Спосіб збільшення вмісту наповнювача в процесі виготовлення паперу та композиція для застосування у процесі виготовлення паперу

Реферат: Заявлений спосіб виготовлення паперу із збільшеним вмістом наповнювача передбачає наступні стадії: одержання суміші частинок наповнювача, принаймні однієї зміцнюючої добавки та сировини целюлозного волокна, обробку частинок наповнювача коагулянтом, поєднання частинок наповнювача із сировиною целюлозного волокна, обробку суміші принаймні однією зміцнюючою добавкою та формування паперової маси з суміші. Принаймні 10 % частинок наповнювача є осадженим карбонатом кальцію та принаймні 10 % частинок наповнювача є тонкодисперсним карбонатом кальцію. Сировина целюлозного волокна містить целюлозні волокна та воду. Заявлена композиція для застосування у процесі виготовлення паперу містить: целюлозу, суміш частинок наповнювача, яка включає принаймні 10 % РСС (осадженого карбонату кальцію) та 10 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію), зміцнюючу добавку, та покриття для запобігання приєднанню зміцнюючої добавки до частинок наповнювача, яке покриває частинки наповнювача. UA 106358 C2 (12) UA 106358 C2 UA 106358 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Перехресне посилання на споріднені заявки Немає Заяви щодо державного спонсорства досліджень або експериментів Не застосовувалося Рівень техніки Даний винахід стосується способу підвищення міцності паперової маси з волокон, яку одержують в процесі виготовлення паперу. Паперова маса містить воду та сухі речовини, вміст води зазвичай становить 4-8 %. До складу сухих речовин паперової маси входять волокна (зазвичай, целюлозні волокна), а також може входити наповнювач. Підвищення міцності паперової маси дозволяє збільшити вміст сухих речовин, тобто вміст наповнювача. Збільшення вмісту наповнювача є бажаним, тому що це знижує вартість сировини, кількість енергії, що витрачається в процесі виготовлення паперу, та підвищує оптичні характеристики паперу. З рівня техніки відома паперова маса, в якій вміст сухих речовин становить 10-40 % наповнювача. Крім того, з рівня техніки також відомо, що збільшення вмісту наповнювача зменшує міцність одержаного паперу. Наповнювачі - це мінеральні частинки, які вводять у паперову масу під час виготовлення паперу для підвищення непрозорості та світловідбивальних властивостей одержаного паперу. У патенті США № 7,211,608 наведено кілька прикладів наповнювачів. До складу наповнювачів входять неорганічні та органічні частинки або пігменти, які застосовуються для підвищення непрозорості та білизни, зменшення пористості, зниження вартості паперового чи картонного листа. Прикладами наповнювачів можуть бути одна або більше речовин, обраних з: каоліну, діоксиду титану, гідрату алюмінію, сульфату барію, гідроксиду магнію, пігментів, наприклад, карбонату кальцію тощо. Попередні спроби збільшити вміст наповнювача у папері без втрати його міцності описано у патенті Великобританії GB 2016498, патентах США № 4,710,270; 4,181,567; 2,037,525; 7,211,608 та 6,190,663. Карбонат кальцію як наповнювач застосовують у двох видах: GCC (тонкодисперсний карбонат кальцію), РСС (осаджений карбонат кальцію). GCC (тонкодисперсний карбонат кальцію) - природний карбонат кальцію та РСС (осаджений карбонат кальцію) - штучно одержаний карбонат кальцію. Через більшу питому площу поверхні РСС (осаджений карбонат кальцію) має кращі властивості розсіювання світла та надає кращі оптичні характеристики одержаному паперу. Однак, з тієї ж причини з паперової маси, наповненої РСС (осадженим карбонатом кальцію), одержують більш м'який папір, ніж папір, наповнений GCC (тонкодисперсним карбонатом кальцію). Міцність паперу залежить від кількості та міцності зв'язків між переплетеними волокнами паперової маси. Частинки наповнювача з більшою питомою площиною поверхні переважно контактують з такими волокнами та впливають на кількість та міцність зв'язків. Через більшу питому площу поверхні, ступінь впливу частинок РСС (осадженого карбонату кальцію) на зв'язки більший, ніж частинок GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію). В результаті цього, виробники паперу змушені йти на небажаний компроміс. Вони повинні обирати папір з найвищою міцністю, але низькими оптичними характеристиками, або віддавати перевагу паперу з найкращими оптичними характеристиками за рахунок міцності. Тому, існує очевидна