FI69491B - Foerfarande foer framstaellning av mekanisk massa - Google Patents

Description

ΓΒ1 (111 κ U U L U Τ U SJ U L K AI S U ^9491 ^ (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT U

(45) (51) Kv.lk.*/lnt.CI.* D 21 C 3/02, D 21 Β 1 /16 SUOMI —FINLAND (21) Patenttihakemus — Pitentansökning 7703^+2 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 31 .01 .77 (Fl) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 3j .01 .77 (41) Tullut julkiseksi —Blivit offentlig 21 .08.77

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.— 31 .10.85

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet 20.02.76 Kanada(CA) 246173 (71) The Price Company Limited, Kenogami, Quebec, Kanada(CA) (72) Laurence R. Beath, Kenogami, Quebec, Walter G. Mihelich, Kenogami,

Quebec, Kanada(CA) (Jk) Berggren Oy Ab (5^) Menetelmä mekaanisen massan valmistamiseksi - Förfarande för framställning av mekanisk massa

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää mekaanisen (hioketyyppisen) massan valmistamiseksi käyttäen lautashienontajaa. Tässä hyvin tunnetussa menetelmässä johdetaan puulastut vastakkaisten, lähellä toisiaan sijaitsevien ja toistensa suhteen pyörivien lautasten pintojen väliin. Tällöin leikkaus-, hankaus- ja iskuvaikutusten yhdistelmän johdosta lastut pienenevät erillisiksi kuiduiksi ja osasiksi, jolloin saadaan massaa, jolla on käyttökelpoiset ominaisuudet. Tällaiset havupuulastuista valmistetut massat ovat saaneet yhä lisääntyvää käyttöä sanomalehtipaperin valmistuksessa. Puulastujen ohella voidaan puujätteitä, kuten sahajauhoja, tai sahoilta saatavia lastuja, käyttää myös samankaltaisten heikompilaatuisten massojen valmistukseen.

Sellaisilla massoilla, jotka on valmistettu sopivalla tavalla havupuulastuista lautashienontajien avulla, on paremmat ominaisuudet verrattuna sellaisiin massoihin, jotka on valmistettu samoista puulajeista vanhemmalla hiomismenetelmällä hiomalla tukkeja pyöriviä hankaavia hiomakiviä vasten. Tällainen hienontajan avulla valmistetun ________ - Ύ~ ____ 2 69491 mekaanisen massan parempi laatu mahdollistaa sanomalehtipaperin valmistuksen käyttäen pienempiä määriä vahvempaa ja paljon kalliimpaa kemiallista massaa, jota käytetään massaseoksen sekä märkä-että kuivalujuuden parantamiseksi niin, että paperin valmistus tapahtuu siten, että paperin katkeilemista tapahtuu huomattavasti vähemmän sekä paperikoneessa että siinä painokoneessa, jossa sitä käytetään. Sanomalehtipaperia on viime aikoina valmistettu lautas-hienontajasta saadusta mekaanisesta massasta siihen kemiallista massaa lisäämättä. Viimevuosina paperikoneen nopeudet ovat kuitenkin lisääntyneet ja sanomalehtipaperin laatuvaatimukset kasvaneet niin, että 100 %:nen hienontajassa valmistettu mekaaninen massa ei ole enää yleisesti hyväksytty.

Esillä olevan keksinnön päätarkoituksena on tämän johdosta aikaansaada parannettu menetelmä, jonka avulla voidaan valmistaa hienonnettua mekaanista massaa, jolla on sellaiset märkä- ja kuivalujuus-ominaisuudet, että kilpailukelpoista sanomalehtipaperia voidaan valmistaa siitä siihen kemiallista massaa lisäämättä. Keksinnön tarkoituksena on edelleen aikaansaada menetelmä, jonka avulla tällaista massaa voidaan valmistaa suunnilleen samalla korkealla saannolla, jolla sitä saadaan tavanomaisissa mekaanisissa lautas-hienonnusmenetelmissä. Menetelmän päämääränä on myös parantaa oleellisesti sellaisten massojen laatua, joka on valmistettu sahajauhosta ja sahoilta saatavista lastuista, jolloin mahdollistetaan näiden halpojen ja tällä hetkellä suuressa määrin hukkaan menevien raaka-aineiden laajempi hyväksikäyttö. Menetelmän tarkoituksena on edelleen valmistaa vaaleampaa massaa valkaisukemikaaleja käyttämättä kuin mikä on mahdollista tehdä määrätystä puulajista tavallisia mekaanisia hienonnusmenetelmiä käytettäessä. Menetelmän avulla saadaan myös muita tärkeitä etuja tuotteen laadun suhteen verrattuna tavanomaisiin massan mekaanisiin valmistusmenetelmiin. Keksinnön mukaisen menetelmän avulla saaduilla massoilla, joilla on määrätty jauhatusaste (freeness), on paljon alhaisempi jätteiden ja oksien pitoisuus ja alhaisempi ominaistilavuus. Hienonnettujen mekaanisten massojen suhteellisen suuri ominaistilavuus on haitallinen tekijä siinä mielessä, että sanomalehtipaperirullat, jotka ovat valmistetut pääasiallisesti tällaisesta massasta ja joilla on määrätty halkaisija, sisältävät pienemmän neliömäärän paperia. Keksinnön eräs tärkeä piirre on se, että mainitut päämäärät voidaan aikaansaada muuntamalla suhteellisen yksinkertaisella ja huokealla tavalla tavanomaisia mekaanisen massan valmistusjärjestelmiä.

3 69491

Esillä olevan keksinnön avulla aikaansaadaan tämän johdosta menetelmä parannetun mekaanisen puumassan valmistamiseksi puun osasista, joka menetelmä käsittää: näiden osasten kostuttamisen alkalin sulfiittisuolan liuoksella mai- ‘ / * nitun aikaiimetalIin määrätyn määrän lisäämiseksi alueella 1-10 % mainittujen osasten uunikuivasta painosta laskettuna, jolloin liuoksen pH on alueella 7-12,5; sulfiittiliuosta sisältävien osasten kuumentamisen höyryn avulla lämpötila-alueelle 80-165°C ja niiden pitämisen tällä alueella 1/2 - 80 minuutin ajan; osasten johtamisen tämän kuumennusjakson jälkeen lautashienontajän lävitse hienonnetun mekaanisen massan valmistamiseksi.

Erään edullisen esillä olevan keksinnön toteuttamismuodon mukaisesti käsittää menetelmä parannetun hienonnetun mekaanisen massan valmistamiseksi puulastuista: a) puulastujen hienontamisen huomattavassa määrässä lohkaisemalla niitä puun syitä pitkin pienempien osasten valmistamiseksi; b) näiden osasten kostuttamisen aikaiimetallin sulfiittisuolaliuoksella tällaisen alkalisuolan sellaisen määrän lisäämiseksi, joka on alueella 1-10 % mainittujen osasten uunikuivasta painosta, jolloin liuoksen pH on alueella 7-12,5; c) sulfiittiliuosta sisältävien osasten kuumentamisen höyryn avulla lämpötila-alueelle 80-165°C ja niiden pitämisen tällä lämpötila-alueella 0,5-80 minuuttia; d) osasten johtamisen tämän kuumennusajän jälkeen lautashienonta-jan kautta hienonnetun mekaanisen massan valmistamiseksi.

Sulfiittisuola on edullisesti alkalimefallisuola, kaikkein edullisimmin natriumsulfiitti; baliumsulfiittia voidaan myös käyttää. Puu-lastut lohkaistaan edullisesti pääasiallisesti sellaisiksi osasiksi, joiden suuruus kuitujen poikittaissuunnassa ei ylitä 4 mm.

Keksinnön erään toteuttamismuodon mukaisesti aikaansaadaan sellainen menetelmä parannetun hienonnetun mekaanisen massan valmistamiseksi puulastuista, joka käsittää: a) puulastujen hienontamisen lohkaisemalla ne pääasiallisesti puun syitä pitkin pienempien osasten valmistamiseksi; 4 69491 b) näiden osasten kostuttamisen aikaiimetallin sulfiittisuolan liuoksella tämän alkalisuolan sellaisen määrän lisäämiseksi, joka on alueella 1-10 % osasten uunikuivasta painosta laskettuna, jolloin liuoksen pH on alueella 7-12,5; c) sulfiittiliuosta sisältävien osasten kuumentamisen höyryllä lämpötila-alueella 80-100°C ja niiden pitämisen tällä lämpötila-alueella noin 2-80 min, mutta tavallisesti yli 5 min; d) osasten johtamisen mainitun kuumennusjakson jälkeen lautashie-nontajan kautta hienonnetun mekaanisen massan valmistamiseksi.

Erään toteuttamismuodon mukaisesti kuumennusaika voi olla 10-80 min ja määrätyissä tapauksissa 15-80 min.

Eräässä tällaisessa edullisessa toteuttamismuodossa lämpötila-alue on 85-100°C ja käsittelyaika noin 30 min. Voi olla edullista toteuttaa tämä toteuttamismuoto siten, että sekä keitto että hie-nonnusvaiheet toteutetaan ilmakehän paineessa. Sulfiittisuolaa lisätään edullisesti 2-10 % (tai vielä edullisemmin 2-8 %) lastujen uunikuivasta painosta laskettuna. Kaikkein edullisimmin tämä määrä on 2-4 paino-%.

Erään toteuttamismuodon mukaisesti erotetaan kuumennusjakson aikana poisvirtaava sulfiittiliuos näistä kuumennetuista lastuista ja sitä vahvistetaan väkevällä sulfiittiliuoksella lastujen lisämäärän käsittelemiseksi. Osasiin voidaan lisätä jäähdytysvettä kuumennusjakson jälkeen ja ennen osasten johtamista hienonnuslait-teen lävitse.

