FI66944B - Foerfarande foer framstaellning av smoerpapper respektive smoerpappersmassa - Google Patents

Description

66944

Menetelmä voipaperin ja vastaavasti voipaperimassan valmistamiseksi - Förfarande för framställning av smörpapper respektive smörpappersmassa Tämän keksinnön kohteena on menetelmä voipaperin ja vastaavasti voipaperimassan valmistamiseksi jauhamalla valkaistua sulfaattimassaa.

Voipaperi, joka on rasvapitoisten tuotteiden kääreenä käytetty erikoispaperi, valmistetaan perinteisesti sulfiitti-selluloosamassasta. Paperin halutun laadun saavuttamiseksi on selluloosamassaa jauhettava, kunnes se saavuttaa voipa-perimassalta vaaditut ominaisuudet. Selluloosamassan on sen tähden oltava helposti jauhettavissa, minkä lisäksi sen on oltava puhdasta ja se saa sisältää vain vähän hajuja makuaineita.

Sitä mukaa kuin pieniä ja keskisuuria sulfiittimassateh-taita lakkautetaan saastumisongelmien takia, on yritetty käyttää valkaistua sulfaattiselluloosamassaa voipaperin valmistukseen. Koska tavallinen sulfaattimassa on vaikeasti jauhettavaa, se vaatii huomattavasti enemmän jauhatusener- 2 66944 giaa ja lisäksi kalliita apukemikaaleja, jotta se saisi suunnilleen samat rasvanpitävyysominaisuudet kuin sulfiit-timassa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä tyydyttävän voipaperin valmistamiseksi sulfaattimassasta, niin että samalla saavutetaan etuja sekä verrattuna sul-fiittimassoihin että aiemmin käytettyihin sulfaattimassoi-hin.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään suursaanto-sulfaattimassaa, josta on hapella ja alkalilla poistettu ligniini, ja keksinnön mukaan massa valkaistaan kloorilla, alkalilla ja hypokloriitilla ja valkaistu massa jauhetaan. Keksinnössä käytetään toisin sanoen suursaantosulfaattimas-saa, josta ligniini on poistettu, voipaperin valmistukseen massan kloori/alkali/hypokloriitti-valkaisun ja jauhatuksen jälkeen.

Sulfaattimassa, jota käytetään keksinnön mukaisen voipape-rimassan valmistuksen lähtökohtana on tunnettu suursaanto-sulfaattimassa, josta ligniini on poistettu ja jota on kuvattu US-patentissa 4 093 511 ja julkaisussa TAPPI 59 (11): 77 (1976). Tämä sulfaattimassa valmistetaan hemiselluloo-saa säilyttävällä keittoliuoksella, edullisesti polysulfi-dilipeällä, jonka polysulfidipitoisuus on 2-12 g/1 ja joka on valmistettu Moxy-prosessilla suhteellisen suureen lig-niinipitoisuuteen vastaten kappalukua n. 60, ks. TAPPI 58 (8) : 172 (1975). Osittaisen pesun jälkeen massasta poistetaan edelleen ligniini kappalukuun n. 30 hapella ja alkalilla n. 110°C:ssa sopivassa reaktorissa. Massa valkaistaan sitten edelleen kolmessa vaiheessa kloorilla, alkalilla ja vastaavasti natriumhypokloriitilla vaaleuteen 80-85 % SCAN- Mikäli sulfaattimassan valkaisu hypokloriittivaihees-sa suoritetaan siten, että massan pH-arvo tämän vaiheen lopussa on 7,0-8,5, on osoittautunut, että saatu massa on 3 66944 erityisen helposti jauhettavissa, niin että se saa ras-vanpitäviä ominaisuuksia. pH-arvon on hypokloriittival-kaisun lopussa edullisesti oltava 7,0-8,0 ja mieluiten 7,0-7,5. Nämä ovat epätavallisen alhaisia arvoja. Toisaalta on edullista jauhaa massa alkalisessa ympäristössä, ts. pH-arvossa vähintään 7,0 ja mahdollisesti jopa 10,0.

Tällä massalla laboratoriossa suoritettu koe osoitti, että se sopii huomattavasti paremmin voipaperin valmistukseen kuin tähän tarkoitukseen markkinoitu tavallinen sulfaattimassa. Verrattuna sulfiittimassasta valmistettuun voipaperiin suursaantosulfaattimassa antoi puhtaamman tuotteen, jolla oli tyydyttävät rasvanpitävät ominaisuudet. Paperilla oli lisäksi paremmat märkälujuusominaisuudet kuin sulfiittimassalla, jolloin se siis aiheutti vähemmän katkoja paperikoneessa ja antoi niin ollen suuremman paperituotannon. Jauhatusenergian tarve oli suunnilleen kuten sulfiittimassan kohdalla, ts. oleellisesti pienempi kuin nykyisin voipaperitarkoituksiin markkinoidun sulfaattimas-san kohdalla.

