NO131684B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av avispapir.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av avispapir med øket strekkfasthet og bruddstyrke inneholdende minst 65% mekanisk masse. Selv om uttrykket "avispapir" i alminnelighet oppfattes som den type papir aviser trykkes på menes det i denne sak mer generelt papir som for størstedelen inneholder mekanisk masse, fortrinnsvis fra langfibrede treslag. Når papiret inneholder 65% mekanisk masse, er resten kjemisk masse, f.eks. ubHcet sulfittmasse eller liknende. Avispapir som varierer alt etter den type rotasjonspresse som anvendes, kan inneholde fra 70-80% mekanisk masse mens resten er kjemisk masse. Normalt er avispapir ikke tilsatt fyllstoff, men noen ganger kan et fyllstoff, f.eks. leire, tilsettes i mengder opp til 5-6%. En definisjon av avispapir finnes f.eks. i "United Tariff Act of 1930" der det foreskrives ikke mindre enn 70% mekanisk masse med 30% bleket sulfatmasse og opptil 80% mekanisk masse med 20% bleket sulfatmasse. I henhold til denne definisjon kan blandinger av sulfat- og sulfittmasser benyttes, men ikke mer enn 25% av det hele.

Hastigheten på rotasjonspresser for trykking av aviser

har økt jevnt og hastigheter på 300 m/min. er idag ikke uvanlig. Større hastigheter i rotasjonspressen fører imidlertid til større fare for at papirhanen brister og dermed til tap av trykketid, problemer med å overholde tidsfrister til regelmessig utgivelse etc. Slike brudd er derfor meget kostbare', og det har vært satset meget

på å forbedre avispapir slik at bruddene kan reduseres til et minimum.

For å øke papirbanens styrke er det foreslått å øke an-delen av kjemiske fibre i papiret, f.eks. av sulfittmasse fra gran eller andre bar-treslag i forhold til mengden av mekanisk masse.

Da imidlertid prisen på kjemisk masse er dobbelt så høy som prisen

på mekanisk masse og da et økende innhold av kjemiske fibre ikke bedrer papirets trykkeegenskaper, men til og med kan gå ut over disse, er en økning av innholdet av kjemisk masse ikke blitt møtt med noen særlig velvilje i fagkretser. Et annet problem oppstår når det gjelder innretningen av papirbanene, noe som får stadig større viktig-het med en økende bruk av fargetrykk i aviser. Normalt blir fargetrykket påført papirhanen i en egen trykkepresse. Deretter føres papiret over til hovedpressen der papirets bakside påtrykkes. Det er klart at den trykte tekst på den ene side og fargetrykket på den annen side må passe nøyaktig overens fordi en feil her vil øke fra side til side. I alminnelighet vil problemet vedrørende innretning og tilpasning lettere kunne løses hvis papirhanen har tilstrekkelig styrke og strekkbarhet til at den kan strekkes det som er nødvendig.

En annen ulempe er at avispapir på samme måte som andre banelagte papirsorter er hva man kaller "tosidet", det vil si at den side av papiret som formes mot Pourdrinier-viren er mindre glatt enn den annen side som ofte kalles filtsiden.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til et avispapir som ikke har de ovennevnte ulemper og dessuten har andre fordeler som fremgår av den følgende beskrivelse. Oppfinnelsen bygger på det forhold at når et avispapir, fortrinnsvis under fremstillingen og mens papirhanen er forholdsvis fuktig, underkastes en kontrollert sammentrykkende krymping i papirbanens lengderetning får papiret en stor 'evne til å absorbere strekkenergi, hvorved de ovennevnte ulemper oppheves og papiret får andre gode egenskaper.

