RS55754B1

RS55754B1 - Kompozicija vlaknastih materijala

Info

Publication number: RS55754B1
Application number: RS20170230A
Authority: RS
Inventors: Uwe D'agnone
Original assignee: Uwe D'agnone
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2017-07-31
Also published as: SI2825699T1; KR20140143177A; CA2867056C; IN2014DN08383A; EP2825699B1; CN104271834A; AP2014008010A0; PT2825699T; HRP20170354T1; BR112014022557B1; PL2825699T3; US9976255B2; KR101840514B1; DK2825699T3; LT2825699T; ZA201406498B; EP2825699A1; ES2617343T3; WO2013135632A1; CY1118697T1

Description

Opis pronalaska

[0001]Predmetni pronalazak se odnosi na kompoziciju vlaknastih materijala, a naročito za primenu u proizvodnji papira, lepenke, kartona, supstrata za štampu, izolacionih ili prigušnih materijala, ploča vlaknatica, materijala za punjenje, kao i na postupak za proizvodnju takve smeše vlaknastih materijala.

[0002]Smeše vlaknastih materijala su poznate iz stanja tehnike. Za ove svrhe se u stanju tehnike primenjuju vlaknasti materijali koji sadrže drvo i vlaknasti materijali koji ne sadrže drvo, a koji se u suštini dobijaju iz drvenastih biljaka. Za ove svrhe se odgovarajuće biljke, kao što su, na primer, trupci, usitnjavaju i prerađuju, bilo kao mehanička ili hemijska pulpa, iz koje se odstranjuju bar značajni delovi lignina koji je sadržan u drvetu. Odgovarajući vlaknasti materijali se takođe delimično prilagođavaju optičkim i mehaničkim zahtevima, na primer, beljenjem ili mlevenjem, pa se zatim dalje prerađuju.

[0003]Nedostatak kompozicija vlaknastih materijala poznatih iz stanja tehnike, kao i postupaka za njihovu proizvodnju je što je za defibraciju (razvlaknjavanje), a naročito drveta, drvenih trupaca ili ostataka drveta posle testerenja, potrebno veoma mnogo energije, dok kod proizvodnje celuloze postoje veliki troškovi za tehnologiju za izvođenje postupka, kao i za velike količine hemijskih pomoćnih materija i vode koje se moraju upotrebiti. Pored toga, drvo koje treba da se upotrebi za ove svrhe mora da se kultiviše tokom relativno dugog vremenskog perioda, pre nego što može da se dopremi u proces pripreme radi proizvodnje vlakana. Dalje, za ove svrhe su potrebni relativno visoki troškovi transporta.

[0004]Za ove svrhe su iz stanja tehnike poznati EP 2 374 930 Al, koji se odnosi na proizvodnju i upotrebu sirovog papira, zatim GB 543 972 A, koji se odnosi na poboljšanja pri proizvodnji papira, i EP 281 811 Al, koji se odnosi na porozni apsorbent, kao i na postupak za proizvodnju, odn. korišćenje jednog takvog apsorbenta.

[0005]Polazeći od ovog stanja tehnike za smeše vlaknastih materijala i njihovu proizvodnju, cilj predmetnog pronalaska je da se bar delimično smanje ili izbegnu nedostaci koji su poznati iz stanja tehnike.

[0006]Ovaj cilj je ostvaren pomoću smeše vlaknastih materijala prema zahtevu 1 i postupkom za proizvodnju ove smeše vlaknastih materijala prema zahtevu 8. Poželjni primeri izvođenja kompozicije vlaknastih materijala i postupka su predmet odgovarajućih zavisnih zahteva. Ovaj cilj je dalje ostvaren primenom vlaknastog materijala za proizvodnju proizvoda prema zahtevu 16.

[0007] Kompozicija vlaknastih materijala prema pronalasku sadrži unapred određeni udeo svežih vlakana i/ili starog papira, koji pored pomoćnih materija i vode takođe sadrži i unapred određeni udeo vlakana vanila trave i/ili šaše i/ili morske trave i/ili algi. Težinski udeo vlakana vanila trave, šaše, morske trave i/ili algi (pojedinačno ili u kombinaciji) u smeši vlaknastih materijala se nalazi između 1 i 100 težinskih procenata u odnosu na ukupnu masu materijala i određuje se kao udeo materijala posle sušenja u peći.

[0008] Za određivanje udela materijala posle sušenja u peći se ukazuje na odgovarajuće standarde za određivanje gustine materijala, sadržaja suve materije i/ili rezidualne vlage.

[0009] Pod svežim vlaknima ili starim papirom se prema predmetnom pronalasku podrazumevaju vlaknasti materijali koji su izabrani iz grupe koja sadrži pulpu sa dugim vlaknima, pulpu sa kratkim vlaknima, hemijski delignifikovane vlaknaste materijale, sulfatnu pulpu, sulfitnu pulpu, pulpe iz procesa sa sodom ili organoceluloznih procesa, pamučnu pulpu, mehaničku pulpu, termomehaničku pulpu, pulpu od samlevenog drveta, hemotermomehaničku pulpu, stari papir, a naročito vrste A - D: lošije vrste; E - J: srednje vrste; K - U: bolje vrste; V - W: kvalitetne vrste i X: specijalne vrste, beljenu hemijsku pulpu, njihove kombinacije i slično. Pri tome takođe treba imati u vidu da će u okviru predmetnog pronalaska napred navedeni vlaknasti materijali biti mehanički i/ili hemijski prethodno tretirani. Ovo naročito obuhvata mlevenje i/ili sečenje vlakana, ali i beljenje i/ili hemijsko mlevenje ovih vlaknastih materijala. Beljenje se može izvesti oksidativno, ili reduktivno ili se može sastojati od odgovarajućih faza beljenja u kombinaciji. Dalje, vlaknasti materijali takođe mogu biti prethodno tretirani enzimski đa bi se, na primer, smanjio otpor pri mlevenju vlaknastog materijala.

