RU2765135C2

RU2765135C2 - Получение высокорастяжимой бумаги с приемлемыми свойствами поверхности

Info

Publication number: RU2765135C2
Application number: RU2019122468A
Authority: RU
Inventors: Нильс НОРДЛИНГ; Фредрик НОРДСТРЁМ
Original assignee: Биллерудкорснес Аб
Priority date: 2017-04-06
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2022-01-25
Also published as: EP3607143B1; BR112019017757B1; FI3607143T3; EP3385445A1; US20210102340A1; WO2018185216A1; EP3385445B1; CA3048107A1; AU2018248870A1; EP3607143A1; AU2018248870B2; CN110249094A; RU2019122468A; PL3385445T3; BR112019017757A2; RU2019122468A3

Abstract

Изобретение относится к изготовлению высокорастяжимой бумаги. Способ изготовления немелованной бумаги, имеющей граммаж 50-250 г/м², воздухопроницаемость по Герли более 15 с и растяжимость в машинном направлении по меньшей мере 9%, включает обеспечение целлюлозной массы и ее рафинирование при высокой консистенции, составляющей 25-42%, до степени, при которой целлюлозная масса приобретает значение Шоппера-Риглера 13-19. Затем рафинируют полученную целлюлозную массу при низкой консистенции, составляющей 2-6%, до степени, при которой целлюлозная масса приобретает значение Шоппера-Риглера 18-40. Разбавляют полученную целлюлозную массу и выгружают на формовочную сетку с получением бумажного полотна, имеющего содержание сухого вещества 15-25%. Прессуют бумажное полотно до содержания сухого вещества 30-50% и сушат. Уплотняют высушенное бумажное полотно в устройстве Клупак при содержании влаги 20-50%. Сушат бумажное полотно и каландрируют при содержании влаги 4-20%. Обеспечивается повышение растяжимости и уменьшение пористости бумажного полотна. 15 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к изготовлению высокорастяжимой бумаги с приемлемыми свойствами поверхности.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Компания

АВ (Швеция) с 2009 года поставляет на рынок высокорастяжимую бумагу под названием FibreForm®. Растяжимость бумаги FibreForm® обеспечивает возможность ее применения во многих областях вместо пластика. FibreForm получают на бумагоделательной машине, содержащей установку Expanda, которая уплотняет/крепирует бумагу в машинном направлении для улучшения ее растяжимости.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа изготовления высокорастяжимой немелованной бумаги, которая не является обычной пористой мешочной бумагой, на бумагоделательной машине, содержащей устройство Клупак, без ухудшения печатных свойств.

Таким образом, предложен способ получения немелованной бумаги, имеющей граммаж в соответствии с ISO 536, составляющий 50-250 г/м², воздухопроницаемость по Герли в соответствии с ISO 5636-5, составляющую более 15 с, и растяжимость в соответствии с ISO 1924-3 в машинном направлении, составляющую по меньшей мере 9%, и указанный способ включает стадии:

а) обеспечения целлюлозной массы, предпочтительно сульфатной целлюлозной массы;

b) рафинирования целлюлозной массы при высокой консистенции (НС);

c) рафинирования целлюлозной массы, полученной на стадии b), при низкой консистенции (IX);

d) разбавления целлюлозной массы, полученной на стадии с), и выгрузки разбавленной целлюлозной массы на формовочную сетку с получением бумажного полотна, имеющего содержание сухого вещества 15-25%, например, 17-23%;

e) прессования бумажного полотна, полученного на стадии d), до содержания сухого вещества 30-50%, например, 36-46%;

f) сушки бумажного полотна, полученного на стадии е);

g) уплотнения бумажного полотна, полученного на стадии f), в устройстве Клупак при содержании влаги 20-50%, например, 30-49%, например, 35-49%;

h) сушки бумажного полотна, полученного на стадии g); и

i) каландрирования бумажного полотна, полученного на стадии h), в каландре с мягким валом или в каландре с длинным валом при содержании влаги 4-20%, например, 5-12%, например, 5-10%.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация устройства Клупак.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение относится к способу изготовления немелованной бумаги. После осуществления способа согласно настоящему изобретению бумагу можно меловать, например, для улучшения печатных свойств и/или для получения барьерных свойств.