потреба у способі виготовлення паперу, який дозволяє ввести більшу кількість наповнювача у папір, одержаний папір має високу непрозорість та наповнений папір має високий ступінь міцності. Короткий виклад суті винаходу Принаймні один варіант втілення винаходу стосується способу виготовлення паперу із збільшеним вмістом наповнювача без втрати міцності одержаного паперу. Спосіб передбачає наступні стадії: одержання суміші частинок наповнювача, принаймні однієї зміцнюючої добавки та сировини із целюлозного волокна; обробка частинок наповнювача за допомогою композиції; поєднання частинок наповнювача з сировиною із целюлозного волокна; приготування паперової маси шляхом виведення частини води із суміші. Принаймні 10 % частинок наповнювача становить осаджений карбонат кальцію (РСС), і принаймні 10 % частинок наповнювача становить тонкодисперсний карбонат кальцію (GCC). Сировина з целюлозного волокна містить велику кількість целюлозних волокон та воду. Композиція інгібує зміцнюючу добавку від приєднання до частинок наповнювача. У принаймні одному варіанті втілення сировину з целюлозного волокна та частинки наповнювача поєднують для утворення паперової маси, після чого частинки наповнювача обробляють за допомогою композиції. Принаймні один варіант втілення винаходу стосується способу, в якому суміш частинок наповнювача додатково містить один компонент, обраний з переліку до якого входять: карбонат 1 UA 106358 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кальцію, органічний пігмент, неорганічний пігмент, глина, тальк, діоксид титану, гідрат алюмінію, сульфат барію, гідроксид магнію та будь-яка їх суміш. Принаймні один варіант втілення винаходу стосується способу, в якому композицією є сополімер AcAm/DADMAC. Принаймні один варіант втілення винаходу стосується способу, в якому зміцнюючою добавкою є гліоксильований сополімер Acrylamide/DADMAC. Принаймні один варіант втілення винаходу стосується способу, в якому зміцнююча добавка та композиція мають однаковий заряд. Принаймні один варіант втілення винаходу стосується способу, в якому карбонат кальцію одного виду обирають з переліку, до якого входять: сухий карбонат кальцію, диспергований суспендований карбонат кальцію, крейда та будь-яка їх суміш. Принаймні частина карбонату кальцію може бути у формі диспергованого суспендованого карбонату кальцію, диспергований суспендований карбонат кальцію додатково містить принаймні один компонент, обраний з: полімерних диспергаторів поліакрилової кислоти, поліфосфатних диспергаторів натрію, рідкого каоліну та будь-якої їх суміші. Суміш частинок наповнювача може містити 50 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію) та 50 % РСС (осадженого карбонату кальцію). Композиція може бути коагулянтом та може бути обрана з переліку, до якого входять: неорганічні коагулянти, органічні коагулянти, поліконденсаційні коагулянти та будь-яка їх суміш. Молекулярна маса коагулянту може становити від 200 до 1,000,000. Принаймні один варіант втілення винаходу стосується способу, в якому композиція є коагулянтом, обраним з переліку, до якого входять: галун, алюмінат натрію, поліалюмінію хлориди, хлоргідроксид алюмінію, хлорид гідроксиду алюмінію, поліалюмінію гідроксихлорид, сульфатні поліалюмінію хлориди, поліалюмінієвий сульфат кремнію, сульфат заліза, хлорид заліза, епіхлоргідрин-диметиламін (ЕРІ-DMA) та ЕРІ-DMA зшиті полімери аміаку, полімери дихлоретану та аміаку, конденсаційні полімери багатофункціонального диетилентриаміну, конденсаційні полімери багатофункціонального тетраетиленпентаміну, конденсаційні полімери багатофункціонального гексаметилендиаміну, конденсаційні полімери багатофункціонального етилендихлориду, полімери меламіну, полімери формальдегідної смоли, катіонно заряджені аддитивні полімери вінілу та будь-яка їх суміш. Принаймні один варіант втілення винаходу стосується способу, в якому відношення зміцнюючої добавки до частини сухих речовин у паперовій масі може становити 0,3-5 кг добавки на тонну паперової маси. Принаймні деякі частинки GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію) можуть бути оброблені композицією. Принаймні один варіант втілення винаходу стосується способу, в якому жодна з частинок РСС (осадженого карбонату кальцію) не оброблена композицією. Зміцнюючою добавкою може бути катіонний крохмаль. Масова доля частинок наповнювача може становити до 50 мас. % сухих