用回用的高木素含量的廢紙制造脫木素造紙纖維的方法和它的產品的制作方法

專利名稱：用回用的高木素含量的廢紙制造脫木素造紙纖維的方法和它的產品的制作方法
本申請是1992年4月6日申請的，申請號為07／862，996的后續申請。
本發明涉及到造紙加工，使用高木素含量回用的纖維源作為漂白牛皮紙和紙板的配料。
漂白過的牛皮紙和紙板用來包裝食品和其它衛生產品。在許多場合，用于人類消耗的或直接用于與人體相接觸的食品，藥和其它物品用相應的紙或紙板盒直接接觸包裝。因此，這種紙和紙板的許多制造者和生產者要維持食品等級產品的條件和程序。僅僅將食品等級的添加劑與自然纖維配料相組合以碼放這樣的紙板。
考慮到造紙加工中衛生和化學雜質問題，最近，合格地纖維源局限于基本上鷴的纖維和非常少量的，嚴格控制的，紙轉化為植物纖維的廢料。這種對生物和化學雜質的考慮，實際上禁止了用消耗后廢紙作為漂白紙和紙板的纖維源。
然而，生物和化學雜質問題不僅僅是現有技術限制將回用消耗后廢紙變成漂白牛皮紙和紙板。收集后用于回用的消耗后紙是高得率量材料，它具有小于一半的自然存在的原始木素，這些木素被相應的蒸煮／脫木素加工所排出。例如，典型地報紙是機械磨碎木，它沒有排出天然木素含量。典型的瓦楞箱板是75—80％收獲率材料。因此，比較新鮮材料的加工，對舊瓦楞箱(OCC)的漂白成本非常高，從而纖維漂白更惡化了有害環境。
此外，消耗后廢紙纖維帶有金屬固定物，塑料薄膜覆蓋物，膠合劑，重金屬染料以及墨痕，在用這種纖維重做一新的紙幅之前，必須除去所有雜物。
用于包裝，尤其是食品包裝的高質量的紙和紙板被在一高速造紙機上刮刀涂布，該機操作范圍至少如800—1200ft／min(英尺／分)。刮刀涂布產生一優良的裝飾，但是在加工中對于雜質尤其是塑料和膠粘特別敏感。在刮刀作用下，存在于紙板內的塑料和膠粘沉積在紙板內而在涂布期間塑料和膠粘產生條痕和刮痕。此外，在刮刀作用下沉積的雜質使涂布時濺著相鄰的設備使其結垢。結垢被快速地積累在一水平處，此時少量干涂布斷開并落到紙板下，在完成的卷筒上形成沉積物。當消費者用這些材料時，結果是有害的，少量涂布設置在膠板毛氈和凹版圓筒上，在整個轉換運轉中印刷質量不佳。
這樣，具有較多雜質含量如高于20ppm(百萬分之幾)的刮刀涂布紙板一般是無銷路的。為此，已經認定帶高含量雜質的舊瓦楞箱(OCC)不大可能作為生產刮刀涂布紙板的回用材料來源。這些材料的瓦楞部分經常由″廢料″硬木紙漿制成，即這些紙漿太臟只能用于其它目的。
從紙制品的經濟性上考慮，一般規定在生產高質量漂白牛皮紙和紙板時反對使用二級回用纖維源。然而，造紙中不再嚴格考慮單一經濟性問題了，因為消費者已注意到造紙和處理中的環境影響，并且消費者已要求所購產品的包裝中的回用纖維含量。因此，研制一種將回用纖維加到高質量紙制品中的方法變得絕對必要了，盡管成本高而且制造非常困難。
用于回用瓦楞紙板的幾種方案在本技術領域中是公知的，關鍵主要在于蒸煮工序。例如，日本公開申請JP—A—57／167，475公開了在130—170℃的堿蒸煮，之后在小于100℃溫度下放漿，除去雜質和漂白。漂白后的紙漿可用于印刷等級紙。相應的申請是日本公開申請JP—A—57／16，990。
美國專利號5，417，503也主要涉及到蒸煮操作，分開了用一包含硫化鈉的含水堿蒸煮液在160—180℃溫度下蒸煮工藝。美國專利5，147，503也公開了初始制漿和凈化加工，包括帶有一些分離雜質的″干漿″(20—30％固體含量)，接著稀釋到3—4％固體含量，篩選和離心加工。然后，將含水紙漿混合物脫水和蒸煮。美國專利5，147，503最后產品是將漂白后紙漿來生產白紙制品。
這些相關文獻并沒有公開例如，高質量產品，刮刀涂布紙板包含回用材料這一問題。
因此，本發明的一個目的是提供高質量的，包含回用材料的，特別是回用瓦楞紙的刮刀涂布紙和紙板。
本發明另一目的是提供一種將回用高木素紙纖維生成漂白的牛皮紙和紙板的經濟的加工方法。
本發明再一目的是給出了一種將消耗后紙源生成的回用高木素紙纖維制造無菌漂白牛皮紙和紙板的方法。
