PL170923B1

PL170923B1 - Sposób wytwarzania papieru powlekanego lopatkowo z papieru wtórnego obiegu o wysokiej zawartosci ligniny oraz papier powleczony lopatkowo PL PL PL

Info

Publication number: PL170923B1
Application number: PL93298401A
Authority: PL
Inventors: Mark A Hank; Leo T Mulcahy; Ralph S Peterson; Robert C Streisel
Original assignee: Westvaco Corp
Priority date: 1992-04-06
Filing date: 1993-04-06
Publication date: 1997-02-28
Also published as: NO931204D0; PL298401A1; DE69316070T2; EP0566284B1; US5587048A; HK1006120A1; CN1081484A; FI931525A0; EP0805231A2; AU653468B2; AU3672893A; US5538594A; CA2093260A1; DE69316070D1; EP0566284A2; ES2114000T3; TW340884B; EP0805232A2; BR9301444A; NO931204L

Abstract

1 Sposób wytwarzania papieru powlekanego lopatkowo z p apieru wtórnego obiegu o wysokiej zawartosci ligniny, z wsadu zawierajacego co najmniej 1 0 % wagowych papieru wtórnego obie- gu, zlozonego z kartonów falistych, znamienny tym, ze laczy sie pewna ilosc kartonów falistych zawierajacych lignine, wlókna ce- lulozowe i stale, niewlókniste zanieczyszczenia z woda albo ciecza o przewazaiacej zawartosci wody w celu utworzenia zawiesiny zawierajacej wagowo okolo 9-15% cial stalych i miesza sie w temperaturze nizszej niz 65,5°C przez czas wystarczajacy do roz- dzielenia ligniny i wlókien celulozowych od zanieczyszczen stalych bez znacznego uszkodzenia zanieczyszczen stalych, nastepnie usu- wa sie z zawiesiny grube zanieczyszczenia o rozmiarze wiekszym niz 5 mm przez przepuszczenie zawiesiny poprzez otwory o uprze- dnio okreslonej srednicy, dalej usuwa sie z zawiesiny zanieczysz- czenia o ciezarze wlasciwym wiekszym niz 1, przy czym usuwa sie z zawiesmy zanieczyszczenia o posrednich rozmiarach wiekszych niz w zakresie od okolo 2 do 3 mm2 przez przepuszczenie jej poprzez otwory o uprzednio okreslonej wielkosci oraz usuwa sie piasek z zawiesiny, nastepnie usuwa sie z zawiesiny mialkie zanieczyszcze- nia o rozmiarze co najmniej 0,15 mm przez przepuszczenie jej poprzez podluzne szczeliny o uprzednio okreslonej szerokosci, w dalszej kolejnosci usuwa sie z zawiesiny przez odwirowanie zanieczyszczenia o ciezarze wlasciwym mniejszym niz 1, po czym odwadnia sie zawiesine w celu utworzenia mokrej, mialkiej miazgi o zawartosci wody okolo 30-60%, nastepnie roztwarza sie miazge w lugu warzelnym w czasie i tem peraturze..................... 18 Papier powleczony lopatkowo, znamienny tym, ze zawiera rnniej niz okolo 20 czesci na milion na jednostke pola stalych, niewlóknistych zanieczyszczen o wielkosci wiekszej niz 0,05 mm2 oraz o co najmniej okolo 10% wagowych papieru wtór- nego obiegu PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania papieru powlekanego łopatkowo z papieru wtórnego obiegu o wysokiej zawartości ligniny oraz papier powleczony łopatkowo. Dotyczy papiernictwa i wykorzystuje źródła włókna wtórnego obiegu papieru o wysokiej zawartości ligniny dla dostarczenia bielonego papieru pakowego i kartonu.

Bielony papier pakowy i karton są wykorzystywane do pakowania żywności i innych produktów podatnych na stan sanitarny. W wielu przypadkach żywności, artykułów farmaceutycznych i innych produktów przeznaczonych do spożycia przez ludzi lub stosowanych przy bliskim kontakcie z ciałem ludzkim są one pakowane przy bezpośrednim styku z odpowiednim papierem lub kartonem opakowania. W rezultacie, większość wytwórców i producentów takiego papieru lub kartonu utrzymuje urządzenie i procedury produkcyjne klasy żywnościowej. Do przygotowania takiego kartonu łączy się dodatki tylko klasy żywnościowej z włóknami naturalnymi.

Uwzględnienie warunków sanitarnych i zanieczyszczeń chemicznych w procesie papierniczym ograniczało w znacznym stopniu, w niedawnej przeszłości, dostępne źródła włókna faktycznie do włókien świeżych i odpadów kilku, ściśle kontrolowanych zakładów przeróbki papieru. Ta troska o biologiczne i chemiczne zanieczyszczenie miała swój udział w rzeczywistym powstrzymaniu użycia makulatury pokonsumpcyjnej jako zasobu włókna do bielonego papieru i kartonu.

Jednakże uwzględnienie biologicznego i chemicznego zanieczyszczenia nie stanowi, w technice dotychczasowej, jedynego ograniczenia wtórnego zastosowania makulatury

170 923 pokonsumpcyjnej do bielonego papieru pakowego i kartonu. Przeważająca część papieru pokonsumpcyjnego zebranego do wtórnego obiegu jest materiałem wysokowydajnym mającym mniej niż połowę występującej początkowo w stanie naturalnym ligniny usuwanej w poszczególnych operacjach roztwarzania/dehgnifikacji. Na przykład zwykle papier gazetowy jest mechanicznie zmielonym drewnem, które nie mausuniętej zawartości ligniny naturalnej. Zwykły karton falisty na pojemniki jest materiałem stanowiącym 75-80%. W rezultacie koszty bielenia dla starych kartonów falistych (SKF) są skrajnie wysokie w porównaniu do przetwarzania materiału nowego, co pogarsza niepomyślny wpływ bielenia włókien dla środowiska.

Dodatkowo włókna makulatury pokonsumpcyjnej są z dodatkami metalowych łączników, warstw pokrycia tworzywem sztucznym, klejów, barwników metali ciężkich i farby pigmentowej, które muszą być wszystkie usunięte przed każdym usiłowaniem wtórnego tworzenia nowego papieru z takiego włókna.

Produkty papierowe i kartonowe wysokiej jakości do pakowania, zwłaszcza pakowania żywności są powlekane łopatkowo na szybkobieżnych maszynach do papieru, pracujących w zakresie co najmniej, na przykład 244-366 m/min. Powlekanie łopatkowe wytwarza pierwszorzędne wykończenie, ale proces ten jest skrajnie wrażliwy na zanieczyszczenia, zwłaszcza cząstek tworzyw sztucznych i cząstek lepkich. Istniejące w kartonie cząstki tworzyw sztucznych i cząstki lepkie zostają zatrzymane pod łopatką i wytwarzają smugi i rysy w trakcie powlekania. W dodatku zanieczyszczenia usadowione pod łopatką powodują rozbryskiwanie pokrycia na przyległe wyposażenie powodując nawarstwienie się osadu. Osad ten szybko narasta do poziomu, przy którym małe kawałki wysuszonego pokrycia odrywają się i spadają na karton poniżej i usadawiają się w wykończonym zwoju. Gdy materiał taki trafi do operacji przetwórczej u klienta wynik może być fatalny, z kawałkami powłoki ulokowanymi na filcu offsetowym i walcach grawiurowych, powodując druk marnej jakości dla całego przebiegu przeróbczego.

Tak więc karton powlekany łopatkowo o znacznym poziomie zanieczyszczeń, naprzykład powyżej 20 części na milion, faktycznie nie nadaje się do sprzedaży. Z tego względu stare kartony faliste (SKF) o wysokich poziomach zanieczyszczeń są przestrzegane jako wysoce niepożądane źródło materiału wtórnego do wytwarzania kartonu powlekanego łopatkowo. Część falista takich materiałów jest często wykonana z odrzuconej miazgi z drewna twardego, to znaczy miazgi zbyt zanieczyszczonej do wykorzystania do innych celów.

