本發(fā)明涉及生產(chǎn)用作瓦楞芯紙(fluting)的箱紙板的方法。

背景技術：

中性亞硫酸鹽半化學(nssc)制漿是在造紙制漿領域眾所周知的并且在全世界許多紙漿廠中使用的老工藝。使用nssc制漿的原因之一是高產(chǎn)量。

在nssc制漿中，蒸煮液包括亞硫酸鹽(諸如na2so3或(nh4)2so3)和堿(諸如naoh或na2co3)?！爸行浴笔侵竛ssc蒸煮液的ph通常在6至10之間。通常，蒸煮時間為0.5至3小時，并且蒸煮溫度為160-185℃。nssc漿包含較高量(諸如諸如15-20％)的殘留木質(zhì)素，其使nssc漿變硬(stiff)。從nssc制漿包括機械處理/研磨的意義上說，nssc制漿是“半化學”的。

nssc漿例如用于生產(chǎn)箱紙板，箱紙板隨后成瓦楞形，以形成瓦楞紙板的瓦楞芯紙。

使用nssc制漿法的工廠的實例有：波蘭希維切的mondiswiecies.a.的工廠(pm4)；芬蘭koupio的savonselluoy(powerflute)的工廠；芬蘭黑諾拉的storaensooyj(斯道拉恩索公司)的工廠(heinolafluttermill)；美國菲勒錫蒂和托馬霍克的美國packagingcorp.的工廠；俄羅斯korjazma的ilimgroup的工廠(pm1和pm3)(kotlasmill)；俄羅斯新德溫斯克的jscarkhangelskpulp&paper的工廠(pm2)；美國史蒂文森的rock-tennco.的工廠；美國曼斯菲爾德、松山和瓦利恩特的internationalpaper的工廠；美國大島、錫達斯普林斯和托萊多的georgiapacificllc(喬治亞太平洋公司)的工廠以及加拿大卡巴諾和特倫頓的norampacinc的工廠。

技術實現(xiàn)要素：

提高瓦楞紙板強度的一種方式是提高用于形成瓦楞紙板的瓦楞芯紙(即瓦楞原紙)的箱紙板的抗壓強度。

本公開內(nèi)容的一個方面的目的是提供一種由包含nssc漿的紙漿生產(chǎn)提高強度的箱紙板的方法。

本公開內(nèi)容的另一方面的目的是提供一種具有提高強度的瓦楞原紙的瓦楞紙板，其中使用包含nssc漿的紙漿形成瓦楞原紙的箱紙板。

通常期望降低紙板的密度(即增加體積)，因為較低的密度與較低的纖維/原材料消耗相關。然而，本發(fā)明人已認識到，提高箱紙板的抗壓強度的一種方式是增加其密度。此外，發(fā)明人已經(jīng)認識到可以通過濕壓榨來增加密度。然而，由于nssc纖維的硬度，很難將用nssc漿制成的紙幅壓榨到較高的密度。

靴式壓榨機可用于對紙幅進行脫水。很多時候，靴式壓榨機用于在不會使體積減小太多的情況下對紙幅進行脫水。靴式壓榨機的設計使得壓區(qū)(nip)比其他類型的壓榨機更長。因而靴式壓榨機中的壓力脈動(presspulse)較長。較長的壓力脈動意味著在靴式壓榨機中可以以比其他類型的壓榨機更低的最大壓區(qū)壓力實現(xiàn)足夠的脫水。傳統(tǒng)上，最大壓區(qū)壓力的這種降低已被用于節(jié)省紙幅的體積。

本發(fā)明人對于將用nssc漿制成的紙幅壓榨到高密度的上述問題的解決方案是，在非常高的線荷載下使用靴式壓榨機。當在來自nssc漿的紙幅上使用具有如此高的線荷載的靴式壓榨機時，獲得了高抗壓強度的高密度箱紙板。

