造纸方法

专利名称：造纸方法
技术领域：
本发明涉及一种使用纤维原料制造纸或纸板的方法。
背景技术：
纸或纸板的特性很大程度上取决于所用的纤维原料的类型以及造纸机
和成幅过程加工这些原料的方式。只有少量的纸张品种(paper grade)是由 单一类型的纤维原料制成的。在大多数情况下，纸张是使用至少两种以上的 纤维原料制造的。 一些纸张品种特别是供印刷使用的纸品包含大量的无机填 料(mineral filler)。此外，通常在造纸浆料(paper stock)中以几个百分点 的量加入干强度添加剂(dry-strength additive)、胶料(size)、助留剂(retention aid)以及一些其他造纸用化学药剂。然而，后一类添加剂的百分比与填料的 量相比较小，填料的比例最普遍地为纸张重量的10% —40% 。
用于造纸的浆料是纤维、细纤维(fmes)、填料及其他添加剂的复杂的、 多相(multi-phase)混合物。所有这些成分的特性不断地改变，这可能在加 工过程中导致混乱。更为复杂的是，造纸原料的主要部分在首次传送过生产 线时并没有变成纸张。必须回收的损纸(broke)量和白水(Whitewater)在 很大程度上不同。原料在网部上的脱水可能导致一些有价值的成分、首先是 细纤维和填料的量随同白水一起穿过成形丝网(forming wire)而从浆料中流 失，致使留着率(retention)较差。
用于纤维原材料的纸浆通常或多或少具有异源性(heterogenous)。纸浆 的纤维在形态、机械特性和化学成分方面有很大的不同，其中的一些纤维具 有高的造纸潜力，因而也可利用这类纤维来制造高质量的纸张，同时其他的 纤维如果不进行大量的加工是不具有造纸潜力的。为充分利用纸浆的造纸潜 力，人们认为将纸浆适当地分类成具有不同特性的等级(grade)颇具有可行 性。可设想节省能耗、化学药剂和原材料成本，并且可选地将进一步的机械 处理(例如磨浆(refining))集中于那些需要磨浆的纤维，同时可利用合适的药剂及剂量(dosage)来执行每组分(fraction)的化学处理(例如漂 白)。借助于纤维的分离，可利用低能耗及/或化学药剂消耗来实现纸浆品质 的目标，并且不会由于加工过程过于繁杂而损害纤维。美国第5,133,832号专利申请公开了一种制备废纸浆料的过程。在制浆 和清洗之后，穿过具有预定网孔尺寸的、连续移动的网带(mesh belt)进行 过滤从而使纤维原料分离，该网带将大体上保留所有大于预定长度的纤维作 为第一组分，而第二组分包括连同小的杂质颗粒和剩余的细纤维的供给悬浮 液的大部分液体成分。然后，通过漂白第一组分和从第二组分中重新获取细 纤维，将这两种组分分开处理，随后，为进一步处理和应用而再合并细纤维 和第一组分。美国第4,731,160号专利申请公开了一种用于漂白机械纸浆(mechanical pulp)的方法及装置。直接来自第二磨浆机的机械纸桨由第一和第二离心分 离机分离成大约200目(mesh)以下的细纤维组分以及纤维组分。随后，分 别漂白所述纤维组分和细纤维组分，此后，在传送到制造纸制品的机器之前 将两种组分再合并。由于细纤维的排水特性较差，对于细纤维组分使用移动 漂白或洗涤工艺是不实用的。美国第4,781,793号专利申请公开了一种改进纸张特性，尤其是纸张的 留着率的方法。在该方法中，基于纤维长度将基本浆料分成两个分离的组分， 并依据特定的目的来处理每个组分中的纤维。随后，将浆料传送到多通道流 浆箱(channel headbox)的不同层。归根结底，诸如阔叶木浆、回用纤维(recycled fiber)或农用纤维等某 些纤维原料的成分可以显著不同。这种成分的变化易于引起纸张的特性的变 化，并导致造纸机的运行性能出现问题。由于变化的纤维含量而导致的另一 个问题是难以获得稳定和固定的保持程度(level of retention)。发明内容因此，本发明的目的是改进造纸业中的纤维组分的处理。为了实现这一目的，新的方法包括以下步骤将纤维原料分离为富含长纤维的长纤维组分以及富含短纤维和细纤维 的细纤维组分，在所述纤维组分中混合入添加剂，
