SE521722C2 - Kraftliner i flerskiktskonstruktion och förfarande för framställning därav - Google Patents

Description

20 25 30 35 . .W- LH PJ \J ßà NJ 2 Ett exempel på känd teknik av detta slag är den kraftliner som beskrivs i SE-B-467 785, vilken i utfö- ringsexemplet omtalar en produkt med ett basskikt inne- hållande 10% wellreturmassa och ett toppskikt med en yt- vikt av ca 60 g/m2.

BE RIVNING AV P I IN EN Föreliggande uppfinning hänför sig till en ny kraft- liner, vilken innehåller hög andel returfibrer, speciellt wellretur, men trots detta uppvisar en utomordentlig kom- bination av ljushet, ytvikt, fysikaliska egenskaper, etc.

Ett syfte med uppfinningen är sålunda att tillhanda- hålla en liner med hög andel returfibrer och därmed till ett relativt sett lågt pris.

Ett annat syfte är att tillhandahålla en liner med låg ytvikt, inte minst i toppskikt.

Ytterligare ett syfte är att tillhandahålla en liner med hög ljushet. Ännu ett syfte är att tillhandahålla en liner med goda fysikaliska egenskaper, t.ex. styrkevärden, såsom sprängindex, dragindex, rivindex och kompressionsindex.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen är ett syfte också att tillhandahålla ett förfarande för framställning av en kraftliner av ovan angivet slag, d.v.s. med någon eller några av ovan angivna karakteristika.

Ytterligare ett syfte med förfarandet enligt uppfin- ningen är att reducera eller eliminera den malbearbetning som konventionellt har krävts före arktillverkning.

Andra syften och fördelar med produkten och förfa- randet enligt uppfinningen kommer att framgå av nedanstå- ende mera detaljerade beskrivning av uppfinningen.

Närmare bestämt hänför sig uppfinningen enligt en första aspekt till en kraftliner i flerskiktskonstruktion med ett eller flera basskikt och ett eller flera topp- skikt, där det utmärkande för nämnda liner är att mera än 50 vikt-% av basskiktet (basskikten) pappersmassa, företrädesvis wellreturpappersmassa, att är bildat av retur- 10 15 20 25 30 35 LN PJ -A PJ PJ 3 massan för basskiktet (basskikten) är delignifierad till en delignifieringsgrad av 20-60% och blekt till en ljus- het överstigande 28% ISO och att toppskiktet (toppskik- ten) är bildat av pappersmassa med en ljushet överstigan- de 40% ISO och har en ytvikt av högst 60 g/mi Enligt uppfinningen har det sålunda visat sig att man kan åstadkomma en kraftliner med utomordentliga ka- rakteristika trots att en huvuddel av dess basskikt är baserat pà returpappersmassa, i synnerhet wellreturpap- persmassa. Det har t.o.m. befunnits vara möjligt att helt och hållet basera produktens basskikt på sådan returmassa samt att helt eller delvis använda sådan returmassa även i toppskiktet eller toppskikten. Detta innebär givetvis ett synnerligen väsentligt bidrag till tekniken inom det- ta område, inte minst ur kostnadssynpunkt.

En föredragen utföringsform av uppfinningen repre- senteras med andra ord av en liner, vari 70-100% vikt-% och allra helst 100 vikt-% av basskiktet eller -skikten utgörs av returpappersmassa och då företrädesvis wellre- turpappersmassa.

Delignifierings- eller uppslutningsgraden för bas- skiktsmassan på 20-60% bestäms på i och för sig känt sätt, t.ex. genom kappatalsanalys före och efter bearbet- ning.

Enligt en föredragen utföringsform av linern enligt uppfinningen är massan för basskiktet eller -skikten de- lignifierad till ett kappatal inom intervallet 25-60, ännu hellre 25-45. Kappatalet är ett mått på lignininne- håll och avser den mängd kaliumpermanganat som förbrukas av ett gram torrtänkt massa under fastlagda betingelser, varvid mängden är uttryckt i antal milliliter 20 mmol/l lösning. Det angivna kappatalet är i föreliggande fall bestämt enligt provningsmetoden SCAN Cl:77.

