FI70936B - Foerfarande foer framstaellning av slipmassa ur traeflis med tillhjaelp av en slipsten - Google Patents

Description

70936

Menetelmä puuhiokkeen valmistamiseksi puuhakkeista hioma- kiven avulla Förfarande för framställning av slipmassa ur träflis med tillhjälp av en slipsten

Keksinnön kohteena on menetelmä puuhiokkeen valmistamiseksi puuhakkeista kivihiomalaitteen avulla käyttäen kivihiomalaite11a , jossa on ainakin yksi säiliö puuhaketta varten, jonka menetelmän mukaan asetetaan puuhakemassaa mainittuun ainakin yhteen säiliöön, puristetaan mainittu puuhakemassa kokoon mainitussa ainakin yhdessä säiliössä, hiotaan mainittu kokoonpuristettu puuhakemassa saattamalla sen pohja-pinta kosketukseen hiomakivilaitteen hiomakiven kehäpinnan kanssa, ja pyöritetään mainittua hiomakiveä.

Tunnetaan ennestään menetelmä puuhiokkeen valmistamiseksi siten, että pölkkyjä hiotaan hiomakiven avulla. Tällä menetelmällä on kuitenkin seuraavat haitat: 1. On vaikeaa saada pölkkyjä teollisuuskäyttöön riittävin määrin.

2. On suhteellisen vaikeaa säätää valmistetun tuotteen laatua.

3. Menetelmän toteuttaminen vaatii suhteellisen paljon työtä.

Maailman puuvarastot ovat viime aikoinna yhä pienentyneet, joten jokainen pölkkyjä vievä maa pyrkii rajoittamaan pölkkyjen vientimääriä. Tästä syystä tulevaisuudessa tulee olemaan yhä vaikeampaa saada hankituksi pölkkyjä massa- ja paperiteollisuuden raaka-aineiksi.

Tämän takia on jo muutamien vuosikymmenien aikana kehitetty menetelmää puuhierteen valmistamiseksi puuhakkeista raffinöörin avulla, ja tämä menetelmä on saavuttanut laajaa käyttöä massa- ja paperiteollisuudessa. Tätä menetelmää sanotaan seuraavassa raffinointimenetel-mäksi ja sen tuloksena saatua tuotetta sanotaan ra f finoiduksi puu-hierteeksi .

2 70936

Qn. myös kehitetty menetelmä puuhiokkeen valmistamiseksi lämpö-mekaanisin keinoin, ja tämäkin menetelmä on saavuttanut laajaa käyttöä massa- ja paperiteollisuudessa. Tämä menetelmä edustaa raffinoin-timenetelmän parannusta, ja siitä käytetään seuraavassa nimitystä läm-pömekaaninen menetelmä. Tämän menetelmän avulla valmistettua tuotetta sanotaan seuraavassa lämpömekaaniseksi massaksi.

Ilmakuivattuna painona lasketun yhden maseatonnin valmistukseen tarvittava teho eli ominaistehonkulutus vastaavasti puuhioketta pölkyistä, raffinoitua puuhioketta ja lämpömekaanista massaa valmistettaessa on esitetty seuraavassa taulukossa 1, samoin kuin näiden eri massojen ominaisuudet.

Taulukko 1

Puuhiokkeen tyyppi

Ominaisuudet Pölkyistä hioma- Raffinoitu Lämpömekaaninen kiven avulla puuhierre massa valmistettu puu- hioke

Ominaistehonkulutus, kmrh/tonni massaa 1100 1800 2000

Tuotteen jauhautumisaste 80 100 100 prosenttimääräiset kuitu jakeet, jotka jäävät 24 mesh1 in seulalle 15 25 37 150 mesh*in seulalle 52 28 35

Irtotiheys (g/cm^) 0.41 Ο.35 Ο.38

Katkeamispituus (km) 2.6 3.2 3.8

Repäisykerroin 45 60 85

Kuitujen irtoamis- kerroin 800 700 620

Taulukosta 1 nähdään, että raffinoidun puuhierteen ja lämpöme-kaanisen massan etuina ovat suuri jauhautumisaste, suuri katkeamia-pituus, mikä johtuu 24 mesh'in seulalle jäävästä pitkien kuitujen määrästä, ja suuri repäisykerroin. Häiden tuotteiden haitat ovat kuitenkin seuraavat: 1. Raffinoidun puuhierteen ja lämpömekaanisen massan ominais-tehonkulutukset ovat varsin suuret, toisin sanoen noin kaksi kertaa niin suuria kuin pölkyistä hiomakiven avulla valmistetun puuhiokkeen, 70936 jolla on sama jauhautumisaste kuin raffinoidu1 la puuhiertee 11 ä ja lämpömekaanisella massalla.