[0010] Pored gore navedenih i prethodno definisanih vlaknastih materijala, kompozicija vlaknastih materijala prema pronalasku takođe sadrži unapred određeni udeo vlakana vanila trave i/ili šaše. Ova vlakna trave se prvenstveno pripremaju od osušene, delimično osušene ili sveže trave koja je prvenstveno izabrana iz grupe koja sadrži sledeće: klasače, prave trave i oštrice, kao i šaše iz rodova Poaceae i Cvperaceae, a naročito trave iz potfamilija Anomochlooideae, Pharoideae, Puelioideae, Bambusoideae, Ehrhartoideae, Pooideae, kao što su, na primer, Tribus Aveneae, Tribus Poeae, Tribus, Triticeae Aristidoideae, Danthonioideae, Arundinoideae, Chloridoideae, Centothecoideae, Panicoideae, kao što su, na primer, Saccarum officinarum i Micrairoideae, a naročito Agrostis canina - pasja rosulja; Agrostis capillaris - rosulja; Agrostis stolonifera - bela rosulja; Agrostis vinealis - smeđa rosulja; Aira caryophyllea - busasta metlača; Aira praecox - rana busika; Alopecurus geniculatus - kolenčasti repak; Alopecurus mvosuroides - poljski repak; Alopecurus pratensis - livadni repak; Ammophila arenaria - brula; Anthoxanthum aristatum - osata mirisavka; Anthoxanthum odoratum - obična mirisavka; Apera špica - venti - stršac obični; Arrhenatherum elatius - francuski ljulj; Avena fatua - divlji ovas; Avena sativa - ovas; Brachvpodium pinnatum - perasta pasjača; Brachvpodium svlvaticum - šumska pasjača; Briza maxima - treslica; Briza media - zvečac; Bromus arvensis - klasača obična; Bromus benekenii - ovsika; Bromus carinatus - planinski ovsik; Bromus commutatus - zamenjeni ovsik; Bromus erectus - stoklasa uspravna; Bromus hordeaceus - meka stoklasa; Bromus inermis - tupi ovsik; Bromus madritensis - sredozemni ovsik; Bromus secalinus - ražasti ovsik; Bromus sterilis - neplodni ovsik; Bromus tectorum - krovni ovsik; Calamagrostis arundinacea - šumska šašuljica; Calamagrostis epigejos - kopnena šašuljica; Catapodium rigidum - primorski ljulj; Coix lacrvma - jobi - jovove suze; Cortaderia selloana - pampas trava; Corvnephorus canescens - gladica; Cvnodon dactvlon - zubača; Cvnosurus cristatus - petlova kresta; Dactvlis glomerata - ježevica; Danthonia decumbens - trozubka; Deschampsia cespitosa - busika; Deschampsia flexuosa - sitni bus; Deschampsia setacea - savitljiva busika; Digitaria ischaemum - glatka svračica; Digitaria sanguinalis - obična svračica; Echinochloa crus - galli - veliki muhar; Echinochloa muricata - proso korovsko; Elvmus caninus - pasja pirevina; Elvmus repens - pirevina; Eragrostis albensis - bela kosmatka; Eragrostis curvula - kriva kosmatka; Eragrostis minor - mala kosmatka; Eragrostis multicaulis - višelisna kosmatka; Festuca arundinacea - barska vlasula; Festuca filiformis - vlasasta vlasulja; Festuca gigantea - golema vlasulja; Festuca pratensis - livadska vlasulja; Festuca rubra - crvena vlasulja; Glvceria fluitans - plivajuća pirevina; Glvceria maxima - velika pirevina; Glvceria maxima - velika pirevina; Helictotrichon pratense - livadski vijuk; Helictotrichon pubescens - dlakavi vijuk; Helictotrichon pubescens - dlakavi vijuk; Holcus lanatus - vunenasta medunika; Hordelvmus europaeus - maljenica; Hordeum jubatum - divlji ječam; Hordeum murinum - stoklasa; Hordeum vulgare - obični ječam; Koeleria macrantha - nežna smilica; Koeleria pvramidata - pirimidalna smilica; Lolium multiflorum - višecvetni ljulj; Lolium perenne - obični ljulj; Lolium remotum - razmaknuti ljulj; Lolium temulentum - debelovlatni ljulj; Melica ciliata - trepavičavi mekuš; Melica nutans - kimajući mekuš; Melica uniflora - jednocvetni mekuš; Milium effusum - šumska prosulja; Miscanthus floridulus - slonova trava; Miscanthus sacchariflorus - slatkocvetni miskantus; Miscanthus sinensis - kineski miskantus; Miscanthus sinensis 'Variegatus' - kineski šaš; Miscanthus sinensis 'Variegatus' - kineski šaš; Molinia arundinacea - velika molinija; Molinia caerulea - modra beskoljenka; Nardus stricta - stegnuta tvrdača; Panicum capillare - vlasasto proso; Panicum miliaceum - obično proso; Panicum riparia - priobalno proso; Pennisetum setaceum - kineska ukrasna trava; Pennisetum villosum - fontana trava; Phalaris arundinacea - tokavica; Phalaris canariensis - kanarska trava; Phleum phleoides - popino prase; Phleum pratense - mačiji repak; Phragmites australis - trske; Poa annua - jednogodišnja livadarka; Poa bulbosa - lukovičasta livadarka; Poa chaixii - brdska vlasnjača; Poa compressa - spljoštena livadarka; Poa nemoralis - gorska vlasnjača; Poa palustris - livadarka; Poa pratensis - prava livadarka; Poa trivialis - obična livadarka; Polypogon monspeliensis - francuska bradica; Puccinellia distans - vanila trava; Secale cereale - raž; Sclerochloa dura - obična tvrdika; Setaria italica - italijanski proso; Setaria pumila - sivi muhar; Setaria verticillata - lepljivi muhar; Setaria viridis - zeleni muhar; Sorghum bicolor - obični sirak; Sorghum halepense - divlji sirak; Trisetum flavescens - zlatnožuti ovsik; Tritikale; Triticum aestivum - obična pšenica; Triticum dicoccon - dvozrna pšenica; Triticum durum - durum pšenica; Triticum monoccocum - sitna spelta; Triticum spelta - spelta; Vulpia myuros - brčak; Zea mays - kukuruz, livadska trava, sportski travnjaci i drugi korisni travnjaci kao što su, na primer, Festuca, Lolium perenne, Poa pratensis, Agrosti, šaši roda Carex, njihove kombinacije i slično. Pri tome takođe treba imati u vidu da će u okviru predmetnog pronalaska napred navedeni vlaknasti materijali biti mehanički i/ili hemijski prethodno tretirani. Ovo naročito obuhvata mlevenje i/ili sečenje vlakana, ali i beljenje i/ili hemijsko mlevenje ovih vlaknastih materijala. Beljenje se može izvesti oksidativno ili reduktivno ili se može sastojati od odgovarajućih faza beljenja u kombinaciji. Dalje, vlaknasti materijali takođe mogu biti prethodno tretirani enzimski da bi se, na primer, smanjio otpor pri mlevenju vlaknastog materijala.