Ekonomika produkcji papierniczej stanowi w zasadzie przeciwwskazanie zastosowania źródeł wtórnego obiegu włókna do wytwarzania wysokiej jakości bielonego papieru pakowego i kartonu. Jednakże sama ekonomika nie kontroluje już ściśle wytwarzania papieru, w miarę jak konsumenci stają się świadomi jaki ma wpływ wytwarzanie i pozbywanie się papieru na środowisko i gdy zapoczątkowali żądania wtórnego użycia włókna zawartego w opakowaniach zakupywanych przez siebie produktów. Dlatego też stało się niezbędne rozwinięcie sposobów włączających włókna wtórnego obiegu do wytwarzania papieru wysokiej jakości pomimo kosztów i trudności w realizacji.

Znanych jest w tej dziedzinie kilka projektów dotyczących kartonów falistych wtórnego obiegu, skupionych głównie na operacji prażenia. Tak więc opublikowane zgłoszenie japońskie JP-A-57/167,475 ujawnia roztwarzanie alkaliczne przy 130- 170°C, za czym następuje przedmuchiwanie w temperaturze mniejszej niż 100°C, usuwanie obcych cząstek i bielenie. Powstała miazga bielona może być zastosowana do papieru klasy drukarskiej. Zgłoszeniem związanym jest opublikowane zgłoszenie japońskie JP-A-57/16,990.

Patent U. S. nr 5,147,503 również dotyczy głównie operacji roztwarzania, ujawniając roztwarzanie przy 160-180°C z uwodnionym alkalicznym ługiem warzelnym zawierającym siarczek sodowy. Opis patentowy 5,147,503 ujawnia również proces początkowego roztwarzania i oczyszczania obejmujący roztwarzanie suche (20-30% ciał stałych) z pewnym usuwaniem zanieczyszczeń, za którym następuje rozcieńczenie do 3-4% ciał stałych, przesiewanie i odwirowanie. Uwodniona mieszanina miazgi zostaje następnie odwodniona i roztworzona. Końcowy produkt rozwiązania według patentu 5,147,503 jest przedstawiony jako miazga odpowiednia do bielenia przy wytwarzaniu wyrobów z papieru białego. Maszyna i działanie maszyny do rozcierania w połączeniu z oczyszczarką w operacji wtórnego obiegu jest przedstawione w opisie patentowym SA 4,604,193.

Powołane patenty nie ujawniają, na przykład wytwarzania kartonu wysokiej jakości powlekanego łopatkowo zawierającego materiał wtórnego obiegu.

Dlatego celem niniejszego wynalazku jest zapewnienie papieru i kartonu wysokiej jakości, powlekanego łopatkowo zawierającego materiał wtórnego obiegu, a zwłaszcza papier falisty wtórnego obiegu.

Celem niniejszego wynalazku jest również zapewnienie ekonomicznego procesu dla włókna papierowego wysokoligninowego wtórnego obiegu do bielonego papieru pakowego i kartonu.

Innym celem niniejszego wynalazku jest podanie procesu dla włókna papierowego wysokoligninowego wtórnego obiegu ze źródeł pokonsumpcyjnych do sterylnego bielonego papieru pakowego i kartonu.

Innym celem niniejszego wynalazku jest podanie procesu do rozdzielenia włókna drewna naturalnego od różnorodnych zanieczyszczeń istniejących w makulaturze pokonsumpcyjnej.

Sposób wytwarzania papieru powlekanego łopatkowo z papieru wtórnego obiegu o wysokiej zawartości ligniny według wynalazku, z wsadu zawierającego co najmniej 10% wagowych papieru wtórnego obiegu, złożonego z kartonów falistych charakteryzuje się tym, że łączy się pewną ilość kartonów falistych zawierających ligninę, włókna celulozowe i stałe, niewłókniste zanieczyszczenia z wodą albo cieczą o przeważającej zawartości wody w celu utworzenia zawiesiny zawierającej wagowo około 9-15% ciał stałych i miesza się w temperaturze niższej niż 65,5°C przez czas wystarczający do rozdzielenia ligniny i włókien celulozowych od zanieczyszczeń stałych bez znacznego uszkodzenia zanieczyszczeń stałych. Następnie usuwa się z zawiesiny grube zanieczyszczenia o rozmiarze większym niż 5 mm² przez przepuszczenie zawiesiny poprzez otwory o uprzednio określonej średnicy, dalej usuwa się z zawiesiny zanieczyszczenia o ciężarze właściwym większym niż 1, po czym usuwa się z zawiesiny zanieczyszczenia o’ rozmiarach w zakresie od około 2 do 3 mm² przez przepuszczenie jej poprzez otwory o uprżednio określonej wielkości oraz usuwa się piasek z zawiesiny, następnie usuwa się z zawiesiny miałkie zanieczyszczenia o rozmiarze co najmniej 0,15 mm² przez przepuszczenie jej poprzez podłużne szczeliny o uprzednio określonej szerokości. W dalszej kolejności usuwa się z zawiesiny przez odwirowanie zanieczyszczenia o ciężarze właściwym mniejszym niż 1, po czym odwadnia się zawiesinę w celu utworzenia mokrej, miałkiej miazgi o zawartości wody około 30-60%, następnie roztwarza się miazgę w ługu warzelnym w czasie i temperaturze wystarczających do hydrolizy znacznej części ligniny pozostałej w ścisłym związku z włóknem celulozowym, przy czym roztwarzanie ma miejsce w docelowej temperaturze w zakresie 121-150°C, oddziela się roztwarzoną miazgę od wykorzystanego ługu warzelnego, sporządza się papier zawierający mniej niż 20 części na milion na jednostkę pola stałych, niewłóknistych zanieczyszczeń o wielkości większej niż 0,05 mm2 z oddzielonej miazgi, przy czym papier len zawiera co najmniej 10% wagowych papieru wtórnego obiegu złożonego z falistych kartonów wtórnego obiegu i powleka się ten papier łopatkowo powłoką zawierającą glinę.

Korzystne jest, że dodatkowo łączy się miazgę roztwarzoną z miazgą roztwarzoną pochodzącą od nowego surowca włóknowego.

Korzystne jest także, że ług warzelny jest uwodnionym, alkalicznym roztworem siarczku sodowego.

Korzystne jest również, że co najmiej 50% wagowych papieru wtórnego obiegu pochodzi z kartonów falistych.

Korzystne jest także, że ług występuje w stosunku wagowym 10,5:1 do suchego włókna.

Ponadto korzystne jest, że zanieczyszczenia o ciężarze właściwym w zakresie większym od 1 usuwa się w oczyszczarce odśrodkowej, a zanieczyszczenia pośrednie usuwa się przez przepuszczenia zawiesiny poprzez otwory o wielkości 2-3 mm oraz, że piasek usuwa się za pomocą oczyszczarki odśrodkowej i, że zanieczyszczenia drobne usuwa się za pomocą przepuszczenia zawiesiny poprzez szczeliny o szerokości około 0,20 mm.

170 923

Zawiesina przechodząca poprzez otwory o wielkości 2-3 mm ma konsystencję wagową około 2,5-3,5% ciał stałych. Przy czym dodatkowo przepuszcza się zawiesiny składające się z usuniętych zanieczyszczeń pośrednich o konsystencji wagowej około 1,5-2,5% ciał stałych poprzez otwory o średnicy 2-3 mm, a następnie z uzyskanej w ten sposób oczyszczonej zawiesiny usuwa się piasek.

Korzystnie jest, że dodatkowo bieli się, rozdzieloną miazgę warzoną, przy czym mokra, miałka miazga ma zawartość wody około 30-60% wagowych.

Korzystnie papier i wodę albo ciecz z przeważającą zawartością wody miesza się przy temperaturze mniejszej od 60°C.

Korzystnie papier powlekany jest materiałem powłokowym zawierającym glinę w ilości 0,8-4 kg/100 m².

Korzystnie roztwarzanie przeprowadza się przy szczytowej temperaturze w zakresie 121-150°C, a zwłaszcza przy szczytowej temperaturze od 143-144°C.

Papier powleczony łopatkowo według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera mniej niż około 20 części na milion na jednostkę pola stałych, niewłóknistych zanieczyszczeń o wielkości większej niż 0,05 mm2 oraz co najmniej około 10% wagowych papieru wtórnego obiegu.

Korzystnie papier zawiera mniej niż 10 części na milion stałych zanieczyszczeń i, że zawiera co najmniej 5% papieru wtórnego obiegu.