Keksinnön erään toisen toteuttamismuodon mukaisesti aikaansaadaan sellainen menetelmä parannetun hienonnetun mekaanisen massan valmistamiseksi puulastuista, joka käsittää: a) puulastujen hienontamisen pääasiallisesti lohkaisemalla pitkin puun syitä pääasiallisesti osasiksi, joiden suuruus kohtisuoraan pyyn syitä vastaa ei ylitä 4 mm; b) näiden osasten kostuttamisen alkalimetallin sulfiittisuolan liuoksella tämän alkalisuolan sellaisen määrän lisäämiseksi, joka on alueella 1-10 % osasten uunikuivasta painosta laskettuna, tämän liuoksen pH:n ollessa alueella 7-12,5; c) sulfiittiliuosta sisältävien osasten kuumentamisen höyryn

II

5 69491 avulla ylipaineessa lämpötila-alueella 125-165°C ja niiden pitämisen tällä lämpötila-alueella 1/2-20 minuutin ajan; d) osasten johtamisen tämän kuumennusjakson jälkeen lautashienon-tajan välitse hienonnetun mekaanisen massan valmistamiseksi.

Tämän edullisen toteuttamismuodon mukaisesti osasten suuruuden ollessa syiden poikittaissuunnassa korkeintaan 4 mm, ylläpidetään korotettua lämpötilaa ja painetta edullisesti 0,5-5 min ja kaikkein edullisimmin noin 2 min.

Keksintöä toteutettaessa on edullisin sulfiittisuolaliuoksen pH-arvo noin 12 silloin, kun natriumhydroksidia on lisätty sulfiitti-liuokseen.

Piirustuksissa, jotka muodostavat osan tätä keksinnön selitystä: kuvio 1 on käsittelyn juoksukaavio, kuvio 2 esittää keksinnön mukaisella menetelmällä lämpötilassa noin 100°C valmistetun massan puhkeamislujuuden ja jätepitoisuuden erilaisia kuumennusaikoja käytettäessä, kuvio 3 esittää vertailun keksinnön mukaisen menetelmän ja ennen tunnetun mekaanisen massan valmistusmenetelmän välillä ja osoittaa aikaansaadun parannuksen puhkeamislujuudessa ja jätepitoisuudessa jauhatusasteen funktiona, kuviot 4-7 esittävät graafisesti pH-arvon vaikutuksen puhkeamis-lujuuteen, jätepitoisuuteen, valkoisuus-prosenttiin ja massasaanto-prosenttiin muutamien esimerkkien avulla, kuviot 8-10 ovat käyriä, jotka esittävät natriumsulfiittipitoisuu-den vaikutusta jätepitoisuuteen, puhkeamislujuuteen ja puun liukoisten aineiden häviö-prosenttiin.

Kuvio 1 on juoksukaavio, joka esittää periaatteessa keksinnön mukaisen menetelmän käsittelyvaiheita, jonka avulla määrätyissä käytetyissä olosuhteissa voidaan saavuttaa asetetut päämäärät.

Puuraaka-aine, joka on edullisesti havupuulastujen muodossa, johdetaan lastujen repimislaitteen lävitse, jossa ne hienonnetaan karkeiksi tikuiksi. Revitty materiaali putoaa sitten sekoituslait-teeseen (joka voi olla ruuvikuljetin), jossa lisätään natriumsul-fiitin (Na2SC>2) voimakasta liuosta puuraaka-aineeseen tavalla, 6 69491 joka aikaansaa oleellisesti tasaisen liuoksen jakaantumisen puuraaka-aineeseen. Vaihtoehtoisesti voidaan natriumsulfiitti lisätä lastuihin repijälaitteessa, jossa voimakas sekoitus takaa liuoksen hyvän jakautumisen puuosasten kaikille pinnoille. Puun ja kemikaalin seos johdetaan sitten kuumennus- ja varastoimisastiaan, johon johdetaan höyryä käsiteltävän aineen saattamiseksi haluttuun lämpötilaan ja jossa kuumennettu seos pysyy tarpeellisen ajan tarpeellisen kuu-mennusvaikutuksen aikaansaamiseksi. Sopivan käsittelyäjän jälkeen käsiteltävä aine poistetaan ja johdetaan lautashienontajaan, jossa se hienonnetaan halutut ominaisuudet omaavaksi massaksi.

Keksinnön mukaisella menetelmällä aikaansaadut edut, joista kaikkein tärkeimmät ovat suurempi märkä- ja kuivalujuus sellaisiin massoihin verrattuna, jotka on valmistettu tavanomaisten mekaanisten massan-valmistusmenetelmien avulla, aikaansaadaan myös silloin, kun menetelmää sovelletaan muihin raaka-aineisiin kuin havupuulastuihin. Sahajauhoa on käytetty mekaanisten massojen valmistuksessa. Tällaisten massojen laatu on aina huomattavasti huonompi kuin niiden massojen, jotka on valmistettu samoista puulajeista lastuja käyttäen ja vaihtelee sahajauhon karkeusasteen perusteella, jolloin karkeammasta sahajauhosta saadaan parempaa massaa. Valmistettaessa sahajauhosta massaa keksinnön mukaisella menetelmällä, on suhteellinen tuotteen laadun paraneminen sellaiseen mekaaniseen massaan verrattuna, joka on valmistettu samasta raaka-aineesta, oleellisesti sama kuin se suhteellinen paraneminen, joka aikaansaadaan lastuja käytettäessä. Samanlainen suhteellinen laadun paraneminen aikaansaadaan käytettäessä keksinnön mukaisessa menetelmässä muita raaka-aineita, kuten sahoilta saatavia havupuulastuja tai koivusta tai haavasta valmistettuja lehtipuulastuja. Tällainen suhteellinen paraneminen käytettäessä mittapuuna puhkeamislujuutta määrätyssä jauhatusasteessa, on suuruusluokkaa noin 50-100 % tai vielä suurempi tavanomaiseen mekaaniseen massaan verrattuna.

Tällainen laadun paraneminen on huomattavaa suuruusluokkaa ja parantaa huomattavasti massojen taloudellista arvoa, jotka voidaan valmistaa näistä raaka-aineista, ja lisää täten niiden paperituotteiden määrää, joissa niitä voidaan käyttää. Toisin kuin muissa menetelmissä, joissa samankaltaisia suhteellisia laadun paranemisia voidaan todeta, aikaansaa keksinnön mukainen menetelmä tällaiset laadun paranemiset niin, että tapahtuu erittäin vähäinen massa- 7 69491 saannon pieneneminen tavanomaiseen jauhinlaitteessa suoritettuun mekaanisen massan valmistusmenetelmään verrattuna.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräs vaihe on natriumsulfiitin lisääminen puuraaka-aineeseen. Natriumsulfiitin lisääminen siihen puuraaka-aineeseen, josta mekaanista massaa valmistetaan lautashienon-nuksen avulla, ei ole sinänsä uusi. Tällainen aikaisempi käyttö ei kuitenkaan käsittänyt sitä erikoista olosuhteiden yhdistelmää, joka muodostaa keksintömme, eikä sillä ole aikaansaatu niitä edullisia tuloksia kuin keksinnön mukaisella menetelmällä. Hyviä tuloksia aikaansaadaan keksinnön mukaisella menetelmällä silloin, kun natriumsulf iitin lisätty määrä on alueella 1-10 % puuraaka-aineen uunikuivasta painosta. Natriumsulfiitti voidaan lisätä puuraaka-aineeseen antamalla puuraaka-aineen pudota natriumsulfiittiliuokseen tai suihkuttamalla liuosta puuraaka-aineeseen. Puun osasten tasainen päällystäminen liuoksella on toivottava. Natriumsulfiittiliuos voidaan valmistaa liuottamalla kiinteää suolaa. Tässä tapauksessa voidaan valmistaa liuoksia, jotka sisältävät aina noin 20 paino-% natrium-sulfiittia käyttäen vettä huoneen lämpötilassa. Jos keksinnön mukaista menetelmää käytetään sellaisessa massatehtaassa, jossa kemiallista massaa valmistetaan natriumemäkseen perustuvan sulfiitti-keittomenetelmän avulla, void aan keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetty natriumsulfiittiliuos sopivimmin ja halvimmin saada lisäämällä natriumhydroksidia keittoliuokseen määrässä, joka tarvitaan sulan muuttamiseksi sulfiitiksi. Tässä tapauksessa saadaan sellaisia sulfiittiliuoksia, joiden väkevyys on 8-10 paino-%.

Käytettäessä puulastuja keksinnön mukaisessa menetelmässä voi ainoastaan määrätty määrä natriumsulfiittiliuosta kiinnittyä lastujen pinnoille. Liuoksen ylimäärä virtaa pois lastuista.

Lastun pinnan rajoitettu veden imemiskyky tekee välttämättömäksi käyttää suuren väkevyyden omaavia natriumsulfiittiliuoksia tarkoituksella säilyttää tarpeellinen natriumsulfiittimäärä liuoksen pois-valumisen jälkeen. Tämä tekijä sulkee pois edullisen mahdollisuuden käyttää halpaa ja laimeampaa natriumsulfiittiliuosta, joka on valmistettu kuvatulla tavalla keittoliuoksesta. Edelleen keksinnön mukaisen menetelmän seuraavassa vaiheessa, jossa lastut höyryte-tään, muodostuu lastuille höyrylauhdetta, joka sekoittuu natrium-sulfiittiliuoksen kanssa ja laimentaa sitä, ja johtuen lastun pin- 8 69491 tojen rajoitetusta liuoksen pidätyskyvystä on seurauksena sulfiitti-liuoksen määrätyn määrän poistuminen lastuista.

Keksinnön mukaisen menetelmän erään edullisen toteuttamismuodon mukaisesti revitään lastut ennen niiden lisäämistä natriumsulfiitti-liuokseen. Tällainen repiminen tai hajottaminen lisää suuresti puuraaka-aineen kokonaispinta-alaa ja lisää samassa suhteessa sen liuoksen määrää, jonka puun pinta voi pidättää itsessään. Tämä parantunut puuraaka-aineen nesteen pidätyskyky, joka johtuu repimisen seurauksena olevasta pinta-alan kasvusta, lisääntyy edelleen puu-osasten kosketuskohtien lukumäärän suuren lisääntymisen johdosta, jolloin jokainen tällainen kosketuskohta muodostaa sellaisen paikallisen alueen, jossa voi muodostua liuostasku, jolloin liuos pysyy tässä sen liuosmäärän lisäksi, jonka osasten pinnat voivat pidättää itsessään.

