專利名稱：制造纖維料幅的方法和機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在包括進(jìn)漿口、網(wǎng)部、壓榨部和干燥部的機(jī)器內(nèi)使用第一種含纖維的纖維材料懸浮液制造纖維料幅的方法，纖維在反應(yīng)器內(nèi)通過沉淀過程至少部分與一種形成包含在纖維料幅內(nèi)的灰分份額的沉淀產(chǎn)物一起加入纖維材料懸浮液內(nèi)。
在US5223090中介紹了一種制造含有沉淀產(chǎn)物亦即碳酸鈣的纖維材料懸浮液，其中纖維材料使用細(xì)長的有一個圍繞空腔的胞腔壁的纖維，這些纖維有一種濕度，這種濕度足以形成紙漿的一種脫水的糊。在這里纖維有相當(dāng)于纖維重量40至50％份額的含水量。水基本上存在于纖維內(nèi)部和纖維壁內(nèi)部。接著向紙漿中二者擇一地添加氧化鈣或氫氧化鈣，從而使加入的氧化鈣或氫氧化鈣的至少一部分與存在于紙漿內(nèi)的水結(jié)合。此后纖維狀的纖維素材料與二氧化碳化合，與此同時采用Scher混合法(Scher-Mischverfahren)，以便制成在纖維素纖維空的內(nèi)部和纖維壁內(nèi)部有大量碳酸鈣的纖維材料。
由JP-A-60-297 382已知將氫氧化鈣加入經(jīng)錘搗或未經(jīng)錘搗的紙漿百分之一懸浮液內(nèi)。接著將二氧化碳加入纖維材料懸浮液與氫氧化鈣組成的混合物內(nèi)，使氫氧化鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。
由DE 100 33 979 A1已知一種將碳酸鈣加入纖維的方法(Fiber loading-Technologie填料填充纖維方法)，按此方法，纖維材料懸浮液添加含氧化鈣和/或氫氧化鈣的介質(zhì)，以及經(jīng)如此處理的纖維材料懸浮液尤其在至少一個反應(yīng)器內(nèi)供給另一種純二氧化碳或含二氧化碳的介質(zhì)。在化學(xué)反應(yīng)過程中，為了使原材料氧化鈣或氫氧化鈣與二氧化碳至少基本上完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物，供給碳酸鈣和水，由此相應(yīng)地調(diào)整纖維材料懸浮液的pH-值。
DE 102 04 254 A1涉及一種處理在纖維材料懸浮液內(nèi)所含纖維的方法，按此方法，加入沉淀產(chǎn)物的纖維為了制成最大尺寸的沉淀產(chǎn)物粒子輾碎為在一個約0.05至約5μm的范圍內(nèi)。在這種情況下制成結(jié)晶的沉淀產(chǎn)物粒子。結(jié)晶的沉淀產(chǎn)物粒子的生成在在線生產(chǎn)過程中直接在紙漿加工線內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
含有填料或灰分的紙張可以使用于多種應(yīng)用目的，例如用于制造單位面積重量在16至26g/m2之間的卷煙紙。它往往加上透明水印以及應(yīng)很薄、能放輝光和無滋味(geschmacklos)。此外它應(yīng)當(dāng)有涉及白度的良好的視覺系數(shù)。放輝光的能力大多通過浸漬達(dá)到，以便留下能清楚看到的白的灰分。卷煙紙大多用亞麻或大麻纖維、棉花、硫酸鹽紙漿、造紙機(jī)廢料以及用其他纖維原料制造。卷煙紙的填充料含量在5與40％之間，其中30％視為標(biāo)準(zhǔn)值。
卷煙紙的磨碎度視制成的成品在100與25CSF(CSF＝Canadian StandardFreeness)或在68與90°SR之間變化。
