DE2913354A1 - METHOD FOR PRODUCING A CELLULOSE FIBER - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING A CELLULOSE FIBERInfo
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Description
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P 322-125P 322-125
Billerud Uddeholm AB Dr.Be/saBillerud Uddeholm AB Dr Be/sa
Billerud Uddeholm AB SÄFFLE, SchwedenBillerud Uddeholm AB SÄFFLE, Sweden
Verfahren zur Herstellung eines Cellulose-Faser-Process for the production of a cellulose fiber
stoffsfabric
IÖ98U/07SIÖ98U / 07S
Die Erfindung betrifft einen Faserstoff, Papier und deren Herstellung. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung betrifft diese einen neuen Cellulose-Faserstoff, der überwiegend aus Holz hergestellt ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung von Papier, das diesen Faserstoff enthält, *) Die Erfindung betrifft auch Papier, das den neuen Faserstoff enthält, wobei dieses Papier einen niedrigen Luftwiderstand, eine große Opazität und eine gute Aufnahmekapazität für Füllstoffe besitzt. Die Erfindung betrifft auch Produkte, die mit dem neuen Papier hergestellt sind, und insbesondere Zigaretten, die mit dem neuen Papier hergestellt sind.The invention relates to a pulp, paper and their production. According to one embodiment of the invention relates to this a new cellulose fiber material, which is mainly made of wood, and a process for the production of paper that contains this pulp, *) The invention also relates to paper that contains the new pulp This paper contains a low air resistance, a high opacity and a good absorption capacity for fillers owns. The invention also relates to products made with the new paper, and especially cigarettes made with the new paper.
Faserstoff aus Holz wurde nach dem Stand der Technik nur zu einem bestimmten Ausmaß zur Herstellung von Zigarettenpapier verwendet. Der Grund, warum solche Faserstoffe nicht in größerem Ausmaß Verwendung fanden, liegt darin, daß dieser Faserstoff nicht die Anforderungen befriedigen konnte, die an einen Faserstoff für Zigarettenpapier hoher QualüSt gestellt werden, wobei diese Anforderungen häufig schwierig miteinander zu kombinieren sind. Von diesen Anforderungen kann erwähnt werden, daß der Faserstoff möglichst der fertigen Zigarette keinen unangenehmen Geschmack verleihen soll. Das Zigarettenpapier soll eine große Porosität besitzen, d.h. einen niedrigen Luftwiderstand, was deshalb wichtig ist, damit die Zigarette nicht von selbst verlöscht.According to the prior art, wood pulp has only been used to a certain extent for the manufacture of cigarette paper used. The reason why such fibers have not found widespread use is that this pulp could not meet the requirements that are made of a pulp for cigarette paper QualüSt are made, these requirements being frequent are difficult to combine. Of these requirements it can be mentioned that the pulp as possible should not give the finished cigarette an unpleasant taste. The cigarette paper should have a large porosity have, i.e. a low air resistance, which is why is important so that the cigarette does not go out by itself.
*) Gemäß einem breiteren Erfindungsumfang können Jedoch auch andere Cellulose-Rohstoffe Berücksichtigung finden, wie Gras, Stroh und andere Pflanzenteile.*) However, according to a broader scope of the invention, other cellulose raw materials are taken into account, such as grass, straw and other parts of plants.
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Ein niedriger Luftwiderstand ist auch vorgesehen, um die Teerbildung zu vermindern. Weiterhin soll der Faserstoff ein hohes Aufnahmevermögen für Füllstoffe "besitzen. Dies fördert die Opazität sowie die gewünschte Helligkeit der Zigarettenasche, Andere Qualitäten, die als wesentlich angesehen werden, sind z.B. die Abreißlänge und die kapillare Steigfähigkeit, d.h. die Fähigkeit, Wasser oder Lösungen aufzusaugen, was ein Maß für die Fähigkeit des Papiers ist, bestimmte chemische Präparate zu absorbieren. Eine hohe kapillare Steigfähigkeit wirkt auch dem Erweichen des Papiers aufgrund des Aufsaugens von Speichel entgegen.Low air resistance is also provided to reduce tar build-up. Furthermore, the fiber should have a high absorption capacity for fillers ". This promotes the opacity as well as the desired brightness of the cigarette ash, Other qualities considered essential are, for example, the tear-off length and the capillary Climbing ability, i.e. the ability to soak up water or solutions, which is a measure of the paper's ability to absorb certain chemical preparations. A high capillary climbing ability also acts to soften the paper due to the absorption of saliva.
Bisher wurde den Anforderungen, die an einen Faserstoff für Zigarettenpapier gestellt sind, am besten durch die Ver-So far, the requirements placed on a pulp for cigarette paper have been best met by the
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wendung von Faserstoff genügt, die auf Flachs und/oder Hanf basieren. Faserstoffe aus Flachs und Hanf sind deshalb
überlegen, weil sie eine sehr große Opazität und einen sehr geringen Luftwiderstand und gleichzeitig eine sehr gute
Aufnahmekapazität für Füllstoffe und mechanische Bearbeitbarkeit
besitzen. Flachs und Hanf haben jedoch auch wesentliche Nachteile. Einmal ist ihr Preis sehr hoch. Außerdem schwankt
die Qualität je nach dem Wetter während der Wachstumsperiode und den wechselnden Anbau- und Erntemethoden der Landwirte
und je nach den Schwierigkeiten der Anpassung von Aufschluß, Trocknen und Bleichen an die Schwankungen des Rohmaterials.
Außerdem sind Lieferungen aus verschiedenen Gründen überaus unsicher. Daher wurde Faserstoff aus Flachs und/oder Hanf zu
einem erheblichen Ausmaß mit Faserstoff aus Holz vermischt, in erster Linie Zellstoff für die übliche Papierherstellung.
Auch sogenannte Alfa-Faserstoffe, d.h. ein stark gebleichter
Sulfatfaserstoff mit einem hohen Gehalt an Alfa-Cellulose und
einem geringen Harzgehalt wurde verwendet, wie dies in der DE-PS 844 250 beschrieben ist. Ein solcher Faserstoff kann durcheiy
Use of fiber based on flax and / or hemp is sufficient. Fibers made of flax and hemp are superior because they have a very high opacity and very low air resistance and at the same time have a very good absorption capacity for fillers and mechanical workability. However, flax and hemp also have significant disadvantages. For one thing, its price is very high. In addition, the quality fluctuates depending on the weather during the growing season and the changing cultivation and harvesting methods of the farmers and depending on the difficulties in adapting the digestion, drying and bleaching to the fluctuations in the raw material. In addition, deliveries are extremely unsafe for a number of reasons. Therefore, pulp from flax and / or hemp has been mixed to a significant extent with pulp from wood, primarily pulp for normal paper manufacture. So-called alpha fibers, ie a heavily bleached sulfate fiber with a high content of alpha cellulose and a low resin content, were also used, as is described in DE-PS 844 250. Such a fiber material can through
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Behandeln von SuIfatzellstoff mit starker kalter NaOH-Lösung (6 bis 10 %) hergestellt werden. Durch die kalte alkalische Behandlung, die auch als Mercerisation bezeichnet wird, wird die Hemi-Cellulose gelöst und der Gehalt an Alfa-Cellulose wird erhöht . Hierdurch wird der Widerstand gegen den Durchgang von Luft vermindert und die Opazität des fertigen Papiers wird verbessert, jedoch ohne diejenigen Werte zu erreichen, die im Falle der Anforderungen hoher Qualität für Zigarettenpapier benötigt werden. Gleichzeitig wird auch die Kapazität zum Aufnehmen anderer Stoffe drastisch beeinträchtigt und in erheblichem Ausmaß ebenfalls die mechanische Bearbeitbarkeit und der Aufbau. Die Verwendung von Alfa-Zellstoff für die Herstellung von Zigarettenpapier hat daher im wesentlichen aufgehört oder wurde wenigstens erheblich reduziert.Treating sulphate pulp with strong cold NaOH solution (6 to 10 %) . The cold alkaline treatment, also known as mercerization, dissolves the hemi-cellulose and increases the alpha-cellulose content. As a result, the resistance to the passage of air is reduced and the opacity of the finished paper is improved, but without reaching the values which are required in the case of high quality requirements for cigarette paper. At the same time, the capacity for absorbing other substances is also drastically impaired, as is the mechanical workability and structure to a considerable extent. The use of alpha pulp for the manufacture of cigarette paper has therefore essentially ceased, or at least has been reduced significantly.
