NO883006L - Fremgangmsmaate for fremstilling av mekanisk masse. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling

av mekanisk, termomekanisk og kjemimekanisk masse av lignocellulose-holdig materiale, så som mykved, hardved eller bambus, idét formålet er at den kan anvendes i forskjellige papir- og pappkvaliteter osv.

Hittil er slike masser blitt laget ved to metoder som i prinsippet er forskjellige, nemlig ved å raffinere flis eller slipe tømmer.

Ved raffinering kuttes materialet til flis, som raffineres til masse, normalt i en skiveraffinør i ett, to, eller av og til tre trinn. Forskjellige typer masse, laget i henhold til denne metode skjelnes normalt, nemlig

RMP (raffinør-mekanisk masse), TMP (termomekanisk masse), CMP (kjemimekanisk masse) og CTMP (kjemi-termomekanisk masse), som oppregnet nedenunder.

RMP Raffinering av ubehandlet flis ved atmosfæretrykk

TMP Raffinering av damp-oppvarmet flis ved overtrykk

CMP Raffinering av kjemikalie-behandlet flis ved atmosfæretrykk

CTMP Raffinering av kjemikaliebehandlet flis i dampatmosfære med overtrykk.

Massene har et høyt innhold av lange fibere, og gode styrkeegenskaper. Energiforbruket er imidlertid høyt, ca. 200kWh/ton masse. På grunn av det høye innhold av lange, stive fibre, kan dannelsen av papiret i papirmaskinen og glattheten og de optiske egenskaper ved papiret til tider være utilfreds-stillende.

Ved sliping, som er den eldre metode, blir blokker, dvs. tømmerstokker kuttet til en bestemt lengde og slipt ved at de blir presset mot en roterende slipesten mens vann samtidig tilføres. Varianter tilsvarende dem som er oppregnet ovenfor,

er som følger.

Slipved sliping av ubehandlet ved ved atmosfæretrykk Trykksatt slipved sliping av ubehandlet ved ved overtrykk

Kjemisk-slipved sliping ved atmosfæretrykk av ved som er kokt med kjemikalier.

Ved den siste variant blir råstoffet impregnert med kjemikalier og kokt i en autoklav sliping (US-patent 2 713 540).

Slipvedmasser har et lavere innhold av lange fibre enn raffinerte masser. Av denne grunn er styrkeegenskapene dårlige, men forming, glatthet og optiske egenskaper er bedre enn ved raffinering. Energiforbruket er betydelig lavere, ca. 1000 kWh/ton masse. En alvorlig ulempe er at rundtømmer må anvendes.

Kjemisk-slipved har gode styrkeegenskaper. Dens ulempe er imidlertid at hjertet av tømmerstokken ikke er impregnert. Hjertet, eller margen, forblir derfor mørkt ved koking, hvorved ISO-lysheten til massen reduseres og massen gjøres vanskelig å bleke. Fremgangsmåten har derfor, blant andre grunner, ikke fått noen vidstrakt bruk.

Foreliggende oppfinnelse har det formål og tilveiebringe en fremgangsmåte som eliminerer ulempene ved høyt energiforbruk og med dårlig styrke og avhengighet av rundtømmer ved sliping.

Dette og ytterligere formål nås ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse slik den er definert i de medfølgende krav.

Det ledsagende blokkdiagram viser i prinsippet en utførelsesform av oppfinnelsen.

Råmaterialet kommer inn i prosessen ved 1. Råmaterialet kan være i form av tømmerstokker, små masseved, skiver, bakhun eller ha annen stykkform med den minste lengde angitt nedenunder.

Råmaterialet vaskes rent ved 2, ved hjelp av tunge vanndusjer, som fjerner sand og andre forurensninger. Råmaterialet blir så kryss-skåret ved 3, for eksempel ved hjelp av kryss-kuttingssager, til lengder tilpasset for defibreringsapparater under 8 nedenunder. Den minste lengde som kommer på tale er 200 mm, men fortrinnsvis minst 500 mm. Krysskuttveden blir splittet ved 4 til staver, som har en minste dimensjon tvers over fiberretningen på 50 mm, fortrinnsvis høyst 25 mm. Stavene kan således ha form av ribber med en breddee som kan være av samme størrelse som dimensjonen på råmaterialet i tverretning, men hvis tykkelse ikke overskrider den angitte dimensjon. Splittingen kan utføres ved hjelp av splitteapparatur av forskjellig type, fortrinnsvis av den type som splitter veden langs dens fiberstruktur, slik at fibrene forblir intakte i størst mulig utstrekning. Formålet med splittingen er å forenkle den påfølgende impregnering. Når råmaterialet for eksempel består av tynne skiver, bakhun kan splittingen naturligvis bli hoppet over.

Stavene blir deretter dampet ved 5 med damp av atmosfæretrykk eller lavt trykk for fjerning av luften som hindrer impregneringen. Stavene blir så impregnert ved 6 med væske som kan være vann, eventuelt inneholdende kjemikalier. Væsken blir presset inn i fibermaterialet ved hjelp av en pumpe med høyt hydraulisk trykk.