加入碳酸鈣的纖維材料同樣可以用于制造包裝紙和硬紙板。在這方面在三個主要等級之間加以區(qū)別包裝用的箱子硬紙板、用于消費(fèi)品包裝領(lǐng)域的箱子硬紙板以及專用紙如壁紙、書脊等包裝紙通常制成有單位面積重量超過150g/m2的多層制品。磨碎度視制成的成品從600至50CSF或20至80°SR變化。
口袋紙需要高的孔隙率及高的機(jī)械強(qiáng)度，以滿足高要求，這些要求在裝填過程中和在持續(xù)使用期間由于粗暴(raue)處理形成，例如在水泥包裝袋的情況下。這種紙必須足夠厚，以便吸收沖擊并因而有高的能量吸收率?？诖堖€必須是多孔的和有足夠的透氣性，以保證方便地裝填。口袋紙通常用長纖維韌性紙漿制成單位面積重量在70與80g/m2之間和磨碎度在600至425CSF或20至30°SR之間的產(chǎn)品。此外，如上面已說明的那樣，力求一種大多通過高濃磨達(dá)到的中等磨碎度，而在一些傳統(tǒng)的紙品種例如版畫紙的情況下使用低濃磨。高濃磨的結(jié)果是纖維彼此良好的連接以及高的孔隙率。口袋牛皮紙主要用漂白和不漂白的纖維制造，在制成的口袋紙內(nèi)可存在填料含量為5至15％。
濾紙要求一種高的有控制的孔隙率和孔分布。它必須有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度，以防止流過應(yīng)過濾掉的介質(zhì)。
濾紙產(chǎn)品的單位面積重量為12至1200g/m2。例如在空氣濾紙的情況下在100與200g/m2之間，在機(jī)油濾紙和燃油濾紙中在50與80g/m2之間，對于食品濾紙可達(dá)1000g/m2，咖啡濾紙可達(dá)100g/m2，茶葉袋在10與20g/m2之間以及吸塵器袋在100與150g/m2之間。所有的濾紙均用許多纖維制成，如紙漿纖維、漂白和不漂白的纖維、韌性紙漿、DIP-(脫墨)紙、再循環(huán)纖維、TMP-(thermomechanischem熱磨機(jī)械漿)紙等，在這里力求達(dá)到磨碎度為600至350CSF或20至35°SR。
對于在不僅用于制造所列舉的紙而且用于制造單位面積重量為25至150g/m2版畫紙的現(xiàn)代化造紙機(jī)上的生產(chǎn)過程，均要求盡可能保持紙內(nèi)的含灰量為常數(shù)以及將過程的波動降到最低程度。在當(dāng)今用于生產(chǎn)纖維料幅的機(jī)器中，通過除了計量與纖維一起導(dǎo)入的灰分外還計量添加新灰，將含灰量保持為常數(shù)。通過測量紙幅在卷繞為卷的區(qū)域內(nèi)紙內(nèi)的含灰量，調(diào)整新灰的量。
紙幅在網(wǎng)部內(nèi)的滯留量這樣調(diào)整，即按照在篩水內(nèi)和在進(jìn)漿口內(nèi)測得的紙漿密度重新計量滯留物的量。業(yè)已證實(shí)，將滯留量調(diào)整為能更好地穩(wěn)定纖維料幅的特性，例如紙漿密度或紙張?zhí)匦?，?dǎo)致并有利于造紙機(jī)的運(yùn)行適應(yīng)性，亦即有利于其效率，以及還促使有利于提高紙的質(zhì)量。
本發(fā)明的目的是優(yōu)化用加入的纖維材料懸浮液制造纖維料幅的生產(chǎn)過程。
按本發(fā)明此目的在一種前言所述類型的方法中采取下列措施達(dá)到在制造纖維料幅的過程中，測量在由纖維材料懸浮液制成的纖維料幅內(nèi)的含灰量；以及，根據(jù)測得的纖維料幅含灰量，調(diào)整沉淀產(chǎn)物向輸入進(jìn)漿口的纖維材料懸浮液的供給。
由從屬權(quán)利要求、說明書及附圖提供本發(fā)明有利的進(jìn)一步發(fā)展。
