專利名稱：含雜質的廢紙的制漿工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種含雜質的廢紙的制漿工藝，該工藝利用進給設備，拆捆裝置以及制漿部件來加工紙和板。
背景技術：
由于印刷物、主要是用水溶性油墨印刷的印刷物數量的增長，需要對再循環工藝以及脫墨工藝中的再制漿過程進行一些調整。對于再循環工藝，該水溶性印刷油墨的輸入會產生問題，因為印刷油墨在不同的懸浮液中性質不同，在某些情況下，完全不能從懸浮液中除去。此外，將來在脫墨工藝中從廢紙中除去粘合劑以及其它雜質會變得越來越重要，且根據現有知識，實際上只能通過對制漿工藝進行技術改造才能將該工藝的效率提高到所需的程度。這里，以這樣的方式除去所提到的雜質是很重要的，即，與現有技術水平的脫墨設備相比，收得率損失不增加。
現在已知的工藝是根據使廢紙纖維化并在堿性(添加有苛性鈉、硅酸鈉或過氧化氫等)或中性pH值環境(在廢紙漿中沒有或有其它化學制劑等)下從纖維中分離所有印刷油墨的原理而進行的，然后通過浮選和/或淘洗把它們從懸浮液中除去。
不過，其缺點在于，廢紙制漿時加入的水會導致水溶性印刷油墨中的粘合劑部分或全部地散布到水中(擴散和/或溶解)或形成溶液。在該工藝中釋放的印刷油墨粒子或油墨殘渣要么太小或要么完全溶解，這意味著它們不能有效地通過浮選而充分去除。因此，這些印刷油墨通過洗漿和/或中和工藝方式來去除，然而這具有造成更多固體物質損失的缺點。該工藝的另一個缺點在于這樣的事實，即廢紙以其原始的形式進給到廢紙制漿工藝過程中，從而需要高能量密度來制漿。廢紙制漿中的高能量密度的缺點在于包含在廢紙中的雜質的尺寸也會顯著減小，使得在隨后的脫墨設備的機器和系統中更難清除它們。
EP1170417A1(VOITH)描述了通常的制漿設備，在這種設備中，上文所提到的與具有水溶性印刷油墨的廢紙處理有關的問題尤其突出。在DE3332398A1(Dollard Karton)中，描述了這樣的工藝，其中浸透的滾筒位于制漿機的前面。這里，也還是存在需要高能量密度來制漿的問題，而且用來處理具有水溶性印刷油墨的廢紙時還存在可分離性較低的問題。
現在本發明希望減少或完全消除現有工藝存在的問題。凈化效果和產量將得到提高，尤其是在用于具有水溶性印刷油墨的廢紙時。
發明內容
因此本發明的特征在于制漿之前包含有浸透步驟。浸透一方面涉及從廢紙漿中清除水溶性印刷油墨粒子，另一方面則意味著將例如水和/或化學制劑的液體滲透入廢紙片中。在該工藝步驟中，水溶性印刷油墨從纖維、填充物或涂敷的顏料分離并擴散到水輸送劑中。在該工藝步驟中，非水溶性印刷油墨如同微粒和灰分粒子一樣，在纖維、填充物或涂敷的顏料上保持不變。紙片大體上保持其形態。微粒和灰分保留在紙片中而沒有以擴散形式進入水相。因此，就能夠在隨后的工藝階段中將這些印刷油墨擴散物與水相分離并以保留灰分和微粒的方式將它們從脫墨系統中除去。
本發明的一個有利改進的特征在于，在浸透步驟中，為了浸透的目的而加入水，盡管也能夠加入化學制劑，例如苛性鈉、硅酸鈉、過氧化氫、絡合劑和脂肪酸鹽和/或表面活性劑。通過加入水和/或化學制劑，能夠有效地控制和優化分離以及浸透工藝。
