SE511954C2 - Linerboard med förbättrade tryckbarhetsegenskaper - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 511 954 2 bästa testlinerproduktema indikerar att sulfatrnassari ger bättre förutsättningar för en god yta. Linerboard med ett toppskíkt av blekt massa uppvisar generellt bättre ytråhets- värden än de bästa värdena för oblekt sulfatrnassa. För många tillämpningsområden resulterar dock användningen av blekt massa i för dyra produkter. En annan nackdel är att blekningen försämrar de mekaniska egenskaperna. Man kan även blanda in fyll- medel för att förbättra ytegenskapema, men det har en negativ inverkan på de meka- niska egenskapema. Även om sulfatrnassa har en bättre ytråhetspotential står det samtidigt klart att man genom användning av sulfatrnassa inte automatiskt erhåller goda ytegenskaper. Ved- slaget har en inverkan och dessutom samverkar processbetingelsema med fiberråvaran på ett komplext sätt.

Uppfinningens ändamål och viktigaste kännetecken Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en obestruken oblekt linerboard, dvs en lurninans <40% med en ytvikt på minst 100 g/mz och med ett högt returfiberinnehåll, som samtidigt har en förbättrad ytråhet. Linerboarden skall förutom de goda tryckbarhetsegenskapema uppvisa goda mekaniska styrkevärden.

Detta har lösts genom att minst ett av de yttre skikten uppvisar en ytvikt på minst 20 g/mz och innehåller sulfatrnassa samt uppvisar en askhalt på högst 2.5%, att minst ett av de övriga skikten irmehåller returfibrer med en fiberlängd på minst 0.9 mm och uppvisar en askhalt mellan 3.5 och 12%, att skiktet (-n) med returfiber representerar minst 60% av linerboardens totala ytvikt och att linerboarden uppvisar ett fonnationstal enligt Ambertec på högst: 0.80 v/g/m för ytvikter <150 g/mz, 0.90 x/g/m för ytvikter z 150 g/mz, och att linerboarden uppvisar en densitet på minst 700 kg/m3.

Genom att utnyttja formationspotentialen hos returfibermassan med dess relativt korta fibrer, och genom att skikten med returfiberinnehåll representerar en huvuddel av 10 15 20 25 30 511954 3 produkten, kan en god formation uppnås hos produkten. En god formation avspeglar en jämn lokal ytviktsfördelning i arket vilket är en förutsättning för en hög jämnhet i strukturen som i sin tur är ett villkor för goda tryckbarhetsegenskaper. En god forma- tion kan även, beroende på hur den uppnåtts, relateras till goda mekaniska egenskaper.

Med ett välformat och rent ytskikt av sulfatmassa ges samtidigt förutsättningar för en låg ytråhet och tillfredssällande mekaniska egenskaper. Vidare är en tillfredsställande densitetsnivå en förutsättning för goda ytegenskaper och ett högt styrkeutnyttjande.

Således bör densiteten vara rninst 700 kg/m3.

Företrädesvis uppvisar linerboarden en ytrâhet enligt Bendtsen på högst: 600 ml/min för ytvikter <150 g/mz, 700 ml/min för ytvikter 150-200 g/mz, 800 ml/min för ytvikter >200 g/mz.

Beskrivning av ritningar F ig. 1 visar formationstalet över banbredden hos en linerboard enligt uppñnningen framställd enligt nedan redovisade exempel.

F ig. 2 visar densiteten över banbredden hos samma linerboard.

Fig. 3 visar ytråheten över banbredden hos sarnrna linerboard.

Beskrivning av figurer De mätmetoder som avses för bestämning av de i patentkraven och beskrivningen angivna parametrarna är: -Lumínans (Y-värde) : SCAN P 43:95; -Askhalt : SCAN C 6:62; uppmätt på den färdiga produkten efter separation av de enskilda skikten.

-Densitet I SCAN P 7:75; -Ytråhet : Bendtsens metodik enligt SCAN P21 :67; -F ormationstal : Direkttrarismission av beta-strålning enligt Ambertec-metoden (Komppa, A. (1990), “The formation of paper and the measurement of formation", lO 15 20 25 511 954 4 Paperi ja Puu 72(6):566). De mätvärden som anges i detta dokument har uppmätts enligt standardförfarande med 3.5 mm centrumavstånd mellan rnätpunkterna.

-Kompressionsindex (geometriskt medelvärde i MD och CD): SCAN P 46:83; -F iberlängd (längdvilctat medelvärde): T271 cm-98, eñer separation av de enskilda skikten och uppslagning.