Selv om ideen med å krympe spesielle papirsorter ikke er ny i seg selv og kjent f.eks. fra U.S. patent nr. 2.624.245, måtte man overvinne en rekke fordommer før man kunne nærme seg de ovenfor forklarte problemer når det gjelder avispapir. Således hadde man f.eks. den innstilling at avispapir på grunn av den dårlige binding mellom fibrene, ikke ville la seg krympe og sammenpakke i det hele tatt på en tilfredsstillende måte, særlig i betraktning av det faktum at materialbanen før sammentrykkende krymping måtte ha et ganske stort fuktighetsinnhold, det vil si 30% eller mer, og i en slik tilstand ville konvensjonelt avispapir ikke være i stand til å tåle en sammentrykkende krymping, spesielt ved de hastigheter avispapir fremstilles med, nemlig 600-700 m/min. eller mer. En annen fordom skyldtes den erfaring man hadde med sammenpakkende krymping når det gjaldt papirsorter med stort innhold av kjemiske fibre, og en krymping på minst 10%, og man visste ikke om avispapir ville holde på en krymping eller sammenpakning på 5% eller mindre. Den tredje vanskelig-het var at man ikke kjente til om en sammenpakkende krymping på f.eks. 4%, om den ble holdt av papiret, ville gjøre papiret slapt og lite spenstig, mens det fjerde punkt angår oppførselen av sammenpakket avispapir ved kallandertrinnet, et forhold som også var ukjent, og man fryktet for at den større strekkbarhet ville føre til bretter og folder i kallanderen.

Nøye forsøk som ble utført ved anvendelse av kontrollert sammenpakkende krympning av avispapir viste imidlertid helt uventet at denne løsning på problemene var mulig. En sammenpakning eller komprimering av papiret på denne måte på 4% eller mindre viste seg således å føre til forbedringer i en rekke henseender, hvorved papiret kunne kjøres i hurtigløpende rotasjonspresser med et minimum av brudd, samtidig med at egenskapene "når det gjalddt trykkingen ble bedre og dessuten ble tosidigheten i høy grad eliminert.

Et ytterligere og fremtredende trekk ved oppfinnelsen er at den setter en papirfabrikant i stand til å levere papir til tryk-keren med et vesentlig lavere fuktighetsinnhold enn det ofte er til- feilet fordi papirfabrikanten ikke lenger behøver å la papiret ha et så høyt fuktighetsinnhold av hensyn til papirets strekkenergi-absorpsjon. Dette forhold mellom fuktighetsinnhold og absorpsjon av strekkenergi fremgår av fig. 6 som det vises til nedenfor. Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen består i at papirhanen utsettes for en sammenpakkende krepping som er større enn den man ønsker i det ferdige produkt, hvoretter banen strekkes for å oppheve noe av krympingen og for at det skal bli tilbake i papirhanen den ønskede strekkbarhet, og f.eks. kan den endelige krepping være 4% eller mindre.

Vanlig papir kan som regel ikke trykkes på en tilfredsstillende måte i offset på grunn av lodannelse, og dette forhold blir tydeligere når man vet at det ofte kreves at papir for offset-trykking skal tåle voks nr. 11 på Dennison-skalaen. På grunn av den virkning sammenpakningsanordningen har antas det at det behandlede papir blir mindre tilbøyelig til napping, og det kan benyttes i offsetpresser der det ubehandlede papir ikke er egnet eller fremgangs-måten i henhold til oppfinnelsen kan anvendes for å bedre egenskapene ved avispapir som har et lavt innhold av kjemisk masse som ellers ikke ville være egnet for formålet. På denne måte kan man dra fordel av de hensiktsmessige egenskaper mekanisk masse har når det gjelder trykkbarheten.

Nok en fordel får man ved at forskjellen i overflate-struktur på papirets to sider oppheves, og av den grunn er det mindre behov for kallandrering. Dette fører igjen til at man får langt mindre risiko for utvalset forlengelse av papirhanen i kallanderen. Hvis nemlig de første passasjer i kallanderen fører til en forlengelse av papirhanen slik at det oppstår en slakk vil det lett fore-komme bretter som vil skjære i papiret når de passerer mellom de derpå følgende kallandervalser.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravet gjengitte trekk, og for at oppfinnelsen lettere skal kunne forstås vil den i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningene der: Fig. 1 og la, sett fra siden, skjematisk viser en kjent maskin til fremstilling av avispapir som dessuten er utstyrt med en sammenpakningsanordning til utførelse av den sammenpakkede krympning,