Myös valmiin tuotteen lujuusominaisuudet olivat huomattavasti paremmat kuin tavallisesti on asianlaita sulfiitti-massaa lähtöaineena käytettäessä. Hyvä lujuus ilmeni koe-jakson aikana valmistetun paperin parempana jalostettavuu-tena. Jalostettavuus on ominaisuus, joka tulee entistä tärkeämmäksi kehittyneeseen painatukseen ja nopeisiin pakkauskoneisiin kohdistuvien ajan vaatimusten mukana.

Käytetyn sulfaattimassan sisältämät haju- ja makuaineet sekä hartsipitoisuus ovat niin pienet verrattuna sulfiit-timassaan, ettei ongelmia synny. Mäntypuusta valmistettu sulfiittimassa voi sitä vastoin aiheuttaa tuotteessa maku- 4 66944 ja hajuhaittoja sekä akuutteja hartsiongelmia, mutta myös kuusipuusta valmistettu sulfiittimassa voi tässä suhteessa aiheuttaa ongelmia.

Keksinnön muut tunnusmerkit käyvät ilmi seuraavasta selityksestä ja vaatimuksista. Keksintöä valaistaan lähemmin esimerkkien avulla.

Esimerkki 1

Suursaantosulfaattimassaa valmistettiin jatkuvasti höyry-faasi-Kamyr-keittokattilassa kuusi- ja mäntyhakkeen seoksesta. Tuotanto oli n. 350 tn/vrk. Lisättiin 19,5 % aktiivista alkalia laskettuna NaOH:na/tn kuivaa haketta. Val-kolipeä sisälsi n. 6-8 kg polysulfidirikkiä/litra ja se saatiin Moxy-menetelmällä. Valkolipeän sulfidipitoisuus oli n. 40 % ennen hapetusta Moxy-reaktorissa. Moxy-proses-sia on lähemmin kuvattu US-patentissa 4 093 511. Keitto-vyöhykkeen lämpötila oli n. 160°C keittoajän ollessa n.

2.5 tuntia.

Keittokattilan puhallusjohdosta otettiin ulos osamassavir-ta n. 70 tn/vrk, joka johdettiin "in-line"-jauhimen kautta reaktoriin. Jauhimessa massaan sekoitettiin lipeää, happea ja höyryä. Hapen ja alkalin lisäys oli 35 kg O2 ja vastaavasti 50 kg NaOH/tn massaa. Höyryn tarve vastasi lämpötilan nousua n. 85°C:sta 110°C:en massan sakeuden ollessa 10 %. Massan viiveaika reaktorissa oli n. 30 min 5 ilmakehän paineessa, ennen kuin massa ohennettiin ja puhallettiin säiliöön.

Hapella ja alkalilla suoritettu ligniinin poisto pienensi massan kappalukua n. £0:sta n. 30:een. Tämän massan näyte valkaistiin edelleen laboratoriossa kolmessa vaiheessa kloorilla, alkalilla ja natriumhypokloriitilla (6,5 % klooria, 2.5 % NaOH ja 2,7 % hypokloriittia +0,2 % NaOH pH-arvon 5 66944 ollessa suunnilleen 7,0 hypokloriittivaiheen lopussa) vaaleuteen 85 % SCAN. Tällä tavoin saatua massaa verrattiin tavanomaiseen sulfaattimassaan, jota käytettiin voipaperin valmistukseen. Vertailun tulos on esitetty taulukossa 1.

Taulukosta 1 käy ilmi, että suursaantosulfaattimassa, josta ligniini oli poistettu hapella ja alkalilla, oli huomattavasti helpommin jauhettavissa suureen jauhatusasteeseen ja hyviin rasvanpitäviin ominaisuuksiin kuin tavanomainen sulfaattimassa, jota myydään voipaperin eri valmistajille. Tavanomainen sulfaattimassa on niin vaikeasti jauhettavissa, että paperi vaatii kalliiden kemikaalien, kuten esim. karboksimetyyliselluloosan lisäystä, jotta rasvanpitävät ominaisuudet olisivat tyydyttävät.

Taulukko 1

Esim. 1 mukainen massa Tavanomainen sulfaatti-^uhatus-__massa (valkaistu)_ aika kierr. 7000 9000 10500 10500 13500 15000 PFI-jauhin SR-luku 77 82 86 60 74 77

Suotautu- 74 118 244 1? 4? vuus, s 120,5 124,5 121,5 123,5 122,5 125,5 14,6 4,6 0,94 206 45,4 37,9

Rakkularmuo- ..... ... ... . , ei ei ei .. . jälkiä jälkiä voimakas . . . . . . . . .

distus J lainkaan lainkaan lainkaan

Esimerkki 2

Puhallusjohdosta tavallisessa Kamyr-kattilassa, jossa valmistettiin suuisaantosulfaattimassaa esimerkissä 1 kuvatulla tavalla, otettiin ulos massan osavirta n. 50 tn/vrk. Kaikkiaan n. 400 tn tällaista massaa valkaistiin happi-reaktorissa samoissa olosuhteissa kuin esimerkissä 1 on 6 66944 kuvattu ja puristettiin sen jälkeen ruuvipuristimessa n.