本發(fā)明的另一個益處還在于，可以在維持的或甚至增加的機器速度下實現(xiàn)增大的抗壓強度。

因此，本公開內(nèi)容提供了一種生產(chǎn)箱紙板的方法，包括在寬壓區(qū)壓榨機(諸如靴式壓榨機)中對由包含nssc漿的紙漿制成的紙幅進行壓榨的步驟，其中寬壓區(qū)壓榨機中的線荷載為1200kn/m以上。箱紙板用于瓦楞紙板中的瓦楞芯紙。

此外，本公開內(nèi)容提供了一種包括襯紙和瓦楞芯紙的瓦楞紙板，其中瓦楞芯紙由包含nssc漿的紙漿制成，瓦楞芯紙的密度為725kg/m³以上，并且瓦楞芯紙的幾何sct指數(shù)為37nm/g以上。

附圖說明

現(xiàn)在參考附圖通過舉例的方式描述本發(fā)明，其中：

圖1是用于小規(guī)模生產(chǎn)性試驗的網(wǎng)部的示意圖。

圖2是用于小規(guī)模生產(chǎn)性試驗的壓榨部的示意圖。

圖3-11涉及小規(guī)模生產(chǎn)性試驗中獲得的結(jié)果。

圖3示出了在不同線荷載下并且傾斜度為1.3的靴式壓榨機中的壓區(qū)壓力曲線。

圖4示出了在不同傾斜度下并且線荷載為1400kn/m的靴式壓榨機中的壓區(qū)壓力曲線。還示出了傾斜度為1.3并且線荷載為1500kn/m的壓區(qū)壓力曲線。

圖5示出了當在1400kn/m的線荷載下以不同的傾斜度使用靴式壓榨機時獲得的密度。

圖6示出了當以恒定的傾斜度(1.3)在不同線荷載(306至1500kn/m，導致不同的總壓力沖量)下使用靴式壓榨機時獲得的密度。該圖還示出了當加入蒸汽時在1500kn/m的線荷載下獲得的密度(點3017)。

圖7示出了當以恒定的傾斜度(1.3)在不同線荷載(30至1500kn/m，導致不同的總壓力沖量)下使用靴式壓榨機時獲得的幾何sct指數(shù)值。該圖還示出了當加入蒸汽時在1500kn/m的線荷載下獲得的幾何sct指數(shù)(點3017)。

圖8示出了當以恒定的傾斜度(1.3)在不同線荷載(306至1500kn/m，導致不同的總壓力沖量)下使用靴式壓榨機時獲得的橫向(cd)上的sct指數(shù)值。該圖還示出了當加入蒸汽時在1500kn/m的線荷載下獲得的幾何sct指數(shù)(點3017)。

圖9示出了在1400kn/m的線荷載下以不同的傾斜度使用靴式壓榨機時獲得的幾何sct指數(shù)值。

圖10示出了根據(jù)葛爾萊方法(iso5635-5)對以恒定的傾斜度(1.3)在不同的線荷載(306至1500kn/m，導致不同的總壓力沖量)下使用靴式壓榨機時獲得的紙測量出的阻氣性(airresistance，空氣阻力，透氣度)。該圖還示出了當加入蒸汽時在1500kn/m的線荷載下獲得的葛爾萊阻氣性(點3017)。

圖11示出了當以恒定的傾斜度(1.3)在不同線荷載(306至1500kn/m，導致不同的總壓力沖量)下使用靴式壓榨機時獲得的cct指數(shù)值。該圖還示出了當加入蒸汽時在1500kn/m的線荷載下獲得的cct指數(shù)(點3017)。cct指數(shù)在橫向上測量。

具體實施方式

作為本公開內(nèi)容的第一方面，提供了一種生產(chǎn)箱紙板的方法。

箱紙板旨在用作瓦楞紙板中的瓦楞芯紙(即瓦楞原紙)。瓦楞紙板包括至少一層襯紙以及至少一層瓦楞芯紙，所述襯紙為非瓦楞形的。在瓦楞紙板的正常生產(chǎn)中，使箱紙板成瓦楞形，然后將其膠合至襯紙板。例如，瓦楞紙板可以由夾在兩層襯紙之間的瓦楞芯紙層組成。

