NO760586L

NO760586L -

Info

Publication number: NO760586L
Application number: NO760586A
Authority: NO
Inventors: B Ahrel
Original assignee: Alf Sa
Priority date: 1975-02-24
Filing date: 1976-02-23
Publication date: 1976-08-25
Also published as: FR2301630A1; BR7601137A; DE2606718B2; DE2606718C3; FR2301630B3; DE2606718A1; JPS51109302A; CA1051246A; SE7502060L; FI760469A

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av mekanisk masse.

Halvkjemisk masse fremstilles vanligvis i henhold til den såkalte kaldsodametoden ifolge hvilken flis impregneres

med natriumhydroksyd. Etter en tids henstand i et reaksjons-kar defibreres flisen vanligvis i en skiveraffinbr og den .erholdte masse befris for gjenværende kjemikalier ved hjelp av vasking.

Det forekommer også at man ved fremstilling av mekaniske mas-ser impregnerer veden med en svak alkaliopplbsning for å svelle trefiberene og foroke fiberbindingenes styrke i sluttproduktet. Imidlertid medforer all alkalibehandling en nedsettelse av massenes optiske egenskaper såsom lyshet og lysspredningsevne. Når lovved anvendes som råmateriale

er disse forandringer spesielt kraftige for de erholdte mas-ser, fremstilt som ovenfor angitt.

Hensikten med oppfinnelsen er å minske nedsettelsen av lyshet og spredningsevne. Ifolge oppfinnelsen tilsettes således fiberråvarer for innmatning i et til defibroren tilhorende trykkar med alkaliske kjemikalier og trykket i defibroren erholdes helt eller delvis ved tilforsel av trykkluft.

En ytterligere måte for å nedsette morkfargning ved alkalibehandling er at man istedenfor natriumhydroksyd anvender alkalisk virkende kjemikalier med lavere alkalitet, eksempelvis et alkalisilikat, alkalikarbonat eller alkalibikarbonat.

Impregnering av kjemikaliene i råvaren kan på i og for seg kjent måte oppnås ved trykkimpregnering eller ved at råvaren umiddelbart for innforing i kjemikalieopplosningen bases med damp.

Ved den etterfølgende defibrering i en skiveraffinbr vil p.g.a. friksjonsvarmen temperaturen generelt i alle fall i slutten av malesonen stige til minst 100°C. I en lukket defibror med overtrykk av damp vil temperaturen stige til over 100°C. Defibrering eller maling ved en så hby temperatur av de alkaliserte treråvarer har vist seg å være ufordelaktige for de erholdte massers lyshet og lysspredningsevne.

Ifolge foreliggende oppfinnelse senkes derfor temperaturen under malingen eller defibreringen i en trykksatt defibror ved at trykkluft tilfores til det trykk-kammer gjennom hvilket råvaren tilfores maleorganet. For dette formål er det passende å tilfore så meget trykkluft at råvarens temperatur ved inn-lopet til malesonen begrenses oppad til 90°C.

For å få en bedre og jevnere impregnering har det vist seg

at den impregnerte flis bor henstå i impregneringsopplosningen eller etter impregnering i minst 10 min., fortrinnsvis 20 min.. En henstand som overstiger 2 timer synes ikke å gi noen ytterligere forbedring.

Alkalisk defibrering er særskilt fordelaktig ved massefremstilling av forskjellige mindreverdige råvirke, såsom grbnn-flis, sagspon, halm, bagass eller lignende. Disse råmaterialer gir imidlertid en temmelig mbrkfarget masse, hvilket også er tilfelle for alkalisk massefremstilling fra lbvved.

Av denne grunn forsterkes behovet for å bleke den fremstilte masse. Ifolge oppfinnelsen er det derfor funnet særskilt fordelaktig å utfore en blekemiddelbehandling av råvaren allerede for defibrering til masse ved hjelp av peroksyd og alkali,

samt også ved behov med vanlige hjelpekjemikalier såsom vannglass, magnesiumsalt henholdsvis kompleksdannere. Dette muliggjbr nemlig en i og for seg for massens styrkeegenskaper en meget fordelaktig alkalibehandling for defibrering, uten at massen får lav lyshet.