尤其是一種方法是有利的，其中，提供給機(jī)器使用的纖維材料懸浮液含灰量按照所測得的值，通過混合第一種纖維材料懸浮液和第二種有至少基本上不含沉淀產(chǎn)物的纖維的纖維材料懸浮液來進(jìn)行調(diào)整，以及接著輸入進(jìn)漿口。
尤其也有利的是，提供給機(jī)器使用的纖維材料懸浮液的含灰量，在第一種纖維材料懸浮液中通過計量第一種要沉淀的物質(zhì)和第二種引起沉淀反應(yīng)并由此在第一種纖維材料懸浮液內(nèi)產(chǎn)生沉淀產(chǎn)物的物質(zhì)調(diào)整。
有利地，沉淀產(chǎn)物是碳酸鈣，它借助二氧化碳從氫氧化鈣沉淀出。
方法按以下所述設(shè)計也是有利的，即，在反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生沉淀產(chǎn)物的沉淀期間，調(diào)整第一種纖維材料懸浮液的pH-值。
在這方面有利的是，將當(dāng)時的pH-值與一個可相應(yīng)預(yù)先規(guī)定的額定值比較，以及通過至少下列過程調(diào)節(jié)參數(shù)之一減小或消除調(diào)整偏差；在反應(yīng)器內(nèi)纖維材料反應(yīng)的停留時間、纖維材料懸浮液流入速度、二氧化碳壓力、纖維材料懸浮液和/或氫氧化鈣溫度、反應(yīng)器內(nèi)壓力、二氧化碳溫度和/或壓力、液相二氧化碳濃度、單位纖維表面的氫氧化鈣和纖維的比濃度。
本發(fā)明還涉及一種實(shí)施所述方法的機(jī)器。此機(jī)器的特征在于，在機(jī)器內(nèi)，尤其在網(wǎng)部、壓榨部、干燥部內(nèi)或在干燥部下游和壓光機(jī)之前，設(shè)一個用于測量含灰量的測量裝置，它通過信號線與一個設(shè)在產(chǎn)生纖維材料懸浮液的設(shè)備內(nèi)的調(diào)整器連接。因此，此機(jī)器有用于調(diào)整或控制由纖維材料懸浮液制成的纖維料幅含灰量的，亦即設(shè)在進(jìn)漿口下游的造紙機(jī)區(qū)域內(nèi)的控制或調(diào)整裝置。
采用本發(fā)明保證制造纖維料幅穩(wěn)定的過程，從而導(dǎo)致提高質(zhì)量和效率。不再需要計量新灰。節(jié)省滯留物，以及通過Fiber-Loading(填料填充纖維工藝)加入纖維材料懸浮液內(nèi)的灰分通過直接調(diào)整或控制調(diào)節(jié)其含量可以最大化。由此簡化總過程和再次明顯地減少沒有結(jié)合在纖維上的灰分的份額。
Fiber-Loading過程用于調(diào)整紙內(nèi)含灰量的調(diào)節(jié)參數(shù)是氫氧化鈣份額的計量。除此之外，為了控制Fiber-Loading反應(yīng)的轉(zhuǎn)化度，必須通過調(diào)整pH-值和計量二氧化碳檢驗(yàn)石灰乳向氫氧化鈣的轉(zhuǎn)化。這樣做并與滯留量的調(diào)整相結(jié)合，導(dǎo)致過程亦即Fiber-Loading過程和造紙過程的高度穩(wěn)定性。在加有碳酸鈣的纖維材料的灰份在0.05與60％之間，優(yōu)選地在1與40％之間。
下面借助附圖表示的實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。其中

圖1示意表示一種設(shè)備，它用于通過借助泵式分散器的化學(xué)沉淀反應(yīng)將一種填充料加入到纖維材料懸浮液內(nèi)所含的纖維中；圖2表示按圖1的泵式分散器沿箭頭A方向的視圖；圖3表示制造纖維料幅的機(jī)器簡圖；以及圖4表示調(diào)整裝置的線路圖。
