专利名称：高游离度浆的生产方法
高游离度浆的生产方法
本申请要求2010年10月6日提交的美国申请61/390，310号的优先权，该申请的全部内容通过引用包含在本申请中。技术领域
一方面，本发明一般涉及通过可适用于纸板和吸收级应用的机械和/或化学-机械磨浆技术从木质纤维进料生产高游离度浆。
背景技术：
机械和化学-机械磨衆技术是已知的。例如，美国专利7，758, 720号描述一种机械或化学-机械磨浆系统，其包括三个主要子系统:预加工子系统、预处理子系统和生产或主磨浆子系统。
上述7，758，720号专利描述了传统的预加工子系统，在该预加工子系统中，对包括碎木的进料进行洗涤，然后在大气条件下将其在预蒸箱中保持典型地在10分钟至I小时范围内的时间段，然后将其输送到预处理子系统。
上述7，758，720号专利进一步描述了预处理子系统，该预处理子系统包括用于保持该预加工子系统和该预处理子系统的秤之间的压力分离的加压旋转阀、加压压缩装置(如螺旋压合机(screw press))、减压区或者减压区域(其可以是螺旋压合机的一部分或者连接到螺旋压合机的出口)以及纤维化装置(如盘式磨浆机或圆锥式磨浆机)。
如7，758，720号专利中描述的，压缩装置、减压区和成纤器内的环境都保持在大约5-30psig (即，0.3-2.1巴)范围内的饱和蒸汽气氛。7，758，720号专利描述了在加压旋转阀和压缩装置之间插入传送螺旋(transfer screw),从而能够控制该传送螺旋中的碎料在进入螺旋压合机之前暴露于该饱和蒸汽压和温度条件的时间段。7，758，720号专利至少教导了碎料应在5psig压力下的饱和蒸汽气氛中保持5秒钟的时间段。
使用7，758，720号专利的方法生产的浆的原则应用是用于包括新闻纸和杂志级的机械印刷纸张应用；这种浆典型地以低于150ml的低游离度产生，并且需要大量的能量应用。7，758，720号专利的重要目的是降低能量集约的机械印刷级浆的能量消耗。
本领域的技术人员应当理解，为了从碎片含量低的碎木生产高游离度机械浆，远高于木质素软化温度的高预热和磨浆温度是优选的。这种浆非常适合于中等厚度纸板应用，并且优选在90psig以上范围内的压力水平磨浆；该压力水平远高于用于生产用于印刷纸张应用的机械浆的压力水平。这种较高压力浆的缺点是浆亮度较低。例如在美国专利5，879，510号中公开了将使用这种高温度的化学-热机械制浆技术用于高游离度浆。
相信用于生产较高游离度机械浆同时实现可接受的性能如低碎片含量和高层间强度的现有技术在其他方面可能是有缺陷的，这些其他方面包括长纤维含量(太高)、长纤维粘合(太低)、给定松厚度的层间表面强度(太低)、未漂白的和漂白的浆亮度(太低)。在不牺牲(降低)浆松厚度的情况下表面强度的增量增益是用于增强纸板中层浆的竞争力的极重要的属性。发明内容
一方面，实施例涉及将解构的碎木在7.5巴-12.0巴范围内的饱和表压下的饱和蒸汽环境中(173°C_192°C)预热20秒以下的时间段，在该时间段期间将进料送向并且引入到磨浆机中。根据一个实施例，可以在盘转动速度为至少2000rpm的主磨浆步骤中，在压力下研磨该进料，优选地，研磨到300ml至600ml范围内的游离度。
图1是根据本发明一方面的示例性工艺的视图。
图2是示出恒定游离度时的比能量与预蒸保持时间的曲线图。
图3是示出恒定松厚度时的斯科特粘合与预蒸保持时间的曲线图。
图4是示出恒定游离度时的亮度与预蒸保持时间的曲线图。
图5是示出恒定游离度时的散射含量与预蒸保持时间的曲线图。
图6是示出恒定游离度时的R14目含量与预蒸保持时间的曲线图。
图7是示出恒定游离度时的碎片含量与预蒸保持时间的曲线图。
图8是示出恒定游离度时的松厚度与预蒸保持时间的曲线图。
图9是示出恒定游离度时的+28目含量与预蒸保持时间的曲线图。
图10是示出R14和R28目组分的抗张指数与预蒸保持时间的曲线图。
图11是示出恒定游离度时的斯科特粘合与R14目含量的曲线图。
图12是示出化学需氧量与预蒸保持时间的曲线图。
图13是示出本发明的示例性实施例与比较例的漂白后亮度的图表。
图14是示出本发明的示例性实施例与比较例的亮度增益的图表。