För blekningen av massan för basskiktet eller -skik- ten gäller företrädesvis att den är utförd till en ljus- het inom intervallet 28-50% ISO, ännu hellre 28-40% ISO, speciellt 30-40% ISO. ISO-ljushet, som avser egenreflek- 10 15 20 25 30 35 tansfaktorn vid en effektiv våglängd av 457 nm, är likaså en för fackmannen välkänd egenskap, som i föreliggande fall är uppmätt enligt den standardiserade provningsmeto- den SCAN P3:93.

Ett utmärkande särdrag för linern enligt uppfinning- en är att ytvikten hos toppskiktet eller -skikten kan hållas låg, nämligen högst 60 g/m2. Företrädesvis gäller härvid att nämnda skikt har en ytvikt inom intervallet 30-60 g/mz.

Den totala ytvikten för linern, d.v.s. basskikt plus toppskikt, ligger företrädesvis inom området 60-300 g/m2, ännu hellre 100-300 g/m2.

En föredragen konfiguration hos linern är att den har ett eller två, t.ex. ett, basskikt och ett eller två, företrädesvis ett, toppskikt.

Såsom har omtalats ovan gäller vidare att toppskik- tet (toppskikten) är bildat av pappersmassa med en ljus- het överstigande 40% ISO, varvid ett föredraget intervall är 40-85% ISO, speciellt 65-80% ISO.

Toppskiktet kan härvid bestà av blekt nymassa i form av barr- eller lövmassa eller blandningar av dessa, men uppfinningen har även visat sig vara tillämpbar pà fall där nymassan helt eller delvis är ersatt av returpappers- massa, t.ex. wellreturpappersmassa. Det vanliga vid an- vändning av en blandning av nymassa och returmassa är att dessa båda massor är samblekta till önskad ljushet.

Enligt en annan aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålles också ett förfarande för framställning av en kraftliner av ovan angivet slag, d.v.s. med ett eller flera basskikt och ett eller flera toppskikt, och med ka- rakteristika som gäller för ovannämnda liner. De före- dragna utföringsformer av ifrågavarande liner som har om- talats ovan gäller därför också för förfarandet för fram- ställning av denna och behöver därför inte upprepas här.

Utöver detta gäller dock att föredragna eller alter- nativa utföringsformer av själva förfarandet kommer att belysas närmare nedan. 10 15 20 25 30 35 E På få? HJ 5 Det utmärkande för förfarandet enligt uppfinningen är att man formar basskiktet (basskikten) av en pappers- massa som till mera än 50 vikt-% består av returpappers- massa, företrädesvis wellreturpappersmassa, att man utför en behandling för delignifiering och blekning av nämnda massa till en delignifieringsgrad av 20-60% respektive en ljushet överstigande 28% ISO och att man bildar toppskik- tet gande 40% ISO samt med en ytvikt av högst 60 g/m2. (toppskikten) av pappersmassa med en ljushet översti- För själva förfarandet gäller generellt att tekniken för formning av basskiktet eller basskikten samt för formning av toppskiktet eller toppskikten och för samman- fogningen av basskikt och toppskikt sker enligt i och för sig konventionell teknik. Detaljer för denna del av fram- ställningsprocessen kan därför hämtas från handböcker el- ler annan litteratur avseende framställning av en fler- skiktsliner, speciellt kraftliner.

Behandlingen för delignifiering och blekning av mas- san för basskiktet eller -skikten utförs likaså under ut- nyttjande av i och för sig kända tekniker, men en speci- ellt föredragen utföringsform av uppfinningen innebär att man utför behandlingen i ett eller flera steg med syrgas eller syrgas i kombination med väteperoxid. Antalet steg är härvid helst ett eller två.

Denna behandling, för vilken föredragna varianter kommer att beskrivas närmare nedan, har nämligen visat sig ge en regenerering eller uppgradering av massan och leda fram till en produkt med synnerligen fördelaktiga hàllfasthets- eller styrkeegenskaper, speciellt vad be- träffar sprängindex, kompressionsindex, dragindex och/eller rivindex, och detta trots att produkten sålunda till mycket stor del kan baseras på returpappersmassa, speciellt wellreturpappersmassa.

