CS254972B2

CS254972B2 - Method of sulphate paper production

Info

Publication number: CS254972B2
Application number: CS842358A
Authority: CS
Inventors: Nils Landquist; Sven Spangenberg; Torsten Jaernberg; Bengt Nordin
Original assignee: Korsnaes Marma Ab
Priority date: 1983-03-30
Filing date: 1984-03-29
Publication date: 1988-02-15
Also published as: FI81631C; DE124496T1; AU2585784A; PT78317B; PT78317A; NO841251L; JPS59187694A; SE8301804L; ATE30443T1; SE436049B; US4741376A; ES8501825A1; CA1229513A; DE3467008D1; ZA841734B; EP0124496A2; NO161928C; SE8301804D0; AU565037B2; BR8401341A

Description

Vynález se týká způsobu výroby neběleného sulfátového papíru, zejména neběleného sulfátového sáčkového nebo pytlového papíru se zlepšenými pevnostními vlastnostmi.

Pojmem nebělený sulfátový papír se označuje papír s vysokou pevností, vyráběný ze sulfátové buničiny, která je buď bělená, nebo nebělená. Nebělený sulfátový papír s plošnou hmotností v rozsahu od 60 do 150 g/m², zejména od 70 do 90 g/m², zejména od 70 do 90 g/m², je běžně používán pro výrobu sáčků a pytlů.

Zkoušky prokázaly, že pevnost papírových sáčků a pytlů při praktickém použití, tak zvaná užitná pevnost, je do značné míry závislá na schopnosti materiálu sáčku pohlcovat tahovou energii. Schopnost papíru pohlcovat tahovou energii, měřená celkovým množstvím práce, vyvinuté na jednotku plochy při prodlužování proužku papíru až к přetržení, je závislá na délce papíru, o kterou se zkušební vzorek prodlouží při přetržení. Větší protažení do přetržení naznačuje, že papír je schopen pohltit větší objem tahové energie. Nebělený sulfátový papír pro výrobu obalových materiálů by tedy měl mít vysokou schopnost pohlcovat tahovou energii a měl by mít značné prodloužení při přetržení, zejména v příčném směru, ve kterém se v praxi vyskytují značná namáhání.

Pro zvýšení této schopnosti a zvýšení prodloužení při přetržení může být papírové rouno zpracováno· některým z krepovacích nebo mikrokrepovacích postupů, kterým se tohoto cíle dosahuje. Příkladem takového mlkrokrepovacího postupu může být Clupakův proces, při kterém je papírové rouno přiváděno mezi válec a nekonečný pás, který je před stykem s papírovým rounem napínán a který se potom nechává smršťovat po dobu stlačování papírového rouna. Tím se u papírového pásu dosahuje zvýšení hodnoty protažení materiálu při přetržení především ve směru jeho posuvu ve stroji, přičemž povrch papírového pásu zůstává hladký. V tom spočívá rozdíl oproti normálnímu krepování, kdy se vytváří jemně vrásněný papírový pás.

Je také známo, že je možno dosáhnout zvýšení hodnoty prodloužení papíru při přetržení volným sušením, jestliže je papíru ponechána možnost volně se smršťovat po celou dobu sušení. Tohoto výsledku je možno dosáhnut při podporování sušení ventilátorem, při kterém je papírový pás dopravován proudem horkého vzduchu, kterým se provádí volné sušení, aniž by v materiálu vznikala napětí. Při tomto sušicím postupu se využívá tvarovaných krytů, usměrňujících rychle se pohybující proud vzduchu nebo tak zvaných vzduchových kluzných válců. V prvním případě je horký vzduch foukán nad rouno a směrem na jeho horní povrch, přičemž rouno se posouvá podél povrchu sušicích válců, zatímco ve druhém případě papírové rouno volně plave na proudu vzduchu, který je vháněn pod vrstvu papírového rouna tryskami, umístěnými v konvexní povrchové ploše, nad kterou se papírové rouno pohybuje. Tím získává rouno vysokou hodnotu protažení při přetržení, zejména v příčném směru, v porovnání s papírem sušeným na vyhřívaných válcích, jak se to provádí při běžných výrobních postupech. Dosahuje se tak lepšího pohlcování tahové energie a vyšší odolnosti proti vzniku trhlin současně se zvýšením objemu papíru a zvýšením drsnosti jeho povrchu.

Tato skutečnost byla využívána v průmyslové výrobě papírových sáčků a pytlů, u kterých byla vyžadována vysoká pevnost zejména v tahu. Při průmyslové výrobě neběleného sulfátového papíru bylo využíváno kombinovaného sušení pomocí sušicích válců a ventilátorového sušení papírového rouna. Při těchto procesech bylo možno měnit sušicí podmínky a tím i vlastnosti papíru._

Řešení podle vynálezu se týká způsobu výroby neběleného sulfátového papíru na několika sítových strojích kombinovaných sušením pomocí sušicích válců a ventilátorovým sušením, přičemž rouno je při tomto postupu podle potřeby mikrokrepováno nebo krepováno, popřípadě hlazeno.

