SE513596C2 - Metod vid tillverkning av papper eller kartong - Google Patents

Description

20 2 513 596 produkt som gör att inte hela maskinbredden kan utnyttjas till full-o, sekunda kvalitet etc.

Av de uppräknade exemplen på faktorer som resulterar i utskott förstås att utskotts- mängden varierar i tiden. Om man tillverkar en produkt som håller kvalitetsspecifika- tionen och utnyttjar hela maskinbredden blir det små mängder utskott. Då man av någon anledning har problem att hålla kvalitetsspecifikationen, t.ex, vid en kvalitetsomställning på maskinen, och inte kan utnyttja hela maskinbredden blir det större mängder utskott.

Tabell 2 visar ett beråkningsexempel på hur varierande utskottsmångd förändrar fibersammansättningen i en treskiktsprodukt vid olika utskottsinblandning. Exemplet bygger på att utskottet direktåterfors till det inre skiktet.

Tabell 2. Andel av total ytvikt av ñbersarnmansättning för toppskikt, inre skikt och bakskikt i den fånga produkten, dels nominellt, dels vid tre olika utskottsinblandningar, Utskottsinblandning % av total yftvikt nominellt 0 l0 20 Toppskikt (%) 25 25 27,5 30 inre skikt (%) 50 50 45 40 Bakskikt (%) 25 25 27,5 30 Alla pappers- och kartongkvaliteter innehåller större eller mindre nominella mängder utskott. Endast i de fall man kan återanvända hela den aktuella mängden utskott direkt, med eller utan en eñerbearbetning, undviks kvalitetsvariation beroende på nominell fibersammansättning i pappers- eller kartongprodukten, dvs om t.ex. 15 % av produktionen resulterar i utskott just då man tillverkar en kvalitet som nominellt skall innehålla 15 % utskott av produktionen. I alla andra fall kommer utskottet att bidra till kvalitetsvariation genom varierande fibersammansättning, som avviker från den nominella fibersammansättningen, beroende på att man har överskott av utskott som måste lagras, brist på utskott, lagrat utskott av annan fibersammansättning än den kvalitet som tillverkas for stunden etc. I tiden varierande utskottsmängder ger förr eller senare kvalitetsvariationer hos alla pappers- och kartongkvaliteter. 10 15 20 25 30 3 513 596 Enligt känd teknik kan utskottet tas tillvara på olika sätt beroendénpå den aktuella mängden utskott. Konventionellt återfores det uppslagna utskottet, antingen direkt, efter lagring i kar/tom eller efier lagring på rulle, till papperet eller ett inre skikt hos flerskiktat papper och flerskikts kartong. I idealfallet slås utskottet upp i vatten, eventuellt efter- bearbetas medelst malning eller raffinering, och återanvändes i produktionen direkt tillsammans med de ursprungligen ingående cellulosamassoma. De varierande utskotts- mängderna innebär dock att man ofta måste lagra utskott. Denna lagring kan ske på två sätt. Ett sätt är att man efter uppslagningen och eventuell efierbearbetning lagrar upp- slaget utskott i ett lagringskar/tom. Det andra sättet är att man har rullar av nedklassad kvalitet i lager, som slås upp och eventuellt efterbearbetas for användning vid behov.

I fallet flerskiktspapper eller -kartong är det inte bara varierande utskottsmängder som ställer till problem. Genom att utskottet återfors till ett inre skikt i kartongen kommer således det inre skikt till vilket det uppslagna utskottet tillfores att bibringas att innehålla mäld med fibrer som härstammar från ett yttre skikt, Flerskiktspapperet eller -kartongen kommer därvid att, sett på dess totala vikt, innehålla större andel än nominellt av fibrer av den typ som är avsedd att användas i yttre skikt av papperet eller kartongen och mindre andel än nominellt av fibrer av den typ som är avsedd att användas i inre skikt av papperet eller kartongen, se exempel i Tabell 2.

