KR100220557B1 - 저체류 고온고속 칩 정제방법 - Google Patents

저체류 고온고속 칩 정제방법 Download PDF

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Abstract

본발명은 1차 정제기, 바람직하게는 디스크 정제기(32)에서 리그노셀룰로스 함유 재료를 펄프로 정제하는 방법을 제공한다. 재료는 재료내 리그닌의 유리전이온도보다 더 큰 온도로 예열된다(20, 22, 24). 재료는 1분 이하, 바람직하게는 10내지 30초 범위의 시간 간격동안 이 온도에서 유지된다. 그 다음 가열된 재료는 정제기에서 고강도 정제를 행하여 펄프를 생성한다. 얻어진 펄프는 2차 정제(44)에서 큰 가요성을 제공하는 고품질을 가진다. 예열 체류간격은 총 비에너지 감소(도 2), 또는 강도성질의 증가(도 3 및 4)와 같은 상이한 목적을 강조하기 위해 조절될 수 있다.

Description

저체류 고온 고속 칩 정제방법{LOW-RESIDENT, HIGH-TEMPERATURE, HIGH-SPEED CHIP REFINING}
단일 및 이중 디스크 정제기는 펄프생산분야에 널리 공지되어 있다. 통상 그러한 정제기는 1차 및 2차 정제의 2단계 공정으로 리그노셀룰로스 함유섬유 재료로부터 펄프를 생산하는데 이용된다. 열기계펄핑(TMP) 공정에서, 목재칩은 제1플러그 스크루 피더 또는 제1회전밸브에 의해 가압예열기로 공급되고 증기로 예열된다. 그 다음 제2스크루 컨베이어 또는 제2플러그 스크루 피더는 칩을 예열기로부터 방출한다. 그후 피더(이송)장치, 예컨대 리본 피더는 펄프로 초기 정제하기 위한 정제기로 예열된 칩을 이동시킨다. 플러그 스크루 피더가 제2피더에 사용된다면, 예열기와 정제기내 시스템 압력은 분리될 수 있다. 그 다음 제1정제기로 부터의 펄프는 더 이상의 가공을 위해 제2 정제기로 도입된다.
편의상, 정제기는 대략 30내지 50psi(207내지 345kPa)의 압력에서 단일 디스크 정제기에 대해 1500 내지 1800rpm, 그리고 이중 디스크정제기에 대해 1200내지 1500rpm의 속도로 작동된다. 소정 품질의 펄프를 생산하기 위하여 목재칩은 증기와 혼합되고 1차 정제에 앞서 소정 온도와 압력에서 예열기내에 체류된다. 유지시간 또는 체류시간은 펄프품질에 직접 영향을 미친다. 체류시간은 칩이 제1플러그 스크루 피더와 리본 피더사이에서 유지되는 시간이다. 분리된 시스템에서, 체류간격은 예열기와 또한 제2방출플러그 스크루 피더에서 리본피더까지에서 존재한다. 각각의 이들 두가지 체류간격은 상이한 압력으로 조절될수 있다. 리본 피더에 의해 정제기로 이동되고 정제기 디스크를 통과할 칩의 이송 및 정제시간은 체류시간으로 계산되지 않는다. 그 이유는 이송 및 정제시간이 짧기 때문이다. 대부분의 정제기에 대하여 이송 및 정제시간은 0.1초보다 적다.
다른 펄프정제방법과의 디스크 정제기의 경쟁에 대한 중요한 인자는 디스크장치를 작동하는데 필요한 에너지 소비이다. 에너지 비용의 급증은 경제적인 관점으로부터 다른 형태의 펄프생산에 대해 비경쟁적인 디스크 정제기로 만들 수 있다. 정제기의 작동속도를 증가시키는 것이 다소 유사한 품질의 펄프의 생산에 대한 전체 비에너지 요구량을 감소시킨다는 것은 이 분야에 공지되어 있다. 종래 단일 디스크 정제기의 고속작동은 1800rpm 보다 크고 전형적으로는 대략 2300 내지 2600rpm 의 범위이다. 이중 디스크 정제기에 대하여 고속작동은 1500rpm 이상이고 전형적으로는 1800내지 2400rpm 의 범위이다. 정제기의 더 높은 rpm 은 고강도 정제로서 정의된다. 정제강도는 바(bar)충돌당 평균 비에너지 또는 비정제력으로서 표현될수 있다. 고강도 정제의 더 상세한 정의를 위해서는 "A Simplified Method for Calculating the Residence Time and Refining Intensity in a Chip Refiner", K. B. Miles, Paper and Timber 73 (1991): 9를 참조할 수 있다. 정제기 디스크의 회전속도를 증가시키는 것은 디스크 정제기의 마찰면 상에서 칩과 바의 충돌의 증가된 강도를 가져온다. 그러나, 고속정제는 더 가공되었을 때 저강도 종이를 결과하는 펄프생산의 바람직하지 않은 부작용을 가질수 있다.