[0011] Posebno poželjne kompozicije vlakana za vlakna vanila trave i/ili šaši se dobijaju kao što sledi, pri čemu odgovarajuće kompozicije prvenstveno sadrže bar sledeće biljke:

Varijanta 1: francuski ljulj, zlatnožuti ovsik, ježevica, rosulja, mačiji repak.

Varijanta 2: kukuruz.

Varijanta 3: najmanje jedna trava iz grupe koja sadrži šaš vežljiku (Blysmus), zukve (Bolboschoenus), prave šaši (Carex), šaši oštrice (Cladium), vodene palme (Cvperus), eleokarisi (Eleocharis), svilasti šaš (Eriophorum), isolepis (Isolepis), močvarne šaše (Kobresia), šaši rinospore (Rhynchospora), šiljevinu (Schoenus), oblić (Schoenoplectus), site (Scirpus), treskavice (Trichophorum).

Varijanta 4: heljda, obični ljulj, francuski ljulj, zlatnožuti ovsik, ovas, ježevica, divlja raž, višecvetni ljulj, mačiji repak, prava livadarka, livadska vlasulja.

Varijanta 5: šećerna trska.

Varijanta 6: heljda, divlja raž, ovas.

Varijanta 7: ovas, heljda, divlja raž, crni ovas, obična pšenica.

Varijanta 8: livadska vlasulja, obični ljulj, mačiji repak, prava livadarka, crvena vlasulja.

Varijanta 9: obični ljulj Gremie, obični ljulj Hiibal, obični ljulj, crvena vlasulja, mačiji repak, prava livadarka.

Varijanta 10: Festuca rubra commutata, Festuca rubra trichophvlla, Poa pratensis.

Varijanta 11: Lolium perenne, Poa pratensis, Festuca rubra rubra.

Varijanta 12: Koeleria macrantha, Poa pratensis, Festuca rubra commutata.

Varijanta 13: Festuca rubra trichophvlla, Festuca rubra commutata, Poa pratensis.

Varijanta 14: Festuca rubra commutata, Festuca rubra rubra, Festuca rubra trichophvlla, Lolium perenne, Poa pratensis.

Varijanta 15: Festuca rubra trichoph. Festuca rubra rubra, Lolium perenne Poa, pratensis, Achillea millefolium.

Varijanta 16: Agrostis canina ili Agrostis capillaris, Festuca ovina duriusula ili Festuca ovina vulgaris, Festuca rubra commutata, Festuca rubra rubra, Festuca rubra trichophvlla, Lolium perenne, Poa pratensis.

Varijanta 17: Agrostis canina ili Agrostis capillaris, Festuca ovina duriusula ili Festuca ovina vulgaris, Festuca rubra commutata, Festuca rubra rubra, Festuca rubra trichophvlla, Lolium perenne, Poa pratensis.

[0012] Dalje se takođe mogu upotrebiti, dodatno ili u kombinaciji sa gore navedenom vanila travom i/ili šaši, morskom travom ili algama, takozvana vlakna trave koja su izabrana iz grupe koja, između ostalog, obuhvata, rodove morskih trava (Zostera) i vrste Zostera Angustifolia (Hornem.) Rchb., Zostera Asiatica Miki, Zostera Caespitosa Miki, Zostera Capensis Setch., Zostera Capricorni Asch., Zostera Caulescens Miki, Zostera Japonica Asch. & Graebn., obična morska trava (Zostera Marina L.), Zostera Mucronata Hartog, Zostera Muelleri Irmisch ex Asch., morsku travu - cvetnicu (Zostera Noltii Hornem.), Zostera Novazelandica Setch., Zostera Tasmanica M. Martens ex Asch., dalje Heterozostera i Phyllospadix, Neptunove trave (Posidonia) iz familije Posidoniaceae, Cvmodocea, Halodule, Svringodium i Thalassodendron iz familije Cvmodoceaceae i Enhalus Acoroides, Halophila i Thalassia iz familije morskih cvetnica (Hvdrocharitaceae), potfamilije Halophiloideae, odn. Glaucophvta, Haptophvta, biflagelanti (Crvptista), Euglenozoa, Dinozoa (S. Dinobičari), Raphidophyceae (Chloromonadophyceae), Chlorarachniophyta, žuto - zelene alge (Xanthophyceae), zlatne alge (Chrysophyta), silikatne alge (Bacillariophyta), smeđe alge (Phaeophyta), crvene alge (Rhodophvta), zelene alge (Chlorophyta), Picobiliphyta, Heterokontophyta, Excavata, Stramenopile, Haptophvta, Cryptophyta, Chlorarachniophyta i Heterokontophyta, Alveolata, Biliphvta, njihove kombinacije i slično.

