonat. Optimalt pH, är samma som tidi- gare angetts.

En utförandeform av uppfinningen är ett bestruket papper innehållande fyllmedel i baspapperet och pigment i ett be- strykningsskikt. Det utmärkande draget är att baspapperets- fyllmedel till 5-100% (w/w) (exempelvis 5-50% [w/w]) eller 50-100% [w/w]) utgörs av precipiterat kalciumkarbonat (PCC) och pigmentet i bestrykningsskiktet till 5-100% [w/w] består av gips (exempelvis mer än 50% [w/w], såsom mer än 90% [w/w] eller omkring 100% [w/w]). övriga beståndsdelar kan vara andra inom pappersteknik gängse kemikalier (se ovan). De angivna procentsatserna för gips och PCC är beräknade som procent av totalhalt mineralpigment respektive mineralfyll- medel.

I papperet enligt uppfinningen' kan finnas mer än ett _ fyllmedel. Sålunda kan tillsammans med PCC även finnas mald lera, mald krita, titandioxid, etc. Papperet kan även innehålla flera olika bestrykningspigment, vilka kan vara pålagda i blandning eller i var sitt respektive skikt. sätt att framställa uppfin- Man kan även Som framgår ovan är ett ningens papper enligt bifogade patentkrav. framställa uppfinningens papper utgående från papper, vilket som fyllmedel har PCC, och bestryka detta med en gipsinne- hållande smet. Aterför man eventuellt utskott till pro- 10 15 20 25 30 9 461 860 cessen, erbjuder karbonatisering av gips enligt ovan stora praktiska och ekonomiska fördelar även i detta fall.

Genom att vid framställning av gipsbestruket papper återanvända erhållet utskott som gipsinnehållande cellulosa- material i uppfinningens förfarande tillförs baspapperet PCC som fyllmedel. Om utskottet som återföres utgör 5-40% av den totala fiberrâvaran, kommer det PCC som tillförs baspapperet som regel att utgöra 5-60% (w/w) av det producerade pappe- rets fyllmedel. Beroende på mängden fyllmedel i baspapperet och utskottsandelen kan i. processen bildat PCC även utgöra en betydligt större del (60-100% [w/w]).

Uppfinningen kommer nu att belysas med ett antal icke- begränsande exempel.

Exempel l Ett baspapper, ytvikt 76 g/mz, tillverkat från helblekta sulfatmassor (barrvedzbjörkved = 40:60), och med en fyllmedelshalt av 17% (mald krita), 'beströks i en laboratoriebestrykare (Dixon. Model NO. 160 MK II/B) med en smet innehållande 59,7% torrsubstans med sammansättningen 100 delar gips (PCS, Boliden Kemi, Sverige), 10 delar latex- bindemedel (Dow 685, Dow Chemical Europe, Schweiz) och l del karboxymetylcellulosa (CMC 7ELCl. Hercules Inc., USA). Sme- ten pålades i två steg varvid ett totalt pålägg av 55 g/mz besuyxnlngsskikt erhölls pa en sida av baspapperet. torrt Massasuspensioner (38 torrhalt) framställdes därefter av det gipsbestrukna papperet; dels på konventionellt sätt och dels på sätt enligt föreliggande uppfinning. Härvid togs 60 g papper och satsades till 2 liter vatten i en defibrör och papperet defibrerades under 15 minuter vid 23°C. I de försök där uppfinningen testades, satsades 0,037 g. 0,074 g, 0,148 g och 0,233 g Na2C03 (Na2C03 x l0H2O. Rie- del-de Haen AG, Tyskland) per gram bestruket papper 1 vattnet omedelbart innan papperet inblandades. 10 15 461 sen I '10 Efter uppslagningen av det bestrukna papperet ställdes en liten del av massasuspensionerna åt sidan för bestämning av halten löst Ca b med atomabsorption. 233 g av massasuspensionerna späddes därefter till 1 liter. så att koncentrationen blev 0,7%. 414 g av denna suspension doserades till en Finsk arkform (Fl0l) för till- verkning av handark. Efter det att arken avvattnats på viran. pressades de med ett tryck av 3,55 kg/cmz, var- efter de torkades i ett dygn vid 23°C och en relativ luft- fuktighet av 50%. För de framställda pappersarken bestämdes ytvikt och fyllmedelshalt (inaskning i ugn vid 500°C). De optiska egenskaperna; ljushet (ISO), opacitet och ljussprid- ningskoefficient (vid 545 nm) bestämdes också med en Elrepho 2000. Dessa mätningar gjordes för övrigt i överensstämmelse med SCAN-P:75R, SCAN-P 8:75R och SCAN-C 27R-76.