Det är känt att fraktionera fibrer i en fiberström medelst sil eller hydrocyklon, varvid en sil utnyttjas for att dela upp fibrer huvudsakligen efter fiberlängd, medan en hydrocyklon utnyttjas for att dela upp fibrer med olika tjocklek och därmed olika flexibilitet hos fibrerna. Studier har visat att det med hjälp av en storleksfraktionering (sil) är möjligt att separera ut en hög andel av korta fibrer ur en fiberström; Fredlund M. et. al., ”Förbätt- rade kvalitetsegenskaper hos kartong genom fraktionering”, STFI-Rapport TF 23, 1996, Stockholm, STFI; Grundström K-J, ”STFIs silteknik höjer kvaliteten vid kommersiell drifl”, STFI Industrikontakt, 1995, nr. 1, s. 7-8. Det finns också dokumenterat att man med hjälp av en hydrocyklon kan separera flexibla fibrer från styvare fibrer; Wood J .R. and Kamis A., ”Distribution of fibre specific surface of papermaking pulps”, Pulp&Paper Canada 80(l979):4, s. 73-78; Bliss T., ”Secondary fibre fractionation using centrifugal 10 20 25 4 513 596 cleaners”, Tappi Pulping Conference, 1984, 217 pp; Paavilainen Lä., ”The possibility of fractionating sofiwood sulfate pulp according to cellwall thickness", Appita 45(l992):5, s 319-326. I US 5,002,633 beskrivs en fraktioneringsprocess som syftar till att separera de längsta fibrerna från korta fibrer, fyllmedel, föroreningar etc, ur en massa för återanvändning av de längsta fibrema i papperstillverkning.

Vidare är det känt att kombinera olika fraktioneringsutrustningar i fraktioneringssystem med olika syften. I US 5,403,445 fraktioneras returfibrer för tillverkning av papper med mer än 70 % returfibrer, och i US 5,061,345 används en serie silar för att separera ut fibrer från fyllmedel. I vissa fraktioneringssystem är syftet att separera fibrer med olika egenskaper för att kunna använda fiberfraktionema i olika skikt. Detta beskrivs i US 5,147,505 där man separerar fibrerna i en massa efter coarseness och använder de grövre fibrema i ett skikt och de slankare fibrema i ett annat skikt. I EP 0653516 A1 nämner man på liknande sätt att barrvedsfibrer separeras till en fraktion med tjockväggiga fibrer som används i ett skikt och en fraktion med tunnväggiga fibrer som används i ett annat skikt.

I Vollmer H., ”Simulering av fraktioneringssystem”, STFI-Rapport TF 81, 1997, STFI, Stockholm, beskrivs hur fraktionatorer kan karakteriseras vid olika drifisbetingelser och hur de fördelar fibrer med olika egenskaper i olika fraktioner vid givna driftsbetingelser.

Detta gör det möjligt att förutsäga fiberegenskapssammansättningen i de resulterande flberfraktionerna då drifisbetingelserna för kombinationer av givna, karakteriserade fraktionatorer är kända samt fiberegenskapssammansättningen i det ingående fibertlödet är känd.

Det är också känt i sig att bestämma fiberkarakteristik on-line. Sådana system beskrivs tex. i Fransson P-I., ”Mätningar med STFI FiberMaster i ett kartongbruk”, STFI- Rapport TF 74, 1997, STFI, Stockholm; Karlsson H. et. al., ”STFI FiberMaster”, STFI- Rapport TF 70, 1997, STFI, Stockholm; Thomsson L. et. al., ”Uppskattning av andelen CTMP i centerskiktet vid kartongtillverkning”, STFI-Rapport TF 78, 1997, Stockholm, STFI. 10 20 5 513 596 Som ett resultat av naturliga variationer hos fiberråvaran, varierande utskottsmängd och varierande utskottssammansättning inses att det är omöjligt att undvika kvalitetsvaria- tioner helt. Likväl utgör variationema ett problem vid ökande krav på pappers- och kartongkvaliteter. Vid ökande krav på effektiv produktion och lägre produktions- kostnader accentueras behovet av att utnyttja fiberrnaterialet optimalt. Detta innebär ett behov av att allt fiberrnaterial som används vid pappers- och kartongtillverkning måste användas på bästa sätt, dvs fibrema bör utnyttjas till det de är bäst lämpade for. Ingen av ovan nämnda skrifter behandlar problemställningen att kunna tillvarata utskott vid tillverkning av papper eller kartong, och att kunna genomföra fraktionering av detta utskott, varvid fraktioneringen kan styras så att olika fibeityper i utskottet kan ledas till de mest lämpliga skiktet/skikten, i kontrollerade proportioner, i det producerade papperet eller kartongen.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Genom föreliggande uppfinning presenteras en metod vid tillverkning av papper eller kartong, varvid vid tillverkningen överblivet material, så kallat utskott, återutnyttjas på optimalt sätt, Genom uppfinningen kan man styra kvaliteten hos produkten, förbättra produktens tjänsteegenskaper och utjämna kvalitetsvariationer hos pappers- eller kartongprodukten.

