(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/SE98/01340

RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 187952 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 337972 (22) Data zgłoszenia: 07.07.1998 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: 07.07.1998, PCT/SE98/01340 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: 21.01.1999, W099/02772, PCT Gazette nr 03/99 (54)Sposób wytwarzania papieru siarczanowego i papier siarczanowy (13) B1 (51) IntCl7 D21D 1/20 (30) Pierwszeństwo: 09.07.1997,SE,9702656-1 (73) Uprawniony z patentu: Billerud Skärblacka AB, Skärblacka, SE (43) Zgłoszenie ogłoszono: 11.09.2000 BUP 18/00 (72) Twórcy wynalazku: Björn Nilsson, Väja, SE Stefan Hakansson, Bollstabruk, SE Ing-Marie Ryden, Finspang, SE (45) o udzieleniu patentu ogłoszono: 30.11.2004 WUP 11/04 (74) Pełnomocnik: Szafruga Anna, POLSERVICE Sp.z o.o. PL 187952 B1 (57) 1. Sposób wytwarzania papieru siarczanowego, zwłaszcza o gramaturze około 50-140 g/m2, korzystnie papieru workowego, takiego jak na worki wentylowe zwłaszcza do cementu, znamienny tym, ze pulpę siarczanową rozdrabnia się wyłącznie przy dużej gęstości (rozdrabnianie HC) albo rozdrabnia się przy dużej gęstości (rozdrabnianie HC) w połączeniu z mieleniem przy niskiej gęstości (mielenie LC), przy czym przy mieleniu LC, dopływ energii do mielenia LC utrzymuje się na poziomie poniżej 80 kwh na tonę papieru, obliczonej w odniesieniu do 100% papieru suchego, oraz dodaje się środek wzmacniający, zwłaszcza wsadowy polimer, korzystnie skrobię, do surowca uzyskanego w co najmniej jednym oddzielnym miejscu podczas procesu, zanim surowiec ten poda się na sito papiernicy przy całkowitej ilości środka wzmacniającego co najmniej 8 kg (obliczoną dla skrobi) na tonę papieru (obliczoną dla 100% papieru suchego). 18. Papier siarczanowy, zwłaszcza o gramaturze 50-140 g/m2, korzystnie papier workowy, taki jak na worki wentylowe, na przykład, do cementu, znamienny tym, że ma następującą kombinację parametrów fizycznych, w której wskaźnik pochłaniania energii rozciągania 2.5-3,5 J/g przy porowatości Gurleya poniżej 10 sekund, korzystnie poniżej 7 sekund. Fig. 1

Sposób wytwarzania papieru siarczanowego i papier siarczanowy Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wytwarzania papieru siarczanowego, zwłaszcza o gramaturze około 50-140 g/m2, korzystnie papieru workowego, takiego jak na worki wentylowe zwłaszcza do cementu, znamienny tym, że pulpę siarczanową rozdrabnia się wyłącznie przy dużej gęstości (rozdrabnianie HC) albo rozdrabnia się przy dużej gęstości (rozdrabnianie HC) w połączeniu z mieleniem przy niskiej gęstości (mielenie LC), przy czym przy mieleniu LC, dopływ energii do mielenia LC utrzymuje się na poziomie poniżej 80 kwh na tonę papieru, obliczonej w odniesieniu do 100% papieru suchego, oraz dodaje się środek wzmacniający, zwłaszcza wsadowy polimer, korzystnie skrobię, do surowca uzyskanego w co najmniej jednym oddzielnym miejscu podczas procesu, zanim surowiec ten poda się na sito papiernicy przy całkowitej ilości środka wzmacniającego co najmniej 8 kg (obliczoną dla skrobi) na tonę papieru (obliczoną dla 100% papieru suchego). 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodaje się wspomniany środek wzmacniający w dwóch albo więcej, korzystnie dwóch, oddzielnych miejscach. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pierwsze dodawanie wspomnianego środka wzmacniającego przeprowadza się wprowadzając ten środek do skrzyni wlewowej papiernicy. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że drugie dodawanie wspomnianego suchego środka wzmacniającego przeprowadza się w pompie mieszającej, albo w powiązaniu z nią, do papiernicy, korzystnie po jej stronie ssącej. 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że rozdrabnianie HC przeprowadza się przy gęstości zawiesiny włókien powyżej 15% wagowych, korzystnie 15%-40% wagowych. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że utrzymuje się gęstość ze względu na wspomniane rozdrabnianie HC na poziomie 28%-40% wagowych, korzystnie 30%-34% wagowych. 7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że mielenie LC przeprowadza się przy gęstości zawiesiny włókien w zakresie 2%-10% wagowych, korzystnie 3%-6% wagowych, a zwłaszcza 4% wagowych. 8. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienny tym, że rozdrabnianie HC i/lub mielenie LC przeprowadza się w młynie rozbijającym. 9. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, znamienny tym, że utrzymuje się dopływ energii w powiązaniu ze wspomnianym mieleniem LC na poziomie nie przekraczającym 50 kwh, a korzystnie nie przekraczającym 30 kwh, a zwłaszcza nie przekraczającym 20 kwh, na tonę papieru. 10. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, znamienny tym, że utrzymuje się dopływ energii w powiązaniu ze wspomnianym rozdrabnianiem HC na poziomie w zakresie 150-400 kwh, korzystnie 200-300 kwh, na tonę papieru, obliczoną jako w 100% papieru suchego. 11. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, znamienny tym, że dodaje się maksymalnie łącznie 20 kg wspomnianego środka wzmacniającego na tonę papieru. 12. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, znamienny tym, że podczas pierwszego dodawania dodaje się 4kg-10kg, korzystnie 5kg-8kg wspomnianego środka wzmacniającego, na tonę papieru. 13. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, albo 12, znamienny tym, że podczas drugiego dodawania dodaje się 4kg-10 kg, korzystnie 5kg-8kg wspomnianego środka wzmacniającego, na tonę papieru.

