SE462918B - Method for production of fluff pulp - Google Patents

Abstract

The invention concerns a method for producing fluff pulp of the type which is obtained by digestion and delignification of raw wood material with the aid of digester chemicals, with pulp fibres being obtained which are washed by being kept in aqueous suspension and dried for delivery in dry form. The aqueous suspension, in which the pulp fibres are present before drying, has alpha cellulose added to it in finely ground form, the object being for this to settle on the surface of the pulp fibres and thereby counteract the development of hydrogen bonds between the fibres as they are dewatered and dried.

Description

462 918 10 15 20 25 30 35 2 etablerades på sin tid såsom gängse för såväl stora som små konverteringsenheter. 462 918 10 15 20 25 30 35 2 were established in their time as common for both large and small conversion units.

Emellertid har blekt sulfitmassa ett flertal nackdelar i jämförelse med blekt sulfatmassa, såsom exempelvis: hög hartshalt, som medför längre absorp- tionstider och försämrade åldrings- och lagringsegen- skaper på grund av att hartset migrerar ut på fiberytorna och hydrofobiserar fibrerna; sämre fiberstyvhet som medför sämre bulk hos fluffen såväl som sämre vätske- hållande förmåga vid belastning av fluffmaterialet; samt det förhållandet att en massa med hög alfacellulosa- halt blir dyr att producera på grund av höga bleknings- kostnader och lågt utbyte.However, bleached sulphite pulp has a number of disadvantages compared to bleached sulphate pulp, such as, for example: high resin content, which results in longer absorption times and deteriorated aging and storage properties due to the resin migrating out on the fiber surfaces and hydrophobicizing the fibers; poorer fiber stiffness which results in poorer bulk of the fluff as well as poorer fluid holding capacity when loading the fluff material; and the fact that a pulp with a high alpha-cellulose content becomes expensive to produce due to high bleaching costs and low yields.

Ovannämnda nackdelar hos sulfitmassa i jämförelse med sulfatmassa innebar att massaproducenterna prövade olika möjligheter att i praktisk tillverkning använda hemicellulosarik sulfatmassa till fluff. Vid försök att defibrera dylik massa i den befintliga, konventio- nella maskinutrustningen visade det sig emellertid att sulfatmassan krävde mångfaldigt högre energiförbruk- ning än sulfitmassan och resultatet blev oftast att de i utrustningen ingående elmotorerna stannade på grund av överbelastning,och i de fall man över huvud taget lyckades defibrera sulfatfluffmassa blev den framställda fluffen brunbränd på grund av överhettning i utrust- ningen. Utvecklingen inom området styrdes därför över i riktning mot att finna lämpliga kemikalier för att minska vätebindningskrafterna i kontaktytorna mellan fluffmassans fibrer. Denna utveckling var framgångsrik och under perioden 1965-75 framkom ett antal s k "debonding agents" av katjonisk typ med vilka man lyckades reducera energiförbrukningen vid defibrering av sulfatmassa till en nivå som möjliggjorde torrde- fibrering av massan med den befintliga maskinutrust- ningen; något som i praktiken innebar att större delen av all fluff kom att tillverkas av sulfatmassa.The above-mentioned disadvantages of sulphite pulp in comparison with sulphate pulp meant that the pulp producers tested different possibilities of using hemicellulose-rich sulphate pulp for fluff in practical production. Attempts to defibrate such pulp in the existing, conventional machine equipment, however, showed that the sulphate pulp required many times higher energy consumption than the sulphite pulp and the result was usually that the electric motors included in the equipment stopped due to overload, and in cases over mainly succeeded in defibrating sulphate fluff pulp, the fluff produced was burnt due to overheating in the equipment. Developments in the field were therefore steered towards finding suitable chemicals to reduce the hydrogen bonding forces in the contact surfaces between the fibers of the fluff pulp. This development was successful and during the period 1965-75 a number of so-called "debonding agents" of the cationic type emerged with which they succeeded in reducing the energy consumption when defibrating sulphate pulp to a level that enabled dry defibration of the pulp with the existing machine equipment; which in practice meant that most of the fluff was made from sulphate pulp.

Efter denna utvecklingsperiod påvisades emellertid »for f 10 15 20 25 30 35 462 918 3 att om man kunde defibrera helblekt sulfatfluffmassa, som ej innehöll några debonding-kemikalier, så skulle massans egenskaper förbättras med avseende på absorp- tionshastighet och vätskespridning. Dessutom framkom från konsumenthåll önskemål om fluffprodukter, såsom blöjor och liknande, utan kemikalietillsatser. Härigenom uppkom en trend att konstruera defibrerings- och konver- teringsutrustningen med så stor kapacitet att i huvudsak kemikaliefri sulfatmassa kunde defibreras. Situatio- nen idag har därmed huvudsakligen utvecklat sig så att de stora konverteringsenheterna väsentligen helt använder obehandlad eller kemikaliefri fluffmassa, som defibreras i högkapacitiva utrustningar, medan -de små och medelstora enheterna oftast har en låg- kapacitiv utrustning för defibrering av fluffmassa till vilken satts fiberbindningsmotverkande kemikalier av olika slag.After this development period, however, it was shown that if one could defibrate fully bleached sulfate fluff pulp which did not contain any debonding chemicals, the pulp properties would be improved in terms of absorption rate and liquid dispersion. In addition, there were requests from consumers for fluff products, such as diapers and the like, without chemical additives. As a result, a trend arose to design the defibration and conversion equipment with such a large capacity that mainly chemical-free sulphate pulp could be defibrated. The situation today has thus mainly developed so that the large conversion units essentially use completely untreated or chemical-free fluff pulp, which is defibrated in high-capacity equipment, while the small and medium-sized units usually have a low-capacitive fluff pulp defibrillation equipment chemicals of various kinds.