Dessa och andra syften åstadkommes medelst metoden enligt uppfinningen, såsom den definieras i patentkrav 1.

Enligt en aspekt av uppfinningen bestämmes fibersammansättningen hos utskottet genom on-line karakterisering av en eller flera av parametrarna fiberlängd, fiberbredd, fiber- coarseness, fiberform och fiberbojlighet, medan fibersammansättning i erhållen/erhållna fiberfraktion/er bestämmes på samma sätt eller beräknas, och fibersammansättning i ingående pappersmassa till sagda givna skikt bestämmes medelst intermittent karakteri- sering av en eller flera av sagda parametrar. Vidare kontrolleras fraktioneringen med utgångspunkt i en eller flera av parametrarna fibersammansättning i ingående pappers 10 15 20 30 6 513 596 massa till sagda givna skikt, fibersammansättning hos utskottet och fibersammansättning i åtminstone en av den/de erhållna fiberfraldionen/ema.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen karakteriseras for fraktioneringen utnyttjad fraktioneiingsutrustning interrriittent med avseende på fraktionerande effekt for olika till fraktioneringsutrustningen ingående fibersammansättningar och drifisbetingelser, varvid med drifisbetingelser avses ingående flode till utrustningen, kvot mellan ingående flöde och rejekt, koncentration hos ingående flöde, eller dylika driftsbetingelser, vilken karakterisering ligger till grund för sagda kontroll av fraktioneringen. Fraktioneringen kontrolleras, företrädesvis kontinuerligt, medelst förändring av åtminstone en av fraktioneringsutiustningens drifisbetingelser, vilka driñsbetingelser innefattar ingående flode till utrustningen, kvot mellan ingående flöde och rejekt, koncentration hos ingående flöde, eller dylika driñsbetingelser.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen utföres fraktioneringen i minst två steg, varvid en forsta fraktion styres att huvudsakligen innefatta korta fibrer, en annan fraktion styres att huvudsakligen innefatta långa fibrer. Fraktionen med långa fibrer styres genom fraktio- nering i ett andra steg att bestå av en andra fraktion huvudsakligen innefattande långa flexibla fibrer, och en tredje fraktion huvudsakligen innefattande långa styva fibrer, varefter sagda forsta och/eller andra och/eller tredje fraktion fordelas i önskad proportion till sagda ett givna skikt eller flera givna skikt vid tillverkningen av papperet eller kartongen.

Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen utföres fraktioneringen utifrån fiberlängd företrädesvis medelst utnyttjande av sil, medan fraktionering utifrån fibertjocklek och därmed fiberflexibilitet utföres företrädesvis medelst utnyttjande av hydrocyklon.

Med hjälp av metoden enligt uppfinningen kan i utskottet föreliggande kemisk kortfibermassa (företrädesvis i ovan nämnda forsta fraktion), kemisk långfibermassa (företrädesvis i ovan nämnda andra fraktion som innehåller långa flexibla fibrer), samt mekanisk massa (företrädesvis i ovan nämnda tredje fraktion som innehåller långa styva 10 20 30 7 515 596 fibrer) återföras till önskat skikt i önskad proportion, vilket leder 'till en högre och jämnare kvalitet hos produkten, då man trots varierande utskottsmängd och utskottssammansättning kan styra produkten till nominell fibersammansättning i skiktet/skikten.