在設(shè)備10內(nèi)(圖1)將纖維材料懸浮液供入一個泵式分散器(Pump-disperger)內(nèi)，亦即一個泵式疏解機(jī)(Pump fluffer)12內(nèi)，以及在其中施加剪力，以便將纖維材料破碎成一根根纖維，亦即露出纖維表面和相應(yīng)地增大接觸面。在這里泵式分散器12同時利用來作為化學(xué)沉淀反應(yīng)用的反應(yīng)器。它尤其可以設(shè)計為在反應(yīng)通道14內(nèi)造成纖維材料懸浮液流速的降低。在本例中它設(shè)計為使纖維材料懸浮液從一個在中央的沿徑向在內(nèi)部的區(qū)域出發(fā)基本上沿徑向向外輸送。取代泵式分散器12和/或與之相結(jié)合，也可以使用一個靜態(tài)混合器。
泵式分散器12的反應(yīng)通道14至少部分以具有某種結(jié)構(gòu)的表面為界，它們例如分別通過齒或刀片組構(gòu)成。反應(yīng)通道14在兩塊彼此對置具有某種結(jié)構(gòu)的表面的板16之間形成，在它們之間沿徑向向外輸送纖維材料懸浮液。
在泵式分散器12的上游連接一個塞子螺桿(Pfropfenschnecke)18，以便在形成塞子(Pfropfen)的情況下壓縮纖維材料懸浮液。在塞子螺桿18上游連接輸入螺桿20，它裝在一個至少基本上圓柱形通道或外殼22內(nèi)。通道22有一個用于供入混合物的接頭24，混合物例如至少由纖維材料懸浮液、水和氧化鈣和/或氫氧化鈣組成。
塞子螺桿18可旋轉(zhuǎn)地裝在一錐形通道26內(nèi)，它的橫截面沿紙漿流動方向S縮小，以便將纖維材料懸浮液在形成塞子的情況下壓縮在一個直接處于泵式分散器12前與塞子螺桿18連接的通道28內(nèi)。此直接設(shè)在泵式分散器12前的通道28設(shè)有輸送螺桿30，并有一個接頭32用于在不再是液態(tài)的但仍含水的纖維材料懸浮液內(nèi)直接引入二氧化碳。螺桿18、20、30或有一公共的驅(qū)動軸34，或它們至少部分單獨(dú)驅(qū)動。通過設(shè)在塞子螺桿18中心的十字螺旋36松散塞子，并相應(yīng)地增大纖維材料表面。板16互相對置的結(jié)構(gòu)表面在纖維材料內(nèi)產(chǎn)生剪力，由此增大與聚積在纖維上的氫氧化鈣反應(yīng)的二氧化碳接觸面，并因而保證快速而有效的反應(yīng)。
泵式分散器12有一個至少基本上相對于板16切向布置的出口38，用于裝入的經(jīng)濃縮的纖維材料懸浮液。也可以按選擇在此區(qū)域內(nèi)再設(shè)一個二氧化碳輸入裝置，以調(diào)整期望的pH-值。
除此之外，泵式分散器12可以有一個至少基本上相對于板16切向布置的進(jìn)口40，用于用水和/或氫氧化鈣稀釋尤其從連接在上游的紙漿濃縮裝置加入的紙漿至低于6％，優(yōu)選地在3與6％之間。通過此相應(yīng)的稀釋使紙漿重新能被泵送。
纖維材料懸浮液例如通過在紙漿溶解器42內(nèi)用助溶劑溶解紙漿或廢紙?jiān)斐?，或作為未干燥的纖維材料供入加料過程。
接著在區(qū)域44內(nèi)供入氧化鈣或處于干燥或液態(tài)的氫氧化鈣并與纖維材料懸浮液混合。纖維材料懸浮液接著在區(qū)域46內(nèi)通過脫水濃縮到形成一種仍含水分的漿糊的程度。以此方式形成一種不再是液態(tài)但尚含水分的纖維材料懸浮液。
然后，從區(qū)域46將加入的纖維材料懸浮液導(dǎo)入泵式分散器12內(nèi)，在其中加入二氧化碳。
