FI62878B - FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV FIBERBANOR - Google Patents

Description

M /HiKUULUTUfJULKAIfUM / HUKUULUTUfJULKAIfU

JHa lbJ (11) uTLAooNiNoesicititT o^o/o C Patentti nyönne tly 13 03 1983 (4¾ Patent acddeiat (51) K».ik.3/intct3 D 21 H 3/28, D 21 D 3/00 SUOM I—FI N LAN D pi) 781323 (22) HekemJip··*·—An*eto»Mi|td«g 27.0lt.78 ^ * (13) AfkupUvt—GHti|ti«nd«( 27.Olt.78 («1) Tulta julklwfcal—lltvk affMdlf 30.10.78JHa lbJ (11) UTLAOOONiNoesicititT o ^ o / o C Patent granted 13 03 1983 (4¾ Patent acddeiat (51) K ».ik.3 / intct3 D 21 H 3/28, D 21 D 3/00 ENGLISH I — EN N LAN D pi) 781323 (22) HekemJip ·· * · —An * eto »Mi | td« g 27.0lt.78 ^ * (13) AfkupUvt — GHti | ti «nd« (27.Olt.78 («1 ) Tulta julklwfcal — lltvk affMdlf 30.10.78

Fttanttl* Ja r*kiat«rlh«llitu· ..._______ _. ._,. .. .Fttanttl * Ja r * Kiat «rlh« llitu · ..._______ _. ._ ,. ...

_ __ “7 , ^ (44) NBttfvikripnow j» k—IJulkittun p»m.— reewt· och ngtitaritynlun AmMcm Mlagd odi utUkrNk«· publtand 30.11.82 ¢)2)(33)(31) Py>4««r iwiiMhw lifrt prtorlMt 29.Olt.77 S aksan Lii11otasavalta-Förbundsrepubliken lyskland(DE) P 271920^.7-^5 (71) J.M. Voith GmbH, Sankt Pöltener Strasse U3, D-7920 Heidenheim,_ __ “7, ^ (44) NBttfvikripnow j» k — IJulkittun p »m.— reewt · och ngtitaritynlun AmMcm Mlagd odi utUkrNk« · publtand 30.11.82 ¢) 2) (33) (31) Py> 4 «« r iwiiMhw lifrt prtorlMt 29.Olt.77 S Aksan Lii11otasavalta-Förbundsrepubliken lyskland (DE) P 271920 ^ .7- ^ 5 (71) JM Voith GmbH, Sankt Pöltener Strasse U3, D-7920 Heidenheim,

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) German Ruf, Aalen-Unterkochen, Hans-Bernhard Winterstein, Heidenheim,Federal Republic of Germany-Förbundsrepubliken Tyskland (DE) (72) German Ruf, Aalen-Unterkochen, Hans-Bernhard Winterstein, Heidenheim,

Hubert Polifke, Heidenheim, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7lt) Berggren Oy Ab (5!*) Kuiturainojen käsittelymenetelmä - Förfarande för behandling av fiber-banorHubert Polifke, Heidenheim, Federal Republic of Germany Förbundsrepubliken Tyskland (DE) (7lt) Berggren Oy Ab (5! *) Fiber web treatment method - Förfarande för behandling av fiber-banor

Keksintö koskee menetelmää kuiturainojen, erityisesti paperiraino-jen käsittelemiseksi tärkkelyksellä, joka ei hyytelöidy eikä olennaisesti turpoakaan kylmässä vedessä, jolloin tämä tärkkelys disper-goidaan veteen ja sitten kerrostetaan kuiturainalle ja tämän yhteydessä lämmitetään siinä määrin, että se kuiturainalla liuentuu.The invention relates to a process for treating fibrous webs, in particular paper webs, with starch which does not gel or substantially swell in cold water, this starch being dispersed in water and then deposited on the fibrous web and heated to such an extent that it dissolves in the fibrous web.