I fallet flerskiktspapper eller -kartong kan med hjälp av uppfinningen i utskottet föreliggande 0 kemiska kortfibrer företrädesvis återföras till sitt ursprungliga ytterskikt, i vilket det ställs höga krav på ytegenskaper, v mekanisk massa företrädesvis återföras till sitt/sina ursprungliga inre skikt, i vilket/vilka det ställs krav på utfyllnad, 0 kemiska långfibrer användas valfritt, efter eventuell efterföljande malning och/eller fraktionering i ett ytterskikt och/eller som armering i inre skikt. Om fraktionen innehållande företrädesvis kemiska långfibrer genomgår en ytterligare fiaktionering kan finfraktionen ledas till ett yttre skikt och grovfraktionen kan efter malning ledas till inre skikt som armering.

Fördelen med metoden enligt uppfinningen är att man genom att separera de olika fiberkomponentema i utskottet kan styra en önskad andel av fiberkomponenten till ett visst skikt, i en bestämd proportion, i den färdiga produkten. Speciellt möjliggör on-line fiberkarakterisering, karakterisering av fraktionatorer, och beräkning av fraktioners fiberegenskapssammansättning att man kan utnyttja fraktionering för att, med hjälp av lämpliga kombinationer av fraktioneringsutrustningar, få en mycket god möjlighet att optimalt styra fraktioneringen i varje enskilt steg. Flera efterföljande fraktioneringssteg kan tillsammans skapa fraktioneringssystem för att skräddarsy fraktioner med önskvärd fiberegenskapssammansättning. Den önskvärda fiberegensskapssammansättningen i en viss fraktion kan därefter styras i en önskvärd proportion, i paritet med den nominella fiberegenskapssammansâttningen, till ett önskat skikt. Produkten, dvs papperet eller kartongen, erhåller därigenom god kvalitet och jämnhet i denna goda kvalitet, trots att utskottet tillvaratagits i processen. 10 20 25 8 513 596 KORT FIGURBESKRIVNTNG Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas med hänvisning till figurerna, av vilka: Fig. 1 visar ett förenklat schema över en föredragen utföringsform av uppfinningen, Fig. 2A visar diagram som utgör ett exempel på fiberacceptgrad som funktion av fiberlängd för en sil, Fig. 2B visar ett diagram som utgör ett exempel på fiberacceptgrad som funktion av fiberlängd för en cyklon, Fig. 3 visar hur linjen i Fig. 2A ändras vid ökande kvot mellan rejekt och injekt i en sil, Fig. 4 visar en resultat vid jämförelse mellan böjstyvhetsindex för en kartong enligt uppfinningen och en referenskartong.

DETALJERAD FIGURBESKRIV NING En föredragen utföringsform av uppfinningen visas förenklat i Figur 1. Utifrån figuren kan en aspekt av uppfinningen beskrivas i ett antal steg.

Steg 1. Karakterisering av massa.

Varje massa l, 2, 3 som är ämnad för respektive skikt i den producerade kartongen eller papperet, analyseras med on-line fiberkarakteriseringsutrustning 4. Massan analyseras därvid med avseende på olika fiberegenskaper/fibersammansättningar, tex. fiberlängd, fiberbredd, fibercoarseness (fiberlängdvikt), ñberform, fiberböjlighet etc. Tillräckligt stor mängd fibrer analyseras för att erhålla fördelningar med avseende på de olika egen- skaperna för varje massa. Dessa fiberegenskapsfördelningar/fibersammansättningar används som referens vid eñerföljande karakteriseringen av fraktionatorn.

När karakteriseringen av massan/massoma 1, 2, 3 är klar är massans/massornas fiber- egenskapsfördelning/ar klarlagd/a. 10 20 9 513 596 Steg 2. Karakterisering av fiaktionatgr.

Fraktionatorn eller fraktionatorema 5, 6 som skall karakteriseras matas med injektmassa som karakteriserats med avseende på fiberegenskaper enligt steg 1. Drifisbetingelserna och bestyckning for fraktionatom varieras systematiskt under karakteriseringsforsöket.

