CH633482A5 - Process for producing high-strength corrugated-board lining paper - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung von hochfestem Wellpappendeckenpapier gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Wellpappe besteht gewöhnlich aus einer gewellten Papierbahn, der sogenannten Welle, die ein-/oder beidseitig mit Deckenpapieren verklebt wird, die die Welle in ihrer Form fixieren. Das Deckenpapier wird auch als Liner bezeichnet. Üblicher Liner besteht vollkommen aus ungebleichtem Sulfat- oder Kraftzellstoff. Das Verfahren zur Herstellung von Kraftzellstoff ermöglicht jedoch nur die Verwendung von etwa der Hälfte der ursprünglichen Holzsubstanz, die andere Hälfte wird in der Kochlauge gelöst und geht damit für die Linerherstellung verloren. Damit ist ein bedeutender volkswirtschaftlicher Verlust gegeben, denn der Rohstoff Holz findet eine vielseitige Verwendung, und die Deckung des Holzbedarfes, insbesondere des begehrten langfaserigen Nadelholzes, bereitet zunehmend Schwierigkeiten.

Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, den Bedarf an Kraftzellstoff für Deckenpapiere und damit letztlich den Bedarf an Holz einzuschränken.

Zunächst einmal konnten bei solchen Wellpappen, an die nur geringere oder durchschnittliche Qualitätsanforderungen gestellt werden, die Kraftzellstoff-Liner erfolgreich durch Liner aus Altpapier, sogenannte Testliner, ersetzt werden. Die Qualitätsbeschränkung des Testliners ergibt sich einerseits aus seiner begrenzten Festigkeit, z.B. der begrenzten Berstfestigkeit, die durch die mehrmalige Nutzung der Faser und den dieser dabei zugefügten irreversiblen Schäden bedingt ist. Eine andere Beschränkung des Testliners ist gegeben durch die mindere Reinheit, hervorgerufen durch verschiedenste Verschmutzungen im Altpapier, die sich nur teilweise entfernen lassen. Wegen der minderen Reinheit kann man jedoch den ästhetischen Bedürfnissen des Endverbrauchers nicht nachkommen, insbesondere bei den Sichtverpackungen im Kleinhandel.

Für solche Zwecke werden nach wie vor Liner aus Kraftzellstoff eingesetzt. Hier gelang eine gewisse Verbesserung bei der Nutzung des Rohstoffes Holz, indem es durch bessere Aufschlussbedingungen ermöglicht wurde, die Ausbeute des Kraftzellstoffes von bisher 50 Prozent auf 55 bis 58 Prozent anzuheben. Weiterhin hat man versucht, den Verbrauch an Kraftzellstoff für Liner dadurch herabzusetzen, dass man einen mehrschichtigen Liner, aussen aus Kraftzellstoff und innen aus Altpapier, mit insgesamt 20 bis 30 Prozent Altpapier, verwendete. Damit konnte man zwar den Reinheitsanforderungen gerecht werden, musste jedoch eine durch die Verwendung des Altpapiers bedingte Festigkeitseinbusse hinnehmen.

In neuester Zeit ist bekannt geworden [Svensk Papper-stidning 11 (1976) 343-347), den Kraftzellstoff mit einem modifizierten thermomechanischen Stoff (MTMP) bzw. chemithermomechanischen Stoff (CTMP) zu strecken. Die

Abkürzungen MTMP und CTMP bezeichnen das gleiche Stoffherstellungsverfahren, bei dem dem bekannten thermomechanischen Verfahren eine chemische Behandlungsstufe unter milden Bedingungen vorgeschaltet wird. Die Ausbeuten beim CTMP-Verfahren liegen über 92 Prozent. Gemäss Svensk Papperstidning (a.a.O., S. 347) lassen sich bis zu 50 Prozent des Kraftzellstoffes durch CTMP ersetzen. Ein besonderer Nachteil des CTMP-Verfahrens besteht jedoch in dem unvergleichlich hohen Energieaufwand, der bei der mechanischen Zerfaserang des Stoffes erforderlich ist und zu einer starken Verteuerung führt, abgesehen davon, dass dieser hohe Energieverbrauch im Sinne der Schonung der Energiereserven unerwünscht ist.

