专利名称：用回用的高木素含量的废纸制造脱木素造纸纤维的方法和它的产品的制作方法
本申请是1992年4月6日申请的，申请号为07／862，996的后续申请。
本发明涉及到造纸加工，使用高木素含量回用的纤维源作为漂白牛皮纸和纸板的配料。
漂白过的牛皮纸和纸板用来包装食品和其它卫生产品。在许多场合，用于人类消耗的或直接用于与人体相接触的食品，药和其它物品用相应的纸或纸板盒直接接触包装。因此，这种纸和纸板的许多制造者和生产者要维持食品等级产品的条件和程序。仅仅将食品等级的添加剂与自然纤维配料相组合以码放这样的纸板。
考虑到造纸加工中卫生和化学杂质问题，最近，合格地纤维源局限于基本上鹇的纤维和非常少量的，严格控制的，纸转化为植物纤维的废料。这种对生物和化学杂质的考虑，实际上禁止了用消耗后废纸作为漂白纸和纸板的纤维源。
然而，生物和化学杂质问题不仅仅是现有技术限制将回用消耗后废纸变成漂白牛皮纸和纸板。收集后用于回用的消耗后纸是高得率量材料，它具有小于一半的自然存在的原始木素，这些木素被相应的蒸煮／脱木素加工所排出。例如，典型地报纸是机械磨碎木，它没有排出天然木素含量。典型的瓦楞箱板是75—80％收获率材料。因此，比较新鲜材料的加工，对旧瓦楞箱(OCC)的漂白成本非常高，从而纤维漂白更恶化了有害环境。
此外，消耗后废纸纤维带有金属固定物，塑料薄膜覆盖物，胶合剂，重金属染料以及墨痕，在用这种纤维重做一新的纸幅之前，必须除去所有杂物。
用于包装，尤其是食品包装的高质量的纸和纸板被在一高速造纸机上刮刀涂布，该机操作范围至少如800—1200ft／min(英尺／分)。刮刀涂布产生一优良的装饰，但是在加工中对于杂质尤其是塑料和胶粘特别敏感。在刮刀作用下，存在于纸板内的塑料和胶粘沉积在纸板内而在涂布期间塑料和胶粘产生条痕和刮痕。此外，在刮刀作用下沉积的杂质使涂布时溅着相邻的设备使其结垢。结垢被快速地积累在一水平处，此时少量干涂布断开并落到纸板下，在完成的卷筒上形成沉积物。当消费者用这些材料时，结果是有害的，少量涂布设置在胶板毛毡和凹版圆筒上，在整个转换运转中印刷质量不佳。
这样，具有较多杂质含量如高于20ppm(百万分之几)的刮刀涂布纸板一般是无销路的。为此，已经认定带高含量杂质的旧瓦楞箱(OCC)不大可能作为生产刮刀涂布纸板的回用材料来源。这些材料的瓦楞部分经常由″废料″硬木纸浆制成，即这些纸浆太脏只能用于其它目的。
从纸制品的经济性上考虑，一般规定在生产高质量漂白牛皮纸和纸板时反对使用二级回用纤维源。然而，造纸中不再严格考虑单一经济性问题了，因为消费者已注意到造纸和处理中的环境影响，并且消费者已要求所购产品的包装中的回用纤维含量。因此，研制一种将回用纤维加到高质量纸制品中的方法变得绝对必要了，尽管成本高而且制造非常困难。
用于回用瓦楞纸板的几种方案在本技术领域中是公知的，关键主要在于蒸煮工序。例如，日本公开申请JP—A—57／167，475公开了在130—170℃的碱蒸煮，之后在小于100℃温度下放浆，除去杂质和漂白。漂白后的纸浆可用于印刷等级纸。相应的申请是日本公开申请JP—A—57／16，990。
美国专利号5，417，503也主要涉及到蒸煮操作，分开了用一包含硫化钠的含水碱蒸煮液在160—180℃温度下蒸煮工艺。美国专利5，147，503也公开了初始制浆和净化加工，包括带有一些分离杂质的″干浆″(20—30％固体含量)，接着稀释到3—4％固体含量，筛选和离心加工。然后，将含水纸浆混合物脱水和蒸煮。美国专利5，147，503最后产品是将漂白后纸浆来生产白纸制品。
这些相关文献并没有公开例如，高质量产品，刮刀涂布纸板包含回用材料这一问题。
因此，本发明的一个目的是提供高质量的，包含回用材料的，特别是回用瓦楞纸的刮刀涂布纸和纸板。
本发明另一目的是提供一种将回用高木素纸纤维生成漂白的牛皮纸和纸板的经济的加工方法。