如果在浸透步驟之前為干燥材料(廢紙)提供切碎步驟則特別有利。如果紙片被切碎，那么水浸透到廢紙中的時間就可以被縮短，并因此可以縮短把廢紙制成紙漿的時間，從而能夠在制漿步驟中減少相當的能量。盡管在切碎過程中雜質會縮小到一定程度，但由于輸入到廢紙制漿過程中的能量減少，因此獲得了更好的整體制漿質量。
在切碎步驟之后包括重物質脫離器，例如空氣凈化器，這提供了特別的好處。通過這樣做，能保護后續工序中的設備不被磨損。該針對重物質的脫離步驟清除掉所有重物，比如鋼，鐵，粗砂，塑料以及其它粗糙雜質。
本發明的優選實施例的特征在于，在浸透步驟之后固/液混合物進行脫水或增稠，且含雜質的水可能進給到水處理步驟，例如過濾。從而，細密地擴散或溶解在水中的油墨粒子或染料能夠從水轉移到水處理步驟的下一個工序中所產生的泥漿中，所述工序即添加或未添加有諸如解膠劑、團結劑、凝聚劑、凝聚添加劑、沉淀介質及其混合物的化學制劑的固定床過濾器、納、超、或微細過濾裝置、反滲透裝置、凈化器、潷析/離心分離器，或這些裝置的組合。
業已證明有利的是，把凈化后的水再次加入浸透步驟中。
現在將舉例并參考附圖闡述本發明，其中圖1以框圖表示現有技術水平的工藝過程；圖2是本發明的一個變形；圖3是本發明的另一個變形。
具體實施例方式
輸送的廢紙同時以水溶性和非水溶性油墨印刷。水溶性油墨主要由無機和有機染料和顏料，以及例如粘合劑的其它添加劑組成。在一定的化學和/或物理條件下，這些粘合劑能夠擴散或溶解在水中。然后，顏料和添加劑以擴散在水中或在某些情況下完全溶解在水中的非常細小的粒子的形式存在。這些粒子太小而無法在脫墨浮選中清除。在現有技術水平下的、要求低的微粒、灰分和纖維損失的脫墨設備中，完全溶解和/或擴散的燃料成分會引發問題，因為它們具有固有的顏色。從而最終的質量——尤其是亮度和白度，以及色品坐標——將受到負面影響。
現有技術水平下，非水溶性印刷油墨可以在標準脫墨工藝中除去。這里不再詳細討論該工藝。粘性物和雜質(破壞脫墨工藝的最終產品的所有類型的物質)是供應到脫墨設備的廢紙中的不合需要的成分，由無機和/或有機成分或它們的組合物組成，為了生產并向最終客戶供應原始的紙產品(報紙，宣傳材料等等)而不得不加入這些不合需要的成分，或者這些成分在廢紙再循環過程中作為雜質已進入到脫墨設備中。無論如何，粘性物和雜質會干擾脫墨工藝并對其最終產品以及造紙機器的運行特性產生負面影響。
圖1描繪了現有技術水平下的制漿工藝。它由進給系統2，在該系統中，廢紙1被拆捆3并以松散的、打包的或其它形式進給到廢紙制漿工序4組成。廢紙制漿工序4通常通過在3至30％的紙漿稠度范圍內以及在30至80℃的溫度下，連續地或批量地向制漿機，制漿滾筒或二者的組合中加入水5而進行。廢料通過單獨的廢料系統來處理，整個紙漿流或部分紙漿流被供給到該廢料系統，以便清除廢料并使其從該系統排出。對工藝有益的化學制劑，例如苛性鈉、硅酸鈉、過氧化氫，絡合劑和脂肪酸鹽和/或表面活性劑或其它添加劑加入到廢紙制漿系統中。完成廢紙制漿工藝以后，纖維化了的廢紙漿進給到另外的處理步驟，這里不再詳細討論。