Бумага, изготовленная предложенным способом, характеризуется своей растяжимостью, которая составляет по меньшей мере 9% в машинном направлении (МН). Предпочтительно, растяжимость в МН составляет даже более 9%, например, по меньшей мере 10% или по меньшей мере 11%. Растяжимость обеспечивает возможность получения трехмерных (с двойной кривизной) форм из бумаги, например, посредством прессования, вакуумного формования или глубокой вытяжки. Формуемость бумаги в таких процессах дополнительно улучшается, если растяжимость является относительно высокой и в поперечном направлении (ПН). Предпочтительно, растяжимость в ПН составляет по меньшей мере 7%, например, по меньшей мере 9%. Верхний предел растяжимости в МН может составлять, например, 20% или 25%. Верхний предел растяжимости в ПН может составлять, например, 15%. Растяжимость (в МН и ПН) определяют в соответствии со стандартом ISO 1924-3.

В отличие от многих видов мешочной бумаги, которая может быть высокорастяжимой, бумага согласно настоящему изобретению не является особо пористой. Напротив, в тех областях применения, для которых предназначена бумага согласно настоящему изобретению, может быть предпочтительна относительно низкая пористость. Например, клей и некоторые покрытия имеют более низкую склонность к протеканию через бумагу с низкой пористостью. Кроме того, при снижении пористости улучшаются некоторые печатные свойства.

Воздухопроницаемость по Герли, т.е. пористость по Герли, представляет собой продолжительность времени (с), необходимого для пропускания 100 мл воздуха через определенную площадь бумажного листа. Короткое время означает высокую пористость бумаги. Пористость по Герли бумаги согласно настоящему изобретению составляет более 15 с. Пористость по Герли предпочтительно составляет по меньшей мере 20 с, более предпочтительно 25 с, и еще более предпочтительно 30 с, например, по меньшей мере 35 с. Верхний предел может составлять, например, 120 с или 150 с. Пористость по Герли (здесь и далее упоминаемую как «воздухопроницаемость по Герли») определяют в соответствии с ISO 5636-5.

Граммаж бумаги согласно настоящему изобретению составляет 50-250 г/м². Если необходим растяжимый материал, имеющий граммаж более 250 г/м², можно получать слоистый материал из нескольких бумажных слоев, каждый из которых имеет граммаж 50-250 г/м². Ниже 50 г/м² прочность и жесткость обычно являются недостаточными. Граммаж предпочтительно составляет 60-220 г/м² и более предпочтительно 80-200 г/м², например, 80-160 г/м², например, 80-130 г/м². Для определения граммажа используют стандарт ISO 536. Шероховатость по Бендтсену обычно имеет более низкое значение при меньшем значении граммажа.

Плотность такой бумаги обычно составляет от 700 до 1000 кг/м³. Для получения плотности менее 850 кг/м³ можно выбрать каландр с длинным валом (дополнительно описанный ниже). Предпочтительная плотность составляет 700-800 кг/м³ и 710-780 кг/м³.

Для эстетических и печатных целей, бумага согласно настоящему изобретению предпочтительно является белой. Например, ее яркость в соответствии с ISO 2470 может составлять по меньшей мере 80%, например, по меньшей мере 82%. Однако бумага также может быть небеленой («коричневой»).

Способ согласно настоящему изобретению включает стадию: а) обеспечения целлюлозной массы.

Целлюлозная масса предпочтительно представляет собой сульфатную целлюлозную массу (иногда упоминаемую как «крафт-целлюлозная масса»), которая обеспечивает высокую прочность при растяжении. По той же причине исходный материал, используемый для получения целлюлозной массы, предпочтительно содержит хвойную древесину (которая имеет длинные волокна и образует прочную бумагу). Соответственно, целлюлозная масса может содержать по меньшей мере 50% хвойной целлюлозной массы, предпочтительно по меньшей мере 75% хвойной целлюлозной массы и более предпочтительно по меньшей мере 90% хвойной целлюлозной массы. Процентные величины приведены по отношению к сухой массе целлюлозной массы.