For å oppnå full blekeeffekt kreves det at den impregnerte råvare får henstå en viss tid sammen med blekemiddelet ved forhoyet temperatur. Det har vist seg at temperaturen ikke bor overstige Bo o C, da peroksydet ved hbyere temper•atur raskt nedbrytes. Optimal temperatur for en peroksydblekning ansees vanligvis å være 60-70°C. Også en temperatur ned mot 50°C kan anvendes, men da bor oppholdstiden være nærmere 2 timer. Ved 8o°C har en oppholdstid på 10 min. vist seg å være tilstrek-kelig, men en mere effektiv utnyttelse av peroksydet oppnås om man arbeider ved ca. 70°C og med en henstandstid på minst 20 min..

Ifolge foreliggende oppfinnelse kan en betydelig mindre senk-ning av lyshet og spredningsevne oppnås hvis flisen for innmatningen i en defibror befries for væske ved presning til et hoyt torrstoffinnhold. Derved fjernes rester av kjemikalier og utlbst vedsubstans som negativt påvirker lyshet og spredningsevne.

Hvis alt peroksyd forbrukes vil ved en ytteligere henstand

av de alkaliserte fiberråvarer skje en nedsettelse av fibrenes optiske egenskaper, spesielt hvis dette skjer ved forhoyet temperatur.

Derfor bor man velge temperaturer og oppholdstid for defibreringen på en slik måte at ikke alt peroksyd forbrukes, men at et visst innhold av restperoksyd finnes tilbake ved inn-, matning til defibroren.

Som en fbl.ge av dette bor defibreringstemperaturen begrenses slik at det også under defibreringen bibeholdes et visst innhold av restperoksyd. Ifolge oppfinnelsen skjer dette ved tilfbrsel av trykkluft til defibroren på samme måte som tidligere beskrevet med kun alkaliimpregnerte fiberråvarer.

Også i dette tilfellet bor det tilsettes så meget luft at temperaturen ved råstoffets infbrsel til malesonen ikke overstiger 90°C. Normalt er imidlertid alkaliteten av.fiberråvaren i defibroren fremdeles så hby at temperaturen bor begrenses til hbyst 8o°C, da ellers alkalitet nedsetter massens egenskaper .

Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen optimeres på forskjellige måter, eksempelvis for forskjellige råvarer, og man kan for dette formål også velge å arbeide med en så hoy tilsetning av peroksyd at det under de ovenfor angitte temperaturforhold og oppholdstider fremdeles finnes tilbake en betydelig mengde restperoksyd etter defibrering. Ytterligere blekning kan da ifolge oppfinnelsen skje ved at massen etter defibrering får henstå ved hoy konsentrasjon og passende temperatur, såsom 50-8o°C innen massen uttynnes til en lavere konsentrasjon og/eller avkj oles.

Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen ved forbehandling av masse-råstoffet med alkali og perokdyd og defibrering ved lav temperatur ved tilforsel av luft har vist seg meget fordelaktig, særskilt når det gjelder fremstilling av masse med hoy lyshet fra lovtre, såsom bjerk, asp, or eller poppel

Ved fremstilling av bleket mekanisk masse er det ofte et onske-mål helt eller delvis å fjerne forbrukt alkali eller blekekjemikalier, samt utlost vedsubstans fra den erholdte masse. Dette oppnås vanligvis ved fortynning og deretter avvanning

av den fremstilte masse.

I henhold til oppfinnelsen kan en stor del av blekekjemikaliene og utlost vedsubstans fjernesallerede for defibrering ved utpresning av den impregnerte fiberråvare. Det er betydelig lettere å presse fiberråvaren, for defibrering, til et hoyt torrstoffinnhold, sammenlignet med hva som er tilfelle for den ferdige defibrerte masse. Den utrustning som er nodvendig for å avvanne flis er betydelig billigere enn en tilsvarende anordning for avvanning av ferdig defibrert masse til tilsvarende torrstoffinnhold.

