Effect of the Free Swelling of Refined Cellulose Fibres on the Mechanical Properties of Paper

• Autorzy: Olejnik K.

Warianty tytułu

PL

Wpływ swobodnego pęcznienia mielonych włókien celulozowych na właściwości wytrzymałościowe papieru

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of this work was to determine the optimal duration of free swelling for refined unbleached kraft pine pulp. Free swelling is the effect of water sorption by cellulose fibres without their simultaneous mechanical treatment (e.g. refining). The second purpose was to determine the possibility of improving the mechanical properties of paper by testing various combinations of refining and free swelling processes. The pulp SR value and water retention value (WRV) of the fibres were tested. As regards paper properties, the tensile index and tear index were tested. Based on the results obtained, it was found that for the pulp tested, refined to 35 °SR, the optimal time of free swelling was 70 min. It was also proved that the free swelling had a significant impact on both the WRV of fibres and the mechanical parameters of paper tested. For the scheme in which refining was followed by free swelling, a 7% increase in the tear index was obtained. However, an 11% increase in the tear index was attained for the scheme with three refining stages, followed by free swelling after each refining.

PL

Celem tej pracy było określenie optymalnego czasu swobodnego pęcznienia mielonej papierniczej masy celulozowej siarczanowej niebielonej sosnowej. Drugim celem było określenie możliwości zwiększenia właściwości wytrzymałościowych papieru poprzez zbadanie różnych kombinacji procesów mielenia i swobodnego pęcznienia. Badanymi właściwościami masy włóknistej były: smarność Schoppera-Rieglera i WRV włókien. Badanymi właściwościami papieru były: wskaźnik zerwania i wskaźnik oporu przedarcia. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że swobodne pęcznienie jest procesem długotrwałym. Dla badanej masy celulozowej mielonej do wartości 35oSR optymalny czas swobodnego pęcznienia wynosił 70 minut. Rezultaty badań wskazują, że stosowanie swobodnego pęcznienia ma zdecydowanie pozytywny wpływ zarówno na wskaźnik WRV włókien, jak i badane wskaźniki wytrzymałościowe papieru. Najlepsze rezultaty uzyskiwano, kiedy swobodne pęcznienie było stosowane także na samym końcu, po ostatnim mieleniu. Dla wariantu, w którym po pojedynczym mieleniu występowało jedno, końcowe pęcznienie swobodne uzyskano 7% przyrost wskaźnika zerwania. Największy, 11% przyrost wskaźnika przedarcia stwierdzono dla wariantu, w którym zastosowano trójetapowe mielenie, a po każdym z nich następowało pęcznienie swobodne.

Słowa kluczowe

EN

pulp; free swelling; WRV; rafinacja; paper strength

PL

papiernicza masa celulozowa; pęcznienie masy; WRV; rafinacja; wytrzymałość papieru

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 20, no. 1 (90)
• Strony: 113--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Olejnik K.

• Poland, Łódź, Technical University of Lodz, Institute of Papermaking and Printing

Bibliografia

• 1. Carlsson, G.; Kolseth, P.; Lindström, T.Polyelectrolyte swelling behaviour of chlorite delignifed spruce wood fbers,Wood Sci. Technol., 1983, 17, 69-73.
• 2. Jayme, G. Mikro–quellungsmessungen an zellstoffen, Wochenbl. Papierfabr., 1944, 6, 187-194.
• 3. Jayme, G.; Bfttel, H. Ober die Bestimmung und Bedeutung des Wasserrfckbaltevermgens (des WRV-Wertes) verschiedener gebleichter und ungebleichter Zellstoffe, Das Papier, 1966, 20, 7,357-366.
• 4. Maloney, C. T.; Paulapuro, H.; Stenius,P. Hydratation and swelling of pulp fbres measured with differential scanning calorimetry, Nord. Pulp Pap. Res. J., 1998,13 (1), 31-36.
• 5. Maloney, T.C.; Laine, J. E.; Paulapuro, H. Comments on the measurement of cell wall water, Tappi J. 1999, 82(9),125-127.
• 6. Mantanis, I. G.; Young, A. R.; Rowell,M. R. Swelling of compressed cellulose fber webs in organic liquids, Cellulose, 1995, 2, 1-22.
• 7. Przybysz, K. Badania przebiegu fbrylacji włókien w procesie mielenia, Przegląd Papierniczy, 1975, 32 (5), 197-201.
• 8. Przybysz, K. Wiązania między włóknami w papierze cz. I. Istota, mechanizm powstawania oraz czynniki kształtujące wytrzymałość wiązań między włóknami w papierze, Przegląd Papierniczy, 1977, 33(6), 342-348.
• 9. Pulp and Paper Chemistry. ed. by Monica Ek, Göran Gellerstedt, Gunnar Henriksson, Berlin. De Gruyter, 2009,3
• 10.Scallan, A.M.; Grignon, J. The effect of cations on pulp and paper properties, Svensk Papperstidning, 1979, 82(2), 40-47.
• 11.Scallan, A. M. The effect of acidic groups on the swelling of pulps: A review, Tappi J. 1983, 66, 73-75.
• 12.Sjöström, E. Wood Chemistry fundamentals and applications. Academic Press Inc. London, UK., 1981.
• 13.Sjöström, E. The origin of charge on cellulosic fbers. Nord. Pulp Pap. Res. J.1989, 2, 90-93.
• 14.Wangsun Zhang, W.; Okubayashi S.; Bechtold T. Fibrillation tendency of cellulosic fbers. Part 1: Effects of swelling,Cellulose, 2005, 12, 267-273.
• 15.Wultsch, F.; Weissmann, L. Mahlungseigenschaften von gequollenen Zellstoffen, Akademische Druck - U. Verlagsanstalt, Graz, 1959.
• 16.Xie, Y.; Hill, A. S. C.; Jalaludin, Z.; Curling, F. S.; Anandjiwala, D. R.; Norton, J.A.; Newman, G. The dynamic water vapour sorption behaviour of natural fbres and kinetic analysis using the parallel exponential kinetics model, J. Mater.Sci., 2011, 46, 479-489.