高游离度浆的生产方法技术

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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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。
一方面，本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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。附图说明图1是根据本专利技术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是示出本专利技术的示例性实施例与比较例的漂白后亮度的图表。图14是示出本专利技术的示例性实施例与比较例的亮度增益的图表。图15是示出本专利技术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，本专利技术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示出根据本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：马克·萨博翰，
申请(专利权)人：安德里兹技术资产管理有限公司，
类型：
国别省市：