Om det vil oppnås en effektivere fjerning og eventuell tilbake-vinning av blekekjemikaliene kan det være passende å foreta impregneringen og utpresning av væske i to eller flere påhverandre folgende trinn. Ved en slik fremgangsmåte oppnås også den store fordel at man under forvarmningstiden lettere kan bibeholde en for blekning passende alkalitet. Det alkali som tilfores i det forste impregneringstrinn forbrukes nemlig for en stor del meget raskt for nøytralisering av sure ved-bestanddeler. Hvis råvaren utgjores av treflis) så vil under det forste impregneringstrinn ytterpartiene av hver flis oppta en stor del av alkaliet;når blekevæsken trenger inn i.fli sen. På denne måte vil alkaliet i blekevæsken for en stor del være forbrukt når væsken når de enkelte flisers senter. Om denne ulempe unngås ved bkning av blekevæskens alkaliinnhold så vil på den andre side flisbitenes ytterpartier bli behandlet med alt for sterk alkaliopplbsning, hvilket nedsetter blekeresul-tatene og den dannede masses lysspredningsevne.

P.g.a. disse forhold er det ifolge oppfinnelsen passende å foreta impregneringen i to eller flere trinn med mellomliggende utpresning av kjemikaliene. Ved en slik måte kan man nemlig arbeide med svakere kjemikalieopplbsninger. De blekekjemi-kaiier som tilfores i forste impregneringstrinn vil temmelig raskt forbrukes av den ferske råvare, som ennå ikke er behandlet med kjemikaliene. Dette gjelder i særskilt grad alkaliet som inngår i blekekjemikaliene. Den væske som avpresses etter forste impregneringstrinn vil således ha et lavere innhold av de virksomme kjemikalier. Denne avpressede væske behbver således ikke anvendes på nytt, men kan fores ut av systemet å gå til avlbp eller for destruksjon.

I et senere trinn vil den allerede forbehandlede ved impregneres med blekevæske. Peroksydinnholdet bor derfor være hbyt for å oppnå en avsluttende maksimal lyshet, mens alkali-tilsetningen kan være relativt mindre fordi veden allerede i det foregående trinn er alkalibehandlet.

Den væske•som avpresses etter et slikt etterfølgende bleketrinn kan inneholde mere uforbriikte blekekjemikalier og bor derfor helt eller delvis tilbakeføres og anvendes ved impregnering, fortrinnsvis i et tidligere bleketrinn. Før fornyet

anvendelse kan tilsettes nye blekekjemikalier for å heve konsentrasjonen av disse.

Av det som er angitt ovenfor fremgår det at blekevæsken, inklusivt eventuelt tilbakeført utpresset væske, som tilfores i et tidligere bleketrinn bor ha et hbyere forhold mellom alkali og peroksyd enn blekevæsken som tilfores i et etterfølgende trinn.

Det har vist seg fordelaktig ved kjemikalieimpregnering.i to eller flere påhverandre fblgende trinn med mellomliggende oppholdstider og utpresning av kjemikalieopplosningen mellom impregneringen at man i forste impregneringstrinn anvender, en kjemikalieopplbsriing med et lavt.peroksydinnhold, eventuelt uten peroksyd, og i den etterfølgende impregnering tilsetter

o

hoveddelen av peroksydet.

For at man ved et sådant forste impregneringstrinn med lite eller intet tilstedeværende peroksyd, skal kunne motvirke morkfargning kan det anvendes et svakt alkalisk kjemikalie, eksempelvis et karbonat eller bikarbonat. Også et slik svakt alkali vil kunne nøytralisere tilstedeværende sure bestanddeler i veden og bidra til utløsning av de vedbestand-deler som er skadelig for blekeforlopet eller nedsette den dannede masses egenskaper, eksempelvis treharpikser.

Vaskeeffekten for å fjerne utlbste vedsubstanser og forbrukte kjemikalier blir hbyere desto hoyere torrstoffinnhold som oppnås ved avpresningen. Derfor bor avpresningen drives slik at det oppnås minst 35% torrstoffinnhold etter presningen, fortrinnsvis minst 40% og om mulig minst 50% torrstoffinnhold. Torrstoffinnholdet er regnet på fiberråstoffets tbrrstoff-innhold. Utpresningen kan skje eksempelvis ved anvendelse av en skruepresse eller en hydraulisk presse.

