PL239013B1

PL239013B1 - Method for decreasing paper density during its production in the paper-making machine

Info

Publication number: PL239013B1
Application number: PL424518A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Szewczyk; Michał Głębowski; Mariusz Reczulski; Adrian Szadkowski; Krzysztof Brodnicki
Original assignee: Laszko Miroslaw; Politechnika Lodzka
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2021-10-25
Also published as: PL424518A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób zmniejszania gęstości papieru w trakcie jego wytwarzania w maszynie papierniczej, który polega na tym, że formowaną wstęgę papieru po wyjściu z pras, przed procesem jej suszenia lub w trakcie suszenia nadmuchuje się strugami powietrza o temperaturze 20-700°C wypływającymi z prędkością nie mniejszą niż 150 m/s z dysz o średnicach otworów wylotowych nie większych niż 0,5 mm, usytuowanych w odległości od powierzchni wstęgi papieru nie większej niż 25 mm.The subject of the application is a method for reducing the density of paper during its production in a paper machine, which consists in blowing the formed paper ribbon after leaving the press, before or during the drying process, with streams of air at a temperature of 20-700°C flowing from the speed of not less than 150 m/s from nozzles with outlet diameters not larger than 0.5 mm, located at a distance from the surface of the paper web of not more than 25 mm.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób zmniejszania gęstości papieru w trakcie jego wytwarzania w maszynie papierniczej.The present invention relates to a method of reducing the density of paper during its manufacture in a papermaking machine.

W przypadku papierów higienicznych zmniejszenie ich gęstości poprawia chłonność wilgoci i przepuszczalność powietrza, ale przede wszystkim powoduje wzrost miękkości, co w przypadku tych papierów jest ważną właściwością.In the case of hygienic papers, reducing their density improves moisture absorption and air permeability, but most of all it causes an increase in softness, which is an important property in the case of these papers.

Na końcową wartość gęstości wpływają wszystkie etapy procesu wytwarzania papieru: formowanie wstęgi na sicie, odwadnianie, a w szczególności prasowanie i suszenie, jednak w niektórych przypadkach zakres zmian parametrów procesu formowania jest ograniczony. Na przykład zmniejszenie ciśnienia prasowania wstęgi w celu uzyskania papierów o mniejszej gęstości oraz większej grubości powoduje jednocześnie spadek intensywności odwadniania wstęgi papieru i w efekcie wzrasta energochłonność procesu wytwarzania papieru i spada jego wydajność.The final value of density is influenced by all stages of the papermaking process: web forming on a wire, dewatering, and in particular pressing and drying, however, in some cases the scope of changing the parameters of the forming process is limited. For example, reducing the pressing pressure of the web to obtain papers with a lower density and greater thickness simultaneously reduces the intensity of the paper web dewatering, and as a result, the energy consumption of the papermaking process increases and its productivity decreases.

W procesie wytwarzania różnych papierów stosuje się konwencjonalne suszenie kontaktowo-konwekcyjne wstęgi papieru, polegające na tym, że wstęgę papieru transportowaną za pomocą metalowego cylindra lub cylindrów suszących poddaje się działaniu gorącego powietrza lub mieszaniny powietrza ze spalinami. Papiery higieniczne poddawane są działaniu czynnika suszącego o temperaturze niekiedy nawet 700°C, wypływającego z osłony konwekcyjnej przez otwory dysz, o średnicach większych niż 5 mm, z prędkością dochodzącą do 160 m/s. W warunkach rzeczywistych odległość powierzchni otworów wylotowych dysz od płaszczyzny papieru najczęściej zawiera się w zakresie 25-50 mm, a współczynnik perforacji płaszczyzny z otworami dyszowymi mieści się w granicach do 2,0%.In the production of various papers, conventional contact convection drying of the paper web is used, in which the paper web transported by means of a metal drying cylinder or cylinders is exposed to hot air or a mixture of air and flue gas. Hygienic papers are subjected to the action of a drying agent with a temperature of sometimes even 700 ° C, flowing out of the convection shield through the nozzle openings, with a diameter greater than 5 mm, at a speed of up to 160 m / s. In real conditions, the distance of the nozzle outlet openings surface from the paper plane is usually in the range of 25-50 mm, and the perforation coefficient of the plane with the nozzle openings is within the range of up to 2.0%.

