纤维产品和生产纤维网的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分的生产纤维网例如纸板的方法。
[0002]根据这种方法，通过使用发泡成形技术由纤维纸浆生产纤维材料层，随后将该层干燥。
[0003]本发明还涉及根据权利要求13的前序部分的纤维产品。
【背景技术】
[0004]挠曲强度为纸板的最重要性质之一。具体而言，用于包装的纸板需要强度和刚度，这确保包装可以经受住一路的旅程而到达消费者手中。非常需要纸板确保高强度和刚度，但这与降低原材料的量的目标背道而驰。
[0005]先前业已通过使用具有足够高的克重的纸板品质来获得足够的刚度。一直试图通过降低纤维的量和通过例如用填料替代纤维来产生纸张和纸板品质，这在确保强度和刚度中产生了问题。
[0006]此外，为了降低原材料的使用，开发了采用工字梁形式的层结构。在这种结构中，在膨松(bulky)中间层的表面和背面上存在强度更高的连接层，连接层的密度比中间层大。表面层之间的距离越大，工字梁结构的作用将越大。如果将纸板弯曲，则在纸板的凸面上出现伸长，相应地，在凹面上出现收缩。产生反作用力以对抗该伸长和收缩，这种力的强度受层的厚度、弹性和密度影响。
[0007]先前业已通过使用已经受低水平击打的机械纸浆来生产膨松中间层。
[0008]已经出现的问题是，中间层制成越膨松/多孔，则中间层中纤维之间的连接越少且其内部强度也越小。同样，较低水平的击打降低了纤维之间连接的产生，原因是比表面降低且具有定形能力(setting ability)的原纤维的数目降低，从而导致中间层的内部强度降低。
[0009]弱连接强度在切割、精整、加工和印刷阶段中会导致许多不同问题。例如，在平版印刷中使用粘稠印刷油墨在z方向中产生应变，这将使纸板脱层，即在z平面中产生破裂。同样，弱连接强度提高了切割和加工阶段以及在产品的后续处理中灰尘的量。
[0010]还可以通过使用发泡成形替代水成形获得膨松结构。例如在公开物US5164045和WO 991573中描述了发泡成形。
[0011]在这种情况下，纤维大多数并不以机器方向取向，相反，纤维的取向更多地在纸板的x-y平面和z方向上变化。因此，连接还分布在所有方向中且在z方向上获得相对较高的强度。
[0012]但是，在给定程度的研磨下，发泡成形并不提高连接的数目，这使得有必要使用辅助物以提高强度。一种提高强度的现有方式在于施用增强化学品，但是其具有消极的性质，例如其高成本和对湿部化学的潜在消极作用以及其弱效果和低保留性。
[0013]发明概述
[0014]技术问题
[0015]本发明的目的在于消除至少一些与已知技术相关的问题，且在于产生使用少量原材料来生产高品质且具有高刚度的纸板的新方案。
[0016]问题的方案
[0017]本发明基于这样的观点:待发泡成形的纤维材料层的纸浆的部分或全部为在发泡成形之前经臭氧处理的机械纸浆或化学机械纸浆或其混合物。
[0018]因此，纸板产品或类似的纤维产品，特别是在造纸机或纸板机上干燥的纤维产品，包含至少一个干燥发泡层，该干燥发泡层部分或全部由经臭氧处理的机械纤维纸浆或化学机械纤维纸浆或其混合物构成。
[0019]特别是，通过臭氧处理提高了多层纸板的高松厚度(high-bulk)内层的(化学)机械纸浆的定形能力，在这种情况下可能通过使用发泡成形提高纸板的松厚度，且充分保持重要的强度性质例如脱层强度，并使切割加工期间灰尘的产生最低。
[0020]更具体而言，根据本发明的方法的特征主要在于权利要求1的特征部分的陈述。
[0021]根据本发明的纤维产品的特征还在于权利要求13的特征部分的陈述。
[0022]发明有利效果
[0023]通过本发明实现了相当多的优点。因此，通过使用发泡成形技术，可能提高了现有包装、纸张和纸板产品的性质，且生产不同的、非常多孔的、轻且光滑的产品。发泡成形降低了水和能量的使用且节省原材料的使用。