Med bestyckning avses exempelvis typ av silkorg om fraktionatorn är en sil 5, eller typ av utloppsmunstycke om fraktionatom är en cyklon 6, dvs bestyckningen bestämmer designrelaterade begränsningar hos fraktionatorn. Med driftsbetingelser avses exempelvis injektflöde, flödeskvot mellan injekt och rejekt, koncentration hos injektmassan, dvs parametrar som bestämmer hur en viss fraktionator med en viss design körs.

Under det att drifisbetingelsema och bestyckningen varieras systematiskt karakteriseras rejekt- och acceptflöden på samma sätt som injektflödet enligt steg l. Om avsikten är att inte modifiera bestyckningen räcker det med att variera driftsbetingelserna systematiskt.

Då fiberegenskapsfordelningarna for injekt, rejekt, och accept är bestämda beräknas accept- eller rejektgradskurvor for varje driftstillstånd hos fraktionatom. Ett schematiskt exempel visas i Figur 2A och 2B.

Diagrammen i Figur 2A och 2B tolkas som att, av alla fibrer i en given population av en viss fiberlängd hamnar en bestämd andel i acceptet och resterande andel i rejektet.

Exempelvis, av fibrer med längden x; hamnar y; % i acceptet. Följaktligen hamnar IOO-y; % i rejektet. Av fibrer med längden X2 hamnar y; % i acceptet och IOO-y; % i rejektet.

De båda diagrammen i figuren illustrerar dessutom det faktum som refererats tidigare, att silen 5 fraktionerar efter fiberlängd, medan cyklonen 6 fraktionerar efter andra fiber- egenskaper (samma fiberacceptgrad oberoende av fiberlängd), Vid förändring av en drifisparameter for sil eller cyklon flyttas kurvan i respektive diagram som visas i Figur 2A och 2B. I Figur 3 visas schematiskt vad som händer om man varierar flödeskvot mellan rejektflöde och injektflöde i en sil. Ökande fiödeskvot leder därvid till att en minskad andel fibrer av en viss längd hamnar i acceptet.

När karakteriseringen av en given fraktionator är klar, har man således klarlagt hur fraktionatorn skall designas och köras for att med ett givet injekt med karakteristiska 10 20 10 513 596 fiberegenskapsfördelningar, åstadkomma önskade accept och rejékt med avseende på ñberegenskapsfördelningar.

De ovan beskrivna stegen 1 och 2 behöver vid tillämpning av uppfinningen inte göras kontinuerligt, i synnerhet inte karakteriseringen av fraktionatom. Däremot kan naturligtvis en kontinuerlig uppdatering av de ingående massomas karakteristika vara värdefull att ha tillgänglig. Karakteriseringen av fraktionatorn är aktuell så länge fraktionatorn är intakt, men behöver upprepas om bestyckningen ändras eller om drifisparametrama ändras så att de avviker från de intervall inom vilka de olika parametrarna varierades under karakteriseringen. Karakteriseringen av ingående massa kan, om den inte görs kontinuerligt, behöva göras om då massaframställningsprocessen modifieras, trädens upptagningsornrâde ändras, stora säsongsvariationer föreligger etc.

Steg 3. Karakterisering av utskott.

Den del av det tillverkade papperet eller kartongen som återförs som utskott 7 karakteriseras på samma sätt som de ingående massorna i Steg l. Utskottet är härvid Uppslaget och eventuellt bearbetat med malning eller raffmering.

När karakteriseringen av utskottet gjorts, har man fått underlag med hjälp av de erhållna fiberegenskapsfordelningarna hos utskottet hur fraktionatorn skall styras, för att uppnå önskade accept och rejekt med avseende på fiberegenskapsfordelningarna.

Steg. 4. Stvrnjng av fraktionator.

Med kännedom om hur varje fraktionator 5, 6 verkar på en given fiberegenskapsför- delning genom Steg 2, ligger utskottets 7 fiberegenskapsfördelningar från Steg 3, till grund for att styra driftsbetingelserna av fraktionatorn 5, 6 så att fiberegenskapsför- delningama för utskottets fraktioner, vid en jämförelse med fiberegenskapsfordelningarna hos de ingående massorna l, 2, 3, skall bli så lika som möjligt Då fiberegenskapsför- delningarna för de ursprungligen ingående massorna l, 2, 3 är kända från steg I kan man ur ñberegenskapsfördelningen för utskottet 7 beräkna fibersammansättningen i utskottet.