Olemme mitanneet sen vesimäärän, jonka havupuulastujen pinnat voivat pidättää, ja todenneet, että se on alueella 0,35-0,40 kg 1 kg kohden uunikuivaa puuraaka-ainetta. Samanlaatuiset lastut kykenevät pidättämään itsessään sopivasti suoritetun repimisen jälkeen 1,5- 1,20 kg vettä 1 kg kohden puuraaka-ainetta. Lastujen vedenpidätty-miskyky on suunnilleen sama kuin suuren väkevyyden omaavan natriumsulf iittiliuoksen pidätyskyky, jota voidaan käyttää keksinnön mukaisessa menetelmässä lisättäessä tätä kemikaalia suurempia määriä.

Se on myös suunnilleen sama kuin sen höyrylauhteen määrä, joka muodostuu lastujen pinnoille käsittelyn kuumennusvaiheessa. Höyry plus kemikaaliliuos ylittävät tällöin yhteensä sen tilavuusmäärän, jonka lastun pinnat voivat sitoa itseensä, ja lauhteen laimentama kemikaaliliuos valuu pois.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan myös käyttää repimättömiä lastuja käytettäessä. Tällaisia lastuja käytettäessä huuhtoutuu kuitenkin, kuten edellä mainittiin, osa natriumsulfiittia pois höy-rytysvaiheessa. Suuressa tehtaassa, jossa käytetään keksinnön mukaista menetelmää, on poishuuhtoutuneen natriumsulfiitin määrä huomattava ja sen talteenotto tärkeä. Tämän johdosta voi olla välttämätöntä käyttää sellaisia laitteita, jotka erottuvat tämän poishuuhtoutuneen liuoksen lastuista ennen lastujen johtamista lautas-hienontajaan, ja laitteita sen väkevöimiseksi alkuperäiseen väke- 9 69491 vyyteen ennen uudelleen käyttöä. Eräs tärkeä tulos keksinnön mukaisessa edullisessa toteuttamismuodossa, jossa lastut revitään, on se, että kiertävän natriumsulfiittiliuoksen käsittely- ja pääomakustannukset jäävät pois.

Eräs toinen sen edullisen toteuttamismuodon etu, jossa lastut revitään, on se lyhyempi matka, jonka natriumsulfiitin on diffundoitu-va niiden kuitujen saavuttamiseksi, jotka ovat kaikkein etäimpänä puuosasten pinnalta. Tämä pienempi etäisyys mahdollistaa kemikaalien tasaisemman jakautumisen kuituihin ja aikaansaa täten parempilaatuista massaa.

Lastujen repimisvaihe voidaan toteuttaa millä hyvänsä sopivalla hienonnuslaitteella, jossa osasten suuruuden pieneneminen aikaansaadaan pääasiallisesti lohkoilemalla puun osaset pitkin niiden syiden suuntaa, jolloin tapahtuu mahdollisimman vähän poikittaissuuntaista katkeilemista mikä lyhentää kuitupitoisuutta ja huonontaa massan laatua. Repiminen voidaan toteuttaa vasaramyllyn tai lau-tastyyppisen hankausmyllyn avulla. Eräs edullinen lautastyyppinen hankausmylly on sellainen, jota Sprout Waldron Inc. myy tavaramerkillä "Fractionator". Lastujen repiminen voidaan toteuttaa tällä laitteella siten, että energiankulutus on noin 0,4-1,0 hevosvoimaa tonnia kohden.

Eräs toinen menetelmä, jolla lastuja voidaan käsitellä kemikaali-liuoksen absorption aikaansaamiseksi, on erittäin voimakkaiden ruuvipuristimien käyttö, kuten sellaisen, jota Bauer myy tavaramerkillä "Impressafiner". Tämä laite puristaa lastuja ja osittain hajottaa niiden rakenteen, jolloin ne tulevat joustavammiksi. Se muodostaa myös laitteen, jonka avulla puristuksen poistuessa lastuista nämä upotetaan kemialliseen käsittelyliuokseen, jota ne voivat imeä itseensä laajetessaan puristuksen poistumisen jälkeen. Tällaiset ruuvipuristimet ovat suuria ja kalliita laitteita ja vaativat huomattavaa huoltoa seurauksena siitä kulumisesta, joka johtuu erittäin voimakkaista kitkavoimista puristettujen lastujen ja koneen osien välillä. Energiankulutus on sangen korkea, suuruusluokkaa 5 hevosvoimaa vuorokaudessa, käsiteltyä uunikuivaa lastu-tonnia kohden.

Lastujen repiminen aikaansaa määrätynsuuruisia osasia. Pidämme edullisena hienontaa repimisvaiheessa lastut sellaiseksi revityksi 10 69491 massaksi, jossa suurin osa osasista on kooltaan sellaisia, että niiden suuruus kohtisuorassa syitä vastaan on suuruusluokkaa 1-4 mm, mutta on ymmärrettävää, että muutamat osaset voivat olla suurempia kuin 4 mm puusyiden poikkisuunnassa ja useat ovat myös pienempiä kuin 1 mm.

Se repimisaste, joka on sopiva keksinnön mukaisessa menetelmässä, voidaan ilmaista alkuperäisten lastujen ja niistä saadun revityn tuotteen veden pidätyskapasiteetin perusteella. Lastujen ja revittyjen lastujen veden pidätyskapasiteetti mitataan (1) sovittamalla lastujen (tai revittyjen lastujen) punnittu näyte punnittuun me-tallilankakoriin, (2) upottamalla täten täytetty kori veteen 30 sekunniksi, (3) poistamalla kori vedestä ja ravistamalla sitä pois valuvan veden poistamiseksi lastuista, (4) punnitsemalla kori ja sen sisältö jäljelle jääneen vesimäärän määräämiseksi, (5) kuivaamalla lastut (tai revityt lastut) uunissa puuaineksen uunikuivan painon määräämiseksi ja (6) laskemalla sitoutuneen veden määrä puuaineksen uunikuivasta painosta.

Keksinnön mukaisen menetelmän parhaiden tulosten aikaansaamiseksi pidämme edullisena, että repimismenetelmä voidaan toteuttaa niin, että revittyjen lastujen veden pidätyskapasiteetti on 60-300 % suurempi kuin alkuperäisten lastujen vedenpidätyskapasiteetti. Mikäli kasvu on pienempi kuin 60 %, on olemassa vaara, että kemikaalit huuhtoutuvat pois höyrytysvaiheessa, kuten edellä jo mainittiin. Vedenpidätyskapasiteetin ollessa liian suuren tapahtuu lopullisen tuotteen laadun huononeminen johtuen liian voimakkaan repimisvaiku-tuksen kuituja vahingoittavasta vaikutuksesta.

Eräässä kokeessa, jossa mitattiin repimisasteen vaikutus lopullisen tuotteen laatuun, jaettiin määrätty lastuerä kahteen osaan. Toinen osa revittiin käyttäen yhtä johtamista hankausmyllyn lävitse. Toinen osa reivittiin samalla tavoin ja revitty materiaali johdettiin vielä kahdesti hankausmyllyn lävitse hienojakoisemman revityn tuotteen saamiseksi. Kerran käsiteltyä ja kolmasti käsiteltyä tuotetta käsiteltiin kumpaakin sitten aivan samoin keksinnön mukaisesti. Valmistetuilla lopullisilla massoilla oli seuraavat ominaisuudet, jauhatusasteen ollessa kummankin 100, jotka on esitetty taulukossa I.

Il 69491 11

TAULUKKO I

Kerran revitty Kolmasti revitty tuote_ tuote_

Puhkeamispinta 28,2 23,8

Ominaistilavuus 2,62 2,72 Jätemäärä, % 0,51 0,90

Kolme kertaa suoritettu repiminen on ilmeisesti ollut liian voimakas ja aiheuttanut lujuuden pienenemisen ja lisännyt lopputuotteen tik-kupitoisuutta. Repimisaste on tämän johdosta eräs tärkeä tekijä keksinnön siinä toteuttamismuodossa, joka sisältää repimisvaiheen.

Kuviossa 1 on esitetty eräänä menetelmässä käytettävänä laitteena sekoituslaite. Tätä käytetään käsiteltävän puuaineen sekoittamiseksi natriumsulfiittiliuoksen kanssa. Erilaiset yksiköt ovat sopivia tämän seikan toteuttamiseksi. Eräs yksinkertainen ja tehokas laite on tavanomainen ruuvikuljetuslaite, joka on varustettu yhdellä tai useammalla suihkusuuttimella, joiden avulla natriumsul-fiittiliuosta voidaan suihkuttaa lastuihin niiden liikkuessa ruuvi-kuljetinta pitkin mikä lisää sekoitusvaikutusta ja edistää liuoksen tasaista jakautumista puun pinnoille. Puun osasia kuljetetaan usein ilman avulla ja tämän kuljetuksen päätyttyä ne erotetaan ilmavirrasta syklonierottajän avulla, josta ne poistuvat spiraalimaisesti poistojohtoon. Sulfiittiliuos voidaan sopivasti lisätä suihkuttamalla sitä puun osasiin niiden liikkuessa spiraalimaisesti alaspäin poistojohdon seiniä pitkin. Liuoksen lisäys voidaan myös toteuttaa yksinkertaisesti upottamalla puuosaset liuokseen, jota seuraa liuoksen pois valuttaminen. Tämä lisäystapa voidaan toteuttaa jatkuvana virtausjärjestelmänä mikäli puun osaset ja liuos lisätään kaltevan ruuvikuljettimen alapäähän, jossa liuos muodostaa lammikon ja josta lammikosta ruuvikuljetin nostaa puuosaset ylöspäin samalla kun ylimääräinen liuosmäärä valuu takaisin mainittuun lammikkoon.

Se natriumsulfiitin määrä, joka lisätään puuhun keksintöä toteutettaessa, on tärkeä tekijä valmistetun massan laadun kannalta.

Massan laatua voidaan vaihdella säätämällä natriumsulfiitin ja puun välistä suhdetta. Tämän johdosta on mahdollista valmistaa sellaisia massoja, joissa esiintyy määrättyä käyttötarkoitusta varten optimi-tasapaino lujuusominaisuuksien (jotka paranevat natriumsulfiitti-määrän lisääntyessä) ja kustannusten välillä, mikä myös kasvaa natriumsulf iittimäärää lisättäessä.