전체 제지시스템에서 에너지 비용을 절감하는 다른 방법은 칩예열로부터의 고압증기 회수에 의한다. 종래의 TMP 시스템에서, 어떤 밀(mill)은 밀에서 다른 프로세스 수요를 공급하는데 필요한 레벨로 회수된 예열증기의 압력을 증대시키기 위하여 열압축기 또는 기계식 압축기를 필요로 한다. 고압에서의 예열기 작동은 충분한 엔탈피의 증기를 가져와서 회수된 예열증기가 소정 프로세스에 직접 사용되거나 경제적으로 프로세스 수요를 충족시키기에 필요한 레벨로 낮추어질수 있다.
예열중의 칩에 대한 압력은 펄프품질에 영향을 미친다. 고온과 고압이 직접 관련되어 있기 때문에 그 두 개의 변수가 정제에서 동의어라는 것을 인식하는 것이 중요하다. 정제에서 중요한 인자는 칩리그닌의 유리전이온도(Tg)에 관하여 1차 정제전의 목재칩 온도이다. 이 온도는 칩공급원의 종류에 따라 변한다.
종래의 체류시간으로 고온, 즉 유리전이점보다 더 높은 온도로 예열하는 것은 섬유가 거의 완전히 분리될 정도로 리그닌을 연화시킨다. 이들 고온 또는 고압하에서 분리된 섬유는 크게 손상을 입지 않으며, 그것은 리그닌의 박층으로 덮여서 어떠한 시도도 원섬유를 만드는 것을 매우 어렵게 한다. 그 결과 비에너지 요구량은 더 커지고 펄프로부터 생산된 종이의 광학성질을 감소시킨다.
더 고속의 정제기를 사용하고 Tg 위 아래에서 칩과 펄프온도를 조작함으로써 에너지 소비를 줄이려는 시도는 이전에 이루어졌다. PCT출원 WO94/16139는 재료를 리그닌이 연화온도아래의 온도에서 고속 1차 정제기로 공급하는 저 에너지 소비 프로세스를 개시한다. 그 다음 정제된 펄프는 제2고속정제기로 도입되기 전에 약 1분동안 Tg보다 더 큰 온도에서 유지된다.
본발명은 펄프 생산분야에 관한 것이며, 보다 상세하게는 목재칩을 제지용 펄프로 정제하는 분야에 관한 것이다.
본발명의 다른 이점은 다음 도면과 설명을 참고로 보다 용이하게 명백해질 것이다.
도 1은 본발명의 RTS-TMP 방법을 사용할수 있는 2-정수기 시스템의 개략도이고,
도 2는 펄프의 자유도 대 종래 TMP법과 본발명의 RTS-TMP법에 의해 정제된 펄프에 인가된 에너지의 그래프도이고,
도 3은 인장지수 대 종래 TMP 법과 본발명의 RTS-TMP 법에 의해 정제된 펄프에 인가된 에너지의 그래프도이고,
도 4는 파열지수 대 종래 TMP 법과 본발명의 RTS-TMP 법에 의해 정제된 펄프에 인가된 에너지의 그래프도이다.
본발명은 하나 이상의 정제기를 갖춘 펄프생산 시스템의 1차 디스크 정제기에서 펄프를 정제하는 새롭고 개선된 방법이다. 본발명은 에너지 요구량을 감소시키는 한편 신규한 본 방법의 사용결과로서 동시에 펄프품질을 유지하거나 개선시킨다.
본발명의 방법은 고강도로 펄프를 정제하는 것을 포함하지만 펄프강도 또는 광학적 성질의 손실없이 전체 비에너지 요구량을 상당히 감소시킨다. 이 결과는 1차 정제직전에 Tg 보다 큰 온도와 1분 미만의 체류시간으로 목재칩을 가열함으로써 얻어진다. 특히, 특정 종류의 목재칩에 대하여 Tg 보다 적어도 10℃ 높게 칩온도를 유지하는 것이 바람직하다. 그 다음 칩은 고강도 정제기로 공급된다. 이 방법은 종래 TMP보다 적어도 20% 비에너지 감소를 가져온다.