Korzystnie, że co najmniej 50% wagowych papieru wtórnego obiegu pochodzi z kartonów falistych.

Korzystnie papier jest faktycznie wolny od powierzchniowych smug i rys, jest papierem bielonym.

Ponadto papier zawiera mniej niż 20 części na milion na pole stałych, niewłóknistych zanieczyszczeń o wielkości większej niż 0,1 mm2, a w szczególności zawiera mniej niż 20 czyści na milion na pole stałych, niewłóknistych zanieczyszczeń o wielkości większej niz 0,3 mm.

Korzystnie papier jest powleczony materiałem powłokowym zawierającym glinę w ilości 0,8-4 kg/100 m2. Miazga przechodzi przez szereg oczyszczarek dla usunięcia zanieczyszczeń. Podstawowa sekwencja oczyszczania jest następująca:

1) Usuwanie śmieci.

Odśmieciarka zawiera otwory 6 mm i zatrzymuje duże zanieczyszczenia, takie jak torebki foliowe, kawałki drewna, duże spinacze, kawałki taśmy metalowej i pakowej. Usuwanie śmieci ma zwykle miejsce przy 3-5% ciał stałych.

2) Oczyszczanie z elementów o wysokiej gęstości.

Usuwane są ciężkie, grube zanieczyszczenia, takie jak śruby, spinacze i kamienie. Oczyszczanie z elementów o wysokiej gęstości ma zwykle miejsce przy około 3-4% ciał stałych.

3) Podstawowe przesiewanie zgrubne.

Podstawowe sita zgrubne zawierają otwory rozmiaru 2-3 mm, korzystnie 2,4 mm, do usuwania zanieczyszczeń średnich rozmiarów, takich jak małe kawałki drewna, taśmy i styropianu. Zgrubne przesiewanie w tym stadium ochrania sita z prądem przepływu ze szczelinami drobnymi przed zapełnieniem zanieczyszczeniami większymi w stosunku do szerokości szczeliny i polepsza jakość i szybkość przeróbki. Zgrubne przesiewanie ma zwykle miejsce przy około 2,5-3,5% ciał stałych.

4) Wtórne przesiewanie zgrubne.

Odpady z podstawowego przesiewania zgrubnego mogą być przesiane ponownie przy zastosowaniu otworów tego samego rozmiaru, ale przy niższej zawartości, około 1,5-2,5% ciał stałych.

5) Oczyszczanie z piasku (odśrodkowe).

Czyszczenie z piasku na tym etapie chroni sita drobnych szczelin z prądem przepływu przed nadmiernym zużyciem. Makulatura kartonu falistego zawiera stosunkowo duze ilości piasku. Czyszczenie przed sitem zwiększa koszt instalacji i zwiększa wymagania dla wydajności hydraulicznej. Czyszczenie z piasku ma zwykle miejsce przy około 1% ciał stałych.

170 923

6) Przesiewanie.

Stosowane są sita drobnych szczelin o szerokości cala 0,20 mm, a nie 0,3 mm jak stosowano poprzednio dla kartonu falistego. Drobne sita usuwają płatki tworzywa sztucznego i bryłki woskowe i klejowe. Przesiewanie ma miejsce przy mniej niż 1% ciał stałych, korzystnie mniej niż 0,9%.

7) Oczyszczanie z elementów lekkich (Czyszczenie odwirowaniem).

Oczyszczanie z elementów lekkich usuwa korzystnie materiały o ciężarze właściwym poniżej 1,0, takie jak nie usunięte jeszcze tworzywa sztuczne, wosk i kleje. Oczyszczanie z elementów lekkich jest przeprowadzane przy około 0,8% ciał stałych.

Miazga wtórnego obiegu mechanicznie oczyszczona i przesiana jest odwadniania do zawiesiny o konsystencji około 30% do warnika. Warzenie miazgi wtórnego obiegu jest korzystnie wykonywane z siarczynowym ługiem warzelnym (ług biały), wodorotlenkiem sodowym i siarczkiem sodowym. Stężenie i czas warzenia są zmienne jak jest to znane w tej dziedzinie. Intensywność warzenia jest zgrubnie skoordynowana z przeciętną płynnością materiału źródła makulatury. Celem jest liczba 18-24 K (Kappa) bielonej miazgi. Litera K (albo liczba K) przy podanych zakresach liczbowych jest skróconym obrazem stopnie zagęszczenia lignifikacji pulpy papierowej. Dokładniej K jest skrótem do Kappa albo Liczba Kappa). Według hasła ze str. 239 - Dictionary of Paper, czwarte wydanie, Amerykański Instytut Papieru, Nowy Jork, 1980 - Liczba Kappa - Próba stopnia lignifikacji pulp. Zwłaszcza liczba milimetrów dziesię-cio-normalnego roztworu nadmanganianu potasu zużywanego na gram wolnej od wilgoci pulpy w normalnych warunkach. Tak więc liczba 18-24 K, oznacza, że warzenie materiału źródłowego dla papieru z odzysku prowadzi się korzystnie do osiągnięcia liczby 18-24 K, co odpowiada pulpie mającej około 93-95% zawartości ligniny, która początkowo znajdowała się w materiale źródłowym i została usunięta. Wióry drzewne są normalnie warzone do 50% płynności, jako wstępne przetwarzanie do miazgi o liczbie 18-24 K=(Kappa), gdyby nawet źródło makulatury nie było wcale warzone, to oczywiście nie będzie konieczne warzenie makulatury tak intensywnie jak surowych wiórów drzewnych. Na przykład jeśli pokonsumpcyjne źródła wybrane do wtórnego obiegu odpowiadają miazdze o płynności 75%, to następne roztwarzanie również o płynności 75% będzie prowadzić do końcowej lub ogólnej 50% płynności miazgi, która zgrubnie odpowiada miazdze o liczbie 18-24 K=(Kappa), która ma w przybliżeniu 93-95% usuniętej ligniny jaka występowała początkowo w drewnie. Bielenie usuwa końcowe 5% do 7% początkowej ligniny.

Inne procesy delignifikowania, takie jak obróbki tlenowe i ozonowe mogą być stosowane w połączeniu z lub zamiast roztwarzania siarczanowego zakładając zgodność z dobraną instalacją odzysku chemicznego, w której usunięta lignina zostaje spalona jako paliwo wytwarzające parę.

Po roztwarzaniu lub delignifikacji miazga zostaje oddzielona od ługu i może być obrobiona według znanych procesów w tej dziedzinie do przygotowania roztwarzonej miazgi jako wsadu do maszyny papierniczej, włączając w miarę potrzeby bielenie i dodatkowe etapy przesiewania.

Przedmiot wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przepływ materiału i schemat procesu pokazujący rodzaj wyposażenia, które jest lub może być zastosowane w praktyce niniejszego wynalazku, fig. 2 - rzut przekroju poprzecznego rozcierarki wsadowej ze zgrubną oczyszczarką, użytecznej dla wprowadzenia wynalazku, fig. 2a - rzut z góry rozcierarki z fig. 2, fig. 3 - rzut boczny oczyszczarki z elementów o dużej gęstości, fig. 4 - przekrój poprzeczny urządzenia przesiewania zgrubnego, fig. 5 - przekrój poprzeczny oczyszczarki od piasku, fig. 6 - oczyszczarkę z sitem szczelinowym w widoku, z bocznym wyrwaniem, fig. 7 - przekrój poprzeczny oczyszczarki oczyszczania wirowego z elementów lekkich, fig. 8 - fotografię arkusza wytworzonego ręcznie z handlowej miazgi wtórnego obiegu, a fig. 9 - fotografię arkusza wytworzonego ręcznie z miazgi wtórnego obiegu oczyszczonej za pomocą procesu według wynalazku.

Przykłady wykonania.