2. Ra f finointimene te 1män tai lämpömekaanisen menetelmän avulla valmistettu massa sisältää runsaasti pitkiä kuituja, jotka jäävät 24 mesh'in seulalle, ja pienen määrän lyhyitä kuituja, jotka läpäisevät 150 mesh'in seulan. Kun näin ollen tämäntyyppisestä massasta valmistetaan paperia, on tämän paperin pinnan sileys suhteellisen huono.

3. Edellisessä kohdassa 2 mainitun massan kuitujakautuman takia on tällaisesta massasta valmistetun paperin opasiteetti suhteellisen huono.

Sanomalehtipaperia valmistetaan tavallisesti massaseoksesta, joka sisältää kahta tai useampaa eri tyyppistä massaa, esim. mekaanista massaa kuten raffinoitua puuhierrettä tai lämpömekaanista massaa. Siinä tapauksessa, että sanomalehtipaperin valmistukseen käytetty massaseos sisältää mekaanisena massakomponenttina pelkästään raffinoitua puuhierrettä tai lämpömekaanista massaa, jossa on suhteellisen paljon pitkiä kuituja ja suhteellisen vähän lyhyitä kuituja, tulee täten valmistetulla sanomalehtipaperilla olemaan huono opasiteetti ja huono sileys. Koska lisäksi raffinoidun puuhierteen tai lämpömekaanisen massan valmistus vaatii runsaasti tehoa, johtaa näiden massojen käyttäminen sanomalehtipaperin valmistuksessa suureen tehonkulutukseen .

Raffinoidun puuhierteen ja lämpömekaanisen massan haittojen poistamiseksi käytetään sopivasti hiomakiven avulla pölkyistä valmistettua puuhioketta yhdessä edellä mainittujen massojen kanssa. Kuten edellä jo mainittiin, on kuitenkin vaikeaa saada riittävästi pölkkyjä tällaisen puuhiokkeen valmistamiseksi hiomakiven avulla. Kaikkien edellä mainittujen ongelmien ratkaisemiseksi olisi näin ollen eduksi aikaansaada uusi menetelmä puuhiokkeen valmistamiseksi puuhakkeista siten, että tällä hiokkeella on sama laatu kuin pölkyistä hiomakiven avulla valmistetulla puuhiokkeella, ja että ominaistehonkulutus on sama kuin pölkkyjä hiottaessa hiomakiven avulla.

Puuhioketta puuhakkeista hiomakiven avulla aikaisemmin valmistettaessa on esiintynyt seuraavia haittoja: 1. Puumateriaali koostuu kuten tunnettua lukuisista kuiduista, jotka ovat pääasiallisesti yhdensuuntaiset tämän puumateriaalin pituusakselin kanssa. Siinä tapauksessa, että puumateriaalia hiotaan hiomakiven avulla, voidaan tämän puumateriaalin ja lieriömäisen hiomakiven kehäpinnan välinen kosketus aikaansaada jollain seuraavalla 4. 70936 kolmella tavalla: a) Puumateriaalin kuidut ovat pääasiallisesti yh densuuntaiset hiomakiven pyörimisakselin kanssa. Tässä tapauksessa hiominen voidaan suorittaa erittäin tehokkaasti Ja saatu puuhioke on laadultaan erinomaista, h) Puumateriaalin kuidut ovat pääasiallisesti yhdensuuntaiset hiomakiven kehäpinnan sivuaJan kanssa. Tässä tapauksessa on saatu puuhioke laadultaan erinomaista, mutta menetelmän hyötysuhde on suhteellisen huono, c) Puumateriaalin kuidut ovat pääasiallisesti yhdensuuntaiset lieriömäisen kiven säteen kanssa. Tässä tapauksessa menetelmän tuottavuus on hyvä, mutta saadun puu-hiokkeen laatu on heikkoa, koska puumateriaalin kuidut katkeavat hio-miskäsittelyn seurauksena.

Pölkkyjä puumateriaalina käytettäessä hiominen yleensä suoritetaan kohdassa a) selitetyllä tavalla. Kun sensijaan Joukko puuhakkeita syötetään hiomakivilaitteeseen, Joutuvat nämä hakkeet kosketukseen hiomakiven kehäpinnan kanssa sattumanvaraisesti eri tavoin siten, että esiintyy kaikkia edellä mainittuja tapauksia a), h), c) Ja myös näiden erilaisia välimuotoja. On näin ollen luonnollista, että puuhakkeista hiomakiven avulla valmistetun puuhiokkeen laatu on heikompaa kuin pölkyistä hiomakiven avulla valmistetun puuhiokkeen laatu.