Vid behandlingen med kombinationen syrgas och väte- peroxid gäller att andelen väteperoxid företrädesvis är 0,1-2 viktprocent räknat på den behandlade massamängden. lO 15 20 25 30 35 För syrgasbehandlingen, vare sig denna sker med en- bart syrgas eller med syrgas i kombination med väteperox- id, gäller företrädesvis att syrgastrycket hàlles vid ett värde inom området 0,4-1,1 MPA.

Temperaturen för ifrågavarande behandling regleras lämpligen till ett värde inom intervallet 80-110°C.

En annan föredragen utföringsform av förfarandet re- presenteras av det fall då man utför behandlingen i när- varo av alkali, företrädesvis 1-25 viktprocent, räknat på massans vikt. Som alkali använder man härvid speciellt natriumhydroxid och/eller natriumkarbonat, allra helst natriumkarbonat. En intressant utföringsform i detta sam- manhang är utnyttjande av oxiderad grönlut som sagda al- kali, då detta exempelvis innebär miljöfördelar genom återvinning av använda kemikalier i en normal återvin- ningscykel i en sulfatfabrik.

Behandlingen sker dessutom företrädesvis i närvaro främst Mg och/eller Al. Detta metall- salt är lämpligen närvarande inom området 0,1-10 kg per av ett metallsalt, ton massa. Härigenom uppnår man höga verkningsgrader av använd väteperoxid.

Uppfinningen kommer slutligen att belysas ytterliga- re genom nedanstående konkreta utföringsexempel avseende framställning av ett antal kraftliners enligt uppfinning- en, vilket exempel förutom framställningsprocessen bely- ser fördelaktiga egenskaper och karakteristika för pro- dukten ifråga.

EXEMPEL I laboratorieskala framställdes ett antal linerark, vilka vart och ett bestod av ett basskikt och ett topp- skikt. enlighet med uppfinningen, dels obehandlad wellretur som Som basskikt användes dels wellretur behandlad i referens, och som toppskikt användes två olika nymassor.

Närmare bestämt användes som utgängsmassa för bas- skiktet en fabriksuppslagen wellretur som hade silats på laboratoriesil med slits 0,15 mm och med en finmaterial- 10 15 20 25 30 35 521 'FíZíÉZ 7 reduktion motsvarande ett totalutbyte av 92,7%. Egenska- perna för denna massa var följande: Ljushet % ISO 27,7 Ljusspridningskoefficient 31,5 Ljusabsorptionskoefficient 17,0 Malgrad MSR 44-50 Kappatal 66,3 Denna massa utsattes för en delignifierings- och blekningsbehandling i två steg med syrgas och väteperoxid (10 kg/ton massa). Behandlingen utfördes med start vid 103°C och ett syrgastryck av 1,1 MPa och med avslutning vid 110°C och ett syrgastryck av 0,5 MPa samt i närvaro av natriumkarbonat och magnesiumsulfat (2 kg/ton).