将长纤维组分和细纤维组分混合，以形成混合的浆料，同时控制混合比 率，以便将混合的浆料的细纤维含量保持为理想值， 在混合的浆料中混合入添加剂，以及 利用所述混合的浆料在造纸机上制成纸张。
当所用的纤维原料的细纤维含量天然地变化很大时，最需要对纤维组分 的处理。为了获得稳定的和相对恒定的细纤维含量和纤维长度分布，不管纤 维原料的组成有任何变化，细纤维组分与长纤维组分的混合比率都应当保持恒定。
通过组分的分离、分开处理以及经处理的各组分的受控再混合而获得的 优点很多取决于和执行分离的阶段和处理的性质。 一般而言，将长纤维组分 和细纤维组分进行分离和分开处理的加工过程越早，得到的结果越好。
最优选地，在将不同的纤维原料相混合以形成混合的浆料之前，在浆料 制备车间进行分离操作。通常，使用多于一种纤维原料。仅对纤维和细纤维 的含量变化最大的、最难以处理的纤维原料进行分离可能就足够了。可选地， 可分别分离两种或两种以上的纤维原料，此后，将长纤维组分混合在一起处 理，将细纤维组分混合在一起处理。可选地，可将纤维原料分离为不同的纤
维原料的混合物，在这种情况下，可最迟在造纸机的上浆系统(approach flow system)内执行分离。
可利用任何合适的装置执行分离，例如利用孔、槽或金属网筛(wire mesh screen)、间隙洗涤器(gap washer)、旋液分离器(hydrocyclone)等装置。 可取地，分离系统为模块式，以使其包括两个或两个以上的步骤。
由于仅对长纤维组分进行磨浆，从而通过较小的尺寸的磨浆装置及较低 的能耗而产生节约。并且可提高纸品的强度。
混合入长纤维组分、细纤维组分及/或混合的衆料的添加剂包括诸如填 料、阴离子杂质捕获剂(anionic trash catcher)、干强度添加剂、施胶剂(size agent)、助留剂等常规的造纸用化学制剂。通过适当的选择每个添加剂所加 入的位置和加工生产液流(process stream)，可改善添加剂的作用效果。
阴离子杂质包括阴离子分解聚合(anionic dissolved polymeric)材料和胶 质材料，所述材料主要来自于木材原料，并在制浆期间释放。阴离子杂质对阳离子助留剂、阳离子干强度制剂和湿强度树脂的性能造成干扰。在发现阳离子浆粉(caticmic starch)的剂量产生显著的增进效果之前加入固定剂。最 普遍的有益效果是将浆粉更好地吸收到纤维和填料上，产生较高的总体留着 率。由于浆粉较大程度地被纤维吸收，而较小程度地被阴离子杂质吸收，因 此也提高了纸张的强度。在分离过程之后，大部分阴离子杂质余留在细纤维组分内。在根据本发 明的系统中，通过在细纤维组分中混合入阴离子杂质捕获剂(ATC)来避免 阴离子杂质导致的问题。仅对细纤维组分进行处理使得所需的ATC的剂量 减少。在细纤维贮存器中，通过延长的留着率提高了 ATC的吸收功效。阳离子浆粉主要用于提高纸张的干强度，但阳离子浆粉也影响留着率和 施胶性能(sizing)。由于细纤维和填料的特定的大的表面积，细纤维和填料 易于吸收加入到造纸奖料中的阳离子浆粉的大部分。已发现，通过将浆粉的 大部分加入长纤维组分、而仅将小部分浆粉加入细纤维组分，而不是将全部 用量的浆粉加入混合的浆料，可提高纸张的强度特性。混合入长纤维组分的 干强度添加剂的用量可以为50%—99%，优选为70%_80%。混合入细纤 维组分的干强度添加剂的用量可以为50% — 1。％，优选为20%—30%。类似地，通过定量地将部分施胶剂配入长纤维组分，并将部分施胶剂配 入细纤维组分，能够改善施胶性能。在制造填料含量高的纸张时，较差的留着率是个大问题。通过将部分填 料与细纤维组分混合，以及通过在混合物中加入诸如浆粉之类的助留剂，能够改善留着率。由此，细纤维和填料凝聚或预凝结(pre-coagulate)，这有助于改善脱水过程中的留着率。测量长纤维组分和细纤维组分的平均纤维长度能够提供关于分离设备 和长纤维磨浆机的性能信息。还可以基于从长纤维组分和细纤维组分中测得 的平均纤维长度控制细纤维组分与长纤维组分的混合比率。此外，可基于从造纸机的网部测得的留着率来控制细纤维组分与长纤维 组分的混合比率。控制细纤维组分的加入是在造纸机上控制留着率的新方 法。新的系统可应用于绿色区域安装(greenfield installation)，即新项目中， 也可应用于重建的系统。在绿色区域安装中，对于每一种特定类型的纤维原料均能在最适合的方式下足够早地完成纤维分离。在此情况下，可针对纤维 原料的特定类型来调节产量和能量需求。