2. Pölkkyjä hiomakiven avulla hiottaessa voidaan muodostunut hioke helposti poistaa hiomisalueelta Ja samalle pysyttää pölkky tällä alueella lähellä kiven hiomapintaa sijaitsevien ohjauslevyjen ohjaamana siten, että hiomisalueen ympärille muodostuu väliseinämiä. Pienikokoisia puuhakkeita hiomakivilaitteeseen syötettäessä voi sensijaan hiomattomia puuhakkeita Ja riittämättömästi hiottuja puuhakkeita helposti poistua hiomakiven kehäpinnan Ja ohjauslevyjen ala-päiden välisestä raosta hiomiskäsittelyn aikana. Tässä tapauksessa on tietenkin välttämätöntä estää hiomattomien Ja epätäydellisestä hiottujen puuhakkeiden poistuminen hiomisalueelta.

Jotta puuhakkeita voitaisiin käyttää sellaisen hiomakivilait-teen avulla valmistetun puuhiokkeen saamiseksi, Joka laadultaan vastaa pölkyistä hiomakiven avulla valmistetun puuhiokkeen lastua, Ja Jotta saavutettaisiin sama ominaistehonkulutus kuin pölkkyjä hiottaessa, on edellä mainitut haitat poistettava.

Keksinnön tarkoituksena on näin ollen aikaansaada menetelmä puuhiokkeen valmistamiseksi helposti saatavista puuhakkeista pölkkyjen asemesta käyttämällä hiomakivilaitetta, Jonka ominaistehonkulutus

II

5 70936 on suhteellisen pieni.

Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada menetelmä puu-hiokkeen valmistamiseksi hiomakiveä käyttäen puuhakkeista siten, että tämä hioke sisältää suuremman määrän lyhyitä kuituja kuin pölkyistä tavalliseen tapaan hiomakiven avulla valmistettu puuhioke.

Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada menetelmä puu-hiokkeen valmistamiseksi hiomakiven avulla, jolla hiokkeella ei ole paperiteollisuudessa laajalti käytettyjen raffinoidun puuhiokkeen ja lämpömekaanisen massan haittoja, ja jonka menetelmän ansiosta myös voidaan entistä pienemmin kustannuksin valmistaa laadultaan erinomaista paperia.

Keksinnön edellä mainitut tavoitteet voidaan saavuttaa keksinnön mukaisen menetelmän avulla, joka tunnetaan siitä, että mainittu kokoonpuristaminen suoritetaan 1,5...10 kg/cm paineessa niin, että kokoonpuristetun puuhakemassan näennäistilavuus saavuttaa 70 % tai vähemmän mainitun puuhakemassan alkuperäisestä näennäistilavuudesta ja että puuhakkeiden litteät pinnat ovat olennaisen yhdensuuntaiset kokoonpuristetun puuhakemassan pohjapinnan kanssa, ja hionnan aikana puuhakkeiden kuidut pysytetään olennaisen samansuuntaisena joko hiomakiven pyörimisakselin tai hiomakiven kehäpinnan sivuajan kanssa, pysyttämällä kokoonpuristettuun puuhakemassaan kohdistettu paine 2 välillä 1,5...5 kg/cm .

Kuvio 1 esittää poikkileikkauksena keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen soveltuvan hiomakivilaitteen erästä suoritusmuotoa.

Kuvio 2 esittää käyrää, josta nähdään eri hiokeseoksissa käytetyn kahden eri hiokelaadun väliset määräsuhteet ja näistä hioke-seoksista valmistettujen papereiden läpikuu1tamattomuusasteet.

Kuvio 3 esittää käyrää, josta nähdään puuhiokkeiden edellä mainittujen määräsuhteiden vaikutus niiden kuitujen lukumäärään, jotka erottuvat näistä hiokkeista valmistetuista papereista painatuksen yhteydessä.

Keksinnön mukaan voidaan käyttää tavanomaisiin massanvalmis-tusmenetelmiin soveltuvia puuhakkeita, joissa on ylä- ja alapinnat, jotka ovat pääasiallisesti yhdensuuntaiset puuhakkeissa olevien kuitujen kanssa. Puuhakkeita voidaan valmistaa mistä tahansa puulaadusta, joka soveltuu tavanomaisen puumassan valmistukseen. Keksinnön mukaisen menetelmän edellyttämät puuhakkeet ovat sopivasti kuitenkin pehmeää puuta.