речовин паперової маси. Зміцнююча добавка та композиція можуть мати однаковий заряд. Принаймні один варіант втілення винаходу стосується композиції, яка застосовується у процесі виготовлення паперу. Композиція складається з целюлози, частинок наповнювача, зміцнюючої добавки та покриття, що покриває принаймні деякі частинки наповнювача. Покриття створене та призначене для запобігання приєднанню зміцнюючої добавки до частинок наповнювача. У принаймні одному варіанті принаймні деякі частинки наповнювача є карбонатом кальцію. У принаймні одному варіанті втілення частинки наповнювача є GCC (тонкодисперсним карбонатом кальцію), РСС (осадженим карбонатом кальцію) або їх сумішшю. У принаймні одному варіанті втілення частинки наповнювача становлять принаймні 10 % РСС (осадженого карбонату кальцію) та 10 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію). Детальний опис винаходу У принаймні одному варіанті втілення винахід є способом виготовлення паперу, який є міцним, має високий вміст наповнювача, має високий вміст РСС (осадженого карбонату кальцію) та має найкращі оптичні характеристики. У принаймні одному варіанті втілення винаходу спосіб виготовлення паперу передбачає наступні стадії: приготування суміші наповнювача з РСС (осадженого карбонату кальцію) та GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію), в якій РСС (осаджений карбонат кальцію) становить принаймні 10 мас. % наповнювача та GCC (тонкодисперсний карбонат кальцію) становить принаймні 10 мас. % наповнювача; попередня обробка принаймні деяких частинок наповнювача покриттям, яке знижує приєднання зміцнюючої добавки до частинок наповнювача; та введення суміші наповнювача та зміцнюючої добавки у паперову масу. Вже протягом деякого часу відомо, що введення зміцнюючих добавок у паперову масу підвищує міцність одержаного паперу. Деякі приклади зміцнюючих добавок наведено у патенті США № 4,605,702. Деякі приклади зміцнюючих добавок є катіонними крохмалями, які приєднуються до целюлозних волокон та тісно зв'язують їх між собою. 2 UA 106358 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На жаль, введення великих кількостей зміцнюючих добавок для компенсації м'якості, одержаної в результаті застосування великих кількостей наповнювача у паперовій масі, є неефективним. По-перше, через високі ціни на зміцнюючі добавки, що, при застосуванні великих кількостей добавок, призводить до збільшення витрат, а це є комерційно недоцільним. Більш того, введення зміцнюючої добавки у великій кількості негативно впливає на процес виготовлення паперу та знижує експлуатаційні можливості різних видів папероробного устаткування. Наприклад, зміцнюючі добавки на основі катіонного крохмалю сповільнюють дренаж та процес водовідведення, що значно уповільнює процес виготовлення паперу. Крім того, целюлозні волокна можуть абсорбувати тільки обмежену кількість зміцнюючої добавки. Це накладає обмеження на кількість добавки та наповнювача, яку можна застосувати. Однією з причин є те, що зміцнююча добавка нейтралізує аніонні заряди волокна/наповнювача, і коли ці заряди є занадто нейтральні подальше абсорбування зміцнюючих добавок інгібується. На жаль, введення наповнювача до паперової маси також знижує ефективність зміцнюючої добавки. Зміцнююча добавка має властивість покривати частинки наповнювача. Чим більший вміст частинок наповнювача, тим більше зміцнюючої добавки витрачається на покриття частинок наповнювача, і, таким чином, залишається менше зміцнюючої добавки для зв'язування целюлозних волокон. Так як визначено максимальну кількість зміцнюючої добавки, яку можна ввести, більша кількість наповнювача завжди означає меншу ефективність зміцнюючої добавки. Ефект навіть більш виважений від РСС (осадженого карбонату кальцію), ніж від GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію), так як більша питома площина поверхні РСС (осадженого карбонату кальцію) більше покривається зміцнюючою добавкою, ніж GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію). У принаймні одному варіанті втілення даного винаходу принаймні деякі частинки наповнювача попередньо обробляють композицією, що принаймні частково запобігає приєднанню зміцнюючої добавки до частинок наповнювача. Попередня обробка передбачає повне покриття частини або повністю всієї частинки чи більшості частинок наповнювача. Альтернативно, попередня обробка передбачає нанесення