用于木材的机械纤维分离的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供新的方法和装置，用木质纤维原材料，如木材或者一年或多年生植物，通过机械的纤维分离来生产纸浆。根据本发明专利技术，纤维通过磨削磨料排列在纤维分离表面的装置从木材上剥离，其中，至少９０％的表面上相邻磨料间的凸起差分布在最大宽度与磨料平均粒径相等的值域内。通过本发明专利技术的装置，可以获得高达５０％或甚至更多的单位能量消耗的减少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及mwB化對/iM^的生产。特别地，本专利技术衛共新的方法和装置，用木质纤维原t才f斗，如^^^#^￥或多年生植物，fflil!W的纤维分离来生产縱
技术介绍
赚IW制紅艺的需要比以往更突出。电价上升的事实已^it額睫，它不断斷氐该工艺的竞#~力，。同时，更高^率的造^m的对更多纸浆的需求， 要求在既有生产线上生产更多的纸浆，这可微寺别涉及磨木浆，因为新^线去 ，既有的设备是不经济的。京1^^ :艺中的 生产而言，磨削雜^W才是成熟的生产工艺。在其xik 使用的很长时间内，该工艺多次成为5im的i，。磨削中纤维分离的基**几理复 杂并且难以观察，使得该工艺成为对研究者的挑战^ii数+^之久。其中最活跃 一个时期开始于20世纪50年代，那时研究人员致力于纸浆表征，并开始描述纤维分离背后的基^mS。然而，到1990年代初，这种情况已出现停滞，^^f周知的操作曲线作为不能改变的物理st系^r泛接受。现今的;^才磨削工艺需要进行改善Atack和同事(12)连同Klemm (3) 、 Steenberg和Nordstrand (4)已经提出了各种纤维分离丰iia。
技术实现思路
本专利技术是基于这样的想法，即在传乡媳肖忡，木纤维结构的松弛和纤维去除 阶段都是用磨削表面上相同的磨料结构都完成的，而在本专利技术中，在磨削表面上用一种非常规形式的基体来松弛纤维同时磨料表面去齡千维。当发现更有效的松弛(也就是疲劳)工艺可以通过表面波纹的尺寸比用于纤维去除(如剥离)(5) 的表面的尺寸大而获得，i^就成为可能。因此，本专利技术提出在磨削型IHM纤维分离工艺刺練劳(，維)和分离(剥离)阶段分离。纤维分离表面(磨削表面)带有特定波幅和特定波长的底臓纹， 其主要被用在实施疲劳阶段。与之相对应地，纤维分离阶段是用予M尺寸和形状 的合成或半合成磨料进行的。磨料在二维平面内附舒底面，以实5鹏料的垂直 凸出与基准面的距离大致相同。本专利技术实施的磨削工艺，伏选为低^M而高生 产水平。根据本专利技术，T^才的IW纤维分离的方法因此包括M:将磨削磨半湖蹄在纤维分离表面上而/A7^才上剥离纤维的步骤，其至少90%的相邻戯目近(这里含 义相同)表面磨料之间的突出差分布在最大宽度与磨料平均粒径相同的值域内。 换句话说，磨料的磨料尺寸的变化很小(典型的磨料尺寸的离散值小于平均直径的30%，特另提小于20%)并且它们以这样一种方式附# 面，艮陛少90%定位为间距小于影图磨料的表面平均粒径。用于;^MtW纤维分离的装置，其ilil使用磨削體/A^才上剥离纤维，该 ^a包括具有带磨料的纤维剥离表面的装置，其中至少90%的在相邻殿目近(这 里含义相同)表面磨料之间的突出差分布在最大宽度与磨料平均粒径相同的值域内。ilil本专利技术的，可获得相当多的好处。本专利技术可相当^ifeM^高达50%的 单位能量消耗或更多。磨削斑呈中會遣损耗的极大减小，^!31在松鹏介段审腊更有效的应力脉冲以及结合高疲劳处理与适当的纤维剥离而实现的。实验 支 的纤维分离^"法，其机理将在下文中更详细iM述。在纤维分离工艺中的，雜和录l漓两个不同阶段，分离磨肖'J表面的功能，，将 可以避免
技术介绍