Źródła włóknowe odpowiednie dla wtórnego obiegu stosowanego według niniejszego wynalazku mogą zawierać skrawki pudełka falistej tektury na urządzenia, określone jako tektura

170 923 podwójnej okładziny (TPO) i pokonsumpcyjne opakowania takie jak stare kartony faliste (SKF), torby, gazety, papier gazetowy, książki telefoniczne, itd. Chociaż w przemyśle stosuje się ogólne odróżnienie pomiędzy papierem i kartonem, to odróżnienie takie jest oparte w zasadzie na grubości arkusza lub sprawdzianie. Takie rozróżnienie stosowane w tej dziedzinie pomiędzy papierem i kartonem ma małe znaczenie lub jest bez znaczenia w tym wynalazku, a w konsekwencji będzie tu stosowane jedno określenie papier w celu opisania zarówno papieru jak i kartonu. Wspólna dla tych wszystkich źródeł papieru jest obecność włókien o wysokiej zawartości ligniny, które albo nie były wcale warzone lub zostały tylko częściowo delignifikowane za pomocą warzenia. Przeciętnie takie źródła papierowe są wytworzone z 65% do 100% płynnej miazgi. Zwykle zostaje usunięte mniej niż połowa pierwotnej ligniny.

Wysokoligninowy papier pakowy, jako produkt pokonsumpcyjny, został połączony z folią z tworzywa sztucznego, mnóstwem składników klejowych, łącznikami metalowymi, drutem do wiązania i nieprzeliczalnymi innymi fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi składnikami obejmującymi te znane w tej dziedzinie jako dolepki, zanieczyszczenia takie jak elementy stopione, taśmy klejące pod wpływem nacisku, styropian, siatki, wosk i podobne materiały, które mają skłonność do przywierania lub osadzania się na wyposażeniu maszyny papierniczej takim jak tkaniny formatowania, filce naciskowe, filce suszące, komory suszące i łopatki powlekające. Jako pierwszy etap w kierunku rozdzielenia włókna naturalnego od takich zanieczyszczeń jest zalanie materiału wtórnego obiegu pewną ilością uwodnionych płynów i w warunkach, przy których nastąpi rozdzielenie stałych zanieczyszczeń od włókna bez rozdrobnienia tych zanieczyszczeń.

Określenie opisowe uwodnione przewidziano dla objęcia wszystkich odpowiednich mieszanin wodnych i roztworów takich jak woda sitowa i woda płuczkowa wsadu surowego maszyny papierniczej znanych jako ług klarowania. Oczywiście może być również zastosowana czysta woda i takie płyny będą opisane po prostu jako woda.

Taki materiał wtórnego obiegu jest pozyskiwany w przeważającej części przez fabrykę papieru w suchych, zwartych belach. Bele papieru wtórnego obiegu i woda zostają połączone w dużych, otwartych naczyniach mających jedną lub więcej napędzanych łopatek rozstrząsających obracających się wokół pionowej, stożkowej osi. Połączone działanie nasycenia wodą i mechanicznego ścinania i mieszania uwalnia włókna od takich większych zanieczyszczeń fizycznych jak drut do wiązania, łączniki metalowe, taśmy i niektóre tworzywa sztuczne. Chociaż wtórne ścieranie jest zwykle postrzegane jako proces ciągły, to może być korzystna praca tego wyposażenia w trybie półciągłym lub jako proces wsadowy lub przyrostowy.

Etap rozcierania musi być przeprowadzony w sposób, który rozdziela włókno od zanieczyszczeń stałych bez uszkodzenia tych stałych zanieczyszczeń. Odpowiednim urządzeniem do przeprowadzenia tego stadium jest wsadowa maszyna do rozcierania przy dużej konsystencji, z rodzaju reprezentowanego przez maszynę do rozcierania wsadowego 10 pokazana na fig. 2, która obraca masę za pomocą wirnika 12 o dużym polu powierzchni z wieloma spiralnymi łopatkami o szerokich powierzchniach 14, powodujących działanie ścinania się włókna o włókno. Strzałki na fig. 2 i 2a wskazują pożądany układ obiegu w tej maszynie do rozcierania. Znaczący aspekt tego wynalazku tkwi w fakcie, że rozcieranie ma miejsce przy konsystencji około 9-15% wagowo, lub wyższej gęstości, korzystnie około 10-13%, a najkorzystniej około 12%.

Po dostatecznym rozłączeniu włókien makulatury masa zostaje rozcieńczonauwodnionym płynem do konsystencji 3-5% wagowo za pomocą linii rozcieńczenia 15. Rozcieńczona miazga przechodzi do odśmieciarki 16 zawierającej płytę 18 z otworami 6 mm. Powietrze jest usuwane poprzez otwór 20 po każdym wsadzie. Miazga pozbawiona śmieci przechodzi przez płytę 18 i wchodzi na linię 24. Wnętrze odśmieciarki zawiera wirnik 26 napędzany silnikiem 28, silnik ten uruchamia łopatkę (nie pokazaną), która czyści płytę.

Miazga przechodzi następnie do oczyszczarki z elementów o dużej gęstości 30 pokazanej na fig. 3, która usuwa wszystkie duże, ciężkie zanieczyszczenia, które mogły przejść przez płytę 18, na przykład fragmenty klejące i metalowe. Oczyszczarka 30 jest podzielona na trzy sekcje, sekcję górną 32 zawierającą otwór podawania 34 i wyprowadzenie odbierania 36, sekcję środkową 38 zawierającą trzy stożki 39, 40, 41 i sekcję dolną 42 ze skrzynią na odpadki 44,

170 923 w której zbierany jest do wyładowania odrzucony materiał obcy. Masa podawana jest przez otwór wlotu oczyszczarki do trójkątnej rury stożkowej 39 przy cyklonicznym przepływie do dołu. Wokół środka spodniej rury stożkowej 41 masa zostaje zrównoważona świeżą wodą z wlotu 46. Drobna masa zostaje skierowana do góry przez równoważącą wodę poprzez środek przepływu cyklonicznego i wychodzi przez wyprowadzenie z oczyszczarki. Ciężki materiał obcy zawarty w tej masie zostaje zgromadzony na wewnętrznej ścianie rur stożkowych dzięki sile odśrodkowej wytworzonej przepływem cyklonicznym. Materiały te oddzielają się od przepływu w punkcie równowagi i spadają w dół do skrzyni odpadkowej. Na wierzchu i na spodzie tej skrzyni odpadkowej przewidziano automatycznie zastawki umożliwiające okresowe rozładowanie automatyczne z zebranych zanieczyszczeń. Zastawka wierzchnia zamyka się dla izolacji skrzyni odpadkowej, a zastawka spodnia otwiera się do wysysania zebranego materiału. Następnie zamyka się zastawka spodnia i otwiera się zastawka wierzchnia aż do wysysania w następnym cyklu.

Podstawowe i wtórne sita zgrubne są ulokowane z prądem przepływu z oczyszczarki z elementów o wysokiej gęstości. Jak pokazano na fig. 1, sito podstawowe 50 usuwa tworzywa sztuczne, dolepki, drobne kawałki i inne małe zanieczyszczenia. Części odrzucone z sita podstawowego 50 przechodzą od sita wtórnego 52, które usuwa włókna. Wyprowadzenie z sita podstawowego 50 i sita wtórnego 52 są łączone.

Sita podstawowe i wtórne mogą mieć jednakową budowę i typowy układ jak pokazano na fig. 4. Te urządzenia odsiewające zawierają wlot 54, wylot włóknowy 56, sito 58 z prześwitami w postaci otworków 2-3 mm i wyprowadzenie odrzutu 60.

Sita zgrubne działają przy nieco niższej konsystencji niż odśmieciarka i oczyszczarka z elementów wysokiej gęstości. Tak więc sito podstawowe pracuje przy około 2,5-3,5% ciał stałych, a sito wtórne pracuje przy około, 1,:2-2,5% ciał stałych.

W konfiguracji odśmieciarki 16 pokazanej na fig. 2 może być jedno lub więcej sit zgrubnych, wykorzystujących płaską płytę z otworami o średnicy 2-3 mm. Jest to konfiguracja często zalecana ponieważ łopatka czyszcząca płytę umożliwia zwiększenie przepustowości wsadu i zmniejsza przerwę czasową na oczyszczanie.