e 70936

Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan käyttää tyypiltään minkälaista tahansa hiomakivilaitetta, joten keksintö ei rajoitu mihinkään erikoistyyppiin. Toisin sanoen voidaan keksinnön mukaisessa menetelmässä käyttää kaikkia hiomakivilaitteita, kunhan niitä voidaan hiukan muuntaa keksinnön mukaiselle menetelmälle soveltuviksi. Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävään muunnettuun hiomakivi-laitteeseen tehdään tasku puuhakemassan syöttämiseksi hiomakiven hiomapinnallet suppilo puuhakkeiden syöttämiseksi taskuun, laitteet taskussa olevan puuhakemassan puristamiseksi kokoon ja tämän kokoon-puristetun puuhakemassan painamiseksi kiven hiovaan pintaan, ja oh-jauslevyt, jotka estävät hiomattomien ja rittämättömästi hiottujen puuhakkeiden poistumisen hiomisalueelta. Mikään edellä mainituista tasku-, suppilo-, puristulaite- ja ohjauslevylaitteista ei rajoitu mihinkään erikoiskokoon tai erikoismuotoon. Hiomakivilaitteen rakenne ja toiminta selitetään seuraavassa yksityiskohtaisesti.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä jauhettava puuhakemassa puristetaan kokoon, kunnes tämän massan näennäistilavuus on 70 % tai pienempi, sopivasti 40...60 % puuhakemassan alkuperäisestä näennäis-tilavuudesta. Puuhakemassan alkuperäisellä näennäistilavuudella tarkoitetaan sellaisten puuhakkeiden näennäistilavuutta, jotka luonnollisella tavalla painovoiman vaikutuksesta kerääntyvät massaksi.

Annettaessa lukuisten pehmeiden puuhakkeiden muotoutua massaksi painovoiman vaikutuksesta ja puristettaessa tätä massaa tämän jälkeen kokoon, kunnes kokoonpuristetun puuhakemassan näennäistilavuus saavutti arvon, joka oli noin 50 % puuhakemassan alkuperäisestä näen-näistilavuudesta, havaitiin, että massassa olevat puuhakkeet siirtyivät toisiinsa nähden siten, että niiden laakapinnat tulivat keskenään pääasiallisesti yhdensuuntaisiksi kokoonpuristamisen aikana. Jokaisen puuhakkeen kohdalta määritettiin kulma, joka muodostui kokoonpuristatuses massassa olevan puuhakkeen pinnan ja tämän kokoonpuristetun massan pohjapinnan väliin, johon pohjapintaan puristusvoima kohdistettiin. Todettiin, että niiden puuhakkeiden määrä, joiden yhteydessä edellä mainittu kulma oli noin 10° tai tätä pienempi, oli noin 85 % kokoonpuristetussa massassa olevien puuhakkeiden koko lukumäärästä, ja että puuhakkeiden se määrä, jonka yhteydessä edellä mainittu kulma oli 45° tai tätä suurempi, oli ainoastaan noin 5 % kokoonpuristetussa massassa olevien puuhakkeiden kokonaismäärästä. Keksinnön mukaisen menetelmän kokoonpuristamisvaiheen aikana tämän vaiheen alussa massan mielivaltaisesti sijaitsevat puuhakkeet siirtyvät siten, että 7 70936 niiden laakapinnat -tulevat keskenään pääasiallisesti yhdensuuntaisiksi. Tämän siirtymäliikkeen seurauksena saadaan kokoonpuristunut massa, jossa useimpien puuhakkeiden kuidut ovat pääasiallisesti yhdensuuntaiset tämän kokoonpuristetun massan pohjapinnan kanssa, öinen tätä keksintöä ei ole voitu olettaa, että yksinkertainen kokoonpuris-taminen johtaisi massassa olevien puuhakkeiden edellä mainittuun käyttäytymiseen.

Kun edellä mainitun koostumuksen omaavan kokoonpuristetun puu-hakemassan pohjapinta saatetaan paineen alaisena kosketukseen hioma-kiven hiovan kehäpinnan kanssa, on tässä kokoonpuristetussa massassa olevien useimpien puuhakkeiden kuidut yhdensuuntaiset joko hiomaki-ven pyörimisakselin kanssa, tai hiomakiven hiovan kehäpinnan sivua-jan kanssa. Näin ollen muodostuneen puuhiokkeen laatu on erinomainen, ja hiominen voidaan suorittaa hyvällä hyötysuhteella. Kokoonpuriste-tussa massassa olevat puuhakkeet painautuvat myös toisiinsa, joten ne eivät pääse liikkumaan vapaasti toisiinsa nähden. Tämän ansiosta hiomattomia ja epätäydellisestä hiottuja hakkeita ei pääse helposti erottumaan kokoonpuristetusta massasta. Puuhakkeiden haitallinen siirtyminen hiomisalueelta voidaan helposti estää ympäröimällä tämä alue ohjauslevyin, joilla on sopiva muoto, ja jotka sijaitsevat oikeissa asennoissa.