187 952 3 14. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, albo 12, albo 13, znamienny tym, że dodaje się w przybliżeniu równą wagowo ilość wspomnianego środka wzmacniającego na tonę papieru podczas dwukrotnego dodawania wspomnianego środka wzmacniającego. 15. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, albo 12, albo 13, albo 14, znamienny tym, że dodaje się maksymalnie 6 kg podczas pierwszego dodawania wspomnianego środka wzmacniającego oraz dodaje się więcej niż 6 kg na tonę papieru podczas drugiego dodawania wspomnianego środka wzmacniającego, korzystnie 5kg-6 kg i >6 kg i do 8 kg na tonę papieru, odpowiednio. 16. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, albo 12, albo 13, albo 15, znamienny tym, że podczas suszenia wstęgi papieru schodzącej z sita papiernicy gofruje się tę wstęgę za pomocą urządzenia do gofrowania zawierającego sito gofrujące. 17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że napędza się sito gofrujące oddzielnie względem wstęgi papieru, przy czym, korzystnie, sito gofrujące porusza się wolniej lub szybciej niż wstęga papieru. 18. Papier siarczanowy, zwłaszcza o gramaturze 50-140 g/m2, korzystnie papier workowy, taki jak na worki wentylowe, na przykład, do cementu, znamienny tym, że ma następującą kombinację parametrów fizycznych, w której wskaźnik pochłaniania energii rozciągania 2,5-3,5 J/g przy porowatości Gurleya poniżej 10 sekund, korzystnie poniżej 7 sekund. 19. Papier siarczanowy według zastrz. 18, znamienny tym, że ma wskaźnik pochłaniania energii rozciągania w zakresie 2,7-3,5 J/g przy porowatości Gurleya poniżej 10 sekund, korzystnie poniżej 7 sekund, zwłaszcza w przypadku papieru niebielonego. 20. Papier siarczanowy według zastrz. 19, znamienny tym, że ma wskaźnik pochłaniania energii rozciągania około 3 J/g przy porowatości Gurleya około 5 sekund. 21. Papier siarczanowy według zastrz. 19 albo 20, znamienny tym, że jest wytwarzany sposobem według dowolnego z zastrzeżeń 1-17. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania papieru siarczanowego i papier siarczanowy. Papier siarczanowy jest ogólnym terminem używanym w odniesieniu do papieru o bardzo dobrych właściwościach wytrzymałościowych, dla którego ważną dziedziną zastosowania jest produkcja worków. Reprezentatywnym przykładem takich worków są tak zwane worki wentylowe, np. do cementu, które muszą spełniać wysokie normy głównie pod względem wytrzymałości na rozciąganie (duża zdolność na rozciąganie) i porowatości (duża przepuszczalność dla powietrza). Papier na worki tego typu musi mieć duża porowatość aby usunąć z worków powietrze towarzyszące pakowaniu materiału podczas napełniania worków. Innymi słowy, worek powinien zatrzymywać pakowany materiał, i być odpowiednio wytrzymały na trzymanie go, a jednocześnie powinien umożliwiać odpływ wspomnianego powietrza. W przypadku worków wentylowych powietrze może uciekać tylko przez papier, który jest w tym celu perforowany. Natomiast taka wysoka porowatość nie jest wymagana w przypadku worków otwartych, takich jak worki na śmieci i podobne, ponieważ powietrze może uciekać przez otwór w ich górnej części podczas napełniania worka. Oczywiście, w powiązaniu z produkcją papieru siarczanowego, widać konieczność odpowiedniego połączenia wysokiej wytrzymałości i dużej porowatości, ale ogólnie, pod tym względem, obie te właściwości uważa się za przeciwstawne sobie tak, że działania podejmowane w celu zwiększenia wytrzymałości prowadzą do odpowiedniego zmniejszenia porowatości i na odwrót. Działania podejmowane dotychczas w tej dziedzinie techniki w celu optymalizacji wspomnianych powyżej głównych właściwości papieru siarczanowego można, w skrócie opisać następująco. Pulpę przeznaczoną na papier siarczanowy poddaje się najpierw obróbce za pomocą energii doprowadzanej do włókien, kiedy zawiesina włókien ma wysoką gęstość,