De erhållna resultaten framgår av Tabell 1.

Tabell l Konv. pap- Pappersark tillverkade enligt uppfinningen persark A B c n E Nazws (Q/gzbestruket papper) 0 0.037 0.074 0.148 0.233 vzvik: (g/m) ' 61.1 11.2 10.6 10.2 68.3 Läs: ca 2* i uassasusp. (ngn) 584 szs ass 404 a Fyllznedelshalt (1) 25.7 29.3 27.6 28.8 31.9 Ljushet, ISO 81.3 82.6 83.0 84.0 84.1 Opacitet 86.1 88.3 89.4 90.4 89.5 Ljusspridningskoeff. (rnz/kg) 41.8 47.0 51.1 56.9 55.7 10 15 20 25 30 35 11 461 860 De erhållna resultaten visar entydigt, att förfarandet en- ligt uppfinningen ger stora positiva effekter pâ pappers- arkens optiska egenskaper. Det kan också noteras att fyll- medelshalten i arken är signifikant högre och att den lösta Ca alhalten dramatiskt minskats i massasuspensionen till följd av natriumkarbonatbehandlingen.

Pappersark E i Tabell l är tillverkat vid en stökiomet- risk mängd natriumkarbonat doserad till gipset i det upp- slagna bestrukna papperet. Fyllmedlet i detta ark studerades med hjälp av svepelektromikroskopi (SBM) och jämfördes med ark tillverkat på konventionellt sätt.

De erhållna bilderna visade: 1) att fyllmedlet i det obehandlade arket innehöll gipspar- tiklar av varierande form och storlek och 2) att pappersarket. tillverkat enligt innehöll stora mängder fällt kalciumkarbonat i form av rombisk kalcit med en mycket snäv partikelstorleksför- delning (ca. l /um). ' Energidispersiv röntgenanalys av ark tillverkat enligt upp- finningen och ark tillverkat på konventionellt sätt visade. att l) arket tillverkat på konventionellt sätt innehåller höga halter svavel (från CaSO4) 2) arket tillverkat enligt uppfinningen i princip saknar förekomsten av svavel, dvs. gipset från det bestrukna papperet har omsatts till kalciumkarbonat på grund av karbonatbehandlingen. uppfinningen Exempel 2 I dessa försök beströks samma baspapper med samma be- strykningssmet som i Exempel l. Bestrykningen utfördes i ett steg med laboratoriebestrykaren och det totala pâlägget blev 23.5 g/m2 torrt bestrykningsskikt på baspapperet. På samma sätt som i föregående exempel tillverkades massasus- pensioner, men i detta exempel testades följande vattenlös- liga karbonater; 0.17 g kaliumkarbonat (E. Merck AG, Tysk- land). 0.10 g natriumvätekarbonat (E. Merck AG) per gram bestruket papper. Karbonaterna doserades som tidigare. I 46.1 sec i 12 denna serie av försök gjordes också ett kompletterande försök med natriumvätekarbonat varvid 1.2 ml 1 M Na0H- lösning per gram bestruket papper tillsattes till vattnet innan vätekarbonatdoseringen. Avsikten med detta försök var att demonstrera att en viss alkalitet krävs i systemet för att få full effekt av natriumvätekarbonatet.

I massasuspensionerna bestämdes halten löst Ca 21.

Pappersark tillverkades på samma sätt som tidigare beskri- vits. För försöken med natriumvätekarbonat bestämdes pH omedelbart före och efter defibrering av det bestrukna papperet. De tillverkade pappersarken analyserades sedan med avseende på ytvikt, fyllmedelshalt och optiska egenskaper som 1 föregående exempel. De erhållna resultaten av dessa försök framgår av Tabell 2.

Tabell 2 Konv. pap- 'Pappersark tillverkade enligt pappersark uppfinningen Å B C D K2003 (9/g bestruket 0 0.17 0 0 www NaH003 (9/9 bestruket 0 0 0.10 0.10 PWW) 111 NaG-I (ml/g bestruket 0 0 0 1.2 Püwßfl pH innan defibrer. 5.8 - ' J 8.1 11.1 PH efter defibrer. 6.3 - 7.6 8.7 ükt(aa'imߧv Susp. (mg/U 592 18 418 104 Ytvikt (g/lllz) 73.7 76.1 74.1 76.2 Fyllmdelshñlt (fo) 16.3 19.9 15.6 20.0 Ljushet, ISO 82.1 85.7 88.1 8.8 Wacitet NJ 89.5 87.7 89.7 Ljusspridningskoeff. 7 (oz/kg) 44.0 53.1 44.5 53.9 10 461 860 13 Dessa resultat visar en mycket god effekt för såväl kalium- karbonat som natriumvätekarbonat. I det senaste fallet krävs dock en viss luttillsats för fullgod effekt.