Es ist Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines neuen Cellulose-Faserstoffs auf der Basis von Holz zu schaffen, wobei dieses Verfahren einen erheblichen Vorrichtungsaufwand benötigt, keine von außen zugeführten Substanzen irgendwelcher Art erfordert oder keinen erheblichen Energieaufwand benötigt. Diese und andere Ziele können dadurch erreicht werden, daß ein Ausgangsmaterial, das im wesentlichen aus Holz hergestellt worden ist, mechanisch bearbeitet wird, im wesentlichen ohne vorhergehenden KaltalkaliaufSchluß in einer stark alkalischen wäßrigen Lösung, worunter eine wäßrige Lösung verstanden wird, die OH-tragende Kationen in einer Menge aufweist, die im Fall von NaOH eine Menge von 20-100 g, vorzugsweise 30 bis 80 g NaOH je Liter Lösung entspricht. Neben NaOH können auch andere alkalische Verbindungen in wäßriger Lösung verwendet werden, wie NH, (=NH^0H), KOH und Mg (OH)2. Zweckmäßig wird eine mechanische Vorrichtung verwendet, in welcher der Faserstoff bearbeitet wird, imThe object of the invention is to create a process for the production of a new cellulosic fibrous material based on wood, this process requiring considerable outlay on equipment, requiring no substances of any kind supplied from the outside, or requiring no significant expenditure of energy. These and other objects can be achieved in that a starting material which has been made essentially of wood is mechanically processed, essentially without prior cold alkali addition, in a strongly alkaline aqueous solution, by which is meant an aqueous solution, the OH-bearing cations in an amount which, in the case of NaOH, corresponds to an amount of 20-100 g, preferably 30 to 80 g, NaOH per liter of solution. In addition to NaOH, other alkaline compounds can also be used in aqueous solution, such as NH, (= NH ^ OH), KOH and Mg (OH) 2 . A mechanical device in which the fiber material is processed is expediently used
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wesentlichen ohne zu Schneiden, wobei diese Vorrichtung zu der Gruppe gehört, die aus Frotapulpern, Scheiben-Raffiniervorrichtungen, Jordan-Raffiniervorrichtungen, Holländern und Kollergängen besteht. Am zweckmäßigsten wird ein Frotapulper zur mechanischen Bearbeitung verwendet. Obwohl "Frotapulper" eine üblicherweise verwendete Bezeichnung einer Vorrichtung ist, die in der Papier- und Faserstoffindustrie verwendet wird", (vgl. Paper Trade Journal, 1. September 1975) wird eine genauere Definition gegeben. Ein Frotapulper besteht aus einem Gehäuse mit einer Eingangsöffnung und einer Austrageöffnung und zwei Schnecken, die in dem Gehäuse angeordnet sind und ineinander eingreifen. Das Material, das kontinuierlich vom einen Ende der Vorrichtung eingespeist wird, wird zwischen den Kanten der Schnecken geknetet (frotiert). Eine weitere Bezeichnung dieser Art von Vorrichtung ist "Frottator". Eine ältere Vorrichtungsart, die eine etwas andere Konstruktion aufweist, aber in ähnlicher Weise arbeitet, ist auch unter der Bezeichnung "Curlator" bekannt. Diese Vorrichtungen haben gemeinsam, daß sie das Material ohne zu Schneiden bearbeiten, nämlich kneten oder scheuern. Diebezüglich sind sie ähnlich den jetzt veralteten Kollergängen. In den stark alkalischen wäßrigen Lösungen quellen die Fasern stark auf, was bei einer alkalischen Behandlung normal ist, insbesondere beim KaltalkaliaufSchluß, jedoch gehen nach der mechanischen Bearbeitung und dem anschließenden Waschen die Fasern erfindungsgemäß auf ihre normale Stärke zurück. Durch das mechanische Bearbeiten in der stark alkalischen Umgebung werden die Fasern jedoch teilweise aufgespalten, jedoch im wesentlichen ohne daß sie vollständig fibrilliert oder geschnitten werden. Insbesondere sollen die Fasern stark aber zweckmäßig nicht maximal vor der Kaltalkalispaltung aufgequollen sein. Man könnte befürchten, daß die mechanische Behandlung der stark gequollenen Fasern in einem Scheiben-essentially without cutting, this device belonging to the group consisting of frotapulpers, disc refining devices, Jordan refiners, Dutch and pan mills. A Frotapulper is most useful used for mechanical processing. Although "Frotapulper" is a commonly used name for a device is used in the paper and pulp industry is ", (cf. Paper Trade Journal, September 1, 1975) a more precise definition is given. A Frotapulper consists of a housing with an inlet opening and an outlet opening and two screws, which are arranged in the housing are and interlock. The material continuously fed in from one end of the device becomes kneaded (rubbed) between the edges of the snails. Another name for this type of device is "Frottator". An older type of device that has a slightly different construction but operates in a similar manner is also shown below known as the "Curlator". These devices have in common that they process the material without cutting, namely knead or scrub. They are similar in that regard the now obsolete pothole. In the strongly alkaline aqueous solutions, the fibers swell strongly, what with an alkaline treatment is normal, especially with the cold alkali conclusion, but go after the mechanical one Processing and then washing the fibers according to the invention back to their normal strength. By the mechanical processing in the strongly alkaline environment, however, the fibers are partially split, but in the essentially without being fully fibrillated or cut. In particular, the fibers should be strong though expediently not swollen up to the maximum before the cold alkali splitting be. One might fear that the mechanical treatment of the strongly swollen fibers in a disc
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Raffiniergerät, einem Frotator oder einer ähnlichen Vorrichtung dazu führt, daß die Faser vollständig zusammenbricht und zu sehr kleinen Teilchen zersetzt wird, die nicht mehr in der Lage sind, Papier irgendeiner Festigkeit zu bilden. Die Erfindung hat jedoch gezeigt, daß diese Gefahren vermieden werden können unter der Annahme, daß das mechanische Bearbeiten der stark gequollenen Fasern unter bestimmten näher erläuterten Bedingungen durchgeführt wird, wobei diese Bedingungen z.B. die Wahl der geeigneten Faserkonzentration und -temperatur und die Anpassung der Energie- und Kraftzufuhr an Alkalistäarke und Faserkonzentration sowie an die Art der in jedem Fall verwendeten Vorrichtung einschließt. Während der mechanischen Bearbeitung gemäß der Erfindung werden die Fasern teilweise unter Bildung von kontinuierlichen Fibrillenpäckchen oder -bündeln aufgespalten, welche für die Struktur des neuen Faserstoffs gemäß der Erfindung bedeutsam sind. Bei dem neuen Faserstoff können die Fibrillenbündel in größerem Ausmaß auch zu EinzelfibrillEn aufgespalten sein.Refining device, frotator, or similar device leads to the fact that the fiber breaks down completely and is broken down into very small particles, the are no longer able to form paper of any strength. However, the invention has shown that this Risks can be avoided assuming that the mechanical processing of the heavily swollen fibers takes place certain specified conditions is carried out, these conditions e.g. the choice of the appropriate fiber concentration and temperature and the adaptation of the energy and power supply to the alkaline strength and fiber concentration as well as the type of device used in each case. During the mechanical processing according to In the invention, the fibers are partially split to form continuous fibril packets or bundles, which are important for the structure of the new fiber material according to the invention. With the new fiber they can Fibril bundles to a greater extent also form single fibrils be split up.
Als Ausgangsmaterial wird ein durch chemischen, halbchemischen und/oder thermomechanisehen Aufschluß gewonnener Faserstoff, der im wesentlichen aus Holz gewonnen ist, vorzugsweise im wesentlichen ein Sulfatzellstoff verwendet. Versuche haben gezeigt, daß es möglich ist, den neuen Faserstoff gemäß der Erfindung herzustellen, ausgehend von einem Ausgangsmaterial dieser Art durch mechanisches Bearbeiten in einer Vorrichtung, wobei der Faserstoff einer mechanischen Bearbeitung mit einer Energiezufuhr unterworfen wird, welche dem Faserstoff in Form einer mechanischen Aufspaltung und Fibrillierung einen Energieaufwand von wenigstens 20, vorzugsweise wenigstens 30 und zweckmäßig wenigstens 50 KWh je Tonne Faserstoff in einer alkalischen wäßrigen Lösung entspricht, welche OH-tragende Kationen in der genannten Konzentration aufweist, wonach derA fiber material obtained by chemical, semi-chemical and / or thermomechanical digestion is used as the starting material, which is obtained essentially from wood, preferably essentially a sulfate pulp used. Have attempts has shown that it is possible to produce the new pulp according to the invention starting from a starting material of this type by mechanical processing in a device, the fiber material being subjected to mechanical processing with a Energy supply is subjected, which the pulp in the form of mechanical splitting and fibrillation one Energy consumption of at least 20, preferably at least 30 and expediently at least 50 KWh per ton of fiber in one corresponds to alkaline aqueous solution, which has OH-bearing cations in the concentration mentioned, after which the
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Faserstoff gewaschen und neutralisiert wird. Die obere Grenze für den Aufwand an mechanischer Energie wird auf 200 Kwh geschätzt, vorzugsweise nicht mehr als 150 Kwh und zweckmäßig nicht mehr als 125 Kwh je Tonne Faserstoff.Pulp is washed and neutralized. The upper limit for the expenditure of mechanical energy is on Estimated 200 Kwh, preferably not more than 150 Kwh and preferably not more than 125 Kwh per ton of fiber.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für den Faserstoff, welche verwendet wurde während durchgeführter Versuche, wird das mechanische Bearbeiten vollständig ohne äußere Wärmezufuhr durchgeführt, wobei die zugeführte alkalische Lösung auf Raumtemperatur gekühlt wird.According to one embodiment of the production method according to the invention for the pulp that was used during tests carried out, the mechanical Processing carried out completely without external heat supply, with the supplied alkaline solution at room temperature is cooled.
Gemäß einer zweiten denkbaren Ausführungsform des Verfahrens, die in der Praxis besonders zweckmäßig sein kann, wird das Bearbeiten in Form eines modifizierten Kaltalkaliaufschlusses durchgeführt, der in dieser Beschreibung als warme alkalische Aufspaltung bezeichnet wird, was heißt, daß eine alkalische Lösung verwendet wird, die bei der Einleitung in die Bearbeitungsvorrichtung eine Temperatur zwischen 40 und 70°C besitzt. According to a second conceivable embodiment of the method, which may be particularly useful in practice, this is Processing carried out in the form of a modified cold alkaline digestion, which in this description is called warm alkaline Splitting is referred to, which means that an alkaline solution is used when it is introduced into the processing device has a temperature between 40 and 70 ° C.
Gemäß einer weiteren denkbaren Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Faserkonzentrationen und der Grad der mechanischen Bearbeitung weiter aneinander derart angepaßt, daß der Temperaturanstieg während der Bearbeitung maximal 25°C, vorzugsweise maximal 15°C beträgt.According to a further conceivable further development of the invention In the process, the fiber concentrations and the degree of mechanical processing are further closely related adapted in such a way that the temperature rise during processing is a maximum of 25 ° C, preferably a maximum of 15 ° C.
Gemäß einer zweiten denkbaren Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für den neuen Faserstoff wird eine verhältnismäßig hohe Faserkonzentration gewählt und gleichzeitig ein verhältnismäßig hoher Energieaufwand in Form mechanischer Bearbeitungsenergie derart, daß die schließlich erreichte Temperatur der ausgetragenen Flüssigkeit aus der VorrichtungAccording to a second conceivable embodiment of the manufacturing method a relatively high fiber concentration is selected for the new fiber material and at the same time a relatively high energy expenditure in the form of mechanical processing energy such that it finally reached Temperature of the liquid discharged from the device
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den Bereich zwischen 90 und 130°C erreicht, was einem Temperaturanstieg zwischen 40 und 1000C entspricht.reaches the range between 90 and 130 ° C, corresponding to a temperature rise between 40 and 100 0 C.
Es ist ebenfalls Ziel der Erfindung, ein neues Papier anzubieten mit geringem Luftwiderstand, hoher Opazität und guter Rückhaltekapazität für Füllstoffe. Gemäß der Erfindung kann . das neue Papier hergestellt werden, indem von einem Zellstoff ausgegangen wird, der in oben beschriebener Art hergestellt worden ist, wonach der Zellstoff derart geschlagen wird, wie es bei der Verwendung üblicher, im wesentlichen auf Flachs und/oder Hanf basierender Faserstoffe üblich ist, wonach Papier in einer an sich bekannten Weise in einer Papiermaschine gebildet wird und wobei die Fasern des Vorrats wenigstens teilweise aus dem neuen Faserstoff gemäß der Erfindung bestehen. In dem Fall, wenn das Papier für Zigaretten verwendet wird, werden auch Füllstoffe, wie Kalkstein und/oder andere Zusätze zu Faserstoff vor der Papierbildung zugesetzt. Wegen der Aufspaltung durch kaltes Alkali, d.h. das mechanische Bearbeiten in einer starken kalten alkalischen wäßrigen Lösung, ist es möglich, die Opazität des neuen Papiers mit einem Spaltungsgrad zu erhöhen, der überraschend ist, weil das Schlagen von Faserstoff gewöhnlich die Opazität vermindert. Mit dem neuen Kennzeichen eines Papiers gemäß der Erfindung kann dieses positiv als Zigarettenpapier verwendet werden. Ein überraschendes Ergebnis wird auch bezüglich des Luftwiderstandes des neuen Papiers erreicht. Durch das mechanische Bearbeiten gemäß der Erfindung in einer starken kalten oder "warmen" alkalischen wäßrigen Lösung wird der Luftwiderstand vermindert, was bedeutet, daß die Porosität mit dem Bearbeitungsgrad ansteigt, was abweicht von früheren Erfahrungen mit dem Schlagen von Alfa-Zellstoff. Der Mechanismus, der diese neuen Ergebnisse erklären könnte, wird nicht vollständig verstanden.It is also the aim of the invention to offer a new paper with low air resistance, high opacity and good quality Retention capacity for fillers. According to the invention can. The new paper will be made by using a pulp is assumed, which has been produced in the manner described above, after which the pulp is beaten in this way becomes, as is customary with the use of conventional, essentially flax and / or hemp-based fibers, after which paper is formed in a manner known per se in a paper machine and wherein the fibers of the supply consist at least partially of the new fiber material according to the invention. In the case when the paper is for cigarettes is used, fillers such as limestone and / or other additives to pulp are also added prior to paper formation. Because of the splitting by cold alkali, i.e. the mechanical processing in a strong cold alkaline aqueous solution, it is possible to increase the opacity of the new paper with a degree of cleavage that is surprising is because pulp whipping tends to decrease opacity. With the new label of a paper according to According to the invention, this can be used positively as cigarette paper. A surprising result is also regarding of the air resistance of the new paper. Due to the mechanical processing according to the invention in a strong cold or "warm" alkaline aqueous solution, the air resistance is reduced, which means that the porosity increases with the degree of processing, which differs from previous experience with beating of Alfa pulp. The mechanism that could explain these new results is not fully understood.