Es wurde nun gefunden, dass man einen hochwertigen Liner (Deckenpapier) für die Herstellung von Wellpappe gehobener Qualität unter Schonung der Holz- und Energiereserven dadurch herstellen kann, dass man einen chemi-mechanischen Stoff (CMP) aus Nadelholz mit 70 bis 90 Prozent Ausbeute verwendet.

Beim CMP-Verfahren erfolgt, im Vergleich zum CTMP-Verfahren, die chemische Aufschlussstufe intensiver, es findet kein Erhitzen (Dämpfen) unmittelbar vor der Defibrierung und/oder Mahlung statt und die Ausbeuten liegen etwas niedriger. Ein besonderer Vorteil gegenüber dem CTMP-Verfahren liegt darin, dass beim CMP-Verfahren der Gesamtenergieaufwand nur etwa halb so gross ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Herstellungsverfahren anzugeben, in welchem eine erheblich bessere Ausnutzung des Rohstoffes Holz als bisher erreicht wird.

Das eingangs erwähnte Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die andere Schicht bzw. die anderen Schichten entstehen aus chemimechanischem Stoff aus Nadelholz mit einer Ausbeute von 70 bis 90 Prozent, der bei einer Stoffdichte von 20 bis 40 Prozent der Defibrierung und/oder Mahlung unterworfen wird.

Der chemimechanische Stoff (CMP) wird aus Nadelholz hergestellt. Die Ausbeute beträgt im allgemeinen etwa 70 bis 90 Prozent, vorzugsweise 78 bis 87 Prozent, z.B. etwa 83 oder 84 Prozent. Vorzugsweise erfolgt die Herstellung des CMP durch die Druckkochung mit einer alkalischen, ammoniakalischen und/oder erdalkalischen Sulfitlösung, die einen pH-Wert von 5,5 bis 10 vorzugsweise 6,0 bis 6,5, hat. Hieran schliesst sich eine Defibrierung und/oder Mahlung bei einer Stoffdichte von 20 bis 40 Prozent, vorzugsweise 23 bis 26 Prozent, an.

Bei dem Altpapier-Halbstoff handelt es sich vorzugsweise um einen hochwertigen Altpapier-Halbstoff, z.B. aus Kraft-Altpapier, oder einen durch Fraktionierung erhaltenen hochwertigen Altpapier-Halbstoff.

Die Verwendung von Altpapier-Halbstoffen in mindestens einer Schicht von mehrschichtigen Deckenpapieren bzw. Linern ist an sich bekannt. Im Gegensatz zu der bekannten Lösung kann man jedoch den Anteil an Kraftzellstoff und/oder Kraftaltpapier drastisch senken, oder auch vollkommen darauf verzichten, wenn man in dem Deckenpapier anstelle des Kraftzellstoffs eine Schicht aus chemimechanischem Stoff verwendet.

Die Herstellung von chemimechanischen Stoffen (auch als Halbschliff oder Semischliff bezeichnet) aus Nadelholz ist an sich bekannt. Im Wochenblatt für Papierfabrikation 21 (1975) 802 ist ein Verfahren beschrieben, nach dem Nadelholz einer Kochung mit einer Natriumbisulfitlösung mit einem pH-Wert von 6 auf eine Ausbeute von 80 bis 90 Prozent unterworfen wird, worauf mechanische Zerfaserung erfolgt. Aus anderen Quellen ist weiter bekannt, dass die genannte Zerfaserung bei einer Stoffdichte von 15 bis 17 Prozent bis auf einen Mahlgrad von 17° Schopper-Riegler erfolgt, und dass die weitere Mahlung auf den für die Ver5

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arbeitung erfoi verliehen Mahlgrad im Dünnstoffbereich bei 4 bis 6 Prozent Stoffdichte durchgeführt wird. Die nach diesem Verfahren erhaltenen chemimechanischen Stoffe finden für die Herstellung von Zeitungspapier Verwendung. Die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten chemimechanischen Stoffe sind ungeeignet, und zwar selbst dann, wenn der bei 15 bis 17 Prozent Stoffdichte durchgeführten Zerfaserung eine Zerfaserung mit 35 Prozent Stoffdichte vorgeschaltet wird. Es ist vielmehr eine Zerfaserung und/ oder Mahlung bei hoher Stoffdichte, nämlich 20 bis 40 Prozent, vorzugsweise etwa 23 bis 26 Prozent, erforderlich.