Den behandlade massan, (200 kg/ton massa) som härigenom delignifierades 38%, uppvisade följande egenskaper: Ljushet % Iso 31,5 Ljusspridningskoefficient 31,5 Ljusabsorptionskofficient 9,4 Blekutbyte % 94,7 Kappatal 45,2 Som massa för toppskiktet användes dels en TCF (= total chlorine free)-blekt björkmassa (nedan benämnd R2000), dels en blandning av TCF-blekt björkmassa och ECF(= elemental chlorine free)-barrmassa (nedan benämnd RW). Egenskaperna för dessa massor var följande: BÅQQQ RH Ljushet % ISO 69,8 83 Ljusspridningskoefficient 29,6 30,2 Ljusabsorptionskoefficient 0,5 0,2 Massorna för bas- respektive toppskikt formades var för sig till ark i en speciell "fransk arkform”. Dessa ark ”guskades” samman i vàtt tillstånd till bildning av tvàskikts laboratorielinerark. Totalvikten för dessa li- nerark var 100 g/m2 och fördelningen mellan basskikt och toppskikt var 60 g/m2 respektive 40 g/m2. Inga mäldtill- satser förekom. lO 15 20 25 8 De erhållna tvàskiktskonstruktioneerna uppvisade följande egenskaper: obehandlad obehandlad Behandlad Bahandlad wellretur wellretur Wellret?r Wellretgr i basskikt i basskikt 1 bassklkt 1 bassklkt + Rzooo i + Rw i + RZOÛ? 1 + RW 1_ toppskikt toppskikt toppsklkt toppsklkt Ljushet % 53 2 57 3 55 2 59 5 I I I I Sprängin- 299 300 322 327 dex MN/kg SCT-index 24,2 23,4 26,3 25,8 kNm/kg Dragindex 49 50,5 51,9 54,7 kNm/kg Sàsom framgår av dessa resultat uppvisar produkterna enligt uppfinningen väsentligt förbättrade styrkeegenska- per (storleksordningen 8-9% för sprängindex; 9-10% för SCT-index; 6-8% för dragindex) och detta i kombination med förbättrad slutljushet hos linern trots att mängden av dyr toppmassa har kunnat hållas låg.

Vad beträffar de uppmätta styrkevärdena skall det tilläggas att dessa i första hand får betraktas som rela- tiva eller indikativa värden, eftersom laboratorieark inte har samma arkdensitet som maskintillverkade ark.

Ett vanligt sätt för att förbättra ljusheten hos en liner är att använda fyllmedel i toppmassaskiktet. Ett antal försök utfördes med tillsats av kalcinerad lera som fyllmedel i varierande procentandel räknat på toppmassans vikt för en liner med enligt ovan behandlad wellretur i basskiktet och R2000 i toppskiktet. Ytvikten för basskik- tet var 60 g/m2 och för toppskiktet 40 g/m2.

Den erhållna ljushetsförbättringen var följande: l lm l L' ° I 4,3% 68,2 6,5% 71,7 9,2% 75,3 l2,7% 77,5

Claims (25)

10 15 20 25 30 35 52? 27129 PATENTKRAV

1. Kraftliner i flerskiktskonstruktion med ett eller flera basskikt och ett eller flera toppskikt och med en total ytvikt av 60-300 g/m2, k ä n n e t e c k n a d av att mera än 50 vikt-% av basskiktet (basskikten) är bil- företrädesvis wellreturpappers- (basskikten) fierad till en delignifieringsgrad av 20-60% och blekt dat av returpappersmassa, massa, att massan för basskiktet är deligni- till en ljushet överstigande 28% ISO, vilken delignifie- ring och blekning är àstadkommen medelst syrgas eller syrgas i kombination med väteperoxid och i närvaro av na- och att toppskiktet är bil- dat av pappersmassa med en ljushet överstigande 40% ISO triumkarbonat, (toppskikten) och har en ytvikt av högst 60 g/m2. k ä n n e t e c k n a d av (basskikten),

2. Liner enligt krav 1, att 70-100 vikt-% av basskiktet vis 100 vikt-%,

3. Liner enligt krav 1 eller 2, företrädes- utgörs av returpappersmassa. k ä n n e t e c k - (basskikten) lignifierad till ett kappatal inom intervallet 25-60, fö- n a d av att massan för basskiktet är de- reträdesvis 25-45.

4. Liner enligt något av de föregående kraven, k å n n e t e c k n a d av att massan för basskiktet (basskikten) 28-50% ISO, ISO.

5. Liner enligt något av de föregående kraven, är blekt till en ljushet inom intervallet företrädesvis 28-40% ISO, speciellt 30-40% k å n n e t e c k n a d av att pappersmassan för topp- skiktet har en ljushet inom intervallet 40-85% ISO, spe- ciellt 65-80% ISO.

6. Liner enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att toppskiktet har en ytvikt av 30-60 g/mf

7. Liner enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att dess totala ytvikt ligger inom 100-300 g/m2.

8. Liner enligt något av de föregående kraven, lO 15 20 25 30 35 521 7222 JO k ä n n e t e c k n a d av att den har ett eller tvà basskikt och ett eller tvà, företrädesvis ett, toppskikt.

