DE19816621A1

DE19816621A1 - Reducing tropical, hardwood cellulose using rotary blade refiner

Info

Publication number: DE19816621A1
Application number: DE1998116621
Authority: DE
Inventors: Juergen Dockal-Baur; Paul Sepke; Harald Selder
Original assignee: Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1998-04-15
Filing date: 1998-04-15
Publication date: 1999-11-04

Abstract

The refiner operates with an angle of cut ( alpha ) of at least 40 deg and a specific cutting edge loading of up to 1500 Ws/km.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Bekanntlich werden Mahlverfahren für Zellstoffasern dazu verwendet, um die Oberfläche der Fasern zu vergrößern und/oder ihre Länge zu reduzieren. Die Wirkung eines solchen Mahlverfahrens ist in erster Linie die, daß die Festigkeit des später daraus erzeugten Papieres gesteigert wird und daß das Papier eine gleichmäßigere Beschaffenheit erhält. Diese Verfahren sind seit langem bekannt und werden laufend verbessert, so daß bereits ein recht hoher technologischer Standard erreicht wurde. Das bezieht sich auch auf die Lehre zur Auswahl der bei der Mahlung wichtigen Betriebsparameter, insbesonder der Form der Messergarnituren sowie der Belastung während des Mahlvorgangs. Bekanntlich ist der Schnittwinkel, mit dem sich die aneinander vorbeibewegten Messer begegnen, ein entscheidender Faktor. Dabei ergibt sich der Schnittwinkel aus der Projektion der beiden Messer aufeinander.As is known, pulp fiber grinding processes are used to obtain the To increase the surface of the fibers and / or to reduce their length. The effect Such a grinding process is primarily that the strength of the later paper produced therefrom is increased and that the paper is more uniform Texture preserved. These procedures have long been known and are ongoing improved so that a fairly high technological standard has already been achieved. The also refers to the teaching on the selection of those important for grinding Operating parameters, especially the shape of the knife sets and the load during the grinding process. It is known that the cutting angle with which the encountering knives moving past each other is a decisive factor. Here results the intersection angle from the projection of the two knives onto each other.

Bei der Mahlung von Zellstoffen, die aus Laubhölzern gewonnen sind, wird in der Regel ein Schnittwinkel gewählt, welcher relativ klein ist, z. B. zwischen 8 und max. 30° liegt. Der Grund liegt darin, daß kleine Schnittwinkel eine größere Messerkantenlänge in einer Garnitur ermöglichen, wodurch die Kraftwirtschaftlichkeit der Mahlung verbessert wird; dabei ist die Auswirkung des Schnittwinkels auf die gewünschte Festigkeitsentwicklung bei der Mahlung des Laubholz-Zellstoffs relativ gering. Mit anderen Worten: Man wählt den Schnittwinkel, der energetisch am günstigsten ist, da es sich erfahrungsgemäß nicht lohnt, andere Schnittwinkel zu verwenden, welche einen schlechteren Wirkungsgrad haben. Diese Überlegungen gelten für den hier betrachteten Fall der Mahlung reiner Laubholz-Zellstoffe. Bei Gemischtmahlung, d. h. bei der Mahlung von Rohstoffen, die sich aus verschiedenartigem Zellstoff zusammensetzen, sind diese Überlegungen in der Regel anders.When pulp, which is derived from hardwoods, is usually used selected a cutting angle which is relatively small, e.g. B. between 8 and max. 30 ° lies. The reason is that small cutting angles have a longer knife edge length enable in a set, which makes the power of the grinding is improved; the effect of the cutting angle on the desired one Strength development in the grinding of hardwood pulp is relatively low. With In other words, you choose the cutting angle that is the most energy-efficient because it is experience has shown that it is not worthwhile to use other cutting angles, which have poorer efficiency. These considerations apply to the one considered here Case of pure hardwood pulp. In the case of mixed grinding, i.e. H. in the Grinding of raw materials composed of different types of pulp, these considerations are usually different.

Auch die Wahl der relativ geringen sekundlichen Kantenbelastung bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist wichtig. Bekanntlich führt eine höhere sekundliche Kantenbelastung zu einer wirtschaftlicheren Mahlung, weshalb in der Regel die größtverträgliche sekundliche Kantenbelastung angestrebt wird. Die sekundliche Kantenbelastung wird errechnet aus der Mahlleistung des Refiners dividiert durch die gesamte Länge aller in einer bestimmten Zeiteinheit (z. B. pro Sekunde) sich begegnenden Messerkanten.The choice of the relatively low secondary edge load when performing the The method according to the invention is important. As is well known, a higher secondary leads Edge loading for a more economical grinding, which is why the maximum tolerated secondary edge loading is sought. The secondary Edge loading is calculated from the refiner's grinding capacity divided by the total length of all in a certain unit of time (e.g. per second) itself encountering knife edges.