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Man kann jedoch annehmen, daß es wesentlich ist, daß der Faserstoff Hemi-Cellulose enthält, welche während des Bearbeitens gelöst wird, derart, daß dies in der einen oder anderen Weise mit der gewünschten AufSpaltungsoperation zusammenarbeitet, die für die Fasern schonend ist, was zum Beispiel verursacht, das die Fasern nur teilweise aufgespalten und möglicherweise auch teilweise fibrilliert werden, im wesentlichen ohne Zerschneiden. Nach dem mechanischen Bearbeiten wird der Faserstoff gewaschen, wobei die gelöste Hemi-Cellulose entfernt wird. Durch das Aufspalten wird auch ein Papier erreicht, das eine gute Festhaltekapazität aufweist. Durch das kalte oder "warme" Aufspalten wird auch der Aufwand des abschließenden Schiagens im Zusammenhang mit der Papierherstellung vermindert, was einen relativen Anstieg der Opazität mit sich bringt im Vergleich zum Schlagen von üblichen Faserstoffen, die eine gründlichere Bearbeitung erfordern. Es ist natürlich möglich, den erfindungsgemäß hergestellten Faserstoff mit üblichem Faserstoff, der für Zigarettenpapier verwendet wird oder mit anderen Zusätzen in Verbindung mit der Verwendung von Faserstoff zur Herstellung von Zigarettenpapier zu vermischen. Solche Zusätze können beispielsweise Kalkstein (Calciumcarbonate Mittel, die die Verbrennung fördern usw. in an sich bekannter Weise sein.One can assume, however, that it is essential that the Fiber contains hemi-cellulose, which during processing is solved such that it does so in one way or another with the desired splitting operation works together, which is gentle on the fibers, which, for example, causes the fibers to only partially split and possibly also partially fibrillated, essentially without cutting. After the mechanical Processing the pulp is washed, whereby the dissolved hemi-cellulose is removed. By splitting also becomes achieves a paper that has a good holding capacity. The cold or "warm" splitting also creates the Paper-making final hitting effort decreased, which is a relative increase the opacity implies compared to the beating of common fibers which require more thorough processing. It is of course possible to use the pulp produced according to the invention with conventional pulp which is used for Cigarette paper is used or with other additives in connection with the use of pulp for manufacture of cigarette papers to mix. Such additives can, for example, limestone (calcium carbonate agent, which promote combustion, etc. in a known manner.
Der neue Paserstoff gemäß der Erfindung kann dadurch gekennzeichnet werden, daß er im wesentlichen aus Fasernbesteht, die von Holz erhalten werden, wobei die Mehrzahl der Fasern des Faserstoffs aus einem mehrfach gebogenen Hauptstamm bestehen, über dessen Länge Zweige angeordnet sind, die aus Fibrillenbündeln bestehen, daj£ die Längenverteilung der Fasern nach dem Schlagen auf 80 SR (Shopper-Riegler) derart ist, daß wenigstens 25 Gew.-% der Fasern nicht durch ein Sieb derThe new fiber material according to the invention can thereby be characterized that it consists essentially of fibers, obtained from wood, the majority of the fibers of the pulp consisting of a main trunk bent several times, along the length of which branches are arranged, which consist of fibril bundles, that the length distribution of the fibers after beating to 80 SR (Shopper-Riegler) is such that at least 25% by weight of the fibers do not pass through a sieve
§09842/0711 _ 16_§09842 / 0711 _ 16 _
Maschenzahl 50 geht (Maschenweite 0,297 mm) und daß die Mehrzahl der Fasern eine Breite zwischen 5 und 50 /um aufweist. Vorzugsweise gehen wenigstens 50 Gew.-% der Fasern nicht durch ein Sieb der Maschenzahl 50 und wenigstens 30 Gew-% durch ein Sieb der Maschenzahl 30 (Sieböffnung 0,59 mm). Weiterhin hat eine Mehrzahl der Fasern eine Breite zwischen 5 und 25 /um. lin charakteristisches Merkmal ist auch das, daß der R^g-Wert des Faserstoffs nicht weniger als 90 % beträgt. Ein Papier, das ausschließlich aus diesem Faserstoff hergestellt is±, wenn es ein Gewicht von etwa 30 g/m besitzt, wird einen Luftwiderstand zwischen -1,0 und +2,0 log. Gurley aufweisen, sowie eine kapillare Steigfähigkeit von wenigstens 20 mm/10 Min., eine Reißlänge von wenigstens 3 km und eine Opazität von wenigstens 40 %, Zigarettenpapier wird mit einem Gewicht von 15 bis 25 g/m und einem Füllstoffgehalt von 15 bis 40 % CaCO, hergestellt. Das Papier kann auch andere Fasern als solche vom neuen Faserstoff enthalten, Jedoch bestehen vorzugsweise wenigstens 25 % der Fasern aus Fasern aus dem neuen Faserstoff.The number of meshes is 50 (mesh size 0.297 mm) and that the majority of the fibers have a width between 5 and 50 μm. Preferably at least 50% by weight of the fibers do not pass through a 50 mesh sieve and at least 30% by weight through a 30 mesh sieve (sieve opening 0.59 mm). Furthermore, a majority of the fibers have a width between 5 and 25 μm. Another characteristic feature is that the R ^ g value of the pulp is not less than 90 % . A paper that is made exclusively from this fiber material is ± if it has a weight of about 30 g / m 2, will have an air resistance between -1.0 and +2.0 log. Gurley, as well as a capillary climbing ability of at least 20 mm / 10 min., A tear length of at least 3 km and an opacity of at least 40 %, cigarette paper with a weight of 15 to 25 g / m and a filler content of 15 to 40 % CaCO produced. The paper can also contain fibers other than those from the new pulp. However, preferably at least 25 % of the fibers consist of fibers from the new pulp.
Die Erfindung wird im folgenden durch die Beschreibung von durchgeführten Versuchen erläutert. In der Beschreibung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, wobei bedeuten:The invention is illustrated below by the description of tests carried out. In the description reference is made to the drawings, where:
Fig. 1 die Luftdurchlässigkeit in Form eines Digramms, Fig. 2 die Bearbeitbarkeit1 shows the air permeability in the form of a diagram, FIG. 2 shows the machinability
Fig. 3 die kapillare Steigfähigkeit, Fig. 4 die Opazität und3 shows the capillary climbing ability, Fig. 4 the opacity and
Fig. 5 den Reißfaktor als Funktion der Reißlänge für Faserstoffe aus Holz, die in verschiedener Weise gemäß der Erfindung behandelt worden sind sowie fr für eine Reihe von Vergleichs-Faserstoffen, die aus Flachs-Faserstoff und Alfa-Zellstoff bestehen.5 shows the tear factor as a function of the tear length for fibrous materials made of wood, which are produced in various ways have been treated according to the invention as well as for a number of comparative pulps made from Flax pulp and Alfa pulp are made up.
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Fig. 6 zeigt die Faserlängenverteüung bei verschiedenen Faserstoffen,Fig. 6 shows the fiber length distribution at various Fibrous materials,
Fig. 7 ist eine Mikrofotografie, die die Struktur von Faserstoff aus Flachs erläutert,Fig. 7 is a photomicrograph showing the structure of Flax fiber material explains
Fig. 8 ist eine Mikrofotografie, die die Struktur von Sulfatzellstoff aus Holz erläutert,Fig. 8 is a photomicrograph showing the structure of Wood sulphate pulp explains
Fig. 9 ist eine Mikrofotografie, die die Struktur des erfindungsgemäß hergestellten Faserstoffs erläutert undFig. 9 is a photomicrograph showing the structure of the fiber material produced according to the invention explained and
Fig. 10 ist eine Mikrofotografie, die ein Zigarettenpapier gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.Fig. 10 is a photomicrograph showing a cigarette paper represents according to an embodiment of the invention.
Als Ausgangsmaterial für die Versuche wurde ein Sulfat-Zellstoff verwendet, der aus einem Gemisch aus Holz von nordischer Kiefer (Pinus silvestris) und von Fichte (Picea sfcbies) mit kleineren Mengen (unter 15 %) Birke (Betula verrucosa) hergestellt worden war. Der Faserstoff wurde mit einem üblichen Bleichverfahren auf der Basis von Chlor auf eine Helligkeit von 90 % gemäß der Messung nach SCAN-C 25 : 76 gebleicht. Die Viskosität betrug 45 m Pa/s (entsprechend 45 cP).The starting material used for the experiments was a sulphate pulp made from a mixture of wood from Nordic pine (Pinus silvestris) and spruce (Picea sfcbies) with smaller quantities (less than 15 %) birch (Betula verrucosa). The pulp was bleached with a conventional bleaching process based on chlorine to a brightness of 90 % according to the measurement according to SCAN-C 25:76. The viscosity was 45 m Pa / s (corresponding to 45 cP).