Oczyszczarka z piasku 62 pokazana na fig. 5 jest ulokowana z prądem przepływu z sit zgrubnych. Masa miazgowa wchodzi do oczyszczarki z piasku 62 poprzez wlot 64, a oczyszczona masa wychodzi wylotem 66. Oczyszczarkami jest wiele oczyszczarek odśrodkowych 68 o średnicy 20 cm (8 cali) ze spiralnymi wlotami 70, zwężającymi się do wylotów 72 19 mm (3/4 cala). Piasek przechodzi do wylotu odpadowego 74, podczas gdy masa oczyszczona przechodzi poprzez przejście środkowe 76 oczyszczarki odśrodkowej 68 i wychodzi wylotem 66.

Oczyszczarka sitowa o drobnych szczelinach 78, pokazana na fig. 6 jest w zasadzie tego samego projektu co oczyszczarki z sitem zgrubnym 50 i 52 pokazane na fig. 4. Zasadnicza różnica występuje w postaci samego sita. Zamiast otworów o średnicy 2-3 mm sito 80 ma podłużne szczeliny 82 o szerokości 0,15-0,25 mm do usuwania mniejszych cząstek.

Końcowym stadium procesu oczyszczania jest oczyszczarka odśrodkowa 84 (czyszczenie wirowe) pokazana na fig. 7, jest to oczyszczarka wirnikowa, w której wykorzystuje się siłę odśrodkową do oddzielenia masy włóknowej od zanieczyszczeń lekkich takich jak polistyren, polipropylen, doklejki i elementy stopione. Masa włóknowa zostaje skierowana wlotem 86 do powłoki ze stali nierdzewnej 88 wirującej przy prędkości wystarczającej do wytworzenia siły odśrodkowej 700 g. Włókna zostają zmuszone do przejścia do brzegów powłoki, podczas gdy zanieczyszczenia lekkie poruszają się do obszaru niskiego ciśnienia 90 w środku powłoki. Zanieczyszczenia te i powietrze oddzielone od masy zostają usunięte poprzez położoną w środku osiową rurę wylotu 92. Masa włóknowa zostaje usunięta poprzez zewnętrzny wylot współosiowy 94 i część tej masy włóknowej może być ponownie wprowadzona do obiegu oczyszczarki odśrodkowej 84 do dalszej obróbki.

Kolejność przesiewania i czyszczenia przedstawia usuwanie w zasadzie wszystkich stałych zanieczyszczeń, chociaż niektóre małe cząsteczki tworzywa sztucznego, kleju i farby pigmen10 towej mogą pozostać wraz z masą włóknową przy konsystencji około \% ciał stałych. Masa włóknowa zostaje odwodniona w urządzeniu zagęszczającym do około 3,5-4% ciał stałych, a prasa śrubowa lub inne urządzenie zwiększa zawartość ciał stałych do około 30-60%. W tym stanie masa ta jest wilgotną, miałką miazgą o zawartości wody bliskiej zawartości ula świeżych wiórów drzewnych.

Urządzenie zespołów przedstawionych powyżej w niniejszym opisie i pokazanych na fig. 2-7 są typowymi urządzeniami dostępnymi w handlu, które mogą być zastosowane do wprowadzenia tego wynalazku. Jednakże te opisane i pokazane urządzenia mogą być zastąpione wyposażeniem dostępnym w handlu odpowiednim do zamierzonych celów i zgodnie z wymaganiami tego wynalazku.

Wilgotna masa wtórnego obiegu zostaje następnie załadowana do wyposażenia roztwarzania znanego w przemyśle jako wirnik wiórowy. Mogą być zastosowane zarówno warniki wsadowe jak i o pracy ciągłej. Jednakże odwodniona miazga wtórnego obiegu może być dostarczona z końcowego wyposażenia odwodnienia do magazynowych zbiorników z ruchomym dnem do czasu żądanego załadowania wamika.

Sito rozładowania zbiornika z ruchomym dnem lokuje wilgotną miazgę wtórnego obiegu na taśmowym przenośniku do wiórów do ulokowania w warniku.

Warnikowe roztwarzanie stanowi jednocześnie realizację kilku celów. Po pierwsze, pozostałe zanieczyszczenia są albo rozpuszczone w reakcji lub fizycznie zmienione w twardym środowisku chemicznej substancji żrącej. Na przykład zanieczyszczenia metali ciężkich w roztworze są wtrącane do ich soli siarczkowych poprzez działanie alkalicznego warzelnego ługu siarczanowego. Zanieczyszczenia te, które zostają rozpuszczone lub zawieszone w fazie ciekłej są oddzielone od włókna drzewnego przez ług warzelny odpadkowy lub czarny w sekwencji płukania ścieru, która może zawierać wiele płuczek kaskadowych.

Innym celem, któremu służy warzenie miazgi wtórnego obiegu jest usunięcie, tak dużo pozostałej ligniny naturalnej jak to jest możliwe w praktyce, dzięki czemu zmniejsza się ładunek dalszej instalacji bielenia. Lignina taka, która jest hydrolizowana w procesie warzenia substancji żrącej, zostaje również wypłukana z włókna przez czarny ług. Po koncentracji odparowaniem wartość opałowa wytrąconej ligniny na korzystny udział w ogólnych potrzebach ciepła dla zakładu. Ten korzystny udział wartości opałowej ługu czarnego jest realizowany za pomocą spalenia 60% do 70% koncentracji ciał stałych ługu czarnego jako paliwa przy wytwarzaniu pary pieca odzysku chemicznego.

Warunki warzenia są tak wybrane aby osiągnąć wymagane rezultaty. Na przykład efektywny ładunek alkali może być w zakresie od 8% do 25% na bazie wagowej suchych włókien, a czas przebywania, to znaczy czas trzymania w temperaturze przeznaczenia może zmieniać się od 15 do 120 minut przy około 121-150°C. Skuteczny stosunek wagowy ługu do włókna może być w zakresie 3,0:1 do 12,0:1. Wyższe stosunki ługu do włókna w obrębie zalecanego zakresu powodują bardziej równomierne warzenie ze względu na poprawienie obiegu konwekcyjnego mieszaniny warzonej wewnątrz wamika. Obecnie zalecane jest warzenie w temperaturze docelowej 145°C przez około 75 minut przy stosunku ługu do włókna 10,5:1 (włókno suszone w piecu) oraz przy 20% alkali wagowo do suchego włókna. Ogólne warunki warzenia (czas, temperatura, stężenie alkaliczne) są łagodniejsze od tych stosowanych dla wiórów drzewnych, ponieważ lignina włókna wtórnego obiegu została już częściowo roztwarzona.

Postępując według takiej samej kolejności procesu jak roztwarzanie wiórów drzewnych, warnik jest rozładowywany do zbiornika przedmuchiwania. Stężony ług czarny zostaje spuszczony z wsadu miazgi, która zostaje ponownie zalana przez wsad wody płuczącej. Dlatego wsad włókna wtórnego obiegu jest wypłukiwany z pozostałego ługu czarnego w wielu bębnach płuczek połączonych w sekwencji przepływu kaskadowego.

Po płukaniu wsad miazgi, scharakteryzowany obecnie jako wsad surowy, zostaje ponownie odsiany z małych zanieczyszczeń i odwodniony. Pozostałe włókna są przygotowane do bielenia za pomocą tradycyjnej sekwencji obróbki chlorem, dwutlenkiem lub nadtlenkiem chloru, albo sodą kaustyczną lub jednym z nowszych procesów tlenowych. Należy podkreślić, jednakże, że upłynnione lub rozpuszczone dolepki pozostałe w masie

170 923 miazgi w tym stanie mają skłonność wytrącania pod wpływem silnego wahania się pH masy miazgi od zasady do kwasu. Tradycyjna sekwencja bielenia chlorem wzmaga takie wytrącenie, poprawiając przez to prawdopodobieństwo, że tak rozpuszczone dolepki zostaną usunięte w końcowym przejściu przez sito.

Bielenie rozpuszcza i działa na końcową ligninę śladową, od czego zaczyna się masa papierowa wysokiej płynności wtórnego obiegu. To co jest odpowiednio ważne i uzyskane z kolejnego bielenia to końcowa sterylność biologiczna wynikająca z bielenia. Co więcej zostają utlenione wszystkie pozostałe pigmenty farbowe.

Zależnie od określonego przygotowania masy takie włókno wtórnego obiegu, oczyszczone, odsiane i wybielone jest obecnie gotowe do przygotowania wsadu maszyny papierniczej.