4 187 952 w przybliżeniu ponad 15% wagowych, (rozdrabnianie HC- high consistency), po którym następuje drugie rozbijanie energią dostarczaną przy niskiej gęstości zawiesiny, zazwyczaj około 4% wagowych (mielenie LC- law consistency), przy czym energia doprowadzana w związku z tym mieleniem LC wynosi co najmniej 100 kwh/tonę. Rozdrabnianie HC jest działaniem, które powoduje rozgniatanie włókien o włókna i mikroprasowanie we włóknie, natomiast mielenie LC powoduje siekanie ścianek włókien i w rezultacie poprawia ich wytrzymałość na rozciąganie. Ponadto, w celu dalszej poprawy wytrzymałości na rozciąganie, do rozdrabnianego surowca, w jednym lub kilku miejscach procesu, przed doprowadzaniem surowca na sito papiernicy, dodaje się, na przykład, skrobię, która pełni rolę środka wzmacniającego. Całkowita ilość dodawanego środka wzmacniającego wynosi maksymalnie około 6 kg/tonę gotowego papieru, ze względu na konieczność utrzymania odpowiedniej porowatości gotowego papieru. Według obecnego stanu techniki, normalna kombinacja wytrzymałości na rozciąganie i porowatości jest wskaźnikiem pochłaniania energii rozciągania rzędu 2,9 J/g, zarówno w kierunku maszynowym (podłużnie) jak i w kierunku poprzecznym do maszynowego (poprzecznie), rozłożonym na wskaźniku rozciągania 75 Nm/g podłużnie i 60 Nm/g poprzecznie z rozciągnięciem do 8,0%. Istnieje możliwość osiągnięcia tych parametrów przy wartości Gurleya 18 sekund. Wyższą wytrzymałość na rozciąganie lub wyższą porowatość uzyskuje się tylko przy bardzo wysokich, niemożliwych do akceptacji kosztach w odniesieniu do drugiej z tych właściwości. Celem wynalazku jest sposób wytwarzania papieru siarczanowego. Celem wynalazku jest papier siarczanowy. Sposób wytwarzania papieru siarczanowego, zwłaszcza o gramaturze około 50-140 g/m2, korzystnie papieru workowego, takiego jak na worki wentylowe zwłaszcza do cementu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pulpę siarczanową rozdrabnia się wyłącznie przy dużej gęstości (rozdrabnianie HC) albo rozdrabnia się przy dużej gęstości (rozdrabnianie HC) w połączeniu z mieleniem przy niskiej gęstości (mielenie LC), przy czym przy mieleniu LC, dopływ energii do mielenia LC utrzymuje się na poziomie poniżej 80 kwh na tonę papieru, obliczonej w odniesieniu do 100% papieru suchego, oraz dodaje się środek wzmacniający, zwłaszcza wsadowy polimer, korzystnie skrobię, do surowca uzyskanego w co najmniej jednym oddzielnym miejscu podczas procesu, zanim surowiec ten poda się na sito papiernicy przy całkowitej ilości środka wzmacniającego co najmniej 8 kg (obliczoną dla skrobi) na tonę papieru (obliczoną dla 100% papieru suchego). Korzystnie sposób polega na tym, że dodaje się wspomniany środek wzmacniający w dwóch albo więcej, korzystnie dwóch, oddzielnych miejscach, przy czym pierwsze dodawanie wspomnianego środka wzmacniającego przeprowadza się wprowadzając ten środek do skrzyni wlewowej papiernicy, zaś drugie dodawanie wspomnianego suchego środka wzmacniającego przeprowadza się w pompie mieszającej, albo w powiązaniu z nią, do papiernicy, korzystnie po jej stronie ssącej. Korzystnie rozdrabnianie HC przeprowadza się przy gęstości zawiesiny włókien powyżej 15% wagowych, korzystnie 15%-40% wagowych. Ze względu na wspomniane rozdrabnianie HC utrzymuje się gęstość na poziomie 28%-40% wagowych, korzystnie 30%-34% wagowych. Korzystnie mielenie LC przeprowadza się przy gęstości zawiesiny włókien w zakresie 2%-10% wagowych, korzystnie 3%-6% wagowych, a zwłaszcza 4% wagowych. Korzystnie w sposobie według wynalazku rozdrabnianie HC i/lub mielenie LC przeprowadza się w młynie rozbijającym. Korzystnie utrzymuje się dopływ energii w powiązaniu ze wspomnianym mieleniem LC na poziomie nie przekraczającym 50 kwh, a korzystnie nie przekraczającym 30 kwh, a zwłaszcza nie przekraczającym 20 kwh, na tonę papieru. Korzystnie utrzymuje się dopływ energii w powiązaniu ze wspomnianym rozdrabnianiem HC na poziomie w zakresie 150-400 kwh, korzystnie 200-300 kwh, na tonę papieru, obliczoną jako w 100% papieru suchego.

