A study on the chemical retention of CaCO3 on paper production

Abstract

Various filler materials at different proportions are used in pulp and paper industry for numerous reasons in addition to reduce the expensive cellulose fibre consumption. Fillers added at the wet-end of papermachine is desired to be retained over forming web, distributed evenly and develop some attachments/bonds with fibres. In the first part of this work, a long chain polymer and an inorganic polyelectrolyte were investigated to find out their efficiency on the treatment of waste water from a recycling papermill. In the second part, the effects of these chemicals on the filler retention when used separately and together were studied. In this work, a blend of long and short virgin bleached pulp at 60/40% proportion were beaten at freeness of 45 Shopper Riegler degree (ºSR). Meanwhile, calcium carbonate were finely dispersed in deionised water and numerous handsheets were made by adding the fillers at different rate. At the initial trials, especially filler retention and some properties of handsheets were monitored without using no chemicals. In further stages, handsheets were produced by separate addition of cationic long polymer and recently developed a new inorganic polyelectrolyte and in combination. Participated in groups to hold onto a single group of polymers are used to hold onto the best results with the observed decrease. Results were discussed in respect to paper quality and environment. Keyword: White fibre, Calcium carbonate, Retention, Polielectrolite, Water pollution

Keywords

• White fibre, Calcium carbonate, Retention, Polielectrolite, Water pollution

Kağıt üretiminde CaCO3 dolgu maddesinin kimyasal tutunması üzerine bir araştırma

Abstract

Hammadde sıkıntısının ileri boyutlarda yaşandığı kağıt/karton endüstrisinde, çok çeşitli dolgu maddeleri farklı oranlarda kağıt ve karton üretiminde, selüloz lif kullanımını azaltma yanında çok çeşitli fonksiyonlar için tercih edilmektedir. Hamur süspansiyonuna ıslak partide katılan bir dolgu maddesinin, elek üzerinde yüksek oranda kalması, kağıt/karton içerisinde homojen dağılması ve liflere iyi tutunması arzu edilir. Bu araştırmanın birinci aşamasında, uzun polimer ve inorganik bir polielektrolitin, eski kağıt işleyen bir kağıt fabrikasının atık suyunu arıtma seviyeleri incelenmiştir. İkinci aşamada ise bu kimyasalların dolgu tutunmasına katkısı tek tek ve beraber araştırılmıştır. %60/40 oranında harman yapılmış ağartılmış uzun ve kısa elyaf kağıt hamurları kademeli olarak 45 shopper (ºSR) değerine gelene kadar işlenmiştir. Diğer taraftan dolgu olarak kalsiyum karbonat seyreltik olarak saf su içerisinde homojen bir şekilde dağıtılmış ve farklı oranlarında katılım gerçekleştirilerek çok sayıda el kağıtları üretilmiştir. Üretilen kağıtlara ilk aşamada hiçbir kimyasal katılmadan, özellikle dolgu tutunmaları ve kağıtların bazı özellikleri takip edilmiştir. Tutunma seviyesi hassas olan %30 dolgu içeren el kağıtları, devam eden aşamalarında, sırasıyla katyonik uzun polimer ve yeni geliştirilmiş olan kısa bir inorganik polielektrolitin farklı oranlarda ayrı ayrı ve beraber katılımları ile üretilmiştir. Polimerlerin tek katıldığı gruplarda tutunmanın azaldığı birlikte kullanıldığı grupta tutunmanın en iyi sonucu verdiği gözlenmiştir. Sonuçlar, kağıt kalitesi ve çevre açısından tartışılmıştır. Anahtar kelimeler: Beyaz elyaf, Kalsiyum karbonat, Tutunma, Polielektrolit, Su kirlenmesi