Masa wytworzona za pomocą procesu według wynalazku ma wystarczającą czystość do zastosowania jako jedyne źródło do produkcji papieru, jej czystość jest w' zasadzie taka sama jak pierwotnej masy papierniczej. Jednakże włókno wtórnego obiegu będzie rzadko stosowane jako jedyne źródło przy wytwarzaniu papieru, ponieważ powoduje w papierze zbyt wiele niedokładności powierzchniowych, 100% wsadu wtórnego obiegu jest w przybliżeniu równe 60% wsadu z sosny. Do zadawalającego wykończenia jest ogólnie niezbędny dodatek masy z twardego drewna. Ogólnie papier wytworzony według wynalazku będzie zawierał około 5 do 50% wagowo materiału wtórnego obiegu, przy czym materiał wtórnego obiegu jest co najmniej w połowie kartonem falistym.

Przykład I. Około 2449 kg starych kartonów falistych w postaci bel dodano do wsadowej maszyny ściernej Helico o pojemności 25 m³, w której zalano to SKF około 22710 litrami wody, aby uzyskać konsystencję około 12%. Po mieszaniu przez około 45 minut zawiesina jest formowana w temperaturze około 49°C. Maszyna ścierna zostaje odsączona od odśmieciarki i masa zostaje rozcieńczona do konsystencji około 3-4% przez około 60560 litrów wody. Masa ta przechodzi przez sito o oczkach 6 mm do pompy zasysającej. Sito jest czyszczone przez wirnik ukształtowany z folią bez przecinania odpadów zaczepionych w sicie.

Odśmieciona masa miazgi przechodzi do oczyszczarki z elementów wysokiej gęstości, przy akceptowanej konsystencji 2-4%. Prędkość podawania jest około 1892 litrów/minutę a prędkość odpadowa jest około 1-2% wagowo.

Cząstki odbierane z oczyszczarki elementów o wysokiej gęstości przechodzą do podstawowej oczyszczarki z przepływem stycznym z sitem zgrubnym o oczkach 2,4 mm, przy konsystencji około 2,5-3,5%. Odpad przechodzi do wtórnej oczyszczarki z sitem zgrubnym o oczkach 2,4 mm w rozcieńczeniu do konsystencji 1,5-2,5%. Odbiór z obu oczyszczarek zgrubnych jest łączony i rozcieńczony do konsystencji około 1% do przejścia poprzez odśrodkową oczyszczarkę z piasku.

Odbiór z oczyszczarki z piasku przechodzi przy konsystencji około 0,65% do oczyszczarki sitowej z drobnymi szczelinami o przepływie stycznym i o szerokości szczelin 0,20 mm. Odbiór przesiany przechodzi do zbiornika zasilania oczyszczarki wirowej przy konsystencji około 0,8%. Odbiór z oczyszczarki czyszczenia wirowego zostaje rozdzielony, około połowa wtórnego obiegu idzie do oczyszczarki czyszczenia wirowego i około połowa zostaje odwodniona.

W odwodnieniu występuje wykorzystanie stacjonarnego, o trzech pochyleniach, samoczyszczącego się zespołu sitowego Hydrosieve, określonego zwykle jako zagęszczacz. Przepływ przechodzi od wierzchu przelewu i w dół nachylonego sita, z zagęszczoną masą utrzymywaną na wierzchu sita i spadającą do zbiornika zasilania prasy śrubowej przy konsystencji 3,5-4,5%. Prasa śrubowa jest otoczona przez samoczyszczące się sito perforowane. Połączenie zmniejszenia skoku śruby i zwiększenia średnicy wałka zwiększa nacisk wzdłuż osi wałka, wymuszając przejście płynu przez sito. Ostateczna konsystencja jest około 30-40% i masa przechodzi do silosu dla zmagazynowania.

Przykład II. Masa papiernicza wtórnego obiegu otrzymana z SKF została nabyta ze źródła handlowego, włókno sprzedano jako czyste, co oznacza, że miało miejsce usuwanie zanieczyszczeń przy przetwarzaniu. Włókno takie powinno być zwyczajnie roztwarzone i bielone, a bielona masa dodana do masy nowej w maszynie papierniczej.

170 923

Próbka tego włókna handlowego została ponownie przerobiona na masę i zastosowana do przygotowania ręcznych arkuszy tłoczonych zgodnie z normą TAPPi T-205, ale była wysuszona w bębnie ogrzewanym parą przy 121° - 127°C.

Inna próbka włókna została przetworzona sposobem według wynalazku z SKF, przy zastosowaniu różnych etapów ścierania, oczyszczania i odwadniania, jak opisano w przykładzie I. Włókno to było ponownie ścierane i przygotowano ręczne arkusze za pomocą tego samego sposobu.

Te ręczne arkusze analizowano za pomocą zanurzenia w atramencie Parker Quick, który barwi włókno celulozowe, ale nie elementy stopione i tworzywa sztuczne. Pola nie zabarwione objawiają się jako brązowe na ciemnoniebieskim tle. Zabarwione arkusze ręczne suszono na powietrzu w pierścieniach pomiędzy dwoma papierami filtrującymi.

Pola nie zabarwione arkuszy ręcznych określano przy pomocy skanera Optomax Speck-Check na bazie analizatora obrazowego. Analizowano tylko filcową stronę arkuszy, aby uniknąć dwukrotnego zliczania pól zanieczyszczonych. Skaner Optomax zastosowano w odwróconym trybie wizyjnym, aby zliczyć miejsca jasnobrązowe na tle ciemnych. Zastosowano wzornik czarnej tektury z wyciętym otworem rozmiaru okrągłego według normy TAPPI T-205 z arkusza ręcznego, aby zapobiec bezwładowi skanera przy dużym kontraście ciemnego arkusza ręcznego na normalnym białym tle pokrycia skanerowego.

Zastosowana klasyfikacja ilościowa nie była według normy TAPPI, ale została tak dostosowana aby uzyskać zliczenie zero części na milion dla nowej masy z sosny i drzewa liściastego (bez zanieczyszczeń) oraz aby objąć bardzo dużo cząstek dla bardzo zanieczyszczonych próbek. Zastosowano dwanaście, następujących klas ilości na milimetrze kwadratowym: 0,3-0,4, 0,4-0,6, 0,6-0,8, 0,8-1,0, 1,0-1,5, 1,5-2,0, 2,0-3,0, 3,0-4,0, 4,0-5,0, 5,0-10,0, 10,0-15,0, 15,0-25,0.

Fotografie zabarwionych arkuszy ręcznych pokazano na fig. 8 (miazga handlowa) i na fig. 9 (miazga wytworzona sposobem według wynalazku).

Wyniki analizy są przedstawione w tabeli 1, poniżej.

Tabela 1

Wyniki analizy do przykładu II

Zakres rozmiaru	Miazga handlowa	Wynalazek
Granica dolna _m 2 mm	Granica górna mm2	Zliczenie ogólne	Zliczenie ogólne
mniejsze od	0,30	192	48
0,30	0,40	10	0
0,40	0,60	14	0
0,60	0,80	0	0
0,80	1,00	1	0
1,00	1,50	1	0
1,50	2,00	1	0
2,00	3,00	2	0
3,00	4,00	0	0
4,00	5,00	0	0
5,00	10,00	0	0
10,00	15,00	0	0
15,00	25,00	0	0
25,00	50,00	0	0
50,00	75,00	0	0
75,00	100,00	0	0
100,00	lub większe	0	0

170 923

Zestawienie wyników

	Miazga handlowa	Wynalazek
Liczba skanowań	1 1	1
Liczba obiektów w zakresie rozmiaru >0,3 mm2	29	0
Średnia skanowania >0,3 mm2	1482,92 cznmX	0
Pole całkowite pól zmierzonych	12597,79 mm2	12597,79 mm2
Pole ogólne wszystkich wykrytych obiektów	43,47 mm2	5,73 mm2
Pole części wykrytych obiektów	3450 cznm	450 cznm

x - cznm - oznacza części na milion (ppm).

Stwierdzono, że próbka miazgi przetworzonej według wynalazku była całkowicie wolna od widocznych na powierzchni zanieczyszczeń większych niż rozmiar 0,30 mm² i miała ogólne zanieczyszczenie około 13% próbki miazgi uzyskanej w handlu.