fig. 2 viser, i forstørret målestokk, en kjent sammenpakningsanordning som benyttes,

fig. 3 viser en annen form for sammenpakningsanordningen som også er tidligere kjent,

fig. 4 viser fig. 3 sett fra siden og fra venstre,

fig. 5 viser et forstørret snitt tatt etter linjen 5-5

på fig. 4 og

fig. 6 viser de kurver som fremkommer når verdiene for strekkenergiabsorbsjonen (T.E.A.) målt i maskinretningen og på tvers av denne tegnes opp både for sammenpakket og ikke sammenpakket avispapir.

På fig. 2 omfatter den førstnevnte utførelsesform for sammenpakningsanordningen 3 løperuller 10, li og 12 som sammen med en stav 13 holder et tykt belte 15 av gummi mot en varm trommel 16 over en del av dennes omkrets, og staven har en konveks flate som ligger an mot beltet. Staven 13 og de tilhørende anordninger, det vil si beltet 15 og rullene 10-12, holdes slik at de kan stilles mot og bort fra trommelen 16 ved hjelp av ikke viste innretninger, og det finnes også innretninger sorn muliggjør sidebevegelse av staven 13 i forhold til trommelen 16. På denne måte kan graden av beltets omslutning av trommelen 16 såvel som den kraft det trykker materialbanen P mot trommelen med varieres etter behov. Det skal påpekes at når beltet 15 vender sin krumning etter passajse under staven 13

vil innsiden av beltet som vendar mot trommelen bli forkortet og bevege seg langsommere enn trommelens overflate og denne virkning tjener til å pakke sammen fibrene i papirhanen P i lengderetningen og man får en krympning av banen uten samtidig krepping av denne. Trommelen 16 varmes opp med ikke viste innretninger, f.eks. damp som tilføres det indre av trommelen. Den varme trommel sørger for en oppvarming av papirhanen mens vannet som varmes opp i papirhanen fører til en mykhet og større bøyelighet i banens fibre. Friksjons-koeffisientene mellom det fuktige papir og den oppvarmede trommel 16 er forholdsvis lav ved trommeltemperaturer på rundt 100°C eller mer, og særlig er den lav sammenliknet med friksjonskoeffisienten mellom papirhanen og den flate av beltet 15 papirhanen er i kontakt med. Man skal merke seg at beltet 15 ikke drives separat, men får sin bevegelse fra kontakt med papirhanen P. Derfor må trykket mellom beltet 15 og trommelen 16 være slik at beltet drives. Kontakt-vinkelen for beltet 15 og trommelen 16 vil også avhenge av hvor stor krympning man måtte ønske. For det formål det her er tale om har en

vinkel på 20-60° vist seg å være tilfredsstillende.

For å bli så sterkt som mulig bør det papir som behandles være nylaget uten å ha blitt tørket i høyere grad enn til den beste verdi for den sammenpakkende krympning. Anvendelse av sammenpakkende krympning på avispapirbaner i denne tilstand er vist på fig. 1 og IA. På fig. IA ser man en del av den såkalte våtseksjon eller Fourdrinier-seksjon der man blant de vanlige komponenter finner viren 20, dekkel-bordet 21 og guskvalsen 22. Presseseksjonen er videre vist skjematisk ved 25 og etter denne står det en vanlig tørke 26 som er utstyrt med en øvre filt 27 og en nedre filt 28. Normalt vil fuktighetsinnholdet i papirbanen når denne forlater presseseksjonen, være på rundt 66% eller mer, noe som er for høyt til at banen kan føres til sammenpakningsanordningen. Sammenpakningsanordningen som tidligere er beskrevet og her er betegnet med 30 er derfor anbrakt i tørketrinnet 26 ved et punkt der fuktighetsinnholdet i materialbanen ligger fra 30-50% (fortrinnsvis 32-38%). Etter å ha passert gjennom sammenpakningsanordningen 30 blir papiret videre tørket til den ønskede verdi, f.eks. fra 4-10% (fortrinnsvis 5-7%) når det gjelder fuktighetsinnholdet i det ferdige papir ved hjelp av de anordninger som er vist og som består av tørkevalser og filter på samme måte som på venstre side av den beskrevne sammenpakningsanordning 30. Det tørkede papir blir så ført til kallanderen 35.