187 952 5 Korzystnie dodaje się maksymalnie łącznie 20 kg wspomnianego środka wzmacniającego na tonę papieru. Korzystnie podczas pierwszego dodawania dodaje się 4kg-10kg, korzystnie 5kg-8kg wspomnianego środka wzmacniającego, na tonę papieru. Korzystnie podczas drugiego dodawania dodaje się 4kg-10kg, korzystnie 5kg-8kg wspomnianego środka wzmacniającego, na tonę papieru. Korzystnie dodaje się w przybliżeniu równą wagowo ilość wspomnianego środka wzmacniającego na tonę papieru podczas dwukrotnego dodawania wspomnianego środka wzmacniającego. Korzystnie dodaje się maksymalnie 6 kg podczas pierwszego dodawania wspomnianego środka wzmacniającego oraz dodaje się więcej niż 6 kg na tonę papieru podczas drugiego dodawania wspomnianego środka wzmacniającego, korzystnie 5kg-6 kg i >6 kg i do 8 kg na tonę papieru, odpowiednio. Korzystnie podczas suszenia wstęgi papieru schodzącej z sita papiernicy gofruje się tę wstęgę za pomocą urządzenia do gofrowania zawierającego sito gofrujące. Korzystnie napędza się sito gofrujące oddzielnie względem wstęgi papieru, przy czym, korzystnie, sito gofrujące porusza się wolniej lub szybciej niż wstęga papieru. Papier siarczanowy, zwłaszcza o gramaturze 50-140 g/m2, korzystnie papier workowy, taki jak na worki wentylowe, na przykład, do cementu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma następującą kombinację parametrów fizycznych, w której wskaźnik pochłaniania energii rozciągania 2,5-3,5 J/g przy porowatości Gurleya poniżej 10 sekund, korzystnie poniżej 7 sekund. Korzystnie papier ma wskaźnik pochłaniania energii rozciągania w zakresie 2,7-3,5 J/g przy porowatości Gurleya poniżej 10 sekund, korzystnie poniżej 7 sekund, zwłaszcza w przypadku papieru niebielonego. Korzystnie papier ma wskaźnik pochłaniania energii rozciągania około 3 J/g, przy porowatości Gurleya około 5 sekund. Korzystnie papier jest wytwarzany sposobem według dowolnego z zastrzeżeń 1-17. Dzięki rozwiązaniu według wynalazku uzyskano sposób wytwarzania papieru siarczanowego o wyjątkowej kombinacji wskaźnika pochłaniania energii rozciągania i porowatości. Papier uzyskany sposobem według wynalazku ma zarówno duża porowatość jak i wysoki wskaźnik pochłaniania energii rozciągania, które to właściwości można, dodatkowo, połączyć z, na przykład, dobrą obrabialnością w procesie produkcji worków. Bardziej szczegółową definicję tych właściwości podano poniżej. Dzięki wspomnianym powyżej korzystnym właściwościom, zmniejszono gramaturę papieru siarczanowego wytworzonego sposobem według wynalazku, co z kolei może obniżyć koszty producenta i użytkownika, i który, ponadto, zmniejsza niekorzystne oddziaływanie na środowisko naturalne wskutek lepszego wykorzystania surowców i zmniejszenia intensywności transportu. Worki wentylowe wykonane z wytworzonego sposobem według wynalazku papieru siarczanowego mają dobrą porowatość i przepuszczalność dla powietrza. Jest to ich główna zaleta, gdyż dzięki temu worki te nie muszą być perforowane. Oznacza to, przede wszystkim, zmniejszenie liczby operacji w procesie produkcji samych worków, a po drugie lepsze środowisko pracy dla klienta podczas napełniania tych worków i manipulowania nimi. Ponadto takie worki wentylowe mają lepszą wytrzymałość na rozciąganie co można wykorzystać do zmniejszenia wielkości worków i/lub do wytwarzania worków utworzonych z mniejszej liczby warstw niż było to dotychczas. W szczególności, sposób według wynalazku jest sposobem wytwarzania papieru siarczanowego, który to sposób składa się albo tylko z etapu rozdrabniania pulpy siarczanowej lub celulozowej masy siarczanowej o dużej gęstości (rozdrabnianie HC) albo etapu rozdrabniania HC w powiązaniu z mieleniem przy niskiej gęstości (mielenie LC), w którym, o ile stosuje się mielenie LC, dopływ energii do procesu mielenia LC utrzymuje się na poziomie poniżej 80 kwh na tonę gotowego papieru, obliczonego w odniesieniu do 100% papieru suchego, oraz dodawania środka wzmacniającego do surowca uzyskanego w ten sposób w jednym