[0013] Prema sledećem, posebno poželjnom primeru izvođenja predmetnog pronalaska se naročito samo udeo vlakana vanila trave, šaši, morske trave i/ili algi (pojedinačno ili u kombinaciji) kompozicije vlaknastih materijala prerađuje mehanički pre mešanja sa drugim komponentama. Ovo naročito obuhvata sušenje, prečišćavanje i/ili sečenje, odn. mlevenje.

[0014] Pri tome se naročito vanila trava, šaš, morska trava i/ili alge (pojedinačno ili u kombinaciji) mogu dalje prerađivati neposredno posle sečenja, bez sušenja. Ovo bi trebalo da se izvede vremenski što je moguće pre posle sečenja, odn. žetve, pošto će inače započeti proces fermentacije koji će izm. ost. dovesti do razvoja više temperature, a naročito ako se dodaje voda tokom dalje prerade. U slučaju ovakve direktne prerade trebalo bi da ista bude praćena relativno jako zelenom bojom finalnog proizvoda (papir od trave), ukoliko ne budu preduzete druge mere ili koraci procesa.

[0015]Alternativno tome se trava, tj. vlakna vanila trave i/ili šaši i/ili morske trave i/ili algi mogu osušiti samo delimično, pri čemu je mala rezidualna vlažnost takođe praćena manje zelenom bojom finalnog proizvoda.

[0016] Konačno, trava se može osušiti veoma jako (sadržaj suve materije između 75 i 90%), što rezultuje relativno slabom zelenom bojom koja se može ostvariti kod finalnog proizvoda.

[0017] Dalje se u okviru predmetnog pronalaska nalazi to da se trava opere pre prerade. Ovo se može izvesti u jednoj ili više faza, pri čemu se za ovu svrhu prvenstveno upotrebljava voda čija temperatura je između 10° C i 95° C. Dobri rezultati se ostvaruju sa višestrukim pranjem, u opsegu između jednog i šest ciklusa pranja.

[0018] Prema jednom sledećem, posebno poželjnom primeru izvođenja predmetnog pronalaska se trava priprema sečenjem i žetvom trave na livadama, sportskim i/ili drugim terenima za igru, pri čemu su za livade posebno podesni drugo ili svako sledeće sečenje (odn. košenje), pošto je tada smanjena tendencija učvoravanja. Međutim, takođe se u okviru predmetnog pronalaska nalazi i dopremanje vanila trave i/ili šaši od prvog sečenja za dalju preradu, pri čemu se onda event. mogu povećati troškovi za sečenje i/ili mlevenje.

[0019] Pri prečišćavanju trave, odn. vlakana trave takođe se u okviru pronalaska nalazi to da se nečistoće, kao što su, na primer, zemlja, kamenje, plastika itd. odstrane pre dalje prerade. Ona se mogu prečistiti na suvo, pomoću vazdušnih separatora (gde se, na primer, vlakna pomoću vazduha duvaju na sito, zbog čega teže nečistoće i lakše nečistoće prelaze drugačija rastojanja od vlakana zbog svoje težine i zato se izdvajaju). Alternativno tome se naročito suva vlakna mogu izdvojiti i pomoću centrifuga. Dalje, vlakna se takođe mogu oprati radi čišćenja, pri čemu se ovo, na primer, može izvršiti ispiranjem i ceđenjem na filteru. Ovim korakom prečišćavanja se istovremeno smanjuje zelena obojenost.

[0020] Prednost suvog prečišćavanja je ta što se može izbeći event. potrebno intermedijerno sušenje.

[0021] Dalje, takođe se u okviru predmetnog pronalaska nalazi to da se vlakna pre suspendovanja usitne do maks. dužine od 15 mm, ali najbolje do manje od 1 mm da bi se obezbedila dobra prerada. Ovaj proces se može izvršiti u svakom stanju vlakana, bilo da su sveža ili suva. Zbog manjeg otpora usitnjavanje je najjednostavnije za suva vlakna. Usitnjavanje je takođe moguće pri mlevenju, kao što je, na primer, u rafinatoru i odgovarajućim podešavanjem ove jedinice. Sledeća mogućnost je takođe kombinacija sečenja pre mlevenja i mlevenja, pri čemu se, na primer, vlakna osim rafinatora ili holendera (koritastog mlina) prethodno seku do maks. dužine od 50 mm i, na primer, komprimuju u pelete. Ove pelete se onda mogu suspendovati u vodi, a posle njihovog bubrenja u rafinatoru ili holenderu dalje usitnjavati, odn. mleti. Kod ove mogućnosti se izm. ost. ostvaruje skraćenje vremena prerade u rafinatoru/holenderu i sa time povezana ušteda energije.

[0022] Zahvaljujući sušenju do sadržaja suve materije između 75 i 90%, izm. ost. se dobija poboljšana mogućnost skladištenja, kao i proizvodnje papira nezavisno od godišnjeg doba. Što su suvlja vlakna, to mora da se transportuje manja težina. Zbog komprimovanja pri peletiranju potrebne su manje transportne zapremine i kraća faza usitnjavanja u rafinatoru/holenderu.

[0023] Takođe se u okviru predmetnog pronalaska nalazi to da se pri peletiranju ostvari željeni odnos mešanja trave sa odgovarajućim aditivima, kao što su pulpa, pulpa od samlevenog drveta, stari papir itd. i/ili dodavanje jedne ili više pomoćnih materija pomoću odgovarajuće opreme i da se na taj način dobije gotova smeša za dalju preradu.