本发明再一目的是给出了一种将消耗后纸源生成的回用高木素纸纤维制造无菌漂白牛皮纸和纸板的方法。
本发明还有一个目的是给出了一种从消耗后废纸中将自然木纤维与存在的多种杂质相分开的加工方法。
本发明的这些和其它目的是由纸回用加工方法来获得的，在这一方法中，在蒸煮之前，已基本上除去了固体杂质。为了除去杂质，仔细地进行回用材料的稀释，即能使固体杂质与纤维分开，而又不破裂固体杂质。这一点对于本发明是重要的。
这一加工方法所产生的纸浆与由新鲜纤维产生的纸浆相比是纯净的，同时这一方法有效地获得了人们至今认为不能大范围的，特别是连续地高产量地造纸的加工。就工业规模来说，本发明方法产生的用来蒸煮的纸浆基本上无大于0．3mm2的固体非纤维杂质。尺寸为0．3mm2和还要小的杂质一般不用从纤维中分开，因为它们不会影响纸制品。
本发明的纸浆可独立地在选纸机上运转或与任何新鲜纸浆相组合以产生一每单位面积上大于0．3mm2的固态非纤维杂质小于20ppm(百万分之几)的纸，较好是尺寸大于0．1mm2的杂质小于20ppm，更好的是尺寸小于0．05mm2的杂质小于20ppm。随着大于0．3mm2的杂质小于20ppm，从而在高速造纸机上能够满意地采用刮刀涂布进行造纸，而不会产生条痕和刮痕。
本发明的加工方法包括在一低温的低剪切混合器内在高浓度下稀释废纸，以防止塑料，热熔物，胶合剂的熔融，浓度为重量的9—15％，最好是10—13％，温度为低于65．5℃(150°F)，较好是低于60℃(140°F)，更好地是低于49℃(120°F)。接着，纸浆通过一系列净化器以除去杂质。基本的净化工序如下1)除杂除杂机具有6mm(1／4英寸)孔，它可以抓住大量的杂质，如塑料袋、木片、大钉子、金属块和包装带。一般除杂产生3—5％固体。
2)高浓度净化重的、粗杂质，如螺栓，钉子和石子被除去。一般高浓度净化产生3—4％固体。
3)初级粗筛初级粗筛具有2—3mm的孔，最好是2．4mm，用于将中等尺寸的杂质排出，这些杂质如碎木片，带子和泡沫聚苯乙烯。此阶段的粗筛保护下游的细狭缝筛免受那些相应于狭缝宽度还要大的杂质的损坏，结果是改进了质量和生产速度。粗筛一般产生2．5—3．5％固体。
4)二级粗筛来自初级粗筛的筛渣可用同样尺寸孔再次地筛选，但是在一低的浓度大约产生1．5—2．5％固体。
5)净砂器(离心式)在这一阶段的净砂器保护下游的细狭缝筛免遭过分磨损。废瓦楞纸板具有大量的砂子。在筛选前进行净化的话会增加系统的成本，同时增加水力。净砂一般产生1％固体。
6)筛选细狭缝筛具有0．008时(0．20mm)宽度，而不是先前用于瓦楞纸板的0．012英寸，细筛除去塑料碎条蜡和胶粘团。筛选产生小于1％固体，最好小于0．9％固体。
7)轻质净化(回转净化)轻质净化最好除去比重小于1．0的材料，如塑料，蜡和胶粘，这些至今未除去物。轻质净化产生0．8％固体。
机械净化和筛选后回用纸浆在一约30％—60％浓度稀浆内脱水用于装入蒸煮器。最好是用带硫酸盐蒸煮液(白液)，氢氧化钠和硫化钠来蒸煮回用纸桨。如现有技术所公知的，浓缩和蒸煮时间是变化的。蒸煮强度大致与废纸源材料的平均得率相一致。目的是18—24k Number漂白纸浆。如果废纸源完全蒸煮了的话，很显然，没有必要象原始木片那样猛烈地蒸煮废纸。
例如，如果消耗后纤维源是选定相应于75％得率纸浆，随后蒸煮后还具有75％得率的纤维源作为回用的话，最好的纤维源将有50％或总得率的纸浆，该纸浆大致相应于18—24k Number纸浆，它能除去占原存在于木材中的约93—95％的木素。漂白除去最后的5％—7％原木素。
其它的脱木素加工如氧和臭氧处理可与硫酸盐蒸煮相结合进行或代替硫酸盐蒸煮，可设有一个相配的化学回收系统，其中，萃取的木素作为蒸汽产生燃料来加以燃烧。