中涉及的问题，即在磨削表面上用相同的磨料结构同时获得良 好的纤维疲劳和良好的纤维剥离方面的让步，。需要指出磨削中词语"剥离"用 来描述"从木基上拉下M纤维"，它与精炼中的剥离有着不同的意义，精炼中的剥离用于描述粗纤维处虹艺的第:^滁精炼败段中不同辦隹层的打开。磨削中，本专利技术允，阶段的优化，涉及纤维结构疲劳的阶S^用一种工艺， 涉及纤维剥离的阶賊用另一种工艺。自然地，在两wr段间存在i^，将在下文中i寸i仑。下面将借助具体描述和实施例更详细地描，明。附图说明在附图中，图1示意粗也描述了纤维的剥离，根据参考文献2重茅形魏iJ; 图2显示了磨削表面形态的形状和尺寸；图3表明磨削中的操作窗(operational window);图4图示了负载对产量的关系(木材iS^)图5显示浆池游离^t产量的关系；图6显示单位會遣消^t浆池游离度的^^;图7显示拉伸^^t单位旨遣消耗的，；图8表明纤维^g (加I5^长度)Xt游离度的关系；图9描^fe伸张力对游离度的关系；图10显示撕裂^^t游离度的关系；图11表明Z-^gXt游离度的关系；图12描述光Mf对CSF的H图13显^^^mCSF的关系；图14显滿张孔隙率对CSF的絲以及图15显示蓬松自CSF的，。从图4至15，使用下面的图例空心的符号=喷淋水獻套管压力=951: /250KPA，实心的ff^l20。C/450KPAoREF:参考石料，W:波纹表面。符号^i己10 g以10m/s的磨削表面圆周3ICT削,。其他^HB^以 20m/s的磨削表面圆周皿磨削纸浆。 具体实航式与本专利技术相关的纤维剥离阶段B^被详细研，。磨面上形成的用于产 劳的特定,的使用已经在早期:W (5)中i^31。^的主要结论是， 在磨面上引入波形，磨削过程W^鹏介段可以被控制并产生更多能效。表面形状 的主要设计参数为调制振幅和频率。如上所述，本专利技术的目的是，iiil在;1^tt公^P介,生更有效的压力脉冲， 以及MiS结合高疲劳处理与适当的纤维剥离，从而从根本上 >磨削漲中的能量需求。首先，参考早期文献(9)中的i继，将在下面详细地分析专利技术的技;^1l景。然后，将给出一些实验结果。为了获得更清楚的基础以讨论纤维剥离阶段，为方便起见定义了描述纤维剥离重要条件的表达式。这方面最关键的是纤维结构的保存的性质，也就是阐明纤 维剥离是保存了纤维长度还是导致了不良地纤维切割。纤维剥离粗糙度(fiber peeling harshness) " 被选作反映从疲劳木材表面去除的纤维材料的粗糙程度。磨削中，木材结构状态和去除动作决定剥离纤维的性质。 这里需要指出，纤 维剥离粗糙度是与木材本身、纤维分离表面以及纤维分离控伟湘关联的参数的函 数。这个术语的使用在某种程度与术语"精浆强度"在热机械制浆讨论(6)中 的使用是类似的。纤维剥离粗糙度与施加在部分新暴露纤维上的的纤维剥离力的作用直接相关， 图1。只要纤维残留部分地束缚在木基上，由于纤维剥离产生的，力和结合基 质的反作用力就会作用在纤维强度。此时，这两种作用力禾赃最薄弱部位的纤维强度决定了动作的结果。优选地纤维的强度贯穿纤维剥离的反作用力，而逐渐减小的结合力逐渐降到纤维剥离结束时的纤维剥离力之下。预期结果将能生产具 有良好连接性能的细长纤维。然而，磨削中经常发生的是，纤维不能经抵抗反作 用力而被切断。当磨削逝呈开始时切割得太多，剥离纤维的临界粗糙度就会被超出。讨论得最多的影响纤维剥离粗糙度的参数是与纤维分离控制相关的那些，其 已被用于控制磨木浆的质量控制几十年了 (7, 10， 11)。纤维分离表面速度在典型的磨削模型中是直接参数，木材进给速度和作用力只能通过磨削功率间接g。喷淋水温一般被用来，至少部分地，控制磨削区域的温度。纤维分离表面速变的增长直接意更高的纤维剥离作用力，它导至夂了纤维 剥离粗糙度的增加。 一个原因是第二运动定律，即较高的作用力产生较高的力口速 度；然而，主要原因是，由于狩才的粘弹性，需要较高的作用力使表面1书隹层在 较高的速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于木材机械纤维分离的方法，包括通过在纤维分离表面上的磨削磨料从木材上剥离纤维的步骤，其中，至少９０％的表面上可见的相邻磨料间的凸起的差分布，在最大宽度与磨料平均粒径相等的值域内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M卢坎德，T比约克奎斯特，O图维南，
申请(专利权)人：美特索造纸公司，M真实公司，米吕科斯基公司，斯托拉恩索公司，UPM基门尼公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]