Om blekningen ifolge oppfinnelsen skjer ved forbehandling av råvaren med peroksyd og alkali, kan defibreringen skje ved den alkalitet som råvaren har etter behandlingen. Maling av en sterkt alkalisk råvare resulterer imidlertid i en masse med dårlig lysspredningsevne, hvilket for mange formål er en ulempe.

Om peroksydet i veden er for en stor del forbrukt etter den siste avpresning, kan ifolge oppfinnelsen, en hbyere lyssprednings evne oppnås om fiberråvaren helt eller delvis nøytraliseres, eller til og med surgjbres for defibreringen. Denne surgjbring påvirker positivt massens målbarhet og kan med fordel gjbres med et surt sulfitt eller med svoveldioksyd, som også virker reduserende. Ved en slik siste reduserende kjemikaliebehandling oppnås en viss ytterligere lyshetsokning. En ytteriigere for-sterkning av denne lyshetsokning kan oppnås hvis man istedenfor sulfitt eller SO^tilsetter en opplbsning av et passende hydro-. sulfitt.

Den ifolge oppfinnelsen fremstilte masse er særpreget ved hbyt innhold av lange fibere og god vannabsorpsjonsevne. Den er således særskilt egnet for fremstilling av tissue-kvaliteter og andre produkter der hoy absorpsjon er bnskelig, eksempelvis som fyllmasse i bleier.

En for utfbrelse av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen spesiell anordning for flertrinnsimpregnering med et blekemiddel fremgår av den vedlagte skjematiske tegning.

Råvarer f.eks. i form av treflis tilfores anlegget i en binge 10, hvis nedre del er forsynt med en egnet, skråstilt skrue-transportbr 12. Mens treflisen fores oppover i transportøren 12 tilfores dampe gjennom rorledningen 14 slik at flisen under den såkalte basing oppvarmes til ca. 100°C. Deretter faller flisen ned i en sjakt 16 til en trykkavvanningsanordning 18,

i hvilken den på kjent måte utsettes for et så hbyt trykk at vann og luft som måtte befinne seg i treflisens porer fjernes i en betydelig grad. Dette vann oppsamles i en trakt 20 og fores ut av systemet gjennom en rorledning 22. Da flisen ennå ikke er tilfort kjemikalier kan det utpressede vann fores ut til en resipient eller utnyttes i en fase ved behandling av fibermassen. Trykkavvanningsanordningen 18 kan være av skruetypen og arbeider i så tilfelle mot en strupe-anordning, eksempelvis et foran avlbpet anordnet ventillegeme (ikke vist) slik som eksempelvis angitt i de svenske patenter nr. 181.889, 219.315 og 208.983.

Trykkavvannings-anordningens utlbpsside er tilsluttet et forste blekekar 24 som inneholder et blekevæskebad ved en .temperatur på 55-65°C. Blekevæsken kan bestå av en vandig opplesning av et peroksyd og alkali som hovedbestanddeler. Blandingen av disse kjemikalier tilfores karet 24 gjennom rorledningen 26 fra en kjemikaliebeholder 28, i hvis utlopsrbrledning 30 kan være anordnet en pumpe 32. Kjemikalievæske kun inneholdende alkali kan også tilfores karet 24 gjennom rorledningen 26 fra en særskilt beholder 34 via en med pumpe 36 forsynt rorledning 38. Karet 24 er forsynt med en omrorer 40 for opprettholdelse av en mest mulig jevn fordeling av flisen i kjemikalievæsken. Fra karets 24 nedre del utgår en rorledning 42, i hvilken er anbrakt en pumpe 44 og gjennom hvilken flisen p.g.a. den til-strekkelige lave konsistens i karet 24, kan pumpes til en avvanningsanordning 46, eksempelvis av skruetypen, fra hvis bunn oppsamlet kjemikalievæske tilbakeføres gjennom en rorledning 48 til karet 24.