보통, 종래 TMP 품질에 대비하여 개선된 TMP 품질을 생성하기 위한 특정 목재 종류에 대한 체류시간(R), 압력(T), 속도(S) 윈도우는 10내지 40초 체류시간, 75내지 95psi 압력과, 단일 디스크 정제기에 대해 1800 rpm 보다 크고 이중 디스크 정제기에 대해 1500 rpm 보다 큰 정제기 속도이다. 예를들면 가문비나무/발삼 칩에서, 최적 RTS윈도우는 85psi 의 압력과 10내지 30초의 체류시간에서 2600 rpm 으로 단일 디스크 정제기를 작동시킴으로써 얻어진다. 본발명의 RTS-TMP방법은 고강도로 고레벨의 섬유 전개를 할수있도록 충분한 열연화를 허용하지만 에너지 비용을 줄인다.
RTS-TMP 방법의 고품질 펄프는 더 여러 가지의 2차 정제기의 사용을 허용한다. 어떤 2차 정제기는 추가의 에너지 절약을 할수 있거나 특정종류의 종이를 생산하기 위해 다른 것이 사용될수 있다.
또한 본발명의 RTS-TMP 방법은 화학 열 기계펄핑(CTMP)과 알칼리성 과산화물 열 기계펄핑(AP-TMP)에도 사용할수 있다.
그러므로, 본발명의 목적은 소정의 섬유품질을 달성하기 위해 에너지 요구량을 감소시키는 펄프정제방법을 제공하는 것이다.
본발명의 다른 목적은 종래 TMP 기술보다 더 낮은 에너지 소비로 더 높은 펄프 품질을 생산하는 펄프생산방법을 제공하는 것이다.
본발명의 또다른 목적은 2차 정제방법의 선택시 선택의 폭이 더 크도록 1차 정제기에서 개선된 펄프를 생산하는 방법을 제공하는 것이다.
본발명의 더 이상의 목적은 2차 정제후 상이한 소정의 최종 성질을 달성하기 위하여 1차 정제기에서 개선된 펄프의 생산조건을 변화시키는 방법을 제공하는 것이다.
본발명의 또 다른 목적은 감소된 양의 장비를 요하는 펄프의 제조방법을 제공하는 것이다.
다른 목적은 고강도로 초기 탈섬유(defibrzation)를 더 수용하는 칩을 생성하는 것이다.
본발명의 이들 및 다른 목적을 다음 설명으로 개시한다.
도 1에서, 본발명의 RTS-TMP 법을 사용할 수 있는 정제시스템은 일반적으로 부재번호 10으로 나타낸다. 이중 정제시스템(10)은 플러그 스크루 입구포트(12)에서 목재칩의 도입에 의하여 작동한다. 플러그 스크루(14)는 플러그 스크루 하우징(13)에서 회전시킴으로써 칩을 정제시스템(10)으로 구동한다. 어떤 시스템에서는 회전밸브가 플러그 스크루(14)를 대신할 수도 있다. 칩을 가열하기 위한 증기는 라인(16)에 의해 정제시스템으로 도입된다. 증기와 칩은 챔버(18)에서 혼합되고 예열기(20)로 들어간다. 가열된 칩은 중력의 고유칩에 의하여 수직으로 방출스크루(22)로 이동된다. 방출스크루(22)는 회전하여 가열된 칩을 증기분리챔버(24)로 이동한다. 증기는 라인(26)에 의해 증기 분리챔버로부터 챔버(18)로 복귀된다. 물 또는 기타 화학약품이 라인(28)에서 혼합물에 첨가될수 있다. 그다음 열처리된 목재칩은 고속의 피더(이송)장치, 예컨대 본 실시예에서는 리본피더(30)에 의해 1차 정제기로 구동된다. 1차 정제기(32)는 모터(33)에 의해 구동된다. 리본 피더(30)와 정제기(32)내에서 칩의 이송 및 정제시간은 0.1초 미만이다. 표백제는 표백제 저장기(40)로부터 계량시스템(38)에 의해 라인(34 및 36)을 통하여 1차 정제기(32)에서 펄프로 도입될수 있다.
