Ocena możliwości zastosowania regenerowanych mas makulaturowych do produkcji papierów o wysokich właściwościach wytrzymałościowych

• Autorzy: Wysocka-Robak A. , Olejnik K. , Stanisławska A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/54.2017.9.1

Warianty tytułu

EN

Evaluation of upgraded secondary pulp usability for the production of papers of high strength proper ties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było określenie możliwości zastosowania uszlachetnionej („regenerowanej”) masy makulaturowej jako dodatku do masy pierwotnej przeznaczonej do produkcji papierów mocnych (np. papieru workowego). Wykorzystane masy makulaturowe zostały poddane „regeneracji” poprzez usunięcie z nich frakcji drobnej, a następnie zmielenie. Ponieważ wiadomo, że ze względu na rosnące wydajności maszyn papierniczych coraz większym problemem jest utrzymanie odpowiednio wysokiej zdolności do odwadniania masy papierniczej, w badaniach zwracano również uwagę na zmiany smarności. Głównymi kryteriami oceny były podstawowe właściwości wytrzymałościowe oraz przepuszczalność powietrza. W wyniku wykonanych badań stwierdzono, że dodatek regenerowanej masy makulaturowej OCC do masy pierwotnej pozwala na uzyskanie papieru o zadowalających właściwościach wytrzymałościowych. Przy małym dodatku regenerowanej masy makulaturowej otrzymano papiery o oporze przedarcia niemal takim samym jak papiery z masy pierwotnej. Ponadto, obecność makulatury OCC w mieszankach włóknistych nie zmieniła przepuszczalności powietrza gotowego wytworu. Zatem regenerowana masa makulaturowa OCC (po usunięciu frakcji drobnej i zmieleniu) może być stosowana jako dodatek do masy pierwotnej wykorzystywanej do produkcji papierów o dobrych właściwościach wytrzymałościowych połączonych ze strukturą zapewniającą odpowiednią przepuszczalność powietrza. Stwierdzono również, że dodatek regenerowanej masy makulaturowej LWC nie pogarszał znacząco wytrzymałości na zerwanie, ale wpływał niekorzystnie na opór przedarcia próbek papierów. Porównując badane regenerowane masy wtórne można stwierdzić, że dla dodatków regenerowanej masy nie przekraczających 30%, wartości pozostałych parametrów wytrzymałościowych były zbliżone dla obu zastosowanych mas wtórych. Należy jednak podkreślić, że dla papierów zawierających dodatek makulatury LWC wartości te były zawsze nieco niższe niż dla papierów z dodatkiem makulatury OCC.

EN

The objective of this work was to investigate the application of upgraded secondary pulps as an addition to the virgin pulp used for the production of strong papers (e.g. sack paper). In the presented research, two secondary pulp grades (based on OCC and LWC waste paper) and one virgin pulp (unbleached kraft; pine) were used. Before mixing with the virgin pulp, the secondary pulps were subjected to the upgrading process, i.e. fines removal and subsequent beating. The apparatus, equipped with 150 mesh screen, used for fines removal was designed and built in the Institute of Papermaking and Printing of TUL. The virgin pulp was also beaten. The beating process was carried out in PFI mill, separately for each pulp grade. The beating time for a given pulp grade was selected based on correlation between breaking length of paper and pulp freeness. It is well known that, due to the increasing paper machine productivity, keeping the pulp dewatering ability at a sufficiently high level is a growing concern. Therefore, the attention was also drawn to the changes in freeness. The regenerated secondary pulps were mixed with the unbleached kraft pulp at different ratios. From the prepared pulp mixtures, the laboratory sheets were formed in Rapid-Köthen apparatus and investigated for the selected properties. In this work, the basic strength properties and the air permeance (Bendtsen method) of prepared paper samples were selected as the main evaluation criteria. In accordance with the relevant international standards, the following strength properties were investigated: tensile index, tearing resistance (Elmendorf method), bursting strength, breaking length. Even though the International Organization for Standardization (ISO) recommends the use of tensile index over breaking length, the latter one is still used in many research and development centers. Therefore, also here the breaking length was used for comparison reasons. As indicated by the research results presented here, the addition of the upgraded secondary pulp OCC to the virgin pulp allowed to obtain paper of acceptable strength properties. At the low contents of the upgraded secondary pulp OCC, the tearing resistance of the produced papers was almost on the same level as that of the paper made from virgin fibers. Moreover, the addition of OCC had no effect on the air permeance of the final product. Therefore, the upgraded secondary pulp OCC (after fines removal and beating) can be used as an addition to the virgin pulp used for manufacturing the papers of good strength properties and – at the same time – of the structure ensuring adequate air permeance. It was also found that the upgraded secondary pulp from LWC did not lower significantly the breaking strength but had unfavorable influence on the tearing resistance of the paper samples. When comparing the examined upgraded secondary pulps, it can be concluded that, for the upgraded pulp content up to 30%, the values of all other strength parameters of papers containing LWC secondary fibers were similar to those of papers containing OCC. It should be, however, emphasized that these values were always slightly lower for papers containing recycled LWC (in comparison to OCC).