Przykład III. 27215 kg masy miazgi z przykładu I dodano do warnika z mieszaniną białego i czarnego ługu w stosunku ścier : ług 10,5 i przy 20% alkali wagowo suchego włókna. Mieszanina ługowa zawiera około 15518 litrów ługu białego i około 45041 litrów ługu czarnego, czarny ług zawiera jakieś szczątkowe alkalia, ale służy w dużym stopniu jako rozcieńczenie do ustalenia żądanego stosunku ług : włókno. Warzenie ma miejsce przy 145°C przez około 75 minut w temperaturze docelowej, przy 120 minutach warzenia całkowitego. Uwarzona masa miazgi jest czyszczona w szeregu płuczkach i bielona kolejno chlorem, nadtlenkiem i dwutlenkiem chloru.

Przykład IV.

Przebieg próbny 1.

Przebieg próbny maszyny papierniczej wykonano dla około 2 1/4 godziny, w którym pozbawione zanieczyszczeń włókno wtórnego obiegu wytworzone według wynalazku podano do skrzyni wlewowej przy 5 procentowym poziomie wagowym i było przerabiane w przyrostach co 5 procent do poziomu 30 procent. Próbny zwój bielonego papieru 0,46 mm powlekanego łopatkowo wykonano przy,poziomach 10 procent i 30 procent włókna wtórnego obiegu. Porównano próby z zawartością włókna wtórnego obiegu przy 10 procentach i 30 procentach z próbami kontrolnymi (normalna produkcja wykonana przed i po tych próbach), poziom zanieczyszczenia był porównywalny z wizualną gładkością wynikającą z klasy jeden do dwóch przy 30 procentowym poziomie włókna wtórnego obiegu i kontynuowany był przez pewien czas po usunięciu włókna wtórnego obiegu ze skrzyni wlewowej maszyny papierniczej. Liczby gładkości były ogólnie większe dla tych prób w porównaniu do kontrolnych. Wyniki pokazano w tabeli 2 z nagłówkiem Przebieg próbny 1.

Przebieg próbny 2.

Przebieg próbny maszyny papierniczej wykonano dla około 1 1/2 godziny, w którym pozbawione zanieczyszczeń włókno wtórnego obiegu wytworzone według wynalazku podano do skrzyni wlewowej przy 5 procentowym poziomie i zwiększonym następnie do 12 procent. Wytworzono sześć zwojów kartonu 0,104 bielonego klasy (FDA) powlekanego aseptycznie.

Porównano próbę przy 12 procentach włókna wtórnego obiegu z próbą kontrolną (zwykłą produkcja wykonana po próbie), próba ta miała porównywalne zanieczyszczenie i poziomy wizualnej gładkości. Wyniki pokazano w tabeli z nagłówkiem Przebieg próbny 2.

Porównano wszystkie wartości testowe pomiędzy przebiegiem próbnym i kontrolnym, próba wykazała, że zły brzeg, falistość, jasność i fałdy są większe, a wiązanie, sztywność ZDF i wskaźnik IGT są mniejsze. Niższe wartości wytrzymałości mogą wynikać ze słabszego wiązania wewnętrznego dla próby, które z części próbnej włókien wtórnego obiegu tego przebiegu i wykonania z tego powodu regulacji układu sterowania maszyny.

Operatorzy maszyny podali, że nie zaobserwowano żadnej różnicy w maszynie papierniczej przy porównaniu próby z włóknami wtórnego obiegu ze zwykłą produkcją wykonaną przed i po tej próbie.

170 923

Przebieg próbny 3.

Przebieg próbny maszyny papierniczej wykonano dla około 1 1/2 godziny, w którym pozbawione zanieczyszczeń włókno wtórnego obiegu wytworzone według wynalazku podano do skrzyni wlewowej i regulowano na poziomie 10 procent dla całego przebiegu. Ogółem wykonano 20 ton próbnego kartonu offsetowego 0,3 mm powlekanego łopatkowo z 10 procentową zawartością włókna wtórnego obiegu.

Porównano próbę wykonaną z zawartością 10 procent włókna wtórnego obiegu z próbą kontrolną (zwykłą produkcja wykonana przed próbą), gładkość wizualna i poziomy zanieczyszczeń były porównywalne pomiędzy nimi. Patrz wyniki w tabeli pod nagłówkiem Przebieg próbny 3.

Porównanie innych wartości testowych pomiędzy próbą i przebiegiem kontrolnym, wskazuje, że próba ma wyższą gęstość, wiązanie, IGT i sztywność MD, przy mniejszej grubości i jasności.

Wsad użyty w tej próbie miał więcej sosny w porównaniu do zwykłej produkcji wykonanej przed przebiegiem próbnym. Było to zamierzone ze względu na występujący problem z młynem rozbijającym, a wyższa zawartość sosny była w celu zapewnienia spełnienia warunku wiązania wewnętrznego.

Przykład próbny 4.

Przebieg próbny maszyny papierniczej wykonano dla około 1 M4 godziny, w którym pozbawione zanieczyszczeń włókno wtórnego obiegu wytworzone według wynalazku podano do skrzyni wlewowej i regulowano na poziomie 10 procent dla całego przebiegu. Ogółem wykonano dziewięć ton próbnego kartonu 0,5 m powlekano łopatkowo nadającego się do suszenia, w celu dokonania oceny jego przerobienia na pojemniki mrożonej żywności.

Porównanie przebiegu próbnego wykonanego z 10 procentową zawartością włókna wtórnego obiegu z przebiegiem kontrolnym, który stanowiło dwanaście zwojów zwykłej produkcji wykonanej przed przebiegiem próbnym, pokazało, że wizualna gładkość była wyższa przy przebiegu próbnym przy porównywalnych między nimi poziomach zanieczyszczeń. Patrz wyniki w tabeli pod nagłówkiem Przebieg próbny 4.

Porównanie innych wartości testowych pomiędzy przebiegiem próbnym i kontrolnym pokazało, że przebieg próbny ma wyższe ZDT, przy słabszym kolorze i wartości b. Inne przeciętne wartości testowe były zupełnie porównywalne pomiędzy tymi dwoma przebiegami.

Przebieg próbny 1 Poziom zanieczyszczenia

	Test zwykły Średnio	TAPPI Średnio	Gładkość wizualna Średnio	Wsad włókna wtórnego obiegu
KontroLyprredp robami	1 1	4	1-1-1 1-1-1	-
Próbal0% wtórneeoobiege	4	10%
1	5	2-2-2	30%
Próbr 30% ν>Ίόπ^θ(Λ^ιι Kontrolny po próbach	1	5	2-2-2

Przebieg próbny 2 Poziom zanieczyszczenia

	Test zwykły Średnie	TAPPI	Gładkość wizualna Średnio	Wsad włókna wtórnego obiegu
Zakresy	Średnio
Kontrolny	1	6-10	8	2-2-2	-
Próbny	1	5-10	7	2-2-2	12%

170 923

Przebieg próbny 3 Poziom zanieczyszczenia

	Test zwykły Średnie	TAPPI	Gładkość wizualna Średnio	Wsad włókna wtórnego obiegu
Zakresy	Średnio
Kontrolny	1	-	7	2-2-2	-
Próbny	1		7	2 - 2-2	10%

Przebieg próbny 4 Poziom zanieczyszczenia

	Test zwykły Średnie	TAPP1	Gładkość wizualna Średnio	Wsad włókna wtórnego obiegu
Zakresy	Średnio
Kontrolny	1	3-9	6	2-2-2	-
Próbny	1		7	4-3-4	10%

Przykład V. 111,6 tony miazgi wytworzonej według wynalazku z SKF dodano do wamika z 15140 litrami ługu białego i 41635 litrami ługu czarnego. Wsad ten prażono przez 2 godziny osiągając maksymalną temperaturę 143-144°C przy nadciśnieniu 303 kPa po 75 minutach. Po prażeniu dodawano parę przez okres 9 minut, aby przedmuchem oczyścić warnik. Wyprażona miazga była przesiana i bielona oraz połączona w ilości 20% wagowo z nową miazgą wyprażoną z twardego drewna. Tak połączona miazga została puszczona na maszynę papierniczą w celu wytworzenia 3 zwojów powleczonego wyrobu. Ten powleczony wyrób był badany na zanieczyszczenia zgodnie z normą TAPP1 T437 om-85, przy użyciu skanera Optomax Speck-Check w celu określenia miejsc zanieczyszczonych na białym tle. Wyniki te porównano z wynikami dla zwoju wytworzonego na tej maszynie papierniczej przed i po przebiegu testowym, w porównawczych zwojach zastosowano miazgę zawierającą nowe włókno. Wyniki tych testów pokazano poniżej.