跟随着蒸煮或脱木素，纸浆与药液相分开，并按照本技术领域所公知的方法加以处理从而将蒸煮后的纸浆准备好以添加到纸机中，理想的情况是，这种处理包括漂白和附加的筛选步骤。
图1是物料流程图及示意地表示出实施本发明的工艺中相应的设备，图2是用在本发明中的连带一粗净化器的间歇式水力碎浆机的截面图，图2a是图2碎浆机的平面图，图3是高浓净化器的侧视图，图4是粗筛装置的截面图，图5是净砂器的截面图，图6是开槽筛净化器的侧部局剖视图，图7是回转清洗低浓净化器的截面图，图8是由工业用回用纸浆制成的手纸的照片，图9是由本发明工艺净化后的回用纸浆制成的手纸的照片。
适用于按本发明方法回用的纤维来源包括瓦楞箱厂的称作双线牛皮纸(DLK)的裁边和消耗后包装材料如旧瓦楞箱(OCC)，牛皮纸袋、报纸、新闻纸、电话簿等等。尽管在工业上纸和纸板类是有区别的，这些区别一般是基于纸和纸板的厚度或厚薄，然而纸和纸板之间的这种技术上的区别对于本发明来说是微小的或是不重要的，因此，在下文中将用术语″纸″来代表纸和纸板两者。这些纸源的共同点是都具有高的木素含量，纤维并不蒸煮或者仅仅靠蒸煮部分脱木素。平均来说，这些纸源是具有65％—100％纸浆得率的产品。通常，小于自然木素一半的产品被排除了。
作为消耗后的产品，高木素的牛皮纸混有塑料薄膜，无数胶合剂组分，金属固定件，粘结线以及本技术领域所公知的称作″胶粘″的数不尽的其它物理、化学和生物杂质，这些杂质可为热熔物、压敏胶、泡沫聚苯乙烯、网格蜡以及其它可以附着或存放到造纸设备上的类似材料，如成型织物，加压毛毯、干燥毛毯、烘缸和涂布刮刀。由于第一步骤是将自然木素从杂质中分出，所以用大量的含水液体将循环材料变成稀浆，而条件是，从纤维中分出固体杂质而又不降解杂质。
所述的词组″含水液体″试图包括所有适用的水混合物和溶液如造纸白水和公知的称作损纸溶液的漂前洗浆水。当然，也使用清洗水，这些液体将简单地称为″水″。
突出地，造纸厂所接收的这样的回用材料是干燥的，压实捆的形式。在一大的、敝口的容器内有一个或多个动力驱动的搅拌浆叶，它围绕着一纵向、圆锥轴旋转，从而使回用纸捆和水相混合。水饱和度的混合作用和机械剪切及机械搅拌使纤维与如粘结线、金属固定件，条带及一些塑料这样的粗的有形杂质分开。尽管再制浆一般是连续地加工，它最好是半连续地型式来操纵设备或是间歇或增量加工。
制浆步骤必须以这样的方式进行，即使纤维与固态杂质分开但又不降解固态杂质。进行这一步骤的相应设备是一台高浓间隙式水力碎浆机，所具有的类型是图2示出的一台螺旋(Helico)间歇式水力碎浆机10，它具有回用纸浆的高表面区域的转子，转子12具有多个宽表面的，能引起纤维间剪切作用的螺旋叶轮14。图2和2a中箭头示出了碎浆机中所希望的再循环方向。本发明重要的方面是要求制浆的浓度按重量大约为9—15％，或者高密度大约为10—13％，最好是在12％。
当废纸纤维完全分解时，靠稀释管道15，用含水液体将纸浆稀释到按重量浓度为3—5％。稀释纸浆通过除杂器16，除杂器16包括一带6mm孔的板18。在每一间歇后经出口20排出，而分出的废料经排放口22排出。除杂后的纸浆通过板18进到管道24中。除杂机内有一由电机28驱动的转子26，转子带动一清扫板的浆叶(未示出)。
在再循环运动中，这种与一净化器相组合的碎浆机的操作说明见美国专利号4，604，193。
接着，纸浆通过图3示出的高浓度净化器30，净化器30排出任何已穿过板18的如图钉和金属碎片的大的，重的杂质。净化器30分成三段，上段32包括加料入口34和良浆出口36，中间段38包括三个锥形体39、40、41，下段42带有废料箱44，在此收集杂质废物用以排出。进入净化器入口内的纸浆以一向下旋风流动的方式通过三角形圆锥管39。围绕着底部圆锥管41中部，纸浆与入口46来的新水相平衡。经过旋风流动的中部的平衡水的作用下，细纸浆向上并经净化器出口排出。在旋风流动产生的离心力作用下，纸浆内的杂质被收集到圆锥管的内侧壁上。在平衡点，这些杂质不流动。落入废料箱中。在废料箱的顶、底部，具有自动阀，用以自动地周期地排出所聚集的杂质。顶阀关上以隔离废物箱，而底阀打开以排放所聚集的材料。然后，底阀关闭，而顶阀打开直至下一排放循环。