Pojem mikrokrepování se vztahuje к mechanicky podporovanému smršťování papírového· rouna, majícího krepovou strukturu, téměř prostým okem neviditelnou a vytvářenou například Clupakovým zařízením. Pojem krepování se týká úpravy papírového rouna na válci proti škrabákovému noži, po kterém se krepová struktura objevuje mnohem výrazněji.

V současné době bylo zjištěno, že je možno získat nebělený sulfátový papír s překvapivě vysokou pevností, jestliže se papírové rouno vytváří ve dvou nebo více vrstvách, které jsou gaučovány dohromady na sítovém úseku stroje a potom se u nich nechá proběhnout srážení materiálu, aby se dosáhlo protažení při přetržení nejméně

2,5 % ve směru pohybu ve stroji a nejméně 5 % v příčném směru.

Podstata způsobu podle vynálezu tedy spočívá v tom, že papírový pás se vytváří na několikasítovém stroji z nejméně dvou vrstev, které se gaučují dohromady na sítové části stroje, načež se papírový pás suší kombinovaným sušením na válci a volným sušením, načež se papírový pás smršťuje volným sušením a popřípadě krepováním nebo mikrokrepováním pro zvětšení protažení při přetržení na nejméně 3 % ve směru posuvu strojem a nejméně 5 % v příčném směru a popřípadě se také hladí.

Ve výhodném konkrétním provedení způsobu podle vynálezu se volné sušení papírového pásu provádí nuceným proudem vzduchu, vháněným ventilátorem. Papírový pás se krepuje v lisovacím úseku stroje po gaučování obou vrstev dohromady, aby se zvýšilo protažení při ípřetrhu na nejméně 5 % ve směru pohybu strojem. V jiném alternativním provedení způsobu podle vynálezu se papírový pás mikrokrepuje po gaučování .a lisování, ale před sušením proudem vzduchu, aby se hodnota protažení při pretrhu zvýšila na nejméně 5 % ve směru posuvu strojem. Papírový ipás se v průběhu volného sušení vede nejméně jednou hladicí mezerou.

Způsob podle vynálezu dosud nebyl použit při výrobě papíru a také dosud nebyly publikovány výsledky, kterých je dosahováno řešením podle vynálezu. Laboratorními zkouškami a také technickými zkušenostmi se však již prokázal kladný vliv volného sušení na schopnost papíru pohlcovat tahovou energii. Při pokusech v laboratoři, které měly prokázat výhody i nevýhody výroby papíru ve dvou vrstvách místo v jedné vrstvě při zachování stejné plošné hmotnosti, však nebylo možno prokázat žádné kladné účinky. Tento poznatek se vztahoval jak na normálně sušené laboratorní archy papíru, tak také na volně sušené laboratorní archy.

Určitého zlepšení je možno dosáhnout výrobou papíru na papírenských strojích ve dvou vrstvách místo jedné vrstvy. Dosahovaný výsledek však neznamená výrazné zlepšení, které by mělo praktický význam a které by bylo možno využívat při výrobě sulfátového papíru.

Podstatné zlepšení pevnosti a také dal· ších vlastností má teprve papír, vyrobený postupem podle vynálezu, který má zejména lepší zejména pevnostní hodnoty ve srovnání s vlastnostmi jak homogenních vrstev, které byly volně sušeny ve formě pásu, neseného vrstvičkou vzduchu, tak také dvouvrstvých pásů, které byly sušeny známými sušicími postupy ne válcích. Dosahované zlepšení je větší než by se dalo očekávat a zejména se projevuje v příčném směru pásu papíru, který je rozhodující pro výrobu papírových pytlů a sáčků různého typu. Způsobem podle vynálezu je možno vyrábět velmi pevný a kvalitní papír i z běžné sulfátové buničiny, připravené z kvalitního měkkého dřeva.

Způsobu podle vynálezu je možno také využít pro výrobu neběleného sulfátového papíru s normálními pevnostmi buď z kvalitního výchozího materiálu při dosažení nižší plošné hmotnosti nebo z méně kvalitní suroviny, například z vysokovýtěžkových vláken nebo z výplachového odpadového papíru.

Snížení nároků na suroviny má velký význam pro zvýšení konkurenční schopnosti papíru v porovnání s jinými obalovými materiály, zejména fóliemi a tkaninami z plastů a s různými kombinacemi materiálů. U způsobu podle vynálezu je možno pro různé vrstvy využít různé druhy technické ce lulózy. Bělené nebo barevné celulózové materiály mohou být využity pro horní vrstvy obalu a nebělená celulóza může sloužit pro vytvoření spodní vrstvy.