第二种选择是在将不同的纤维原料混合到造纸桨料后执行纤维分离。最 优选地，这将根据原料的类型需要不同程度的分离效率及多阶段的筛网
(screening)，或合适的装置，例如Gap Washer 。有时，将不同的纤维原料 一同磨浆是有利的，此后，长纤维组分和细纤维组分仍可进行分开的化学处理。
第三种选择是在将稠的浆料稀释到流浆箱稠度之后，在上浆系统内执行 纤维分离。在此情况下，单独将长纤维组分磨浆的可能性丧失。这种安排主 要集中于改善留着率。也可以通过选择添加干强度添加剂来略微改善纸张的 强度特性。还可能获得适度的对阴离子杂质的控制。
在重建的情况下，可以适应于特定的需要而在组合形式下执行纤维分 离。例如，可在加工过程中对费力的纤维原料执行分离。以上讨论的所有与 绿色区域的情况有关的选择同样适用于重建的情况。
通过使用多层流浆箱，本发明构思还能够应用于制造多重纸张。在此情 况下，纸幅的外层可利用具有更高百分比的细纤维组分的混合的浆料来制 造，以便改善纸张的表面特性，而纸幅的中间层可利用具有更高百分比的长 纤维组分的浆料来制造，以便提高纸张的强度。
在制造SC纸的大型的纸浆和纸张工厂中，需要持续地降低成本及提高 质量。高稠度磨浆是成本花费的重要源由，原料成本也是一个重要源由。在 实现同样的打浆度水平(freeness level)的情况下，将HC磨浆机替换为LC 磨浆机能够减少50%的能耗。取决于所用的磨浆机的类型、以及在低稠度纸 浆磨浆机上游的加工过程的不同，纤维特性可能会有一些不同。另一个节省 成本的源由可以是加入适当百分比的更廉价的原料诸如脱墨纸浆(DIP)、 回收纤维(RCF)或硬木漂白牛皮纸浆(hardwoodbleachedkraftpulp)等， 这将使纸张质量和生产效率得以提高。
根据本发明的一个实施例，可根据纤维原料的细纤维含量来调节纤维的 分离，此后，分别地及可选地对两种纤维组分进行磨浆，以便改善纤维的期 望特性。长纤维组分可在锥形磨浆机(conical refiner)中磨浆，目的是为减 少粗纤维的量并提高纸张的强度特性。细纤维组分可在应用低磨浆强度的双盘磨浆机中磨浆，目的为提高纸张的湿强度。两种磨浆机均可在低的稠度下 操作，以便其与常规的HC磨浆法相比能够节省能耗。分离可分为两个步骤执行，所以第一步骤包括筛分装置(screening device)，筛分设备的分离能力可根据纤维原料的细纤维含量进行调节，而 第二步骤包括旋液分离器，该旋液分离器设置成根据纤维的粗糙度来分离纤 维。较粗糙的纤维从旋液分离器传送入锥形磨浆机，并且较细的纤维与先前 的筛分阶段的接纳组分(accept fraction)相混合。当纤维原料包括DIP时， 第二步骤能够将化学纤维和机械纤维进行分离及进行可选的处理。当纤维原 料仅包括机械纸浆时，第二步骤能够将能够根据纤维的粗糙度和硬度而对机 械纤维进行分离以及单独处理。在分离之后，所述两种纤维组分包括特性不同的纤维，而这将有利于进 行不同类型的处理。优选的是，在锥形磨浆机中将富含较粗的纤维及较硬的 纤维的长纤维组分进行磨浆。其后，将在长纤维中混合入干强度添加剂。这 种处理的目的在于降低纤维的粗糙度(coarseness)，以及提高纸张的干强度 及平滑度。同样优选的是，在应用低磨浆强度的双盘磨桨机中对富含细的、 短的以及柔性的纤维的细纤维组分进行磨浆。通过以低能耗将细纤维组分磨 桨、以及通过在该组分中加入所选的造纸用化学药剂(如固定剂、助留剂、 填料)，能够提高纸幅的湿强度，从而改善加工过程的运行性能以及纸张的 平整度。通过测量不同加工位置上的纤维长度分布，并通过基于这些测量结果控 制特定的加工装置的操作，进一步改善由对纤维组分进行分离和可选的处理 所达到的效果。