初级和第二级粗筛位于高浓度净化器的下游。见图1，初筛50除去塑料、胶粘，碎片和其它小的杂质，50排出的其它物通过第二级筛子52除去纤维。初筛50的出口与第二级筛52相连。
初筛和第二级筛可具有相同的结构，典型的结构见图4。这些粗筛装置包括一进口54，一纤维出口56，一具有形式为多个2—3mm孔的开口的筛网58以及废料出口60。
粗筛在一比除杂机和高浓度净化器略微低的浓度下工作。这样，初筛大约在2．5—3．5％固体含量下工作，而第二级粗筛大约在1．5—2．5％固体含量下工作。
粗筛之一或两者的结构可为图2中除杂器16的结构即使用一带直径为2—3mm孔的扁平板。这种结构最好是，随浆叶清扫板能增加纸浆的通量以及减少清扫的停机时间。
图5示出的净砂机62位于粗筛的下游。通过进口64，纸心进入净砂机62，净化后的纸浆经出口66排出。净化器是一多个带有螺旋进口70，斜锥到3／4″的出口72的8″直径的离心净化器68。砂子通过废料出口74，同时净化后的纸浆穿过离心净化器68的中心通道76从出口66处排出。
图6示出的细筛孔净化器78一般地与图4示出的粗筛净化器50和52具有同样的设计。主要不同在于筛网自身的形式。筛网80不具有2—3mm直径的孔，而是具有拉长的宽度为0．15—0．25mm的狭缝82，它用来漏掉较小的粒子。
净化加式的最后步骤是一图7示出的离心净化器84，(回转净化器)，一旋转净化器应用离心力使纤维浆与轻质杂质如聚苯乙烯，聚丙烯，胶粘和热熔物相分开。纤维浆直接经入口86进入到不锈钢壳88内，钢壳88在一足以产生700G′s离心力的速度下旋转。纤维在力作用下推到壳的边缘，同时轻质杂质移到壳中心的低压区90。与浆物分开的杂质和气体经一中心设置的轴向出口管92排出。纤维浆经外部同心出口94排出，部分纤维浆可再循环到离心净化器84内用以进一步地处理。
依次描述的筛选和净化加工基本上排出了所有的固态杂质，然而仍有大约1％的固态浓度存在于纤维浆内，它们是非常小的塑料颗粒，胶合剂和油墨迹。用一浓缩装置使纤维浆脱水到大约3．5—4％固体含量，一螺旋压榨机或其它装置使固体含量增加到30—60％。在这一状态下，纸浆是湿的发脆纸浆，而水含量接近新鲜木片的水含量。
上述的图2—7示出的用来实施本发明的设备是典型的市售设备，按照本发明的需要以及指定目的的其它市售设备也可以代替上述和图示的设备。
接着，湿的回用纸浆排到工业上所公知的蒸煮设备如木片蒸煮器。可使用间歇式或连续式蒸煮器。然而，脱水后回用纸浆可从最后的脱水设备中传送到据装料需要量悬置蒸煮器的活底储料仓内。
活底料仓排放筛将湿的回用纸浆沉积到用于蒸煮器沉积物的木片输送带上。
蒸煮器蒸煮同时伴随着几个目的。首先，在干硬的腐蚀性化学环境中，所留下的杂质可被反应分解或是进行物理变化。例如，在溶液中的重金属杂质通过碱性硫酸盐浆蒸煮药液的作用被沉积到它们的硫化盐中。在液相中分解或悬置的这些杂质在洗浆中与还有废液或″黑″蒸煮药液的木纤维相分开，依次地洗浆加工包括多数串联的洗浆机。
另一目的是靠蒸煮回用纸浆以排出实用那样多的所保留的自然木素，从而减少随后的漂白车间负荷。靠腐蚀性蒸煮加工而水解的木素也从带黑液的木纤维中洗涤。当蒸发浓缩时，蒸馏后木素燃料值有助于整个车间的热量需要。这个有用的黑液燃料值组成是燃烧60％—75％黑液固体浓度，这一浓度可作为产生蒸汽的化学回收炉的燃料。