Ohne diese Hochkonsistenzzerfaserung bzw. -mahlung lassen sich keine Deckenpapiere mit guten Eigenschaften, insbesondere guter Berstfestigkeit, erhalten. Weiterhin wird zur Herstellung des verwendeten chemimechanischen Stoffs die Druckkochung im allgemeinen auf eine etwas geringere Ausbeute (70 bis 90 Prozent gegenüber 80 bis 90 Prozent) durchgeführt, wobei Stoffe mit hellerer Farbe entstehen. Selbstverständlich kann vor der Zerfaserung und/oder Mahlung eine an sich bekannte Vorwärmung erfolgen. In einer besonderen Ausführungsform findet diese Vorwärmung bei Temperaturen von 80 bis 135°C, vorzugsweise 100 bis 110°C, statt.

Der verwendete chemimechanische Stoff kann ungefärbt oder gefärbt, ungebleicht oder angebleicht eingesetzt werden.

Ein Verfahren zur Herstellung von Hochausbeutezellstoff, bei dem eine Defibrierung bei hoher Stoffdichte, nämlich 20 bis 40 Prozent, erfolgt, ist aus der DE-OS 2 651 801 bekannt. Allerdings liegen dort die Ausbeuten erheblich höher, nämlich vorzugsweise bei 90 bis 94 Prozent, und die Verfahrensprodukte stellen hochsaugfähige Stoffe dar, die für die Herstellung von Windeln, Verbandmaterial, usw. Verwendung finden.

Bei dem Altpapier-Halbstoff handelt es sich vorzugsweise um einen hochwertigen Altpapier-Halbstoff, z.B. aus Kraft-Altpapier, oder durch Fraktionieren von Altpapier erhaltenen hochwertigen Altpapier-Halbstoff.

In einer bevorzugten Ausführungsform findet ein mit Langfasern angereicherter, durch Fraktionierung aus handelsüblichem Altpapier gewonnener Altpapier-Halbstoff Verwendung.

Die Fraktionierung von Fasern aus Altpapier ist an sich bekannt. Eine geeignete Anlage wurde von T.A. Meersman auf der TAPPI-Tagung 1976 in Los Angeles beschrieben. Wie vorstehend beschrieben, werden in einer bevorzugten Ausführungsform für die Herstellung des Deckenpapiers qualitativ hochwertige Altpapiere, wie Kraft-Altpapier, verwendet. Bei Verwendung handelsüblicher Altpapiersorten wird in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Halbstoff durch Fraktionierung mit Langfasern angereichert. Um jedoch auch handelsübliche Altpapiersorten, die stark verschmutzt sind, wie Kaufhausabfälle, verwenden zu können, wird zur Erhöhung der Reinheit die Faserfraktionierung mit einer vorgeschalteten Sortierung im Dickstoffbereich bei 3 bis 5 Prozent Stoffdichte durchgeführt, wobei man zur Zerstörung des noch verbleibenden Bitumens mit einer Hoch-konsistenzdispergierung kombiniert. Eine erfindungsgemäss vorteilhafte Altpapieraufbereitung kann jedoch auch durch Kombination der Faserfraktionierung mit anderen bekannten Reinigungsverfahren erfolgen, z.B. mit der Dünnstoffsortierung, Heissdispergierung, usw.

Die im erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Dek-kenpapiere bzw. Liner enthalten den chemimechanischen Stoff vorzugsweise in Mengen von 35 bis 65 Gewichtsprozent, insbesondere 45 bis 55 Gewichtsprozent, jeweils bezo-s gen auf das fertige Deckenpapier.