該方法包括對由包含nssc漿的紙漿制成的紙幅進行壓榨的步驟。如本領域常規(guī)的那樣，紙幅通常在網(wǎng)部中形成。

在流漿箱(即，使紙漿從其中流動到網(wǎng)部的網(wǎng)上的流漿部(camber))中，本公開內(nèi)容的紙漿例如可以具有20至25的肖伯爾瑞格勒(°sr)(iso5267-1)值和1.7至2.1的保水值(wrv)(iso23714：2007)。在nssc制漿工藝之后，sr值例如可以為13至19，并且wrv例如可以為1.3至1.7。這意味著本公開內(nèi)容的紙漿可以在nssc制漿工藝與流漿箱之間經(jīng)受打漿，例如lc打漿。

例如，本公開內(nèi)容的紙漿的至少50％(干重)可以是nssc漿。在其他實例中，紙漿的至少55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或95％(干重)是nssc漿。紙漿中的非nssc漿部分例如可以包括再生纖維。例如，本公開內(nèi)容的紙漿可以基本上由nssc漿組成或由nssc漿和再生纖維的混合物組成?！霸偕w維”是指先前已經(jīng)結(jié)合在某些紙或紙板制品中的纖維材料?？商娲鼗蜃鳛檠a充，紙漿中的非nssc漿部分例如可以包括渣漿。例如，本公開內(nèi)容的紙漿可以基本上由nssc漿和渣漿組成?！霸鼭{”是指通過對由另一種工藝廢棄的篩渣進行打漿而制備的紙漿。

“nssc漿”是由“nssc制漿”獲得的，nssc制漿又定義在背景技術部分中。本公開內(nèi)容的nssc漿例如可以是鈉基nssc漿，這意味著nssc蒸煮的蒸煮液包含na2so3。

第一方面的壓榨在寬壓區(qū)壓榨機(諸如靴式壓榨機)中進行。靴式壓榨機由紙漿和造紙工業(yè)的若干供應商(諸如福伊特、維美德和安德里茨)銷售。寬壓區(qū)壓榨機布置在造紙機的壓榨部中。在壓榨部的下游布置有干燥部。

寬壓區(qū)壓榨機與傳統(tǒng)的輥式壓榨機的不同之處在于獲得了更長的壓區(qū)。

在第一方面的方法中，寬壓區(qū)壓榨機中的線荷載為1200kn/m以上?！熬€荷載”是指施加的力除以壓區(qū)的寬度。例如，線荷載可以為1300kn/m以上，諸如1400kn/m以上，諸如至少1500kn/m。

靴式壓榨機通常不是為這種高線荷載設計的，但是當發(fā)明人特別要求線荷載應盡可能高且至少為1500kn/m時，福伊特提供了大小為1700kn/m的靴式壓榨機。

通過將線荷載除以機器速度來獲得壓榨機的壓區(qū)中的壓力脈動。通過對壓榨部中使用的壓區(qū)的壓力脈動求和來獲得壓榨部的總壓力脈動。

第一方面的紙幅例如可以在寬壓區(qū)壓榨機中經(jīng)受至少102kpa*s、諸如至少110kpa*s、諸如至少115kpa*s、諸如至少120kpa*s的壓力沖量。這種壓力脈動能夠在具有高線荷載的靴式壓榨機中獲得(例如參見下表1)。

第一方面的紙幅例如可以在壓榨部中經(jīng)受至少122kpa*s、諸如至少130kpa*s、諸如至少135kpa*s、諸如至少140kpa*s的總壓力沖量。這種壓力脈動能夠在包括在高線荷載下使用的靴式壓榨機的壓榨部中獲得(例如參見下表1)。

此外，第一方面的紙幅例如可以在寬壓區(qū)壓榨機(例如靴式壓榨機)中經(jīng)受至少60巴、諸如至少70巴、諸如至少80巴、諸如至少90巴的峰值壓區(qū)壓力。如圖3至圖4所示，這種峰值壓區(qū)壓力能夠在具有高線荷載的靴式壓榨機中獲得。為了進一步增加峰值壓力，可以增加靴式壓榨機的傾斜度，如圖4所示?！胺逯祲簠^(qū)壓力”有時稱為比壓。