Denna beräknade fibersammansättning styr fraktionatorns drifisparametrar så att 10 15 20 30 11 513 596 driftstillståndet ger önskvärd fiberseparering. Fraktioneringen styrs därvid tex. så att det produceras en första fraktion 8 huvudsakligen bestående av en första typ av fibrer, som liknar en första 1 av de ingående massoma, en andra fraktion 9 huvudsakligen bestående av en andra typ av fibrer, som liknar en andra 2 av de ingående massoma, samt en tredje fraktion 10 huvudsakligen bestående av en tredje typ av fibrer, som liknar en tredje 3 av de ingående massorna, varvid de olika fraktionerna styrs till respektive skikt. Med likhet avses här likhet i fibersammansättning.

För att verifiera att styrningen sker på rätt sätt karakteriseras 4 dessa fraktionerna 8, 9, 10 på samma sätt som de ingående massoma 1, 2, 3 i Steg l. Jämförelsen mellan de ingående massomas fiberegenskapsfördelningar och fraktionernas fiberegenskapsför- delningar visar om en eventuell justering av driñbetingelserna är nödvändig, vilken då görs automatiskt. Den fysiska styrningen av fraktionatorema 5, 6 görs genom att samla in data rörande fiberkarakterisering till en processdator där alla nödvändiga databe- handling utförs. Beroende på utfallet av databehandlingen, ger processdator därefter signaler till processutrustningen, tex. regleringar av ventiler, pumpar etc, för att styra drifisbetingelserna eller larma om bestyckningen hos faktionatorerna 5, 6 bör modifieras.

Stegen 3 och 4 bör utföras kontinuerligt under drift för att uppfinningen skall fungera på bästa sätt.

De fyra beskrivna stegen utgör ett system för att separera utskottet 7, Genom att med kännedom om de ingående massorna 1, 2, 3 fiberegenskapsfördelningar (steg 1) och den använda fraktionatoms 5, 6 arbetssätt (steg 2), analysera utskott (steg 3) och styra fraktionatom (steg 4), så att man av utskottet erhåller fiberfraktioner som till sin karakteristiska liknar de ingående massorna.

När utskottet delats upp i ett antal fraktioner, vars fiberegenskapsfördelningar i hög grad överensstämmer med de ursprungliga massoma, ges möjligheten att höja kvalitetsnivån och möjligheten att hålla en jämnare kvalitet genom att man kan återföra önskvärda, kontrollerade mängder av de olika fraktionema till papperet eller kartongen. Om det är 10 20 12 513 596 en flerskiktsprodukt ges också möjligheten att återföra önskad och kontrollerad mängd av en viss fraktion till ett visst skikt. Om man på detta sätt vill ha en konstant åter- föringsmängd av en viss fraktion till ett visst skikt, kan det beroende på den norninella fibersammansättningen i papperet eller kartongen, kräva att de olika fraktionema mellanlagras i ett lagringskar eller lagringstom. För att optimalt kunna utnyttja fraktionema kan det också vara fördelaktigt att efterbearbeta fraktionerna med malning eller raffinering. Detta kan då göras on-line om fraktionerna inte mellanlagras, eller i samband med fraktionernas mellanlagring.

Mellanlagring är speciellt fördelaktigt om det producerade papperet eller kartongen endast består av ett skikt. Enligt uppfinningen har man då möjlighet att till detta skikt styra någon fraktion av utskott från tidigare tillverkat papper eller kartong, vilken fraktion uppvisar en fibersammansättning som liknar fibersammansättningen i enskiktsprodukten. Samma princip utnyttjas naturligtvis också vid mellanlagring vid tillverkning av flerskiktsprodukter. Mellanlagring ger extra möjlighet att uppnå stabilitet i produkterna. Uppfinningen är speciellt föredragen att utnyttjas vid tillverkning av papper eller kartong med två eller flera skikt.