图15是示出本发明的示例性实施例与比较例的吸收容量与浆游离度的图表。
具体实施方式
一方面，本发明一般涉及通过机械制浆工艺从木质纤维材料(例如，碎木或其他材料)生产浆的方法，该方法包括以下步骤:碎片解构；可选地化学浸溃；在饱和蒸汽环境中对可选地浸溃的材料进行快速高温预热；以及由盘式磨浆机进行的至少主磨浆步骤。
—方面，实施例涉及在高压缩下在饱和蒸汽环境中将构碎木解构，使得超过65%重量百分比的解构后的碎料穿过16mm筛孔，然后通过在7.5巴-12.0巴范围内的饱和表压(173°C _192°C)下在比木质素的玻璃转换温度高至少50°C的温度将该纤维材料保持20秒以下的时间段来预热解构后的材料，在该时间段期间将进料送向并引入到磨浆机而不进行机械压缩。根据本实施例，紧接着在主磨浆步骤中以至少2000rpm的盘转动速度在压力下研磨该进料，优选地，研磨到300ml至600ml范围的游离度。
在可选实施例中，超过50%重量百分比的解构后的碎料穿过16mm筛孔。在其他实施例中，超过80%或者超过90%重量百分比的解构后的碎料穿过16mm筛孔。
解构步骤之后的较小尺寸分布增强蒸汽的热扩散率，并且提高加热的均匀性和速率。优选地，留在25mm筛孔上的解构后的碎料低于1%，并且留在19mm筛孔上的碎料优选地低于5%。
一方面，在加压条件下将碎木解构，使得可以保持木质纤维的结构完整性，并且可以沿着纤维的径向纹理发生部分纤维分离。
图1示出根据本发明一实施例的示例性工艺100。工艺100包括预处理子系统102和生产或主磨浆子系统106。工艺100可选地包括副磨浆子系统108，其可以包括所述的副磨浆或者中等或低稠度泵通磨浆。低稠度磨浆在3%-5%稠度范围内，中等稠度磨浆在5%-12%稠度范围内。
如所示出的，预处理子系统102包括经由线路110将木质纤维材料(例如，碎木或者其他木质材料)送到塞式螺旋进料器112 (或者利用或不利用重力的其他适当的装置，如泵或碎料斜槽)。在可选实施例中，塞式螺旋进料器可以用转动阀、模块化螺旋进料器或者能够分开与出口压力不同的入口(例如，大气入口和加压出口)的其他压力分离进料装置替换或互换。该木质纤维材料从塞式螺旋进料器112或者其他进料装置经由线路114和118通过变速加压输送器116行进到高压缩装置120。高压缩装置120可以是模块化螺旋装置，例如，MSD或者高压缩塞式螺旋进料器(plug scew feeder, PSF),其帮助减少木质纤维材料的变化，并且可以提供更均匀的尺寸分布。高压缩装置120可以在出口包括化学添加剂，使得进入直立浸溃器122中的木质纤维材料可以可选地至少部分与对化学-机械制浆有帮助的化学品(例如，亚硫酸钠(sodium sulfite)、亚硫酸氢钠(sodium bisulfite)、连二亚硫酸钠(sodium hydrosulfite)、喊性过氧化氢溶液(alkaline peroxide liquors)和其他化学药剂或水)混合。在一些应用中，可以使用添加或没有添加其他化学药剂的淡水或白水进行液体浸溃。因此，如本应用中使用的，术语“对化学-机械制浆有帮助的化学品”可以包括上述化学药剂、水或白水中的一个或多个。该浸溃器可以是直立的或倾斜的，或者在可选实施例中可以简单地是具有适当排出装置的腔室。
预处理子系统102可以在0.3至1.4巴(表压)或者0.1至3.0巴(表压)压力下操作，使得它被轻微加压。在螺旋入口可以存在0.3至3巴(表压)的压力，并且在塞式螺旋进料器和碎料压缩装置中的碎料塞之间可以有5至20秒的滞留时间。根据本发明的一实施例，该预处理子系统可以是例如美国专利6，899，791号中描述的预处理子系统，该专利的全部内容通过引用包含在本申请中。
在预加工子系统102中，木质纤维材料(可选地具有在碎料压缩装置120的出口添加的化学品)进入浸溃器122，在此可以进一步发生木质纤维材料与化学品的浸溃。该木质纤维材料从浸溃器122经由线路124行进到塞式螺旋进料器126。在一些实施例中，在浸溃器122和塞式螺旋进料器126之间可以有大气预蒸箱。在预处理子系统102中，浸溃器122、预蒸碎料箱(如果有的话)和塞式螺旋进料器126可以在大气压力下操作。在另一实施例中，加压浸溃器可被用于将该木质纤维材料经由加压输送器130直接送到加压主磨浆机132 ;这种应用可以消除对塞式螺旋进料器126的需要。在可选实施例中，塞式螺旋进料器126可以用转动阀、模块化螺旋进料器或者能够分开与出口压力不同的入口(例如，大气入口和加压出口)的其他压力分离进料装置替换或互换。