[0024] Pod pomoćnim materijama prema predmetnom pronalasku se naročito podrazumevaju aditivi koji su izabrani iz grupe koja sadrži sredstva za retenciju, pomoćna sredstva za odstranjivanje vode, dualne sisteme sredstava za retenciju, ili sisteme mikročestica, pojačavače čvrstoće u mokrom i suvom stanju, punioce i/ili pigmente, a naročito iz grupe kaolina, talka, kalcijum karbonata, kalcijum silikata, titanijum dioksida, aluminijum hidroksida, silicijumove kiseline, bentonita, barijum sulfata, komponenata veziva, komponenata boja, sredstava za sprečavanje penjenja, deaeratora, biocida, enzima, antioksidanasa, konzervanasa, izbeljivača, optičkih posvetljivača, boja, boja za nijansiranje, sakupljača nečistoća, sredstva za poboljšanje taloženja, adheziva, smole, sredstava za fiksiranje, sredstava za vlaženje, pH regulatora, veziva, kao što su škrob, karboksimetil celuloza, kazein, guar, proteini soje, celuloza etar, biljni proteini različitog porekla, sintetička veziva u obliku disperzije, kao i vodorastvornom obliku na bazi stiren butadiena, stiren -

(met) akrilatnih estara, vinilacetat etilena, vinilacetat akrilatnih estara, vinilacetata, kao i polivinil alkohola, sredstava za umrežavanje, regulatora viskoznosti, optičkih posvetljivača, deaeratora, pH regulatora, njihovih kombinacija i slično.

[0025] Prema sledećem, posebno poželjnom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, težinski udeo vlakana vanila trave, šaši, morske trave i/ili algi (pojedinačno ili u kombinaciji) je veći od 10%, a naročito je veći od 25% i posebno poželjno je veći od 50% i/ili je udeo svežih vlakana i/ili starog papira manji od težinskog udela vlakana vanila trave, šaši, morske trave i/ili algi u kompoziciji vlaknastih materijala.

[0026] Cilj predmetnog pronalaska je takođe ostvaren postupkom za proizvodnju smeše vlaknastih materijala, pri čemu ovaj postupak sadrži korake žetve vanila trave, šaši, morske trave i/ili algi (pojedinačno ili u kombinaciji), sečenja vanila trave, šaši, morske trave i/ili algi

(pojedinačno ili u kombinaciji) na unapred određenu dužinu, suspendovanja vanila trave, šaši, morske trave i/ili algi (pojedinačno ili u kombinaciji) u vodi i dodavanja unapred određenog udela svežih vlakana i/ili starog papira i/ili pomoćnih materija suspenziji. Kod napred navedenih koraka postupka treba imati u vidu da se njihov redosled izvođenja event. može promeniti da bi se ostvario poseban sinergijski efekat pri preradi različitih tipova vlaknastih materijala.

[0027] Postupak prema pronalasku prema sledećem primeru izvođenja, posle košenja, sadrži korak delimičnog sušenja i/ili peletiranja, pri čemu se za ove svrhe vlakna vanila trave, šaši, morske trave i/ili algi (pojedinačno ili u kombinaciji) prvenstveno seku na unapred određenu dužinu pre peletiranja. Event. ovo može biti kombinovano sa procesom ili postupkom peletiranja.

[0028] Prema sledećem, posebno poželjnom primeru izvođenja predmetnog postupka udeo vlakana zelene trave se melje pre dodavanja svežih vlakana i/ili starog papira. Ovo se istorijski može ostvariti pomoću holendera, ili moderno pomoću rafinatora, pri čemu se podešavanjem rafinatora odgovarajuće tretirani vlaknasti materijal može šeći i/ili samleti uz fibrilaciju. Naročito se mlevenjem uz fibrilaciju ostvaruje ta prednost da ne samo što se menja dužina vlaknastog materijala, već se i površina vlaknastog materijala znatno povećava, što rezultuje povećanjem sposobnosti formiranja veza između vlakana, a time se poboljšava i čvrstoća dobij enog proizvoda. [00291 U skladu sa prethodnim primerima izvođenja kompozicije vlaknastih materijala, u okviru pronalaska se takođe nalazi to da se pojedinačne komponente vlaknastog materijala ili cela kompozicija vlaknastih materijala izbeljava, sortira, disperguje i/ili homogenizuje, a naročito se pri preradi u papir, karton ili lepenku podešava unapred određena gustina materijala.

[0030] Što se tiče skraćivanja, odn. sečenja vanila trave i/ili šaši i/ili morske trave i/ili algi pre dalje prerade, a naročito pre suspendovanja u vodi, ovo skraćivanje bi trebalo da se izvrši tako da dužina trave iznosi pretežno pribl. 20 cm, a naročito 10 cm, i prvenstveno između 100 mm i 0,1 mm, posebno poželjno između 50 mm i 1 mm i posebno između 10 mm i 1 mm.

[0031] Dalje se u okviru predmetnog postupka nalazi to da se naročito pre sečenja, odn. dalje prerade na zadate dužine vanila trava, šaš, morska trava i/ili alge (pojedinačno ili u kombinaciji) čiste mehanički, a naročito se čiste, odn. ispiraju sa vazduhom i/ili vodom.

[0032] Cilj predmetnog pronalaska je takođe realizovan primenom prethodno opisane kompozicije vlaknastih materijala za proizvodnju papira, lepenke, kartona, supstrata za štampu, izolacionih ili prigušnih materijala, ploča vlaknatica, materijala za punjenje, njihovih kombinacija ili sličnog.

[0033] Sledeći aspekti pronalaska proizilaze iz sledećeg detaljnog opisa jednog mogućeg primera izvođenja pronalaska sa pozivom na priložene slike nacrta, kao i patentne zahteve. Naglašava se da su modifikacije, odnosno dopune koje može osmisliti stručnjak iz odgovarajuće oblasti obuhvaćene njima. Pored toga, poželjni primeri izvođenja ne predstavljaju bilo kakvo ograničenje pronalaska, tako da se te modifikacije i dopune nalaze u okviru predmetnog pronalaska.