Flisen som nå er befridd for en vesentlig del av den for transporten nødvendige væske faller deretter ned i en sjakt 50, i hvis bunn er anordnet en trykkavvanningsanordning 52 av samme slag som avvanningsanordningen 18. Den væske som er presset ut fra flisens porer oppsamles i en trakt 54 og ut-fores fra systemet gjennom rorledningen 56. I denne væske som således er utpresset av flisens porer er størstedelen av kjemikaliene forbrukt, hvorfor denne væske kan fores ut av systemet, slik det fremgår av det som ovenfor er angitt.

Den komprimerte flis får deretter ekspandere i beholderen 58 under nivået til blekevæsken som befinner seg i beholderen, hvorfor en ny mengde blekevæske innsuges i flisens porer. Denne væske tilfores karet 58 gjennom rorledningen 60 fra beholderen 28. Flisen fores oppover av en skruetransportor 62 og nedfores gjennom sjakten 64 til et andre med impregne-ringsvæske fylt impregneringskar 66, forsynt med en omrorer 68. Væsken i dette kar 'holdes likesom karet 24 ved en forhoyet temperatur, eksempelvis 55-65°C. Etter en passende oppholdstid i dette andre bleketrinn pumpes flisen gjennom rorledning 70 ved hjelp av pumpen 72 til en avvanningsanordning 74, som fjerner den væske som tjener som bærer for flisen, hvilken væske fores gjennom rorledningen 76 tilbake til karet 66. Flisen faller deretter ned i sjakten 78 hvor eten på ny underkastes en kraftig komprimering i en trykkavvanningsanordning 80 av samme slag som anordningene 18 og 52. Den avpressede kjemikalievæske oppsamles i trakten 81 og fores tilbake gjennom en rorledning 82 til det forste impregneringskar 24.

I de forskjellige trykkutvanningsanordningene 18;52 og 80 avpresses væsken slik at flisen får et torrstoffinnhold over 35% og helst over 40%.

Etter denne totrinns blekebehandling fores flisen til et trykk-kar 83, i hvilket det opprettholdes et overtrykk ved hjelp av en gass og/eller damp og fra dette kar fores flisen ved hjelp av transportøren 84 til en defibror 86. I trykk-karet 83 tilfores gjennom rorledningen 88 kjemikalier, som tidligere angitt, har reduserende)henholdsvis nøytraliserende innvirkning på råvaren. Slike kjemikalier kan utgjøres av hydrosulfitt og/eller bisulfitt eller svoveldioksyd.

Gjennom rorledningen 88 kan også tilfbrselen av trykkluft til defibrorens 86 trykk-kar 83 skje i henhold til oppfinnelsen.

For å opprettholde den onskede temperatur i de to blekekar 24 og 66 kan varme tilfores disse eller til de til systemet inn-gående rørledninger og ytterligere kan karene varmeisoleres.

Beholderen 28 inneholder så vel peroksyd som alkalier i en sådann sammensetning at peroksyd er i overskudd. Således kan væsken som tilfores karet 58 inneholde 2% peroksyd og 0,5% alkali, eksempelvis natriumhydroksyd, regnet på flisens torrvekt.. Blekekjemikaliene har således ca. den samme sammensetning ved det andre bleketrinnet i karet 66. i karet 24 er det derimot et overskudd av alkaliet (eksempelvis natriumhydroksyd) og for dette formål tilfores kun alkali fra karet 34 samtidig med at en viss mengde kjemikalievæske tilfores fra beholderen 28 til karet 24. Således kan beregnet på vedens torrvekt alkaliinnholdet i karet 24 utgjore 1,5%, mens peroksydinnholdet er hbyst 1%. Den totale oppholdstid under blekningen skal ligge innen de tidligere angitte grenser.

Claims

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av mekanisk papirmasse ved defibrering av fiberråvarer, såsom gronnflis, sagspon, halm, bagass eller lignende i en defibror under trykk, karakterisert ved at fiberråvaren for innmatning i et til defibrorene horende trykk-kammer tilsettes alkaliske kjemi- . kalier og at trykket i defibroren helt eller delvis erholdes ved tilforsel av trykkluft.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at fiberråvaren tilsettes natriumhydroksyd, alkalisilikat, alkalikarbonat eller alkalibikarbonat.