In den folgenden Beispielen 1-17 wurde ein VALLEY-Schlaggerät verwendet. Die Fasermenge in jedem Beispiel betrug etwa 450 g. Der Faserstoff in den Beispielen 1-5 und 8-17 bestand aus dem oben genannten Ausgangsmaterial, das in das Valley-Schlaggerät ohne weitere Vorbehandlung eingefüllt wurde. Die wäßrige Flüssigkeit in der zug&hrten Lauge enthieltA VALLEY impact device was used in Examples 1-17 below. The amount of fiber in each example was about 450 g. The pulp in Examples 1-5 and 8-17 consisted of the above starting material, which was incorporated into the Valley impact device was filled in without further pre-treatment. The aqueous liquid contained in the added alkali
- 18 909842/0751 - 18 909842/0751
Natriumhydroxid in wechselnden Konzentrationen zwischen 40 und 96 g/l. Der Faserstoff wurde in dem Valley-Schlaggerät unter unterschiedlicher Belastung und verschiedenen Faserkonzentrationen bearbeitet. Die verhältnismäßig geringe Faserkonzentration beruhte auf den Beschränkungen des Valley-Schlaggeräts in dieser Hinsicht. Fortgesetzte Versuche, die mit Vorrichtungen für die technische Produktion durchgeführt wurden, zeigten an, daß konzentriertere Fasergemische bevorzugt sind. Die ausgewählten Belastungen waren Standard-Belastungen für Sulfit- und Sulfatzellstoff im Valley-Schlaggerät. Beispiele wurden aus dem Gerät nach unterschiedlichen Bearbeitungsdauern entnommen. In den Beispielen 8 bis 17 wurde der "äquivalente" Energieverbrauch berechnet, von dem empirisch bekannt ist, daß er während des vollen Betriebs in einer Produktionsanlage benötigt wird. Der äquivalente Energxeverbrauch wird mit dem AusdruckSodium hydroxide in varying concentrations between 40 and 96 g / l. The pulp was in the Valley impact device processed under different loads and different fiber concentrations. The relatively small one Fiber concentration was based on the Valley impact device's limitations in this regard. Continued Tests carried out with equipment for technical production indicated that more concentrated Fiber blends are preferred. The loads selected were standard loads for sulphite and sulphate pulp in the Valley impact device. Examples were taken from the device after different processing times. In Examples 8-17 the "equivalent" energy consumption was calculated which is empirically known it is required during full operation in a production facility. The equivalent energy consumption is with the expression
E= 10 · Y,E = 10 Y,
berechnet, wobeicalculated, where
E den Energieverbrauch in KWh/je Tonne Faserstoff,E is the energy consumption in KWh / per ton of pulp,
X die prozentuale Gewichtsmenge Fasern in der SuspensionX is the percentage by weight of fibers in the suspension
und
Y die Bearbeitungszeit in Minuten bedeutet.and
Y means the processing time in minutes.
909842/075"909842/075 "
- 19 -- 19 -
Die Temperatur der zugeführten Aufschlämmung in den Beispielen 8 bis 17 betrug etwa 200C und die der ausgetragenen Suspension etwa 30°C.The temperature of the supplied slurry in Examples 8 to 17 was about 20 0 C and the discharged suspension is about 30 ° C.
Nach dem Bearbeiten im Valley-Schlaggerät wurde der Faserstoff gewaschen und mit SOp-Wasser neutralisiert. Danach wurden die Proben auf 30 % Trockengewicht zentrifugiert. Der R18-¥ert für diesen Faserstoff wurde gemäß SCAN-C 2 : 61 gemessen. Neue Proben wurden aus dem Faserstoff entnommen und bei 10 % Trockensubstanz geschlagen gemäß dem üblichen Betrieb in einem PFI-Schlaggerät auf verschiedene Schlaggrade, wobei unterschiedliche Ablaufwiderstände auf dem Drahtsieb hervorgerufen wurden, die in 0SR (Shopper-Riegler) ausgedrückt werden können. Aus diesem Vorrat wurde eine Reihe von Papierblattern in einer standardisierten Papiermaschine nach Wennberg für nominale Papiergewichte von 30 g/m hergestellt. Wegen einer bestimmten Fasermenge, die durch das Drahtsieb durchlief, hatten jedoch die fertigen Blätter nur ein Gewicht von etwa 28 g/m . Die Papierproben wurden einer Reihe von Versuchen hinsichtlich der Zugfestigkeit (Reißlänge), Luftwiderstand (Zeitdauer in Sekunden, die benötigt werden, damit 100 cm5 Luft durch eine runde Papier-After processing in the Valley impact device, the pulp was washed and neutralized with SOp water. The samples were then centrifuged to 30% dry weight. The R 18 value for this fiber was measured according to SCAN-C 2: 61. New samples were taken from the pulp and beaten at 10% dry matter according to the usual operation in a PFI impact device to different degrees of impact, whereby different resistance to drainage was caused on the wire screen, which can be expressed in 0 SR (Shopper-Riegler). A series of paper sheets were produced from this supply in a standardized Wennberg paper machine for nominal paper weights of 30 g / m 2. However, because of a certain amount of fiber which passed through the wire screen, the finished sheets only had a weight of about 28 g / m 2. The paper samples were subjected to a series of tests with regard to tensile strength (tear length), air resistance (time in seconds that are required for 100 cm 5 of air to pass through a round paper
fläche von 645 mm unter bestimmten Bedingungen hindurchgeht, welche auch als log. Gurley bezeichnet werden), kapillare Steigfähigkeit (Höhe, bis zu welcher eine Flüssigkeit in einem senkrechten Papierstreifen aufgesaugt wird, dessen unteres Ende in der Flüssigkeit eingetaucht ist) und Opazität (SCAN-P 8 j 75) unterworfen.area of 645 mm passes under certain conditions, which are also called log. Gurley), capillary climbing ability (height up to which a liquid is absorbed in a vertical paper strip, the lower end of which is immersed in the liquid) and opacity (SCAN-P 8 j 75).
Der Faserstoff wurde in einem Valley-Schlaggerät unter folgenden Bedingungen bearbeitet:The pulp was processed in a Valley impact device under the following conditions:
S09842/07S1S09842 / 07S1
- 20 -- 20 -
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 2 % Alkalikonzentration im Valley-Schlaggeiä: 60,0 g NaOH/l.
Bearbeitungsdauer im Valley-Schlaggerät: 30 Minuten.
Belastung: 6,792 kg.
R18-Wert: 90,9 % Fiber concentration in the Valley impact device: 2 % alkali concentration in the Valley impact device: 60.0 g NaOH / l. Processing time in the Valley impact device: 30 minutes. Load: 6.792 kg.
R 18 value: 90.9 %
Die folgenden Werte wurden bei den Papierblättern gemessen, die aus der im Valley-Schlaggerät behandelten Baserstoffmasse hergestellt waren:The following values were measured on the paper sheets made from the basin pulp treated in the Valley impact device were manufactured:
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 2 % Alkalikonzentration im Valley-Schlaggerät: 80,2 g NaOH/l.Fiber concentration in the Valley impact device: 2 % alkali concentration in the Valley impact device: 80.2 g NaOH / l.
909842/075*909842/075 *
iNSPECTEDiNSPECTED
- 21 -- 21 -
Bearbeitungsdauer im Valley-Schlaggerät: 30 Minuten Belastung: 6,792 kg Ri8-Wert: CZ 93 %. Processing time in the Valley impact device: 30 minutes Load: 6.792 kg R i8 value: CZ 93 %.
Die folgenden Werte wurden für hergestellte Papierblätter gemessen:The following values were measured for manufactured paper sheets:
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 2 % Alkalikonzentration im Valley-Schlaggerät: 80 g NaOH/l Bearbeitungszeit im Valley-Schlaggerät: 30 Minuten Belastung: 4,982 kg R18-Wert: C^ 93 % Fiber concentration in the Valley impact device: 2 % alkali concentration in the Valley impact device: 80 g NaOH / l Processing time in the Valley impact device: 30 minutes Load: 4.982 kg R 18 value: C ^ 93 %
909842/075' COPY909842/075 'COPY
- 22 -- 22 -
Die folgenden Werte wurden für hergestellte Papierbögen gemessen.The following values were measured for produced paper sheets.
Schlaggerät,Impact device,
UmdrehungenRevolutions
PFIPFI
Papier- Reiß- Luft- Kapillare gewicht festigkeit wider- Steigfähig-SR stand keit (H)Paper- Tear- Air- Capillary Weight Strength Resistant- Climbable-SR steadiness (H)
Opazität (X)Opacity (X)
g/m Reißlänge log. mm/5 min mm/10 min % (L) in km Gurleyg / m tear length log. mm / 5 min mm / 10 min % (L) in km Gurley
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 2 %t
Alkalikonzentration im Valley-Schlaggerät: 95,9gNaOH/l,
Bearbeitungszeit im Valley- Schlaggerät: 30 Minuten, Belastung: 6,792 kg
R18-Wert: 95,7 %Fiber concentration in the Valley impact device: 2% t alkali concentration in the Valley impact device: 95.9gNaOH / l, processing time in the Valley impact device: 30 minutes, load: 6.792 kg
R 18 value: 95.7%
Die folgenden Werte wurden für die hergestellten Papierbögen gemessen.The following values were measured for the paper sheets produced.
909842/075'909842/075 '
- 23 -- 23 -
Schlaggerät, Umdrehungen, (W)Impact device, revolutions, (W)
Papier- Reiß- Luft- Kapillare gewicht festigkeit wider- Steigfähig-SR° stand keit (H)Paper- Tear- Air- Capillary Weight Strength Resistant- Climbable-SR ° steadiness (H)
Opazität (X)Opacity (X)
PFIPFI
g/m Reißlänge log. mm/5 min mm/10 min % (L) in km Gurleyg / m tear length log. mm / 5 min mm / 10 min % (L) in km Gurley
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 2 %, Alkalikonzentration im Valley-Schlaggerät: 95,9 g NaOH/l, Bearbeitungszeit im Valley-Schlaggerät: 10 Minuten, Belastung: 6,792 kg, cd 96 %. Fiber concentration in the Valley impact device: 2 %, alkali concentration in the Valley impact device: 95.9 g NaOH / l, processing time in the Valley impact device: 10 minutes, load: 6.792 kg, cd 96 %.
- 24 -- 24 -
9098A2/079098A2 / 07
Die folgenden Werte wurden für die hergestellten Papierbögen gemessen:The following values were measured for the paper sheets produced:
Umdrehungen
(W)Impact device,
Revolutions
(W)
gewichtpaper
weight
keitTear-resistant
speed
wider
standair
contrary
was standing
Steigfähig
keit (H)capillary
Climbable
speed (H)
tät
(X)Opazi
activity
(X)
(L) in kmTear length
(L) in km
Gurleylog.
Gurley
Dieses Beispiel als Vergleichsbeispiel 1 betrifft die Herstellung von Papier aus Flachs-Faserstoff. Der R18-Wert des Flachs-Faserstoffs betrug 95,3 %. Der Flachs-Faserstoff wurde in analoger Weise wie der Faserstoff aus Holz gemäß den Beispielen 1 bis 5 in einem PFI-Schlaggerät auf unterschiedliche Bearbeitungsgrade bearbeitet. Die folgenden Werte wurden für das aus diesem Flachs-Faserstoff hergestellte Papier gemessen.This example as comparative example 1 relates to the production of paper from flax pulp. The R 18 value of the flax pulp was 95.3%. The flax pulp was processed in a manner analogous to the wood pulp according to Examples 1 to 5 in a PFI impact device to different degrees of processing. The following values were measured for the paper made from this flax pulp.
909842/0751909842/0751
- 25 -- 25 -
Schlaggerät, Umdrehungen (W)Impact device, revolutions (W)
SRSR
Papier- Reißfestig- Luft- Kapillare gewicht keit wider- Steigfähigstand keit (H)Paper Tear Resistance Air Capillary Weight Resistance Resistance to Climbing speed (H)
Opazi tät (X)Opacity (X)
PFIPFI
g/m Reißlänge log. mm/5 min. mm/10 min. % (L) in km Gurleyg / m tear length log. mm / 5 min. mm / 10 min. % (L) in km Gurley
* Der Faserstoff klebte am Rührpropeller beim Rühren während der Herstellung des Papierblattes.* The fibrous material stuck to the propeller while stirring during the manufacture of the paper sheet.