[0034] Na nacrtu: Slika 1 je šematski prikaz promenljivih pri proizvodnji proizvoda koji sadrže travu. Ovde je prikazano kako kompozicija vlaknastih materijala u svojim mogućim varijacijama izm. ost. utiče na neprozirnost, a time i na klasifikaciju u grupe proizvoda, kao što je npr. karton za pakovanje - veoma neproziran - sa velikim udelom trave. U ovde prikazanom primeru, kompozicija vlaknastih materijala se može sastojati od pulpe, vlakana trave (trave), starog papira i ostataka materijala, koji se dodaju kompoziciji vlaknastih materijala u različitim udelima. Dalje je pokazano da vreme, količina vode, kao i temperatura vode pri preradi vlaknastog materijala imaju direktan uticaj na svojstva, a naročito na neprozirnost kompozicije vlaknastih materijala. Event. bitne promene se dešavaju tokom mlevenja kada se vreme prerade tokom mlevenja povećava sa povećanjem udela vanila trave i/ili šaši. Tzmeđu niza proizvoda su šematski navedene različite grupe koje su formirane na osnovu odgovarajućeg profila zahteva za odgovarajuću primenu i dalju preradu.

[0035] Za proizvodnju papira od trave se mogu upotrebiti, na primer, uobičajene livade, travnjaci (sportski travnjaci, privatni travnjaci oko kuća, gradski i opštinski travnjaci) - koji se u nastavku nazivaju samo travom. U ovom slučaju se može upotrebiti mnoštvo trava iz reda "sličnih vanila travi" (Poales) ili "sličnih šaši" (Cvperaceae), pri čemu za potfamiliju Cvperoidorae, kao što su, na primer, vodene palme i papirus, mogu važiti izvesna ograničenja. Za ove trave se mora izvršiti dodatno ljuštenje tokom dalje prerade. Ovo može biti event. skupo (sa energetskog stanovišta).

[0036] Kada se upotrebljava obična livadska trava, onda se može bez problema preraditi lišće koje se nalazi na livadi. Za bolju dalju preradu, skladištenje i efikasan transport trava se može osušiti (seno), osloboditi od nečistoća i usitniti. Ovde takođe može biti korisno komprimovanje, kao npr. peletiranje. Onda se trava bez dalje prerade dodaje materijalu suspenzije u odnosu mešanja, na primer, od 10% ili se stavlja u vodu. Sledeći aditivi mogu biti pulpe od svežih vlakana ili takođe sekundarna vlakna, kao što su, na primer, busenje ili stari papir. Ovi aditivi se takođe mogu kombinovati.

[0037] Odnos komponenata vlaknastih materijala se može povećati sve do 99% udela vlakana trave. Stoje veći udeo trave, to je manji utrošak energije pri proizvodnji sirovine u poređenju sa uobičajenim papirom. Izm. ost. zbog prirodne boje trave, ovaj materijal ostvaruje visoku neprozirnost. Zbog visoke neprozirnosti korisnik može koristiti papir manje gramature, bez pojave delimične providnosti. Da bi se obezbedila široka oblast primene, materijalu se može po izboru dati obojenost, npr. bojenjem, masom ili lepljenjem. Tako se može dobiti udeo belog koji je u skladu sa zahtevima tržišta. Korišćenjem kalandera površina se može po izboru dodatno učiniti glatkom.

EKSPERIMENT 1

[0038] U ovom nizu testova je bilo upotrebljeno suvo seno koje je imalo sadržaj suve materije između 75 i 85%. Ono je bilo grubo očišćeno, da bi se oslobodilo od nečistoća, kao što je npr. zemlja. Posle toga je ono bilo skraćeno na trećinu svoje dužine (oko 20 cm), a zatim je isprano sa toplom vodom od oko 15 stepeni i isceđeno je u jednom filteru. Ova procedura je bila ponovljena tri puta, a svaki put je isprana izvesna količina zelene boje. Odgovarajuće očišćeno seno u još uvek vlažnom stanju je bilo dodato u holender. Takođe su bili dodati sveža vlakna pulpe, stari papir (120 g/m prirodnog papira sa 1,9-strukom zapreminom) i pomoćna materija. U drugoj šarži punjenja je bio dodat još punilac da bi se videlo kakav uticaj ima na površinu i belinu. Posle suspendovanja tokom dvadeset dva minuta u holenderu, prerada materijala je bila završena i proizvedeni su tabaci za testiranje. Bio je izveden test štampanja da bi se proverilo da li se event. nedostajuća belina može poboljšati, na primer, ofset štampom u belo. Ovo je takođe bilo uspešno.

EKSPERIMENT 2

[0039] U ovom nizu testova je bilo upotrebljeno suvo seno od livadske trave. Ono je bilo očišćeno pomoću vazduha i time je oslobođeno od nečistoća, kao što su npr. zemlja i prašina, pomoću agregata za sečenje, a zatim je bilo skraćeno pribl. na desetinu svoje dužine (pribl. 6 cm). Ovako skraćeno seno je bilo dodato još u suvom stanju u holender. Takođe su bili dodati pulpa svežih vlakana, stari papir i dve različite pomoćne materije da bi se izm. ost. dobila bolja površina. Posle suspendovanja od pribl. 30 minuta završena je prerada materijala. Tabaci veličine pribl. 70x100 cm su bili proizvedeni pomoću okruglog sita. Ovi tabaci su biti transportovani na filcu iznad cilindra za sušenje, pa su osušeni do prib. 35% rezidualne vlage. U ovom testu je ovako proizveden papir imao gramažu od pribl. 200 g/m 2 ili pribl. 110 g/m"^. Zapremina je bila pribl. 1,3 g/cm . Ovako proizvedeni papir je zbog toga ispoljio različite vrednosti glatkoće sa gornje i sa donje strane, pri čemu je strana okrenuta prema situ bila glatkija nego gornja strana. Za ovaj mehanički proizvedeni materijal je bio izvršen test sa štampanjem na ofset štamparskoj mašini za štampu u četiri boje. Ovde je bio testiran motiv u četiri boje, jednom sa prethodnim nanošenjem bele boje za ofset štampu i jednom bez toga. Obe varijante su bile apsolutno uspešne.