在圖1和2中表示的用于向纖維材料懸浮液內(nèi)所含纖維添加一種填料的設(shè)備，僅意味著許多可能的設(shè)備中一種可能的設(shè)備。另一些有示范性特征的設(shè)備例如也由已列舉的德國公開文件DE10033979A1和DE10204254A1已知，在這方面，本申請人的申請案號為HPP11846 DE的德國專利申請“FL-hoher Aschegehalt(給纖維添加高的含灰量)”也公開了一種可能的設(shè)備。
在與圖1和2中所示處理纖維材料的區(qū)域連接的一個用于制造纖維料幅50且包括進(jìn)漿口52、網(wǎng)部54、壓榨部56、干燥部58、用于涂膠的噴涂機(jī)構(gòu)60以及壓光機(jī)62、64和卷繞裝置66的機(jī)器48(圖3)內(nèi)部，存在一個用于在線測量纖維料幅50含灰量的測量裝置68，它或布置在網(wǎng)部54內(nèi)、壓榨部56內(nèi)或干燥部58內(nèi)，或布置在它們下游例如在壓光機(jī)64前。特別恰當(dāng)?shù)氖菍y量裝置68定位在干燥部58內(nèi)。測量裝置68通過信號線70與設(shè)在設(shè)備10內(nèi)或設(shè)備10下游用于調(diào)整纖維材料懸浮液成分的調(diào)整器72(圖4)連接。
測量裝置66例如光學(xué)地檢測纖維料幅50的含灰量作為調(diào)節(jié)參數(shù)，以及據(jù)此形成電的信號量并將其輸入調(diào)整器72。調(diào)整器本身產(chǎn)生用于在一個區(qū)域82內(nèi)添加氧化鈣或氫氧化鈣74的信號量、用于同時按化學(xué)計算法添加二氧化碳76的信號量、用于添加稀釋水78和用于添加其他化學(xué)材料80例如滯留劑的信號量，該區(qū)域82或設(shè)在用于制造含有已添加填充料的纖維的纖維材料懸浮液的反應(yīng)器內(nèi)部或設(shè)在其下游。
調(diào)整器72優(yōu)選地還調(diào)整由另一個設(shè)備經(jīng)管道84通過閥86供入的其纖維中沒有加入碳酸鈣的纖維材料懸浮液的添加量或摻混量(如果有的話)，以便減小或增大纖維材料懸浮液中所述加有填充料的纖維材料的份額，由此形成的纖維材料懸浮液經(jīng)管道88供給進(jìn)漿口52。
附圖標(biāo)記清單10 設(shè)備12 泵疏解機(jī)14 反應(yīng)通道16 板18 塞子螺桿20 輸入螺桿22 通道或外殼24 接頭26、28 通道
30 輸送螺桿32 接頭34 驅(qū)動軸36 十字螺旋38 出口40 進(jìn)口42 紙漿溶解器44、46 區(qū)域48 制造纖維料幅的機(jī)器50 纖維料幅52 進(jìn)漿口54 網(wǎng)部56 壓榨部58 干燥部60 噴涂機(jī)構(gòu)62、64 壓光機(jī)66 卷繞裝置68 測量裝置70 信號線72 調(diào)整器74 添加氧化鈣或氫氧化鈣76 添加二氧化碳78 添加稀釋水80 添加其地化學(xué)材料82 區(qū)域84 管道86 閥88 管道
權(quán)利要求
1.一種在包括進(jìn)漿口(52)、網(wǎng)部(54)、壓榨部(56)和干燥部(58)的機(jī)器(48)內(nèi)使用第一種含纖維的纖維材料懸浮液制造纖維料幅(50)的方法，纖維在反應(yīng)器(12)內(nèi)通過沉淀過程至少部分與一種用于形成包含在纖維料幅(50)內(nèi)的灰分份額的沉淀產(chǎn)物一起加入纖維材料懸浮液內(nèi)，其特征為在制造纖維料幅(50)的過程中，測量在由纖維材料懸浮液制成的纖維料幅(50)內(nèi)的含灰量；以及，根據(jù)測得的纖維料幅(50)含灰量，調(diào)整所述沉淀產(chǎn)物向輸入進(jìn)漿口(52)的纖維材料懸浮液的供給。