Прочность при растяжении представляет собой максимальную силу, которую выдерживает бумага перед разрывом. В стандартном испытании согласно ISO 1924-3 используют полоску, имеющую ширину 15 мм и длину 100 мм, при постоянной скорости растяжения. Поглощение энергии при растяжении (tensile energy absorption, TEA) иногда рассматривают в качестве свойства бумаги, которое наилучшим образом отображает соответствующую прочность бумаги. Прочность при растяжении представляет собой один параметр при измерении TEA, а другой параметр представляет собой растяжимость. Прочность при растяжении, растяжимость и значение TEA получают в ходе одного испытания. Индекс TEA представляет собой значение TEA, деленное на граммаж. Таким же образом, индекс прочности при растяжении получают в результате деления прочности при растяжении на граммаж.

Для улучшения прочности при растяжении можно добавлять сухой упрочняющий агент, такой как крахмал. Количество крахмала может составлять, например, 1-15 кг на тонну бумаги, предпочтительно 1-ю или 2-8 кг на тонну бумаги. Крахмал предпочтительно представляет собой катионный крахмал.

В контексте настоящего изобретения «на тонну бумаги» относится к значению на тонну высушенной бумаги, полученной в бумагоделательном процессе. Такая высушенная бумага обычно имеет содержание сухого вещества (мас./мас.) 90-95%.

Индекс TEA бумаги, полученной способом согласно настоящему изобретению, может составлять, например, по меньшей мере 3,5 Дж/г в МН (например, 3,5-7,5 Дж/г) и/или по меньшей мере 2,9 Дж/г (например, 2,9-3,9 Дж/г) в ПН. В одном варианте реализации индекс TEA составляет более 4,5 Дж/г (например, 4,6-7,5 Дж/г) в МН.

В целлюлозную массу также можно добавлять один или более проклеивающих агентов. Примерами проклеивающих агентов являются алкилкетендимер (АКД, AKD), алкенилянтарный ангидрид (АЯА, ASA) и канифольный клей. При добавлении канифольного клея предпочтительно также добавлять квасцы. Канифольный клей и квасцы предпочтительно добавляют в массовом соотношении от 1:1 до 1:2. Канифольный клей можно добавлять, например, в количестве 0,5-4 кг на тонну бумаги, предпочтительно 0,7-2,5 кг на тонну бумаги.

Если бумага является белой, то целлюлозная масса является беленой.

Предложенный способ дополнительно включает стадию:

b) рафинирования целлюлозной массы при высокой консистенции (НС).

Консистенция целлюлозной массы, подвергаемой рафинированию высокой консистенции, обычно составляет 25-42% или 25-40%, например, 30-40%, предпочтительно 33-40%. Рафинирование высокой консистенции обычно проводят до такой степени, что целлюлозная масса приобретает значение Шоппера-Риглера (SR) 13-19, например, 13-18. Значение SR измеряют в соответствии с ISO 5267-1. Для достижения требуемого значения SR подача энергии на рафинирование высокой консистенции может составлять по меньшей мере 100 кВт⋅ч на тонну бумаги, например, 150-220 кВт⋅ч на тонну бумаги.

c) рафинирования целлюлозной массы, полученной на стадии b), при низкой консистенции (LC);

Консистенция целлюлозной массы, подвергаемой рафинированию низкой консистенции, обычно составляет 2-6%, предпочтительно 3-5%. Рафинирование низкой консистенции обычно проводят до такой степени, что целлюлозной массы приобретает значение Шоппера-Риглера (SR) 18-40, предпочтительно 19-35, например, 23-35. Для достижения требуемого значения SR подача энергии на рафинирование низкой консистенции может составлять 20-200 кВт⋅ч на тонну бумаги, например, 30-150 кВт⋅ч на тонну бумаги, например, 40-120 кВт⋅ч на тонну бумаги.