6 187 952 lub więcej oddzielnych miejscach procesu, zanim doprowadzi się materiał obrabiany na sito papiernicy tak, żeby całkowita ilość dodawanego środka wzmacniającego odpowiadała co najmniej 8 kg (obliczona jako skrobia o DS 0,035) na tonę papieru (obliczonego jako 100% papieru suchego). Istotną rzeczą w sposobie według wynalazku jest zatem przeprowadzenie mielenia LC przy znacznie niższym dopływie energii niż było to dotychczas, albo nawet pominięcie mielenia LC, oraz dodawanie środka wzmacniającego w dawkach znacznie większych niż dotychczas. Sposób, według wynalazku jest sposobem wytwarzania papieru siarczanowego o gramaturze wynoszącej w przybliżeniu 50-140 g/m2. Wybór tego zakresu w powiązaniu z produkcją papieru siarczanowego zależy głównie od dziedziny zastosowania papieru. Główną zaletą sposobu według wynalazku jest oczywiście możliwość wytwarzania papieru siarczanowego o dobrej wytrzymałości na rozciąganie i dobrej porowatości pomimo bardzo małej gramatury, np. rzędu 50-70 g/m2, podczas gdy w innych przypadkach może ona być, na przykład, tak duża, że uzyskuje się papier o stosunkowo dużej gramaturze, na przykład rzędu 120-140 g/m2, i wykorzystanie go jako jednej warstwy w worku, a nie wytwarzanie podobnego worka z wielu warstwami o różnych gramaturach i również dobrymi właściwościami fizycznymi. Zalecaną dziedziną zastosowań sposobu według wynalazku jest wytwarzanie pakowego papieru siarczanowego na worki, ponieważ stanowi on bardzo duży rynek zbytu i ponieważ papier uzyskany według wynalazku ma unikatową kombinację właściwości, które są szczególnie korzystne przy wykonywaniu worków. Dotyczy to głównie worków wentylowych, w których potrzebna jest dobra przepuszczalność, jak opisano powyżej, i w których sposób według wynalazku umożliwił nawet pominięcie perforowania, które trzeba było dotychczas stosować w workach tego typu. O ile chodzi o termin papier siarczanowy, to w przypadku wynalazku odnosi się on do papieru bielonego lub niebielonego wykonanego głównie z pulpy siarczanowej (celulozowej pulpy siarczanowej). Na przykład, w tym kontekście, może on odnosić się do niebielonej pulpy siarczanowej z drewna miękkiego. Oczywiście, o ile chodzi o sposób według wynalazku, to rozumie się samo przez się, że w procesie produkcji danego papieru istnieją dalsze etapy, patrząc na cały proces przetwarzania pulpy siarczanowej, od której się to zaczyna, aż do gotowego papieru. Jednym z tych etapów jest, na przykład, stosowanie urządzeń do mikrokrepowania w celu intensyfikacji rozciągania papieru. Na ogół takie urządzenia stosuje się w celu uzyskania rozciągnięcia powyżej 4%. Etapy tego typu są jednak etapami konwencjonalnymi i, w rezultacie, nie trzeba ich tu szczegółowo opisywać. O ile chodzi o etapy istotne dla sposobu według wynalazku, to są nimi wymienione poniżej. Według pierwszej alternatywy, pulpę siarczanową, będącą punktem wyjściowym, poddaje się wyłącznie rozdrabnianiu HC, które przeprowadza się ogólnie przy dopływie energii w zakresie 150-400 kwh na tonę gotowego papieru siarczanowego, którą w tym przypadku, podobnie jak w każdym innym przypadku w powiązaniu z wynalazkiem, oblicza się w odniesieniu do papieru w 100% suchego, o ile wyraźnie nie wskazano inaczej. Szczególnie zalecanym zakresem dla rozdrabniania HC jest zakres 200-300 kwh na tonę papieru. Rozdrabnianie HC przeprowadza się na ogół przy gęstości zawiesiny powyżej 15% wagowych a zwykle przy górnej granicy 40% wagowych, tj. korzystnie, w zakresie 15-40% wagowych. Zalecaną gęstością zawiesiny włókien w powiązaniu z rozdrabnianiem HC jest 28-40% wagowych, a najbardziej korzystnie 30-34% wagowych. Według drugiej alternatywy sposobu według wynalazku, rozdrabnianie HC można połączyć z mieleniem przy niskiej gęstości (mielenie LC) pod warunkiem, że dopływ energii w powiązaniu z mieleniem LC jest utrzymywany na poziomie poniżej 80 kwh na tonę papieru. O ile chodzi o rozdrabnianie HC, to wspomniane powyżej ogólne i zalecane wartości dotyczące dopływu energii i gęstości zawiesiny włókien mają zastosowanie również w tym przypadku. O ile chodzi o mielenie LC, to korzystnie, należy je przeprowadzać przy maksymalnym dopływie energii rzędu 50 kwh, bardziej korzystnie maksymalnie 30 kwh, a najbardziej korzystnie maksymalnie 20 kwh na tonę gotowego papieru. W obecnym przypadku, mielenie LC

187 952 7 odnosi się do gęstości zawiesiny włókien w zakresie 2%-10% wagowych, korzystnie 3% -6% wagowych, a najbardziej korzystnie około 4% wagowych. Ponadto, w odniesieniu zarówno do rozdrabniania HC jak i mielenia LC, czynności te można przeprowadzić niezależnie od siebie za pomocą konwencjonalnego urządzenia do rozdrabniania i mielenia, takiego jak młyn rozbijający. Niemniej jednak, zalecany przykład wykonania wynalazku obejmuje przeprowadzenie co najmniej jednej tej czynności, albo obu, w młynie rozbijającym. Ponadto, obie te czynności nie muszą być realizowane w postaci pojedynczego rozdrabniania HC lub pojedynczego mielenia LC. Zatem sformułowania rozdrabnianie HC i mielenie LC w powiązaniu ze sposobem według wynalazku, obejmują również przypadki, w których jedna lub obie te czynności są realizowane w kilku kolejno rozmieszczonych urządzeniach rozdrabniających lub mielących. Na końcu, w powiązaniu z czynnościami HC i LC, należy dodać, że ustalone dla nich wartości dopływów energii odnoszą się