选择蒸煮条件可得到所需要的结果。例如，一有效的碱量可为干纤维重量的8％—25％，滞留时间即在予定温度时的保持时间可在121—150℃时为15—120分钟。一有效的药液与纤维的重量比可为3．0∶1—12．0∶1。由于改进了蒸煮混合物在蒸煮器内的对流循环，在较佳范围内的较高的药液和纤维比使蒸煮更加均匀。目前，较佳的蒸煮是在145℃的予定温度下，药液与纤维比为10．5∶1(炉干纤维)，为干纤维重量20％的碱的条件下蒸煮约75分钟。由于回用纤维的木素已部分蒸煮，所以所有蒸煮条件(时间、温度、碱浓度)均比木片的要低。
按照蒸煮木片的所相同的随后的加工，蒸煮器的料卸入喷放锅内，浓缩的黑液靠用纸浆冲洗水稀释的方式分批地排出纸浆。之后，在依次串联的多个辊式洗浆机上方，冲洗具有黑液的分批回用纤维。
冲洗后，分批纸浆(现称作″褐色″纸浆)再一次地筛除小杂质并被脱水。存留纤维借助于传统氯气，二氧化氯，过氧化物或腐蚀加工工序之一或较新的氧气加工之一来加以漂白。然而，应当注意到，在强PH作用下纸浆团从碱性转为酸性，则保留在纸浆团中的液化或溶液化的″胶粘″沉淀出来。传统的氯漂白工序有助于这种沉淀从而不需要在最后的筛选通道上排出溶化的胶粘。
漂白加工使最后木素痕量溶液化和影响到作为回用后的高生量纸的最后木素痕量。从漂白工序中所获得的相应重要的是漂白加工是最后的生物消毒。另外，所有残存的油墨均被氧化。
根据微粒纸浆备料，这些回用后，净化后，筛选后及漂白后的纤维准备作为造纸机配料的备料。
用本发明工艺生产的纸浆足够纯洁，被作为纸制品的单一来源，它的纯度基本上与原浆的相同。然而，在制造中很少将回用后纤维作为单一纸源，因为这样将使表面有许多缺陷，100％的回用的大约相等于60％松木。为具有满意的装饰效果，添加硬木纸浆一般是必要的。总的来说，本发明生产的纸包含占重量5—50％的再回用材料，在回用材料中至少有一半的瓦楞纸板。
例1大约5400磅的捆形式的旧瓦楞箱添加到—25m3的螺旋间歇式水力碎浆机中，用大约6000加仑的水再稀释旧瓦楞箱浆(OCC)以得到约12％的浓度。在约45分钟的搅拌后，在约49℃(120℃)的温度下形成稀浆。碎浆机的水排到除杂机中，用约16000加仑水将纸浆稀释到3—4％浓度。纸浆通过带6mm孔的筛子进入一抽吸泵内。用一薄金属片成型的转子清扫筛网又不切割到由筛网收集到的碎片。
在2—4％容许的浓度下，除杂后的纸浆通过一高浓度的净化器。给料速度为500加仑／分而废料速度为重量的1—2％。
从高浓度净化器来的良浆在2．5—3．5％浓度下通过一带2．4mm孔的初级切向流动粗筛净化器。被稀释到1．5—2．5浓度的废料通过一带2．4mm孔的第二级粗筛净化器。将两个粗筛来的良浆相混合并稀释到1％浓度以通过一离心式净砂机。
净砂后的良浆以0．65％浓度通过一带0．008英寸狭缝的切向流动的细狭缝筛净化器。然后，筛过的良浆以0．8％浓度通过一回转净化输送罐。将回转净化器来的的良浆分流，一半再循环至回转净化器内，而另一半被脱水。
用一固定水力筛(Hydrosieve stationary)，三段斜坡的，自清洗筛件，一般称作浓缩机来进行脱水。纸浆在堰顶上方流过并向下流到倾斜的筛中，浓缩后的纸浆被保留在筛顶并落到螺旋压榨机的送料罐中，此时纸浆浓度为3．5—4％。压榨机的螺旋四周围绕着一自清洗带孔筛。将螺距减小相应地增大轴径，则沿轴线的压力增大，加压液体就通过筛网。最后的浓度为35—40％，纸浆进入贮料仓用于储存。
例2取自旧瓦楞纸箱(OCC)的回用后的纸浆可从市场上购买，出售的纤维称作″净化的″，意味着在加工中除去了杂质。这种纤维通常要蒸煮和漂白，在造纸中，漂白后的纸浆要添加到原浆中。
一市售纤维样品被再制浆．并用来按照TAPPI(美国制浆造纸技术协会)标准T—205，在蒸汽加热辊上干燥温度为120°—127℃(250°—260°F)下制备压制后手纸。