该木质纤维材料从预处理子系统102经由线路128进入到生产或主磨浆子系统106中的变速加压输送器130。在一些实施例中，该木质纤维材料在变速加压输送器130中的滞留时间可以为20秒以下。然后该木质纤维材料从变速加压输送器130转移到主机械磨浆机132。在需要绝对的最短滞留时间的另一实施例中，可以从该子系统中省略加压输送器130。优选地，主机械磨浆机132以2000rpm以上的转速操作。此外，主磨浆子系统106优选地以7.5至12巴(表压)(即，108至174psig)的压力操作。
在一些实施例中，主机械磨衆机可以以大于2100rpm、大于2200rpm、大于2500rpm等一直到具体选择的机械磨浆机的操作极限的转速操作。在另一实施例中，该磨浆机可以以1500rpm (50Hz AC)或者1800rpm (60Hz AC)的标准盘速度操作；在这种应用中，使用更积极的高强度磨浆机片可能是需要的并且是有利的，以在磨浆步骤中获得能量消耗的降低。
在一些实施例中，可以在大于12巴的压力下操作主磨浆子系统。当进料装置126和主磨浆机132之间的滞留时间为绝对最小时间，即，小于3秒时，该应用是适当的。
非常高的压力(> 7.5巴)与进料装置126和主磨浆机132之间的短滞留时间的结合提供现有技术的系统没有教导或暗示的优点。例如美国专利5，776，305号公开了使用提高的压力和低滞留时间条件的热机械制浆技术。但是该技术使用范围在75至95psig(5.2至6.5巴)之间的压力实现用于印刷纸张引用的低游离度浆，该压力范围远低于使用当前方法的针对高游离度浆推荐的压力，即，> 7.5巴。
研磨后的木质纤维材料可以从主机械磨浆机132经由线路138和140和用于蒸汽分离的纤维离心机136和可选的塞式螺旋进料器138送到消潜浆池(未示出)。一些设施可以使用供选择的蒸汽分离装置，如加压旋风分离器，代替离心机。可选地，研磨后的木质纤维材料可以全部或部分送到可选的副磨浆子系统108，副磨浆子系统108包含高稠度副磨浆机142、线路144和150以及纤维离心机146并且可选地包含塞式螺旋进料器148。副磨浆机142可以以低于主磨浆机的盘转速操作，例如以1500rpm或者1800rpm的传统盘转速操作。副研磨可以改为以低或中等稠度进行。在低或中等稠度研磨的情况下，主研磨后的浆被排放到槽中，并且在被泵入到副磨浆机之前被稀释到3%至10%稠度之间。
一方面，本发明的实施例可以一般地涉及在饱和蒸汽环境下使用螺旋压合机解构并压缩碎木。期望的碎料压缩装置的入口压力可以在0.7至3巴(表压)(即，10至44psig)范围内。可以在浸溃器中将压合机排出的解构后的碎木浸溃在化学溶液中。用于浸溃的化学溶液可以包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、碱性过氧化氢溶液和其他化学药齐U。碱性过氧化氢溶液中的碱基可以包括(但不限于)氢氧化钠、氢氧化镁、碳酸镁、碳酸钠等。在进一步的实施例中，TMP系统中的水或白水可以用在该浸溃器中。
一方面，可以在与173°C至192°C范围内的温度相对应的7.5巴至12巴范围内的饱和蒸汽环境下，将解构后的碎木快速预热低于20秒的时间段。在饱和蒸汽环境下的该预热可以发生低于15秒或者低于12秒的时间段。
在高压下预热之后紧接着可以在以大于(或等于)2000rpm的盘转速操作的高稠度磨浆机中并且在7.5巴至12巴范围内的普通饱和蒸汽环境中研磨预热后的碎木。另一个实施例可以使用优选地高强度磨浆机片以低于2000rpm研磨。
给出本发明一实施例的例子。