EXEMPEL Följande exempel baseras på resultat från ett försök i pilotskala. Vid försöket tillverkades en treskikts kartong med nominella ytvikten 200 g/mz på en pilotpappersmaskin. Ytter- skikten hade nominellt ytvikten 40 g/mz vardera, centerskiktet hade nominellt ytvikten 120 g/mz. Referenskartongen bestod ytterskikten av en blandning 50/50 kemisk kortfiber/kemisk långfiber och centerskiktet bestod av en blandning 50/50 mekaniska fibrer/utskott. Referenskartongenjämfördes med en forsökskaitong som hade samma nominella skiktytvikter och samma ursprungsmassor. Skillnaden var att utskottet hade fraktionerats i tre steg. I det första fraktioneringssteget, som utfördes i en sil, separerades en fraktion ut som benämndes kemisk kortfiberußko”. I det andra fraktioneringssteget separerades långfibrema i en fraktion flexibla fibrer, kemisk långfiberußkau, och en fraktion styva fibrer, mekaniska flbrerußko". Fraktionen kemisk långfiberußko" fraktionerades i ett tredje steg till ett accept bestående av kortare slankare fibrer, kemisk 10 20 13 513 596 långïber.,,k,,,,,0,,,,,1d, och ett rejekt bestående av längre grövre fibrer, kemisk långfiberußko", mald. Rejektet maldes hårt för att tjänstgöra som armeringsmassa.

Sammansättningen i försökskartongens ytterskikt var 50/50 (kemisk kortfiber+ kemisk kortfibermkm )/(kernisk långfiber+ kemisk långfiberußkofl, omm) och centerskiktets sammansättning var ca 55/45 mekaniska fibrer/( mekaniska fibrermmn + kemisk långfiber,,,,,w,,_,,.,,1d). Genom att återföra de kemiska fibrema som i referenskartongen fanns i centerskiktet till de yttre skikten i försökskartongen erhålls en betydande böjstyvhetsökning, då de ur centerskiktet borttagna kemiska fibrema kunde ersättas med en ökad mängd mekaniska fibrer. Figur 4 visar den förbättrade böjstyvheten uttryckt som böjstyvhetsindex. Försöken i pilotskala kunde verifieras med laboratörieförsök där treskikts laboratorieark tillverkades av samma mälder som användes i pilotförsöken.

Försökskartongen hade ca 25 % högre böjstyvhetsindex jämfört med referenskartongen.

Detta innebär att man kan tillverka en kartong med lika böjstyvhetsindex vid 8 % lägre ytvikt. En sådan ytviktsbesparing innebär lägre råvarukostnad och därmed lägre produktionskostnad.

Uppfinningen är ej begränsad till ovanstående utföringsforrner, utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Speciellt inses att uppdelningen i fraktioner och styrningen av dessa, inklusive eventuell mellanlagring, kan varieras på otaliga sätt, varvid varje fabrik får en unik möjlighet att skräddarsy sin tillverkningsprocess. Då fabriker ligger inom relativt nära avstånd från varandra kan det också vara lönsamt att transportera fraktioner mellan fabrikerna.

Claims (4)

1. 0 15 20 14 515 596 PATENTKRAV l. Metod vid tillverkning av papper eller kartong i ett eller tlera skikt för att erhålla en pappers- eller kartongprodukt med jämn och hög kvalitet, k ä n n e t e c k n a d a v att en fibersammansättning hos pappers- eller kartongspill, så kallat utskott (7), bestämmes (4), varefier sagda utskott fraktioneras (5, 6) och åtminstone en fiber- fraktion (8, 9, 10) erhållen därvid styrs till ett givet skikt i papperet eller kartongen, varvid sagda fraktionering (5, 6) kontrolleras så att fibersamrnansättning i den erhållna fiberfraktionen (8, 9, 10) anpassas till fibersammansättning i ingående pappersmassa (l, 2, 3) till sagda givna skikt.

2. Metod enligt krav 1, k å n n e t e c k n a d a v att sagda fibersammansättning hos utskottet (7) beståmmes genom on-line karakterisering (4) av en eller flera av parametrama fiberlängd, fiberbredd, fibercoarseness, fiber-form och fiberböjlighet, medan fibersammansåttning i erhållen/erhållna fiberfraktion/er (8, 9, 10) bestämmes på samma sätt eller beräknas, och frbersammansättning i ingående pappersmassa (l, 2, 3) till sagda givna skikt bestämmes medelst interrnittent karakterisering av en eller flera av sagda parametrar.