在高線荷載下使用靴式壓榨機的特別益處是能夠獲得高峰值壓區(qū)壓力與高壓力沖量的組合。這種組合在用nssc漿生產(chǎn)具有高抗壓強度的箱紙板中是特別有益的。

發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果在寬壓區(qū)壓榨機之前和/或在寬壓區(qū)壓榨機中提高紙幅的溫度，則所生產(chǎn)的箱紙板的抗壓強度顯著提高。例如，寬壓區(qū)壓榨機中的紙幅可以是至少45℃，諸如至少50℃，諸如至少55℃，諸如至少60℃，諸如至少65℃。溫度例如可以用紅外溫度計來測量，紅外溫度計諸如手持式紅外溫度計(“紅外溫度槍”)。為了提高紙幅的溫度，可以恰好在靴式壓榨機之前和/或在靴式壓榨機中將蒸汽施加至紙幅。蒸汽箱例如可以恰好布置在寬壓區(qū)壓榨機的壓區(qū)之前，位于紙幅的下方或上方。

寬壓區(qū)壓榨機中的壓區(qū)長度例如可以為至少150mm，諸如至少200mm，諸如至少230mm。在傳統(tǒng)的輥式壓榨機中，無法獲得這樣的壓區(qū)長度。

在第一方面的一個實施方案中，將第一方面的紙幅進一步在第二寬壓區(qū)壓榨機(諸如第二靴式壓榨機)中壓榨。第二寬壓區(qū)壓榨機中的條件可以與上面論述的(第一)寬壓區(qū)壓榨機中的一樣。

在第一方面中使用的壓榨部也可以包括一個或多個輥式壓榨機(不是靴式壓榨機)?？商娲?，壓榨部可以僅由一個或多個靴式壓榨機組成。如本領域中常規(guī)的那樣，第一方面的壓榨部之后通常是干燥部。

如圖5和圖6所示，根據(jù)第一方面的壓榨增加了所得到的箱紙板的密度，并且密度增加引起抗壓強度值增加。第一方面的箱紙板的密度(scan-p88:01)例如可以為725kg/m³以上，諸如至少740kg/m³，諸如至少750kg/m³，諸如至少760kg/m³。

箱紙板在縱向(machinedirection機器方向，md)和橫向(cd)上的抗壓強度可以使用短跨度壓縮試驗儀(sct)來測量。sct抗壓強度(n/m)可以根據(jù)iso9895測量。為了計算抗壓強度指數(shù)，將抗壓強度(n/m)除以克重(g/m²)。因此sct指數(shù)的單位是nm/g。箱紙板的克重例如可以為100至200g/m²，諸如100至190g/m²，諸如110至180g/m²。

將幾何sct指數(shù)計算為縱向和橫向上的sct指數(shù)的乘積的平方根：

幾何sct指數(shù)＝√(sct指數(shù)(md)*sct指數(shù)(cd))。

第一方面的箱紙板的幾何sct指數(shù)例如可以為37nm/g以上，諸如至少38nm/g，諸如至少39nm/g，諸如至少40nm/g，諸如至少41nm/g，諸如至少42nm/g，諸如至少43nm/g，諸如至少44nm/g。

橫向上的抗壓強度被認為比縱向上的更重要。第一方面的箱紙板的橫向上的sct指數(shù)例如可以為28nm/g以上，諸如至少29nm/g。

作為本公開內(nèi)容的第二方面，提供了一種包括襯紙和瓦楞芯紙的瓦楞紙板。瓦楞芯紙由包含nssc漿的紙漿制成。上面結(jié)合第一方面給出了這種紙漿的各種實例。

用于制成第二方面的瓦楞芯紙的箱紙板例如可以使用第一方面的方法來獲得。

第二方面的瓦楞紙板的瓦楞芯紙的密度(scan-p88:01)為725kg/m³以上。較高的密度通常與較高的抗壓強度有關。據(jù)此，瓦楞芯紙的密度優(yōu)選為至少740kg/m³，諸如至少750kg/m³，諸如至少760kg/m³。