可基于从输入浆(input flow)、弃浆(reject flow)(长纤 维组分)和良浆(细纤维组分)所测得的纤维长度分布来控制分离装置的操 作。还可以基于测得的纤维长度分布将长纤维组分的可调节的部分供应给细 纤维组分。此外，，可基于在进入磨浆机之前和之后从浆料中测得的纤维长 度分布范围来控制双盘磨浆机(double disc refiner)的操作通过使用诸如硬木漂白牛皮纸浆(例如桉树、白桦树)等更廉价的原料， 能够在制造SC纸时进一步降低原料成本。造纸浆料(paper stock)中包含有 适当百分比的硬木漂白牛皮纸浆将提高导致纸质(纸张平滑度和强度)并提 高生产效率(湿强度和运行性能)。尽管所使用的硬木纸浆的主要部分未经过常规磨浆，但可将所加入的硬木漂白牛皮纸浆的部分与细纤维组分一同磨浆处理。建议，加入的硬木漂白牛皮纸浆占主纸桨质量流(GW或TMP)的 8 — 15%。输送到磨浆工序的部分可占总加入量的20—30%，而未经磨浆地 加入到最终混合物(blend)的部分可占硬木漂白牛皮纸浆的总加入量的70 —30%。


以下将参考几个在附图的图形中示出的本发明的优选实施例来描述本 发明，然而，本发明不应仅局限于本发明的图示的或描述的实施例。 图1是示出本发明的一个实施例的作业图。 图2是示出本发明的另一个实施例的作业图。图3是示出一种装置的作业流程图，不同的纤维原料在混合之后在该装 置中实现分离。图4示出多相分离的原理。图5示出在大型SC造纸厂内在有选择性地对组分进行磨浆及化学处理 之后可调节的分离。图6示出用于大型SC造纸厂的有创造性的方法的另一变型。具体实施方式

图1示出一种旨在提高造纸业中对纤维组分的控制的系统。该系统尤其 适用于纤维长度具有广泛的分布范围的TMP和化学纸浆。将纤维原料10传送到分离设备F，在分离设备F中将纤维原料10分成 两种组分。将富含长的及粗糙纤维的第一组分12传送到长纤维贮存器13。 将富含短纤维及细纤维的第二组分16传送到细纤维贮存器17。图4中示出 可行的分离设备F的示例。将长纤维贮存器13中的长纤维传送到低稠度磨浆机(refiner) 20，以便 对所述纤维磨浆，使其更适合制造纸张。在将化学纸浆传送到造纸机之前， 通常会进行化学磨浆。如果不需要进一步磨浆，即利用TMP的情况，则可 省略或绕过磨浆机20。由于单独地将长纤维组分磨浆，使得所需装置的尺寸 减小，并节省了能耗。10在分离后，纤维原料10携带的大部分阴离子杂质或者保留在细纤维组 分16中、或者在分离过程中被涤除。通过在细纤维组分16中加入诸如阴离
子杂质捕获剂(ATC)的固定剂(fixative)能够避免阴离子杂质所导致的问 题。在此情况下，在细纤维贮存器17之前的位置处将固定剂21加入细纤维 组分16。
在长纤维组分23与该细纤维组分混合之前的位置处，将干强度添加剂 22、最常用的是阳离子浆粉，加入长纤维组分23中。在此情况下，阳离子 浆粉的约为其总量的75%的主要部分加入到长纤维组分中，而约为其总量的 25%的小部分或者加入到细纤维组分中，或者加入到混合的浆料中。这种配 置保证了长纤维组分能吸收足量的浆粉。将浆粉的剂量分成两部分加入到不 同的纤维组分中提高了浆粉作为干强度添加剂的效率。
随后，将长纤维组分23、细纤维组分24和从该造纸机回收的损纸(broke) 25相混合，以制作混合的浆料。图l示出混合浆池(blending chest) 26，然 而该混合浆池并非是必要的。不同的浆料成分23、 24和25以及填料27或 者在混合浆池26内混合，或者在管状混合器(OptiFeed )内混合，并混合 成为粘稠的桨料31。在混合之后，将粘稠的浆料31或者经由混合浆池26、
(可选的)控制磨浆机28和平板箱(level box) 29，或者直接经由虚线30 所指示的途径(OptiFeed )传送到上浆系统(approach flow system)。就 此而论，将施胶剂32加入粘稠的浆料31中。