Die im erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Dek-kenpapiere bzw. Liner besitzen hervorragende Eigenschaften, wobei bei industrieller Fertigung für Flächengewichte von 150 g/m2 ein relativer Berstdruck (nach Müllen) von minde-lo stens 400 kPa, ein Quer-Ringstauchwert (RCT-Wert) von mindestens 160 N, und eine Durchreissarbeit, gemessen mit dem Elmendorf-Gerät, von mindestens 150 pem erhalten werden. Diese Deckenpapiere zeichnen sich ferner durch hohe Sauberkeit der Oberfläche, hohe Geschmeidigkeit und 15 beste Verarbeitbarkeit aus.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Die Figuren 1 und 2 zeigen Deckenpapiere bzw. Liner im Querschnitt.

In Fig. 1 besteht das Deckenpapier aus einer Schicht 1 20 aus einem chemimechanischen Stoff und einer weiteren Schicht 2 aus Altpapier-Halbstoff. Die Schichten 1 und 2 besitzen etwa gleiche Schichtdicke.

In Fig. 2 besteht das Deckenpapier aus einer mittleren Schicht 11 aus Altpapier-Halbstoff und zwei äusseren Schich-25 ten 12, 13 aus chemimechanischem Stoff. Die Schichten 12 und 13 sind jeweils etwa halb so dick wie die Schicht 11.

Die Anzahl der Schichten aus Altpapier-Halbstoff und chemimechanischem Stoff spielt an sich keine besondere 30 Rolle. Neben den in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen sind z.B. auch solche Deckenpapiere möglich, die mehrere Altpapierschichten und/oder mehrere CMP-Schichten enthalten. Hierbei können in den Deckenpapieren die Altpapierschichten und/oder die CMP-Schichten auch 35 unmittelbar nebeneinander liegen.

Das Verbinden der einzelnen Schichten der Deckenpapiere erfolgt, wie bei der Herstellung von Papier oder Karton üblich, im halbtrockenen Zustand durch Vergaut-schen.

40 In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das fertige Deckenpapier in an sich bekannter Weise der Behandlung mit festigkeitsfördernden Mitteln unterworfen. Hierzu sind z.B. Stärkesuspensionen geeignet.

Die Erfindung wird durch folgendes Beispiel erläutert. 45 Es wird ein Deckenpapier aus drei Schichten hergestellt, das zur Hälfte aus einem chemimechanischen Stoff besteht, hergestellt durch etwa neutrale Druckkochung mit nachfolgender Hochkonsistenzzerfaserung und -mahlung. Dieser chemimechanische Stoff befindet sich in den beiden äusse-50 ren Schichten, die die mittlere Schicht sandwichartig ein-schliessen. Die Mittelschicht besteht aus einem Halbstoff, der durch Faserfraktionierung aus üblichem Altpapier gewonnen wurde. Das erhaltene Deckenpapier besitzt nach Behandlung mit Stärkesuspension bei 150 gr/m2 Blattgewicht 55 einen relativen Berstdruck (nach Müllen) von 420 bis 440 kPa und einen Quer-Ringstauchwert (RCT-Wert) von 190 N.

Damit sind diese für Liner wichtigen Werte mindestens so hoch bzw. grösser als die Werte für Kraftliner, z.B. aus den USA, für den ein relativer Mullen-Berstdruck von 350 60 bis 380 kPa und ein RCT-Wert von 135 bis 185 N bekannt ist.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

633482 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von hochfestem Wellpap-pendeckenpapier mit mindestens zwei Schichten, von denen mindestens eine aus Altpapier-Halbstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Schicht bzw. die anderen Schichten entstehen aus chemimechanischem Stoff aus Nadelholz mit einer Ausbeute von 70 bis 90 Prozent, der bei einer Stoffdichte von 20 bis 40 Prozent der Defibrierung und/oder Mahlung unterworfen wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Altpapier-Halbstoff entsteht durch Langfaseranreicherung mittels Fraktionierung von handelsüblichem Altpapier.