композиції тільки на частину однієї або більше частинок наповнювача чи повне покриття деяких частинок наповнювача, та застосування композиції для покриття лише частини деяких інших частинок. У принаймні одному варіанті втілення попередня обробка здійснюється принаймні деякими композиціями, описаними у патенті США № 5,221,435 та, зокрема, катіонно зарядженими різновидами, описаними у цьому ж патенті. У принаймні одному варіанті втілення попередню обробку здійснюють за допомогою диаліл-Ν,Ν-двозаміщеного амонієвого галід-акриламідного сополімеру, описаного у патенті США №6,592,718. Не зважаючи на те, що попередня обробка частинок наповнювача відома з рівня техніки, згідно рівня техніки способи попередньої обробки частинок наповнювача не стосувалися впливу на приєднання зміцнюючої добавки до частинок наповнювача. Насправді, більшість способів попередньої обробки згідно рівня техніки підвищували приєднання зміцнюючої добавки до частинок наповнювача. Наприклад, патент США № 7,211,608 описує спосіб попередньої обробки частинок наповнювача за допомогою гідрофобних полімерів. Однак, така попередня обробка ніяк не впливає на з'єднання між зміцнюючою добавкою та частинками наповнювача, а тільки перешкоджає воді зрівноважувати надлишок абсорбованої зміцнюючою добавкою води. На противагу, винахід знижує взаємодію зміцнюючої добавки з частинками наповнювача, в результаті чого одержуємо неочікувано велике підвищення міцності паперу. Найкраще оцінити переваги можна за допомогою фігури 1. На фігурі 1 зображено схему міцності при розтягуванні даного паперу залежно від процентного вмісту наповнювача відносно загального вмісту сухих речовин у паперовій масі, що застосовується для виготовлення даного паперу. Як зображено на фігурі 1, співвідношення між збільшенням вмісту наповнювача та зниженням міцності паперу є лінійним. Причиною є те, що зниження ефективності зміцнюючої добавки є прямо пропорційним до підвищення приєднання зміцнюючої добавки до частинок наповнювача. На фігурі 1 також продемонстровано, що згідно рівня техніки за будь-якої даної пропорції наповнювача у паперовій масі, якщо наповнювач є чистим РСС (осадженим карбонатом кальцію), зазвичай, вона буде мати нижчу міцність, ніж якщо наповнювачем є частково GCC (тонкодисперсний карбонат кальцію). На фігурі 1 також продемонстровано неочікувано високу міцність, яку має папір, виготовлений за способом згідно винаходу. На фігурі 1 зображено приклад паперової маси, яка містить 32 мас. % наповнювача, з яких 50 % становить РСС (осаджений карбонат кальцію) та 50 % становить GCC (тонкодисперсний карбонат кальцію), попередньо оброблений коагулянтом, що обмежує дію зміцнюючої добавки, з якої виготовили папір з вищою міцністю, ніж той, який виготовлено з паперової маси, яка має лише 20 % наповнювача у вигляді чистого 3 UA 106358 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію). Такий результат є сумнівним та неочікуваним, тому що: а) наповнювач, який містить РСС (осаджений карбонат кальцію), забезпечує більшу міцність паперу, ніж наповнювач з чистим GCC (тонкодисперсним карбонатом кальцію), та b) збільшення більше ніж на 12 % допустимого рівня наповнювача є надзвичайно високим. Висока міцність паперу є результатом вмісту в ньому GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію), який зменшує взаємодію між зв'язками целюлозного волокна, та попередньої обробки, яка дозволяє зміцнюючій добавці досягти або принаймні наблизитись до максимальної міцності паперу. Принаймні деякі з наповнювачів, згаданих у даному винаході, є загальновідомими та наявними на ринку. До них належать будь-яка неорганічна або органічна частинка чи пігмент, які застосовуються для підвищення непрозорості або білизни, зменшення пористості або зниження вартості паперового чи картонного листа. Найбільш розповсюдженими наповнювачами є карбонат кальцію та глина. Однак, тальк, діоксид титану, гідрат алюмінію, сульфат барію та гідроксид магнію також є прийнятними наповнювачами. До карбонату кальцію належать тонкодисперсний карбонат кальцію (GCC) у сухій або дисперсній суспендованій формі, крейда, осаджений карбонат кальцію (РСС) будь-якої структури, та осаджений карбонат кальцію у дисперсній суспендованій формі. Дисперсні суспендовані форми GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію) або РСС (осадженого карбонату кальцію) зазвичай одержують шляхом застосування полімерних