Kort redogörelse för uppfinningstanken Föreliggande uppfinning tar sikte på att skapa en fluffmassa som kan framställas utan någon debonding- kemikalie med fiberbindningsmotverkande uppgift och trots detta bli så lätt att torrdefibrera att maskin- utrustning med låg energiförbrukning lämpar sig för ändamålet. I enlighet med det för uppfinningen närmast kännetecknande ernås detta därigenom att till den vattensuspension i vilken massafibrerna förekommer före torkning sätts alfacellulosa i finmald form med uppgift att avsätta sig på ytan av massafibrerna och därigenom motverka uppkomsten av vätebindningar mellan fibrerna i samband med att dessa avvattnas och torkas.Brief description of the inventive concept The present invention aims to create a fluff pulp which can be produced without any debonding chemical with anti-fiber bonding function and nevertheless become so easy to dry defibrillate that low energy consumption machinery is suitable for the purpose. In accordance with the most characteristic of the invention, this is achieved in that to the aqueous suspension in which the pulp fibers occur before drying, alpha-cellulose is added in finely ground form with the task of depositing on the surface of the pulp fibers and thereby counteracting the formation of hydrogen bonds between the fibers. torkas.

Genom att den tillsatta alfacellulosan föreligger i finmald form ökas dess verksamma yta mångfaldigt, varvid de enskilda alfacellulosapartiklarna kan avsätta sig i stora mängder på varje enskild massafiber i suspensionen. När därför fibrerna avvattnas genom att tas upp på viran och förs vidare till press- och torkpartierna motverkas tendensen till vätebindningar 462 918 10 15 20 25 30 35 4 mellan fibrerna därigenom att alfacellulosapartiklarna förhindrar direkt ytkontakt mellan fibrerna.Because the added alpha-cellulose is present in finely ground form, its effective surface area is increased manifold, whereby the individual alpha-cellulose particles can deposit in large amounts on each individual pulp fiber in the suspension. Therefore, when the fibers are dewatered by being taken up on the wire and passed on to the press and drying portions, the tendency for hydrogen bonds 462 918 10 15 20 25 30 35 4 is counteracted by the alpha-cellulose particles preventing direct surface contact between the fibers.

Vid laboratorieförsök förfärdigades ark av en sulfatmassa behandlad på följande sätt. Till en fiber- suspension sattes finmald högalfacellulosa (alfahalt = 92,5%) i en mängd motsvarande 10 kg/ton massa, varvid cellulosan finmalts till en partikelstorlek inom området 0,001-0,1 mm. Satsningen skedde utan varje som helst kemikalietillsats. Därefter avvattnades fibrerna och förfärdigades genom pressning och torkning ett ark med ytvikten cirka 800 g/m2, vilket därefter torrdefi- brerades genom rivning i en rivapparat. Härvid framkom att erforderlig defibreringsenergi uppgick till 150 kJ/kg, att jämföras med cirka 400 kJ/kg för obehandlad sulfat- massa av samma typ (dvs en sulfatmassa utan alfacellulosa- tillsats). Absorptionskapaciteten enligt SCAN ökade från 9 g H20/g fluff till 10 g H20/g fluff, dvs en ökning med mer än 10%.In laboratory experiments, sheets of a sulphate pulp were treated as follows. To a fiber suspension, finely ground high-alpha-cellulose (alpha content = 92.5%) was added in an amount corresponding to 10 kg / ton of pulp, the cellulose being finely ground to a particle size in the range 0.001-0.1 mm. The investment was made without any chemical additive. The fibers were then dewatered and a sheet with a basis weight of about 800 g / m 2 was prepared by pressing and drying, which was then dry defibrated by tearing in a shredder. It was found that the required defibration energy amounted to 150 kJ / kg, to be compared with about 400 kJ / kg for untreated sulphate pulp of the same type (ie a sulphate pulp without alpha-cellulose additive). The absorption capacity according to SCAN increased from 9 g H 2 O / g fluff to 10 g H 2 O / g fluff, ie an increase of more than 10%.

Vid praktisk tillämpning bör den finmalda alfa- cellulosan tillsättas i en mängd av 0,05-5, lämpligen 0,5-2 eller företrädesvis omkring 1% av viktmängden massafibrer i torrtänkt tillstànd. Lämpligen bör alfa- cellulosan vara mald till en finhetsgrad vid vilken åtminstone 90% av densamma har en partikelstorlek eller -längd inom området 0,000l-0,1 mm och företrädes- vis en medellängd av omkring 0,0l mm.In practical application, the finely ground alpha-cellulose should be added in an amount of 0.05-5, preferably 0.5-2 or preferably about 1% by weight of pulp fibers in the dry state. Suitably the alpha-cellulose should be ground to a degree of fineness at which at least 90% of it has a particle size or length in the range 0.000l-0.1 mm and preferably an average length of about 0.0l mm.