1차 펄프는 블로우 라인(42)을 통하여 2차 정제기로 공급되며, 정제기는 모터(46)에 의해 구동된다. 2차 정제기(44)의 정제된 펄프는 최종 생성물로 더 가공하기 위하여 라인(48)에 의해 다른 장치로 이송된다.
체류시간은 플러그 스크루 피더(14)와 리본피더(30)간을 이동하는 칩의 이동시간이다. 분리된 시스템에서 플러그 스크루 피더는 방출스크루(22)를 대체한다. 그 다음 고압에서의 체류시간은 방출 스크루(22)와 리본피더(30)간의 구간으로서 정의된다. 이 대안의 RTS-TMP 발명으로 예열용기는 불필요하다. 통상의 종래방법에서, 1차 정제전의 칩 온도는 Tg 아래로 유지된다. Tg 아래의 온도는 목재칩내 리그닌의 과잉 연화를 방지한다. 이것은 중간 라멜라에서 크게 분리되는 것을 방지하며, 그렇지 않다면 리그닌 층에 코팅된 분리된 섬유의 정도를 크게하여 섬유구성을 촉진하려는 시도를 매우 어렵게 할 것이다.
고압정제는 프로세스 수요에 더 사용하기 위하여 경제적인 증기회수를 하는 것이 바람직할 수 있다. 종래 TMP와, 고압 TMP 의 비교 결과는 아래에 나타낸다.
(테스트 1)
1800 RPM에서 압력의 효과
Figure pct00006
상기 테스트를 참조하면, 고압방법을 사용하는 펄프의 최종 생산에 대한 총 비에너지는 종래방법에 비하여 19% 증가된다. 시트의 불투명도는 3.4% 감소한다. 불투명도 감소는 더 고압에서의 연장된 체류시간으로 인하여 리그닌내 엽록체의 탈색의 결과였다.
통상적으로, 1차 정제기(32)는 단일 디스크 또는 이중 디스크 디자인일 수 있다. 종래의 1차 정제기는 단일 디스크에 대하여 1500 내지 1800rpm, 이중디스크 정제기에 대하여 1200 내지 1500 rpm 의 속도로 작동된다. 그 범위는 북미에서 60Hz, 대부분의 유럽에서 50Hz 인 AC 전원의 주파수에 기인한다. 이들 작동주파수에서 단일 디스크 디자인의 1800 rpm을 넘는 디스크 속도는 고속정제로 간주된다. 이중 디스크 디자인에 대하여 이들 주파수에서 1500rpm을 넘는 속도는 고속 주파주로 간주된다.
다음 테스트는 종래 TMP 및 고속 TMP를 비교한다. 이 테스트에서 고속 TMP는 2600rpm에서 실행되었다.
(테스트 2)
종래 정제 압력에서 속도의 효과
Figure pct00007
정제기의 작동속도를 2600 rpm 으로 올리고 다른 모든 매개변수는 그대로 두면 종래 TMP와 유사한 성질을 가진 1차 정제기에서 생성된 펄프를 가져온다. 증가된 정제기 속도는 필요한 총 비에너지의 15% 감소를 가져온다.
고 체류시간에서 고속 정제와 고온예열의 조합은 상업적으로 허용될수 없는 정제 프로세스를 결과한다. 1차 정제기의 디스크간의 플레이트갭과 펄프의 명도의 허용될수 없는 손실이 있다. 고압에서 과도한 열연화는 1차 정제기에서 합당한 레벨의 비에너지를 가하는 것을 방해한다.
그러나, 고압 고강도 정제동안 체류시간을 감소시키는 것이 더 낮은 에너지 요구량에서 허용될수 있는 품질의 펄프를 생산할수 있다. 체류시간을 감소시키면서 세가지 실시예를 테스트하였다. 결과는 다음 테스트 3에 나타낸다. 그 결과는 Tg보다 큰 온도에 대해 1분 미만의 체류시간이 종래 고 체류시간의 고압, 고강도 정제의 빈약한 펄프 품질을 피할수 있다는 것을 나타낸다. 본발명의 바람직한 체류시간은 40초 미만이다.