диспергаторів поліакрилової кислоти або поліфосфатних диспергантів натрію. Кожен з цих диспергаторів надає значного іонічного заряду частинкам карбонату кальцію. Каолінові суспензії також диспергують шляхом застосування полімерів поліакрилової кислоти або поліфосфату натрію. У принаймні одному варіанті втілення композиція для обробки є будь-якою композицією або сумішшю композицій, описаних у патенті США 6,592,718. Зокрема, будь-яка сополімерна композиція з AcAm/DADMAC, детально описана у даному описі, є прийнятною у якості композиції для обробки. Прикладом сополімерної суміші AcAm/DADMAC є продукт # Nalco-7527 компанії Nalco, Непервілл, Іллінойс (тут і надалі 7527). Композицією для обробки може бути коагулянт. Коагулянти, згадані у даному винаході, є загальновідомими та наявними на ринку. Вони можуть бути неорганічними або органічними. До характерних неорганічних коагулянтів належать галун, алюмінат натрію, поліалюмінію хлориди або поліциклічні ароматичні вуглеводні (також відомі як хлоргідроксид алюмінію, хлорид гідроксиду алюмінію та гідроксихлорид поліалюмінію), сульфатні хлориди поліалюмінію, поліалюмінієвий сульфат кремнію, сульфат заліза, хлорид заліза та ін., а також їх суміші. Деякі органічні коагулянти, прийнятні в якості композиції для обробки, утворюються в результаті поліконденсації. Прикладами полімерів цього типу можуть бути епіхлоргідриндиметиламін (ЕРІ-DMA) та ЕРІ-DMA зшиті полімери аміаку. До додаткових коагулянтів, прийнятних в якості композиції для обробки, належать полімери дихлоретану та аміаку, або дихлоретану та диметиламіну з або без додавання аміаку, поліконденсати багатофункціональних амінів, таких, як диетилентриамін, тетраетиленпентамін, гексаметилендиамін та подібні до дихлоретану, та полімери, одержані від конденсаційних реакцій, таких, як меламіноформальдегідні смоли. До додаткових коагулянтів, прийнятних в якості композиції для обробки, належать катіоннозаряджені аддитивні полімери вінілу, такі, як полімери, сополімери та терполімери (мет)акриламіду, диаліл-N,N-двозаміщеного амонієвого галіду, диметиламіноетилметакрилат та його четвертинні амонієві солі, диметиламіноетилакрилат та його четвертинні амонієві солі, метакриламідопропилтриметиламонієвий хлорид, диалілметил(бета-пропіонамідо)амонієвий хлорид, (бета-метакрилоілоксиетил)триметиламонієвий метилсульфат, кватернізований полівініллактам, вініламін та акриламід або метакриламід, який прореагували для одержання похідних або четвертинних похідних Манніха. Переважні четвертинні амонієві солі можна одержати із застосуванням хлорметилу, диметилсульфату або бензилхлориду. До терполімерів можуть належати аніонні мономери, такі, як акрилова кислота або 2-акриломідо 2-метилпропан сульфонова кислота, в той час як загальний заряд полімеру є катіонним. Молекулярні маси цих полімерів, як вініладдитивних, так й конденсаційних, становить в межах від найменшого значення, такого, як кілька сотень, до кількох мільйонів. Переважно, молекулярна маса повинна бути в межах від 20,000 до приблизно 1,000,000. У принаймні одному варіанті втілення попередню обробку здійснюють комбінацією однієї, кількох або всіх з будь-яких композицій, які визнали прийнятними композиціями для попередньої обробки частинок наповнювача. У принаймні одному варіанті втілення зміцнююча добавка має такий самий заряд, що й композиція, прийнятна для обробки частинок наповнювача. Коли обидві мають однаковий заряд, додатковий наповнювач менше абсорбує зміцнюючу добавку на поверхні. У принаймні одному варіанті втілення зміцнююча добавка є катіонним крохмалем. Зміцнюючими добавками, 4 UA 106358 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 які згадуються у даному винаході, можуть бути будь-які композиції, описані у патенті США 4,605,702 та у патентній заявці США 2005/0161181 А1, та, зокрема, різноманітні гліоксильовані акриламід/DADMAC сополімерні композиції, описані у даному описі. Прикладом гліоксильованої акриламід/DADMAC сополімерної композмції є продукт # Nalco 64170 (компанії Nalco, Непервілл, Іллінойс). У принаймні одному варіанті втілення застосовуваними наповнювачами є РСС (осаджений карбонат кальцію), GCC (тонкодисперсний карбонат кальцію) та/або каолін. У принаймні одному варіанті втілення застосовуваними наповнювачами є РСС (осаджений карбонат кальцію), GCC (тонкодисперсний карбонат кальцію)та/або каолін з полімерними диспергаторами