"Liuentumisella" on ymmärrettävä tärkkelysrakeiden puhkeamista ja sulautumista yhteen, jolloin tärkkelys liisteröityy."Dissolution" is to be understood as the bursting and fusion of starch granules, whereby the starch pastes.

Tärkkelyksen käyttö paperinvalmistuksessa on periaatteessa tunnettu ammattikirjasta "Produkte der Papierchemie", tekijä tri. longin Placzek, 1973, nide 3. Etukäteen kylmässä vedessä hyytelöidyn tai vastaavasti turpoavaksi tehdyn tärkkelyksen käyttö on tunnettu erityisesti DE-AS:sta 1964 531. Tämä tärkkelyslaji saa hyytelöitymis-ja turpoamisominaisuutensa vain kalliiden esikäsittelyjen kautta.The use of starch in papermaking is in principle known from the professional book "Produkte der Papierchemie", author dr. Longin Placzek, 1973, Volume 3. The use of starch previously gelled or swollen in cold water is known in particular from DE-AS 1964 531. This type of starch acquires its gelling and swelling properties only through expensive pretreatments.

Tärkkelys parantaa kuiturainan lujuusominaisuuksia. Yksikerroksisissa kuiturainoissa paranee varsinkin niiden puhkeamislujuus ja jäykkyys, mutta myös niiden halkeamislujuus. Monikerroksissa kuiturai- 2 62878 noissa tärkkelys samalla toimii liima-aineena sen eri kerrosten sitomiseksi lujemmin toisiinsa. Usein suihkutetaan halvempaa, kylmään veteen dispergoituvaa mutta ei siinä hyytelöityvää eikä turpoavaa tärkkelystä suihkuputkien avulla kuiturainakerrosten toisiaan vasten joutuville sivuille, ennen kuin kerrokset "huo-pautetaan" yhteen, so. saatetaan siten toistensa kanssa kosketukseen, että ne tarttuvat toisiinsa. Tärkkelys parantaa tätä tartuntaa, jota yleisesti sanotaan halkeamislujuudeksi. Yksityisten kerrosten yhteen huopauttamisen jälkeen kuituraina voidaan johtaa puristin- ja kuivatusosien läpi. Kuivatusosassa raina kulkee kuivatussylinterin yli. Vasta lämmityksen johdosta tällainen tärkkelys liisteröityy ja antaa toivotun sidontavaiku-tuksen.Starch improves the strength properties of the fibrous web. Single-ply fibrous webs improve in particular their puncture resistance and stiffness, but also their cracking strength. In multilayer fibrous webs, the starch at the same time acts as an adhesive to bond its different layers more tightly together. Often, less expensive, cold-water-dispersible but non-gelling or swellable starch is sprayed onto the facing sides of the fibrous web layers by means of spray tubes before the layers are "felted" together, i. are thus brought into contact with each other so that they adhere to each other. Starch improves this adhesion, commonly referred to as cracking strength. After felting the private layers together, the fibrous web can be passed through the press and drying sections. In the drying section, the web passes over the drying cylinder. It is only as a result of the heating that such starch pastes and gives the desired binding effect.

Keksinnön tarkoituksena on yksikerroksisissa ja monikerroksisissa kuiturainoissa parantaa halkeamislujuutta, puhkeamislujuutta ja jäykkyyttä, käytettäessä tärkkelystä, joka ei kylmässä vedessä liisteröidy eikä olennaisesti turpoakaan.The object of the invention is to improve the cracking strength, puncture resistance and stiffness in single-layer and multilayer fibrous webs by using a starch which does not paste or substantially swell in cold water.