(테스트 3)
고압 및 고강도 정제에서 체류시간의 효과
Figure pct00008
테스트 리그노셀룰로스 함유재료로서 가문비나무 칩을 사용한 상기 테스트 3에서, 10내지 30초 범위가 충분한 이점을 제공하는 것으로 보이지만, 최적 체류시간은 13초이다. 고압에서 이 체류시간의 결과는 완전히 섬유를 연화하고 리그닌으로 섬유를 코팅하지 않고 섬유가 고강도에서 초기 섬유화에 더 수용적이 되도록하는 목재칩의 충분한 열연화이다. TMP 섬유내 대다수의 파단 섬유는 1차 정제기(32)에서 칩의 초기 탈섬유중에 시작된다. 여기서의 목적은 감소된 비에너지 요구량에서 개선된 1차 정제기 섬유 지문을 달성하는 것이다. 이것이 본발명의 RTS-TMP 방법이다.
본발명의 RTS-TMP 방법은 테스트 4에서 종래 TMP방법과 비교한다.
(테스트 4)
베이스라인 및 RTS-TMP 성질과 에너지 요구량
Figure pct00009
첫 번째와 두 번째 열의 종래 TMP와 세 번째 열의 RTS-TMP의 시스템 온도는 각기 132℃ 와 166℃ 이다.
테스트 4를 참조하면, 베이스라인 정제에 요구되는 비에너지가 RTS-TMP 방법을 사용함으로써 감소된다는 것을 관찰할수 있다. 두 개의 종래 운전은 1차 및 2차 정제기간의 상이한 동력차로 행한다. 총 비에너지는 미터 톤당 킬로와트 시로 측정하여 22.4% 감소에 대하여 대략 2,000에서 대략 1,500 으로 감소하였다. 정제에 필요한 에너지는 감소하였지만 펄프의 자유도는 동일하였다.
그램당 뉴튼 미터로 측정한 펄프의 인장지수는 RTS-TMP 방법을 사용함으로써 종래 TMP방법보다 증가한다(도 3). 유사한 비에너지에서 비교하면, RTS-TMP는 평균이 대략 8Nm/g 이상의 인장지수를 가졌다. 유사하게, 파열지수 대 인가된 에너지는 RTS-TMP 방법을 사용함으로써 종래 TMP 펄프 정제방법보다 증가한다(도 4). 유사한 비에너지에서 비교하면, RTS-TMP 는 종래 TMP보다 평균 대략 0.6 kPa·m2/g 이상의 파열지수였다.
RTS-TMP 의 결과로써 개선된 펄프품질은 사용될수 있는 유형의 2차 정제에서 더 큰 가요성을 허용한다. 어떤 경우에서는 2차 정제가 필요없다. 1차 정제기로부터의 펄프는 종이로 직접 가공될수 있다. 그러나 대부분의 경우에서, 2차 정제가 종이 요건에 필요한 품질의 펄프를 얻기위해 필요하다. RTS-TMP 의 1차 펄프는 덜 파단된 섬유와 분열존을 가진다. 이 개선된 펄프 지문은 섬유 분해되는 경향이 덜하여 제2 단계에서 사용될 에너지 절약의 고강도 정제를 할수 있다. 개선된 펄프 품질은 더 여러 가지의 2차 정제를 허용한다. 2차 정제기(44)의 선택은 저농도 정제(LCR)와 고농도 정제(HCR)를 포함한다. 고농도 및 저농도는 펄프내 전체 물질에 대한 고형분 퍼센트를 말한다. 통상적으로 HCR은 25내지 50고형분% 이고 LCR은 10고형분% 미만이다. 가능한 HCR은 종래 HCR, 고속 HCR 및 열 HCR을 포함한다. 본발명의 RTS-TMP 방법의 결과로, 에너지 이용은 22.4% 감소하고 더욱더 추가의 에너지 절약이 고압에서 증기 회수에 의해 실현될수 있다. 에너지 요구량의 이들 개선은 더 이상의 개선된 펄프 품질의 이점을 가져온다. 본발명의 RTS-TMP 방법은 정제된 펄프로부터의 개선된 신문용지를 가져온다. 펄프생산의 세가지 방법으로부터 생성된 신문용지의 비교는 테스트 5에 나타낸다.
(테스트 5)
베이스라인, 고속 및 RTS-TMP 펄프로부터 생성된 100% TMP 신문용지 성질
Figure pct00010
테스트 5는 2차 정제기 방출로부터 생성된 신문용지를 나타낸다. 1차 정제기의 세가지 방법 모두의 펄프는 신문용지로 제조하기 전에 동일한 방법의 2차 정제를 행하였다. RTS-TMP 방법 (두번째열)으로부터 생성된 신문용지는 종래 TMP (첫번째열)를 사용하여 제조된 신문용지에 비하여 명도와 불투명도의 광학적 성질의 감소가 없었다. 통상의 압력과 체류시간에서의 고속정제(세번째열)는 최저 결합강도 시트성질을 가졌다.