поліакрилової кислоти або їх сумішами. Відношення зміцнюючої добавки до сухої паперової маси може бути 3 кг добавки на тону паперової маси. Для кращого розуміння нижчеприведеного зроблено посилання на наступний приклад, який приведено для ілюстрації, та який не є обмежувальним щодо обсягу винаходу. Приклад 1 1(і) Попередня обробка наповнювача: Суміш частинок наповнювача одержали з целюлозно-паперового комбінату. Сумішшю була суміш 50 % РСС (осадженого карбонату кальцію) та 50 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію). РСС (осадженим карбонатом кальцію) був недиспергований Albacar HO (виготовлений компанією Specialty Mineral of Bethlehem, Пенсильванія) та хімічно диспергований GCC (тонкодисперсний карбонат кальцію) (також виготовлений компанією Specialty Mineral of Bethlehem, Пенсильванія). Виходячи з цілей даної заявки, термін "недиспергований" поширюється на рідину без додавання хімічного диспергатора. Для цілей цієї заявки термін "хімічно диспергований" поширюється на рідину із додаванням хімічного диспергатора. Суміш наповнювача розбавили водопровідною водою до 18 % вмісту сухих речовин. 200 мл розведеної суміші наповнювача помістили у 500 мл лабораторну ємність. Перед тим, як додати коагулянт, суміш перемішали протягом принаймні 30 секунд. В якості перемішувального пристрою слугував EUROSTAR цифровий верхньопривідний змішувач з радіусом 1342,50 мл і пропелером з чотирма лопатями (все від компанії ІКА Works, Inc., Вілмінгтон, Північна Кароліна). Після перших ЗО секунд перемішування при 80 об./хв. повільно ввели розчин коагулянту. Застосовуваним коагулянтом був 7527. Доза коагулянту становила 1кг на тонну наповнювача в сухій вазі. Перемішування продовжили при 800 об./хв., поки не ввели весь коагулянт. Потім швидкість перемішування збільшили до 1500 об./хв. на одну хвилину. 1(іі) Застосування наповнювача: З паперово-целюлозного комбінату одержали велику кількість сировини целюлозних волокон. Сировину охолодили, а потім розвели очищеною білою водою до консистенції приблизно 0,7 %. Целюлозні волокна на 60 % складалися з листової біленої крафт-целюлозної маси (НВКР), 20 % хвойної біленої крафт-целюлозної маси (SBKP) та 20 % біленої хімікотермічної деревної маси (ВСТМР). Додали різні зразки композицій наповнювача, вказані на фігурі 1. Також додали зміцнюючу добавку 64170. Потім виміряли міцність паперу при розтягуванні, виготовленого з кожного із зразків, та зобразили на фігурі 1. В ході дослідження міцності зразків встановили наступне: заміна чистого РСС (осадженого карбонату кальцію) 50 % РСС (осадженого карбонату кальцію) та 50 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію) відповідно дозволяє приблизно на 3 % збільшити вміст наповнювача без втрати міцності паперу. Більш того, поєднання наповнювача з 50 % РСС (осадженого карбонату кальцію) та 50 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію) з попередньою обробкою частинок GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію) зміцнюючою добавкою 64170 та обмеження дії коагулянта 7527 дозволяє неймовірно збільшити вміст наповнювача до 12 % без втрати міцності паперу. Тому, є зрозумілим, що під час виготовлення паперу на стадіях способу згідно винаходу можна застосувати більше наповнювача, більше РСС (осадженого карбонату кальцію), що також покращує оптичні характеристики одержаного паперу. Приклад 2 Суміш целюлози та наповнювача одержали аналогічним чином, що й у прикладі 1. Наповнювач обробили аналогічно прикладу 1. До трьох зразків додали зміцнюючу добавку 64170 3 кг/т: до зразку, що містить 100 % РСС (осадженого карбонату кальцію), зразку, що містить 50 % РСС (осадженого карбонату кальцію) та 50 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію), та зразку, що містить 50 % РСС (осадженого карбонату кальцію) та 50 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію), при чому GCC (тонкодисперсний карбонат кальцію) обробили 7527. Одержані зразки паперу дослідили, а результати продемонстрували на фігурі 2, на якій зображено співвідношення міцності даного паперу при розтягуванні та процентного 5 UA 106358 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 значення наповнювача відносно загального вмісту сухих речовин у паперовій масі, з якої виготовили даний папір. У випадку додавання3 кг/т добавки 64170 до 100 % РСС (осадженого карбонату кальцію), вміст наповнювача без втрати