Linerboarden tillverkas genom flerskiktsforming i två eller flera skikt, med ett eller två ytskikt bestående av sulfatmassa och ett eller flera skikt bestående av huvudsakligen returfibrer och utskott. Företrädesvis utgörs minst 80% av torrvikten i returfiberskiktet (-n) av returfibrer och utskott fiån tillverkningen. Den generellt kortare fiberlängden hos returmassa jämfört med i synnerhet barrsulfatrnassa ger en bättre formations- potential, varvid man lättare kan uppnå de kritiska fonnationstalen för linerboarden.

Valet av formningsteknik är dock kritiskt. Samtidigt utnyttjas returmassans ekonomis- ka och miljömässiga fördelar. Det bör dock påpekas att man för att erhålla tillräckligt bra styrkepotential bör använda returñber av god kvalitet, företrädesvis wellretur. Man kan dock notera att tekniska returfiberkvaliteter uppvisar högre askhalter än sulfat- massor. Askhalten bör inte överstiga 12% och fiberlängden bör vara minst 0.9 mm.

Returñberskiktet (-n) formas genom dubbelviravalsfonnning eller dubbelviravals- bladformning för att god formation och fördelaktiga mekaniska egenskaper skall erhållas. Inloppslådekoncentrationen bör vara lägre än 0.9% (SCAN-C 17:64), företrädesvis O.7% eller lägre.

Till sulfatskiktet (-n) används sulfatmassa tillverkad av fibrer med en fibervikt per längdenhet på högst 200 mg/km (T 234 cm-82) för en tillfredsställande ytiåhets-, densitets- och formationspotential. Sulfatmassa tillverkad av skandinavisk tall, gran och/eller björk är gynnsam i detta avseende. Sulfatrnassan bör inte ha varit torkad, eftersom torkningen reducerar styrkepotentialen. 10 15 20 25 30 5 'I 1 9 5 4 5 Speciellt den massa som används för toppskiktet bör genomgå en avpassad och tillräcklig malning med tanke på strukturpararnenama formation och densitet som i sin tur avspeglas i ytrâheten och de mekaniska egenskapema. Exempelvis kan en specifik kanbelastning på 2 Ws/m och en nettoenergi på 100 kWh/ton appliceras vid en malning av en barnnassa i en konkvarri. Malgraden på toppskiktsmassan bör vara minst 18 SR (SCAN-C 19:65).

Sulfatskiktet formas vid en låg koncentration, företrädesvis under 0.5 % (viktskoncent- ration) för erhållande av en god formation och samtidigt ett högt styrkeutnyttjande av massan. Ur styrke/formationssynpunkt föredras dubbelviravalsformning eller fourdririiertekiiik.

Sulfatskiktet formas för att maximal skiktrenhet skall erhållas, vilket kräver en höggradig separering av bakvattnet fiån de(t) skikt som innehåller returmassa, vilket i sin tur kräver separata bakvattensystem (korta cirkulationer) i pappersmaskinen. En höggradig skiktrenhet förutsätter vidare att sulfatskiktet (-n) avvattnas genom en ren vira fii från returfiberskikt.

Efier fominingen utförs pressningen i en pressektion med två eller flera nyp, där minst ett nyp är ett skopressnyp för att erhålla tillräcklig densitetspotential och därmed tillfredsställande ytråhet och styrkeutnyttjande.

Under den efterföljande torkningen bidrar en hög returfiberandel till en reducerad tvärskrympning av pappersbanan, eftersom returfiber generellt har en lägre krymp- tendens än aldrig torkad sulfatrnassa. En låg tvärskryrnpning är gynnsam för en låg ytråhet.

Efier pressning och torkning sker en kalandrering av linerboarden i ett eller flera nyp. I det fall ett hårt nyp bildat av två stålcylindrar används bör linjelasten företrädesvis vara över 70 kN/m. Med en god fonnation erhålls ett gynnsamt resultat av kalandreringen. 10 15 20 25 511 954 6 Linerboarden bör förutom de goda tryckbarhetsegenskapema även uppvisa goda mekaniska styrkevärden. Således bör det geometriska medelvärdet av kompressions- index i MD och CD vara minst 20 kNm/kg, företrädesvis minst 22 kNm/kg.

Exempel Uppñnníngen exempliñeras här med linerboard med en ytvikt på 177 g/mz, tillverkad på en fullskalemaskin av SCA Packaging Obbola. Det bör noteras att det industriellt är lättare att uppnå låga formationstal och ytrålietsvärden vid lägre ytvikter, eñersom man då lättare kan operera vid låga forrnníngskoncentrationer vid acceptabla produktions- nivåer.

F ormningsselcrionen Forrnningspartiet bestod av två separata avvattningsenheter, en dubbelvira-valsblad- former för basskiktet och en mini-fourdririíer för toppskiktet.