以如下步骤将挪威云杉碎木生产为机械浆。首先将该碎木在1.4巴(20psig)的压力下的饱和蒸汽环境中预热15秒，紧接着在加压螺旋压合机中在普通蒸汽环境(1.4巴)中压缩并解构。然后在斜置的浸溃器中用调节到7pH水平的亚硫酸钠溶液浸溃解构后的碎木。将浸溃后的碎料在8.3巴(120psig)的饱和蒸汽环境中快速预热11-15秒的时间段，然后立即使用以2100rpm盘速度操作的91cm直径的单盘磨浆机中进行主研磨。在主研磨步骤中应用多个水平的比能量。为了评估和比较主研磨后的浆，还进行多个水平的比能量应用的副研磨。
为了比较，还以更高的预蒸保持时间水平出生另外的磨浆机系列。在产生这些例子和比较例时，观测到浆质量、长纤维粘合、比能量消耗、COD和漂白率的低变化与较高水平的预蒸保持时间的关系。
将以较低和较高保持时间产生的上述磨浆机系列命名为“工艺A”。参照附图，注意，根据本发明的方法产生的低保持时间系列由虚框包围的数据示出。
如上所述，还用现有技术的传统方法产生一系列，包括大气碎料压缩(代替加压)，之后以相同的应用和PH进行亚硝酸盐浸溃，在6.5巴(95psi)预热更长的时间段(102秒)，之后以6.5巴和2100rpm的盘速度进行高稠度研磨。将该比较例命名为“传统”。
一方面，本发明的实施例可以例如通过解构，使得木结构的尺寸进一步减小并且具有更多的暴露表面，来提高碎木的热扩散率，从而在进行高温快速热处理时提高纤维加热的速率。该木结构可以被快速软化到期望的程度，使木纤维更适合于能量效率高的高强度研磨。在本例子中，从工艺A得到的解构后的碎木具有如下按重量的尺寸分布:穿过25mm孔筛片的占 0.59% ； 19mm 的占 3.95% ； 16mm 的占 10.87% ; 13mm 的占 16.21% ;6mm 的占 46.64% ；3mm 的占 16.01% ；3mm 的占 5.73%。
图2给出针对600ml游离度插值的磨浆机系列的每一个的比能量消耗与预蒸保持时间。该图上的每个数据点是针对600ml游离度从最佳拟合回归插值的。
在此使用的“游离度(freeness)”表示如何快速地从该浆排出水。“CSF”表示加拿大标准游离度，这是本领域公知的。游离度可以反映研磨或打碎的程度。
参照图2，可以清楚，对于给定的游离度，预蒸保持时间的减少导致比能量消耗降低。11-15秒的保持时间呈现为导致最低比能量消耗。
如图2中所示，对于给定的游离度，单级研磨(Iry)比两级研磨(2ry)具有更低的能量消耗；该观测对于工艺A和传统浆都是明显的。对于600ml的游离度，工艺A的主研磨后的浆具有最低能量消耗；424kWh/0DMT。
图3给出针对3.4cm3/g的松厚度插值的磨浆机系列的每一个的斯科特粘合(Scott Bond)与预蒸保持时间。斯科特粘合是纸板中层浆的重要表面强度属性，并且是在纸板形成期间中间薄片浆层与外层粘合能力的直接测量。例如，它表示测量将单个薄层内的纤维分离所需的力的内部粘合测试。
对于给定的松厚度，高的斯科特粘合是纸板生产者特别期望的。对于以较低的预蒸保持时间产生的工艺A的浆，在给定的松厚度观测到斯科特粘合的显著增加。松厚度(bulk)表示密度的倒数。
从图3还观测到，主研磨后的浆具有至少与副研磨后的浆一样好的斯科特粘合值，这表明在单级磨浆机中应用能量比将该能量应用分布在两极研磨上更有效。
以低预蒸保持时间产生的工艺A的浆具有显著比传统浆高的斯科特粘合。该结果表明，对于斯科特粘合形成，相比于较低压力和较长预蒸时间，更需要较高压力(例如，8.3巴)和较低预蒸保持时间(例如，11-15秒)。
在一些实施例中，与现有技术的工艺(例如，本文描述的传统衆)或者具有长于20秒的预处理保持时间的比较工艺相比较，斯科特粘合可以至少提高I J/m2(例如，2+或5+1J/m2)。
图4给出针对600ml游离度插值的磨浆机系列的每一个的未漂白浆亮度与预蒸保持时间。根据本发明实施例(工艺A)产生的浆的浆亮度在较低的保持时间水平明显增加；这可能是较少的热变黑反应的直接结果。
尽管工艺A的预蒸压力较高，但是以低保持时间(例如，11-15秒)从工艺A得到的浆的亮度比传统的浆的亮度高至少4%IS0。该结果显然表明“热冲击”解构后的并且浸溃后的木料并且高速研磨成功地获得较高表面强度和较高亮度的结合。