Znany jest sposób TAD wytwarzania papierów o bardzo porowatej strukturze i obniżonej gęstości, polegający na wyeliminowaniu operacji intensywnego prasowania wstęgi papieru i poddaniu wstęgi papieru o niskiej suchości procesowi przedmuchiwania, po czym przedmuchaną wstęgę, o suchości około 75-80% przekazuje się do zespołu suszącego. Niedogodnością tego sposobu produkcji papieru jest jego energochłonność.It is known to produce TAD papers with a very porous structure and reduced density by eliminating the intensive pressing of the paper web and subjecting the low dry paper web to a blowing process, after which the blown web, having a dryness of about 75-80%, is sent to a drying unit. The disadvantage of this method of paper production is its energy consumption.

W procesie konwencjonalnym podczas suszenia papieru odparowuje z niego około 1,5 kg wody w przeliczeniu na 1 kg papieru suchego, zaś przy zastosowaniu procesu TAD około 3,7 kg/1 kg papieru suchego, czyli zużycie energii przy zastosowaniu procesu TAD jest ponad dwukrotnie większe. Ponadto proces przedmuchu TAD jest skomplikowany, nie nadaje się do produkcji bibułek makulaturowych.In the conventional process, when drying paper, about 1.5 kg of water evaporates from it per 1 kg of dry paper, and when using the TAD process, about 3.7 kg / 1 kg of dry paper, i.e. the energy consumption using the TAD process is more than twice as high. . Moreover, the TAD purge process is complicated and is not suitable for the production of recycled tissue papers.

Znany jest także sposób One Ply wytwarzania papieru składającego się z pojedynczej warstwy, o gramaturze powyżej 30 g/m², charakteryzującego się dużą miękkością i zdolnością absorpcji wilgoci, czyli o zmniejszonej gęstości, polegający na intensywnym krepowaniu papieru.The One Ply method of producing paper consisting of a single layer, with a grammage above 30 g / m ² , is also known, characterized by high softness and the ability to absorb moisture, i.e. with a reduced density, consisting in intensive creping of the paper.

Sposób wytwarzania papierów higienicznych, charakteryzujących się między innymi niską gęstością, z zastosowaniem technologii ATMOS polega na tym, że do wnętrza walca ssącego, współpracującego z tkaniną sitową podtrzymującą poruszającą się wstęgę papieru i nadającą jej fakturę, nadmuchuje się gorące, wilgotne powietrze wychodzące z osłony cylindra.The method of producing hygienic papers, characterized by, among others, low density, with the use of ATMOS technology consists in the fact that hot, humid air coming from the cylinder cover is blown into the interior of the suction roller, cooperating with the mesh fabric supporting the moving paper web and giving it a texture. .

Znana jest także metoda NTT wytwarzania papieru o obniżonej gęstości, polegająca na tym, że wstęgę papieru formuje się w szczelinie między odzieżą maszynową i następnie przenosi na specjalnie tkanym filcu do prasy wstępnej. W strefie docisku tej prasy wstęga jest przekazywana na specjalną taśmę NTT, na której jest przenoszona na cylinder Yankee.The NTT method of making low-density paper is also known, in which a paper web is formed in the gap between the machine garment and then transferred on a special woven felt to the pre-press. In the pressure zone of this press, the web is transferred to a special NTT belt, where it is transferred to the Yankee cylinder.

Znane sposoby wytwarzania papierów o obniżonej gęstości, wymagają wprowadzania dużych zmian konstrukcyjnych w maszynach papierniczych, a niekiedy mają zastosowanie tylko do określonych mas stosowanych do produkcji papieru lub gramatur produkowanych papierów.The known methods of producing low-density papers require major structural changes to the papermaking machines, and sometimes only apply to specific masses used for the production of paper or the basis weight of the papers produced.

Sposób zmniejszania gęstości papieru w trakcie jego wytwarzania w maszynie pa pierniczej, z wykorzystaniem dodatkowego nadmuchu powietrza na formowaną wstęgę papieru, w szczególności transportowaną za pomocą cylindra, według wynalazku polega na tym, że formowaną wstęgę papieru po wyjściu z pras, przed procesem jej suszenia lub w trakcie suszenia nadmuchuje się strugami powietrza o temperaturze 20-700°C wypływającymi z prędkością nie mniejszą niż 150 m/s, z dysz o średnicach otworów wylotowych nie większych niż 0,5 mm, usytuowanych w odległości od powierzchni wstęgi papieru nie większej niż 25 mm. Do nadmuchu wstęgi papieru stosuje się powierzchnie nadmuchowe, na których rozmieszczone są dysze, korzystnie o współczynniku perforacji 1,4-4%. Sposób według wynalazku stosuje się do wstęg papieru o gramaturze > 17 g/m².The method of reducing the density of paper during its production in the paper machine, with the use of additional air blowing on the formed paper web, in particular transported by means of a cylinder, according to the invention, consists in that the formed paper web after exiting the presses, before the process of drying it or during drying, air streams at a temperature of 20-700 ° C are blown out at a speed of not less than 150 m / s, from nozzles with outlet openings not greater than 0.5 mm, located at a distance of not more than 25 from the paper web surface mm. For blowing the paper web, blowing surfaces are used on which nozzles are arranged, preferably with a perforation ratio of 1.4-4%. The process according to the invention is applicable to paper webs having a grammage> 17 g / m ² .