Keksinnön mukaista menetelmää sovellettaessa voidaan puuhake-massa puristaa kokoon purlstuskammiossa, joka sijaitsee puuhakkeita sisältävän suppilon ja hiomakiven välillä, minkä jälkeen kokoonpuris-tuneen massan pohjapinta voidaan välittömästi saattaa paineen alaisena kosketukseen kiven hiomapinnan kanssa. Vaihtoehtoisesti voidaan purlstuskammiossa kokoonpuristettu massa siirtää tästä kammiosta hio-miskammioon, joka sijaitsee puristuskammion ja hiomakiven välillä, ja tämän jälkeen paineen alaisena saattaa kosketukseen kiven hiomapinnan kanssa.

Keksinnön mukaista menetelmää sovellettaessa puristetaan puu-hakemassa kokoon 1,5···10 kp/cm suuruisen paineen alaisena. Hiomis- vaiheessa tämä kokoonpuristunut puuhakemassa painetaan sopivasti hio- o mispintaan 1,5··*5 kp/cm suuruisen paineen alaisena. Hiomakiveä pyöritetään sopivasti siten, että sen kehänopeus on 15...30 m/sek.

Seuraavessa selitetään keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen soveltuvan hiomakivilaitteen eräs edullinen suoritusmuoto.

Kuvien 1 mukaan voi hiomakivilaitteen 1 lieriömäinen hiomakivi 2 pyöriä vaakasuoran akselinsa 3 ympäri. Kaksi taskua 4 on sovitettu 8 70936 siten, että kummankin taskun 4 pohja on summattu kohti hiomakiven 2 hiovaa kehäpintaa 2a. Kummassakin taskussa 4 on aukko 6, jonka kautta tämä tasku on yhteydessä puuhakkeita sisältävään suppiloon 5- Taskun 4 yläosassa on mäntään 8 yhdistetty puristuslevy 7· Tämä puristusle-vy 7 pääsee liikkumaan edestakaisin pitkin taskua. Taskussa 4 on myös ohjauslevy 9« joka sijaitsee taskun alaosassa siten, että ohjauslevy 9 ja hiovan kehäpinnan 2a väliin muodostuu rako, joka sopivasti on säädettävissä, ja jonka leveys on 1...2 mm. Hiomakivi 2 sijaitsee hiomiskammiossa 10, jossa on välineet 11 veden suihkuttamiseksi kohti hiovaa kehäpintaa 2a. Puristuslevyssä 7 on sulkulevy 7a taskun 4 aukon 6 sulkemiseksi. Puristuslevyä 7 nostettaessa aukon 6 avaamiseksi virtaavat suppilossa 6 olevat puuhakkeet taskuun 4 tämän aukon 6 kautta. Tämän jälkeen mäntä 8 käynnistetään puristulevyn 7 painamiseksi alaspäin, jolloin tämä puristuslevy puristaa taskussa 4 olevat puuhakkeet kokoon kokoonpuristuneeksi massaksi, jonka näennäistilavuus on 70 % tai tätä pienempi puuhakemassan alkuperäisestä näennäistila-vuudesta. Puuhakemassan alkuperäinen näennäistilavuus on likimain sama kuin taskun 4 sisätilan tilavuus, kun puuhakkeet syötetään tähän taskuun. Kokoonpuristunut puuhakemassa painetaan pyörivän hiomakiven 2 hiovaa kehäpintaa 2a vasten, jolloin tämän kokoonpuristuneen puu-hakemassan pohja joutuu kosketukseen hiovan kehäpinnan 2a kanssa ja tulee hiotuksi, ttuodostunut puuhioke poistuu hiovan kehäpinnan 2a ja ohjauslevyn 9 välisestä ahtaasta raosta ja virtaa alaspäin suihkuvä-lineistä 11 suihkutetun veden vaikutuksesta ja kerääntyy kaukaloon 12.

Kuvion 1 näyttämässä hiemakivilaitteessa on kaksi taskua 4, joita voidaan käyttää joko vuorotellen tai samanaikaisesti. Hiomaki-vilaitteessa voi myös olla joko yksi ainoa tasku tai kolme tai useampia taskuja.

Kuvion 1 näyttämässä hiomakivilaitteessa aikaansaadaan hakkeiden kokoonpuri s taminen ja kokoonpuri stun een puuhakemassan painaminen hiovaan kehäpintaan puristuslevyn ja männän avulla. Kokoonpuri st emi-nen ja painaminen voidaan kuitenkin myös suorittaa jollain muulla tavalla, esim. saattamalla puristuslevy liikkumaan edestakaisin ruuvin avulla. Voidaan myös käyttää ketjulla varustettua hiomakivilaitetta, jossa puuhakkeet puristetaan kokoon kiertävän ketjun avulla, jossa on sopiva puristuskorva.