圖2中，描述了使用廢紙的工藝，這樣的廢紙具有當前的通常性質并包含一定比例的以水溶性油墨印刷的廢紙，以根據現有標準的標準脫墨設備來處理，其中水溶性油墨成分必須不超過能在標準脫墨設備中以現在能夠獲得的質量和產量的方式進行處理的水平。該工藝還用于廢紙制漿設備中，其中使用了廢紙尤其是印刷或非印刷板的每一可能成分。該工藝包括進給系統2和拆捆系統3、切碎步驟6以及在分離和浸透步驟8之前的重物質清除步驟7，隨后有廢紙制漿步驟4。該系統用來把廢紙制成紙漿并進行凈化，該廢紙具有在現有技術水平下獲得的通常的廢紙性質。
該系統主要包括切碎步驟6，在該步驟通過使用切碎機或切斷機等使供應的廢紙減小到所需尺寸，以便為后續的分離和浸透8以及廢紙制漿4等工藝步驟增大有效的廢紙表面積，從而充分提高水的滲透以及廢紙的制漿速度。為了對后續的機器和系統進行機械保護，重物質脫離系統7，即空氣凈化器，跟隨在切碎步驟之后。在后續的浸透步驟8中，該步驟可以是例如置換清洗步驟，浸漬箱，脫水筒等等，例如1-60％的稠度的所需水量被在例如30-80℃的所需的溫度以及5-10的pH值等條件下加入，以便用水以及根據需要用或不用化學試劑來浸透干燥的廢紙，通過這樣的方式使得制漿工藝4在雜質的不制漿和不擴散方面更有益。其原因在于分離和浸透步驟8中的分離過程中采用的化學和物理條件，以及在于這樣的事實，即，與廢紙制漿步驟相比，在紙片與水和/或化學制劑(比如苛性鈉、硅酸鈉和過氧化氫、團結劑、解膠劑、脂肪酸鹽、表面活性劑、凝聚劑和沉淀介質等等，或它們的混合物)相接觸之后僅有少量的機械能引入制漿系統。在分離和浸透步驟8中的切碎和浸透過程有利于后續的廢紙制漿步驟4，從而該廢紙制漿步驟只需要很低的能量輸入和/或很低的廢紙制漿溫度，以及如果適用的話，只需很低的ph值，因為紙變得更容易纖維化，印刷油墨粒子變得更容易從已被浸透的紙片中的纖維、填充物以及涂敷的顏料上分離。這也使得廢紙制漿機器可以更小。
由于用于廢紙制漿步驟4的工藝條件的改進，很少的宏觀粘性物(可篩選形式的粘性物)和粘性物(大于宏觀粘性物)會擴散或溶解。于是，以隨后的粗的、MC-精細度和/或LC-精細度篩進行篩選比現有技術水平下的脫墨工藝中的篩選更有效。在分離系統8中滯留或保持所需的大約1至120分鐘以后，紙片被傳送到制漿系統4，進行實際的制漿或纖維化過程。這里，在所需的溫度和pH值等條件下將所需數量和質量的水加入到該廢紙制漿步驟4中。此外，如果需要的話，物理的(例如溫度等)以及化學的參數(添加劑，比如苛性鈉、硅酸鈉和過氧化氫、團結劑、解膠劑、脂肪酸鹽、表面活性劑、凝聚劑和沉淀介質等等，或它們的混合物)的優化和設置能夠進一步改善該廢紙制漿工藝4。
廢紙制漿工序之后的進一步處理根據已知的現有技術來進行，這里不再作進一步的討論。
圖3描述了這樣的方式，其中處于重物質清除步驟7之前的切碎步驟6跟隨在進給系統2和拆捆系統3之后，所述重物質清除步驟先于分離和浸透步驟8，而該步驟8后又跟隨有脫離步驟9以及隨后的廢紙制漿步驟4。所使用的廢紙包含的以水溶性印刷油墨印刷的廢紙最高能達到100％，尤其優選的是從5％以上。部分系統基本上已經在與圖2有關的內容中有所說明。