상기 데이터는 체류간격이 특정 펄프 성질 또는 프로세스 조건의 상대적 중요성에 따라서 조정된 RTS 제어시스템에 대한 토대를 제공한다. 이 간격은 도 1에 나타낸 유형의 분리된 시스템에서 예를들면 플러그 스크루 피더(22)의 속도에 의하여 조절가능하다. 테스트 3 및 도 2내지 4에 관하여, 한 종류의 재료(가문비 나무칩)를 1차 정제기에 도입하기전에 24 또는 13초의 상이한 체류간격으로 실험하여 에너지, 자유도 및 강도에 관한 성질에 대한 상이한 효과를 얻었다. 이들 데이터는 종래 정제에 비교할 만한 자유도와 같은 성질이 실질적인 에너지 감소와 함께 RTS로 달성될수 있다는 것을 분명히 보여준다(도 2). 종래 정제에 비교할만한 에너지에서, 상당히 개선된 강도는 13초 간격과 종래 정제에 비하여 24초 체류 간격을 사용하여 달성될수 있다(도 3 및 4).
본발명의 상기 방법의 바람직한 구체예는 예시를 위해 설명하는 것이지 상기 설명으로 본발명을 한정하려는 것은 아니다. 따라서 여러 가지 변형, 응용 및 대안이 본발명의 사상과 범주를 이탈하지 않고 이 분야의 전문가에게 일어날 수 있다.

Claims (27)

  1. 펄프의 생산방법, 특히, 단일 혹은 이중회전디스크 1차 정제기를 구비한 정제시스템에서 리그노셀룰로오스 함유 섬유재료로부터 뉴스프린트 및 기타 제지펄프를 생산하는 방법에 있어서,
    5.2-6.6바아(75-95psi)범위내 포화증기 분위기에서 섬유재료를 섬유내의 리그닌의 유리전이온도보다 높은 온도로 가열하고;
    40초 미만의 시간간격동안 섬유온도를 상기 유리전이온도보다 높게 유지하고; 및
    가열된 섬유를 단일 디스크인 경우 적어도 2000rpm, 이중디스크 주 정제기인 경우에는 적어도 1800rpm의 디스크 회전속도를 갖는 1차 정제기에서 바로 정제시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 증기로 상기 섬유를 가열시킨후 상기 증기를 회수하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 에 있어서, 압력은 5.2-6.2바아(80 내지 90psi)의 범위에서 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 시간 간격은 13초 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 시간 간격은 10내지 30초인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 1차 정제는 고농도로 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 내지 제 6 항중의 어느 한항에 있어서, 정제기 디스크는 적어도 2300 rpm의 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 1차 정제기에서 생산된 펄프를 회전디스크에 의한 탈섬유의 2차 정제 단계를 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 2차 단계는 저농도로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 2차 단계는 고농도로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 2차 단계는 고속으로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 2차 단계는 1차 정제기와는 다른 회전 디스크 정제기에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 8 항에 있어서, 1차 정제기로부터의 펄프는 리그닌의 유리전이온도보다 낮은 온도에서 2차 단계로 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 1차 정제기로부터의 펄프는 리그닌의 유리전이온도보다 높은 온도에서 2차 단계로 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 2차 정제기내 재료가 고강도 탈섬유를 받는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 7 항에 있어서, 1차 정제기는 에너지를 400내지 800 kWH/ODMT 범위의 속도로 재료에 부여하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 7 항에 있어서, 섬유는 1차 정제기(32)의 피더장치(30) 상류의 가압 스크루 컨베이어(22)에서 유리전이온도보다 더 높은 온도로 가열되고, 상기 시간 간격은 상기 가압 스크루 컨베이어(22)를 통하여 1차 정제기의 피더장치(30)로의 이송시간에 의존하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 시간 간격은 상기 가압 스크루 컨베이어(22)의 속도를 변화시킴으로써 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 7 항에 있어서, 소정 리그노셀룰로스 재료에 대하여, 상기 시간 간격은 최대강도를 달성하기 위해 비교적 높은 총 인가된 에너지에서의 비교적 긴 시간 간격과, 소정 자유도를 달성하도록 인가된 에너지를 최소화하기 위해 비교적 낮은 총 인가된 에너지에서의 비교적 짧은 시간 간격사이에서 변할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 비교적 긴 시간 간격은 24초인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 비교적 짧은 시간 간격은 13초인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 비교적 높은 총 인가된 에너지는 1800 kWh/ODMT 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 비교적 낮은 총 인가된 에너지는 약 1650 kWh/ODMT 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 7 항에 있어서, 섬유는 1차 정제기(32)의 바로 상류의 예열 서브시스템(20, 22, 24)에서 유리전이온도보다 더 높은 온도로 가열되고,
    상기 시간 간격은 상기 예열 서브시스템을 통하는 이송시간에 의존하고,