控制块33设置成控制细纤维组分24与长纤维组分23的混合比率。目 标是实现稳定和恒定的细纤维供给，并对原始的纤维原料10的成分中的任 何变化作出补偿。可将控制块33连接到可选的测量装置34，该测量装置34 设置成显示长纤维组分23与细纤维组分24的平均纤维长度。
在该上浆系统中，首先将粘稠的浆料31用白水稀释，所述白水来自于 网下白水坑(wirepit) 35。在可替换的系统(Optifeed )中，如线条36所 指示，将粘稠的浆料31在管状混合器中稀释。稀释的浆料37经由第一泵38 输送到离心清洁装置39，并进一步输送到脱气机40。经脱气后的浆料经由 第二泵41输送到机前筛(machine screen) 42并最终输送到流浆箱43。流浆 箱43将稀释的浆料37分配到网部44，在该网部44上，水分穿过成形网从 该浆料中排出，以形成纸幅，该纸幅进一步被传送到加压部和干燥部(未图示)。填料贮存器45中容纳有填料，从填料贮存器45将该填料加入上浆系统内的稀释的浆料中，如附图标记46所示，或者将该填料加入制浆车间内的 粘稠浆料中，如附图标记27所指示。或者，也可将填料用量分成两部分， 将第一部分填料46供给到粘稠浆料中，而将第二部分填料27供给到稀释桨 料中。将助留剂47、 48分两步骤以如下的方式加入到稀释浆料流体中将例 如合成阳离子聚丙烯酰胺(synthetic cationic polyacrylamide) (C-PAM)的 第一助留剂组分47加入到机前筛42上游，而将例如纳米粒子(nan叩article) 的第二助留剂组分48加入到机前筛42下游。图2示出另一个系统，该系统旨在当纤维原料的细纤维含量变化时改善 细纤维和填料的留着率。该系统适用于被化学污染的纤维原料，诸如热机纸 浆(TMP)、脱墨纸浆(DIP)、回收纤维浆(RCF)和带有漂白残余物的 化学纸浆。利用分离设备F分离纤维原料10。将长纤维组分12传送到长纤维贮存 器13，将细纤维组分16传送到细纤维贮存器17。如需要的话，可在细纤维 贮存器17之前的位置将阴离子杂质捕获剂21加入到细纤维组分16中。如 需要的话，可将长纤维组分传送到低稠度磨浆机。或者，可省略磨浆过程， 如线条50所指示。在混合浆池26之前的位置将诸如阳离子浆粉的干强度添 加剂22加入到长纤维组分中。随后，将长纤维组分31'经由混合浆池26、进 一步是可选的磨浆机28和平板箱29，或直接经由管道30传送到上浆系统。在这一实施例中，长纤维组分和细纤维组分直到在造纸机的上浆系统处 才合并。这两种纤维组分既可以与网下白水坑35相关联地混合，也可以在 管状混合器中混合，在这种情况下可绕过或省略网下白水坑35,如线条36 所示。将填料分两部分加入到造纸浆料中。将该填料的第一部分51混合入在 混合浆池52内的细纤维组分，而将该填料的第二部分混合入在上浆系统内 的稀释的造纸浆料。优选地，填料的20 — 50%供给到混合浆池52内，而填 料的50 —80%供给到上浆系统内的混合的浆料。此外，将浆粉53或其他适 合于预凝结的阳离子聚合体供给到细纤维和填料混合浆池52。通过使填料和细纤维混合以及通过将浆粉加入到该混合物中，能够预凝结细纤维和填料, 并从而改善其在造纸机上的留着率。当浆粉被用作预凝结剂时，供给到细纤
维组分的浆粉量约为总用量的25%，供给到长纤维组分的浆粉22的量约为 总用量的75%。
此外，该系统包括留着率控制块54，该控制块54从流浆箱43和网部 44接收稠度信息。控制块54基于收集的信息一方面控制预凝结的细纤维和 填料的液流55与长纤维组分31'的混合，另一方面控制着助留剂47加入到 稀释的浆料56。这提供了双重的对留着率的控制。控制细纤维组分55的量 代表着对留着率的粗略调节，但控制助留剂47的加入代表对留着率的精确 调节。
将施胶剂32、 57分别加入长纤维组分31'(流体32)和细纤维组分55 (流体57)。分开的加入位置允许如预期地将用量分成两部分。在添加有大 量PCC的精制纸张的情况下，尤其推荐采用这种方式，以评价施胶反应性能。
可利用控制块58控制纸张的含灰量，该控制块58接收干态纸张的含灰 量的信息，并控制填料46加入到上浆系统内的稀释的浆料中。