12 69491

Kuvioissa VIII, IX ja X on esitetty arvot, jotka on saatu kokeilemalla sellaisia massoja, jotka on valmistettu keksinnön mukaisella menetelmällä, jolloin ainoastaan natriumsulfiittimäärän ja puun suhdetta on vaihdeltu. Yhteiset käsittelyvaiheet kutakin natriumsul-fiittimäärää käytettäessä olivat seuraavat: 2000 g uunikuivia bal-sam-kuusen lastuja revittiin, näihin suihkutettiin 1 litra natriumsulf iittiliuosta , suihkutettua materiaalia höyrytettiin 30 min ilmakehän paineessa, höyrytetty materiaali jauhettiin lautashienontajan avulla käyttäen useampaa käsittelykertaa, jolloin kokeita varten saatiin neljä eri massaa, joilla on määrätty jauhatusaste.

Natriumsulfiittiliuosten väkevyydet olivat sellaiset, että aikaansaatiin 1, 2, 4 ja 10 %:n natriumsulfiittimäärää kuhunkin revittyjen lastujen erään, johon natriumsulfiittia oli lisätty. Liuosten pH-arvo oli noin 8,9. Toinen 2000 g:n erä revittyjä lastuja hienonnettiin lautashienontajassa lisäämättä natriumsulfiittia tai höyryttä-mättä, jolloin saatiin tavanomaista jauhettua mekaanista massaa vertailua varten. Tämän massan ominaisuudet on esitetty kuvioissa 8, 9 ja 10 natriumsulfiitin 0 %:n kohdalla.

Kuviossa 8 on esitetty massojen jäteainepitoisuus interpoloituna jau-hatusasteeseen 100 puuhun lisätyn natriumsulfiittiprosentin funktiona. Voidaan todeta, että jopa 1 %:n suuruinen natriumsulfiitti-lisäys yhdessä keksinnön mukaisen menetelmän muiden olosuhteiden kanssa vaikuttaa siten, että jäteainemäärä pienenee noin 50 % sellaisen massan jäteainepitoisuuteen verrattuna, joka on valmistettu käyttäen tavanomaista mekaanisen massan hienonnusmenetelmää. Kasvavat natriumsulfiittimäärät pienentävät edelleen jätepitoisuutta, ja sulfiittilisäyksen ollessa 10 % on jäteainepitoisuus pienentynyt pienemmäksi kuin 1/30 tavanomaiseen hienonnettuun mekaaniseen massaan verrattuna. Kuvion 8 käyrän muoto osoittaa selvästi, että koska tikkupitoisuus on jo erittäin alhainen, voi natriumsulfiitin lisäys suuremmaksi kuin 10 % vaikuttaa ainoastaan hieman jäteainepitoisuu-den pienenemiseen. Suuremmat natriumsulfiittipitoisuudet kuin 10 % eivät taloudellisesti ole edullisia jäteaineen pienenemisen kannalta katsottuna.

Kuvio 9 on samankaltainen piirros, joka esittää natriumsulfiittimäärän vaikutusta sellaisten massojen puhkeamispintaan, joiden jauhatusaste on 100. 1 %:n natriumsulfiittipitoisuuden käyttö kek- tl 13 69491 sinnön mukaisessa menetelmässä on lisännyt puhkeamispintaa 25 % ja 4 %:n määrä melkein kaksinkertaistaa sen. Lujuuden kasvun lisääntyminen tapahtuu edelleen natriumsulfiittimäärän lisääntyessä 10 %: ksi. Lujuuden lisääntyminen jokaista lisättyä 1 %:n natriumsulfiit-timäärää kohden pienenee kuitenkin lisätyn sulfiitin kokonaismäärän lähetessä arvoa 10 %.

Mekaanisia massoja valmistettaessa tapahtuu aina jonkin verran saannon pienenemistä johtuen vesiliukoisten aineosien poistumisesta puuraaka-aineesta. Samanlainen häviö tapahtuu muodostettaessa massaa keksinnön mukaisella menetelmällä ja nämä häviöt lisääntyvät natriumsulfiittimäärän kasvaessa. Tämä häviö on se prosenttimäärien ero, joka on käsittelyyn tulevan puuaineen kuivapainon ja kuivan valmiin massan välillä sen jälkeen, kun se on pesty vapaaksi liukoisista aineista. Kuviossa 10 on tällaiset häviöt esitetty sellaisten massojen suhteen, jotka on valmistettu keksinnön mukaisella menetelmällä käyttäen natriumsulfiittilisäyksiä 1-10 % ja esitettynä natriumsulfiitin lisäyksen ollessa 0 %, mikä tapahtuu tavanomaista hiottua mekaanista massaa valmistettaessa. Voidaan todeta, että keksinnön mukaisessa menetelmässä tapahtuu erittäin pieni lisähä-viö suhteessa jauhettuun mekaaniseen massaan lisätyn sulfiittimäärän ollessa aina 4 %. Pieneneminen on 3,8 % kysymyksen ollessa hienonnetusta mekaanisesta massasta ja 4,5 % keksinnön mukaisesta massasta natriumsulfiittimäärän ollessa 4 %. Lisätyn natriumsulfiittimäärän ollessa 10 % on häviö lisääntynyt 6 %:ksi ja on ilmeistä, että se lisääntyy nopeammin kuin natriumsulfiitin lisätty määrä.

Pienentynyt puhkeamispinnan kasvu ja jäteainepitoisuuden pieneneminen ja kasvavat raaka-ainekustannukset, jotka ilmenevät lisääntyvänä saannon häviönä ja kasvavina natriumsulfiittimäärän kustannuksina, asettavat tavallisesti taloudellisen ylärajan, joka on noin 10 % käytetyn natriumsulfiitin määrälle. Tämän johdosta keksintöä toteutettaessa voidaan käyttää 1-10 % natriumsulfiittia (uunikuivasta puusta laskettuna) halutun massan laadusta riippuen. Edullisin lisätty natriumsulfiittimäärä on alueella 2-4 %.

Kuten edellä mainittiin, niin mikäli käytetään kokonaisia lastuja ja natriumsulfiittiliuoksen väkevyys on alhainen, eivät lastut kykene pidättämään lisätyn sulfiittiliuoksen ja sen lauhteen kokonaismäärää, joka on muodostunut lastuille niitä kuumennettaessa.

69491 14 Tällaisessa tapauksessa on lastuihin lisätyn natriumsulfiitin määrän ylitettävä se määrä, jonka halutaan olevan käytettävissä lämpö-käsittelyvaiheessa, ja tällöin on välttämätöntä lisätä huomattavasti enemmän kemikaaleja kuin edellä on esitetty.

Se ylimääräinen lisätty kemikaali joka huuhtoutuu pois höyrylauh-teen vaikutuksesta, voidaan erottaa lastuista, vahvistaa natriumsulfiitin lisämäärällä ja käyttää uudelleen.

Vaikkakin olemme laajasti selostaneet natriumsulfiitin käyttöä keksinnön mukaisessa menetelmässä, voidaan siinä käyttää myös ka-liumsulfiittia. Ammoniumsulfiittiliuokset eivät ole sopivia keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettäviksi. Ne aikaansaavat paljon huonomman massan lujuuden kasvun kuin natriumsulfiittiliuokset ja aiheuttavat massan valkoisuuden pienenemisen. Kun liuokset valmistetaan liuottamalla sulfiittisuolaa on niiden pH yleensä alueella 8-10. Mikäli liuokset valmistetaan lisäämällä emäksen liuos bi-sulfiittiliuokseen, kuten voidaan menetellä käytettäessä bisulfiit-ti-keittoliuosta rikin lähteenä, on liuoksen lopullinen pH-arvo riippuvainen suureksi osaksi natriumin ja rikin atornisuhteesta.

On ymmärrettävää, että ne erilaiset liuokset, jotka valmistetaan natriumhydroksidista ja rikkidioksidista, käsittävät hyvin erilaisia kokoomuksia, jotka sisältävät eri suhteissa natriumia ja rikkiä ja erilaisia määriä seuraavia ioneja: vety, natrium, bisulfiitti, sulfiitti ja hydroksyyli. Ne eri ionien määrät, jotka siinä esiintyvät, määräävät liuoksen pH-arvon. Liuoksen pH-arvo on tämän johdosta yksinkertainen ja mukava menetelmä tällaisten liuosten tutkimiseksi mitä tulee niiden natriumin ja rikin suhteeseen ja niiden määrien toteamiseen, jotka määrätty liuos sisältää. Liuokset, jotka ovat sopivia käytettäviksi keksinnön mukaisessa menetelmässä, ovat sellaiset, joissa suuri osa anioneista on sulfiitti-anionia ja pienempi osa hydroksyyli- ja bisulfiittianionia. Tällaisten liuosten pH-arvo on alueella 7-12,5. Niiden sulfiittiliuosten, jotka on valmistettu natriumhydroksidista ja jotka ovat sopivia käytettäviksi keksinnön mukaisessa menetelmässä, voidaan täten katsoa omaavan sellaisen pH-arvon, joka on alueella 7-12,5.

Edellä mainitut pH-arvot on mitattu tavanomaisella menetelmällä käyttäen lasielektrodilla varustettua pH-mittaria, joka on kalibroitu käyttäen tavanomaisia puskuriliuoksia, ja mittaukset on kor- 15 69491 jattu lämpötilaan 25°C. "Elektrodit", joita käytettiin mainituissa pH-mittauksissa, olivat "Beckman General Purpose Electrode n:o 41263" ja "Beckman Fibre Junction Reference Electrode n:o 39170".

On tunnettua, että tällä tavoin suoritetut pH-mittaukset, jotka ovat tavanomaisia teollisuuskäytänössä, voivat poiketa niistä arvoista, jotka saadaan käytettäessä kaikkein tarkimpia tieteellisiä menetelmiä absoluuttisen pH-arvon määräämiseksi. Ne poikkeamat tällaisista tieteellisistä pH-arvoista, jotka ovat seurauksena teollisuuskäytännössä suoritetuista mittauksista, riippuvat monimutkaisella tavalla mitatun liuoksen natriumioni-väkevyydestä, siitä lämpötilasta, jossa mittaus suoritetaan, ja mittauksessa käytetyn lasielektrodin ominaisuuksista. Tämän monimutkaisuuden välttämiseksi on pH-arvot esitetty tässä selityksessä viittaamalla kuvattuun menetelmään ja käytettyihin elektrodeihin.