Toppskiktet som bestod av oblekt barrsulfatmassa hade en ytvikt på 35 g/mz. Basskiktet som till 90% bestod av returñber och utskott och resten oblekt sulfatmassa, hade ytvikten 142 g/mz.

I tabellen nedan presenteras fler betingelser rörande mäldema och forrrmingen.

Tabell. Mälder och formning Kemikalier Inga tillsatser av retentionsmedel eller styrkeadditiver. Endast hydrofobering Malgrad toppskikt 14 SR* Malgrad bottenskikt 38 SR Formningskoncentration, toppskikt 0.3% Formningskoncentration, bottenskikt 0.9% Virahastighet 500 m/min 10 15 20 25 511954 ' en högre nivå på nialgmden torde gett ännu bättre resultat Pressektion Pressektíonen hade tre nyp, ett dubbelfiltat valsnyp följt av ett enkelfiltat valsnyp som i sin tur följdes av ett dubbelfiltat skopressnyp.

T orksektion Torksektionen var ett konventionellt cylindertorkparti.

Glättning Glättningen utfördes i ett nyp med två stålcylindrar där línjelasten var 70 kN/m.

Hastigheten vid upprullriingen var 516 m/min.

Kompressionsstyrka S C T, geometrisld medelvärde Tambourmedelvärde: 23,1 kNm/kg Askhalt Basskikt 5.0%, toppskikt 1.3%.

F iberlängcil, basskíkt Längdviktat medelvärde: 1.4 mm F ormationstal, densitetsvärden och ytråhetsvärden fiamgår av bifogade F ig. 1-3.

Som framgår av figurema uppvisar dessa värden en viss variation över banbredden.

Speciellt stor är avvikelsen i de ytterst kantpartiema av banan, vilket är ett välkänt faktum. Det bör därför påpekas att man bör räkna bort ca. lm av banbredden längs varje kantparti vid beräkningen av de olika parametervärden som anges i patenkrav och beskrívningstext.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 511 954 8 Patentkrav

1. Obestruken oblekt linerboard med en luminarxs <40%, en ytvikt på minst l00 g/mz och tillverkad av sulfatrnassa och returfibrer i minst två skikt, kännetecknad av att minst ett av de yttre skikten uppvisar en ytvikt på minst 20 g/mz och innehåller sulfatmassa samt uppvisar en askhalt på högst 2.5%, att minst ett av de övriga skikten innehåller returfibrer med en fiberlängd på minst 0.9 mm och uppvisar en askhalt mellan 3.5 och l2°/0, att skiktet (-n) med returfibrer representerar rnínst 60% av linerboardens totala ytvikt och att linerboarden uppvisar ett formationstal enligt Ambertec på högst: 0.80 Jg/m för ytvikter 0.90 t/g/m fór ytvikter 2150 g/mz, och att linerboarden uppvisar en densitet på minst 700 kg/m3.

2. Obestruken linerboard enligt patentkrav l, kännetecknad av att linerboarden uppvisar en ytråhet enligt Bendtsen på högst: 600 ml/rnin för ytvikter 700 ml/min for ytvikter l50-200 g/mz, 800 ml/min för ytvikter >200 g/mz.

3. Obestruken linerboard enligt patentkrav 2, kännetecknad av att den uppvisar en ytråhet enligt Bendtsen på högst: 550 ml/min för ytvikter 650 ml/min för ytvikter 150-200 g/mz, 750 ml/min för ytvikter >200 g/mz.

4. Obestmken linerboard enligt patentlqav 3, kännetecknad av att den uppvisar en ytråhet enligt Bendtsen på högst: 500 ml/min för ytvikter 600 ml/min fór ytvikter 150-200 g/mz, 700 ml/min fór ytvikter >200 g/mz. 10 15 20 25 511 954 9

5. Obestruken linerboard enligt något eller några av föregående patentkrav, kännetecknad av att den uppvisar ett formatíonstal enligt Ambertec på högst: 0.75 t/g/m för ywikter <1so g/mï 0.85 x/g/m för ytvikter z 150 g/mz.

6. Obestruken linerboard enligt något eller några av föregående patentkrav, kännetecknad av att den uppvisar ett geometriskt medelvärde av kompressionsíndex i MD och CD på minst 20 kNm/kg.

7. Obestruken linerboard enligt patentlcrav 6, kännetecknad av att den uppvisar ett geornetriskt medelvärde av kompressionsíndex i MD och CD på minst 22 kNm/kg.

8. Obestruken linerboard enligt något eller några av föregående patentkrav, kännetecknad av att ñbrema i returfiberskiktet uppvisar en fiberlängd på minst 1.1 och företrädesvis minst 1.3 mm.