In den Fällen, in denen zur Zellstofferzeugung tropische Pflanzen verwendet werden, z. B. tropische Laubhölzer, enthält der Zellstoff sogenannte Gefäßzellen (englisch: vessels), welche infolge der klimatischen Bedingungen relativ große Abmessungen aufweisen. Diese Gefäßzellen werden bei der Zellstofferzeugung nicht entfernt und sind bei dem aus einem solchen Zellstoff hergestellten Papier für bestimmte Nachteile verantwortlich. Es kann nämlich z. B. passieren, daß die Gefäßzellen aus dem Papiergefüge ausbrechen, wodurch sich die Oberfläche verschlechtert und die Papiereigenschaften beeinträchtigt sind.In cases where tropical plants are used to produce pulp, e.g. B. tropical hardwoods, the pulp contains so-called vascular cells (English: vessels), which have relatively large dimensions due to the climatic conditions exhibit. These vascular cells are not removed during cell production and are in the paper made from such a pulp for certain disadvantages responsible. It can namely z. B. happen that the vascular cells from the Break out of paper structure, which worsens the surface and the Paper properties are affected.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mahlverfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist, die Nachteile, die sich aus dem Gehalt an Gefäßzellen ergeben, zu reduzieren oder ganz zu beseitigen.The invention is therefore based on the object of providing a grinding method with which it is possible to overcome the disadvantages resulting from the content of vascular cells reduce or eliminate entirely.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen in vollem Umfang gelöst.This object is achieved by the measures mentioned in the characterizing part of claim 1 fully resolved.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Verfahrens wird zusätzlich zur ohnehin beabsichtigten Faseränderung erreicht, daß die ansonsten zu beobachtenden Qualitätseinbußen des aus dem Zellstoff später hergestellten Papieres nicht mehr auftreten oder zumindest deutlich reduziert sind. Mit den gewählten Parametern ist es offenbar möglich, die Gefäßzellen so im Faserverband zu verankern, daß sie darin verbleiben, auch wenn das Papier beansprucht wird.In the embodiment of the method according to the invention, in addition to intended fiber change achieved that otherwise observable The quality of the paper made from the pulp later no longer decreases occur or are at least significantly reduced. With the chosen parameters it is apparently possible to anchor the vascular cells in the fiber structure so that they are in it remain even if the paper is used.

Werden Zellstoffe der hier betrachteten Art gemahlen, so steigt zunächst die Neigung, daß die Gefäßzellen aus dem Papier, das aus diesem Zellstoff hergestellt wird, ausbrechen. Dieser Nachteil muß zunächst in Kauf genommen werden, da eine Ausmahlung der Zellstoffasern Voraussetzung zur Erzeugung eines Papierblatts ist. Die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht aber dahin, daß diese Anzahl der Ausbrüche sehr bald wieder zurückgeht, daß also bei weiterem Verlauf der Mahlung eine starke Verbesserung der Eigenschaften eintritt. Wird die Mahlung dagegen nach den bisher bekannten Verfahren durchgeführt, so tritt, wenn überhaupt, eine Reduzierung solcher Qualitätseinbußen erst sehr viel später ein. D.h. der Zellstoff muß sehr viel höher ausgemahlen werden, um auch nur annähernd die gewünschten Qualitätseigenschaften zu erzielen.If pulps of the type considered here are ground, the tendency initially increases, that the vascular cells from the paper that is made from this pulp breaking out. This disadvantage must first be accepted, since a Grinding the pulp fibers is a prerequisite for producing a paper sheet. The Effect of the method according to the invention is that this number of Outbreaks very quickly decrease, that is, if the grinding continues strong improvement in properties occurs. However, if the grinding after the Previously known methods carried out, so a reduction occurs, if at all such a loss of quality only much later. I.e. the pulp needs a lot be grinded higher to even approximately the desired Achieve quality properties.

Die Erfindung wird erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:The invention is explained with reference to drawings. Show:

Fig. 1 ein Diagramm; Fig. 1 is a diagram;

Fig. 2 Teile von zur Erfindung benutzbaren Mahlgarnituren. Fig. 2 parts of grinding sets usable for the invention.