міцності можна було збільшити лише на 3 %. При вмісті наповнювача приблизно 34 %, міцність підвищена на 12 %. Коли 100 % РСС (осаджений карбонат кальцію) замінили 50 % РСС (осадженого карбонату кальцію) та 50 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію), міцність підвищилася та це дозволило збільшити вміст наповнювача без втрати міцності листа на 3,5 %. Додавання 3 кг/т добавки 64170 дозволило збільшити вміст наповнювача ще на 2,5 % без втрати міцності листа. З додаванням 3 кг/т 64170 при вмісті наповнювача 35 % міцність паперу підвищилася на 14 %. Порівняно з 50 % РСС (осадженого карбонату кальцію) та 50 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію), попередньо оброблених за допомогою 7527 50 % РСС (осадженого карбонату кальцію) та 50 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію) дозволяє підвищити вміст наповнювача на 2 % без втрати міцності. При додаванні 3 кг/т N-64170 до композиції з попередньо обробленими 50 % РСС (осадженого карбонату кальцію) та 50 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію) вміст наповнювача можна збільшити на 4 % без втрати міцності паперу, порівняно з просто попередньо обробленими 50 % РСС (осадженого карбонату кальцію) та 50 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію). Даний експеримент демонструє, що з однаковою кількістю зміцнюючої добавки 64170 ефективність підвищення міцності паперу збільшилася, в результаті попередньої обробки наповнювача. Приклад 3 2 Провели машинне випробування, при якому папероробна машина виготовляла 108 г/м крейдованого паперу-основи при швидкості 1360 м/хв. Застосовувана композиція містила целюлозні волокна, з яких: 40 % становила білена хімічно-термічна деревна маса (ВСТМР), 40 % - білена крафт-целюлозна маса (НВКР), 20 % - хвойна білена крафт-целюлозна маса (SBKP). Композиція також містить суміш наповнювача, яка складається з 70 % РСС (осадженого карбонату кальцію) та 30 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію). Під час випробування вміст всіх добавок в масі на вологому етапі процесу, включаючи речовини для підвищення утримувальності, проклеюючих речовин та катіонних крохмалів, не змінювався. Міцність одержаного паперу оцінили за допомогою тестового апарату Scott Bond. На фігурі 3 продемонстровано результати міцності паперових сумішей за Scott Bond, до яких належать 8 сумішей з різним вмістом добавок 7527 та 64170. Без введення добавок 7527 та 64170 міцність становила 0,92 кг/см. Коли ввели 2,5 кг/т добавки 64170 міцність підвищилася до 1,14 кг/см, тобто на 24 %. Однак, з наступним введенням добавки 7527 в кількості 0,5 кг/т, міцність підвищилась з 1,14 до 1,30 кг/см, тобто ще на 14 %. Це дослідження продемонструвало, що з додаванням невеликої кількості коагулянту ефективність добавки 64170 значно підвищилася. Фахівець з рівня техніки розуміє, що всі описані вище способи також можна застосовувати до паперової маси, яка містить інші нецелюлозні волокнисті матеріали, паперових мас, до складу яких входить суміш целюлозних та нецелюлозних волокнистих матеріалів, та/або синтетичних волокнистих матеріалів. Можна вносити зміни до складу суміші, у виробничий процес та стадії способу згідно винаходу, описаного у даному описі, не виходячи за межі концепції та обсягу винаходу, як це визначено у формулі винаходу. Оскільки даний винахід може мати різноманітні варіанти втілення, наразі детально описано особливо переважні варіанти втілення даного винаходу. Дане висвітлення суті винаходу є ілюстративним прикладом принципів винаходу та не обмежує його певними продемонстрованими варіантами втілення. Крім того, винахід охоплює будь-яку можливу комбінацію деяких або всіх наразі описаних різних варіантів втілення. Усі патенти, патентні заявки та інші цитовані матеріали, які згадувалися у даній заявці, або у будь-якому цитованому патенті, цитованій патентній заявці, або іншому цитованому матеріалі, вичерпно приведені у вигляді посилань. Приведене вище висвітлення суті винаходу є ілюстративним та не є вичерпним. Даний винахід пропонує багато варіантів та альтернатив фахівцю з рівня техніки. Усі альтернативи та варіанти не виходять за межі обсягу винаходу, в якому термін "містить" означає "включає, але не обмежується". Фахівці з рівня техніки можуть визначити інші еквіваленти до описаних наразі особливих варіантів втілення, які також входять в обсяг формули винаходу. На цьому опис переважних та альтернативних варіантів втілення винаходу завершується. Фахівці з рівня техніки можуть визначити інші еквіваленти наразі описаного особливого варіанту втілення, які підпадають під обсяг доданої формули винаходу. 