Ehuru uppfinningen tänkes tillämpad i första hand på sulfatmassa är det i och för sig tänkbart att tillämpa densamma vid framställning av andra typer av fluffmassor, såsom sodamassa och moderna sulfitmassör kokta på löslig bas respektive blandningar av olika typer av massa, vilka har det gemensamt att de uppvisar förhållandevis hög hemicellulosahalt (10-20% hemi- cellulosa) och som därför kan framställas i högt utbyte.Although the invention is intended to be applied primarily to sulphate pulp, it is in itself conceivable to apply the same in the production of other types of fluff pulps, such as soda pulp and modern sulphite pulp cooked on a soluble base and mixtures of different types of pulp, which have in common that they has a relatively high hemicellulose content (10-20% hemicellulose) and can therefore be produced in high yield.

Den alfacellulosa som kommer till användning kan med fördel utgöras av viskosmassa, dvs en massa som kokats och blekts under ernående av en alfacellulosahalt 10 462 918 5 av mer än 90%. Som råmaterial för det malda alfacellulo- samjölet kan även användas andra typer av fibrer med hög alfacellulosahalt, såsom bomullsfibrer.The alpha-cellulose which comes into use can advantageously consist of viscose pulp, i.e. a pulp which is boiled and bleached while reaching an alpha-cellulose content of more than 90%. Other types of fibers with a high alpha-cellulose content, such as cotton fibers, can also be used as raw material for the ground alpha-cellulose flour.

Enligt ett tänkbart utförande av uppfinningen kan den finmalda alfacellulosan tillsättas till fiber- suspensionen tillsammans med små mängder av ett lämpligt retentionsmedel med uppgift att förbättra alfacellulosa- partiklarnas vidhäftning vid massafibrerna. Såsom retentionsmedel kan härvid användas exempelvis CARTAFIX FF exempelvis i mängder om cirka l viktprocent räknat på mängden fluffmassa. Härigenom reduceras tendensen till dammning i samband med defibrering av den behand- lade massan.According to a possible embodiment of the invention, the finely ground alpha-cellulose can be added to the fiber suspension together with small amounts of a suitable retention aid with the task of improving the adhesion of the alpha-cellulose particles to the pulp fibers. As a retention aid, CARTAFIX FF can be used, for example, in amounts of about 1% by weight, calculated on the amount of fluff pulp. This reduces the tendency to dust in connection with defibration of the treated pulp.

Claims (4)

462' 918 PATENTKRAV462 '918 PATENT CLAIMS 1. l. Förfarande vid framställning av fluffmassa av det slag som erhålls genom kokning och avlignifiering av vedràvara med hjälp av kokkemikalier under erhållande av massafibrer, vilka tvättas genom att hållas i vatten- 5 suspension och torkas i och för leverans i torr form, k ä n n e t e c k n a t därav, att till den vattensus- pension i vilken massafibrerna förekommer före torkning sätts alfacellulosa i finmald form med uppgift att avsätta sig på ytan av massafibrerna och därigenom 10 motverka uppkomsten av vätebindningar mellan fibrerna i samband med att dessa avvattnas och torkas.1. A process for producing fluff pulp of the kind obtained by boiling and de-lignifying wood raw material by means of cooking chemicals to obtain pulp fibers, which are washed by being kept in water suspension and dried for delivery in dry form, k characterized in that to the aqueous suspension in which the pulp fibers occur before drying, alpha-cellulose is added in finely ground form with the task of depositing on the surface of the pulp fibers and thereby counteracting the formation of hydrogen bonds between the fibers in connection with their dewatering and drying. 2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att den finmalda alfacellulosan tillsätts i en mängd av 0,05-5, lämpligen 0,5-2 eller företrädesvis 15 omkring 1% av viktmängden massafibrer.Process according to Claim 1, characterized in that the finely ground alpha-cellulose is added in an amount of 0.05-5, preferably 0.5-2 or preferably about 1% by weight of pulp fibers. 3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att alfacellulosan är mald till en finhetsgrad vid vilken åtminstone 90% av densamma har en partikelstorlek eller -längd inom området 0,000l- 20 0,1 mm och företrädesvis en medellängd av omkring 0,01 mm.3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the alpha-cellulose is ground to a degree of fineness at which at least 90% of it has a particle size or length in the range 0.000l - 0.1 mm and preferably an average length of about 0.01 mm. 4. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t därav, att den finmalda alfa- cellulosan tillsätts till fibersuspensionen tillsammans 25 med ett retentionsmedel med uppgift att förbättra alfacellulosapartiklarnas vidhäftning vid massafibrerna.4. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the finely ground alpha-cellulose is added to the fiber suspension together with a retention agent with the task of improving the adhesion of the alpha-cellulose particles to the pulp fibers.