Как известно специалистам в данной области техники, рафинирование низкой консистенции увеличивает значение SR.

Рафинирование высокой консистенции и рафинирование низкой консистенции повышают растяжимость и в МН, и в ПН.

В одном варианте реализации предложенный способ включает стадию добавления целлюлозного брака, предпочтительно в целлюлозную массу, полученную на стадии b) или с). Целлюлозный брак предпочтительно получен таким же способом.

d) разбавления целлюлозной массы, полученной на стадии с), и выгрузки разбавленной целлюлозной массы на формовочную сетку с получением бумажного полотна, имеющего содержание сухого вещества 15-25%, например, 17-23%.

Таким образом, разбавленную целлюлозную массу обезвоживают на формовочной сетке и получают бумажное полотно. Разбавленная целлюлозная масса обычно имеет рН 5-6 и консистенцию 0,2-0,5%.

e) прессования бумажного полотна, полученного на стадии d) до содержания сухого вещества 30-50%, например, 39-46%.

Прессовальная секция, используемая для стадии е), обычно содержит один, два или три прижимных пресса. В одном варианте реализации используют башмачный пресс. В таком случае щель башмачного пресса может быть единственной щелью прессовальной секции. Преимущество использования башмачного пресса заключается в улучшенной жесткости готового продукта при изгибе.

f) сушки бумажного полотна, полученного на стадии е); и

g) уплотнения бумажного полотна, полученного на стадии f), в устройстве Клупак при содержании влаги 20-50%.

Уплотнение в устройстве Клупак повышает растяжимость бумаги, в частности, в МН, а также в ПН. Для улучшения поверхностных/печатных свойств содержание влаги в бумаге предпочтительно составляет по меньшей мере 30% (например, 30-50%), например, по меньшей мере 35% (например, 35-49%) при подаче в устройство Клупак. Было показано, что более высокое содержание влаги также коррелирует с более высокой растяжимостью в МН.

Кроме того, авторы настоящего изобретения обнаружили, что увеличение растяжимости упрощает относительно высокая линейная нагрузка прижимного валика, составляющая по меньшей мере, 20 кН/м, в устройстве Клупак. Предпочтительно, линейная нагрузка прижимного валика составляет по меньшей мере 25 кН/м или по меньшей мере 28 кН/м. Типичный верхний предел может составлять 38 кН/м. В устройстве Клупак линейную нагрузку прижимного валика определяют регулируемым давлением гидравлического цилиндра, действующего на прижимной валик. Прижимной валик иногда называют «прижимным роликом».

В одном варианте реализации натяжение резиновой ленты в устройстве Клупак составляет по меньшей мере 5 кН/м (например, от 5 до 9 кН/м), предпочтительно по меньшей мере 6 кН/м (например, от 6 до 9 кН/м), например, примерно 7 кН/м. В устройстве Клупак натяжение резиновой ленты определяют регулируемым давлением гидравлического цилиндра, действующим на натяжной ролик, растягивающий резиновую ленту.

Устройство Клупак обычно содержит стальной цилиндр или хромированный цилиндр. Когда бумажное полотно уплотняют посредством сокращения/сжатия резиновой ленты в устройстве Клупак, оно перемещается относительно стального/хромированного цилиндра. Для уменьшения трения между бумажным полотном и стальным/хромированным цилиндром оказывается предпочтительным добавление смазочной жидкости. Смазочная жидкость может представлять собой воду или иметь водную основу. Смазочная жидкость на водной основе может содержать снижающее трение вещество, такое как полиэтиленгликоль, или вещество на кремнийорганической основе. В одном варианте реализации смазочная жидкость представляет собой воду, содержащую по меньшей мере 0,5%, предпочтительно по меньшей мере 1%, например, от 1 до 4% полиэтиленгликоля.

Устройство Клупак также описано ниже со ссылкой на фиг.1.