相信“热冲击”后的纤维可以使木质素溶解并覆盖纤维需要较少的时间，从而导致更多的暴露的纤维壁材料用于表面粘合。在较低的预蒸保持时间散射系数的增加(见图5)支持了该解释。散射系数的增加最可能由可用于散射光的纤维表面材料的增加引起。其他解释貌似合理，但是在文献中很好地解释了减少加热会降低木质素在纤维上的流动和表面覆盖。
R14组分(由Bauer-McNett分类目定义)一般包含最长、最粗和最少发展的纤维。该纤维组分具有最低的粘合强度(抗张指数)和表面强度(斯科特粘合)属性。图6给出针对600ml游离度插值的磨浆机系列的每一个的R14目含量与预蒸保持时间。以低预蒸保持时间产生的工艺A的浆具有较低的R14含量，这可能促成在低预蒸保持时间观测到的较高的斯科特粘合结果。因此，为了以最少的能量消耗开发出最大的表面，本发明的优选实施例以单级将浆研磨到低于600ml的游离度水平。
图7给出针对600ml的游离度插值的磨浆机系列的每一个的碎片含量(未过筛的)与预蒸保持时间。在碎片分析器中使用0.1Omm的筛片。低碎片含量一般是用于纸板中层和吸收级的最高游离度浆的要求。使用工艺A产生的所有浆都具有低未过筛的碎片含量。以最低保持时间水平产生的浆具有比以较高预蒸保持时间产生的浆高一些的碎片含量；然而，总的碎片水平对于600ml浆十分有利。注意，从工艺A得到的单级研磨的浆比两极研磨的浆具有更低的碎片含量。在600ml的游离度，主研磨后的工艺A的浆具有0.42%的未过筛的碎片含量，这是纸板和吸收应用所期望的。
图8示出对于恒定的游离度根据本发明的实施例的预蒸保持时间不影响松厚度。
图9给出针对600ml的游离度插值的磨浆机系列的每一个+28目含量(R14+R28)与预蒸保持时间。+28目含量随着预蒸保持时间的缩短而减少。+28目组分显然展示出与斯科特粘合的倒数关系。以低预蒸保持时间产生的主研磨后的浆具有最低+28目含量并且相反具有最闻斯科特粘合。
当中间片层在上面和下面与其他片层层叠时，长纤维+28目组分的粘合能力可能是用于评估表面性能的重要属性。抗张指数最常用于评估浆粘合。图10给出+28目(R14和R28组合结合)的抗张指数与预蒸保持时间。从图10清楚看出，在低预蒸保持时间，长纤维的粘合能力提高。该观测结果有助于解释在低保持时间获得的较高斯科特粘合值。
图11示出对于恒定的游离度，作为R14目含量的函数的斯科特粘合。研磨到较低的R14含量提高了工艺A的浆和传统的浆二者的斯科特粘合。如上所述的本发明值得注意的方面是预蒸保持时间的缩短对+14含量(较低)和作为结果的斯科特粘合提高具有有利的影响。
图12给出若干个工艺A和传统磨浆机系列的化学需氧量(COD)。COD反映氧化中消耗的氧量。工艺A系列的COD量随着预蒸保持时间的缩短而显著减少，从96秒保持时间时的65.1kg/吨减少到15秒保持时间时的46.6kg/吨。以低保持时间产生的工艺A的浆也具有比传统的浆低的COD量。该结果表明在较低的预蒸时间产生较少的有机物质，这又降低了废液处理成本。
所述例子及其相关证据表明，使用本发明的实施例对于提高纸板和吸收级的竞争性具有很多优势。11-15秒范围内的低保持时间表现为对于使分别与比能量消耗和浆漂白相关联的电力需求和化学成本最小化是最佳的。使用所提出的方法提高了若干个重要的浆属性，包括表面粘合强度、长纤维质量和亮度。
使用碱性过氧化氢溶液在实验室规模漂白若干种浆以评估预蒸保持时间对漂白后的亮度的影响。所述浆在70°C的温度下在30%的稠度漂白两小时。在漂白之前首先用螯合剂二乙烯三胺五乙酸(DTPA)预处理所述浆。在该浆预处理期间应用0.4°/c^^DTPA。然后将漂白溶液混入到所述浆中，并且在漂白之前密封在塑料袋中。关于每种溶液评价两种碱性过氧化氢制剂:关于浆的4%H202、2%Na0H和4%H202、3%Na0H (绝干基准)。每种漂白溶液制剂包含稳定剂，该稳定剂包括关于浆的3%硅酸钠、0.1%DTPA和0.15%MgS04 (绝干基准)。
图13和图14给出工艺A和传统的漂白后浆的亮度和亮度增益。在低的保持时间(例如，11-15秒)使用工艺A产生的浆具有比在较高的保持时间产生的对应的工艺A的浆显著高的漂白后亮度。与传统浆相比，工艺A的浆也具有显著高的亮度，大约+8%IS0亮度增益。最终的漂白后的亮度差别大于低和高预蒸保持时间的浆之间的未漂白亮度的差别，这表明对于低保持时间产生的浆，漂白能力提高。在较低预蒸保持时间水平的浆中热变黑反应水平的降低促进漂白反应。