3. Metod enligt krav l eller 2, k ä n n et e c k n a d a v att sagda fraktioner-ing (5, 6) kontrolleras med utgångspunkt i en eller flera av parametrarna fibersammansättning i ingående pappersmassa (1, 2, 3) till sagda givna skikt, fibersammansättning hos utskottet (7) och fibersammansättning i åtminstone en av den/de erhållna fiber- fraktionen/ema (8, 9, 10).

4. Metod enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att for fraktioneringen (5, 6) utnyttjad fraktioneringsutrustning interrnittent karakteriseras med avseende på fraktionerande effekt för olika till fraktioneringsutrustningen ingående fibersammansättningar och drifisbetingelser, varvid med driftsbetingelser avses ingående flöde till fraktioneringsutrustningen, kvot mellan ingående flöde och rejekt, koncentration hos ingående flöde, eller dylika driñsbetingelser, vilken karakterisering ligger till grund for sagda kontroll av fraktioneringen (5, 6). ill 10 20 10. 15 513 596 Metod enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda fraktionering (6, 6) kontrolleras, företrädesvis kontinuerligt, medelst forändring av åtminstone en av traktioneringsutrustningens drifisbetingelser, vilka drifisbetingelser innefattar ingående flöde till fiaktioneringsutrustningen, kvot mellan ingående flöde och rejekt, koncentration hos ingående flöde, eller dylika drifisbetingelser. Metod enligt något av ovanstående krav, k ä n n et e c k n a d a v att sagda utskott (7), innan fraktioneringen (5, 6), slås upp till en fibersuspension, som eventuellt efterbearbetas medelst malning eller raffmering. Metod enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d a v att fraktioneringen (5 eller 6) av utskottet (7) utfores i minst ett steg, for produktion av en forsta fiber- fraktion huvudsakligen bestående av en forsta typ av fibrer, som till fibersamman- sättning liknar ingående pappersmassa till ett forsta givet skikt, och en andra fiber- fraktion huvudsakligen bestående av en andra typ av fibrer, som till fibersamman- sättning liknar ingående pappersmassa till ett andra givet skikt, varefter sagda forsta fiberfraktion styres till sagda forsta skikt och sagda andra fiberfraktion styres till sagda andra skikt. Metod enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda forsta fiberfraktion styres att huvudsakligen innefatta korta fibrer och sagda andra fiberfraktion styres att huvud- sakligen innefatta långa fibrer. Metod enligt krav 7, k ä n n et e c k n a d a v att sagda forsta fiberfraktion styres att huvudsakligen innefatta flexibla fibrer och sagda andra fiberfraktion styres att huvudsakligen innefatta styva fibrer. Metod enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda fraktionering utfores i minst två steg (5, 6), varvid en forsta fiberfraktion (8) styres att huvud- sakligen innefatta korta fibrer, en andra fiberfraktion (9) styres att huvudsakligen 16 513 596 innefatta långa flexibla fibrer och en tredje fiberfraktion (10) sïyres att huvudsakligen innefatta långa styva fibrer, varefter sagda första och/eller andra och/eller tredje fraktion fördelas i önskad proportion till sagda ett givna skikt eller flera givna skikt (1, 2, 3) vid tillverkningen av papperet eller kartongen. 5 11. Metod enligt krav 10, k ä n n et e c k n a d a v att fördelning av önskad proportion sker genomjämforelse av beräknad fibersammansättning i ett givet skikt (1, 2, 3) efier inblandning av fiberfraktion/er (8, 9, 10), med norninell fibersammansâttning i sagda givna skikt. 10 12. Metod enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda andra fiberfraktion (9) males och/eller fraktioneras ytterligare, innan den fördelas i önskad proportion till ett eller flera av sagda givna skikt (1, 2, 3)_ 15 13, Metod enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att metoden även innefattar mellanlagring, och eventuell efterbearbetning medelst malning eller rañinering, av någon, några eller samtliga fiberfraktioner (8, 9, 10).