由于紙片保持著它們的形態并且微粒和灰分保留在紙片中，因此這些物質不會以擴散物的形式轉移到水相中。從而，就能夠在后續工序中從水相中除去這些印刷油墨擴散物并以允許保留灰分和微粒的方式把它們從脫墨系統排出去。
在分離和浸透步驟8中的浸透過程持續所需的大約1至120分鐘的滯留或保持時間之后，在脫離步驟9，例如置換清洗和/或清洗機/增稠機或增稠機中，紙片和液體相互分離。從而，細密地擴散或溶解在水中的印刷油墨粒子或染料能從水轉移到在水處理步驟10的下一個工序中所產生的泥漿中，在該工序中，根據需要添加有化學制劑，比如解膠劑、團結劑、凝聚劑、凝聚添加劑、沉淀介質及其混合物的固定床過濾裝置，納、超、或微細過濾裝置，反滲透裝置，凈化器，潷析/離心分離裝置，或這些裝置的組合。在該水處理步驟10中，以能夠在分離和浸透步驟8中再次利用的方式使水凈化，在該步驟中，水在12處與新鮮水混合并被設置適當的參數(溫度、pH值、添加的化學制劑)。在脫離步驟9中脫水至5至60％之間的紙片被供給到制漿步驟4，在該步驟中，在現有技術水平的脫墨線中實施進一步的處理。通過該工藝，與現有技術相比，能夠使用具有高含量的以水溶性印刷油墨印刷的紙的廢紙而不損失質量和產量。
由于本發明在后續系統和機器上的作用而引起的整個脫墨工藝中的進一步改進是—更高的最終亮度——現在，在全部廢紙進料中總會含有一個未知量的以水溶性印刷油墨印刷的不可脫墨的廢紙，其產生的對于最終質量的影響還沒有定量化，而且也沒法測量它們在廢紙中的含量。
如在說明根據圖2的系統時已經提到的那樣，其它的優點是—更高的清除粘性物的效率—更高的產量—后續系統或機器的可能省略和/或尺寸減小。
權利要求
1.一種含雜質的廢紙的制漿工藝，該工藝用在利用進給設備，拆捆裝置以及制漿部件進行的紙和板的生產中，其特征在于，在制漿之前包括有浸透步驟。
2.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，為了浸透目的而加入水。
3.根據權利要求1或2所述的工藝，其特征在于，將化學制劑，例如苛性鈉、硅酸鈉、過氧化氫、絡合劑以及脂肪酸鹽和/或表面活性劑加入到浸透步驟。
4.根據權利要求1至3中任何一項所述的工藝，其特征在于，在浸透步驟之前為干燥材料提供切碎步驟。
5.根據權利要求4所述的工藝，其特征在于，在切碎步驟之后包括重物質脫離器，例如空氣凈化器。
6.根據權利要求1至5中任何一項所述的工藝，其特征在于，在浸透步驟之后使固/液混合物脫水或增稠。
7.根據權利要求6所述的工藝，其特征在于，含雜質的水被進給到一個水處理步驟，例如過濾。
8.根據權利要求7所述的工藝，其特征在于，凈化后的水再次加入到該浸透步驟。
全文摘要
本發明涉及一種含雜質的廢紙的制漿工藝，該工藝利用進給設備，拆捆裝置以及制漿部件來生產紙和板。為了改進制漿并從而產生更少的不可篩選的雜質，這使得能夠使用更大比例的以水溶性油墨印刷的廢紙，在制漿之前包含有浸透步驟。
文檔編號D21C1/00GK1721621SQ20051008199
公開日2006年1月18日 申請日期2005年7月15日 優先權日2004年7月16日
發明者埃爾溫·赫特爾, 皮特·什凱特 申請人:安德里特斯公開股份有限公司