do wartości netto po odjęciu efektu jałowego dla odpowiedniego urządzenia. Z powyższego można zauważyć, że inną ważną cecha sposobu według wynalazku jest dodawanie środka wzmacniającego w pewnej minimalnej ilości przed podaniem surowca na sito papiernicy. W tym kontekście, odpowiednim takim środkiem wzmacniającym jest skrobia, przy czym termin ten ma szerokie znaczenie i obejmuje wszystkie możliwe do pomyślenia typy lub frakcje skrobi dające odpowiedni efekt. Natomiast dobór środka wzmacniającego jako takiego nie ma zasadniczego znaczenia dla wynalazku, co oznacza, że sam ten wybór można dokonać na podstawie dotychczasowej wiedzy o środkach wzmacniających. W szczególności, środek ten wybiera się, zgodnie z powszechną praktyką spośród wsadowych polimerów. W zasadzie dodawanie środka wzmacniającego do surowca można przeprowadzić w dowolnym miejscu procesu, od chwili, kiedy kończy się to rozdrabnianie lub to mielenie, aż do chwili doprowadzenia surowca na sito papiernicy. Ponadto można to przeprowadzić w jednym miejscu, albo w kilku, przy czym stwierdzono, że szczególnie korzystne jest stosowanie dwóch miejsc. W tym kontekście, z bardziej lub mniej optymalnym efektem, stwierdzono, że najbardziej korzystne jest przeprowadzenie pierwszego dodawania środka wzmacniającego do skrzyni wlewowej papiernicy. Stwierdzono, że korzystnym miejscem do drugiego dodawania środka wzmacniającego jest powiązanie tej czynności z pompą mieszającą używaną w papiernicy, korzystnie po jej stronie ssącej. W tym kontekście, zadaniem środka wzmacniającego w tym drugim miejscu jest nie tylko zwiększenie wytrzymałości, ale również, jak wiadomo powszechnie w tej dziedzinie, aktywna jego rola w utrzymywaniu i rozprowadzaniu rozdrobnionego materiału w arkuszu. W związku z tym, całkowita minimalna ilość danego środka wzmacniającego wynosi 8 kg na tonę papieru, a maksymalna ilość zazwyczaj wynosi łącznie co najwyżej 20 kg na tonę papieru, przy czym ilość tę oblicza się na podstawie skrobi z DS 0,035, jak już podano powyżej. W zalecanym przykładzie wykonania, w którym dodawanie to przeprowadza się w dwóch lub więcej oddzielnych miejscach, podczas pierwszego dodawania dodaje się, korzystnie, 4 kg-10 kg środka wzmacniającego na tonę papieru, a podczas drugiego dodawania dodaje się ten środek w przybliżeniu w takiej samej ilości, tj. 4 kg-10 kg na tonę papieru. Szczególnie zalecanymi zakresami w obu tych przypadkach są 5 kg-8 kg na tonę papieru. Wariant sposobu według wynalazku obejmuje dodawanie w przybliżeniu równej ilości wagowej środka wzmacniającego, w ustalonym powyżej zakresie, w powiązaniu z dwoma dodawaniami tego środka. Inny przykład wykonania tego sposobu obejmuje dodawanie maksymalnie 6 kg na tonę papieru podczas pierwszego dodawania i ponad 6 kg na tonę papieru podczas drugiego dodawania, tj. większej ilości środka wzmacniającego podczas drugiego dodawania niż podczas pierwszego. W związku z tym, szczególnie zalecanym zakresem dla pierwszego dodawania jest zakres 5 kg-6 kg na tonę papieru, natomiast szczególnie zalecanym zakresem dla drugiego dodawania jest zakres ponad 6 kg aż do 8 kg na tonę papieru. Jak już wspomniano, papier siarczanowy uzyskany wspomnianym powyżej sposobem wykazuje unikatową kombinację powyższych właściwości pod względem wytrzymałości na rozciąganie i porowatości, lub bardziej konkretnie, wskaźnika pochłaniania energii rozciągania i porowatości. W dziedzinie tej, wskaźnik pochłaniania energii rozciągania definiuje się

8 187 952 jako energię pochłoniętą na wagę papieru podczas rozciągania do wstępnego zerwania w trakcie badania w maszynie wytrzymałościowej (w standardowych warunkach badawczych). W tym kontekście, porowatość mierzy się w jednostkach Gurleya, którą definiuje się jako czas potrzebny do przepłynięcia 100 ml powietrza przez próbkę w kształcie koła o średnicy 28,7 mm. W szczególności, stwierdzono istnienie możliwości osiągnięcia sposobem według wynalazku następującej kombinacji wartości dla wskaźnika pochłaniania energii rozciągania i porowatości: wskaźnik pochłaniania energii rozciągania 2,5-3,5 J/g, zwłaszcza 2,7-3,5 J/g, przy porowatości Gurleya poniżej 10 sekund, korzystnie poniżej 7 sekund. Bardziej konkretnie, przy wartości Gurleya 5 sekund uzyskano papier o wskaźniku pochłaniania energii rozciągania w kierunku podłużnym 3,1 i poprzecznym 3,0. Jeżeli jednak nie podano konkretnie, to odwołanie się do wartości pojedynczego wskaźnika pochłaniania energii rozciągania oznacza wartość średnią z wartości podłużnej i poprzecznej, tj. wartość MD (w kierunku maszynowym machinę direction) + wartość CD (w kierunku poprzecznym do maszynowego -cross direction) podzielone przez 2. Ponadto