EKSPERIMENT 3

[0040]Da bi se dobila ujednačeno dobra glatkoća, bio je izveden sledeći test. Papir iz Eksperimenta 2 je bio kalandriran sa rezidualnom vlagom od pribl. 40%, pri čemu je kalander radio samo sa pritiskom sopstvene težine cilindra. Posle ove prerade, papir je imao zapreminu od samo pribl. 1,1 g/cm . Tokom ovog niza testova je bio proizveden papir koji je imao težinu od pribl. 90 g/m 2 i 120 g/m 2. Da bi se dalje ispitale varijante prerade bili su uspešno izvedeni testovi sa štampanjem pomoću digitalnog štampača (OKI C 3200), HP laserskog štampača i Brother inkdžet štampača i test sa probojcem pomoću Planotigel-a.

[0041]Vrednosti svojstava papira iz eksperimenata 2 i 3 su upoređene u Tabelama 1 i 2. Ovde se vrednosti odnose na uzorak 1 iz eksperimenta 2 i uzorak 2 iz eksperimenta 3. Pored apsolutnih vrednosti, u Tabeli 1 su takođe date varijacije vrednosti svojstava, pri čemu su prema očekivanju debljina papira i propusnost za vazduh opadali zbog kalandriranja, a osim sile pri kidanju u poprečnom smeru, sve druge vrednosti su čak težile da se znatno povećaju u odnosu na izduženje.

[0042]Tabela 2 prikazuje optički izmerene vrednosti za dva ispitivana papira, pri čemu je pored jasne obojenosti takođe uočena i veoma visoka vrednost neprozirnosti od skoro 100%.

[0043]Izmerene vrednosti su bile određene pod normalnim uslovima na 23° C i 50% vlažnosti vazduha kao što sledi: Propusnost za vazduh prema Bendtsen-u: DIN - 53108 (testiranje papira), merni uređaj: Gockel & Co. Model 6, testirana površina: 31,5 mm sa mernom glavom težine od 267 g, merena vrednost: ml vazduha u minutu, podešavanja pri merenju: nadpritisak od 1,5 kPa (Manostat 150 mm);

Brecht - Imset čvrstoća pri kidanju: DIN 53115, merni uređaj: Karl Frank, merena

vrednost: čvrstoća kidanja u mJ/N;

Sila pri kidanju i izduženje: ISO 527 - 1, 100 mm prekidno istezanje od 10 mm/min,

merni uređaj: Zwick/Roell ZMART.PRO merena vrednost: čvrstoća pri kidanju u N i izduženje u % (u odnosu na 100 mm), modul elastičnosti u reverznom području [N/mm<2>]; - težina po jedinici površine [g/m ] prema ISO 536, merena vrednost: određena je težina DIN - A4 lista, površina za određivanje je DIN A4 list.

debljina u um prema ISO 534, merni uređaj: firma Lehmann LDAL - 03, merena

vrednost: debljina u um

EKSPERIMENT 4

[0044]U sledećem eksperimentu je bila ispitivana primenljivost sistema vlaknastih materijala za primenu u novinskoj hartiji i talasastom papiru. Ovim testom je demonstrirana suštinska ostvarljivost upotrebe trave u gore navedenim kvalitetima na mašini za papir. Za dalje eksperimente u vezi prerade i rafinacije su bile napravljene po tri rolne za svaki kvalitet papira koje su imale različite gramature, svaka od pribl. 100 m.

[0045]Upotrebljeni vlaknasti materijal kao novinska hartija: 14% dugih vlakana (smreka/bor)/Stendal ECF (Mercer), 33% kratkih vlakana (eukaliptus)/Cenibra, 3% CTMP (smreka/bor)/Waggeryd CTMP, 50% trava. Trava je bila livadska trava iz Južne Nemačke koja se obično seče za ishranu stoke i bila je osušena na vazduhu pribl. na 8% rezidualne vlage.

[0046]Aditivi (u odnosu na vlaknasti materijal): 1% skroba/Cargill 35844, 0,8% AKD/Akzo Nobel EKA DR 28 HF (0,5% u eksperimentima 6- 10), 0,025% PAM/BASF - Percol 540.

[0047]Priprema materijala: defibracija je bila izvedena pri gustini materijala od 5%, brzini obrtanja pulpera od 990 rpm tokom vremenskog perioda od 15 minuta. Mlevenje je bilo izvedeno pri gustini materijala od 4%, sa uglom sečenja od 60°, opterećenjem ivice od 0,7 Ws/m i energijom mlevenja od 150 kWh/t. Otpor dehidratacije ostvaren posle mlevenja je bio SR vrednost od 32°.

[0048]Upotrebljeni vlaknasti materijal: talasasti papir od pribl. 50% AP vrste 1,02/50% AP vrste 1,04, 50% trava. Trava je takođe bila livadska trava iz Južne Nemačke koja se obično seče za ishranu stoke i bila je osušena na vazduhu pribl. na 8% rezidualne vlage.

[0049]Aditivi (u odnosu na vlaknasti materijal): 1% skroba/Cargill 35844, 0,025% PAM/BASF - Percol 540.

[0050]Priprema materijala: defibracija je bila izvedena pri gustini materijala od 5%, brzini obrtanja pulpera od 990 rpm tokom vremenskog perioda od 15 minuta.

[0051]Pored toga, trava koja je bila upotrebljena u gore navedenoj kompoziciji materijala je bila pripremljena kao što sledi:

[0052]Trava je bila defibrirana pri gustini materijala od 10%, obrtnoj brzini pulpera od 990 rpm tokom vremenskog perioda od 20 minuta. Ovo je bilo praćeno otpahuljivanjem pri brzini obrtanja od 2200 rpm tokom vremenskog perioda od 5 minuta. Trava je bila samlevena pri gustini materijala od 8%, sa uglom sečenja od 60°, opterećenjem ivice od 0,7 Ws/m i energijom mlevenja od 25 kWh/t. Posle ovoga je travni vlaknasti materijal imao otpor dehidratacije meren kao SR vrednost od 52°.