Man vil se av fig. 1 at viresiden av papirbanen er den

som holdes i berøring med trommelen 16 og den glattende virkning av dette i kombinasjon med den krympning beltet 15 utfører vil være effektiv når det gjelder å redusere og kanskje helt eliminere den tosidethet som avispapir normalt har. For dette formål og for riktig krympning av papirbanen anbefales disse detaljer: overflaten av trommelen 16 skal være glatt krom, støpejern etc, mens gummibeltet 15 skal ha enDurometerhardhet på 60 og trykket i nypet mot beltet

15 skal ligge fra 1,35 - 5,5 kg/lineære cm, mens strekket i beltet skal være 1,1 kg/lineære cm. Trommelen 16 holdes på en temperatur på 110-122°C på utsiden. Papirets filtside blir også glattet ut, men ikke så meget som viresiden i den her beskrevne anordning. På denne måte får man en kontrollert sammenpakkende krympning i papirbanens lengderetning. Ved foreliggende eksempel kan det antas at den prosent-vise krympning papirbanen underkastes vil øke banens strekkbarhet med omtrent denne verdi. For eksempel kan den opprinnelige strekk barhet av papiret være 1%og papirbanen kan være sammenpakket eller krympet omtrent 4%. Da vil den strekning papirbanen kan utsettes for før den brister være omtrent 5%. Det tas,sikte på at papirbanen etter krympetrinnet skal ha en total strekkbarhet på 2-5% eller noe høyere i maskinretningen.

Det er ønskelig at den såkalte fuktighetsprofil, det vil si variasjonen i fuktighet i papirbanen på tvers av denne holdes innenfor forholdsvis snevre grenser, det vil si pluss eller minus 3-5%, fordi variasjonen i fuktighetsinnholdet vil få den sammenpakning som papirbanen er utsatt for til å variere. Midler som holder fuktighetsprofilen innenfor de angitte grenser er imidlertid vel-kjente og behøver ikke beskrives nærmere her.

Ved å bearbeide en papirhane av mekanisk masse kan banens egenskaper endres som angitt i den følgende tabell.

I linjene 3 og 4 betyr tallene i parentes forskjellen mellom total strekning og såkalt primitiv strekning.

I denne tabell, sett sammen med kurvene på fig 6 som er basert på tabellen (med bare strekkenegiabsorbsjonen i maskinretningen og på tvers av maskinretningen) ser man at størrelsen av den forlengelse som avispapiret får er forskjellen mellom verdiene under tittelen "sammenpakkede prøver" og den såkalte strekk som står under tittelen "kontrollprøver". Disse forskjeller er antydet med tallene i parentes i linjene 3 og 4. Generelt sett kan man si at den ønskede strekkbarhet i maskinretningen ligger rundt 2 unntagen for papir med høyere fuktighetsinnhold som man normalt ikke har i ferdig papir. Man skal også merke seg at økningen av strekkbarheten i maskinretningen fører til en økning av strekkbarheten på tvers av maskinretningen, noe som er en fordel særlig når det gjelder rivestyrke. Om-rådet mellom kurven "MD sammenpakket" og kurven "MD kontroll" angir den betydelige økning man får i strekkenergiabsorpsjonen (TEA). Kurven viser også det faktum at forbrukeren av det sammenpakkede papir ikke behøver ha høyt fuktighetsinnhold for å få høy strekk-energiabsorps jon .

For forklaringens skyld når det gjelder foreliggende oppfinnelse antas det at den ekstra strekkbarheten papirbanen får vil variere, som nevnt ovenfor, fra omtrent 2% eller like under til omtrent 4% mens strekkenergiabsorpsjonen i det ferdige papir vil variere fra 0,15 til omtrent 0,35 pund tomme/kvadrat tomme.