papier siarczanowy wytwarza się sposobem według wynalazku, który sam wykazuje dobrą obrabialność w procesie produkcji worków. W tym kontekście, przetwarzalność odnosi się do faktu, że stosowanie przez producenta worków maszyny do wytwarzania rękawa i dna worka mogą działać z wysoką prędkością i wytwarzać worki o wysokiej jakości. Jeżeli papier jest słaby, ciągnie się w jedną stronę, itp., to mówi się o słabej obrabialności. Ta korzystna właściwość jest wynikiem dobrej wytrzymałości na rozciąganie przy odpowiedniej gramaturze, ale według zalecanego przykładu wykonania sposobu według wynalazku, stwierdzono również, że tę obrabialność można znacznie poprawić, o ile, w powiązaniu z suszeniem wstęgi papieru spoczywającej na sicie papiernicy, wstęgę papieru gofruje się za pomocą urządzenia gofrującego, w skład którego wchodzi, na przykład, sito gofrujące. Według zalecanego wariantu tego gofrowania, stosowane sito gofrujące jest napędzane oddzielnie w stosunku do wstęgi papieru, wskutek czego sito gofrujące, korzystnie, biegnie wolniej lub szybciej niż wstęgą papieru. W ten sposób, według wynalazku, stwierdzono możliwość uzyskania równie dobrej obrabialności, tj. równie wysokiej prędkości (worki/minuta) w przypadku wytwarzania worków z papieru gofrowanego o gramaturze 60 g/m2, jak ze zwykłego (=znanego dotychczas) papieru niegofrowanego o gramaturze 80 g/m2. Gofrowanie przeprowadza się dociskając sito do papieru, w wyniku czego otrzymuje się pewien wzór. W związku z tym, papier kładzie się na miękkiej warstwie spodniej, co oznacza, że wyciskany w papierze wzór zwiększa jego grubość. Wzór zmienia przebieg naprężeń w papierze i czyni go bardziej nienaprężonym. Ze względu na wysoką wytrzymałość i dużą porowatość papieru według wynalazku, gofrowanie można wykorzystać do maksymalnego obniżenia gramatur: tj. do obniżenia gramatury papieru używanego przez klienta. Według drugiego aspektu, ponieważ wynalazek umożliwił uzyskanie papieru siarczanowego o nowej, unikatowej kombinacji właściwości, więc wynalazek dotyczy również tego samego nowego papieru. Nowy papier cechuje się następującą kombinacją danych fizycznych: wskaźnik pochłaniania energii rozciągania 2,5-3,5 J/g przy porowatości Gurleya poniżej 10 sekund, korzystnie, poniżej 7 sekund. Bardziej korzystnie, zwłaszcza w przypadku papieru niebielonego, wskaźnik pochłaniania energii rozciągania wynosi 2,7-3,5 J/g przy wspomnianej porowatości Gurleya poniżej 10 sekund, korzystnie poniżej 7 sekund. Najbardziej korzystnie, wspomniany wskaźnik pochłaniania energii rozciągania wynosi około 3 J/g przy wartości Gurleya około 5 sekund. Ogólnie, można również dodać, że wartość wskaźnika pochłaniania energii rozciągania jest nieco niższa dla bielonego papieru siarczanowego niż dla niebielonego, w przybliżeniu o około 10%. Ponadto, korzystnie, ten papier siarczanowy wykazuje równie dobrą obrabialność jak znany przedtem papier o gramaturze 70 g/m2, a najbardziej korzystnie jak papier o gramaturze 80 g/m.

187 952 9 Innymi słowy, wspomniany powyżej papier siarczanowy według wynalazku wytwarza się sposobem opisanym powyżej. Jednakże, wynalazek dotyczy oczywiście tego nowego papieru, w takim stanie jak jest, bez względu na sposób jego wytwarzania. Zalecany przykład wykonania worka wentylowego wykonanego z papieru siarczanowego według wynalazku, na przykład worka zawierającego 50 kg cementu, oznacza możliwość wykonania go zupełnie bez perforacji. Inny zalecany wariant worka wentylowego, zwłaszcza o pojemności do 50 kg, jest takim, który można wykonać tylko z dwóch warstw papieru siarczanowego o małej gramaturze, zwłaszcza o maksymalnej gramaturze nie przekraczającej 70 g/m2. Innym interesującym wariantem worka wentylowego jest worek takiego typu, który jest wykonany z jednej warstwy danego papieru siarczanowego o stosunkowo małej gramaturze dla takich struktur jednowarstwowych, a zwłaszcza nie przekraczającej 120 g/m2. Przedmiot zgłoszenia jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje schemat blokowy instalacji, w której jest prowadzony sposób według wynalazku obejmujący istotne cechy rozdrabniania/mielenia i dodawania środka wzmacniającego, a zwłaszcza zaczynając od pulpy siarczanowej aż do tej operacji, w której surowiec ma być doprowadzony do papiernicy (nie pokazanej); zaś fig. 2 przedstawia schemat przykładu wykonania urządzenia gofrującego w połączeniu z cylindrem suszącym usytuowanym w sekcji suszącej papiernicy. W szczególności, na fig. 1 pokazano strzałką 1 podawanie pulpy siarczanowej do tak zwanej wieży 2 HC (wysokiej gęstości), w której pulpę trzyma się przed podaniem do prasy 3 HC w celu wyregulowania (zwiększenia) jej gęstości do