[0053]Na slici 2 je prikazana raspodela dužine vlakana po klasama dužine vlakana sistema materijala upotrebljenog u ovom eksperimentu i upoređena je sa drugim uobičajenim sistemima vlaknastih materijala. Ovde su klase dužine vlakana - izmerena dužina prikazane na x osi, dok je procentualni udeo u klasi dužine vlakana prikazan na y osi. Kriva 1 prikazuje raspodelu dužine vlakana slame posle defibracije, dok kriva 2 prikazuje raspodelu dužine vlakana slame posle 5 min, kriva 3 prikazuje pulpu sa kratkim vlaknima od eukaliptusa, kriva 4 prikazuje travu sa otporom dehidratacije od 52° SR i kriva 5 prikazuje travu sa otporom dehidratacije od 49° SR.

[0054]Ovde se pokazalo da dva upotrebljena travna vlaknasta materijala 4 i 5 imaju homogeniju raspodelu dužine vlakana u poređenju sa drugim sistemima vlaknastih materijala, pošto nije tako izraženo definisano težište u klasama dužine od 0,2 - 0,5 mm, odn. 0,5 - 1,2 mm.

[0055]Rolne papira, odn. tabaci papira od odgovarajućih sistema materijala sa različitim gramaturama između 40 g/m<2>i 80 g/m<2>za novinsku hartiju i između 90 g/m<2>i 250 g/m<2>za talasastu lepenku su bili proizvedeni pod komparativnim uslovima od odgovarajućih sistema materijala.

[0056]Slike 3 do 6 prikazuju vrednosti svojstava odgovarajućih novinskih hartija, koje su bile proizvedene od gore navedenog sistema vlaknastih materijala. Slika 3 prikazuje razvoj specifične zapremine u cm ^ /g (y osa) u zavisnosti od površinske mase u g/m 2 (x osa) za sistem vlaknastih materijala celuloza/trava 31 i sistem čisto celuloznih vlakana 32. Slika 4 prikazuje uzdužno 41 i poprečno 42 izduženje pri kidanju u % (y osa) u zavisnosti od površinske mase u g/m"(x osa). Slika 5 prikazuje indeks uzdužne 51 i poprečne 52 zatezne čvrstoće u Nm/g (y osa) u zavisnosti od površinske mase u g/m (x osa) i slika 6 prikazuje uzdužni 41 i poprečni 42 kapacitet apsorpcije energije u J/g (y osa) u zavisnosti od površinske mase u g/m (x osa).

[0057] F1G. 7 do 9 prikazuju vrednosti svojstava odgovarajućih tabaka talasaste lepenke koji su bili proizvedeni od gore navedenog sistema vlaknastih materijala. Slika 7 prikazuje razvoj specifične zapremine u cm ^ /g (y osa) u zavisnosti od površinske mase u g/m 2 (x osa) za sistem vlaknastih materijala lepenka/trava 71 i za sistem čisto vlaknastog materijala 72. Slika 8 prikazuje (prema Mullen-u) indeks prskanja u kPa (y osa) u zavisnosti od površinske mase u g/m"(x osa) i slika 9 prikazuje uzdužnu 91 i poprečnu 92 pritisnu čvrstoću u kN/m (y osa) u zavisnosti od površinske mase u g/m (x osa).

[0058] Rezultati ispitivanja dužine vlakana i raspodele dužine vlakana pokazuju sličnost sa vlaknastim materijalom, kao što su, na primer, sistemi vlaknastih materijala koji sadrže slamu. Vlaknasti materijal ima relativno veliki prečnik vlakana i veliku debljinu zida vlakana. Ovo ima efekat povećanja zapremine papira, a naročito za malu težinu po jedinici površine. Zatezna čvrstoća novinske hartije je približno na nivou bezdrvnog nebojenog papira koji sadrži 100% celuloze sa kratkim vlaknima sa oko 20% punioca. Tzmerene čvrstoće za lepenku su takođe na dobrom osnovnom nivou gde veća zapremina ima poželjan efekat na svojstva krutosti.

Claims

1. Postupak za proizvodnju kompozicije vlaknastih materijala koji sadrži sledeće korake: a) žetvu vanila trave i/ili šaši i/ili morske trave i/ili algi; b) čišćenje vanila trave i/ili šaši i/ili morske trave i/ili algi, pojedinačno ili u kombinaciji, mehanički ili ispiranjem sa vazduhom i/ili vodom; c) sečenje vanila trave i/ili šaši i/ili morske trave i/ili algi na unapred određenu dužinu između 100 mm i 0,1 mm; d) fibrilaciono mlevenje vanila trave i/ili šaši i/ili morske trave i/ili algi; e) opciono bar delimično sušenje vanila trave i/ili šaši i/ili morske trave i/ili algi, pojedinačno ili u kombinaciji; f) peletiranje vanila trave i/ili šaši i/ili morske trave i/ili algi, pojedinačno ili u kombinaciji; g) suspendovanje vanila trave i/ili šaši i/ili morske trave i/ili algi u vodi; h) dodavanje unapred određenih udela svežih vlakana i/ili starog papira i/ili pomoćnih materija suspenziji.

2. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što se vlaknasti materijal melje, a naročito se melje sečenjem i/ili fibrilacijom, pre ili posle dodavanja svežih vlakana i/ili starog papira.

3. Postupak prema zahtevu 1 ili 2, naznačen time što se vanila trava, šaš, morska trava i/ili alge seku pojedinačno ili u kombinaciji na dužinu između 50 mm i 1 mm, a naročito na dužinu između 10 mm i 1 mm.

4. Primena vlaknastog materijala prema jednom od zahteva 1 do 3, odn. kompozicije vlaknastog materijala koja odgovara jednom od zahteva 1 do 3 za proizvodnju papira, lepenke, kartona, supstrata za štampu, izolacionih ili prigušnih materijala, ploča vlaknatica, materijala za punjenje, njihovih kombinacija ili sličnog.