После уплотнения в устройстве Клупак бумажное полотно подвергают дополнительной сушке. Таким образом, предложенный способ дополнительно включает стадию

h) сушки бумажного полотна, полученного на стадии g).

Таким образом, стадия h) включает сушку бумажного полотна в по меньшей мере одной сушильной группе. Скорость бумажного полотна в первой сушильной группе на стадии h) предпочтительно на 8-14% ниже скорости бумажного полотна, подаваемого в устройство Клупак на стадии g). Причина такого снижения скорости заключается в сохранении растяжимости в МН, приобретенной бумажным полотном в устройстве Клупак.

Бумажное полотно предпочтительно оставляют свободно высыхать на протяжении части стадии h). Во время такого «свободного высыхания», которое улучшает растяжимость, бумажное полотно не приводят в контакт с сушильным ситом (зачастую упоминаемым как сушильная сетка). Во время свободного высыхания можно использовать принудительный, необязательно нагретый поток воздуха (иногда упоминаемый как «обдувочная сушка»), что означает, что свободная сушка может включать сушку вентилятором.

i) каландрирования бумажного полотна, полученного на стадии сушки h), в каландре с мягким валом или в каландре с длинным валом при содержании влаги 4-20%, предпочтительно 5-12%, например, 5-10%. Термин «каландр с длинным валом» включает каландры, называемые в данной области техники башмачными каландрами, каландры с вытянутым валом и ленточные каландры.

В целом, каландрирование улучшает свойства поверхности. В способе согласно настоящему изобретению используют каландр с мягким валом или каландр с длинным валом, поскольку такие каландры лучше сохраняют сопротивление изгибу бумаги, чем каландры с жестким валом. Если сопротивление изгибу является особенно важным, то наиболее предпочтительным вариантом является каландр с длинным валом.

Независимо от типа каландра, линейная нагрузка может составлять 20-700 кН/м. Предпочтительные диапазоны линейной нагрузки составляют 20-450 кН/м и 100-400 кН/м. Однако может быть предпочтительно поддерживать линейную нагрузку ниже 200 кН/м, например, ниже 150 кН/м на стадии i), если используется каландр с мягким валом и учтено сопротивление изгибу.

Показатель сопротивления изгибу получают делением сопротивления изгибу на куб граммажа. Показатель сопротивления изгибу бумаги в МН предпочтительно составляет по меньшей мере 30 Нм⁶/кг³ (например, 30-43 Нм⁶/кг³), например, по меньшей мере 35 Нм⁶/кг³ (например, 35-43 Нм⁶/кг³). Кроме того, сопротивление изгибу в ПН предпочтительно составляет по меньшей мере 40 Нм⁶/кг³ (например, 40-56 Нм⁶/кг³), например, по меньшей мере 45 Нм⁶/кг³ (например, 45-56 Нм⁶/кг³). Сопротивление изгибу измеряют в соответствии с ISO 2493, используя угол изгиба 15° и длину изгиба 10 мм.

В одном варианте реализации показатель сопротивления изгибу составляет по меньшей мере 39 Нм⁶/кг³ в МН и по меньшей мере 51 Нм⁶/кг³ в ПН. Для получения таких показателей сопротивления изгибу предпочтительно использовать каландр с мягким валом с линейной нагрузкой менее 150 кН/м или каландр с длинным валом. При выборе каландра с длинным валом можно получать бумагу, имеющую показатель сопротивления изгибу по меньшей мере 44 Нм⁶/кг³ (например, 44-56 Нм⁶/кг³) в МН и по меньшей мере 54 Нм⁶/кг³ (например, 54-62 Нм⁶/кг³) в ПН.

В одном варианте реализации каландрирование на стадии i) осуществляют с использованием каландра с длинным валом с длиной зоны контакта в машинном направлении 30-400 мм, например, 30-250 мм. Кроме того, при каландрировании с длинным валом на стадии i) используют металлический вал, нагретый до температуры от 140 до 260°С, предпочтительно от 200 до 250°С.

