Täyteaineen dispergoinnin vaikutus paperin ominaisuuksiin

Kuljetettaessa täyteainetta pidempiä matkoja voidaan aikaan saada säästöjä, mikäli täyteaineliete valmistetaan korkeaan kuiva-ainepitoisuuteen. Dispergointiaineen avulla täyteainelietteen kuiva-ainepitoisuutta voidaan nostaa ilman, että menetetään täyteainelietteen virtausominaisuuksia. Dispergointiaineen tehtävänä on stabiloida täyteaineliete niin, että täyteainepartikkelit pysyvät lietteessä erillään, jolloin lietteen kuiva-ainepitoisuuden kasvattaminen on mahdollista. Täyteainepartikkelien agglomeroituminen estyy, kun dispergointiaine kiinnittyy täyteainepartikkelin pinnalle lisäten partikkelin sähkövarausta ja vahvistaen näin partikkeleiden välisiä repulsiovoimia. Dispergointi on mahdollista tehdä myös steerisellä stabiloinnilla. Yleisimmät käytössä olevat dispergointiaineet ovat polyakryylaatteja. Työssä tutkittiin MBF- laitteella valmistettujen arkkien avulla dispergoinnin vaikutusta täyteaineiden käyttäytymiseen ja paperin ominaisuuksiin. Dispergointiaineen todettiin heikentävän täyteaineen retentiota paperiin, sillä dispergointiaineen aiheuttama täyteaineen anionisuuden kasvu lisää kuidun ja täyteaineen välistä repulsiota. Dispergoitujen täyteaineiden käyttö vaatii retentioaineannoksen kasvattamista, mikä voi johtaa puolestaan formaation heikkenemiseen. Dispergointiaineen todettiin alentavan hienopaperin bulkkia, sillä paksuutta lisääviä agglomeraatteja esiintyi todennäköisesti vähemmän. Lisäksi dispergointiaineen havaittiin heikentävän hienopaperin ja TMP:stä valmistetun paperin optisia ominaisuuksia. Hienopaperilla dispergointiaineen käyttö puolestaan paransi paperin lujuusominaisuuksia. TMP- arkeilla bulkki ja lujuusominaisuudet muuttuivat dispergointiaineannostuksen myötä. 5 ‰:n dispergointiaineannostuksella päästiin samaan bulkkiin sekä lujuusominaisuuksiin kuin ei-dispergoidulla täyteaineella.

Savings can be achieved when transporting fillers long distances, if filler slurry is made in high dry solids content. By using disperging agent it is possible to increase the dry solids content of filler slurry without losing flow characteristics. The function of dispersing agent is to stabilize filler slurry so that filler particles stay apart from each other and dry solids content of filler slurry can be increased. Agglomeration of the filler particles is prevented when dispersing agent attaches to the filler particle and increases the electric charge of particle. This will gain higher repulsion between particles. Steric stabilization is also a possible method for dispersing agent. The most common dispersing agents are polyacrylates. In this work the effects of dispersing on filler’s behaviour and paper properties were studied with the help of paper sheet made by MBF- machine. Because of the growth of the anionic charge that increases the repulsion between fiber and filler, it was found out that dispersing agent decreases the retention of filler to the paperweb. Use of dispersed fillers requires bigger amount of retention aid which may lead to loss of formation. Dispersing agent decreased the bulk of fine paper, because amount of filler agglomerates, which may increase the paper thickness, was probably smaller. With fine paper and paper made from TMP it was noticed that dispersing agent decreased optical properties of the paper. Fine paper’s strength properties were improved when dispersing agent was used among filler. With TMP- papers specific volume and strength properties depended on amount of dispersing agent. Same bulk and strength properties were achieved when using 5 ‰ amount of dispersing agent than no dispersing agent at all.