Exempel 3 I dessa försök utvärderades effekten av doserat ammo- niumkarbonat (J.T. Baker Chemicals BV, Holland) vid defib- rering av gipsbestruket papper. Det bestrukna papperet hade ett totalt pålägg av 6.5 g/m2 torrt bestrykningsskikt på en sida. Baspapper, bestrykningssmet, defibreringsförfarande och pappersarktillverkning var i övrigt samma som i Exempel l. Löst Cazf-halt. ytvikt, fyllmedelskoncentration och optiska egenskaper bestämdes i arken enligt tidigare exem- pel. Tabell 3 visar resultaten av dessa försök.

Tabell 3 konventionellt Pappersark ti 1 lverkade Pappersark enligt uppfinningen (NH4JZCO3 (9/9 bestruket 0 0.04 pqmefl Lös: ef* i susp. (ung/n 496 261 Ytvikt (g/mz) 91.6 89.5 Fyfllnedeïshalt (1) 18.6 20.3 Ljusnet. Iso 83.5 asJ qnacitet _ 90.9 91.3 I i Ljusspridningskoeff.ünz/kg) 44.7 47.3 10 TS 20 1,61 sen ' 14 Detta försök visar att signifikanta positiva effekter kan fås vid små mängder tillsatt ammoniumkarbonat.

Exempel 4 Det gipsbestrukna papperet, som beskrivs i Exempel 1 defibrerades på konventionellt sätt till en 3% massasuspen- sion. Den erhållna suspensionen blandades med en blekt tall- sulfatmassa (2.3%), mald till 24°SR, enligt följande: Mäld a) 0.3 viktsdelar (torrtänkt) gipspapperssuspension + 0.7 viktsdelar tallsulfatmassa (torrtänkt).

Häld b) 0.3 viktsdelar (torrtänkt) gipspapperssuspension + 0.7 viktsdelar tallsulfatmassa (torrtänkt) inne- hållande 0.155 g Na2C03/g torrtänkt massa.

I försök b) doserades'natriumkarbonatet till tallsulfat- massan innan inblandning av gipspapperssupensionen.

De erhållna pappersmälderna fick stå under omrörning i ca. 15 min., varefter pappersark tillverkas som 1 Exempel l.

För de framställda pappersarken bestämdes ytvikt, fyll- medelshalt, ljushet (ISO). opacitet och ljusspridningsko- efficient enligt tidigare beskrivna metoder.

De erhållna resultaten av dessa försök fås i Tabell 4.

Tabell 4 Pappersark från Pappersark från måid a) nâld b) (enligt uppfinningen) Ytvikt 96.8 99.3 Fyliniedelshait (f) 4.2 6.2 Ljushet (ISO) 81.6 82.8 qwcfiez emo una Ljusspridningskoeff. 31.1 4_" 36.0 mz/kg 10 15 20 25 461 860 15 Dessa resultat visar, att goda effekter även kan fås då karbonatiseringen sker i den färdigberedda pappersmälden.

Exempel 5 I detta exempel utfördes bestrykningsförsök på pappers- ark A och E. tillverkade enligt förfarande beskrivet i Exem- pel l. Pappersark A, tillverkat på konventionell väg och pappersark E behandlat med 0.233 g Na2C03/g papper. så att precipiterad kalciumkarbonat (PCC) bildats och utgör en del av arkets fyllmedel, beströks manuellt med en rakel, med tvâ olika bestrykningssmetar. Den ena bestrykningssmeten var identisk med gipssmeten beskriven i Exempel 1, medan den andra smeten var en konventionell lera/krita smet innehåll- ande 60% torrhalt med sammansättningen 70 delar lera (SPS.

ECC, England), 30 delar krita (Hydrocarb 90 H, Omya. Tysk- land). 10 delar latex bindemedel (Dow 685, Dow Chemical Europe, Schweiz), l del- karboxymetylcellulosa (CMC_ 7ELCl.

Hercules Inc., USA) och 0.25 delar dispergeringsmedel (Poly- salz, BASF AG, Tyskland).