Niinpä esimerkiksi yläraja 12,5, joka mitattiin mainitulla tavalla, todettiin todellisuudessa olevan noin 13,7 kun otettiin huomioon sellainen tekijä, jota joskus nimitetään "natrium-ionin väkevyys-vaikutukseksi". Onneksi tämä vaikutus on oleellinen ainoastaan pH-alueen yläosassa. Se näyttää olevan mitätön pH-arvossa alle noin 10,5-11.

Vaikkakin tarkasti ottaen natriumsulfiittiliuokset ovat ainoastaan sellaisia, jotka sisältävät natriumia, rikkiä ja happea suhteissa, jotka vastaavat kaavaa Na2SO-j, käytämme termiä "natriumsulfiittiliuokset" käsittämään myös muut sellaiset liuokset, jotka sisältävät natriumia ja rikkiä muissa kuin stökiometrisissä suhteissa ja jotka aikaansaavat sellaisia liuoksia, joiden pH-arvo on alueella 7-12,5. Samalla tavoin muiden alkalimetallisulfiittien kysymyksessä ollessa käytämme termiä alkalimetallisulfiittiliuokset käsittämään sellaiset liuokset,. jotka, ovat pääasiallisesti sul-fiittiliuoksia, mutta joissa on'sellainen alkalimetällin ja rikin suhde, joka aikaansaa liuoksia, joiden pH on alueella 7-12,5.

Natriumhydroksidin vaikutusta rikkidioksidisuhteisiin käsittely-liuoksissa kokeiltiin käyttäen sarjaa kokeita. Suuri lastunäyte revittiin ja yhtä suuria osia revittyjä lastuja käsiteltiin keksinnön mukaisella menetelmällä lukuunottamatta sitä, että muutamiin eriin lisättiin sellaisia käsittelyliuoksia, joiden pH-arvot (nat- 16 69491 rium-rikki-suhteet) olivat keksinnön mukaisen alueen ulkopuolella niiden ainutlaatuisten ja selvien vaikutusten toteamiseksi, jotka keksinnön mukaisen pH-alueen omaavilla käsittelyliuoksilla oli saatuun tulokseen.

Valmistettiin sarja liuoksia, jotka sisälsivät kaikki 7,6 % rikkidioksidia yhdessä vaihtelevien natriumhydroksidimäärien kanssa. Näiden liuosten pH-arvot olivat alueella 3,7-13,0 ja peittivät täten sellaisen liuossarjan, jossa yksi oli koostunut pääasiallisesti liuenneesta natriumbisulflitistä, sellaiseen liuokseen, jossa oli pääasiallisesti natriumsulfiittia, ja aina sellaiseen liuokseen saakka, joka sisältää natriumsulfiittia huomattavan määrän kanssa vapaata natriumhydroksidia. Kuhunkin revittyjen lastujen erään suihkutettiin liuosta, jolla oli erilainen pH-arvo, määrässä, joka aikaansai 3,8 %:n suuruisen rikkidioksidimäärän vakiolisäyksen puuaineen uunikuivasta painosta laskettuna. Tätä käsiteltiin edelleen samalla tavoin höyryttämällä ensin 30 min lämpötilassa 100°C ja defibroimalla sitten käyttäen laboratorio-lautashienontajaa useampaan kertaan kutakin erää käsiteltäessä. Täten valmistetuista massoista kokeiltiin joukko ominaisuuksia: eri massojen koearvot esitettiin niiden jauhatusasteen funktiona ja koearvot jauhatus-asteen ollessa 100 saatiin interpoloimalla näistä arvoista. Useita tällaisia koearvoja jauhatusasteessä 100, jotka saatiin erilaisista massaeristä, on esitetty kuvioissa 4, 5, 6 ja 7 niiden liuosten pH-arvojen funktiona, joita käyttäen niitä käsiteltiin. Näissä kuvioissa on myös esitetty sellaisten vaakasuorien viivojen avulla, jotka on merkitty kirjaimilla RMP, ne koearvot, jotka saatiin revittyjen lastujen sellaista erää käytettäessä, joka hienonnettiin käyttämättä keksinnön mukaista kemiallista käsittelyä ja höyrykäsittelyä, toisin sanoen käytettäessä tavanomaista hienonnettua mekaanista massaa.

Kuviossa 4 on esitetty jauhatusasteen 100 omaavien massojen puhkea-mispinnat niiden liuosten pH-arvojen funktiona, joilla eri massa-eriä käsiteltiin. Voidaan todeta, että tavanomaisen hienonnetun mekaanisen massan puhkeamispinta on 12. Seurattaessa keksinnön mukaista menetelmää lukuunottamatta sitä, että sulfiittiliuosten pH-arvo oli 3,7 ja 5,6 ja täten mainitun pH-alueen alapuolella, olivat saadut puhkeamispinta-arvot ainoastaan 14,8. Käyrän kolmas piste tarkoittaa sellaista massaa, joka valmistettiin käyttäen pH- 17 69491 arvon 7,5 omaavaa liuosta, joka on juuri keksinnön mukaisen pH-alueen alapäässä. Puhkeamispinta oli tällöin 22,9, On ilmeistä, että käsittelyliuoksen pH-arvo on erittäin tärkeä mitä tulee sen vaikutukseen massan lujuuteen, ja että siirtyminen sulfiittiliuok-sen pH-arvosta 5,6 arvoon 7,5 on parantanut huomattavasti massan lujuutta. Täten tapahtuu kvalitatiivinen muutos vaikutustavassa ja aikaansaaduissa tuloksissa käytettäessä sellaisia natriumsulfiitti-liuoksia, joiden pH-arvot ovat noin 7, verrattuna sellaisiin liuoksiin, joiden pH-arvo on noin 5,6 tai tätä alhaisempi. Korkeampia puhkeamispinnan arvoja 26,8 ja 30,2 saatiin vastaavasti pH-arvoissa 10,4 ja 12,2. Vielä jyrkempi puhkeamispinnan arvon nousu, jolloin saavutettiin arvo 38,7, aikaansaatiin pH-arvossa 13,0. Vaikkakin tämä suurempi puhkeamispinnan arvo on sinänsä erittäin toivottava, tapahtuu muita sellaisia jäljempänä kuvattavia massan ominaisuuksien muutoksia pH-alueella 12,2-13,0, jotka ovat haitallisia, ja tämän johdosta rajoitetaan keksinnön mukaisen pH-alueen yläarvoksi 12,5.

Kuviossa 5 on esitetty se jäte- tai tikkupitoisuus, joka saatiin interpoloimalla jauhatusasteeseen 100 käsittelyliuoksen pH-arvon funktiona käytettäessä edellä kuvatulla tavalla valmistettuja massoja. Siinä on myös esitetty vastaava tavanomaisen jauhetun mekaanisen massan arvo, joka on valmistettu lisäämättä kemikaaleja ja ilman höyrykäsittelyä. Jätepitoisuudella tarkoitetaan niitä kunkin massan prosenttimääriä, jotka ovat liian suuria kulkeutumaan sellaisen sihdin rakojen kautta, joiden leveys on 0,15 mm, ja ne esittävät sitä haitallista fraktiota, joka on poistettava osasten koon edelleen pienentämiseksi. Tavallisen jauhetun mekaanisen massan jätepitoisuus oli yli 18 % jauhatusasteessa 100. Lisättäessä sellaisia sulfiittiliuoksia, joiden pH-arvo oli 3,7 ja 5,6 ja höyrykäsittelyä käytettäessä, pieneni jätepitoisuus arvoon 11,0 ja vastaavasti arvoon 12,0 %, jolloin parannusta voidaan pitää kohtuullisena. Lisätyn sulfiittiliuoksen pH-arvon ollessa 7,5 oli jätepitoisuus ainoastaan 1,7 % mikä on alle 10 % tavanomaisen massan jätepitoi-suudesta ja ainoastaan 15,5 % siitä jätepitoisuudesta, joka aikaansaatiin paremmassa niistä kahdesta massasta, jotka valmistettiin identtisen käsittelyn avulla lukuunottamatta sitä, että käytettyjen liuosten pH-arvo oli alhaisempi kuin keksinnön mukaisten liuosten. Muut kuvion 5 pisteet osoittavat edelleen pientä mutta huomattavaa jäteainepitoisuuden pienenemistä käsittelyliuosten pH-arvon noustessa edelleen arvoon 13. Myös tällöin tapahtuu selvästi huo- 18 69491 mättävä tuotteen laadun paraneminen, mikä ilmenee tässä yhteydessä pienentyneen jäteainepitoisuuden perusteella, yhdistyneenä sellaisten liuosten käyttöön, joiden pH-arvo on noin 7 tai ylittää sen.

Se pieni lautashienontaja, jota käytettiin valmistettaessa tätä massasarjaa, on laadultaan sellainen, joka aikaansaa suuren jäte-ainepitoisuuden suurempiin teollisuudessa käytettäviin yksikköihin verrattuna. Koska kuitenkin kaikki massat valmistettiin samaa hie-nontajaa käyttäen, osoittaa se suuri jäteainepitoisuuden pieneneminen, joka aikaansaatiin keksinnön mukaista käsittelyä käytettäessä, selvästi esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän edut.

Kuviossa 6 on esitetty massan valkoisuus jauhatusasteessa 100 edellä kuvatulla tavalla käyrän ja interpoloimisen avulla käyttäen sellaisista massoista saatuja koearvoja, jotka saatiin käsiteltäessä raaka-ainetta erilaisen pH-arvon omaavilla liuoksilla. Käyrä esittää mahdollista pientä valkoisuusarvon kasvua käsittelyliuoksen pH-arvon kasvaessa alueella 3,7-12,2.

pH-arvossa välillä 12,2 ja 13 tapahtuu selvä ja erittäin huomattava valkoisuuden aleneminen. Massa, joka valmistettiin käyttäen sellaista liuosta, jonka pH-arvo oli 13, on valkoisuudeltaan aivan liian huono käytettäväksi niissä tärkeimmissä tuotteissa, joissa mekaanista massaa yleensä käytetään. Pidämme täten tärkeänä, että sen sulfiittiliuoksen pH-arvo, jota käytetään keksinnön mukaisessa menetelmässä ei ole suurempi kuin 12,5, valkoisuuden sellaisen jyrkän alenemisen välttämiseksi, joka tapahtuu korkeammissa pH-arvoissa.