另一按照本发明方法用OCC制造的纤维样品，采用例1所述的各种制浆，净化和脱水步骤。该纤维被再制浆和用同样的方法制备手纸。
将这些手纸浸渍到Parker Quick墨中加以分析，墨使木质纤维着色而热熔化物和塑料并不着色。对照—深蓝色的背景，非染色区域显示褐色。着色后的手纸在两过滤纸间的环内被气干。
手纸的非着色区域用一以图象分析为基础的Optomax speck—Check扫描器加以分析。仅仅分析纸的毛布侧以避免再次计算杂质区。Optomax扫描器用来转换视频信号图以对照黑衬来计算浅褐色点。带孔的黑色卡纸样板将一圆的TAPPI标准T—205手纸切成一定尺寸用以防止在将深色手纸放在扫描机盖的正常白衬上强对照产生的扫描失效现象。
所用的尺寸分类并不是TAPPI标准，但是可调节以得到一个对于原始松木和硬木(无杂质)为从0到百万分数的部分以及对于有杂质样品包括非常大的微粒。下面12组尺寸分类使用了平方毫米(mm2)0．3—0．4，0．4—0．6，0．6—0．8，0．8—1．0，1．0—1．5，1．5—2．0，2．0—3．0，3．0—4．0，4．0—5．0，5．0—10．0，10．0—15．0，15．0—25．0。
着色后手纸的图片见图8(市售纸浆)图9(用本发明方法生产的纸浆)。
分析结果在下面的表1中示出表1尺寸范围 市售纸浆 本发明下限(mm2)上限(mm2) 总计 总计小于 0．30192480．30 0．4010 00．40 0．6014 00．60 0．800 00．80 1．001 01．00 1．501 01．50 2．001 02．00 3．002 03．00 4．000 04．00 5．000 05．00 10．00 0 010．0015．00 0 015．0025．00 0 025．0050．00 0 050．0075．00 0 075．00100．00 0 0100．00 或更大 0 0结果小结市售纸浆 本发明扫描次数 1 1在尺寸范围＞0．33mm2内的物品数量 29 0大于0．3mm2的扫描平均数 1482．92ppm 0所测量的总区域 12597．79mm212597．79mm2所检测所有物品的总区域43．47mm25．73mm2所检测物品的特定份数 3450ppm 450ppm按照本发明加工的纸浆样品整个不可见的表面杂质大于0．30mm2的尺寸，而市售纸浆样品总共具有13％的杂质。
例3从例1来的60000磅纸浆添加到具有白液和黑液混合物的蒸煮器中，纸浆与药液比率为10．5以及加入为干纤维重量20％的碱，液体混合物包括4100加仑的白液和11900加仑的黑液，黑液包含一些残余碱，它基本上作为达到所需要液体与纤维比率的稀释剂。在145℃蒸煮75分钟，在特定温度下蒸煮120分钟。用一系列的筛网洗浆机净化蒸煮后纸浆以及依次用氯，过氧化物和二氧化氯漂白蒸煮后的纸浆。
例4试运转1造纸机试运转约进行了21／4小时，其中，按照本发明生产的除杂后回用纤维以5％的重量百分数装入网前箱中，逐步从5％升到30％用10％和30％的回用后纤维量制成0．018英寸漂白的刮布涂布纸的试验卷筒。
将试验品与控制(在试验前或后有规律地生产)的具有10％和30％的回用后纤维含量相比较，在30％的回用纤维值中，用视觉平滑度来比较的尘埃值从一级转为二级，同时在回用纤维从造纸机网前箱内排出后还将持续一段时间。试验品上的平滑度数值一般比控制的要高。结果示出在试运转1的表上。
试运转2用约11／2小时进行造纸机试运转，其中，按本发明生产的具有5％以及依次升至12％的除杂质回用的纤维装入网前箱内。制成具有0．104英寸涂布无菌(FDA)(美国食品与医药管理处)级漂白纸制成的六个卷筒。
用12％回用纤维的试验品与控制(在试验之后有规律地生产出的)的相比较，试验品具有可比较的尘埃和视觉平滑度值。结果见试运转2的表。