27 %:iin kuiva-ainetta. Reaktoriin menevän massan kappa-luku oli keskimäärin 51,1, kun taas kappaluku reaktorin poistokohdassa oli 30,7. Massa kuljetettiin sen jälkeen sulfiittitehtaaseen. Tässä selluloosan tuotanto keskeytettiin, ja sekä valkaisimossa että paperitehtaassa käytettiin hapella valkaistua massaa n. 5 vrk:n ajan.

Valkaisimossa massaan lisättiin n. 6,5 % klooria ensimmäisessä vaiheessa, n. 2,5 % NaOH toisessa vaiheessa ja n.

3 % aktiivista klooria natriumhypokloriittina kolmannessa vaiheessa 40-42°C:ssa. pH-arvo oli n. 7,0 kolmannen vaiheen lopussa.

Jauhatusta varten massaa puskuroitiin natriumdikarbonaatin ja NaOH:n seoksella siten, että massan pH-arvo jauhatuksen jälkeen yhä oli vähintään 7,0.

Tehtaan tavallisia voipaperituotteita valmistettiin erittäin hyvin määrällisin ja laadullisin tuloksin. Esimerkkinä saavutuksista on taulukossa 2 esitetty keksinnön mukaisen voipaperimassan tulokset yhdessä vaatimusten kanssa, jotka asetetaan valiolaatuiselle voipaperimassalle, jonka grammapaino on 55.

Taulukko 2

Valiolaatuiselle voi- Keksinnön mukaisesti paperimassalle (gram- valmistetun voipaperiapa ino 55) asetetut rimassan (granmapaino vaatimukset_ 55) analyysitiedot

Opasiteetti, phV ^ 60 61

Tappiluku, s ^ 1800 1800

Ilmanläpäisevyys 0 0

Puhkaisulujuus ^ 26 31

Pitkittäisrepäisylujuus ^ 19 22

Poikittaisrepäisylujuus > 22 25

Bentseeni ^ 300 500 Märkälujuus, % ^30 34

Pilkkujen lukumäärä <^20 4 2

Pilkkujen pinta-ala, mm ^ 1 0,18 66944

Esimerkissä 2 kuvattua paperia tutkittiin hajun ja maun suhteen laitoksessa Sentralinstitutt for industriell forskning, Oslo, ja laboratoriossa Verpackungslabor fiir Lebensmittel und Getränke, Wien. SI:ssä paperia analysoitiin kaasukromatografialla ja verrattiin sulfiittimassas-ta valmistetun, tavallisen voipaperin vastaavaan analyysiin. Analyysit osoittavat huomattavasti pienempää pintaa kromatografiakäyrän alla keksinnön mukaisen tuotteen kohdalla, mikä merkitsee, ettei haju- ja makuongelmia ole odotettavissa. Mainitussa laboratoriossa Wienissä valmistettiin kasvipergamenttia ja keksinnön mukaista voipaperia, joita makuraati vertaili keskenään. Lopputuloksena oli, että kun voipinta oli peitetty kahdella paperilaadulla, ei voissa havaittu makueroja, niin että molempia papereita voitiin pitää samanarvoisina mitä maun antamiseen rasva-tuotteille tulee. Kasvipergamentti on aine, jota nykyään käytetään voin pakkauspaperina useimmissa maissa.

Tässä esimerkissä kuvattua keksinnön mukaista paperia lähetettiin myös kolmelle eri asiakkaalle tehtaan koneissa jalostettavaksi. Kaikki pitivät paperia erittäin hyvin jalostettavana .

Havaitaan siis, että keksinnön mukaisesti voidaan valmistaa erittäin hyvälaatuista voipaperia sulfaattimassasta jauhatuksen vaatiessa huomattavasti vähemmän energiaa verrattuna aiemmin käytettyihin sulfaattimassoihin ja ilman kalliiden kemikaalien lisäystä.

Claims (5)

66944

1. Menetelmä voipaperimassan ja vastaavasti voipaperin valmistamiseksi, jossa käytetään suursaantosulfaattimassaa, josta hapella ja alkalilla on poistettu ligniini, tunnettu siitä, että massa valkaistaan kloorilla, alkalilla ja hypokloriitilla ja valkaistu massa jauhetaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että sulfaattimassa valmistetaan keittämällä sitä hemiselluloosaa säilyttävällä keittoliuoksella, edullisesti polysulfidilipeällä, jonka polysulfidipitoisuus on 2-12 g/1.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että käytetään polysulfidilipeää, joka on valmistettu Moxy-prosessilla.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, jossa ligniini poistetaan hapella ja alkalilla, tunnettu siitä, että sulfaattimassa keitetään kappalu-kuun 40-100 ja ligniinin poiston jälkeen kappaluku on 15-40.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulfaattimassan valkaisu hypo-kloriittivaiheessa suoritetaan siten, että massan pH-arvo tämän vaiheen lopussa on 7,0-8,5, edullisesti 7,0-8,0 ja mieluiten 7,0-7,5. 1 Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, jossa valkaistu sulfaattimassa jauhetaan, tunnettu siitä, että pH-arvo on 7,0-10,0, edullisesti 7,5-10,0.