60 6 UA 106358 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Спосіб виготовлення паперу із збільшеним вмістом наповнювача, який передбачає наступні стадії: одержання суміші частинок наповнювача, принаймні однієї зміцнюючої добавки та сировини целюлозного волокна, обробку частинок наповнювача коагулянтом, поєднання частинок наповнювача із сировиною целюлозного волокна, обробку суміші принаймні однією зміцнюючою добавкою, та формування паперової маси з суміші, який відрізняється тим, що принаймні 10 % частинок наповнювача є осадженим карбонатом кальцію та принаймні 10 % частинок наповнювача є тонкодисперсним карбонатом кальцію, а сировина целюлозного волокна містить целюлозні волокна та воду. 2. Спосіб згідно з п. 1, в якому принаймні частина карбонату кальцію має форму, вибрану з переліку, до якого входить: недиспергований карбонат кальцію, диспергований суспендований карбонат кальцію, крейда та будь-яка їх суміш. 3. Спосіб згідно з п. 1, в якому принаймні частина карбонату кальцію має форму диспергованого суспендованого карбонату кальцію, диспергований суспендований карбонат кальцію додатково містить принаймні один компонент, вибраний з полімерних диспергаторів поліакрилової кислоти, поліфосфатних дисперганторів натрію, суспендованого каоліну та будь-якої їх суміші. 4. Спосіб згідно з п. 1, в якому суміш частинок наповнювача складається з 50 % тонкодисперсного карбонату кальцію та 50 % осадженого карбонату кальцію. 5. Спосіб згідно з п. 1, в якому коагулянт вибирають з переліку, до якого входять: неорганічні коагулянти, органічні коагулянти, поліконденсаційні коагулянти та будь-яка їх суміш. 6. Спосіб згідно з п. 1, в якому молекулярна маса коагулянту становить в межах від 200 до 1000000. 7. Спосіб згідно з п. 1, в якому коагулянтом є коагулянт, вибраний з переліку, до якого входять: галун, алюмінат натрію, поліалюмінію хлорид, хлоргідроксид алюмінію, хлорид гідроксиду алюмінію, поліалюмінію гідроксихлорид, сульфатні поліалюмінію хлориди, поліалюмінієвий сульфат кремнію, сульфат заліза, хлорид заліза, епіхлоргідрин-диметиламін (ЕРІ-DMA) та ЕРІDMA зшиті полімери аміаку, полімери дихлоретану та аміаку, полімери дихлоретану, полімери диметиламіну, конденсаційні полімери багатофункціонального діетилентриаміну, конденсаційні полімери багатофункціонального тетраетиленпентаміну, конденсаційні полімери багатофункціонального гексаметилендіаміну, конденсаційні полімери багатофункціонального дихлоретану, полімери меламіну, полімери формальдегідної смоли, катіонно заряджені адитивні полімери вінілу та будь-яка їх суміш. 8. Спосіб згідно з п. 1, в якому коагулянтом є співполімер AcAm/DADMAC. 9. Спосіб згідно з п. 1, в якому зміцнюючою добавкою є гліоксильований співполімер AcAm/DADMAC. 10. Спосіб згідно з п. 1, в якому відношення зміцнюючої добавки і вмісту сухих речовин у паперовій масі становить 0,3-5 кг зміцнюючої добавки на тонну паперової маси. 11. Спосіб згідно з п. 1, в якому частинки GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію) оброблені коагулянтом. 12. Спосіб згідно з п. 1, в якому зміцнюючою добавкою є катіонний крохмаль. 13. Спосіб згідно з п. 1, в якому до складу паперової маси входить частина сухих речовин, частинки наповнювача у паперовій масі становлять більше 50 % загального вмісту сухих речовин у паперовій масі. 14. Спосіб згідно з п. 1, в якому зміцнююча добавка та композиція мають однаковий заряд. 15. Спосіб згідно з п. 1, в якому суміш частинок наповнювача додатково містить один компонент, вибраний з переліку, до якого входить: органічний пігмент, неорганічний пігмент, глина, тальк, діоксид титану, гідрат алюмінію, сульфат барію, гідроксид магнію та будь-яка їх суміш. 16. Композиція для застосування у процесі виготовлення паперу, яка містить: целюлозу, суміш частинок наповнювача, яка включає принаймні 10 % РСС (осадженого карбонату кальцію) та 10 % GCC (тонкодисперсного карбонату кальцію), зміцнюючу добавку, та покриття для запобігання приєднанню зміцнюючої добавки до частинок наповнювача, яке покриває частинки наповнювача. 7 UA 106358 C2 8 UA 106358 C2 9 UA 106358 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10