在试验和控制之间比较所有的试验值，试验品的边部毛细管，卷曲，亮度和折叠均较佳，而粘合，ZDT挺度和IGT较低。较低的强度由要跟随运转的回用纤维试验部分的低的内粘结试验所影响，而机器控制系统将为此做调节。
机器操纵者很容易地在造纸机上看到回用纤维试验品与试验之前和之后生产出的有规律产品相比较的评述。
试运转3用约11／2小时进行选纸机试运转，其中，在整个运转中，被控制在10％的按本发明生产的除杂质后漂白了的回用纤维装入网前箱内。用10％回用后纤维含量制成0．012英寸刮刀涂布偏置板的试验品总重为20吨。
用10％回用后纤维含量制成的试验品与控制(在试验之前有规律生产)的相比较，在两者间的视觉平滑度和尘埃值是可比较的。结果见试运转3的表。
在试验和控制之间比较其它的试验值，试验品的密度，粘结，IGT和MD挺度较高，而厚度和亮度较低。
用在试验品上的配料与在试验之前制成的有规律产品相比具有更多的松木。这是有意的，因为存在精磨机问题，因此高的松木含量能确保满足内粘结特性。
试运转4用约11／4小时来进行造纸机试运转，其中，在整个运转中，被控制在10％的按本发明生产的除杂质后漂白了的回用纤维装入网前箱内。用0．020英寸刮刀涂布绝干板制成的总重为9吨的试验品被用于制造冷冻食品包装物。
用10％回用后纤维含量的试验品与控制的具有在试验之前生产的12个有规律卷筒相比较，试验品的视觉平滑度较高，而在试验品与卷筒之间试验品的尘埃值是可比较的。结果见试运转4的表。
在试验与控制间比较其它的试验值，试验品具有较高的ZDT，而颜色，b值较低。在两者之间的其它试验平均值还可比较。
试运转1尘埃值有规律试验 TAPPI(美国制浆 视觉平滑度 配料造纸技术协会)平均值平均值平均值 回用后纤维控制试验前 14 1—1—1—试验10％回用 14 1—1—110％试验30％回用 15 2—2—230％试验后控制 15 2—2—2—试运转2尘埃值有规律试验 TAPPI视觉平滑度 配料平均值 范围 平均 平均值回用后纤维控制 1 6—10 8 2—2—2—试验 1 5—10 7 2—2—212％试运转3尘埃值有规律试验TAPPI 视觉平滑度 配料平均值范围 平均值平均值回用后纤维控制 1 — 7 2—2—2 —试验 1 — 7 2—2—2 10％试运转4尘埃值有规律试验 TAPPI 视觉平滑度 配料平均值 范围平均值平均值回用后纤维控制 1 3—9 6 2—2—2 —试验 1 — 7 4—3—4 10％按照本发明的用OCC制成的65000磅纸浆添加到具有4000加仑白液和11，000加仑黑液的蒸煮器内。分批蒸煮2小时以达到一最高温度143—144℃(289—292°F)时在44PSIG(磅／英寸2)再蒸煮75分钟。在蒸煮后通入蒸汽以用9分钟以上时间使蒸煮器放浆。与占重量相混合后纸浆在一造纸机上运转以产生涂布产品的三个卷筒。按照TAPPI标准T437cm—85来审查涂布产品的尘埃，用Optomax Speck—Cheek扫描仪测定在白衬上的尘埃点。这一结果与在试验前或后在造纸机上产生的卷筒的结果相比较，相比较的卷筒使用了含有新鲜纤维的纸浆。这些试验结果表示如下尘埃＞0．3mm2每单位面积上PPM平均值涂布刮刀刮痕试验之前制12卷筒 4．8 020％回用OOC制3卷筒5．5 0试验之后制26卷筒 5．0 0包含回用OCC的纸的较高的尘埃量勉强合格，同时它恰好在标准内能在高速度下无浆道(条痕)或无刮痕地生产合格的商用产品。
例6按照本发明生产的60000磅回用OCC纸浆被添加到具有4000加仑白液和12000加仑黑液的蒸煮器内。分批蒸煮2小时，达到最高温度135℃(275°F)再蒸煮75分钟。总的液体与干纤维的比率为10．5。在蒸煮后加入蒸汽以用9分钟以上时间使蒸煮器放浆。蒸煮后纸浆被筛选和漂白，并与占重量10％的新鲜硬木蒸煮后的纸浆相混合。相混合后的纸浆在造纸机上运转以产生涂布产品的2个卷筒，卷筒上尘埃按照上述的用PAPPI标准T437om—85来加以检测。相比较的试验结果表示如下。