Keywords

• Beyaz elyaf, Kalsiyum karbonat, Tutunma, Polielektrolit, Su kirlenmesi

References

1. Eroğlu, H., Usta, M., 2004. Kağıt ve Karton Üretim Teknolojisi Ders Kitabı Cilt I, Karadeniz Teknik Universitesi, Trabzon.
2. Gill, R.A., 1995. “Fillers for Papermaking” in Applications of Wet- End Paper Chemistry. Ed: By Che On Au and Ian Thorn, Blackie Academic&Professional, London, UK, pp:54–76.
3. Hakkarainen, K., Sillanpää, M., 2007. Flocculation in Paper and Pulp Mill Sludge Process. Research Journal Of Chemistry And Environment Vol.11 (3), pp:96-100.
4. Holmberg, M., 1999. Paper Machine Water Chemistry. Papermaking Chemistry. Ed. By Leo Neimo, Printed by Gummerus Printing, Jyvaskyla, Finland.
5. İmamoğlu, S., Atik, C., Karademir, A., 2005. Atık kağıt kullanan kağıt-karton fabrikalarında ortaya çıkan mikrobiyolojik sorunlar. KAÜ, Artvin Orman Fakültesi Dergisi, 6(1–2): 179–190.
6. İmamoğlu, S., Kırcı, H., Atik C., Karademir, A., Aydemir, C., Peşman, E. 2010. Flotasyon Mürekkep Gidermede CMYK Renk Sistemlerinin Uzaklaştırılma Performansları. III. Ulusal Karadeniz Ormancılık Kongresi, 20–22 Mayıs 2010, Artvin, Cilt: V, s. 2002– 2012.
7. Karademir, A., 2001. A study on the effects of Alkyl Ketene Dimer (AKD) sizing on the frictional properties of paper, PhD Thesis, Department of Paper Science, University of Manchester Institute of Science and Technology (UMIST), Manchester, UK.
8. Karademir, A., Cetin, N.S., Tutus, A., Ozmen, N., Kurt, R., Mengeloğlu, F., 2003a. Effects of CaCO3 Loading on Some Properties of Woodfree Papers. International Conference WPP 2003, Chemical Technology of Wood, Pulp and Paper, Brastislava, Slovak Republic, pp:184–188.

9. Karademir, A., Tutuş A., Mengenoğlu F., 2003b. Kağıt İç Yapıştırmasında Kaolen, CaCO3, ve TiO2 Dolgu Maddelerinin Alkil Keten Dimer (AKD)’i Tutma Karakteristikleri. XI. Ulusal Kil Sempozyumu Bildiri Kitabı 3 Eylül 2003
10. Karademir, A., Chew, Y.S., Hoyland, R.W., Xiao, H., 2005. Influence of Fillers on Sizing Efficiency and Hydrolysis of Alkyl Ketene Dimer, The Canadian Journal of Chemical Engineering, 83(3): 603-606.
11. Karademir, A., İmamoğlu, S., 2007. Effects of Dry Strength Resin and Surfactant Addition on the Paper Made From Pulps with Different Freeness Level. Journal of Applied Science, 7(4):484–488.
12. Karademir, A., Varlıbaş, H., Nağaş, G., Leblebici, A., 2010. Kağıt Fabrikalarında Atık Su Arıtmasında Yeni Bir Yaklaşım. PAC-S. III. Ulusal Karadeniz Ormancılık Kongresi, 20-22 Mayıs 2010, Artvin, Cilt:V, s.1993-2001.
13. Karahan, S., 2012. Ultrasonik Enerji ve Enzim Kullanımının Lazer Baskılı Ofis Kağıtlarından Yüzdürme Esaslı Mürekkep Giderme İşlemi Üzerine Etkileri, Doktora Tezi, Kahramanmaraş Sütçüimam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
14. Miyanishi, T., 1998. Optımızatıon Of Paper Machine Wet-End Neutral, PCC Fılled Newsprınt, "A Paper at 1998 TAPPI Coating/Paper Making Conference.
15. Pokhrel, D., Viraraghavan, T., 2004. Treatment of Pulp and Paper Mill Wastewater - A review, Science of Total Environment, 333 (2004) 37– 58.