Dieses Beispiel stellt ein Vergleichsbeispiel 2 dar und betrifft die Herstellung von Papier aus Alfa-Zellstoff,This example represents a comparative example 2 and concerns the production of paper from alfa pulp,
€± 97,5 %* Die folgenden Werte wurden gemessen: € ± 97.5 % * The following values were measured:
- 26 -- 26 -
0 9842/07 6 «■ 0 9842/07 6 «■
Schlaggerät, Papier- Reißfesiig- Kapillare O]Impact device, paper tear-proof capillary O]
Umdrehungen gewicht keit Luft- Steigfähig- tiRevolutions weight air climbing ability
(W) SR° wider- keit (H) S(W) SR ° resistance (H) S
standwas standing
PFI g/m Reißlänge log. mm/5 min. mm/10 min.PFI g / m tear length log. mm / 5 min. mm / 10 min.
(L) in km Gurley(L) in km Gurley
" 14 29,5 <■ 0,1 <.-1
45000 80 26,5 4,8 2,6 15"14 29.5 <■ 0.1 <.- 1
45000 80 26.5 4.8 2.6 15
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 3,5 %,
Alkalikonzentration im Valley-Schlaggerät: 62,3 g NaOH/1,
Bearbeitungszeit im Valley-Schlaggerät: 30 Minuten,
Äquivalenter Energieverbrauch: etwa 90 KWh/Tonne Faserstoff :^. 93 %. Fiber concentration in the Valley impact device: 3.5 %,
Alkali concentration in the Valley impact device: 62.3 g NaOH / 1,
Processing time in the Valley impact device: 30 minutes,
Equivalent energy consumption: about 90 KWh / ton of pulp: ^. 93 %.
Die folgenden Werte wurden für die hergestellten Papierblätter gemessen:The following values were measured for the paper sheets produced:
- 27 909842/075·. - 27 909842/075 ·.
■- COPY . ■ - COPY.
wichtPaper
weight
keitTensile strength
speed
drehungen
(W)hitting device,
rotations
(W)
(L) in kmTear length
(L) in km
Reißfestig- Kap. Opazikeit Luft- Steig- tat wider- fähig- (X) stand keitTear resistance - Chap. Opacity air- climb- act resistant- (X) standing
Reißfaktor log. mm/10 min. (Z) GurleyTear factor log. mm / 10 min. (Z) Gurley
2500 7000 00002500 7000 0000
26,0 29,626.0 29.6
51,5 29,3 58,0 28,651.5 29.3 58.0 28.6
3,7 4,4 4,33.7 4.4 4.3
162 150 147162 150 147
Beis-Diel 9 (Probe 77 B1, 62.3, Schlagoperation Nr. 3/78) Beis-Diel 9 (sample 77 B1, 62.3, impact operation no. 3/78 )
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 3,5 %,
Alkalikonzentration im Valley-Schlaggerät: 62,3 g NaOH/l
Bearbeitungsdauer im Valley-Schlaggerät: 60 Minuten,
Äquivalenter Energieverbrauch: etwa 180 Ktfh/Tonne Faserstoff
R^g-Wert: etwa —■ 93 % Fiber concentration in the Valley impact device: 3.5 %,
Alkali concentration in the Valley impact device: 62.3 g NaOH / l Processing time in the Valley impact device: 60 minutes,
Equivalent energy consumption: approx. 180 Ktfh / ton of fiber R ^ g value: approx. - ■ 93 %
Die folgenden Werte wurden für hergestellte Papierbögen gemessen:The following values were measured for produced paper sheets:
- 28 -- 28 -
09842/07 5·
COPY09842/07 5
COPY
[Tabelle IX[Table IX
- 28 -- 28 -
Schlaggerät,
Umdrehungen
(W)Impact device,
Revolutions
(W)
SiTSiT
Papier- Zugfestig- Luft- Kap.Paper tensile strength air cap.
rapier keit Reißfestig- wider- Steig-rapier ability tear resistance
keit stand fähig-ability stood ability
keitspeed
gewichtweight
Opazität opacity
PFIPFI
g/m'g / m '
Reißlänge Reißfaktor Sek. log. mm/10 min. % (L) in km (Z) GurleyTear length Tear factor sec. Log. mm / 10 min. % (L) in km (Z) Gurley
2.8 0,45 47
2,4 0,38 362.8 0.45 47
2.4 0.38 36
3.9 0,59 303.9 0.59 30
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 4,0 % Alkalikonzentration im Valley-Schlaggerät: 63,3 g NaOH/l, Bearbeitungszeit im Valley-Schlaggerät: 30 Minuten, Äquivalenter Energieverbrauch: 75 KWh/Tonne Faserstoff R18-¥ert: ^93 %.Fiber concentration in the Valley impact device: 4.0 % alkali concentration in the Valley impact device: 63.3 g NaOH / l, processing time in the Valley impact device: 30 minutes, equivalent energy consumption: 75 KWh / ton of fiber R 18 - ¥ ert: ^ 93% .
Die folgenden Werte wurden für die hergestellten Papierbögen gemessen:The following values were obtained for the manufactured paper sheets measured:
909842/075'909842/075 '
- 29 -- 29 -
Schlaggerät, UmdrehungenImpact device, turns
Papier- Zugfestig- Reißfestig- Luft- Kap. Opagewicht keit keit wider- Steig- zitätPaper- tensile strength- tear strength- air- cap. Opa weight resistance resistance
stand fähigkeit (X)standing ability (X)
PFIPFI
g/m Reißlänge Reißfaktor log, mm/10 min. (L) in km (Z) Gurleyg / m tear length tear factor log, mm / 10 min. (L) in km (Z) Gurley
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 4,0 % Alkalikonzentration im Valley-Schlaggerät: 63,3 g Na0H/l, Bearbeitungszeit im Valley-Schlaggerät: 75 Minuten, Äquivalenter Energieverbrauch: etwa 185 KWh/Tonne Faserstoff R18-¥ert: ^ 93 %, Fiber concentration in the Valley impact device: 4.0 % alkali concentration in the Valley impact device: 63.3 g NaOH / l, processing time in the Valley impact device: 75 minutes, equivalent energy consumption: approx. 185 KWh / ton of fiber R 18 - ¥ ert: ^ 93 %,
Die folgenden Werte wurden für die hergestellten Papierbögen gemessen:The following values were obtained for the manufactured paper sheets measured:
909842/07S^909842 / 07S ^
- 30 -- 30 -
gewichtpaper
weight
keitTensile strength
speed
keitTear-resistant
speed
Steig
fähigkeitcapillary
Climb
capability
ta
(XGrandpa
ta
(X
Umdrehungen
on Impact device,
Revolutions
on
(L) in kmTear length
(L) in km
(Z)Tear factor
(Z)
wider
standair
contrary
was standing
Gurleylog.
Gurley
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 5,0 % Alkalikonzentration im Valley-Sr,hlaggerät: 65,3 g NaOH/l, Bearbeitungszeit im Valley-Schlaggerät: 75 Minuten Äquivalenter Energieverbrauch: etwa 150 KWh/Tonne Faserstoff R18-Wert: etwa <=: 93 %. Fiber concentration in the Valley impact device: 5.0% alkali concentration in the Valley-Sr, impact device: 65.3 g NaOH / l, processing time in the Valley impact device: 75 minutes Equivalent energy consumption: about 150 KWh / ton of fibrous material R 18 value: about < =: 93 %.
Die folgenden Werte wurden für hergestellte Papierbögen gemessen:The following values were measured for produced paper sheets:
909842/075' - 31 -909842/075 '- 31 -
CXDPY .
ORiGiNAL INSPECTEDCXDPY.
ORiGiNAL INSPECTED
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 5,5 % Alkalikonzentration im Valley-Schlaggerät: 66,3 g NaOH/L, Bearbeitungszeit im Valley-Schlaggerät: 78 Minuten, Äquivalenter Energieverbrauch: 140 KWh/Tonne Faserstoff, R18-Wert: etwa Cz 93 %. Fiber concentration in the Valley impact device: 5.5% alkali concentration in the Valley impact device: 66.3 g NaOH / L, processing time in the Valley impact device: 78 minutes, equivalent energy consumption: 140 KWh / ton of fiber, R 18 value: about Cz 93 %.
Die folgenden Werte wurden für hergestellte Papierbögen gemessen:The following values were measured for produced paper sheets:
909842/075-!
--. COPY
ORIGINAL INSPECTED909842 / 075-!
-. COPY
ORIGINAL INSPECTED
- 32 -- 32 -
Echlaggerät, (W)Shock device, (W)
SRSR
Papierge- Zugfestig- LuftPaper tensile strength air
wicht keit Reißfestig- wider-importance of tear resistance
keit standstand
Kap. Opazi-Steigtat fähig- (X) keitCape. Opazi-climbing ability- (X) ability
PFIPFI
g/m Reißlänge Reißfaktor log. mm/10 min. (L) in km (Z) Gurleyg / m tear length tear factor log. mm / 10 min. (L) in km (Z) Gurley
Beispiel 14 (Probe 77 B1, 66.3. Schlägoperation Nr. 7/78) Example 14 (Sample 77 B1, 66.3. Striking operation No. 7/78)
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 5,5 %, Alkalikonzentration im Valley-Schlaggerät: 66,3 g NaOH/l, Bearbeitungszeit im Valley-Schlaggerät: 95 Minuten, Äquivalenter Energieverbrauch: etwa 175 KWh/Tonne Faserstoff R18-Wert: etwa-^ 93 %.Fiber concentration in the Valley impact device: 5.5 %, alkali concentration in the Valley impact device: 66.3 g NaOH / l, processing time in the Valley impact device: 95 minutes, equivalent energy consumption: about 175 KWh / ton of fiber R 18 -value: about- ^ 93%.
Die folgenden Werte wurden für hergestellte Papierbögen gemessen:"The following values were measured for produced paper sheets: "
9098,4-2/07 5 * GOPY9098.4-2 / 07 5 * GOPY
ORIGiNAL INSPECTEDORIGiNAL INSPECTED
- 33 -- 33 -
abelle XIVabelle XIV
adrehungen
(W)storage device,
twists
(W)
gewichtpaper
weight
keitTensile strength
speed
keitTear-resistant
speed
wider
standair
contrary
was standing
Steig
fähig
keit (^t)Cape.
Climb
able to
speed (^ t)
zität
(X)Grandpa
ity
(X)
(L) in kmTear length
(L) in km
(Z)Tear factor
(Z)
Gurleylog.
Gurley
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 5,0 % Alkalikonzentration im Valley-Schlaggerät; 52,0 g NaOH/l, .Bearbeitungszeit im Valley-Schlaggerät: 85 Minuten, Äquivalenter Energieverbrauch: 170 KWh/Tonne Faserstoff R 8-¥ert: <^92 %. Fiber concentration in the Valley impact device: 5.0% alkali concentration in the Valley impact device; 52.0 g NaOH / l, processing time in the Valley impact device: 85 minutes, equivalent energy consumption: 170 KWh / ton of fiber R 8 - ¥ ert: <^ 92 %.
Das mechanische Bearbeiten konnte nicht in diesem Fall allein mittels des -Valley-Schlaggeräts durchgeführt v/erden« Es war notwendig, einen weiteren Hilfspropeller zu verwenden. In this case, the mechanical processing could not be carried out using the -Valley impact device alone « It was necessary to use another auxiliary propeller.