尘埃＞0．3mm2每单位面积PPM平均值 涂布刮刀刮痕试验前制9卷筒 7．5010％回用OOC制2卷筒 7．50试验后制9卷筒 3．70含有回用的OOC的产品的试验结果基本上与在添加回用的OOC之前生产的产品试验结果相同。所有的产品恰好在合格的商用范围内。
权利要求
1．一种用于无刻线和条纹的刮刀涂布纸的纤维纸浆，其特征在于所述纤维纸浆是由含有每单位面积上大于0．05mm2的固态非纤维杂质小于20ppm的并包括至少占重量10％的含有回用瓦楞箱的回用纸的配料制成，其中所述纤维纸浆是由回用纸通过下列工艺制造的a)将大量的含有木素、纤维素纤维和固态非纤维杂质的要回用的包括瓦楞的纸与含水液体相混合以生成具有占重量9—15％固体含量的稀浆，并在小于65．5℃温度下在一低剪切混合器内搅拌该稀浆，搅拌时间足以将木素纤维与固体杂质相分开而又不显著降解这些固态杂质，然后依次地，b)通过予定直径的孔，将大于5mm2的稀浆中的大的杂质排出，c)将比重大于1的稀浆中的杂质排出，d)将稀浆通过予定尺寸孔，使尺寸大于2—3mm2的稀浆中的中等杂质排出，e)将稀浆中的砂子排出，f)将稀浆通过予定宽度的加长狭缝，使尺寸至少为0．15mm2的稀浆中的细杂质排出，g)由离心装置将比重小于1的杂质从稀浆中排出，h)使稀浆脱水以生成水含量为30—60％的湿的松散脆纸浆，i)在蒸煮药液中蒸煮纸浆，蒸煮时间和温度足以水解与纸浆直接结合的木素纤维的大部分，其中蒸煮在121—150℃峰值温度范围进行；j)将蒸煮后的纸浆与废蒸煮药液相分离。
2．一种用于无刻线和条纹的刮刀涂布纸的纸，其特征在于，该纸是由每单位面积上大于0．05mm2的固态非纤维杂质小于20ppm的并包括至少占重量10％的含有回用瓦楞箱的回用纸的配料制成，其中制造所述纸的所述的纤维纸浆是由回用纸通过下列工艺制造a)将大量的含有木素、纤维素纤维和固态非纤维杂质的要回用的包括瓦楞箱的纸与含水液体相混合以生成具有占重量9—15％固体含量的稀浆，并在小于65．5℃温度下在一低剪切混合器内搅拌该稀浆，搅拌时间足以将木素纤维与固体杂质相分开而又不显著降解这些固态杂质，然后依次地，b)通过予定直径的孔，将大于5mm2的稀浆中的大的杂质排出，c)将比重大于1的稀浆中的杂质排出，d)将稀浆通过予定尺寸孔，使尺寸大于2—3mm2的稀浆中的中等杂质排出，e)将稀浆中的砂子排出，f)将稀浆通过予定宽度的加长狭缝，使尺寸至少为0．15mm2的稀浆中的细杂质排出，g)由离心装置将比重小于1的杂质从稀浆中排出，h)使稀浆脱水以生成水含量为30—60％的湿的松散纸浆，i)在蒸煮药液中蒸煮纸浆，蒸煮时间和温度足以水解与纸浆直接结合的木素纤维的大部分，其中蒸煮在121—150℃峰值温度范围进行；i)将蒸煮后的纸浆与废蒸煮药液相分离，k)用分离的纸浆制备纸，所述纸包含至少占重量10％的可回用的互楞箱回用纸。
3．按权利要求2的纸，其特征在于，包含小于10ppm的固体杂质。
4．按权利要求2的纸，其特征在于，包含至少20％回用纸。
5．按权利要求2的纸，其特征在于，该纸是漂白纸。
全文摘要
公开了一种连续的、用回用废纸生产高质量纸的方法,回用废纸利用高浓度,低剪切制浆,接着跟随一系列净化步骤以产生一被蒸煮和非强制漂白的湿的发脆纸浆。生成的纸浆可单独地在造纸机上运转或与新鲜纸浆混合以生产出具有每单位面积上大于0.3mm
文档编号D21H11/14GK1279314SQ00102328
公开日2001年1月10日 申请日期2000年2月15日 优先权日1992年4月6日
发明者M·A·汉克, L·T·穆尔卡希, R·S·彼得森, R·C·施特拉塞尔 申请人:韦斯瓦科公司