В одном варианте реализации длина зоны контакта башмачного каландра составляет лишь 30-50 мм, а температура металлического вала башмачного каландра составляет более 200°С, и линейная нагрузка составляет по меньшей мере 100 кН/м. Такой вариант реализации может эффективно уменьшать нежелательные неровности поверхности, полученные в устройстве Клупак.

Каландрирование снижает шероховатость поверхности. Как правило, шероховатость по Бендтсену по меньшей мере одной стороны бумаги, полученной на стадии i) (т.е. бумаги, полученной способом согласно настоящему изобретению), составляет 1900 мл/мин или менее, например, 1700 мл/мин или менее, например, 1500 мл/мин или менее. Предпочтительно, шероховатость по Бендтсену по меньшей мере одной стороны бумаги составляет 1200 мл/мин. или менее, например, 900 мл/мин или менее. В одном варианте реализации она составляет 700 мл/мин. или менее, например, 600 мл/мин или менее. Типичный нижний предел может составлять 300 мл/мин или 400 мл/мин. В дополнительном варианте реализации шероховатость по Бендтсену обеих сторон бумаги составляет менее 1000 мл/мин.

Специалистам в данной области техники понятно, что вышеуказанные значения шероховатости по Бендтсену относятся к немелованной бумаге.

В одном варианте реализации способ согласно настоящему изобретению дополнительно включает стадию:

j) печати на бумаге, полученной на стадии i).

Печать на стадии j) можно осуществлять на любой стороне бумаги, но может быть предпочтительно осуществлять печать на той стороне, которую приводят в контакт со стальным/хромированным цилиндром в устройстве Клупак.

На фиг. 1 представлено устройство Клупак 105, содержащее бесконечную резиновую ленту 107 (иногда называемую «резиновым полотном»), с которой находятся в контакте два разгонных валика 108, 109, направляющий валик но, натяжной валик 111 и прижимной валик 112. Первое гидравлическое устройство 113 оказывает давление в отношении натяжного валика 111 для растяжения резиновой ленты 107. Второе гидравлическое устройство 114 оказывает давление в отношении прижимного валика 112 для прижатия резиновой ленты 107, которая, в свою очередь, прижимает бумажное полотно 117 к стальному цилиндру 115. Распыляющее смазочную жидкость сопло 116 предназначено для нанесения смазочной жидкости на стальной цилиндр 115.

ПРИМЕРЫ

Проводили полномасштабные испытания для получения белой растяжимой бумаги на бумагоделательной машине, обычно используемой для получения мешочной бумаги. Получали каландрированную (согласно изобретению) бумагу и некаландрированную (эталонную) бумагу.

Получение описано ниже.

Получали беленую хвойную сульфатную целлюлозную массу. Целлюлозную массу подвергали рафинированию при высокой консистенции (НС) (180 кВт⋅ч на тонну бумаги), составляющей примерно 39%, и рафинированию при низкой консистенции (LC) (65 кВт⋅ч на тонну бумаги), составляющей примерно 4,3%. В целлюлозную массу добавляли катионный крахмал (7 кг на тонну бумаги), канифольную проклейку (2,4 кг на тонну бумаги) и квасцы (3,5 кг на тонну бумаги). В напорном ящике значение рН целлюлозной массы/композиции бумажной массы составляло примерно 5,8, и консистенция целлюлозной массы/композиции бумажной массы составляла примерно 0,3%. Формование бумажного полотна осуществляли в сеточной секции. Содержание сухого вещества в бумажном полотне, выходящем из сеточной секции, составляло примерно 19%. Бумажное полотно обезвоживали в прессовальной секции, имеющей два пресса, с получением содержания сухого вещества, составляющего примерно 38%. Обезвоженное бумажное полотно затем сушили в последующей сушильной секции, имеющей девять сушильных групп, включая одно устройство Клупак, в последовательном расположении. В данном контексте устройство Клупак считали «сушильной группой». Устройство Клупак устанавливали как седьмую сушильную группу, что означает, что бумажное полотно сушили в сушильной секции как до, так и после уплотнения в устройстве Клупак. При введении в устройство Клупак влагосодержание бумажного полотна составляло 40%. Давление гидравлического цилиндра, действующее на прижимной валик, устанавливали на уровне 30 бар, получая в результате линейную нагрузку, составляющую 33 кН/м. Давление гидравлического цилиндра для растяжения резиновой ленты устанавливали на уровне 31 бар, получая в результате натяжение ленты, составляющее 7 кН/м. Для уменьшения трения между бумажным полотном и стальным цилиндром в устройстве Клупак добавляли смазочную жидкость (1,5% полиэтиленгликоль) в количестве 250 л/час. Скорость бумажного полотна в сушильной группе непосредственно после устройства Клупак была на 11% меньше скорости бумажного полотна, подаваемого в устройство Клупак.