Sáčky z papíru vyrobeného způsobem podle vynálezu mají v podstatě stejnou pevnost jako papírové sáčky, vytvářené ze dvou a více vrstev papíru, slepovaných dohromady. Tím se dosahuje podstatného zjednodušení výrobního procesu při výrobě sáčků, které vede ke značným hospodářským přínosům.

Při způsobu podle vynálezu se využívá volného sušení, které probíhá až do dosažení hmotnostního obsahu sušiny v papíru v mezích od 55 do 85 %. Cá.st sušicího procesu, probíhající volným sušením, se může měnit, avšak obecně platí, že větší část sušicího procesu, prováděná volným sušením, přináší také větší pevnostní hodnoty papírového pásu. Zbývající část sušení mimo volné sušení se uskutečňuje na obvyklých sušicích válcích, vyhřívaných parou.

Používá-li se pří provádění způsobu podle vynálezu hlazení pásu papíru, odebírá se papírový pás po částečném vysušení z pásma volného sušení a nechá se projít nejméně jedním hladicím strojem a ze stiskové linie tohoto stroje se vede zpět do oblasti volného sušení, kde sušení pokračuje až do dosažem požadovaného obsahu sušiny. Hlazením se zabezpečí vysoká pevnost ppapíru ve směru kolmém na :jeho rovinu, tak zvaná vnitřní soudržnost papíru, která dosahuje dokonce vyšších hodnot než má papírový pás vytvořený z jedné vrstvy. Papír vyrobený tímto postupem podle vynálezu je vhodný pro povrchové úpravy, například pro nanášení povlaku, který je nezbytný pro kvalitní potisk.

Způsob podle vynálezu je podrobněji objasněn pomocí následujících příkladů provedení.

Příklad 1

Tento příklad ukazuje některé základní změny, které se vyskytují u sulfátového papíru, vytvořeného ze dvou vrstev místo z jedné vrstvy.

Nebělená sulfátová buničina byla zjemněna v mlecím zařízení PFI na 22° SR v laboratoři.

Laboratorní archy byly připraveny podle normové metody SCAN-C 26 : 67 s následujícími odchylkami.

Homogenní jednovrstvé archy byly připraveny s normovou plošnou hmotností 100 g/ш², přičemž základní normová plošná hmotnost je 60 g/m². Polovina z celkového počtu připravených archů byla sušena podle normy, přičemž listy byly připevněny na sušicí válce, aby se zabránilo jejich smršťování. Druhá polovina archů byla sušena volně mezi savými pásy, mezi nimiž se mohly archy bez omezení smršťovat.

Dvouvrstvé archy byly připraveny gaučováním dvou archů dohromady, z nichž každý měl plošnou hmotnost 50 g/m² a oba společně pak měly plošnou hmotnost 100 g/ /m², tedy stejně jako jednovrstvý arch. Polovina z celkového počtu archů byla suše na podle normy na sušicím válci, zamezujícím smršťování. Druhá polovina archů byla volně sušena mezi savými pásy, kde se papír mohl volně smršťovat.

Výsledky pevnostních zkoušek jsou uvedeny v tabulce 1.

Tabulka 1

Druh archu Sušení	homogenní arch bez smrštění	= jedna vrstva s volným smrštěním	dvě vrstvy bez smrštění s volným smrštěním
Pevnost v tahu Nm/g	98,2	92,8	102,1	92,7
Protažení při
přetrhu %	3,8	6Д	3,8	5,7
Absorpce tahové
energie, mj/g	2 400	3 260	2 420	3 080
Poměrná absorpce
tahové energie %	100	136	101	128

Z tohoto laboratorního testu je možno odvodit závěr, že téměř stejné výsledky jsou dosaženy u dvouvrstvých archů i u jednovrstvých archů a že volné smršťování má příznivý vliv na pevnost.

Příklad 2

Účelem tohoto příkladu je ukázat rozdíly mezi konvenčním archem, vytvořeným v jedné vrstvě, a archem zhotoveným ze dvou vrstev a volně sušeným.

Zkoušky se prováděly stejně jako zkoušky v průmyslovém měřítku, přičemž papí renský stroj byl opatřen dvěma síty a ventilátorem pro sušení a produkoval homogenní jednovrstvé archy (při využití jednoho síta) s plošnou hmotností 100 g/m², sušené jednak pomocí ventilátoru, jednak bez něj, a ve druhém případě produkoval stroj dvouvrstvé archy s plošnou hmotností 2 X 50 g/m², sušené pomocí ventilátoru, přičemž v obou případech se pracovalo stejnou rychlostí stroje a v celém průběhu byla používána stejná surovina, nebělená sul- _#fátová buničina.

Výsledky pevnostních zkoušek jsou uvedeny v tabulce 2.