wymaganej wartości. Z prasy 3, pulpa przemieszcza się do rozdrabniacza 4 HC, gdzie jest rozdrabniana do wysokiej gęstości. Następnie zawiesinę pulpy podaje się do pośredniej kadzi buforowej 5 z pierwszym zespołem rozdrabniaczy 6, w którym odbywa się pierwsze mielenie LC. Podczas przepływu przez drugą kadź buforową 7, drugi zespół 8 rozdrabniaczy LC wykonuje nowe mielenie LC. Celem magazynowania pulpy w kadziach buforowych 5 i 7 jest umożliwienie wyrównania wszystkich ewentualnych wahań przepływu powstałych w poprzednich etapach procesu. Następnie zmielona pulpa wypływająca z drugiego zespołu rozdrabniaczy 8 LC płynie do skrzyni wlewowej 9, w której miesza się ze skrobią dodawaną w miejscu oznaczonym strzałką 10. W skrzyni wlewowej 9 maszyny dodaje się również kwas siarkowy w celu regulacji wartości ph zgodnie ze sposobami znanymi dotychczas. Za pośrednictwem pompy 11, skrzyni gramaturowej 12, oraz oczyszczarki 13, pulpę kieruje się następnie do pompy mieszającej 14, gdzie na jej stronie ssącej ponownie dodaje się skrobię (co pokazano strzałką 15). Po tym mieszaniu surowiec podaje się dalej za pomocą pośredniego sita ciśnieniowego 16 do papiernicy (pokazanej na fig. strzałką 17). Papiernica jest maszyną typu konwencjonalnego przeznaczoną do wytwarzania papieru siarczanowego, na przykład, na worki i w związku z tym nie ma potrzeby opisywania jej dalej. Ponadto, na fig. 1 pokazano dodawanie, w tym kontekście, konwencjonalnych dodatków takich jak ałun (pomocniczy środek chemiczny) w miejscu 18, kalafonii (hydrofobowanie) w miejscu 19 i środka WS (mającego wytrzymałość na mokro- wet strength) w miejscu 20. W skład urządzenia gofrującego pokazanego na fig. 2 wchodzi bęben gofrujący 21 z odpowiednim sitem gofrującym 22. Na fig. 2 widać również wiele cylindrów suszących 23 znajdujących się w sekcji suszącej papiernicy. Nad cylindrami suszącymi 23 biegnie sito suszące 24 i wstęga 25 papieru. W pokazanym przykładzie wykonania, sito gofrujące 22 ma oddzielny napęd względem wstęgi 25 papieru i, korzystnie, porusza się z prędkością inną niż prędkość wstęgi 25 papieru. Za pomocą tego urządzenia gofrującego nadaje się papierowi odpowiedni wzór gofrowania, który, jak stwierdzono, według wynalazku, zapewnia wyjątkowo dobrą obrabialność w procesie produkcji worków z papieru siarczanowego według wynalazku. Przykłady Przeprowadzono wiele testów za pomocą urządzenia widocznego na fig. 1, a mianowicie trzy testy dotyczące sposobu według wynalazku (= test nr 4, 5 i 6) oraz trzy testy porównawcze (test nr 1, 2 i 3) przeprowadzone według wynalazku z zespołem LC do mielenia in-

10 187 952 nym sposobem niż według wynalazku i z dodawanymi środkami wzmacniającymi innymi i według wynalazku. Warunki badania były takie jak podano dalej (w 25 nawiasach podano numery identyfi kacyjne odpowiednich urządzeń). Tabela 1 Nr testu Nr ident. HC (4) 1 2 3 4 5 6 energia kwh/tona Mielenie LC (6) kwh/tona %wagowy 220 30 230 30 230 30 240 30 220 31 210 30 %wagowy Mielenie LC (8) kwh/tona %wagowy 60 4 50 3,9 55 4 0 4 0 4 0 4 35 4 40 3,9 40 4 35 4 20 4 0 3,9 Skrobia (9) kg/ton 2,0 2,5 0 7,0 5 5 Skrobia (15) kg/ton 4,0 4,5 4,5 5,0 7,0 6,5 Uzyskane w tych testach zebrano poniżej w tabeli 2. Wskazane właściwości mierzono sposobami ustalonymi w prawej kolumnie w tabeli. Tabela 2 Właściwość Jednostka Nr testu Metoda 1 2 3 4 5 6 Gramatura g/m2 60 70 80 60 65 70 ISO 536 Wskaźnik rozciągania Nm/g L 75 70 72 79 79 79 ISO 1924/2 T 60 60 60 65 64 60 Rozciąganie % L 7,0 7,0 7,0 7,6 7,7 7,4 ISO 1924/2 Wskaźnik pochłaniania energii rozciągania T 8,2 7,8 7,4 8,0 7,5 8,4 J/g L 3,0 2,9 2,9 3,3 3,1 3,0 ISO 1924/2 T 3,0 2,8 2,8 3,1 2,9 2,9 Wskaźnik przedzierania mnm2/g L 11 13 13 13 13 14 ISO 1974 Cobb 60 S g/m2 T 12 13 14 14 13 13 TS 30 29 29 29 30 29 ISO 535 Zawartość wilgoci % 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 ISO 287 Wartość Gurleya S 20 15 18 5,7 4,8 4,7 ISO 5636/5 Współczynnik tarcia statycznego WS 0,6 0,7 0,7 0,6 0,7 0,6 Tappi T 815 L = kierunek maszynowy; T = kierunek poprzeczny do maszynowego; TS = strona górna; WS = strona sitowa Warunki kondycjonowania i badania 50% RH, 23 C

187 952 11 W tabeli przedstawiono, że papier wykonany według wynalazku wykazuje unikatową kombinację wskaźnika pochłaniania energii rozciągania i wartości Gurleya w porównaniu z przykładami porównawczymi przy innych porównywalnych wartościach właściwości. Obniżenie wartości Gurleya z około 18 s do około 5 s przy porównywalnych, lub nawet nieco większych, wartościach wskaźnika pochłaniania energii rozciągania reprezentuje zatem wyjątkowo wartościowy postęp w tej dziedzinie. Fig. 2

187 952 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.