On todettu, että keksinnön mukaisen menetelmän avulla valmistettu puuhioke sisältää suhteellisen pitkiä kuituja, jotka tarttuvat

II

9 70936 24 mesh*in seulalle, hiukan vähemmän kuin pölkyistä tavalliseen tapaan valmistettu puuhioke, kun taas 150 mesh·in seulan läpäisevien suhteellisen lyhyiden kuitujen osuus on huomattavasti suurempi kuin pölkyistä valmistetussa tavanomaisessa puuhiokkeessa. Seuraavan esimerkin 1 taulukko 2 havainnollistaa tätä. Tämän ansiosta soveltuu keksinnön mukainen puuhioke erittäin hyvin käytettäväksi hiokekomponent-tina, joka sekoitetaan raffinoituun puuhiokkeeseen ja lampömekaani-seen massaan, jotka sisältävät suhteellisen paljon pitkiä kuituja ja suhteellisen vähän lyhyitä kuituja. Tästä puuhiokeseoksesta voidaan valmistaa sanomalehtipaperia, puuhioketta sisältävää kirjapainopape-ria, eyväpainorotaatiopaperia, ja muita papereita, joilta vaaditaan suhteellisen suuri läpikuultamattomuusaste ja hyvä sileys.

Siinä tapauksessa, että puuhioke sisältää liian paljon lyhyitä kuituja, on valmistetun paperin mekaaninen lujuus suhteellisen pieni. Tässä tapauksessa on eduksi pienentää puuhiokkeessa olevien lyhyiden kuitujen määrää tasolle, joka vastaa pölkyistä valmistetun puuhiokkeen määrää. Tätä varten voidaan puuhakkeita käsitellä joko höyryllä tai käsittelyaineella tai käyttää molempia näitä keinoja. Tämän käsittelyn ansiosta voidaan suurentaa puuhiokemassan sisältämää pitkien kuitujen määrää ja myös suurentaa tästä massasta valmistetun paperin mekaanista lujuutta.

Höyrykäsittely voidaan kohdistaa puuhakkeisiin joko ennen ko-koonpuristamisvaihetta tai tämän aikana tai hiomiskäsittelyn aikana. Käsittelyhöyiyn lämpötila ei rajoitu mihinkään määrättyyn lämpötila-alueeseen, mutta höyrykäsittely suoritetaan tavallisesti 100...130 °C:ssa. Höyrykäsittely pehmentää puuhakkeita, niin että kuidut helpommin erottuvat toisistaan rikkoutumatta. Höyrykäsittely lisää myös puuhakkeiden muotoutuvuutta. Tämän ansiosta puuhakkeet pääsevät helposti siirtymään keskenään siten, että kuidut suuntautuvat paremmin puuhakemassassa. Tämä suurentaa pitkien kuitujen osuutta muodostuneessa puuhakemassassa.

Puuhakkeita voidaan käsitellä höyryn asemesta jollain käsittelyaineella. Tällöin käytetään sellaista ainetta, joka kykenee pehmentämään puuhakkeita, ja joka voidaan valita natriumhisulfiitin, nat-riummonosuliiitin, natriumbikarbonaatin tai kahden tai useamman edellä mainitun yhdisteen seosten joukosta. Käsittelyaine liuotetaan vedessä käsittelyliuokseksi, joka lisätään puuhakkeisiin valinnaisessa vaiheessa joko ennen hiomista tai tämän aikana. Käsittelyainetta lisätään sopivasti noin 0,5.·*20 paino-%, puuhakkeiden kuivasta painos- 10 7 0 9 3 6 ta laskettuna. Puuhakkeiden käsittely tällä käsittelyaineella voidaan suorittaa samanaikaisesti höyrykäsittelyn kanssa.

Keksinnön tunnusmerkit Ja edut havainnollistetaan edelleen seuraavien esimerkkien avulla, Jotka kuitenkaan eivät millään tavoin rajoita keksintöä.

Esimerkit 1...3

Esimerkissä 1 syötettiin Japanilaisesta kuusi- Ja mäntypuusta valmistettuja puuhakkeita kuvion 1 näyttämää tyyppiä olevaan hioma-kivilaitteeseen, Jonka käyttöolosuhteet olivat seuraavat: moottorin teho 250 KV

hiomakiven mitat: halkaisija 1000 mm pituus 420 mm hionarakeiden koko 100 % kovuus 0 kehänopeus 25 m/sek kokoonpuristetun puuhakemassan pohja-pinnan mitat: pituus 350 mm leveys 280 mm puristuslevyn kulkumatka 700 mm 2 kokoonpuristamispaine 2 kp/cm 2 hiomakiveen kohdistuva puristus 5 kp/cm

Mitattiin saadun puuhiokkeen Jauhautumisaste Ja seulottiin.