- 34 -- 34 -
909842/075-;
CXDPY909842 / 075-;
CXDPY
ORIQlMAL INSPECTEDORIQlMAL INSPECTED
Die folgenden Werte wurden für hergestellte Papierbögen gemessen:The following values were measured for produced paper sheets:
■Tabelle XV■ Table XV
Schlaggerät, Papier- Zugfestig- Reißfestig- Luft- Kapillare OpImpact device, paper, tensile strength, tear strength, air capillary Op
Umdrehungen gewicht keit keit wider- Steig- ziRevolutions weight resistance resistance increase zi
(W)(W)
SRSR
stand fähigkeit(H) testeadfastness (H) te
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 5,0 % Alkalikonzentration im Valley-Schlaggerät: 50,0 % Bearbeitungszeit im Valley-Schlaggerät: 60 Minuten Äquivalenter Energieverbrauch: 120 KWh/Tonne Faserstoff, R18-¥ert: <^Fiber concentration in the Valley impact device: 5.0 % alkali concentration in the Valley impact device: 50.0% Processing time in the Valley impact device: 60 minutes Equivalent energy consumption: 120 KWh / ton of fiber, R 18 - ¥ ert: <^
Die folgenden Werte wurden für hergestellte Papierbögen gemessen:The following values were measured for produced paper sheets:
- 35 -- 35 -
909842/07 5 '909842/07 5 '
COPY
ORIGINAL INSPECTEDCOPY
ORIGINAL INSPECTED
Schlaggerät, UmdrehungenImpact device, turns
(W) SR0 (W) SR 0
PFIPFI
Papier- Zugfestig- Reißfestig- Luft- Kapillare Opazigewicht keit keit wider- Steig- tatPaper tensile strength tear strength air capillary opacity weight resistance increase did
stand fähigkeit (X)standing ability (X)
g/m .. Reißlänge Reißfaktor log, mm/10 min. - in km (L) (Z) Gurleyg / m .. Tear length Tear factor log, mm / 10 min. - in km (L) (Z) Gurley
Faserkonzentration im Valley-Schlaggerät: 5,0 % Alkalikonzentration im Valley-Schlaggerät: 40,0 g NaOH/l, Bearbeitungszeit im Valley-Schlaggerät: 75 Minuten Äquivalener Energieverbrauch: 150 KWh/Tonne Faserstoff R18-¥ert:Fiber concentration in the Valley impact device: 5.0 % alkali concentration in the Valley impact device: 40.0 g NaOH / l, processing time in the Valley impact device: 75 minutes Equivalent energy consumption: 150 KWh / ton of fiber R 18 - ¥ ert:
91 %. 91 %.
Der Faserstoff konnte selbst mit einem Hilfspropeller nicht weiter gefördert werden. Es war daher notwendig, mit von Hand betriebenen Werkzeugen zu helfen, um das Bearbeiten durchzuführen.The pulp could even with an auxiliary propeller will not be further funded. It was therefore necessary to use hand-operated tools to help with the machining perform.
909842/075 1
MDOPY909842/075 1
MDOPY
INSPECTED-INSPECTED-
- 36 -- 36 -
Es wurden folgende Werte für die hergestellten Papierbögen gemessen:The following values were measured for the paper sheets produced:
Schlaggerät, UmdrehungenImpact device, turns
(W) SR0 (W) SR 0
Papier- Zugfestiggewicht keitPaper tensile strength
Reißfestig- Luft- Kapillare Op keit wider— Steig- ziTear strength- air- capillary op- nity resist- Steig- zi
stand fähigkeitytP (■standing abilityytP (■
In den Beispielen 18 bis 20 wurde ein technisches Scheiben-Raffiniergerät nach Bauer verwendet zum Bearbeiten des Ausgangsmaterials, des aus Holz hergestellten Faserstoffs, wobei der Faserstoff von der gleichen Art war \ie in den vorhergehenden Beispielen. Der Energieverbrauch Je Tonne Faserstoff wurde aus den gemessenen Faserstoffströmen und der zugeführten elektrischen Energie berechnet. Nach dem Aufarbeiten im Scheiben-Raffiniergerät wurde der Faserstoff einer Behandlung unterworfen, die derjenigen der vorstehenden Beispiele entsprach und in einem PFI-Schlaggerät bis zu verschiedenen Abbaugraden behandelt, wonach Papierbögen hergestellt und geprüft wurden.In Examples 18 to 20, a Bauer technical disk refiner was used for processing of the raw material, that made from wood Pulp, the pulp being of the same type as in the previous examples. The energy consumption per ton of pulp was calculated from the measured pulp flows and the electrical input Energy calculated. After being worked up in the disc refiner, the pulp underwent a treatment which corresponded to that of the preceding examples and in a PFI impact device up to treated to various degrees of degradation, after which sheets of paper were made and tested.
9098A2/075'9098A2 / 075 '
COPY - 37 -COPY - 37 -
— .5 / —- .5 / -
Faserkonzentration im Scheiben-Raffiniergerät: 6,0 % Alkalikonzentration im Scheiben-Raffiniergerät: 70, 0 g NaOH/l, Energieverbrauch: 100 KWh/Tonne Faserstoff, R18-Wert: 93 %. Fiber concentration in the disc refiner: 6.0 % alkali concentration in the disc refiner: 70.0 g NaOH / l, energy consumption: 100 KWh / ton of pulp, R 18 value: 93 %.
Die folgenden Werte wurden für hergestellte Papierbögen gemessen:The following values were measured for produced paper sheets:
shlaggerät,
ndrehungen
(W)abelle XVIII
impact machine,
twists
(W)
gewichtpaper
weight
keitTensile strength
speed
keitTear-resistant
speed
wider
standair
contrary
was standing
Steig-
fähigkeitdi)capillary
Climbing
abilitydi)
zität
(X)Grandpa
ity
(X)
(L) in kmTear length
(L) in km
(Z)Tear factor
(Z)
Gurleylog.
Gurley
ί2000018,000
ί20000
7660
76
28,328.0
28.3
4,64.4
4.6
93106
93
0,950.34
0.95
1924.
19th
4646
46
Faserkonzentration im Scheiben-Raffiniergerät: 6,0 % Alkalikonzentration im Scheiben-Raffiniergerät: 70,0 g NaOH/lFiber concentration in the disc refiner: 6.0 % alkali concentration in the disc refiner: 70.0 g NaOH / l
909842/075' ■909842/075 '■
— 38 -COPY - 38 - COPY
ORlGiNAL INSPECTED ·ORlGiNAL INSPECTED
Energieverbrauch: 240 KV/h/Tonne Faserstoff,Energy consumption: 240 KV / h / ton of pulp,
Die folgenden Werte wurden für hergestellte Papierbögen gemessen:The following values were measured for produced paper sheets:
Schlaggerät,
Unidrehungen
(W)Impact device,
Unidirectional
(W)
Papier- Zugfestig- Reißfestig- Luft- Kapillare OpaPaper, tensile strength, tear strength, air capillary Grandpa
gewicht keit keit wider- Steig- zitweight resistance resistance increase rate
SR° stand fähigkeit(H) (XSR ° standing ability (H) (X
g/m Reißlänge Reißfaktor log. mm/10 min, (L) in km (Z) Gurleyg / m tear length tear factor log. mm / 10 min, (L) in km (Z) Gurley
Faserkonzentration im Scheiben-Raffiniergerät: 29 % Alkalikonzentration im Scheiben-Raffiniergerät: 69 g NaOH/l, Energieverbrauch: 200 KWh/Tonne Faserstoff R18-¥ert:Fiber concentration in the disc refiner: 29 % alkali concentration in the disc refiner: 69 g NaOH / l, energy consumption: 200 KWh / ton of fibrous material R 18 - ¥ ert:
93 %, 93 %,
- 39 - 39
909842/075':909842/075 ':
COPYCOPY
Die folgenden Werte wurden für hergestellte Papierbögen gemessen:The following values were measured for produced paper sheets:
belle XXbelle XX
hlaggerät, drehungen (W)impact device, rotations (W)
SfTSfT
Papier- Zugfestig- Reißfestig- Luft- Kapillare Opagewicht keit keit wider- Steig- zitätPaper tensile strength, tear strength, air capillary opaque weight, resistance to slope
stand fähigkeit (X)standing ability (X)
PFIPFI
■1■ 1
g/m Reißlänge Reißfaktor log. mm/10 min. (L) in km (Z) Gurleyg / m tear length tear factor log. mm / 10 min. (L) in km (Z) Gurley
In diesem Beispiel wurde ein großtechnischer Frotapulper Modell R (Carlor & Sjögren oder auch MoDoMekanfverwendet. Der-Faserstoff wurde fo^enderweise behandelt:In this example a large-scale Frotapulper model R (Carlor & Sjögren or MoDoMekanf was used. The pulp was treated as follows:
Faserkonzentration im Frotapulper: 30 % Alkalikonzentration im Frotapulper: 50 g NaOH/1 Energieverbrauch im Frotapulper: 50 KWh/Tonne Faserstoff R18-¥ert: Of 91Fiber concentration in the Frotapulper: 30 % alkali concentration in the Frotapulper: 50 g NaOH / 1 Energy consumption in the Frotapulper: 50 KWh / ton of fiber R 18 - ¥ ert: Of 91
909842/075".
CXDPY909842/075 ".
CXDPY
- 40 -- 40 -
Es wurde auch das Verhalten bei einem höheren Energieverbrauch geprüft, bis zu 350 KWh/Tonne Faserstoff, was möglich war. Die Temperatur des Ansatzes stieg hierbei jedoch stark an und verursachte Schwierigkeiten,- weil geeignete Laboratoriumseinrichtungen fehlten, um den behandelten Faserstoff aufzuarbeiten. Im Falle großtechnischer Bedingungen sollten durch diese Faktoren jedoch keine Schwierigkeiten auftreten. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß der Temperaturanstieg in der Suspension während der mechanischen Bearbeitung nicht nur Nachteile hat, unter der Voraussetzung, daß der Faserstoff schnell gekühlt werden kann. Vielmehr scheint die erhöhte Bearbeitungstemperatur und die erhöhte Plastizität der Fasern, die durch die erhöhte Temperatur verursacht wird, verantwortlich für wenigstens bestimmte der erreichten Verbesserungen der Faserstoffeigenschaften und des Papiers, das aus dem Faserstoff hergestellt wurde, zu sein. Im Beispiel betrug die Temperatur der zugeführten Masse 200C und die Austragetemperatur der Suspension etwa 50°C. Bei Erhöhung der Energiezufuhr erhöhte sich die Temperatur entsprechend auf dicht an 100 C bei einem Energieverbrauch von 350 KWh/Tonne Faserstoff. Daher wird gemäß einer v/eiteren Ausführungsform der Erfindung eine hohe Energiezufuhr in Form mechanischer Arbeit derart zugeführt, daß die Temperatur der alkalischen ausgetragenen Suspension zwischen 30 und 1000C liegen kann und daß die Suspension danach schnell zum Waschen und anschließender Nachbehandlung gekühlt wird.The behavior at higher energy consumption was also tested, up to 350 KWh / ton of pulp, which was possible. However, the temperature of the batch rose sharply and caused difficulties, because there were no suitable laboratory facilities to work up the treated pulp. However, in the case of large-scale technical conditions, these factors should not cause any difficulties. In this connection it should be noted that the rise in temperature in the suspension during mechanical working not only has disadvantages, provided that the pulp can be cooled quickly. Rather, the increased processing temperature and the increased plasticity of the fibers caused by the increased temperature appear to be responsible for at least some of the improvements achieved in the pulp properties and the paper made from the pulp. In the example, the temperature of the supplied mass was 20 0 C and the suspension Austragetemperatur of about 50 ° C. When the energy supply was increased, the temperature increased accordingly to close to 100 C with an energy consumption of 350 KWh / ton of pulp. Therefore, according to a further embodiment of the invention, a high energy supply in the form of mechanical work is supplied in such a way that the temperature of the alkaline suspension discharged can be between 30 and 100 ° C. and that the suspension is then quickly cooled for washing and subsequent aftertreatment.
gemäß Beispiel 21 bearbeitete Faserstoff wurde in gleicher Weise wie in den vorhergehenden Beispielen nachbehandelt. Für das aus diesem Faserstoff hergestellte Papier wurden folgende Werte gemessen.Fibrous material processed according to Example 21 was aftertreated in the same way as in the previous examples. The following values were measured for the paper produced from this pulp.