9. Liner enligt något av de föregående kraven, k ä n- helt eller delvis är bildat av returpappersmassa, t.ex. well- n e t e c k n a d av att toppskiktet (toppskikten) returpappersmassa.

10. Förfarande för framställning av en kraftliner med ett eller flera basskikt och ett eller flera topp- skikt, k ä n n e t e c k n a t skiktet (basskikten) 50 vikt-% bestàr av returpappersmassa, företrädesvis av att man formar bas- av en pappersmassa som till mera än wellreturpappersmassa, att man utför en behandling för delignifiering och blekning av nämnda massa till en de- lignifieringsgrad av 20-60% respektive en ljushet över- stigande 28% ISO, varvid behandlingen utförs med syrgas, eller syrgas i kombination med väteperoxid, i ett eller flera steg och i närvaro av natriumkarbonat, och att man bildar toppskiktet (toppskikten) av pappersmassa med en ljushet överstigande 40% ISO samt med en ytvikt av högst so g/mz.

11. Förfarande enligt krav 10, k ä n n e t e c k - n a t av att man utför behandlingen med syrgas eller syrgas i kombination med väteperoxid i ett eller tvà steg.

12. Förfarande enligt krav 11, k ä n n e t e c k - n a t av att andelen väteperoxid är 0,1-2 vikt-%, räknat pà behandlad massamängd.

13. Förfarande enligt krav 11 eller 12, k ä n n e - t e c k n a t av att man utför behandlingen vid ett syr- gastryck inom området 0,4-1,1 MPa.

14. Förfarande enligt något av kraven 11-13, k ä n - n e t e c k n a t av att man utför behandlingen vid en temperatur inom intervallet 80-110°C.

15. Förfarande enligt något av kraven 10-14, k ä n- n e t e c k n a t av att andelen natriumkarbonat är 1-25 vikt-%, räknat pá massans vikt.

16. Förfarande enligt krav 15, k ä n n e t e c k - 10 15 20 25 30 35 521 722 H n a t av att man använder natriumkarbonatet i form av oxiderad grönlut.

17. Förfarande enligt något av kraven 10-16, k ä n - n e t e c k n a t av att man utför behandlingen i närva- ro av ett salt av Mg och/eller Al inom området 0,1-10 kg per ton massa.

18. Förfarande enligt något av kraven 10-17, k ä n - n e t e c k n a t av att man utför behandlingen till ett kappatal inom intervallet 25-60, företrädesvis 25-45.

19. Förfarande enligt något av kraven 10-18, k ä n - n e t e c k n a t av att man utför behandlingen till en ljushet inom intervallet 28-50% ISO, företrädesvis 28-40% ISO, speciellt 30-40% ISO.

20. Förfarande enligt något av kraven 10-19, k ä n- n e t e c k n a t av att man bildar toppskiktet (topp- skikten) av en massa med en ljushet inom intervallet 40- 85% ISO, speciellt 65-80%.

21. Förfarande enligt något av kraven 10-20, k ä n- n e t e c k n a t av att man bildar toppskiktet (topp- skikten) med en ytvikt av 30-60 g/mf

22. Förfarande enligt något av kraven 10-21, k ä n- n e t e c k n a t av att man formar basskiktet (basskik- ten) av en massa som till 70-100 vikt-%, företrädesvis 100 vikt-%, utgörs av nämnda wellpappretur.

23. Förfarande enligt något av kraven 10-22, k ä n- n e t e c k n a t av att man framställer en liner med en total ytvikt av 60-300 g/m2, företrädesvis 100-300 g/m2.

24. Förfarande enligt något av kraven 10-23, k ä n- n e t e c k n a t av att man framställer en liner med ett basskikt och ett eller två, företrädesvis ett, topp- skikt.

25. Förfarande enligt något av kraven 10-24, k ä n - n e t e c k n a t av att man bildar toppskiktet (topp- skikten) helt eller delvis av returpappersmassa, t.ex. wellreturpappersmassa.