Słowa kluczowe

PL

makulatura; frakcja drobna; zdolność papierotwórcza; regeneracja; odwadnianie; wytrzymałość papieru

EN

secondary pulp; fines fraction; papermaking ability; pulp upgrade; dewatering; strength properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Papierniczy
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 73, nr 9
• Strony: 637--643
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Wysocka-Robak A.

• Politechnika Łódzka, Instytut Papiernictwa i Poligrafii, Wólczańska 223,90-924 Łódź, Polska

autor

Olejnik K.

• Politechnika Łódzka, Instytut Papiernictwa i Poligrafii, Wólczańska 223,90-924 Łódź, Polska

autor

Stanisławska A.

• Politechnika Łódzka, Instytut Papiernictwa i Poligrafii, Wólczańska 223,90-924 Łódź, Polska

Bibliografia

• [1] CEPI Key statistics 2016 (http://www.cepi.org/keystatistics2016 dostęp 11.08.2017).
• [2] Cho Wook-Yeon, Seo Yung-Bum. 2005. “Impact of Fines Properties on Fiber Furnish Quality”. Journal of Korea Technical Association of The Pulp and Paper Industry 37 (2) : 1.
• [3] Mancebo R., Krokoska P. 1985. “The Concept, Properties and Papermaking Role of Fines”, Papir a Celuloza 36 (11) : V75.
• [4] OCC pulp fractionation-a comparative study of fractionated and unfractionated stock - Nazhad, M.M., Sodtivarakul, S. TAPPI J. 2004/january.
• [5] Olejnik K., Stanislawska A., Wysocka-Robak A., Przybysz P. 2012. „Evaluation of the Possibilities of Upgrading the Papermaking Potential for Different Recycled Pulp Grades”. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 20, 2 (91) : 102-106.
• [6] Sandgren B., Wahren D. 1960. “Studies on pulp crill, Part 2. A Crill Screen”. Svensk Papperstidn. 63 (23) : 854–858.
• [7] Sandgren B., Wahren D. 1960. Studies on pulp crill. Part 3. Influence on some properties of pulp and paper, Svensk Papperstidn. 63 (24) : 879-883.
• [8] Steenberg B., Sandgren B., Wahren D. 1960. “Studies on pulp crill. Part 1. Suspended fibrils in paper pulp fines”. Svensk Papperstidn. 63 (12) : 395-397.
• [9] Szwarcsztajn E., Przybysz K. 1976. “Investigations on changes in properties of recycled pulps fractions”. Cellulose Chem. and Technol. 9 (6) : 597.
• [10] Szwarcsztajn E., Przybysz K. 1977. The Role of Pulp Fractions and Processing Variables in Recycling, Vol. 2 Fiber-Water Interactions in Paper-Making Trans. Symposium held at Oxford: September 1977, FRS, Tech. Div. The British Paper and Board Ind. Fed. Plough Pl., Fetter Lane London EC4A 1AL.
• [11] Waterhouse J.F., Omori K. 1993. The Effect of Recycling on the Fines Contribution to Selected Paper Properties, in Vol. 2 Transactions of the Fundamental Research Symposium held at Oxford: September 1993, Edited C.F. Baker, publishers PIRA International, Leatherhead Surrey, UK.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).