	2 Zanidceyseczenld >0,3 mm Średnio części na milion na jednostkę pola	Rysy łopatki powlekania
12zwojówprredp2Ót>ą	4,8	0
3zwoje20% wtórnego obiegu SKF	5,5 5,0	0 0
26 zwojów po próbie

Chociaż papier zawierający SKF z wtórnego obiegu miał w stopniu marginalnym wyższą zawartość zanieczyszczeń, to było to z zapasem w zakresie norm dla wytwarzania akceptowalnego wyrobu handlowego przy wysokich szybkościach bez smug i rys.

Przykład V1. 27,2 tony miazgi SKF z wtórnego obiegu wytworzonej według wynalazku dodano do warnika z 15140 litrami ługu białego i 45420 litrami ługu czarnego. Wsad ten prażono przez 2 godziny osiągając maksymalną temperaturę 135°C po 75 minutach. Ogólny stosunek ług : włókna suche wynosi 10,5. Po prażeniu dodawano parę przez okres 9 minut, aby przedmuchem oczyścić warnik. Wyprażona miazga była przesiana i bielona oraz została połączona w ilości 10% wagowo z nową miazgą wyprażoną z twardego drewna. Tak połączona miazga została puszczona na maszynę papierniczą w celu wytworzenia 2 zwojów powleczonego wyrobu, który był badany na zanieczyszczenia zgodnie z normą TAPP1 T437 om-85, jak opisano poprzednio. Wyniki tych testów pokazano poniżej

170 923

	2 ,Zpmehncsnhnrmr >0,3 mm Średnio cznm óp jednostkę pola	Rysy łopatki powlekania
9 zwojów przed próbą	7,5	0
2zwoie-10% wtórnego obiegu SKF		U
9 zwojów po próbie	3,7	0

Wyniki testów tego wyrobu zawlgrp1ąhggo SKF z wtórnego obiegu są zasadniczo takie same jak wyniki testów wyrobu wytworzonego przed dodaniem SKF z wtórnego obiegu. Wszystkie wyroby są dobre w obrębie zakresu akhgptcwplóggo w handlu.

170 923

FIG.2a

FIG. 2

170 923

FI G. 7

O Zanieczyszczenia lekkie Włókna

170 923

FI G. 9

170 923

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

I. Sposób wytwarzania papieru powlekanego łopatkowo z papieru wtórnego obiegu o wysokiej zawartości ligniny, z wsadu zawierającego co najmniej 10% wagowych papieru wtórnego obiegu, złożonego z kartonów falistych, znamienny tym, że łączy się pewną ilość kartonów falistych zawierających ligninę, włókna celulozowe i stałe, niewłókniste zanieczyszczenia z wodą albo cieczą o przeważającej zawartości wody w celu utworzenia zawiesiny zawierającej wagowo około 9-15% ciał stałych i miesza się w temperaturze niższej niż 65,5°C przez czas wystarczający do rozdzielenia ligniny i włókien celulozowych od zanieczyszczeń stałych bez znacznego uszkodzenia zanieczyszczeń stałych, następme usuwa się z zawiesiny grube zanieczyszczenia o rozmiarze większym niż 5 mm² przez przepuszczenie zawiesiny poprzez otwory o uprzednio określonej średnicy, dalej usuwa się z zawiesiny zanieczyszczenia o cięzarze właściwym większym niż 1, przy czym usuwa się z zawiesiny zanieczyszczenia o pośrednich rozmiarach większych niż w zakresie od około 2 do 3 mm² przez przepuszczenie jej poprzez otwory o uprzednio określonej wielkości oraz usuwa się piasek z zawiesiny, następnie usuwa się z zawiesiny miałkie zanieczyszczenia o rozmiarze co najmniej 0,15 mm2 przez przepuszczenie jej poprzez podłużne szczeliny o uprzednio określonej szerokości, w dalszej kolejności usuwa się z zawiesiny przez odwirowanie zanieczyszczenia o ciężarze właściwym mniejszym niż 1, po czym odwadnia się zawiesinę w celu utworzenia mokrej, miałkiej miazgi o zawartości wody około 30-60%, następnie roztwarza się miazgę w ługu warzelnym w czasie i temperaturze wystarczających do hydrolizy znacznej części ligniny pozostałej w ścisłym związku z włóknem celulozowym, przy czym roztwarzanie ma miejsce w docelowej temperaturze w zakresie 121-150°C, oddziela się roztworzoną miazgę do wykorzystanego ługu warzelnego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowo łączy się miazgę roztworzoną z miazgą roztworzaną pochodzącą od nowego surowca.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ług warzelny jest uwodnionym, alkalicznym roztworem siarczku sodowego.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmiej 50% wagowych papieru wtórnego obiegu pochodzi z kartonów falistych.
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że ług występuje w stosunku wagowym 10,5:1 do suchego włókna.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zanieczyszczenia o ciężarze właściwym w zakresie większym od 1 usuwa się w oczyszczarce odśrodkowej.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zanieczyszczenia pośrednie usuwa się przez przepuszczenie zawiesiny poprzez otwory o wielkości 2-3 mm.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że piasek usuwa się za pomocą oczyszczarki odśrodkowej.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zanieczyszczenia drobne usuwa się za pomocą przepuszczania zawiesiny poprzez szczeliny o szerokości około 0,20 mm.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiesina przechodząca poprzez otwory o wielkości 2-3 mm ma konsystencję wagową około 2,5-3,5% ciał stałych.

II. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowo przepuszcza się zawiesinę składającą się z usuniętych zanieczyszczeń pośrednich o konsystencji wagowej około 1,5-2,5% ciał stałych poprzez otwory o średnicy 2-3 mm, a następnie z uzyskanej w ten sposób oczyszczonej zawiesiny usuwa się piasek.

170 923
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowo bieli się rozdzieloną miazgę warzoną.
13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mokra, miałka miazga ma zawartość wody około 30-60% wagowo.
14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że papier i wodę albo ciecz o przeważającej zawartości wody miesza się przy temperaturze mniejszej od 60°C.
15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że papier powlekany jest materiałem powłokowym zawierającym glinę w ilości 0,8-4 kg/100 m2
16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwarzanie przeprowadza się przy szczytowej temperaturze w zakresie 121-150°C.
17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że szczyt temperatury wynosi 143-144°C.
18. Papier powleczony łopatkowo, znamienny tym, że zawiera mniej niż około 20 części na milion na jednostkę pola stałych, niewłókmstych zanieczyszczeń o wielkości większej niż 0,05 mm² oraz o co najmniej około 10% wagowych papieru wtórnego obiegu.
19. Papier według zastrz. 19, znamienny tym, że zawiera mniej niż 10 części na milion stałych zanieczyszczeń.
20. Papier według zastrz. 19, znamienny tym, że zawiera co najmniej 5% papieru wtórnego obiegu.
21. Papier według zastrz. 19, znamienny tym, że co najmniej 50% wagowych papieru wtórnego obiegu pochodzi z katonów falistych.
22. Papier według zastrz. 19, znamienny tym, że jest faktycznie wolny od powierzchniowych smug i rys.
23. Papier według zastrz. 19, znamienny tym, że jest papierem bielonym.
24. Papier według zastrz. 19, znamienny tym, że zawiera mniej niż 20 części na milion na pole stałych, niewłóknistych zanieczyszczeń o wielkości większej niż 0,1 mm .
25. Papier według zastrz. 25, znamienny tym, że zawiera mniej niż 20 części na milion na pole stałych, niewłóknistych zanieczyszczeń o wielkości większej niż 0,3 mm².
26. Papier według zastrz. 19, znamienny tym, że papier jest powleczony materiałem powłokowym zawierającym glinę w ilości 0,8-4 kg/100