3. Fremgangsmåte ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at råvarens impregnering med de tilsatte kjemikalier på i og for seg kjent måte lettes, eksempelvis ved basning eller trykkimpregnering for innmatning i defibroren.

4. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at råvaren etter impregnering får henstå minst 10 min., fortrinnsvis 20 min. og hoyst 2 timer for innmatning i defibroren.

5. Fremgangsmåte ifolge kravene 1-4, karakterisert ved at impregneringen skjer med en opplosning inneholdende alkaliske kjemikalier og peroksyd.

6. 'Fremgangsmåte ifolge kravene 1-5,» karakterisert ved at råvaren for innmatningen i defibroren behandles med alkaliske kjemikalier og deretter innmates i defibroren og at det til defibroren også innmates peroksyd.

7.. Fremgangsmåte ifolge krav 5, karakterisert ved at råvaren etter impregnering, men for innmatning i defibroren får henstå i minst 10 min., fortrinnsvis minst 20 min. og 'hoyst 2 timer, ved en temperatur på minst 50°C og hoyst dO°C. d.

Fremgangsmåte ifolge kravene 1-7, karakterisert ved at råvaren for innmatning i defibroren impregneres med alkaliske kjemikalier og med en mindre del av den for total blekning anvendte peroksyd og at råvaren deretter innmates i defibroren og at det til defibroren også innmates en storre del av den totale mengde anvendt peroksyd.

9. Fremgangsmåte ifolge kravene 1- d, karakterisert ved at råvaren impregneres med alkaliske kjemikalier, fortrinnsvis alkalisk karbonat, og at denne kjemika-lieopplosning deretter delvis fjernes ved presning og at råvaren deretter på nytt impregneres med alkaliske kjemikalier og peroksyd hvoretter den defibreres.

10. Fremgangsmåte ifolge kravene 1-9, karakterisert ved at lufttilforselen til defibroren reguleres slik at temperaturen ved innmatning mellom maleflatene ikke overstiger 90°C, fortrinnsvis ikke over dO°C. v

11. Fremgangsmåte ifolge kravene 1-10, karakterisert ved at det som fiberråvare anvendes flis eller spon av lovved, fortrinnsvis bjerk, osp, poppel eller or.

12. Fremgangsmåte ifolge kravene 1-11, karakterisert ved at væske utpresses av fiberråvaren slik at denne oppnår minst et torrstoffinnhold på 35% for defibrering.

13. Fremgangsmåte ifolge kravene 1-12, karakterisert' ved at impregneringen med peroksyd og alkali skjer i to eller flere påhverandre folgende trinn og at væsken etter hvert trinn utpresses fra flisen slik at denne oppnår et torrstoffinnhold på minst 35%.

14. Fremgangsmåte ifolge kravene 1-13, karakterisert ved at den fra et senere trinn utpresset væske tilbakeføres og anvendes ved impregnering i et tidligere trinn.

15. Fremgangsmåte ifolge kravene 1-14, k a r a k terisert ved at den til det forste trinn tilbake-forte, utpressede væske oppfriskes ved tilsetning av ytterligere blekekjemikalier for den anvendes i det forste impregneringstrinn.

16. Fremgangsmåte ifolge kravene 1-15, k a,r a k - terisert ved at forholdet peroksyd/alkali er hoyere ved. blekemiddeltilforselen til det siste impregneringstrinn enn hva som er tilfelle for kjemikalietilsetningen i det forste impregneringstrinn.

17. Fremgangsmåte ifolge kravene 1-16, karakterisert ved at massen etter defibrering holdes ved hoy konsentrasjon i minst 5 min., fortrinnsvis 15 min. ved en temperatur på minst 50°C.

18. Fremgangsmåte ifolge kravene 1-17, karakterisert ved at fiberråvaren etter behandling med alkali og peroksyd og etter utpresning av væske nøytrali-seres eller surgjbres svakt for defibrering.

19. Fremgangsmåte ifolge kravene 1-lts, karakterisert ved at råvaren etter alkalibehandling og utpresning tilfores sur sulfitt eller SC>2 for defibrering.

20. Fremgangsmåte ifolge krav 19, karakterisert , ved at SO^ tilfores defibrorens trykk-kar.