Monikerroksisissa papereissa varsinkin sisimmillä kerroksilla on huono halkeamislujuus, so. vain huono tartunta naapurikerroksiin. Kokeissa todettiin, että halkeamislujuutta voidaan lämpövaikutuk-sella muuttaa. Tämä saatettiin ainakin osaksi saavuttaa muuttamalla lämmön kulkua paperikoneen kuivatusosassa. Tällöin tuli kuitenkin mukaan muita epäkohtia. Kokeet osoittivat, että niissä käytetty, kylmään veteen dispergoitavissa oleva tärkkelys voi vain silloin tulla tehokkaaksi, kun se veden läsnäollessa lämmitetään. Tällöin tärkkelysrakeet turpoavat, puhkeavat ja sulautuvat toisiinsa (liisteröityvät).In multilayer papers, especially the innermost layers have poor cracking strength, i.e. only poor adhesion to neighboring layers. The experiments showed that the cracking strength can be changed by the effect of heat. This could be achieved, at least in part, by altering the heat transfer in the drying section of the paper machine. However, there were other grievances. Experiments have shown that the cold water-dispersible starch used in them can only become effective when heated in the presence of water. In this case, the starch granules swell, burst and fuse together (paste).

Nämä keksijöiden suorittamat kokeet johtivat siihen havaintoon, että mainittu tarkoitus voidaan saavuttaa sen kautta, että veteen dispergoitu tärkkelys, ennen kuin se kerrostetaan kuiturainalle, lämmitetään niin lähelle liisteröitymislämpötilaansa, että tärkkelysrakeet tosin olennaisen täydellisesti turpoavat, mutta eivät vielä liisteröidy, että näin turvonnut tärkkelys ruiskutetaan vielä kostealle kuiturainalle ja että tärkkelys seuraavan kuiturainan kuivatuksen aikana liuentuu täysin.These experiments by the inventors led to the finding that said purpose can be achieved by heating the starch dispersed in water before it is deposited on the fibrous web so close to its pasting temperature that the starch granules swell substantially completely, but the pasted starch does not yet paste. wet fibrous web and that the starch completely dissolves during the subsequent drying of the fibrous web.

Keksinnön mukaan turvotusvaihe, johon tarvitaan vettä ja lämpöä suoritetaan siis ulkopuolella kuiturainan, ennen kuin tärkkelys kerrostetaan rainalle. Tällöin tärkkelys lämmitetään aivan lähelle liisteröitymislämpötilaansa ilman että se kuitenkaan täysin saavut- 3 62878 taa tätä. Jäädään siis vain muutamia Celsius-asteen kymmenyksiä tai muutamia Celsius-asteita sen alapuolelle. Tämä aiheutti aluksi ammattikunnan, varsinkin tärkkelystä markkinoivan teollisuuden taholta, sellaisen vastaväitteen, että tämän kautta ei saavutettaisi mitään etuja, vaan päinvastoin esiintyisi vaikeuksia tärkkelyksen rainalle levittämisessä. Tärkkelystä ei voitaisi enää suihkuttaa, koska suulakkeet tukkeutuisivat. Sitä yllättävämpiä olivat sitten koetulokset. Osoittautui nimittäin toisaalta, että turvotettu tärkkelys saatetaan vielä vaikeuksitta suihkuttaa. Toisaalta tapahtui yllättävästi valtavia lujuusparannuksia, esimerkiksi monikerrospa-perin halkeamislujuus pystyttiin yli kolminkertaistamaan.According to the invention, the swelling step, which requires water and heat, is thus performed outside the fibrous web before the starch is deposited on the web. In this case, the starch is heated very close to its pasting temperature without, however, fully achieving this. So we are only a few tenths of a degree Celsius or a few degrees Celsius below it. This initially led to an objection from the profession, in particular from the starch-marketing industry, that no benefits would be obtained through this, but that, on the contrary, there would be difficulties in applying the starch to the web. The starch could no longer be sprayed because the nozzles would become clogged. Even more surprising then were the test results. It turned out, on the other hand, that the swollen starch could still be sprayed without difficulty. On the other hand, there were surprisingly huge strength improvements, for example the cracking strength of a multilayer paper could be more than tripled.