O

Puuhiokkeesta valmistettiin massa-arkki, Jonka paino oli 60 g/m . Mitattiin tämän arkin tiheys, katkeamispituus, repäisykerroin Ja kuitujen irtoamiskerroin. Tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa 2. Esimerkissä 2 suoritettiin samat toimenpiteet kuin esimerkissä 1, paitsi että puuhakkeet oli tehty Amerikan Yhdysvaltain länsirannikolta tuotetusta pehmeästä puusta. Tulokset on esitetty taulukossa 2.

Esimerkissä 3 sovellettiin samanlaisia olosuhteita kuin esimerkissä 2, paitsi että käytettiin toisia puuhakkeita, Jotka oli tehty Amerikan Yhdysvaltain länsirannikolta tuotetusta toisenlaisesta, pehmeästä puusta. Nämäkin tulokset on esitetty taulukossa 2.

Vertailuesimerkissä 1 suoritettiin samanlaiset toimenpiteet kuin esimerkissä 1, paitsi että puuhioke valmistettiin ketjuhiomalait-teen avulla Japanin kuusi· Ja mäntypölkyistä. Nämäkin tulokset on esitetty taulukossa 2.

11 70936

Taulukko 2 ‘ Vertailu-

Esimerkki no 1 2 3 esimerkki 1

Ominaistehonkulutus, EWh/tonni massaa 800 940 1210 1,120

Massa, jauhautumisaste (ml CSF) 26 23 30 79

Eri kuitujakeiden prosenttimäärät jää 24 mesti'in seulalle 5.0 3*2 0.6 15-2 " 42 " " 7.6 6.1 4.7 8.5 " 80 M " 7.1 6.5 5.1 7.2 " 150 " " 16.5 16.7 12.4 17.4 läpäisee 150 mesh'in seulan 63.8 67*5 77·2 51*7

Ma ssa-arkki irtotiheys (g/cm^) 0.49 0.48 0.54 0.41 katkeamispituus (km) 2.78 2.66 3·35 3-00 repäisykerroin 52 31 25 45 kuitujen irtoamiskerroin 830 780 762 805

Esimerkki 4

Puuhioketta valmistettiin soveltamalla esimerkissä 3 selitettyjä menetelmiä, jolloin valmistettiin kolme eri massaseosta A, B ja C, joiden koostumukset olivat seuraavat*

Sulfiittimassa 20 20 20

Kovapuusta valmistettua kemiallista hiokemassaa 35 35 35

Raffinoitua puuhioketta 45 40 35

Keksinnön mukaan valmistettua puu- bioketta 0 5 10

Jokainen massaseos A, B, C suspendoitiin veteen massalietteek-si, josta käsin valmistettiin paperiarkki soveltamalla tavanomaista p paperinvalmistusmenetelmää. Muodostunut arkki kalanteroitiin 20 kp/cm puristuksen alaisena pöytätyyppistä kalenteria käyttäen. Mitattiin kunkin arkin läpikuultamattomuus ja sileys. Jokaisella arkilla suoritettiin myös painatuskoe käyttämällä koepainatuskonetta, jossa oli 12 70936 sileäpintainen painelevy· Painatuksen aikana arkista irroittuneiden ja paino levyyn kiinni tarttuneiden kuitujen lukumäärä mitattiin. Tulokset on näytetty kuvioissa 2...4, Nämä kuviot 2...4 näyttävät, että keksinnön mukaisen menetelmän avulla valmistettua puuhioketta voidaan edullisesti käyttää arkin läpikuultamattomuuden ja sileyden parantamiseksi, sekä myös niiden kuitujen lukumäärän supistamiseksi, jotka erottuvat arkista painatuksen yhteydessä.

Esimerkit 5...8

Esimerkissä 5 suoritettiin samat käsittelyt kuin esimerkissä 1, paitsi että käytettiin Amerikan Yhdysvalloista tuotettuja pehme-puuhakkeita. Hiominen suoritettiin ilman että puuhakkeita käsiteltiin höyryllä tai käsittelyaineella.

Esimerkki 6 suoritettiin samalla tavoin kuin esimerkki 5, paitsi että puuhakkeita käsiteltiin ilmastollisessa paineessa 5 ai-nuuttia höyryllä, jonka lämpötila oli 105 °C, puhaltamalla höyryä suppiloon ennen hiomista.