图3示出了适用于具有恒定的或变化的细纤维含量的纸浆混合物的系 统。适合于该系统的纤维原料包括TMP、 DIP、 RCF及带有漂白残留物的化 学纸浆。
在该方法中，首先将不同的纤维原料60和61及损纸25在混合浆池62 内混合，其后利用分离设备F将混合的浆料63分离。可利用任何同样是已 知的合适的方法来执行分离。
在分离之后，将长纤维组分12传送到低稠度磨浆机20，在该磨浆机20 中将长纤维磨浆以使其更适合于造纸。如果不需要磨浆处理，可省略或绕过 磨浆机20，如虚线50所指示。将诸如浆粉的干强度添加剂22加入到长纤维 组分中，随后将长纤维供给到长纤维贮存器64。
在使细纤维组分16进入细纤维贮存器17中之前，将阴离子杂质捕获剂 21加入到细纤维组分16。将来自细纤维贮存器17的细纤维、来自填料贮存 器45的填料51和诸如桨粉或阳离子聚合体等的预凝结剂53混合到细纤维 和填料混合浆池52中，以使填料和细纤维预凝结，并提高它们在造纸机上 的留着率。在上浆系统内将长纤维组分31'和包含有凝絮的填料的细纤维组分55混合并稀释，以制作稀释的、供给到造纸机的造纸浆料37。在混合不同的纤维 组分之前，将施胶剂32、 57分别加入到两个组分32。留着率控制系统54和 灰分控制系统58与上文结合图2所描述的系统类似。图4示出可用于分离纤维原料的设备的一个示例。分离设备F包括两个 分离装置(device) 11和15，所述分离装置可以是任何类型的、能将纤维原 料分为平均纤维长度不同的两个组分的装置。作为示例，第一分离装置11 可以是100或125目(mesh)的粗筛网，而第二分离装置15是200目的精 筛网。将从第一分离装置11分出的粗组分12传送到长纤维贮存器，而将细 组分14传送到第二分离装置15以进行进一步提纯。将提纯后的细纤维组分 16从第二分离装置15传送到细纤维贮存器，而将滤液18回收以作进一步使 用。可将长纤维的小股液流19传送到第二分离装置15以用作脱硫设备，该 脱硫设备能够通过将残留在筛网上的细纤维形成结块(cake)而将其过滤。图5示出了一个系统，该系统旨在改善超级压光(SC)纸张的性质以及 改进该纸张的制作过程。在这一加工过程中，待分离的纤维原料70包括纸 浆用磨碎木料(GW)，热机纸浆(TMP)、脱墨纸浆或它们的混合物。将纤维原料70传送到分离装置71，该分离装置71将纸浆分成两个组分 72和73。有利地，分离装置71是筛网，该筛网的转速可根据纤维原料70 的纤维含量调节。将富含长的和粗糙的纤维的第一纤维组分72传送到旋液 分离器74，该旋液分离器包括一个或多个分离步骤。将富含短的和细的纤维 的第二组分73传送到细纤维储存仓75。当纤维原料70包括脱墨纸浆时，使用旋液分离器74将化学纸桨的纤维 与机械纸浆的纤维分开。将化学纸浆的更有弹性的纤维76传送到细纤维储 存仓75，并将机械纸浆的硬纤维77传送到锥形磨浆机78用以进一步磨浆。 另一方面，当纤维原料70包括机械纸桨时，使用旋液分离器74将粗糙的、 硬的纤维与柔软、有弹性的纤维分开。在这里，将更具弹性的纤维76传送 到细纤维储存仓75，并将较粗糙的纤维77传送到锥形磨浆机78用以进一步 磨浆。锥形磨浆机78在低稠度下运行，减小了长纤维组分的块片(shive)和 粗糙度。在磨浆之后，将长纤维传送到长纤维储存仓79，在长纤维储存仓79内将诸如浆粉之类的干强度添加剂80加入浆料中。在这种方式下，通过降低长纤维的粗糙度并通过在该组分中加入对该组分非常有益的浆粉，能够 提高纸张的强度和平滑度。将补充了来自旋液分离器74的弹性纤维76的细纤维组分73传送到双 盘磨浆机81，该双盘磨桨机81在低强度和低稠度下运作。在磨浆之后，将 浆料传送到容器82中，在该容器82中将固定剂(阴离子杂质捕获剂)83加 入到该浆料。在其后的容器84中将填料85和助留剂86加入到该浆料。最后，将分别经过单独磨浆、并包含不同的添加剂的两种组分87和88 在混合装置89中混合。其后，将混合的浆料90供给到造纸机。图6示出旨在改善超级压光纸张的性质以及改进该纸张的制作过程的另 一系统。在这一加工过程中，待分离的纤维原料70为在造纸厂中制得的纸 浆用磨碎木料或TMP。