第二方面的瓦楞芯紙的幾何sct指數(shù)(iso9895)例如可以為37nm/g以上。該指數(shù)優(yōu)選至少為38nm/g，諸如至少39nm/g，諸如至少40nm/g，諸如至少41nm/g，諸如至少42nm/g，諸如至少43nm/g，諸如至少44nm/g。

如上所述，橫向上的抗壓強度被認為比縱向上的更重要。第二方面的瓦楞芯紙的橫向上的sct指數(shù)例如可以為28nm/g以上，諸如至少29nm/g。

cct值也可以用于量化抗壓強度。在根據(jù)scanp-42的cct測量中，使樣品成瓦楞形，然后在橫向上測量抗壓強度。為了獲得cct指數(shù)，將cct值除以克重。第二方面的瓦楞芯紙的cct指數(shù)例如可以為至少25nm/g，諸如至少26nm/g，諸如至少27nm/g。第一方面的箱紙板也可以具有根據(jù)scanp-42測量的這種cct指數(shù)。

瓦楞芯紙的克重(iso536)例如可以為100至240g/m²，諸如100至200g/m²，諸如100至190g/m²，諸如110至180g/m²。

瓦楞芯紙的葛爾萊阻氣性(iso5636-5)例如可以至少為150s，諸如至少200s。

還提供一種三維制品，例如包括由根據(jù)第二方面的瓦楞紙板構(gòu)成的壁的箱或托盤。這樣的箱或托盤例如可以適合用于水果或蔬菜。

實例

在packaginggreenhouse(瑞典卡爾斯塔德)進行了小規(guī)模生產(chǎn)性試驗。對于小規(guī)模生產(chǎn)性試驗，將打漿的nssc漿從造紙廠(瑞典格魯姆斯)的造紙機6(pm6)上的成漿池中取出。

圖1示出了用于小規(guī)模生產(chǎn)性試驗的網(wǎng)部10的示意圖。流漿箱11布置在網(wǎng)部10的上游。壓榨部12布置在網(wǎng)部10的下游。圖中示出了當使用蒸汽箱13時，由紅外溫度槍測量的網(wǎng)部中各個點的溫度。蒸汽箱13布置成使得紙幅的溫度可以在就要到壓榨部時從50℃提高到70℃。但是，如下所說明的，在壓榨部中溫度下降到70℃以下。

圖2示出了用于小規(guī)模生產(chǎn)性試驗的壓榨部的示意圖。在拾取輥21之后，布置有雙毛毯大型壓榨機(第一壓榨機)22，之后是雙毛毯靴式壓榨機(第二壓榨機)23。在第二壓榨機壓區(qū)24之后，紙幅被輸送通過第三壓榨機(未示出)。在不涉及通入蒸汽的試驗3012(見下文)中，用紅外溫度槍測量的溫度如下：在伏輥(couch)25之前和之后約為47℃，在第一壓榨機22之后為44℃，在第二壓榨機23之后為40℃，并且在卷軸26上為38℃。在涉及通入蒸汽的試驗3017(見下文)中，溫度如下：在伏輥25之前和之后約為52℃，在第一壓榨機22之后為53℃，在第二壓榨機23之后為49℃，并且在卷軸26上為47℃。

下表1和表2示出了不同的小規(guī)模生產(chǎn)性試驗。機器速度(網(wǎng))為730m/min(高于pm6上的機器速度)，并且目標克重為140g/m²。豎直的堰唇(slicelip)為16.1mm。將來自表1和表2的小規(guī)模生產(chǎn)性試驗的樣品在單缸干燥器中進行離線干燥。

在試驗前用較高的線荷載進行了第一參考試驗(3001)，并且在試驗后用較高的線荷載進行了第二參考試驗(3012)。在這些參考試驗中，使用目前在pm6上獲得的相同壓力沖量來模擬pm6上的工藝條件。