Kuviossa 7 on esitetty massasaanto kuumalla vedellä pesemisen jälkeen prosentteina siitä alkuperäisestä puuraaka-aineen määrästä, joka johdetaan käsittelyyn. Myös tässä tapauksessa on vaihteleva suure käytetyn liuoksen pH-arvo. Saanto pienenee hitaasti käsittelyliuoksen pH-arvon kasvaessa. Suhteessa tavanomaisen jauhetun mekaanisen massan saantoon 96,2 % pienenee sulfiittiliuoksia käyttäen valmistettujen massojen saanto hitaasti kohtuulliseen määrään 92,4 % liuoksen pH-arvon ollessa 12,2. Kun pH nostettiin edelleen arvoon 13, pieneni saanto voimakkaasti laskien arvoon 83,3 %. Täten tapahtuu voimakas ja haitallinen saannon pieneneminen käsittelyliuoksen pH-arvon muuttuessa arvosta 12,2 arvoon 13,0.

Edellä olevasta ilmenee, että ne huomattavan hyvät tulokset, jotka n 69491 19 on aikaansaatu keksinnön mukaista menetelmää käytettäessä, aikaansaadaan ainoastaan silloin, kun käytettyjen sulfiittiliuosten pH ylittää arvon noin 7, ja että massan ominaisuudet huononevat voimakkaasti mikäli liuoksen pH-arvo ylittää jonkin verran 12,2. Keksinnön mukaisen menetelmän avulla aikaansaadaan ainutlaatuiset ja edulliset tulokset ainoastaan silloin, kun käytettyjen sulfiitti-liuosten pH-arvo on alueella noin 7-12,5. Koska haitallisia massan laadun muutoksia ilmenee tämän alueen ylä- ja alapuolella, ja johtuen siitä, että tarkka pH-arvon säätö on harvoin mahdollinen teol-lisuusolosuhteissa sekä johtuen massan laadun parantumisesta pH-arvon noustessa ainakin arvoon 12,2, käytämme liuoksia, joiden pH on alueella 10,5-11,5 keksinnön edullisimmissa toteuttamismuodoissa, jolloin voidaan aikaansaada massan optimilaatu samalla kun pienenee vaara niiden haitallisten tulosten muodostumisen suhteen, jotka ovat seurauksena pH-arvon 13 omaavia liuoksia käytettäessä.

Natriumsulfiittiliuoksia voidaan myös valmistaa lisäämällä rikkidioksidia natriumkarbonaattiliuoksiin. Valmistettaessa natriumsul-fiittiliuos täten ja natriumin ja rikin suhteen ollessa 2, on liuos oleellisesti sama joka saadaan samassa suhteessa lisättäessä rikkidioksidia natriumhydroksidiliuokseen. Natriumin ja rikin suhteen ylittäessä arvon 2 on läsnä ylimääräistä emästä pikemminkin natriumkarbonaattina kuin natriumhydroksidina. Olemme todenneet, että tällaisella ylimääräisellä natriumkarbonaatilla on sama vaikutus menetelmässämme kuin vastaavalla natriumhydroksidiylimäärällä, ja tämän johdosta tällaiset liuokset sisältyvät myös edellä mainittuun termiin "natriumsulfiittiliuokset".

Mikäli natriumkarbonaattia on läsnä natriumsulfiittiliuoksissa yli sen määrän, joka tarvitaan natriumin ja rikin suhteen saattamiseksi suuremmaksi kuin 2, lisää se liuoksen pH-arvoa samalla tavoin kuin natriumhydroksidi. Tällaisen ylimäärän vaikutus keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettuihin massoihin on oleellisesti identtinen niihin vaikutuksiin verrattuna, jotka ovat seurauksena samanlaisesta natriumhydroksidiylimäärästä, kuten edellä on kuvattu. Liian suuri natriumkarbonaattiylimäärä vaikuttaa samalla tavoin kuin liian suuri natriumhydroksidiylimäärä aiheuttaen valkoisuuden ja saannon huononemisen.

Koska natriumkarbonaatti on vähemmän emäksinen aine kuin natrium- 20 69491 hydroksidi, aikaansaa ylimääräinen natriumkarbonaatti sellaisia natriumsulfiittiliuoksia, joilla on alhaisempi teho-arvo kuin kemiallisesti ekvivalenttinen ylimäärä natriumhydroksidia. Olemme todenneet, että haitalliset vaikutukset, jotka johtuvat liian suurista natriumkarbonaattiylimääristä, tapahtuvat pH-arvoissa mieluumminkin yli 10 kuin yli noin 12,5 kuten on laita natriumhydroksidia käytettäessä.

Natriumsulfiitin lisäämisen jälkeen puun osasiin saatetaan seos lämpöreaktiovaiheeseen, jossa huomattava osa natriumsulfiitissa olevasta rikistä reagoi kemiallisesti puuaineen ligniinin kanssa muodostaen in situ liukenemattoman ligniinisulfonaatin. Keksinnön mukaisen menetelmän pääetu ja uutuus on se, että lämpöreaktiovaihe voidaan toteuttaa käyttäen erittäin hellävaraisia olosuhteita, jotka voidaan aikaansaada kaupallisessa mittakaavassa yksinkertaisella ja huokealla tavalla.

Keksinnön erään edullisen toteuttamismuodon mukaisesti sovitetaan sulfiitin avulla käsitellyt puuosaset avoimeen astiaan ja höyryä lisätään suoraan astian sisältöön sen lämpötilan saattamiseksi arvoon 90-100°C. Astian sisältö pidetään tällä lämpötila-alueella noin 30 min, jonka jälkeen se johdetaan lautashienontajan kautta keksinnön mukaisen parantuneen massan aikaansaamiseksi. Se aika, jonka sulfiitin avulla käsiteltyjä puuosasia pidetään lämpötilassa lähellä 100°C, ei ole kriittinen. Saadun massan ominaisuudet paranevat kuumennusajan noustessa aina arvoon noin 30 min ja pysyvät oleellisesti muuttumattomina tämän jälkeen. Kuviossa 2 on esitetty sellaisten massojen puhkeamispinnat ja jätepitoisuudet jauhatus-asteessa 100 (Canadian Standard Freeness), jotka on valmistettu suihkuttamalla revittyihin lastuihin natriumsulfiittia, kuumentamalla lämpötilassa noin 100°C eri pitkiä aikoja 0-80 min ja suorittamalla jauhaminen sitten lautashienontajan avulla. Puhkeamispinta nousee arvosta 16,0 arvoon 28,0 käytettäessä 10 minuutin pituista höyrykäsittelyä, nousee edelleen arvoon 31,5 30 minuutin käsittelyä käytettäessä ja pysyy muuttumattomana 80 minuutin höyrykäsittelyä käytettäessä. Jätepitoisuus ja karkea aine, joka on poistettava ennen massan käyttöä, oli 5,6 % silloin, kun kuumentamista ei käytetty, 1,22 % 10 minuutin pituisen kuumentamisen jälkeen, 0,56 % 30 minuutin pituisen kuumentamisen jälkeen ja aleni arvoon 0,41 % 80 minuutin pituisen kuumentamisen jälkeen. Keksinnön mukainen I! 69491 21 kuumennusvaihe voidaan myös toteuttaa suorittamalla höyrykäsittely ylipaineessa. Olemme todenneet, että 2 minuutin pituinen höyrykäsittely lämpötilassa 142°C (vastaa suunnilleen höyrynpainetta 2,8 aty) aikaansaa oleellisesti samat tulokset kuin 30 minuutin pituinen höyryttäminen ilmakehän paineessa. Muita ajan ja lämpötilan yhdistelmiä voidaan luonnollisesti käyttää lämpötila-alueella 80-165°C ja aika-alueella 80-0,5 minuuttia. Eräs keksinnön mukaisen menetelmän erikoisetu on kuitenkin se, että lämpöreaktiovaihe voidaan toteuttaa yksinkertaisesti höyryttämällä avoimessa astiassa. Muut menetelmät vaativat paineastioita, jotka ovat kalliita ja vaativat paineenalaisia sulkulaitteita, joiden kautta puuraaka-aine johdetaan ja poistetaan. Tällaiset paineenalaiset sulkulaitteet ovat tavallisesti joko ruuvipuristimia, jotka muodostavat tulevan tai menevän raaka-aineen tiiviin tulpan höyryn paineen ylläpitämiseksi, tai ovat pyöriviä venttiilejä. Kummankin tällaisen mekanismin tiedetään vaativan suuret ylläpitokustannukset, ja keksinnön mukaisen menetelmän eräs tärkeä piirre on se, että välttämätön kuumennusvaihe voidaan haluttaessa suorittaa yksinkertaisesti avoimessa tornissa ja paineenalaisia sulkulaitteita ei tämän johdosta tarvita.

Vaikkakin pidämme edullisena toteuttaa reaktiovaihe avoimessa astiassa lämpötilassa noin 100°C ja vaikkakin se voidaan suorittaa ylipaineastiassa lämpötila-alueella 125-165°C, voidaan keksinnön mukaisen menetelmän tämä vaihe suorittaa myös lämpötila-alueella 100-125°C käyttäen 30 minuutin tai pidempiä kuumennusaikoja aina noin 2 minuuttiin saakka. Vaikkakin 100-125°C oleva lämpötila-alue on keksinnön mukaisessa menetelmässä mahdollinen, on sillä samat haitat kuin lämpötila-alueella, joka ylittää 125°C, koska se vaatii paineastioita ja paineenalaisia sulkulaitteita, ja sillä on haittana lisäksi se, että tällöin tarvitaan suurempikokoisia kuumennusastioita johtuen vaadittavasta pidemmästä kuumennusajasta. Täten vaikkakin mainittu kuumennusalue lankeaa keksinnön piiriin, on se yleensä vähemmän edullinen tehdasmittakaavassa kuin joko lämpötila-alue 80-100°C tai 125-165°C.