Das Diagramm in der Fig. 1 stellt qualitativ die Zusammenhänge zwischen dem unten aufgetragenen Mahlgrad 1 und einerseits der Blattfestigkeit in Z-Richtung 2 (linke Ordinate) und andererseits der Anzahl der Gefäßzellenausbrüche 3 (rechte Ordinate) dar. Blattfestigkeit in Z-Richtung ist bekanntlich die Festigkeit des Papiers bei Beanspruchung senkrecht zur Blattoberfläche. Als Gefäßzellenausbrüche wird z. B. ermittelt, wieviele solcher Gefäßzellen pro einer Flächeneinheit durch eine bestimmte Kraft herausgerissen werden. Das Diagramm weist eine Kurve 4 auf, die den Zusammenhang zwischen der Festigkeit in Z-Richtung und der Ausmahlung zeigt, wobei bekanntlich diese Festigkeit durch die Ausmahlung vergrößert wird. Die Kurven 5 und 6 stellen die Anzahl der Gefäßzellenausbrüche dar. Kurve 5 zeigt den Verlauf bei konventioneller Mahlung, die Gefäßzellenausbrüche steigen und nehmen erst bei höheren Mahlgraden allmählich wieder ab. Die Kurve 6 zeigt den Verlauf der Gefäßzellenausbrüche bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Selbst wenn zu Anfang die Gefäßzellenausbrüche zunehmen, ist dieser Nachteil im allgemeinen unerheblich, da in diesem Bereich die Mahlung noch nicht abgeschlossen ist (z. B. noch nicht ausreichende Festigkeiten). Im weiteren Verlauf der Mahlung ist dann eine sehr starke Abnahme der Gefäßzellenausbrüche erkennbar.The diagram in FIG. 1 qualitatively represents the relationships between the degree of grinding 1 shown below and on the one hand the sheet strength in the Z direction 2 (left ordinate) and on the other hand the number of vascular cell outbreaks 3 (right ordinate). It is known that sheet strength in the Z direction the strength of the paper when loaded perpendicular to the surface of the sheet. As vascular cell outbreaks z. B. determines how many such vascular cells per unit area are torn out by a certain force. The diagram has a curve 4 which shows the relationship between the strength in the Z direction and the grinding, it being known that this strength is increased by the grinding. Curves 5 and 6 represent the number of vascular cell outbreaks. Curve 5 shows the course with conventional grinding, the vascular cell outbreaks increase and only gradually decrease again at higher grinding degrees. Curve 6 shows the course of the vascular cell outbreaks when using the method according to the invention. Even if the vascular cell outbreaks increase at the beginning, this disadvantage is generally negligible, since the grinding has not yet been completed in this area (e.g. insufficient strengths). A very sharp decrease in the vascular cell outbreaks can then be seen in the further course of the grinding.

Dieses Diagramm gemäß der Fig. 1 soll die Zusammenhänge nur qualitativ zeigen. Es sind je nach Zellstoffart und Wahl der Parameter Abweichungen von diesem Verlauf möglich, wobei sich die grundsätzliche Verbesserung durch das erfindungsgemäße Mahlverfahren jedoch im allgemeinen bestätigt.This diagram according to FIG. 1 is only intended to show the relationships qualitatively. Depending on the type of pulp and the choice of parameters, deviations from this course are possible, although the fundamental improvement is generally confirmed by the grinding method according to the invention.

Fig. 2 zeigt die Teile zweier Mahlgarnituren 7 und 8, welche zusammenwirken. Dabei ist eine Mahlgarnitur 7 voll und die Messer der anderen Garnituren 8 sind gepunktet gezeichnet. Man erkennt die Definition des Schnittwinkels α. Fig. 2 shows the parts of two grinding sets 7 and 8 , which interact. A grinding set 7 is full and the knives of the other sets 8 are shown with dots. The definition of the cutting angle α can be seen.

Claims

1. A method for grinding hardwood pulp, which was obtained from the wood of tropical deciduous trees, using a grinding refiner equipped with knife fittings, characterized in that with a cutting angle (α) of at least 40 ° and a specific edge load of at most 1500 Ws / km is ground.

2. The method according to claim 1, characterized, that the hardwood pulp contains vascular cells that have the properties of paper made from it can deteriorate.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the hardwood pulp is a native pulp.

4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized, that the specific edge load is between 800 and 1000 Ws / km.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the cutting angle (α) is at least 60 °.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the knife width of the grinding sets is at most 6 mm.