После сушки в сушильной секции бумагу согласно настоящему изобретению подвергали каландрированию в каландре с мягким валом, имеющем твердый вал (со стальной поверхностью) и мягкий вал (с поверхностью с резиновым покрытием). Линейная нагрузка в каландре с мягким валом составляла 145 кН/м. Температура и влагосодержание бумаги, подаваемой в каландр с мягким валом, составляли 80°С и 6,5%, соответственно. Эталонную бумагу не каландрировали.

Свойства бумаги, изготовленной в испытаниях, представлены ниже в таблице 1.

Как показано в таблице 1, изготавливали высокорастяжимую немелованную белую бумагу с высоким значением воздухопроницаемости по Герли (т.е. низкой пористостью). В таблице 1 показано также, что каландрирование с мягким валом существенно улучшает свойства поверхности и печати, в частности, той стороны бумаги, которую приводят в контакт с (мягким) валом с резиновым покрытием. Однако каландрирование с мягким валом снижает сопротивление изгибу, что иногда является нежелательным. Можно по меньшей мере отчасти избежать снижения сопротивления изгибу при использовании каландра с длинным валом вместо каландра с мягким валом.

Кроме того, зрительное восприятие качества печати на той стороне каландрированной (согласно изобретению) бумаги, которую приводили в контакт со сталью (SS) и резиной (RS), сравнивали со зрительным восприятием качества печати на некаландрированной (эталонной) бумаге. Такой же тип сравнения проводили после 3D-формования бумаги. В соответствии с таким сравнением, качество печати было существенно лучше на обеих сторонах каландрированной (согласно изобретению) бумаги, чем на эталонной бумаге до и после 3D-формования. Сравнение также показало, что качество печати было лучше на той стороне, которую приводили в контакт со стальным цилиндром в устройстве Клупак.

Claims

1. Способ изготовления немелованной бумаги, имеющей граммаж в соответствии с ISO 536, составляющий 50-250 г/м², воздухопроницаемость по Герли в соответствии с ISO 5636-5, составляющую более 15 с, и растяжимость в соответствии с ISO 1924-3 в машинном направлении, составляющую по меньшей мере 9%, и указанный способ включает стадии:

a) обеспечения целлюлозной массы, предпочтительно сульфатной целлюлозной массы;

b) рафинирования целлюлозной массы при высокой консистенции (HC), составляющей 25-42%, до степени, при которой целлюлозная масса приобретает значение Шоппера-Риглера (SR) в соответствии с ISO 5267-1, составляющее 13-19;

c) рафинирования целлюлозной массы, полученной на стадии b), при низкой консистенции (LC), составляющей 2-6%, до степени, при которой целлюлозная масса приобретает значение Шоппера-Риглера (SR) в соответствии с ISO 5267-1, составляющее 18-40;

d) разбавления целлюлозной массы, полученной на стадии c), и выгрузки разбавленной целлюлозной массы на формовочную сетку с получением бумажного полотна, имеющего содержание сухого вещества 15-25%, например 17-23%;

e) прессования бумажного полотна, полученного на стадии d), до содержания сухого вещества 30-50%, например 36-46%;

f) сушки бумажного полотна, полученного на стадии e);

g) уплотнения бумажного полотна, полученного на стадии f), в устройстве Клупак при содержании влаги 20-50%, например 30-49%, например 35-49%;

h) сушки бумажного полотна, полученного на стадии g), включающей сушку бумажного полотна в по меньшей мере одной сушильной группе, причем скорость бумажного полотна в первой сушильной группе на стадии h) на 8-14% ниже скорости бумажного полотна, подаваемого в устройство Клупак на стадии g); и

i) каландрирования бумажного полотна, полученного на стадии h), в каландре с мягким валом или в каландре с длинным валом при содержании влаги 4-20%, например 5-12%, например 5-10%.