Zmniejszenie gęstości papieru, sposobem według wynalazku może być realizowane przy użyciu zarówno chłodnego jak i gorącego czynnika nadmuchowego, w szczególności powietrza, bez koThe reduction of the density of the paper according to the invention can be carried out with the use of both cool and hot blowing medium, in particular air, without exhaustion.

PL 239 013 B1 nieczności wprowadzania dużych zmian konstrukcyjnych w maszynach papierniczych, bez ograniczeń dotyczących określonych mas stosowanych do produkcji papieru.It is unnecessary to introduce major design changes to papermaking machines, without being limited by certain pulps used for papermaking.

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady. W przykładach stosowano powier zchnię nadmuchu o współczynniku perforacji równym 1,4%.The process according to the invention is illustrated by the following examples. In the examples, a blown surface with a perforation rate of 1.4% was used.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Wstęgę papieru o gramaturze 35 g/m², transportowaną za pomocą cylindra, poddano działaniu strug powietrza o temperaturze 30°C wypływających z prędkością 220 m/s z dysz o średnicach 0,15 mm umieszczonych w odległości 10 mm od powierzchni papieru.The paper web with a weight of 35 g / m ² , transported by a cylinder, was subjected to the action of air streams at a temperature of 30 ° C, flowing out at a speed of 220 m / s from nozzles with a diameter of 0.15 mm placed at a distance of 10 mm from the surface of the paper.

Papier po tej obróbce wykazywał gęstość niższą o 48% w porównaniu z gęstością papieru otrzymanego bez zastosowania dodatkowego nadmuchu strugami powietrza.The paper after this treatment showed a density lower by 48% compared to the density of the paper obtained without the use of additional air blowing.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Wstęgę papieru o gramaturze jak w przykładzie 1, transportowaną za pomocą cylindra, poddano działaniu strug powietrza o temperaturze 30°C wypływających z prędkością 350 m/s z dysz o średnicach 0,15 mm umieszczonych w odległości 10 mm od powierzchni papieru.The paper web with a grammage as in Example 1, transported with a cylinder, was subjected to the action of air streams at a temperature of 30 ° C flowing at a speed of 350 m / s from nozzles with a diameter of 0.15 mm placed at a distance of 10 mm from the surface of the paper.

Papier po tej obróbce wykazywał gęstość niższą o 50% w porównaniu z gęstością papieru wytworzonego bez zastosowania dodatkowego nadmuchu strugami powietrza.The paper after this treatment showed a density lower by 50% compared to the density of paper produced without the use of additional air blowing.

P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3

Wstęgę papieru o gramaturze jak w przykładzie 1, transportowaną za pomocą cylindra, poddano działaniu strug powietrza o temperaturze 400°C wypływających z prędkością 150 m/s z dysz o średnicach 0,15 mm umieszczonych w odległości 15 mm od powierzchni papieru.The paper web with a grammage as in Example 1, transported with a cylinder, was subjected to the action of air streams at a temperature of 400 ° C flowing at a speed of 150 m / s from nozzles with a diameter of 0.15 mm placed at a distance of 15 mm from the surface of the paper.

Papier po tej obróbce wykazywał gęstość niższą o 18% w porównaniu z gęstością papieru wytworzonego bez zastosowania dodatkowego nadmuchu strugami powietrza.The paper after this treatment showed a density lower by 18% compared to the density of paper produced without the use of additional air blowing.

Claims

Patent claims

A method of reducing the density of paper during its production in a paper machine, with the use of additional air blowing on the formed paper web, especially transported by means of a cylinder, characterized in that the formed paper web after exiting the presses, before the drying process or during drying is blown with air streams at a temperature of 20-700 ° C, flowing out at a speed of not less than 150 m / s from nozzles with the diameter of the outlet openings not greater than 0.5 mm, located at a distance of not more than 25 mm from the surface of the paper web.

2. The method according to p. The process of claim 1, characterized in that paper webs with a grammage> 17 g / m ² are subjected to the reduction of density.

3. The method according to p. The method of claim 1, wherein the nozzle-disposed blowing surfaces are used for blowing the paper web, preferably with a perforation ratio of 1.4-4%.