Respektive smet pålades (12-13 g torrtänkt smet/g pap- per) genom en enkelbestrykning på en sida av ark A respek- tive ark E. Arken torkades vid l05°C i tvâ minuter, varefter de optiska egenskaperna, ljushet (ISO). vithet CIE (W). ljusspridningskoefficient (vid 545 nm) och opacitet (vid ytvikt 80 g/m2) bestämdes med en .E1repho 2000 och följde SCAN-metoderna, som angetts i Exempel 1. Vithet CIE (W) är en europeisk standard; som är korrelerad till det mänskliga Denna optiska egenskap är mycket Tabell 5 ges ögats vithetsupplevelse. viktig för bestrukna papperskvaliteter. I resultaten. 461 sec 5 '16 Tabell 5 Basark Ark A (utan PCC) I Ark E (med PCC) Bestrykning Lera/krita Gips Lera/krita Gips Ljushet 82.8 84.5 84.4 86.1 (ISO) Vithet 81.2 89.0 82.6 94.6 (CIE, H) Ljusspridnings- 66.0 66.6 77.2 77.9 koeff. (mz/kg) Opacitet 94.1 92.3 94.9 94.8 (80 glmz) Dessa resultat visar, att ett bestruket papper med kombina- tionen PCC som fyllmedel 1 baspapper och gips som bestryk- ningspigment ger väsentligt bättre optiska egenskaper än be- strukna papper tillverkade med andra kombinationer av fyll- medel och pigment 1 baspapper respektive bestrykningsskikt.

Det skall också noteras att effekten på vithet av kombi- nationen PCC/gips är synnerligen markant, dvs. i detta fall tycks en synergieffekt föreligga snarare än additiva effek- ter från PCC-fyllmedlet och gipspigmentet.

Claims (10)

10 15 20 25 @7 461 sen PÅTENTKRAV

1. l. Förfarande vid framställning av papper, företrädesvis av bestruket papper. från mäld med pH >6.5} varvid man vid beredning av mälden använder cellulosafibermaterial inne- hållande 0.5-70% (w/w) kalciumsulfat (gips). företrädesvis i form av bestruket papper med gips som bestrykningspigment, och att det gipsinnehållande cellulosafibermaterialet får bilda en suspension i ett vattenhaltigt medium som får ingå i mälden, k ä n n e t e c k n a t a v att man (a) tillför karbonat- och/eller vätekarbonatjoner (co32' resp. Hcoš) :111 det vatten- haltiga mediet och' (b) justerar pH i det vattenhaltiga mediet till alkaliskt pH så att kalciumkarbonat preci- piterar och ingår i suspensionen.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att det' framställda papperet bestrykes med en gipsinne- hållande smet varvid utskott återanvändes som det gipsinne- hållande cellulosafibermaterialet.

3. Förfarande enligt krav l. k ä n n'e t e c k n a t a v att cellulosafibermaterialet är gipsinnehållande returpapper.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a t a v att man för att tillföra karbonat och/- eller vâtekarbonatjoner doserar ett vattenlösligt karbonat- och/eller vätekarbonatsalt. företrädesvis innehållande en alkalimetall- eller en ammoniumjon som katjon. 10 15 20 46? 860 i 'A18

5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a"t a v att det tillsatta karbonatet- och/eller vätekarbonatet utgör mer än 5 % och mindre än 300 % av den stökiometriska mängden för bildning av kalciumkarbonat från det använda cellulosa- fibermaterialets kalciumsulfat.

6. Förfarande enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k- n a t a v att det tillsatta karbonatet- och/eller väte- karbonatet utgör mer än 80% och mindre än 200% av den stö- kiometriska mängden för bildning av kalciumkarbonat från det använda cellulosafibermaterialets kalciumsulfat.

7. Förfarande enligt något av patentkraven l-6, k ä n n e - t e c k n a t a v, att pH justeras till över 7.3 med före- dragen övre gräns 14, varvid pH är mätt vid 25°C.

8. Bestruket papper innehållande fyllmedel i baspapperet och pigment i ett bestrykningsskikt, k ä n n e t e c k n a t a v att baspapperets fyllmedel till 5-100% [w/w] utgörs av precipiterat kalciumkarbonat (PCC) och bestrykningsskik- tets pigment till 5-100% [w/w] består av kalciumsulfat.

9. Bestruket papper enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t a v att baspapperets fyllmedel till 5-60% utgörs av preci- piterat kalciumkarbonat.

10. Bestruket papper framställt enligt något av kraven 1-7.