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадию добавления целлюлозного брака в целлюлозную массу, полученную на стадии b) или c).

3. Способ по п. 1 или 2, в котором каландрирование на стадии i) осуществляют с применением башмачного каландра с длиной зоны контакта в машинном направлении 30-400 мм, например 30-250 мм.

4. Способ по п. 3, в котором линейная нагрузка на стадии i) составляет 20-700 кН/м, например 20-450 кН/м, например 100-400 кН/м.

5. Способ по п. 3 или 4, в котором при башмачном каландрировании на стадии i) используют металлический вал, нагретый до температуры от 140 до 260°С, предпочтительно от 200 до 250°С.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором растяжимость в соответствии с ISO 1924-3 в машинном направлении составляет по меньшей мере 10%, например по меньшей мере 11%.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором растяжимость в соответствии с ISO 1924-3 в поперечном направлении составляет по меньшей мере 7%, например по меньшей мере 9%.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором граммаж бумаги в соответствии с ISO 536 составляет 60-220 г/м², например 80-200 г/м², например 80-160 г/м², например 80-130 г/м².

9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором воздухопроницаемость бумаги по Герли в соответствии с ISO 5636-5 составляет по меньшей мере 20 с, предпочтительно по меньшей мере 25 с, более предпочтительно по меньшей мере 30 с.

10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором шероховатость по Бендтсену по меньшей мере одной стороны бумаги в соответствии с ISO 8791-2 составляет 1900 мл/мин или менее, например 1700 мл/мин или менее, например 1500 мл/мин или менее, например 1200 мл/мин или менее, например 900 мл/мин или менее.

11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором показатель сопротивления изгибу бумаги в машинном направлении в соответствии с ISO 2493 составляет по меньшей мере 30 Нм⁶/кг³, например по меньшей мере 35 Нм⁶/кг³, и при этом сопротивление изгибу измеряют, используя угол изгиба 15° и длину изгиба 10 мм.

12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором показатель сопротивления изгибу бумаги в поперечном направлении в соответствии с ISO 2493 составляет по меньшей мере 40 Нм⁶/кг³, например по меньшей мере 45 Нм⁶/кг³, и при этом сопротивление изгибу измеряют, используя угол изгиба 15° и длину изгиба 10 мм.

13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором яркость бумаги в соответствии с ISO 2470 составляет по меньшей мере 80%, например по меньшей мере 82%.

14. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий стадию j) печати на той стороне бумаги, которую приводят в контакт со стальным/хромированным цилиндром в устройстве Клупак.

15. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стадия h) включает сушку бумажного полотна в по меньшей мере одной сушильной группе, и при этом скорость бумажного полотна в первой сушильной группе на стадии h) на 8-14% ниже скорости бумажного полотна, подаваемого в устройство Клупак на стадии g).

16. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором:

консистенция целлюлозной массы, подвергаемой HC рафинированию на стадии b), составляет 25-40%;

HC рафинирование на стадии b) осуществляют до такой степени, что целлюлозная масса приобретает значение Шоппера-Риглера (SR) в соответствии с ISO 5267-1, составляющее 13-18;

консистенция целлюлозной массы, подвергаемой LC рафинированию на стадии c), составляет 3-5 %; и

LC рафинирование на стадии c) осуществляют до такой степени, что целлюлозная масса приобретает значение Шоппера-Риглера (SR) в соответствии с ISO 5267-1, составляющее 19-35.