Tabulka 2

	Konvenčně sušený homogenní arch	Volně sušený homogenní arch	Konvenčně sušený dvouvrstvý arch	Volně sušený dvouvrstvý arch
Pevnost v tahu
L Nm/g	85	78	110	115
T Nm/g	50	46	56	52
Prodloužení
L %	2,6	3,5	2,5	3,5
T %	4,7	6,5	5,8	8,9
Absorbce tahové energie
L J/g	1,5	1,7	1,7	2,5
T J/g	1,7	2,0	2,2	3,0
/L + T/2 J/g	1,6	1,85	1,95	2,75
Poměrná absorpce tahové
energie	100	115	122	172

Vysvětlivky:

L = směr pohybu ve stroji

T = příčný směr

Všechny důležité pevnostní vlastnosti, pevnost v tahu, protažení a absorpce tahové energie jsou zvýšeny u dvouvrstvého archu, vyrobeného způsobem podle vynálezu ze dvou vrstev- při využití volného sušení. Volným sušením se dosáhlo ve srovnání s konvenčním sušením na válcích zlepšení schopnosti pohlcovat tahovou energii asi o 15 °/o, přičemž toto zvýšení je uvažováno jako průměrná hodnota absorpce tahové energie ve směru pohybu strojem a kolmo na něj. Výrobou papíru ze dvou vrstev v kombinaci s volným sušením se dosahuje zvýšení pevnosti o 72 % v porovnání s volně sušeným homogenním archem.

Příklad 3

Tento příklad má ukázat rozdíly mezi a. konvenčním archem, vytvořeným z jedné vrstvy a volně sušeným, b. konvenčním archem, vyrobeným v jedné vrstvě, mikrokrepovanýin a volně sušeným, c. archem vytvořeným ve dvou vrstvách a volně suše ným a d. archem vytvořeným ve dvou vrstvách, mikrokrepovaným a volně sušeným.

Zkoušky byly prováděny v průmyslovém měřítku, papírové archy byly vyráběny na dvousílovém papírenském stroji, opatřeném Clupakovým agregátem pro mikrokrepování a ventilátorovým sušicím zařízením pro volné sušení, přičemž byly zpracovávány listy s plošnou hmotností 2X60 g/m² Clupakovým agregátem a bez něj, v obou případech byla udržována stejná rychlost stroje a bylo používáno stejné suroviny, představované nebělenou sulfátovou buničinou.

Porovnávací zkoušky byly prováděny na jednosítovém stroji a archy byly vytvářeny v jedné vrstvě jako konvenční nebělený sulfátový papír, mající plošnou hmotnost 120 g/m².

Mikrokrepování bylo v obou případech prováděno tak, že protažení při přetrhu ve směru pohybu strojem bylo 6 %.

Výsledky pevnostních zkoušek jsou uvedeny v tabulce 3.

Tabulka 3

Výsledky zkoušek archů s plošnou hmotností 120 g/m², vyráběných na papírenském stroji

Konvenční homogenní archy volně mikrokreposušené váné a volně sušené

Dvouvrstvé archy podle vynálezu volně mikrokreposušené váné a volně sušené

Index absorpce tahové energie ^L+^T №	1,9	2,3	2,6	3,3
Poměrný index absorpce
tahové energie	100	121	137	174

L = směr pohybu ve stroji,

T = příčný směr

Z výsledků je patrno, že způsobem podle vynálezu s mikrokrepováním sé dosahuje vlastností papíru, které jsou podstatně lepší než u dosud vyráběného papíru. Z vý sledků zkoušek je rovněž patrno, že mikrokrepováním dvouvrstvého archu se více zvýší pevnost než mikrokrepováním jednovrstvého archu.

Claims

1. Způsob výroby sulfátového papíru, vyznačující se tím, že se nejprve vytváří na vícesítovém stroji papírový pás z nejméně dvou vrstev, které se gaučují dohromady na sítové části stroje, načež se papírový pás suší kombinovaným sušením na válcích a volným sušením, přičemž se papírový pás nechá smršťovat volným sušením a případným krepováním nebo mikrokrepováním pro dosažení protažení při přetrhu nejméně 3 % ve směru pohybu strojem a nejméně 5 % ve směru příčném a na závěr se po případě papírový pás hladí.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že volné sušení papírového pásu se provádí nuceným proudem vzduchu, vháněným ventilátorem.

3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že papírový pás se krepuje v lisovací části stroje po gaučování pro dosažení protažení při přetrhu nejméně 5 °/o ve směru pohybu strojem.

4. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že papírový pás se mikrokrepuje po gaučování a lisování, avšak před volným sušením pro dosažení protažení při přetrhu nejméně 5 % ve směru pohybu strojem.

5. Způsob podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že papírový pás se v průběhu volného sušení vede nejméně jednou stiskovou linií hladicího zařízení.