    상기 이송시간은 적어도 10내지 30초 범위에서 조절가능한 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 7 항에 있어서, 1차 정제기는 2600rpm의 디스크 회전속도를 갖는 단일 디스크 정제기인 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 7 항에 있어서, 2차 회전디스크 정제기에서 탈섬유를 행하는 2차 정제단계를 수행하도록 펄프를 1차 디스크 정제기에서 블로우라인을 통하여 직접 공급하도록 한 단계를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 7 항에 있어서, 상기 시간간격동안 가열된 섬유재료는 기계적 압력없이 1차 정제기 쪽으로 이송되고 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6364998B1 (en) * 1995-06-12 2002-04-02 Andritz Inc. Method of high pressure high-speed primary and secondary refining using a preheating above the glass transition temperature
US6899791B2 (en) 1997-08-08 2005-05-31 Andritz Inc. Method of pretreating lignocellulose fiber-containing material in a pulp refining process
US6059924A (en) * 1998-01-02 2000-05-09 Georgia-Pacific Corporation Fluffed pulp and method of production
SE513140C2 (sv) * 1998-11-19 2000-07-10 Valmet Fibertech Ab Förfarande för framställning av uppgraderad tidningspappersmassa till SC/LWC kvalitet
DE19959826A1 (de) * 1999-12-10 2001-06-28 Stockhausen Chem Fab Gmbh Verfahren zur Verminderung und/oder Vermeidung von Ablagerungen von Holzinhaltsstoffen
ATE303467T1 (de) * 2001-03-08 2005-09-15 Voith Paper Patent Gmbh Verfahren zur erzeugung von satiniertem papier
DE10115421A1 (de) * 2001-03-29 2002-10-02 Voith Paper Patent Gmbh Verfahren und Aufbereitung von Faserstoff
DE10120636A1 (de) * 2001-04-27 2002-10-31 Voith Paper Patent Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff
SE519462C2 (sv) * 2001-06-21 2003-03-04 Holmen Ab Förfarande för framställning av blekt termomekanisk massa (TMP) eller blekt kemitermomekanisk massa (CTMP)
US20040200586A1 (en) * 2002-07-19 2004-10-14 Martin Herkel Four stage alkaline peroxide mechanical pulping
WO2003008703A1 (en) * 2001-07-19 2003-01-30 Andritz Inc. Four stage alkaline peroxide mechanical pulping
WO2003040462A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-15 Biopulping International, Inc. Microwave pre-treatment of logs for use in making paper and other wood products
US7300541B2 (en) * 2002-07-19 2007-11-27 Andritz Inc. High defiberization chip pretreatment
FI20022050A (fi) * 2002-11-18 2004-05-19 M Real Oyj Menetelmä ja laite mekaanisen kuidun valmistamiseksi
US7300540B2 (en) * 2004-07-08 2007-11-27 Andritz Inc. Energy efficient TMP refining of destructured chips
CA2507321C (en) * 2004-07-08 2012-06-26 Andritz Inc. High intensity refiner plate with inner fiberizing zone
US7412350B2 (en) * 2004-10-29 2008-08-12 Metso Automation Usa Inc. System and method for estimating production and feed consistency disturbances
DE102005036075A1 (de) * 2005-08-01 2007-02-15 Voith Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung von Tissuepapier
ATE542852T1 (de) * 2006-10-24 2012-02-15 Korea Energy Research Inst Seetangfaserverstärkter bioverbundwerkstoff und verfahren zur herstellung davon unter verwendung von hochtemperaturmahlen
DE102007057580A1 (de) * 2007-11-28 2009-06-04 Bühler AG Verfahren zur Verarbeitung lignocellulose-haltiger Rohmaterialien
US8734611B2 (en) 2008-03-12 2014-05-27 Andritz Inc. Medium consistency refining method of pulp and system
US8268125B2 (en) * 2008-03-24 2012-09-18 Api Intellectual Property Holdings, Llc Method for vapor phase pulping with alcohol and sulfur dioxide
US8753476B2 (en) 2010-10-06 2014-06-17 Andritz Technology And Asset Management Gmbh Methods for producing high-freeness pulp
KR101879611B1 (ko) * 2011-01-21 2018-07-18 에프피이노베이션스 높은 종횡비의 셀룰로스 나노필라멘트 및 그의 제조 방법