图15给出针对从工艺A和传统技术产生的磨浆机系列测得的主研磨和副研磨后的浆样品的吸收能力结果。吸收能力受到浆游离度的强烈影响，游离度越高，水吸收能力越高。对于给定的浆游离度，工艺A的浆和传统浆二者显示出具有类似的吸收能力。这些浆的吸收能力适合于绒毛(fluff)浆、纸巾(tissue)浆、手纸(towel)浆和其他吸收级浆。
对于使比能量消耗最小化来说，针对给定的游离度，单级研磨比两级研磨更有效。使用一级高稠度研磨代替两级研磨得到的浆的大多数属性类似或更好。
下表给出使用一级研磨得到的工艺A (8.3巴)的和传统(6.5巴)的浆的浆属性和比能量消耗结果。针对600ml游离度插值浆属性。
权利要求
1.一种在制浆系统中从木质纤维材料生产机械浆的方法，该制浆系统包括: 预处理子系统，其包括压力分离进料装置、高压缩装置和浸溃器；以及 生产子系统，其包括变速加压输送器和主机械磨浆机， 所述方法包括以下步骤: 将木质纤维材料提供给所述压力分离进料装置，然后将所述木质纤维材料传送到所述高压缩装置；其中在所述高压缩装置中解构所述木质纤维材料的步骤导致在解构后的木质纤维材料中，超 过50%重量百分比的所述解构后的木质纤维材料穿过16mm筛孔； 将所述木质纤维材料从所述高压缩装置传送到所述浸溃器，并且浸溃所述木质纤维材料； 将所述木质纤维材料传送到所述变速加压输送器，其中所述变速加压输送器的滞留时间是20秒以下，并且其中所述变速加压输送器以7.5巴和12巴(表压)之间的压力操作，并且利用蒸汽预热所述木质纤维材料； 将所述木质纤维材料传送到所述主机械磨浆机；并且 在所述主机械磨浆机中以7.5巴和12巴(表压)之间的压力机械研磨所述木质纤维材料以获得高游离度浆。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:在所述高压缩装置之后的所述浸溃器中，将所述木质纤维材料与对化学-机械制浆有帮助的第一化学品混合的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中对化学-机械制浆有帮助的所述第一化学品选自包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、碱性过氧化氢溶液、水和白水的组。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:以0.1至3.0巴(表压)的压力操作所述预处理子系统的步骤。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:操作所述预处理子系统，使得所述木质纤维材料在所述压力分离进料装置和所述高压缩装置中的碎料塞之间具有5至20秒的滞留时间。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述预处理子系统在所述浸溃器和变速加压输送器之间还包括大气预蒸箱和第二压力分离进料装置。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:在大气压力下操作所述预处理子系统的步骤。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:在所述主机械磨浆机中以大于或等于2IOOrpm的速度机械研磨所述木质纤维材料的步骤。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:在所述主机械磨浆机中以大于或等于2500rpm的速度机械研磨所述木质纤维材料的步骤。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:以8.5巴至11巴(表压)操作所述变速加压输送器和所述主机械磨浆机的步骤。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:以大于12巴(表压)的压力操作所述变速加压输送器和所述主机械磨浆机的步骤。
