Papier/Vulstof en retentie

In de papierindustrie wordt vulstof gebruikt om de eigenschappen van papier te verbeteren. Bovendien zijn vulstoffen goedkoper dan celstof, zodat het papier goedkoper gemaakt kan worden, wanneer het de papiermaker lukt om meer vulstoffen in het papier te binden. De meeste vulstoffen voor papier zijn van minerale oorsprong. Vulstoffen zorgen ervoor dat de bedrukbaarheid en schrijfbaarheid van papier verbeterd worden. Ook verhoogt een vulstof de opaciteit (dat is het tegenovergestelde van doorzichtigheid) van het papier. De retentie van vulstoffen in papier is belangrijk. De retentie is een maat voor het vasthouden van de mineralen in het papier, ten opzichte van de hoeveelheid mineralen die meespoelt bij de verwijdering van het water in de wordende papierbaan. Van nature zal een vulstof zich niet makkelijk aan een papiervezel binden. Daarom wordt voor de binding in het papier een retentiemiddel gebruikt. Vulstoffen kunnen op 2 manieren worden geproduceerd. delven (meestal in dagbouw) en daarna verwijdering van de verontreinigingen chemisch produceren door het laten neerslaan van de pigmenten uit een oplossing van zouten. Verschillende vulstoffen krijt of calciumcarbonaat chinaklei of kaolien, een aluminiumsilicaat titaanwit of titaandioxide talk of magnesiumsilicaat Pigmenten, die meer ingezet worden in de coatings en maar zelden als vulstof: kiezelzuur of siliciumdioxide aluminiumoxide aluminiumhydroxide ijzeroxide magnesiumoxide blanc fixe of bariumsulfaat calciumsulfaat synthetische pigmenten, zoals polystyreenbolletjes zinkwit of zinkoxide zinksulfide   Calciumcarbonaat Magnesiumoxide Calciumsulfaat Calciumsulfaat Talk Kiezelzuur Zinkoxide Kaolien (chinaklei) Kaolien (chinaklei) Titaandioxide Titaandioxide   Eigenschappen van vulstoffen poedervormig praktisch onoplosbaar in water makkelijk dispergeerbaar verhoogt de opaciteit maakt het eindproduct goedkoper verbetert bedrukbaarheid en schrijfbaarheid in papier matteert (vermindert glans) verbeteren van de verbinding tussen de verschillende lagen bij coaten Retentiemiddel Er zijn verschillende retentiemiddelen, vroeger werd bijvoorbeeld aluin gebruikt. Een retentiemiddel wordt toegevoegd om de vulstof, die meestal een slechts licht geladen oppervlakte heeft, in het papier te binden. Het retentiemiddel is een relatief lang polymeer met sterke kationische groepen (meestal ammoniumgroepen). Tegenwoordig veel gebruikte retentiemiddelen zijn gebaseerd op polyacrylamide en polyethyleenimine. Het retentiemiddel vormt een soort brug tussen de vulstof en de vezel. Met een retentiemiddel kan het vulstofgehalte van papier aanmerkelijk verhoogd worden. Een retentiemiddel werkt ook als ontwateringsmiddel bij het papiermaakproces. Omdat papiermachines zo snel lopen, moet het water in minder dan 1 seconde worden verwijderd. Een retentiemiddel helpt hierbij door de vezels in korte tijd dicht bij elkaar te brengen. Een retentiemiddel werkt door: Ladingneutralisatie. De oppervlakte van een vezel en de meeste vulstoffen is negatief geladen, hierdoor stoten ze elkaar normaliter af. Omdat het retentiemiddel positief geladen is, zal deze de negatieve lading van de vezel/vulstof compenseren, zodat de vezels elkaar kunnen naderen Plaatselijke omlading. Het retentiemiddel is sterk positief geladen. Het zal bij een "reactie" met de vezel/vulstof, de vezel/vulstof plaatselijk positief omladen. De positieve lading zal een negatief geladen deeltje aantrekken, waardoor de vezels en vulstofffen elkaar sneller naderen. Brugvorming. Hierbij vormt de positieve lading van het retentiemiddel een brug tussen 2 vezels of een vezel en een vulstofdeeltje, die beide negatief geladen zijn. De retentie wordt bepaald met de volgende formule: $R={\frac {C_{o}-C_{z}}{C_{o}}}\cdot 100\%$ R = retentie Co = consistentie in de stofoploop Cz = consistentie in het zeefwatermengsel (dat wil zeggen consistentie in het uit de papierbaan verwijderde water) Dit is de totale retentie. Een andere belangrijke retentiebepaling is de bepaling van de vulstofretentie. Dit wordt bepaald met dezelfde formule als hierboven echter met de consistenties voor de vulstof.

> Volgende:Kleuren en witheid Samenvatting Een papiersoort bestaat doorgaans niet alleen uit papiervezels maar ook uit vulstoffen (mineralen) Een vulstof verbetert eigenschappen en maakt het papier doorgaans goedkoper Een pigment bindt doorgaans slecht aan papier. Om dit te verbeteren wordt een retentiemiddel ingezet Citaat "Schrijven is denken op papier" William Zinsser, Amerikaans schrijver

> Volgende pagina:Kleuren en witheid