Nanofibrilloidun selluloosan lisäyksen vaikutus päällystyspastan ja päällystetyn paperin ominaisuuksiin

The goal of this thesis was to examine the effects of adding nanofibrillated cellulose to coating color and also the properties of coated paper. In the literature part, pigment coating was examined along with coating color components and their properties. In addition to properties of nanofibrillated cellulose, the properties of coated paper were also examined. The experimental part was divided into preliminary tests and actual tests. During the preliminary study coating color of calcium carbonate and kaolin was prepared. Coating color was then added to different amounts of NFC's. The viscosities and retentions of the coating color were then measured. Based on preliminary tests calcium carbonate was selected as pigment. In actual experiments only one pigment was used in which the variables were NFC dosage, NFC's grinding level and latex/starch ratio. Coating color viscosities were measured as well as retentions. LWC paper was coated with blade coating once on the other side. Coated papers were measured in opacity, whiteness, gloss, PPS-roughness and surface strength. The results were divided into three groups according to the coat weight and were analyzed using regression analysis to determine the impact. Viscosity increased by NFC's dosage, while the retention decreased. Increasing NFC's grinding ratio did impact viscosity where no starch was involved. Other effects from the degree of grinding were not established. Effects on optical properties and roughness were only marginal and on gloss NFC's had no impact at all. NFC is a good thickener on coating color but bad co-binder. NFC's impact is greater at low coating weights. Effect on optical properties and roughness is marginal, especially in noncalandered papers. Grinding NFC's has a significant impact on the viscosity.Diplomityön tavoitteena oli selvittää nanofibrilloidun selluloosan lisäyksen vaikutukset päällystyspastaan ja päällystettyyn paperiin. Työn kirjallisuusosassa perehdyttiin pigmenttipäällystykseen sekä päällystyspastan komponentteihin ja ominaisuuksiin. Nanoselluloosan ominaisuuksien ja valmistuksen lisäksi tarkasteltiin päällystetyn paperin eri ominaisuuksia. Työn kokeellinen osa jakautui esikokeisiin ja varsinaisiin kokeisiin. Esikokeissa valmistettiin pastat kalsiumkarbonaatista sekä kaoliinista. Pastoihin lisättiin eri määriä NFC:tä. Pastoista mitattiin viskositeetit ja retentiot. Esikokeiden perusteella valittiin varsinaisiin kokeisiin pigmentiksi kalsiumkarbonaatti. Varsinaisissa kokeissa pastoissa käytettiin vain yhtä pigmenttiä ja muuttujina NFC:n määrää, NFC:n jauhatusastetta sekä lateksin ja tärkin suhdetta. Pastoista mitattiin viskositeetit sekä retentiot. LWC paperi päällystettiin teräpäällystyksellä kerran toiselta puolelta valmistetuilla pastoilla. Päällystetyistä papereista mitattiin opasiteetti, vaaleus, kiilto, PPS-karheus ja pintalujuus. Tulokset jaettiin kolmeen ryhmään päällystemäärän mukaan ja analysoitiin regressioanalyysin avulla vaikutusten selvittämiseksi. Viskositeetti nousi NFC:n määrän funktiona, kun taas retentio heikkeni NFC:n määrää kasvatettaessa. NFC:n jauhatusaste vaikutti viskositeettiin koepisteissä joissa ei ollut tärkkiä. Muita vaikutuksia jauhatusasteella ei ollut. Optisiin ominaisuuksiin sekä karheuteen vaikutukset olivat vain marginaalisia ja kiiltoon ei NFC:n todettu vaikuttavan ollenkaan. NFC on hyvä paksuntaja pastassa mutta huono apusideaine. NFC:n vaikutus on suurempi alhaisilla päällystemäärillä. Vaikutus optisiin ominaisuuksiin on marginaalinen varsinkin kalanteroimattomalla paperilla. NFC:n jauhatuksella on suuri vaikutus viskositeettiin