12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:在所述浸溃器中至少用对化学-机械制浆有帮助的第一化学品浸溃所述木质纤维材料的步骤，使得所述浸溃导致解构后的木质纤维材料中超过65%重量百分比的所述解构后的木质纤维材料穿过16mm筛孔。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述生产子系统进一步包括副磨浆机，所述方法进一步包括:在所述主机械磨浆机的下游的所述副机械磨浆机中机械研磨所述木质纤维材料，其中所述副磨浆机以低于所述主机械磨浆机的盘转动速度操作。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法产生具有范围在300ml至600ml之间的游离度的浆。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法产生400ml至700ml游离度水平的绒毛浆、纸巾浆、手纸浆或者吸收浆。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法产生适合于纸板的浆。
17.根据权利要求1所述的方法，其中与使用比较方法产生的比较浆相比，所述方法产生在恒定的松厚度具有更高斯科特粘合的浆，其中在所述比较方法中，所述变速加压输送器具有100秒的比较滞留时间并且以6.5巴(表压)的比较压力操作。
18.根据权利要求1所述的方法，其中与使用比较方法产生的比较浆相比，所述方法产生在600ml的松厚度具有更低碎片含量的浆，其中在所述比较方法中，在进料螺旋和主磨浆机之间的滞留时间具有100秒的比较滞留时间，并且以6.5巴(表压)的比较压力操作。
19.根据权利要求1所述的方法，其中与使用比较方法产生的比较浆相比，所述方法产生具有更高亮度的浆，其中在所述比较方法中，所述变速加压输送器具有100秒的比较滞留时间，并且以6.5巴(表压)的比较压力操作。
20.一种在制浆系统中由木质纤维材料生产机械浆的方法，该制浆系统包括: 预处理子系统，其包括压力分离进料装置、高压缩装置和浸溃器；以及 生产子系统，其包括变速加压输送器和主机械磨浆机， 所述方法包括以下步骤: 将木质纤维材料提供给所述压力分离进料装置，然后将所述木质纤维材料传送到所述高压缩装置；其中在所述高压缩装置中解构所述木质纤维材料的步骤导致在解构后的木质纤维材料中，超过50%重量百分比的所述解构后的木质纤维材料穿过16mm筛孔； 将所述木质纤维材料从所述高压缩装置传送到所述浸溃器，并且浸溃所述木质纤维材料； 将所述木质纤维材料传送到所述变速加压输送器，其中所述变速加压输送器的滞留时间是20秒以下，并且其中所述变速加压输送器以7.5巴和12巴(表压)之间的压力操作，并且利用蒸汽预热所述木质纤维材料； 将所述木质纤维材料传送到所述主机械磨浆机；并且 在所述主机械磨浆机中以大于或等于2000rpm的速度并且在7.5巴和12巴(表压)之间的压力机械研磨所述木质纤维材料以获得高游离度浆。
21.根据权利要求20所述的方法，其中在所述浸溃器中进行利用对化学-机械制浆有帮助的化学品浸溃所述木质纤维材料的步骤，所 述化学品选自包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、碱性过氧化氢溶液、水和白水的组。
全文摘要
从木质纤维材料生产机械浆的方法包括在碎料压合机中对木质纤维材料进行部分纤维分离，然后进行液体浸渍，在7.5和12巴(表压)之间的压力下将该木质纤维材料预热20秒以下，然后在主机械磨浆机中在7.5和12巴(表压)之间的压力下机械研磨该木质纤维材料，从而获得高游离度浆。
文档编号D21B1/30GK103154359SQ201180047981
公开日2013年6月12日 申请日期2011年9月29日 优先权日2010年10月6日
发明者马克·萨博翰 申请人:安德里兹技术资产管理有限公司