Kjemikaliene kan være baser, for eksempel kaustisk soda, salter av alkalimetaller, for eksempel natriumsulfitt eller natriumbisulfitt eller perforbindelser, for eksempel peroksyd. Blandinger av for eksempel kaustisk soda og natriumsulfitt

eller peroksyd kan også anvendes. Impregneringen kan også utføres i to eller flere trinn med forskjellige kjemikalier, i hvilket tilfelle de overskytende eller forbrukte kjemikalier blir fjernet mellom trinnene.

Ved væskeimpregneringen fjernes resterende luft fra

veden og erstattes med væsken. Fibrene sveller og blir myknet slik at innfetting av den ved defibreringen blir forenklet. Fibrene er dermed mindre utsatt for skade, og en masse med lengre fibre og større styrke oppnås. Denne effekt kan varieres i styrke, avhengig av sammensetningen av væsken osv. Den mildeste effekt oppnås ved å anvende bare vann, mens alkali gir sterkere svelling av hemicellulosen i veden. Ved å anvende sulfitt eller bisulfitt oppnås en delvis sulfonering og frigjøring av ligninet. Gulfarvningen som resulterer fra alkali kan bli motvirket med peroksyd. En sterkere frigjøring forårsaker et lavere masseutbytte og forringede optiske egenskaper, såvel som høyere kjemikalieforbruk og større miljømessige problemer. Det er derfor et spørsmål som krever omhyggelig avveining.

De impregnerte staver reagerer ved 7 med kjemikaliene i et visst tidsrom over en viss temperatur. Reaksjonen kan finne sted ved atmosfæretrykk eller overtrykk og i væskefase eller dampfase. Etter fullført reakskjonstid dreneres eventuell overskytende væske, og stavene blir defibrert ved 8, på slik måte at stavene, med fibrene orientert i bestemt retning blir presset mot overflaten av en roterende defibreringsinnretning, mens vann blir tilført. Fibrene skal derved bli orientert i samme plan som tangentpresseoverflaten, og bevegelsesretningen til overflaten skal fortrinnsvis være perpendikulær på fiberretningen. Normale slipere, eventuelt trykksatt kan anvendes, omfattende en slipesten som er bygget opp av skarpe, harde korn, for eksempel av aluminiumoksyd eller silikonkarbid, holdt sammen av et kjeramisk bindemiddel. Sliperen og dens matorganer må være tilpasset for behandling av staver i stedenfor blokker. Av eksisterende presseinnretninger er kjettinger, skruer og lignende midre egnet. Innretninger av lommetype skal foretrekkes ved hvilke veden presses mot slipeoverflaten ved hjelp av en presseplate.

Etter defibrering fjernes den produserte masse ved 9 for fortstatt forarbeidelse, for eksempel sikting, evt. vasking, bleking osv.

Andre utførelsesformer kan naturligvis bli uttenkt innen omfanget av oppfinnelsens idé. For de forskjellige prosesstrinn kan de forskjellige typer av kontinuerlige og diskontinuerlige apparater bli anvendt. Krysskuttingen ved 3 kan gjøres slik at de resulterende lengder tilpasset for defibreringsapparaturen, og den avsluttende krysskutting gjøres før defibreringen.

Dampingen ved 5 kan det avstås fra eller den kan byttes ut, for eksempel ved vakuumevakuering. Reaksjonen ved 7 kan utelates. Andre typer av defibreringsapparater kan anvendes. Defibreringen kan utføres mot den plane overflate av en defibreringsskive. Defibreringsoverflaten kan være oppbygget av andre materialer, for eksempel stål og sementert karbid. Massetyper lisvarende de forskjellige raffinør- og slipvedmasser i henhold til ovenstående kan produseres av stavene på den følgende angitte måte.

Mekanisk masse eventuelt damping, impregnering med vann, defibrering med atmosfæretrykk

Termomekanisk

masse eventuelt damping, impregnering med vann, eventuelt koking, defibrering ved damptrykk

Kj emimakanisk

masse damping, impregnering med kjemikalier,

eventuelt koking, defibrering ved

atmosfæretrykk

Kj emitermomekanisk

masse damping, impregnering med kjemikalier,

eventuelt koking, defibrering ved damptrykk.

Andre varianter kan også tenkes innen omfanget av oppfinnelsens idé.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av mekanisk masse av lignocellulose-holdig materiale i stykkform med en lengde i fiberretningen på minst 200 mm, hvor materialet blir defibrert ved at det blir presset mot en roterende defibreringsdel med fibrene orientert i det samme plan som tangentpresseoverflaten og bevegelsesretningen til overflaten fortrinnsvis perpendikulær på fiberretningen, karakterisert ved at materialstykkene først blir redusert ved splitting langs fiberstrukturen av materialet til en minste dimensjon over fiberretningen på minst 50 mm, at materialstykkene deretter blir impregnert med væske som inneholder kjemikalier, og at deretter defibrering utføres.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at materialstykkene blir dampet umiddelbart før impregneringen.

3. Fremgangsmåte som angitt ihvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at impregneringen utføres i flere trinn med forskjellige impregnerings-væsker.

4. Fremgangsmåte som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at materialstykkene mellom impregneringen og defibreringen blir kokt ved overtrykk i damp-eller væskefase.