另外，将硬木漂白牛皮纸浆与该纤维原料混合，以便 改善SC纸张的特性。将纤维原料70传送到分离装置71，该分离装置71将纸浆分离成两个组 分72和73。第一组分是富含长的和粗糙的纤维的长纤维组分72，且第二组 分是富含短纤维和细纤维的细纤维组分73。设置测量装置91以测量纤维原 料70、长纤维组分72和细纤维组分73的纤维长度分布范围。可基于纤维原 料70的细纤维含量调节分离装置71的转速，以便调节将纤维分为长纤维组 分72和细纤维组分73的分配。将长纤维组分72的大部分供给到锥形磨浆机78，而将长纤维组分72的 小部分加入到细纤维组分73中。锥形低稠度磨浆机78用于降低粗糙纤维和 块片的比例，以便提高纸张的强度和平滑度。优选地，长纤维的传送到细纤 维储存仓75的部分占纤维原料70的总输入量的10%—20%。加入到该加工过程中的硬木漂白牛皮纸浆的量有利地为纤维原料70的 量的8% — 15%。将化学纸浆在制浆机92内进行冲浆(slush)，在疏解机 (deflaker) 93中剥离成薄片，并供给到化学纸浆储存仓(storage bin) 94 内。优选地，将硬木漂白牛皮纸浆的20%—30%供给到细纤维储存仓75中， 而将其余的纸浆直接输送到最终混合器(final mixer) 95。将细纤维组分73与一部分长纤维组分72以及一部分硬木漂白牛皮纸浆 在细纤维储存仓75中相混合，并且将周定剂96加入到浆料中。随后，将该浆料传送到双盘磨浆机(double disc refiner) 81中，用以在低稠度下执行低 强度磨浆。在磨浆之后，通过混合装置98将助留剂97加入到该浆料，所述 混合装置为诸如美卓纸业公司制造的RetaMix 助留剂混合器。测量装置99用于在双盘磨浆机81的上游和下游测量硬木漂白牛皮纸浆 和浆料的纤维长度分布范围。基于测得的纤维长度来控制双盘磨浆机81的 操作。在将硬木漂白牛皮纸浆输送到最终混合器95之前，在该硬木漂白牛皮 纸浆中加入诸如浆粉之类的干强度添加剂100。混合装置101优选为美卓纸 业公司研制的RetaMixTM助留剂混合器。将长纤维87、硬木漂白牛皮纸浆102和混合的浆料88相混合的最终混 合器95优选为LobeMixTM浆料混合器，该装置由美卓纸业公司制造。填料 103也在该位置加入浆料中。还可以在该位置使用常规的与网下白水坑相关 联的混合器来代替管状混合器。硬木漂白牛皮纸浆优选为由白桦树或桉树制成，这种纸浆经济合算 (cost-effective)，并能够提高制得的纸张的强度和光学特性。以上提出的示例并不意味着本发明的实施方式是唯一的，而是具有许多 其他的变化，而这些变化对于本领域的一般技术人员来说是显而易见的，并 被视为落入如附的权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种由纤维原料制造纸或纸板的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤将纤维原料分离为富含长纤维的长纤维组分、以及富含短纤维和细纤维的细纤维组分，将添加剂混合到所述纤维组分中，将所述长纤维组分和所述细纤维组分混合，以形成混合的浆料，同时控制混合比率，以便将该混合的浆料中的细纤维含量保持为理想值，将添加剂混合到所述混合的浆料中，以及在造纸机上利用所述混合的浆料制成纸。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用两种或两种以上纤 维原料，并且仅分离出所述纤维原料中的一种纤维原料。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用两种或两种以上纤 维原料，并单独地分离所述纤维原料中的至少两种纤维原料，此后，所述纤 维原料中的长纤维组分相混合并且所述纤维原料中的细纤维组分相混合。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用两种或两种以上纤 维原料，并且分离所述纤维原料的混合物。