US9879361B2 (en) 2012-08-24 2018-01-30 Domtar Paper Company, Llc Surface enhanced pulp fibers, methods of making surface enhanced pulp fibers, products incorporating surface enhanced pulp fibers, and methods of making products incorporating surface enhanced pulp fibers
CN106458751B (zh) 2014-02-21 2019-11-15 同拓纸业有限责任公司 纤维水泥中的表面增强纸浆纤维
CA2940135C (en) 2014-02-21 2019-01-15 Domtar Paper Company Llc Surface enhanced pulp fibers at a substrate surface
US11473245B2 (en) 2016-08-01 2022-10-18 Domtar Paper Company Llc Surface enhanced pulp fibers at a substrate surface
US11499269B2 (en) 2016-10-18 2022-11-15 Domtar Paper Company Llc Method for production of filler loaded surface enhanced pulp fibers
CA3088962A1 (en) 2018-02-05 2019-08-08 Harshad PANDE Paper products and pulps with surface enhanced pulp fibers and increased absorbency, and methods of making same
CA3134990A1 (en) 2019-03-26 2020-10-01 Domtar Paper Company, Llc Paper products subjected to a surface treatment comprising enzyme-treated surface enhanced pulp fibers and methods of making the same

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2145851A (en) * 1934-09-19 1939-02-07 Defibrator Ab Apparatus for manufacture of pulp
US2323194A (en) * 1940-08-07 1943-06-29 Beveridge James Brookes Apparatus for the production of pulp from cellulosic material
US2396587A (en) * 1941-03-20 1946-03-12 American Defibrator Apparatus for producing pulp
US2972171A (en) * 1952-10-04 1961-02-21 Weyerhaeuser Co Production of wood fiber
FI42161C (fi) * 1963-04-03 1970-05-11 Defibrator Ab Tapa mekaanisten ja puolikemiallisten massojen valmistamiseksi jatkuvasti lignoselluloosapitoisesta aineesta
SE308983B (ko) * 1964-03-10 1969-03-03 Defibrator Ab
US3661328A (en) * 1970-03-30 1972-05-09 Bauer Bros Co Pulp refining system and process
US3765611A (en) * 1972-08-07 1973-10-16 Bauer Bros Co Refining process
SE372299B (ko) * 1973-04-27 1974-12-16 Reinhall Rolf
SE413601B (sv) * 1976-06-30 1980-06-09 American Defibrator Sett vid framstellning av fibermassa i en under angtryck staende malapparat samt anordning for genomforande av settet
SE413784B (sv) * 1976-08-06 1980-06-23 Isel Sa Sett och anordning for att utnyttja i defibreringszonen utvecklat verme for att minimera angforbrukningen vid framstellning av massa for fiberskivor
US4372495A (en) * 1980-04-28 1983-02-08 The Research Foundation Of State University Of New York Process and apparatus for comminuting using abrasive discs in a disc refiner
SE466060C (sv) * 1990-02-13 1995-07-11 Moelnlycke Ab Absorberande kemitermomekanisk massa och framställning därav
SE470555B (sv) * 1992-12-30 1994-08-22 Sunds Defibrator Ind Ab Förfarande för tillverkning av mekanisk och kemimekanisk massa med ett utbyte av över 85 % från lignocellulosahaltigt fibermaterial
SE470575B (sv) * 1993-02-01 1994-09-19 Sunds Defibrator Ind Ab Sätt för framställning av fibermassa av lignocellulosahaltigt fibermaterial där fibermaterialet först inmatas i och passerar kontinuerligt igenom en förvärmare
SE9402101L (sv) * 1994-06-15 1995-12-16 Moelnlycke Ab Lättavvattnad, bulkig, kemimekanisk massa med låg spet- och finmaterialhalt

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Publication number Publication date
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US5776305A (en) 1998-07-07
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AU695158B2 (en) 1998-08-06
NO312846B1 (no) 2002-07-08
RU2128258C1 (ru) 1999-03-27
KR970704932A (ko) 1997-09-06

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