909842/075' - 41 -909842/075 '- 41 -
COPYCOPY
Dieses Beispiel betrifft die Herstellung von Papier aus Flachs-Faserstoff, wobei das Papier eine Reißlänge in der gleichen Größenordnung wie die Reißlänge des Papiers gemäß den Beispielen 8 bis 21 hat. Auch diese Faserstoff aus Flachs wurde in einem PFI-Schlaggerät bearbeitet bis zu unterschiedlichen Schlaggraden, wonach ein Papier hergestellt wurde, welches die folgenden Eigenschaften hatte.This example relates to the production of paper from flax pulp, the paper having a tear length in the of the same order of magnitude as the tear length of the paper according to Examples 8 to 21. Also made of this fiber Flax was processed up to in a PFI impact device different degrees of impact, after which a paper was produced which had the following properties.
909842/075
COPY909842/075
COPY
- 42-- 42-
Schlaggerät, UmdrehungenImpact device, turns
(W) SR°(W) SR °
Papier- Zugfestig- Reißfestig— Luft- Kapillare gewicht keit keit wider- Steigstand fähigkeitPaper tensile strength, tear strength, air capillary weight, resistance to rise capability
VALLEY (PFI)*VALLEY (PFI) *
g/m - Reißlänge Reißfaktor log. mm/10 min, (L) in km (Z) Gurleyg / m - tear length tear factor log. mm / 10 min, (L) in km (Z) Gurley
15 (2300)15 (2300)
35 (4500)35 (4500)
60 (9GOOj60 (9GOOj
77,5 24,2 5,077.5 24.2 5.0
83,0 29,0 5,0 83.0 29.0 5.0
89,0 30,0 5,189.0 30.0 5.1
163163
141141
102102
1,281.28
2,132.13
2,982.98
* Die Bearbeitung erfolgte mit dem Valley-Schlaggerät. Die Werte in Klammern wurden auf PFI umgerechnet.* The processing was done with the Valley impact device. The values in brackets have been converted to PFI.
Dieses Beispiel betrifft die großtechnische Herstellung von Zigarettenpapier. Papier wurde hergestellt aus einem Faserstoff, der aus einem Gemisch eines Zellstoffs gemäß der Erfindung, üblichem Sulfatzellstoff und einem Füllstoff aus pulverisiertem Kalkstein bestand. 35 % der Fase] im Ansatz lagen in der Form von Faserstoff gemäß der Erfindung aus Beispiel 21 (F. 50.30.50) vor und 65 % desThis example relates to the large-scale production of cigarette paper. Paper was made from a pulp consisting of a mixture of a pulp according to the invention, conventional sulphate pulp and a filler of pulverized limestone. 35 % of the bevel] in the batch was in the form of fiber material according to the invention from Example 21 (F. 50.30.50) and 65 % of the
909842/075909842/075
COPYCOPY
Fasergehalts lag in Form üblichen Sulfat-Zellstoffs vor. Der Faserstoff enthielt 38 % Kalksteinpulver. Das hergestellte Papier A wurde mit einem Vergleichs-Zigarettenpapier B verglichen, in welchem der erfindungsgemäße Faserstoff durch eine gleiche Menge (35 %) Flachs-Faserstoff ersetzt war. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten.The fiber content was in the form of conventional sulphate pulp. The pulp contained 38 % limestone powder. The paper A produced was compared with a comparison cigarette paper B, in which the pulp according to the invention was replaced by an equal amount (35 %) of flax pulp. The following results were obtained.
ibelle XXlIIibelle XXlII
keitTear-resistant
speed
wider
standair
contrary
was standing
im D
PapierCaCO,
in the D
paper
gehaltash
salary
tät (um-
gerechne
aufρ23,C
g/nrOpazi
ity (um-
reckon
on ρ23, C
g / no
(L), kmTear length
(L), km
Gurleylog.
Gurley
BA.
B.
23,623.3
23.6
5,57.5.:
5.5
1,331.09
1.33
19,19
19
8 885 91
8 88
19,819.5
19.8
74,574.2
74.5
Dieses Beispiel zeigt, daß ein Zigarettenpapier gemäß der Erfindung Eigenschaften hat, die wenigstens einem bekannten Zigarettenpapier, welches Flachsfasern in einer gleichen Menge wie Fasern gemäß der Erfindung in dem neuen Zigarettenpapier hat, vergleichbar ist. Der Luftwiderstand beträgt nur log. Gurley 1,09, was heißt, daß der Luftwiderstand von maximal 1,2 log. Gurley erwartet werden kann, wenn der Fasergehalt des Zigarettenpapiers mit einem Gewicht von 15 bis 25 g/m auf wenigstens in einer Menge von 25 Gew.-% in Form &es Gr/.neiu^^emö/äein Zellulose-Faserstoffs vorliegt. 909842/075 1 This example shows that a cigarette paper according to the invention has properties which are at least comparable to known cigarette paper which has flax fibers in the same amount as fibers according to the invention in the new cigarette paper. The air resistance is only log. Gurley 1.09, which means that the air resistance of a maximum of 1.2 log. Gurley can be expected when the fiber content of the cigarette paper with a weight of 15 to 25 g / m is at least in an amount of 25% by weight in the form of a cellulose pulp. 909842/075 1
- 44 -COPY ORIGINAL INSPECTED- 44 -COPY ORIGINAL INSPECTED
In den Darstellungen der Figuren 1 bis 5 werden der Luftwiderstand, die Bearbeitbarkeit, die kapillare Steigfähigkeit, die Opazität und die Reißfestigkeit grafisch als Funktionen der Zugfestigkeit der hergestellten Papierproben dargestellt. In den Diagrammen stellen die Gebiete I bis III Ergebnisse dar, die mit Raffinierungsgraden R18 ^ 91 %, 93 % und 96 % bei einem Faserstoff-Ansatz einer ?aserkonzentration von 2 % gemäß BeispielenIn the representations of FIGS. 1 to 5, the air resistance, the machinability, the capillary climbing ability, the opacity and the tear strength are shown graphically as functions of the tensile strength of the paper samples produced. In the diagrams, areas I to III show results with degrees of refinement R 18 ^ 91 %, 93 % and 96 % with a pulp formulation with an? Aser concentration of 2 % according to the examples
I bis 5 erhalten worden waren. Das Gebiet A erläutert Papier aus Alfa-Zellstoff, Beispiel 7. Die Fläche F 6 stellt Papier dar, das aus Flachs-Faserstoff nach Beispiel 6 hergestellt war, wobei das Papier eine Reißlänge in der Größenordnung von 3»5 km hatte und die Fläche F 22 stellt Flachs-Faserstoffpapier dar, das gemäß Beispiel 22 hergestellt worden war, wobei das Papier eine Reißlänge in der Größenordnung von 5 km hatte. Die Gebiete I1 bis III1 erläutern Ergebnisse, die gemäß den Beispielen 8 bis 17 erhalten worden waren. Insbesondere erläutert die FlächeI through 5 had been received. Area A explains paper made from Alfa pulp, Example 7. Area F 6 represents paper made from flax fiber material according to Example 6, the paper having a tear length of the order of 3 »5 km and area F 22 represents flax pulp paper made according to Example 22, the paper having a tear length on the order of 5 km. Areas I 1 to III 1 explain results which were obtained according to Examples 8 to 17. In particular, explains the area
II Ergebnisse mit einem Raffinierungsgrad R^8 C? 91 % (Beispiel 17)» das Gebiet II1 ergibt sich aus dem R18-¥ert—92 % (Beispiele 15 und 16) und das Gebiet III1 ergibt sich aus dem R1Q-Wert^ 93- % (Beispiele 8 bis 14). Die Dreiecke und die Linie 20 erläutern Ergebnisse, die erhalten werden, wenn ein Scheiben-RaffJ-niergerät verwendet wird und eine Faserkonzentration von etwa 30 Gew.-% (Beispiel 20) verwendet wird, während.die Kreise und die Linie 21 das entsprechende Ergebnis.Neigen, wenn ein Frotapulper bei der etwa gleichen Faserkonzentration (Beispiel 21) verwendet wurden.I I results with a degree of refinement R ^ 8 C? 91 % (example 17) »the area II 1 results from the R 18 - ¥ ert-92 % (examples 15 and 16) and the area III 1 results from the R 1Q value ^ 93 % (examples 8 to 14). The triangles and line 20 illustrate results obtained when a disc refiner is used and a fiber concentration of about 30% by weight (Example 20) is used, while the circles and line 21 the corresponding result Tending to use a Frotapulper with approximately the same fiber concentration (Example 21).
- 45 9098A2/07 5 1- 45 9098A2 / 07 5 1
Aus den Darstellungen der Figuren 1 bis 5 können eine Reihe von Folgerungen gezogen werden. Figur 1 zeigt, daß der Luftwiderstand für Papier aus Faserstoff, der bei niednger Faserkonzentration geschlagen worden ist, im wesentlichen demjenigen von Papier aus Flachsfaserstoff entspricht, vgl. GebieteI bis III F 6. Die Darstellung zeigt auch, daji Papier aus Faserstoff, das erfindungsgemäß einen hohen Raffinierungsgrad bezüglich des Luftwiderstandes hat, erheblich verbessert werden kann gegenüber Alfa-Zellstoffpapier mit einem Raffinierungsgrad R-,β'-2=! 97,5 %. Figur 1 zeigt auch, daß der Luftwiderstand des Papiers verbessert werden kann, wenn der Faserstoff bei höherer Faserkonzentration geschlagen wird, was für Zigarettenpapier wichtig ist.A number of conclusions can be drawn from the representations of FIGS. 1 to 5. Figure 1 shows that the air resistance for paper made of pulp, which has been beaten at a low fiber concentration, corresponds essentially to that of paper made of flax fiber, see. Areas I to III F 6. The illustration also shows that paper made of fiber, according to the invention has a high degree of refinement in terms of air resistance, can be significantly improved compared to Alfa cellulose paper with a degree of refinement R-, β'-2 =! 97.5 %. Figure 1 also shows that the air resistance of the paper can be improved if the pulp is beaten at a higher fiber concentration, which is important for cigarette paper.