Keksinnön ansiosta ei saavutettavissa olevaa turpoamista enää määrää kuiturainan rajoitettu veden- ja lämmöntarjonta, vaan sinänsä tunnettu tärkkelysrakeiden liisteröitymislämpötila.Thanks to the invention, the achievable swelling is no longer determined by the limited water and heat supply of the fibrous web, but by the gluing temperature of the starch granules known per se.

Liisteröitymislämpötila on esim. perunatärkkelyksellä 65°C, maissi-tärkkelyksellä 75°C ja vehnätärkkelyksellä 80°C.The pasting temperature is, for example, 65 ° C for potato starch, 75 ° C for corn starch and 80 ° C for wheat starch.

Keksinnön ansiosta on käynyt mahdolliseksi sitoa toisiinsa lujemmin myös verraten kuivia kuiturainakerroksia, tärkkelyksen avulla, joka kylmässä vedessä ei hyytelöidy eikä olennaisesti turpoakaan, vaan on vain siihen dispergoitavissa.Thanks to the invention, it has also become possible to bond the dry fibrous web layers more tightly together with the aid of starch, which does not gel or substantially swell in cold water, but is only dispersible therein.

Kaikissa käyttötapauksissa on edullista, että tärkkelys sinänsä tunnettuun tapaan voidaan suihkuttaa, koska suihkutus mahdollistaa erityisen rationaalin ja yhdenmukaisen tärkkelyskerrostuksen.In all cases of use, it is advantageous that the starch can be sprayed in a manner known per se, since the spraying enables a particularly rational and uniform starch deposition.

Tärkkelystä vähintään kaksi kerrosta käsittävien kuiturainojen valmistukseen käytettäessä tärkkelys on kerrostettava vähintään toiselle kulloinkin toisiaan vasten joutuvista näiden kerrosten kahdesta sivusta, ennen kuin nämä kerrokset saatetaan kosketukseen toistensa kanssa. Parempien lujuusominaisuuksien saavuttamiseksi on usein edullisempaa kerrostaa tärkkelys vielä kostealle kuiturainalle tai vastaavasti kuiturainakerrokselle, ennen kuin tälle suoritetaan mekaaninen tai lämpökuivatus paperikoneen puristinosassa tai kuivatus-osassa. Tällöin tärkkelys tunkeutuu syvimmälle kuiturainaan tai vastaavasti kuiturainakerrokseen, jos tärkkelys kerrostetaan kuiturainalle tai vast, kuiturainakerrokselle paperikoneen massan perälaa-tikon jälkeisellä alueella, jossa sille tapahtuu veden poistoa il- 4 62878 manpaine-eron, painovoiman tai keskipakovoiman vaikutuksesta.When used in the manufacture of fibrous webs comprising at least two layers of starch, the starch must be deposited on at least one of the two sides of these layers which are in contact with each other before these layers are brought into contact with each other. In order to achieve better strength properties, it is often more advantageous to deposit the starch on a still moist fibrous web or fibrous web layer, respectively, before it is subjected to mechanical or thermal drying in the press section or drying section of the paper machine. In this case, the starch penetrates the deepest fibrous web or fibrous web layer, respectively, if the starch is deposited on the fibrous web or fibrous web layer in the area after the paper machine pulp headbox, where it is dewatered by gravity or mean gravity.

Eräs keksinnön käyttömahdollisuus selitetään seuraavassa oheisen piirustuksen yhteydessä:An application of the invention is explained in the following in connection with the accompanying drawing:

Kantajarainan 1 yläpuolelle on sovitettu kolme ylviiraosaa. Kussakin yläviiraosassa on yläviira 2a vast. 2b vast. 2c, jolle perälaati-kosta 3a vast. 3b vast. 3c luovutetaan kuitulietettä. Ensimmäinen vedenpoisto kuitulietteestä yläviiralla tapahtuu kunkin imulaatikon 4a, vast. 4b vast. 4c avulla.Three upper wire parts are arranged above the carrier web 1. Each upper wire section has an upper wire 2a resp. 2b resp. 2c, to which the headbox is 3a. 3b resp. 3c, the fibrous slurry is dispensed. The first dewatering of the fibrous slurry on the upper wire takes place in each suction box 4a, resp. 4b resp. 4c.