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，提供給機(jī)器(48)使用的纖維材料懸浮液的含灰量按照所測得的值由第一種纖維材料懸浮液和第二種有至少基本上不含沉淀產(chǎn)物的纖維的纖維材料懸浮液通過混合進(jìn)行調(diào)整，以及接著輸入進(jìn)漿口(52)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征為，提供給機(jī)器(48)使用的纖維材料懸浮液的含灰量，在第一種纖維材料懸浮液中通過計量第一種要沉淀的物質(zhì)和第二種引起沉淀反應(yīng)并由此在第一種纖維材料懸浮液內(nèi)產(chǎn)生沉淀產(chǎn)物的物質(zhì)來調(diào)整。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征為，所述沉淀產(chǎn)物是碳酸鈣，它借助二氧化碳從氫氧化鈣沉淀出。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征為，在反應(yīng)器(12)內(nèi)產(chǎn)生沉淀產(chǎn)物的沉淀期間，調(diào)整第一種纖維材料懸浮液的pH-值。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征為，將當(dāng)時的pH-值與可相應(yīng)地預(yù)先規(guī)定的額定值比較，以及通過至少下列過程調(diào)節(jié)參數(shù)之一減小或消除調(diào)整偏差；在反應(yīng)器(12)內(nèi)纖維材料反應(yīng)的停留時間、纖維材料懸浮液流入速度、二氧化碳壓力、纖維材料懸浮液和/或氫氧化鈣溫度、反應(yīng)器(12)內(nèi)的壓力、二氧化碳溫度和/或壓力、液相二氧化碳的濃度、單位纖維表面積的氫氧化鈣和纖維的濃度。
7.一種實(shí)施按照權(quán)利要求1至6之一所述方法的機(jī)器(48)，其特征為在機(jī)器(48)內(nèi)，尤其在網(wǎng)部(54)、壓榨部(56)、干燥部(58)內(nèi)或在干燥部(56)下游同時在壓光機(jī)(62、64)之前，設(shè)有用于測量含灰量的一測量裝置(68)，該測量裝置(68)通過信號線(70)與一個設(shè)在產(chǎn)生纖維材料懸浮液的設(shè)備(10)內(nèi)的調(diào)整器(72)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造纖維料幅(50)的機(jī)器，其特征在于，在機(jī)器(48)內(nèi)，尤其在網(wǎng)部(54)、壓榨部(56)、干燥部(58)內(nèi)或在干燥部(56)的下游、壓光機(jī)(62、64)之前，設(shè)有一個用于測量含灰量的測量裝置(68)，它通過信號線(70)與一個設(shè)在產(chǎn)生纖維材料懸浮液的設(shè)備(10)內(nèi)的調(diào)整器(72)連接。
文檔編號D21H23/78GK1961119SQ200580017865
公開日2007年5月9日 申請日期2005年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月9日
發(fā)明者克勞斯·多勒, 沃爾克·尼格爾, 伯恩德·格爾登伯格, 霍爾格·亨伯格 申請人:沃依特專利有限責(zé)任公司