表1.具有改變線荷載的試驗。在所有試驗中傾斜度均為1.3。除了試驗3017，所有試驗中都關閉了蒸汽箱。

表1示出，通過將靴式壓榨機中的線荷載增加到1250kn/m，與最可靠的參考點(3012)相比，密度增加了9％。當靴式壓榨機中的線荷載增加到1500kn/m時，與最可靠的參考點相比，密度增加了11％。當線荷載為1500kn/m且加入蒸汽時，與最可靠的參考點相比，密度增加了15％。

在使用全尺寸干燥部的商業(yè)生產(chǎn)(諸如在pm6上的生產(chǎn))中，所獲得的密度通常低于使用單缸離線干燥器的小規(guī)模生產(chǎn)性試驗中的密度。然而，可以預期，當靴式壓榨機在高線荷載下使用時，在商業(yè)生產(chǎn)中密度的相對增加將與小規(guī)模生產(chǎn)性試驗中的大致相同。pm6上生產(chǎn)的箱紙板的密度約為670kg/m³。因此，可以預期，當靴式壓榨機在至少1200kn/m的線荷載下使用時，商業(yè)性箱紙板將具有至少725kg/m³的密度。

表2.對靴式壓榨機具有改變傾斜度的試驗

圖3示出了對于在不同線荷載下并且傾斜度為1.3(這是默認值)的第二壓榨機(靴式壓榨機)的壓區(qū)壓力曲線。在參考試驗(3001)中，最大壓區(qū)壓力為20巴以下。當使用750kn/m(試驗3003)的線荷載時，最大壓區(qū)壓力為約40巴。當使用1250kn/m和1500kn/m的線荷載時，最大壓區(qū)壓力分別為約65巴和約75巴。

圖4示出了可以通過增加傾斜度來增加最大壓區(qū)壓力。在1400kn/m的線荷載下，對于1.9的傾斜度，最大壓區(qū)壓力為100巴以上。

圖5示出了密度隨著傾斜度的增加而增加。

圖6示出了密度隨著壓力沖量(kpa*s)的增加而增加。壓力沖量又隨著線荷載的增加而增加。第二參考試驗(3012)產(chǎn)生的密度比第一參考試驗(3001)更高。這種差異的原因可能歸因于啟動不均衡，諸如細粒均衡不充分和/或例如與溫度、壓榨毛毯的性能等相關的其他影響。因此，第二參考試驗(3012)被認為給出了更多的代表價值。

圖6進一步示出了蒸汽(試驗3017)給出了密度的額外增加。

抗壓強度被認為是瓦楞原紙的最重要性質(zhì)。圖7示出了在不同的壓力沖量下獲得的幾何sct指數(shù)。通常，幾何sct指數(shù)隨著壓力脈動的增加而增加。由線荷載1400kn/m和1500kn/m(即試驗3006、3007和3017)產(chǎn)生的壓力脈動顯示出對抗壓強度具有特別的影響。圖7進一步示出了通入蒸汽(試驗3017)給出了幾何sct指數(shù)值的顯著額外增加。

橫向上的抗壓強度是特別重要的。圖8示出了橫向上的sct指數(shù)隨著壓力脈動的增加而增加。

圖9示出了不僅密度隨著傾斜度的增加而增加，而且?guī)缀蝧ct指數(shù)也隨著傾斜度的增加而增加。因此，當最大壓區(qū)壓力增加時，幾何sct指數(shù)增加。

箱紙板的致密度也可以通過根據(jù)葛爾萊測試測量空氣阻力來量化。圖10示出了當壓力沖量增加時阻氣性顯著增加。

圖11示出了不同壓力沖量下的cct指數(shù)。在至少1000kn/m的線荷載(即試驗3004、3005、3003、3007和3017)下產(chǎn)生的壓力脈動使得cct指數(shù)值為25nm/g以上。1000kn/m以下的線荷載使得cct指數(shù)值為25nm/g以下。圖11進一步示出了通入蒸汽(試驗3017)給出了cct指數(shù)值的顯著額外增加。