Toisen ja kolmannen ylävirran päälle on imulaatikoiden 4b vast. 4c kummankin kohdalle sovitettu suihkutuslaite 5b vast. 5c keksinnön mukaan levitetyn ja lämmitetyn tärkkelyksen suihkuttamista varten kuiturainoille. Lisäksi yläviirojen väliin kantajarainan 1 päälle on sovitettu suihkutuslaitteet 6a ja 6b. Viimeksimainitut suihkuttavat suulakkeistaan tärkkelystä kuiturainakerrosten vastakkaiselle, toiselle sivulle kuin suihkutuslaitteet 5b ja 5c.On top of the second and third upstream are the suction boxes 4b respectively. 4c a spray device 5b fitted to each of them, respectively. 5c for spraying starch applied and heated according to the invention onto fibrous webs. In addition, spraying devices 6a and 6b are arranged between the upper wires on the carrier web 1. The latter spray starch from their nozzles on the opposite side of the fibrous web layers, other than the spraying devices 5b and 5c.

Huopautustelojen 7a vast. 7b vast. 7c, joiden yli yläviirat 2a ja vast. 2b vast. 2c kulkevat, tehtävänä on yhdessä vastatelojen 8a vast. 8b vast. 8c kanssa huopauttaa ensimmäinen kerros ylävirralta 2a kannatusrainalle 1 ja sitten huopauttaa sen kanssa yhteen kulloinkin seuraavat kerrokset.Felt rollers 7a resp. 7b resp. 7c, over which the upper wires 2a and resp. 2b resp. 2c, the function is together with the counter rolls 8a resp. 8b resp. 8c felt the first layer upstream 2a on the support web 1 and then felt the following layers together with it.

Claims (3)

62878 562878 5 1. Menetelmä kuiturainojen, varsinkin paperirainojen käsittelemiseksi tärkkelyksellä, joka kylmässä vedessä ei hyytelöi-dy eikä olennaisesti turpoakaan, jolloin tämä tärkkelys disper-goidaan veteen, kerrostetaan sitten kuiturainalle ja sen yhteydessä siinä määrin lämmitetään, että se kuiturainalla liuentuu, tunnettu siitä, että veteen dispergoitu tärkkelys, ennen kuin se kerrostetaan kuiturainalle, lämmitetään niin lähelle liisteröitymislämpötilaansa, että tärkkelysrakeet tosin olennaisesti täydellisesti turpoavat, mutta eivät kuitenkaan vielä liisteröidy, että näin turvonnut tärkkelys ruiskutetaan vielä kostealle kuiturainalle ja että tärkkelys seuraavan kuiturainan kuivatuksen aikana liuentuu täysin.A method for treating fibrous webs, in particular paper webs, with starch which does not gel or substantially swell in cold water, this starch being dispersed in water, then deposited on the fibrous web and heated to such an extent that it dissolves in the fibrous web, characterized in that the starch, before being deposited on the fibrous web, is heated so close to its gluing temperature that the starch granules, although substantially completely swollen, do not yet glue, that the starch so swollen is sprayed onto the still moist fibrous web and that the starch completely dries during the next fibrous web drying. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelys kerrostetaan vähintään yhdelle kulloinkin toisiaan vasten joutuvista näiden kerrosten sivuista ennen kuin kerrokset saatetaan yhteyteen keskenään.Method according to Claim 1, characterized in that the starch is deposited on at least one of the respective facing sides of these layers before the layers are brought into contact with one another. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että tärkkelys kerrostetaan kuiturainakerrokselle siten, että siitä poistetaan vettä ilmanpaine-eron, painovoiman tai keskipakovoiman vaikutuksesta.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the starch is deposited on the fibrous web layer in such a way that water is removed therefrom by means of the difference in air pressure, gravity or centrifugal force.