Det følgende er en kort beskrivelse av den type sammenpakningsanordning som er vist på fig. 3 og 4.

Her er et par valser 40, 41 slik lagret at papirbanen P' kan føres inn i nypet mellom dem. Den øvre valse 40 har et forholdsvis mykt, ytre belegg 42 av gummiliknende materiale, mens den nedre valse 41 har en polert metallflate på samme måte som valsen 16. Valsene 40, 41 er slik lagret at nyptrykket kan stilles inn etter ønske. For å få til dette er den øvre valse 40 lagret i lagre 43,

44 i de øvre ender av toarmede vektstenger 46, 47 i stendere 50, 51 på svingetapper, hvorav en er vist ved 53 på fig. 3. Den øvre ende av den toarmede vektstang 46 er svingbart festet til et ledd 53a som på sin side er tilsluttet et ikke vist stempel i en sylinder 54

i stenderen 51. På samme måte er den nedre ende av den toarmede vektstang 47 tilsluttet et stempel i en sylinder 55 på stenderen 50.

Ved å påvirke stemplene i sylindrene 54, 55 ved hjelp av luft eller

annet fluidum som under trykk tilføres sylindrene kan nyptrykket mellom valsene 40, 41 varieres etter behov.

For å drive den nedre valse 41 er det anordnet en elektrisk

motor 60 som er tilsluttet et reduksjonsgir 61 og en aksel 62 med fleksible koplinger 63, 64 av vanlig type. Akselen 62 er lagret ved 65 og ved hjelp av lageret 66 bærer denne valsen 41 som vist.

Valsen 40 drives fortrinnsvis ved virkningen av valsen 41

som trekker den førstnevnte ved hjelp av papirbanen P<*>. Det er et trekk ved denne type anordninger at den forholdsvis myke øvre valse 40 dreier seg med noe mindre overflatehastighet enn den nedre valse

41 og for å variere denne hastighetsforskjell mellom valsene finnes det en brems 68 med en trommel 69 som står i en stender 70. For å

kunne stille den øvre valse 40 mot eller bort fra den nedre valse 41

er bremsetrommelen 69 forbundet med valsen 40 ved hjelp av en aksel 71 som har universalledd 72, 73 av vanlig type.

Som vist på fig. 5 ligger den nedre harde valse 41 i an-

legg mot den øvre valse med tilstrekkelig kraft til at den biter inn i gummilaget 42, med dermed følgende deformasjon av dette, for å

holde papirbanen i anlegg over et forholdsvis stort berøringsområde.

Ved at friksjonen mellom laget 42 og oversiden av papirbanen er

større enn friksjonen mellom undersiden av papirbanen og overflaten av valsen 41, og på grunn av den lavere overflatehastighet av valsen 40 sammenliknet med valsen 41, blir materialbanen pakket sammen og krympet, hjulpet av f.eks. fuktighetsinnholdet i materialbanen og om det ønskes, høyere temperatur. Høyere temperatur kan man f.eks.

få ved å forvarme papirbanen på tørkevalsene og dessuten kan den nedre valse 41 være utstyrt med innvendige varmeanordninger. Deretter blir papirbanen etterat den er krympet og sammenpakket, tørket på

vanlig måte slik som vist for papirbanen P på tegningene.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av avispapir med øket strekkfasthet og bruddstyrke, og inneholdende minst 65% mekanisk masse, karakterisert ved at papirbanen i papir-maskinen og med et fuktighetsinnhold på mellom 30 og 50% og fortrinnsvis ved en temperatur på mer enn 9 3 C, underkastes en komprimering i banens lengderetning på mer enn en valgt verdi mellom 2 og 4%, idet papirbanen på i og for seg kjent måte føres mellom en

   sylinder med stiv og glatt overflate og en sylinder med elastisk overflate som beveger seg med mindre lineær hastighet enn den annen sylinder, hvoretter banen strekkes, til den valgte verdi på mellom 2 og 4% når det gjelder komprimeringen og tørkes.