Figur 2 zeigt Umdrehungszahlen PFI des Schlaggeräts für SR-Werte, die auf 80° extra-poliert sind. Gemäß der Darstellung erzielt man mit einem erfindungsgemäßen Faserstoff eine bessere Schlagfähigkeit als mit Alfa-Zellstoff. Trotz der erheblich verbesserten Schlagfähigkeit ist der Ablaufwidcrstand des Faserstoffs gemäß der Erfindung jedoch sehr niedrig in ungeschlagenem (unbearbeitetem) Zustand und ist in bestimmten Fällen zu niedrig oder noch niedriger als dies bei Alfa-Zellstoff der Fall ist, was an sich überraschend ist land wesentlich bei der großtechnischen Herstellung des Faserstoffs in einer Fabrikanlage. Das Diagramm zeigt auch, daß die Schlagfähigkeit durch Erhöhung der Faserkonzentration verbessert werden kann.FIG. 2 shows the revolutions PFI of the impact device for SR values that are extra-polished to 80 °. According to the illustration is achieved with a fiber material according to the invention a better whipping ability than with Alfa pulp. In spite of the considerably improved impact ability, the resistance to drainage is of the pulp according to the invention, however, and is very low in the undefeated (unprocessed) state in certain cases too low or even lower than is the case with alfa pulp, which in itself is surprising is essential in the large-scale production of the pulp in a factory. The diagram also shows that the whipping ability can be improved by increasing the fiber concentration.
Figur 3 zeigt an, daß das erfindungsgemäße Papier eine bessere kapillare Steigfähigkeit besitzt wie Papier aus Alfa-Zellstoff und bei hohen Raffinierungsgraden im wesentlichen ebenso hohe Werte aufweist, wie dies bei Flachspapier der Fall ist. Das Diagramm zeigt auch, daß die kapillare Steig-Figure 3 indicates that the paper of the invention is a has better capillary climbing ability than paper made from alfa pulp and essentially at high levels of refinement has values that are just as high as those of flax paper Case is. The diagram also shows that the capillary rise
- 46 903842/075": - 46 903842/075 ":
fähigkeit im wesentlichen durch Erhöhung der Faserkonzentration bei der Schlagoperation beibehalten werden kann und das der kapillare Anstieg etwas besser ist, als dies bei Flachspapier derselben Reißlänge der Fall ist.ability essentially by increasing the fiber concentration can be maintained in the blow operation and that the capillary rise is somewhat better than that of Flat paper of the same tear length is the case.
Figur 4 zeigt, daß die Opazität des Papiers gemäß der Erfindung einen Wert zwischen derjenigen für Papier aus Alfa-Zellstoff und aus Flachs-Faserstoff hat. Die Opazität wird etwas bei dem Papier beeinträchtigt, das aus erfindungsgemäßem Faserstoff hergestellt ist, welcher bei höherer Faserkonzentration geschlagen worden war. Die Opazität liegt jedoch wesentlich über 40 %, was zufriedenstellend ist. Es ist auch möglich, die Opazität durch Zusatz von Kalksteinpulver zum Faserstoff gemäß der üblichen Praxis verbessern.FIG. 4 shows that the opacity of the paper according to the invention has a value between that for paper made from alpha pulp and from flax fiber pulp. The opacity is somewhat impaired in the case of the paper which is made from pulp according to the invention which was whipped at a higher fiber concentration. However, the opacity is well over 40 %, which is satisfactory. It is also possible to improve the opacity by adding limestone powder to the pulp in accordance with normal practice.
Figur 5 zeigt, daß die Reißfestigkeit hoch ist und daß sie durch Erhöhen der Faserkonzentration im Faserstoff während der Schlagoperation verbessert werden kann.Figure 5 shows that the tear strength is high and that by increasing the fiber concentration in the pulp during impact surgery can be improved.
Es ist auch möglich, aus den Diagrammen in den Figuren 1 bis 5 herzuleiten, daß eine Schlagvorrichtung vom Typ des Frotapulpers einen besseren Faserstoff für Zigarettenpapier zu erzeugen erscheint als ein Scheiben-Raffiniergerät. Die Diagramme bestätigen auch die eingangs getroffene Feststellung, daß die Qualität von Flachs-Faserstoff erheblich zwischen verschiedenen Lieferungen und selbst innerhalb ein und derselben Lieferung schwankt, weshalb die Ergebnisse mit Flachs-Zellstoff schwierig zu reproduzieren sind.It is also possible to deduce from the diagrams in FIGS. 1 to 5 that a striking device of the Frotapulpers type Making a better pulp for cigarette paper appears to be than a disc refiner. The diagrams also confirm the observation made at the outset that the quality of flax pulp is considerably between Different deliveries and even within the same delivery fluctuates, which is why the results with flax pulp are difficult to reproduce.
Gemäß Figur 6 ist die Verteilung der Faserlänge in 4 unterschiedlichen Faserstoffen in Form von Hestogrammen erläutert. Die Faserstoffe, die studiert wurden, sind solche, die mit einer Faserkonzentration von etwa 2 % (Beispiele 1 bis 5)According to FIG. 6, the distribution of the fiber length in 4 different fiber materials is explained in the form of hestograms. The fibers that have been studied are those that have a fiber concentration of about 2 % (Examples 1 to 5)
- 47 909842/075: - 47 909842/075:
bearbeitet worden sind, so wie dn Faserstoff, der mit einem Scheiben-Raffiniergerät bei etwa 30 % Faserkonzentration (Beispiel 20) bearbeitet wurde, ein Faserstoff, der mit Hilfe eines Frotapulpers bei etwa 30 % Faserkonzentration (Beispiel 21) bearbeitet wurde sowie-Flachs-Faserstoff gemäß Säule F. Die am weitesten rechts im Histogramm in Figur 6 dargestellten Säulen stellen die Fasermengen dar, die nicht durch ein Sieb der Maschenzahl 30 gehen (Sieböffnung 0,59 mm). Die danachhave been processed, such as the pulp that was processed with a disc refiner at about 30 % fiber concentration (Example 20), a fiber that was processed with the help of a Frotapulpers at about 30 % fiber concentration (Example 21) and flax- Fibrous material according to column F. The columns shown furthest to the right in the histogram in FIG. 6 represent the amounts of fibers that do not pass through a 30 mesh sieve (sieve opening 0.59 mm). The one after that
■folgenden Säulen zeigen Fraktionen, die nicht/§££θ& der Maschenzahl 50 (Öffnung 0,297 mm), 100 (Öffnung 0,149 mm) und 200 (Öffnung 0,74 mm) gehen. Schließlich zeigen die am weitesten links angeordneten Säulen Faserstaub, d.h. den Rest. Die Histogramme erläutern deutlich, daß die höhere Faserkonzentration eine dramatische Verbesserung der Faserlänge mit sich bringt, verglichen mit den Bearbeitungszeiten bei niederer Konzentration derart, daß die Verteilung der Faserlängen in dem Faserstoff, der bei hoher Konzentration bearbeitet wurde, im wesentlichen demjenigen von Flachs-Faserstoff entspricht. Dies betrifft insbesondere Faserstoff, der mit Hilfe eines Frotapulpers bearbeitet wurde.■ The following columns show fractions that do not go / § ££ θ & the mesh count 50 (opening 0.297 mm), 100 (opening 0.149 mm) and 200 (opening 0.74 mm). Finally, the leftmost columns show fiber dust, i.e. the rest. The histograms clearly explain that the higher fiber concentration brings about a dramatic improvement in fiber length compared to the processing times at lower concentration such that the distribution of fiber lengths in the fiber, which was processed at a high concentration, essentially corresponds to that of flax pulp. This applies in particular to pulp that has been processed with the help of a Frotapulpers.
Die Diagramme in Figur 1 bis 6 beweisen auch den Befund, der aus Mikrofotografien hergeleitet werden kann, nämlich daß der erfindungsgemäße Faserstoff Eigenschaften hat, die denjenigen von Flachs-FasBrstoff ähnlich sind. Insbesondere hat eine typische Faser eines Faserstoffs gemäß der Erfindung eine Struktur, von der gesagt werden kann, daß sie eine Kombination der günstigen Kennzeichen von HolzzeUstoff und Flachs-Faserstoff ist. Somit haben die Fasern des erfindungsgemäßen Faserstoffs die mehrfach gebogene Hauptform derThe diagrams in FIGS. 1 to 6 also prove the finding that can be derived from microphotographs, namely that the pulp according to the invention has properties which are similar to those of flax pulp. In particular a typical fiber of a pulp according to the invention has a structure which can be said to be a Combination of the favorable characteristics of wood pulp and Flax pulp is. Thus, the fibers of the fibrous material according to the invention have the main shape curved several times
- 48 -- 48 -
909842/075:909842/075:
Holzfasern übernommen und gleichzeitig die Gegenwart von Fibrillenbündeln übernommen, die aus Verzweigungen der ursprünglichen Fasern in einer für Flachs-Faserstoff typischen Weise herauswachsen. Gemäß ihrer typischen Form bestehen somit die Fasern des erfindungsgemäßen Faserstoffs aus einem mehrfach gebogenen Hauptstamm, über dessen Länge Verzweigungen bestehen, die aus Faserbündeln bestehen, welche teilweise vom Hauptstamm abgespalten sind. Aus den Mikrofotografien ergibt sich ebenfalls, daß die Faserdicke im wesentlichen dem ursprünglichen Holzzellstoff entspricht, was eine Breite zwischen 10 und 100 /um, vorzugsweise zwischen 15 und 60 /um bedeutet.Wood fibers taken over and at the same time the presence of fibril bundles taken from branching the original fibers grow out in a manner typical of flax pulp. According to their typical shape, there are thus the fibers of the fibrous material according to the invention from a main trunk bent several times, branches along its length consist of fiber bundles that are partially split off from the main stem. From the microphotographs it also follows that the fiber thickness corresponds essentially to the original wood pulp, which is a Means width between 10 and 100 μm, preferably between 15 and 60 μm.
In Laboratoriumsversuchen wurden Papierblätter hergestellt mit einem Gewicht von etwa 30 g/m . Dieses Gewicht ist ein übliches Papiergewicht und die Auswahl dieses Gewichts wurde lediglich für Versuchszwecke getroffen. Bei der Herstellung von Papier für die Zigarettenproduktion wird das Papiergewicht erheblich niedriger liegen oder im Bereich von 15 bis 25 g/m wie gemäß Beispiel 23. Diese verminderte Stärke des Papiers vermindert natürlich auch den Luftwiderstand des Papiers gemäß bekannter physikalischer Gesetze.In laboratory tests, paper sheets were produced with a weight of about 30 g / m 2. This weight is a common paper weight and the selection of this weight was made for experimental purposes only. In the preparation of of paper for cigarette production, the paper weight will be significantly lower or in the range from 15 to 25 g / m 2 as in Example 23. This reduced thickness of the paper naturally also reduces the air resistance of the paper according to known physical laws.
909842/075'909842/075 '
e e r s ee e r s e
11 e11 e
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