[0024]通过内层的臭氧处理与发泡成形的组合可能实现松厚度(bulk)的显著改进和臭氧处理的潜在益处，在这种情况下，允许降低增强化学品(例如在湿部加到纤网中或在施胶机加入的淀粉或替代的粘合剂聚合物)在纤维网络结构中的使用和/或降低增强纸浆材料(例如未磨的/磨过的化学纸浆、微纤化纸浆或纳米纸浆)的使用。
[0025]通过臭氧处理长纤维(化学)机械纸浆，例如云杉或松树纸浆，提高定形能力，且通过发泡成形，可以用该纸浆来生产用于多层纸板的具有良好形态的膨松内层。臭氧处理还有助于在纸浆生产期间除去木材提取物，当制备用于其中气味/味道性质很重要的最终用途(例如液体、香烟或或敏感食物例如巧克力的包装)的纸浆时，这是一个优点。
[0026]与硬木纸浆相比，通过(化学)机械软木纸浆的臭氧处理和发泡成形的组合，可能提高软木纸浆用作生产多层纸板的原材料的竞争性。
[0027]附图简述
[0028]在下文参考附图讨论了优选实施方案，其中:
[0029]图1显示根据本发明的一个实施方案的加工流程图，且
[0030]图2显示对漂白的化学机械纸浆进行的臭氧处理测试的结果，在这种情况下，将本技术与常规方案相比，在常规方案中有意分别通过施用增强化学品、纳米纤维素和增强纤维素来提高纸浆的性质。
[0031]实施方案
[0032]应当注意，下文特别是参考纸板制造描述了根据新技术的应用，但并非意图将说明书和技术只限制于纸板产品。应当理解本发明还适用于生产纸张产品，例如多层纸张产品和类似的纤维产品。
[0033]根据本技术，产生用于制备纤维网的方法，其中通过使用发泡成形由经臭氧处理的纤维纸浆制备纤维材料层，将该纤维材料层干燥且通常成形为多层产品的一部分。因此，在一个优选实施方案中，通过使用发泡成形产生纤维层，该层在两个其他层之间配置，例如，纸板产品层例如硬纸板的内层由该纤维层形成。
[0034]在一个实施方案中，待发泡成形的纤维纸浆仅由经臭氧处理的纸浆组成，但经臭氧处理的纸浆还可能与普通非臭氧处理的机械纸浆、化学机械纸浆、化学纸浆或微纤化纸浆或其组合或混合物组合。
[0035]在一个实施方案中，所述经臭氧处理的纤维纸浆为机械纸浆或尤其是化学机械纸浆，其由硬木或软木或其混合物制得。
[0036]硬木可以为任何合适种类的硬木，例如桦树、白杨(aspen)、白杨木(poplar)、桉树、混合热带硬木、桤木或这些的混合物。继而，软木可以例如为云杉或松树或这些的混合物。
[0037]在一个实施方案中，由硬木和软木构成的机械纸浆且特别是化学机械纸浆的初始材料的软木百分比为20-100%，尤其是50-100%，最合适75-100% (基于干重)。
[0038]当初始材料包含软木时，通过本发明实现令人感兴趣的额外优点。根据本方面的方案，发泡成形的优点主要表现在长纤维方面，而长纤维在常规成形中产生差的形态。
[0039]在本发明的方法中，纤维材料还可以源自不同的一年生植物，包括稻草、芦苇、草芦、竹子、甘蔗和草。
[0040]除了臭氧处理的纸浆之外，在生产纤维产品中可能使用其他纤维，例如回收纸板纤维或纸张纤维、破损纸板或破损纸张、或合成纤维、或微纤化纸浆、或合成纤维、或其混合物。
[0041]图1为工艺流程图，示出了新技术的一个优选实施方案，其中来源为纤维纸浆，例如机械纤维纸浆或化学机械纤维纸浆(I)。
[0042]如所述，在一个优选实施方案中，所述纸浆由长纤维纸浆构成。这可以具体源自软木例如云杉或松树。将纸浆(I)进料到臭氧处理步骤(2)。在臭氧处理期间，在本身已知的条件下用臭氧特别是用臭氧气体处理纸浆，在这种情况下产生经臭氧处理的纸浆(3)。
[0043](2)中的臭氧可以以其本身或与氧气和过氧化氢、过乙酸或二氧化氯一起作为漂白阶段的一部分用于处理纸浆，例如化学机械纸浆。
[0044]已知臭氧为有效的氧化剂和高效率的脱木素化学品和漂白剂。
[0045]