Esimerkki 7 suoritettiin samalla tavoin kuin esimerkki 5« paitsi että puuhakkeet ennen hiomista upotettiin 60 minuutin ajaksi vesiliuokseen, jossa oli 73 g/1 natriummonosulfiittia, ja jonka lämpötila oli 30 °C, minkä jälkeen ne syötettiin suppiloon. Puuhakkeet absorboivat natriummonosulfiittia 10,7 paino-%, puuhakkeiden kuiva-painosta laskettuna.

Esimerkki 8 suoritettiin samalla tavoin kuin esimerkki 7, paitsi että natriummonosulfiittiliuoksella käsiteltyjä puuhakkeita lisäksi käsiteltiin suppilossa samalla tavoin kuin esimerkissä 6 on selitetty.

Tulokset on esitetty taulukossa 3.

•'V:·· 1 ; 13 70936

Taulukko 3

Esimerkki no 3 6 7 8 Käsittely *4 kä- Höyry NaPSO, NapSO, f ^ ^ ^ lyS höyry

Ominaistehonkulutus, KWh/tonni massaa 1150 1210 1155 1000

Massa, jauhautumisaste (ml CSP) 38 45 50 65

Eri kuitujakeiden prosenttimäärät jää 24 aesh'in seulalle 3.8 5.0 6.8 8.0 * *2 " " 7.3 8.2 9.5 9.1 " 80 " " 8.1 9.1 10.O 11.7 " 150 M M 15.3 16.3 17.4 17.0 läpäisee 150 mesh'in seulan 65.5 61.4 36.3 54.2

Massa-arkki katkeami«pituus (km) 3.15 3.20 3.55 3.68 repäisykerroin 32 34 43 45 kuitujen irtoamiskerroin 830 760 670 640

Taulukosta nähdään, että puuhakkeiden käsittely joko höyryllä tai käsittelyaineella tai molemmille parantaa saadun massan jauhau-tusmiastetta, lisää massassa olevien pitkien kuitujen pitoisuutta ja massa-arkin katkeamispituutta ja repäisykerrointa, ja myös pienentää massassa olevien lyhyiden kuitujen pitoisuutta sekä massa-arkin kuitujen irtoamiskerrointa.

Verrattaessa taulukon 2 ja taulukon 3 tuloksia keskenään nähdään, että esimerkin 8 mukaisen puuhiokkeen ominaisuudet enemmän muistuttavat vertailuesimerkin 1 mukaisen hiokkeen ominaisuuksia kuin esimerkin 4 mukaisten hiokkeiden ominaisuuksia.

Claims (6)

1. Menetelmä puuhiokkeen valmistamiseksi puuhakkeista kivi-hiomalaitteen avulla käyttäen kivihiomalaitetta, jossa on ainakin yksi säiliö puuhaketta varten, jonka menetelmän mukaan : asetetaan puuhakemassaa mainittuun ainakin yhteen säiliöön^ puristetaan mainittu puuhakemassa kokoon mainitussa ainakin yhdessä säiliössä; hiotaan mainittu kokoonpuristettu puuhakemassa saattamalla sen pohjapinta kosketukseen hiomakivilaitteen hiomakiven kehäpin-nan kanssa; pyöritetään mainittua hiomakiveä, joka menetelmä on tunnettu siitä, että mainittu kokoonpuristaminen suori-tetaan 1,5...10 kg/cm paineessa niin, että kokoonpuristetun puuhake-massan näennäistilavuus saavuttaa 70 % tai vähemmän mainitun puuhake-massan alkuperäisestä näennäistilavuudesta ja että puuhakkeiden litteät pinnat ovat olennaisen yhdensuuntaiset kokoonpuristetun puuhake-massan pohjapinnan kanssa, ja hionnan aikana puuhakkeiden kuidut pysytetään olennaisen samansuuntaisena joko hiomakiven pyörimisakselin tai hiomakiven kehäpinnan sivuajan kanssa, pysyttämällä kokoonpuris- 2 tettuun puuhakemassaan kohdistettu paine välillä 1,5...5 kg/cm .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puuhakkeita käsitellään höyryllä tai käsittelyaineella tai molemmilla näillä ennen hiomista.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että höyryn lämpötila on 100...130 °C.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittelyaine valitaan natriumbisu 1 fiitin, natriummonosu1 fiitin , natriumbikarbonaatin ja kahden tai useamman edellä mainitun yhdisteen seosten joukosta.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n n e t _ t u s i i t ä , että käsittelyainetta absorboituu 0,5...20 pai-no-%, puuhakkeiden kuivapainosta laskettuna.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kokoonpuristetun puuhakemassan näennäistilavuus vastaa 40...60 % puuhakemassan alkuperäisestä näennäistilavuudesta . 15 PATENTKRAV 70936