Edellä mainitun käsittelyn jälkeen johdetaan puuraaka-aine lautas-hienontajaan edelleen hienontamista varten sellaisessa määrässä, joka vaaditaan siinä käsittelyssä, johon valmistettua massaa käytetään. Tässä vaiheessa voidaan käyttää mitä hyvänsä sellaista kaupan 69491 olevaa lautashienontajaa, jota on käytetty hienonnetun mekaanisen massan valmistamiseksi, ja hienontaminen voidaan toteuttaa johtamalla käsiteltävä aine yhden tai useamman kerran lautashienontajien kautta. Mikäli täten valmistettua massaa käytetään yksinään sanomalehtipaperin valmistukseen, on lautashienontajien energian tarve yleensä alueella 85-100 hevosvoimaa vuorokaudessa uunikuivaa massa-tonnia kohden, eli samalla alueella kuin valmistettaessa sanomaleh-tipaperimassoja mekaanisen hienonnuskäsittelyn ja termomekaanisen massan valmistuskäsittelyn avulla.

Keksinnön mukaisen menetelmän edut verrattuna tavalliseen hienonnettuun mekaanisen massan valmistusmenetelmään aikaansaadaan hyvin laajalla hienonnusastealueella, kuten kuviosta 3 ilmenee. Lastuerä jaettiin kahteen osaan. Yksi osa hienonnettiin mekaanista hienon-nusmentelmää käyttäen ja toinen keksinnön mukaista menetelmää käyttäen. Näytteitä kummastakin menetelmästä otettiin erilaisen hienon-nusasteen saavuttamisen jälkeen. Näiden massojen puhkeamispintojen arvot ja jäteainepitoisuudet on esitetty kuviossa 3 vastaavien jauhatusasteiden funktiona. Kuviossa 3 käyrä A esittää hienonnettujen mekaanisten massojen puhkeamispintojen arvoja ja A' niiden jäteainepitoisuuksia, ja käyrät B ja B' vastaavia keksinnön mukaisen menetelmän avulla valmistettujen massojen arvoja. Jauhatusastealuei-den yhteisillä osilla on keksinnön mukaisen massan puhkeamis-pinta 236-172 % tavanomaisen massan vastaavista arvoista jäte-pitoisuuden ollessa ainoastaan 2,0-1,3 %.

Parhaat tulokset hienonnusvaiheessa aikaansaadaan silloin, kun höyrytettyä materiaalia käsitellään suhteellisen suuressa väkevyydessä. Jauhinlaitteeseen tulevan materiaalin väkevyys on edullisesti alueella 15-25 %, ja se väkevyys, jossa se poistuu jauhinkiek-kojen välistä, on edullisesti alueella 18-55 %. On ymmärrettävää, että se energia, joka johdetaan massaan jauhinlaitteessa, muuttuu pääasiallisesti lämmöksi ja aiheuttaa veden haihtumista jauhettavasta raaka-aineesta. Jauhinlaitteesta poistuvan aineen väkevyys on tämän johdosta suurempi kuin tulevan aineen olettaen, että vettä ei lisätä muissa tarkoituksissa jauhamisen aikana.

Se ylivoimainen massan laatu, joka aikansaadaan keksinnön mukaisen menetelmän avulla, ei aiheudu yksinkertaisesti ainoastaan keksinnön mukaisen menetelmän erillisten vaiheiden yksittäisten vaikutusten 69491 23 summasta, vaan sopivassa järjestyksessä suoritetun yhdistelmän synergistisestä vaikutuksesta. Tämä voidaan osoittaa vertailemalla tuloksia, jotka on saatu sarjasta kokeita, joissa muutamat tai kaikki keksinnön mukaiset käsittelyvaiheet yhdistettiin toisiinsa eri järjestyksessä. Erilaisten käsittelyolosuhteiden vaikutukset esitettyinä puhkeamispintojen ja massojen jätepitoisuuksien perusteella interpoloituna jauhatusasteeseen 100 on esitetty taulukossa II.

Taulukossa II repiminen tarkoittaa sellaista lastujen repimisvai-hetta, joka on edellä kuvattu, hienontaminen tarkoittaa edellä kuvattua hienonnusvaihetta lautashienontajassa, höyryttäminen tarkoittaa puuraaka-aineen kuumentamista suoran höyrykuumentamisen avulla ilmakehän paineessa 30 minuutin ajan ja sulfiitti on se keksinnön mukaisen menetelmän vaihe, jossa natriumsulfiittiliuos dispergoidaan puuraaka-aineeseen.

TAULUKKO II

Koe

t,.. ... . ...... 1 ... . , Massakokeet 100 CSF

^ Käsittely ja käsittelyjärjestys puhteamlspintS-öät?T

1 Repiminen: hienontaminen 16,9 2,8 2 Repiminen: höyryttäminen: hienon taminen 16,4 5,5 3 Repiminen: höyryttäminen: sulfiitti- lisäys: hienontaminen 20,7 4,6 4 Repiminen: sulfiittilisäys: höyryttä minen: hienontaminen 29,0 0,65

Vertailtaessa kokeita n:ot 1 ja 2 ei voida todeta minkäänlaista lujuuden (puhkeamispinnan) paranemista lisätyn höyrytysvaiheen johdosta kokeessa n:o 2 ja voidaan todeta suuri lisääntyminen jäte-ainepitoisuudessa. Kun sulfiitti on lisätty revittyyn ja höyrytet-tyyn materiaaliin ennen hienontamista (2 vast. 3), tapahtuu kohtuullinen puhkeamispinnan arvon lisääntyminen ja vähäinen jäteaine-pitoisuuden aleneminen. Vertailtaessa koetta 4 kokeen 3 kanssa ilmenee selvästi, että vaihtamalla sulfiitin lisäyksen ja höyryttä-misen järjestystä kokeessa 4 aikaansaadaan oleellinen lujuuden kasvu ja jäteainepitoisuuden suuri väheneminen. Verrattaessa toisiinsa kokeita n:o 1 ja n:o 4 voidaan todeta se suuri lujuuden paraneminen ja jäteainepitoisuuden pieneneminen, joka on seurauksena keksinnön mukaisen menetelmän kaikkien vaiheiden oikein sovittamisesta peräkkäin.

24 69491

Keksinnön mukaista menetelmää kuvataan edelleen seuraavien esimerkkien avulla. Vaikkakin käytetyt uuttamisvaiheet olivat luonteeltaan puolijaksottaisia, mikä aiheutui käytettävissä olevasta laitteistosta, on selvää, että kukin vaihe voidaan helposti sovittaa jatkuvaksi vaiheeksi ja että peräkkäiset vaiheet voidaan helposti yhdistää toisiinsa jatkuvaksi järjestelmäksi menetelmää, teh-dasmittakaavassa toteutettaessa.

Esimerkki 1

Kuusi- ja balsam-lastuseos jaettiin kahteen yhtä suureen osaan.

Toinen osa revittiin johtamalla se kerran yhdellä kiekolla varustetun Sprout Waldron 30 cm:n lautashienontajän lävitse, joka oli varustettu uritetulla levyllä, jossa käytettiin kuviota C-2975.

500 ml natriumsulfiittiliuosta, jonka väkevyys oli 15 %, suihkutettiin sitten 1300 g:an (kuivana laskettuna) revittyjä lastuja suorittamalla sekoitus käsin. Kemiallisesti käsitellyt revityt lastut sovitettiin sitten metallilankakoreihin ja pantiin avoimeen astiaan, johon johdettiin höyryä astian sisällön nostamiseksi lämpötilaan 90-100°C. Tätä lämpötilaa ylläpidettiin 30 min. Höyrytetty revitty materiaali johdettiin sitten edellä mainitun Sprout Waldron-hienontajan kautta, joka kuitenkin tässä tapauksessa oli varustettu levyillä D2A508 ja D2A502. Hienontaminen toteutettiin noin 25 %:n väkevyydessä. Materiaali johdettiin hienontajan kautta riittävän monta kertaa sellaisen massan valmistamiseksi, jolla oli haluttu jauhatusaste. Massasta otetuista näytteistä kokeiltiin kolmen viimeisen lävitsejohtamisen jälkeen ne ominaisuudet, jotka on esitetty taulukossa III. Eri ominaisuuksien arvot ilmoitettiin näytteiden vastaavien jauhatusasteiden (Canadian Standard Freeness) funktiona, ja saaduista käyristä todettiin ne eri ominaisuuksien arvot, jotka saatiin jauhatusasteen ollessa 100. Tällainen arvojen käsittelymenetelmä mahdollistaa sellaisten massojen ominaisuuksien vertailun toisiinsa, jotka on valmistettu eri menetelmillä, samaa mitta-asteikkoa käyttäen. Niiden massojen ominaisuudet, jotka valmistettiin edellä kuvatulla tavalla ja sen jälkeen, kun arvot on interpoloitu jauhatusasteeseen 100, on esitetty taulukon III sarakkeessa B.

Toista lastuerää käsiteltiin tarkoin samalla tavalla kuin ensimmäistä lukuunottamatta sitä, että repimisen jälkeen ei natriumsulfiittia lisätty eikä revittyä materiaalia höyrytetty. Massa valmistettiin näin ollen tavanomaisen mekaanisen massan valmistusmenetelmän avulla.

Il 25 69491

Massan saadut ominaisuudet interpoloituina jauhatusasteeseen 100 on esitetty taulukon III sarakkeessa A.

TAULUKKO III

A B

Puhkeamispinta (1) 14,4 28,2

Repeämislujuus (1) 79 89

Ominaistilavuus, ml/g (1) 3,82 2,62 Jätepitoisuus, % 12,8 0,5

Valkoisuus, % (1) 51,0 59,3 Märkä-katkeamislujuus, metriä 187 270

Saanto kuivasta puusta, % 95,3 95,3

Natriumsulfiittia massassa, % 0 4,7

Ne kokeet, joita on merkitty numerolla (1), suoritettiin käyttäen tavanomaisia koemenetelmiä (Technical Section, Canadian Pulp and Paper Association). Jätepitoisuus on ei-halutun ylisuuren materiaalin määrä massassa mitattuna sellaiselle sihdille jääneenä jäännöksenä, jonka rakojen leveys on 0,15 mm, perusteellisen pesemisen jälkeen. Katkeamispituus märkänä on massan märkälujuuden mittapuu ja se tarkoittaa märän paperiarkin kykyä juosta paperikoneella katkeamatta. Käytetty koe ei ole standardikoe, mutta sitä käytettiin kaikkia massoja tutkittaessa sellaisten koearvojen saamiseksi, jotka osoittivat massojen suhteelliset lujuudet märässä tilassa.