5. 根据权利要求1一4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述细纤 维组分中加入阴离子杂质捕获剂，以便控制阴离子杂质。
6. 根据权利要求1一5中任一项所述的方法，其特征在于，对所述长纤 维组分进行磨浆。
7. 根据权利要求1一6中任一项所述的方法，其特征在于，将干强度添 加剂的大部分加入所述长纤维组分中，而将所述干强度添加剂的小部分加入 所述细纤维组分中、或加入所述混合的浆料中。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将干强度添加剂的50% 一99%的剂量、优选为70% —80%的剂量加入所述长纤维组分中，而将所述 干强度添加剂的1% — 50%的剂量、优选为20。％_30%的剂量加入所述细纤 维组分或所述混合的浆料中。
9. 根据权利要求l一8中任一项所述的方法，其特征在于，将施胶剂加入所述长纤维组分和所述细纤维组分中。
10. 根据权利要求l一9中任一项所述的方法，其特征在于，将填料的 第一部分加入该细纤维组分中，而将填料的第二部分加入该混合的浆料中。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述填料的20% — 50%加入所述细纤维组分中，而将所述填料的50% — 80%加入到所述混合的桨料中。
12. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将填料和预凝结剂与 所述细纤维组分混合，以使所述填料和所述细纤维凝结。
13. 根据权利要求1一12中任一项所述的方法，其特征在于，测量所述 长纤维组分的平均纤维长度以及所述细纤维组分的平均纤维长度，并基于测 量结果控制混合比率。
14. 根据权利要求1一12中任一项所述的方法，其特征在于，测量该造 纸机的网部上的留着率，并基于该测得的留着率来控制所述细纤维组分与所 述长纤维组分的混合比率。
15. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分离地及选择地对所述 长纤维组分和所述细纤维组分进行磨浆和化学处理。
16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在锥形磨浆机(78) 中在低稠度下对所述长纤维组分进行磨浆，而在双盘磨浆机(81)中在低稠 度下使用低的磨浆强度对所述细纤维组分进行磨浆。
17. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述纤维原料(70) 的细纤维含量来调节分离装置(71)的操作。
18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，该方法采用两步骤分 离其中第一步骤通过筛网(71)来执行，而第二步骤通过旋液分离器(74) 来执行。
19. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，根据所述纤维原料(70) 的细纤维含量来调节所述筛网(71)的转速。
20. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量所述纤维原料(70)、 所述长纤维组分(72)和所述细纤维组分(73)的纤维长度分布，并基于测 得的纤维长度分布来控制所述分离装置(71)的操作。
全文摘要
将纤维原料分离为富含长纤维的长纤维组分、以及富含短纤维和细纤维的细纤维组分，此后在所述纤维组分中混合入添加剂。将长纤维组分和细纤维组分混合，以形成混合的浆料，同时控制混合比率，以便将混合的浆料的细纤维含量保持为理想值。在混合的浆料中混合入添加剂，此后在造纸机上由所述浆料制成纸张。
文档编号D21H23/08GK101321910SQ200680045200
公开日2008年12月10日 申请日期2006年11月28日 优先权日2005年12月1日
发明者安蒂·波伊科莱宁, 彼得里·索伊尼, 汉努·莱波迈基, 胡安·塞奇尼 申请人:美卓造纸机械公司