On ilmeistä, että keksinnön mukaisella menetelmällä (sarake B) saadaan selvästi ylivoimainen tuote verrattuna sellaiseen tuotteeseen, joka on valmistettu käyttäen suoraa mekaanista massan hienonnusme-netelmää (sarake A). Keksinnön mukaisella menetelmällä saatu tuote on melkein kaksi kertaa niin vahvaa, mitä tulee puhkeamislujuuteen, sillä on selvästi parempi repeämislujuus, sillä ei ole haitallista korkeata hiotun mekaanisen massan ominaistilavuutta ja sen jäte-ainepitoisuus on huomattavasti pienempi, se on vaaleampaa ja se on saanut nämä parannetut ominaisuudet ilman saanonpienenemistä.

Esimerkki 2

Keksinnön mukaisen menetelmän vaikutukset sitä erilaisiin lehtipuu-laatuihin sovellettaessa on esitetty tämän esimerkin avulla. Käytetyt puulaadut olivat seuraavat: keltakuusi, valkokuusi ja haapa. Kustakin puulaadusta saatuja lastuja käsiteltiin tarkoin esimerkissä __ - ΊΓ .

26 69491 1 kuvatulla tavalla lukuunottamatta sitä, että kustakin puulaadusta valmistettiin kolme massaerää. Nämä olivat (A) hienonnettu mekaaninen massa lisäämättä natriumsulfiittia ja käyttämättä höyrykäsit-telyä; (b) massa, joka valmistettiin keksinnön mukaisella menetelmällä käyttäen kohtalaista natriumsulfiittilisäystä, ja (c) massa, joka valmistettiin keksinnön mukaisella menetelmällä käyttäen suurempaa natriumsulfiittilisäystä. Saatujen massojen ominaisuudet on esitetty taulukossa IV interpoloituina edellä kuvatulla tavalla jau-hatusasteeseen 100.

27 m f· 6 9 4 9 *1 m h n oo 0-

Oi » » » » -

^1'NO'fO’JB rH TJ< in H

04 id ro r» a o ^ m oo o o- td cQl » *· » *· » » (d οιηοιοσοοιηοι K i—i in r» σ

H

OI

oi oi ro m <| » » » * V.

o-oohhcooido •^r m ro σ\

rH

ID O

o- id oi co o-

Ui * » *· » «· » σοιοιοοοο^τιη ro m ιο σ

•H rH

0) 3 00 00

3 H Γ* OI Tf HO

CQ| ^ s «. k ** *.

0 coooiooiomoi X ro m 'sr σι

H H

(d > oo 04 oi m m | · " ^ v ^ inn-roror»inino οι ^ H σ

H

ro h o> o h m o- o t> ui *> » » » * » h σΗοοοΗοΟΗΐη H ^ in m σ O en h « 3 X 3 O ro O X 04 O ID o οι σ P] id ffll » » » » ' ' O -P οοοίΓΟοσΗιηπ <C H ro »rt ro σ

EH <U H

σ σ ID H O 04 <| » · ' · - «crHcoo-inoomo ro h o σ

rH

:id öp •rl

U

-p (d Φ e e o ·

-P

- 4-1 rt» tn a;

3 X

3 tn <d -P ns tn h h tn

Cu id id tn en * -P tn \ tn tn id r-} 3 3 g g 3 3 σ & id

»rt» 3 -H

tn h ns 4J

id tn 3 ' tn 4J -P

P 3 3 tn rt> h tn h

3 3 > 3 g id -H

H -n id 3 » id > H

&,3Htntno>-HH tn H H -H 3 X 3 3 •HtnP03P^;tn S -h tn -p tn id g id S H -H -rl x o 3

<D :rö id Q< O :<d H-i -H

Λία>3<ϋΑ:Λί3Ρ

X &i -rl 4-> H P ld-P

3 0) g :id 3 :id 3 id

CUOiOO>SU)S

28 69491

On ilmeistä, että näistä lehtipuista saadut arvot vastaavat oleellisesti niitä arvoja, jotka saatiin käytettäessä havupuuta esimerkin 1 mukaisesti. Huomattavasti pienentynyt haapamassan C valkoisuus johtuu luultavasti koevirheestä.

On ilmeistä, että suurin osa siitä massalaadun paranemisesta, joka on aikaansaatu keksinnön mukaisella menetelmällä, esiintyy B-sarakkees-sa olevissa näytteissä, joissa puussa käytettiin noin 2 %:n nat-riumsulfiittipitoisuutta.

Käytettäessä noin 6 % sulfiittia, kuten sarakkeesta C ilmenee, on aikaansaatu kohtalainen massan ominaisuuksien lisäparaneminen suurempien kemikaalikustannusten hinnalla ja on tapahtunut pieni saannon väheneminen.

Il 69491 29 in vo o β oi φ β *—11 o cv vo •h m φ in w o r* ί* o ro -h ry k s s (/} β ro oo o 'ϋ· ro Λί β r-l o ro oo β tn β h in ro in m (0 -H rT | » « ·> β P» β N N <i

H CN (N in H >J β IN

e o -H

OO INOOintN £ o <—i rH ro in σν O o β Ή

β β G

in in 0) β in in ον ό in (OH) rr co r- o r- Otn t" ro o £rH - ' v ' v iniu cn| - » - i-( o vo o m ro tn>H r-- νο ττ

r> O H (N in σι ίο H iH

ε o φ β •ro Ο) Ο β φ Η φ ιο -β incnr-oo Φ ιη **.*.*·. β .ρ >(0 r- <ν rH σι ro -ro tn

min in t o (0 r^OiH

β o in rH| ·» -Ρ β oo m n*

TT (0 - -P rH

Λ vo oo o H m σο β

β β ·. ^ ^ ^ N

φ β uo 'T cn ro m ββ Ό·η rH rH m σι φ id •H Ό -n O -P -H ro o oo •HO O +> - ^ - > > r-~ co o cm ro -HO oi vo N o

β β - > > rHrH

isin) ro^rH^m β p rH rH «Τ σι 2 β β =0 -Ρ :β ε φ

rH o ro Ο CN

φ * - - «.

-Ρ N OO Η νο •Ρ rH rH m σι

•H

in :β I <x>

« -H

β β β φ β β β -Η φ <#> ϋΡ ε ιη β φ Μ β - ro ρ> β β Ο -Ρ <#> Ο Ο ιη -Ρ φ β β -Ρ W β β β •Η ·Η - β CN β ·Η φ Γπα,ιηβ β α θι·Η >1 ιη β β 2 ιη β» Η ·Η β ιη β -Η φ ο ε (Λ >1 jj ε β -Ρ > β (#> -Η β -Ρ W c#> β Ο -ΡΡΦίΟβ -ΡβΙΦβ -Ηβ^Φ^ιη :β>ΦΛίβ η I Λ Ο Η Μ <η -Η -Ρ JG β :β κ β :β β β ·Η β :β β β

W Qj Pi b > 2 P1 Λί Ρ) Oi CO

Claims (17)

69491 30

1. Menetelmä parannetun hierteen valmistamiseksi puun osasista, jota parannettua hierrettä voidaan käyttää laadultaan kilpailukykyisessä sanomalehtipaperissa lisäämättä siihen kemiallista massaa ja jolla parannetulla hierteellä on alhaisempi jäännös- ja kuitukimppusisältö, alhaisempi ominaistilavuus ja korkeampi valkoisuusaste, ilman että on käytetty valkaisukemikaaleja, kuin tavanomaisella hierteen valmistusainemenetelmällä valmistetulla hierteellä, tunnettu siitä, että se käsittää: a) näiden osasten pintojen kostuttamisen upottamalla osaset alkalimetallin sulfiittisuolan liuokseen tai suihkuttamalla osasten pinnoille mainittua liuosta mainitun alkalimetalli-suolan määrätyn määrän lisäämiseksi alueella 1-10 % mainittujen osasten uunikuivasta painosta laskettuna, jolloin liuoksen pH on alueella 7-12,5; b) sulfiittisuolaliuosta sisältävien osasten kuumentamisen höyryn avulla, sen jälkeen kun ylimääräisen liuoksen on annettu valua pois niistä, johtamalla höyryä suoraan osasille lämpötila-alueella 80-165°C ja niiden pitämisen tällä alueella 0,5-80 minuutin ajan, jolloin osasia ei ole upotettu nesteeseen mainitun poisvalumisen jälkeen eikä ennen kuumennus-jakson päättymistä; ja c) osasten johtamisen tämän höyrykuumennuksen jälkeen levy-jauhimen lävitse hierteen valmistamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osaset ovat puulastuja.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puulastut lohkotaan pääasiallisesti sellaisiksi osasiksi, joiden leveys syiden poikittaissuunnassa ei ylitä 4 mm.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että osaset ovat jätelastuja tai sahajauhoa. n 31 69491

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkalimetallin sulfiittisuola on natriumsulfiitti.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulfiittisuolaliuoksen pH-arvo on noin 12.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulfiittisuolaa lisätään 2-10 % lastujen uunikuivasta painosta laskettuna.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkalisuolan määrä on 1 %:sta alle 8 %:iin osasten uunikuivasta painosta.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että höyrykuumennuslämpötila osasia kuumennettaessa on alueella välillä 80 ja 100°C ja että niitä pidetään tällä lämpötila-alueella 2-80 minuuttia.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua lämpötila-aluetta ylläpidetään 10-80 minuutin ajan.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötila-aluetta ylläpidetään 15-80 minuuttia.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötila-alue on 85-100°C ja sitä ylläpidetään noin 30 minuuttia.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekä keitto- että jauhatusvaiheet suoritetaan ilmakehän paineessa.

14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää sulfiittiliuosta si- * sältävien osasten kuumentamisen höyryn avulla lämpötila-alu- 69491 32 eella 125-165°C ja niiden pitämisen tällä lämpötila-alueella 0. 5-20 minuuttia.

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korotettua lämpötilaa ja painetta ylläpidetään noin 2 minuuttia.

16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulfiittiliuos, joka valuu pois lastuista kuumennusjakson aikana, erotetaan kuumennetuista lastuista ja väkevöidään väkevän sulfiittiliuoksen avulla käyttöä varten lastujen uudelleenkäsittelyä varten.

17. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osasiin lisätään jäähdytysvettä kuumennusvaiheen jälkeen ja ennen osasten johtamista jauhinlaitteen lävitse.