本發明還有一個目的是給出了一種從消耗后廢紙中將自然木纖維與存在的多種雜質相分開的加工方法。
本發明的這些和其它目的是由紙回用加工方法來獲得的，在這一方法中，在蒸煮之前，已基本上除去了固體雜質。為了除去雜質，仔細地進行回用材料的稀釋，即能使固體雜質與纖維分開，而又不破裂固體雜質。這一點對于本發明是重要的。
這一加工方法所產生的紙漿與由新鮮纖維產生的紙漿相比是純凈的，同時這一方法有效地獲得了人們至今認為不能大范圍的，特別是連續地高產量地造紙的加工。就工業規模來說，本發明方法產生的用來蒸煮的紙漿基本上無大于0．3mm2的固體非纖維雜質。尺寸為0．3mm2和還要小的雜質一般不用從纖維中分開，因為它們不會影響紙制品。
本發明的紙漿可獨立地在選紙機上運轉或與任何新鮮紙漿相組合以產生一每單位面積上大于0．3mm2的固態非纖維雜質小于20ppm(百萬分之幾)的紙，較好是尺寸大于0．1mm2的雜質小于20ppm，更好的是尺寸小于0．05mm2的雜質小于20ppm。隨著大于0．3mm2的雜質小于20ppm，從而在高速造紙機上能夠滿意地采用刮刀涂布進行造紙，而不會產生條痕和刮痕。
本發明的加工方法包括在一低溫的低剪切混合器內在高濃度下稀釋廢紙，以防止塑料，熱熔物，膠合劑的熔融，濃度為重量的9—15％，最好是10—13％，溫度為低于65．5℃(150°F)，較好是低于60℃(140°F)，更好地是低于49℃(120°F)。接著，紙漿通過一系列凈化器以除去雜質。基本的凈化工序如下1)除雜除雜機具有6mm(1／4英寸)孔，它可以抓住大量的雜質，如塑料袋、木片、大釘子、金屬塊和包裝帶。一般除雜產生3—5％固體。
2)高濃度凈化重的、粗雜質，如螺栓，釘子和石子被除去。一般高濃度凈化產生3—4％固體。
3)初級粗篩初級粗篩具有2—3mm的孔，最好是2．4mm，用于將中等尺寸的雜質排出，這些雜質如碎木片，帶子和泡沫聚苯乙烯。此階段的粗篩保護下游的細狹縫篩免受那些相應于狹縫寬度還要大的雜質的損壞，結果是改進了質量和生產速度。粗篩一般產生2．5—3．5％固體。
4)二級粗篩來自初級粗篩的篩渣可用同樣尺寸孔再次地篩選，但是在一低的濃度大約產生1．5—2．5％固體。
5)凈砂器(離心式)在這一階段的凈砂器保護下游的細狹縫篩免遭過分磨損。廢瓦楞紙板具有大量的砂子。在篩選前進行凈化的話會增加系統的成本，同時增加水力。凈砂一般產生1％固體。
6)篩選細狹縫篩具有0．008時(0．20mm)寬度，而不是先前用于瓦楞紙板的0．012英寸，細篩除去塑料碎條蠟和膠粘團。篩選產生小于1％固體，最好小于0．9％固體。
7)輕質凈化(回轉凈化)輕質凈化最好除去比重小于1．0的材料，如塑料，蠟和膠粘，這些至今未除去物。輕質凈化產生0．8％固體。
機械凈化和篩選后回用紙漿在一約30％—60％濃度稀漿內脫水用于裝入蒸煮器。最好是用帶硫酸鹽蒸煮液(白液)，氫氧化鈉和硫化鈉來蒸煮回用紙槳。如現有技術所公知的，濃縮和蒸煮時間是變化的。蒸煮強度大致與廢紙源材料的平均得率相一致。目的是18—24k Number漂白紙漿。如果廢紙源完全蒸煮了的話，很顯然，沒有必要象原始木片那樣猛烈地蒸煮廢紙。
例如，如果消耗后纖維源是選定相應于75％得率紙漿，隨后蒸煮后還具有75％得率的纖維源作為回用的話，最好的纖維源將有50％或總得率的紙漿，該紙漿大致相應于18—24k Number紙漿，它能除去占原存在于木材中的約93—95％的木素。漂白除去最后的5％—7％原木素。
其它的脫木素加工如氧和臭氧處理可與硫酸鹽蒸煮相結合進行或代替硫酸鹽蒸煮，可設有一個相配的化學回收系統，其中，萃取的木素作為蒸汽產生燃料來加以燃燒。
跟隨著蒸煮或脫木素，紙漿與藥液相分開，并按照本技術領域所公知的方法加以處理從而將蒸煮后的紙漿準備好以添加到紙機中，理想的情況是，這種處理包括漂白和附加的篩選步驟。


圖1是物料流程圖及示意地表示出實施本發明的工藝中相應的設備，圖2是用在本發明中的連帶一粗凈化器的間歇式水力碎漿機的截面圖，圖2a是圖2碎漿機的平面圖，圖3是高濃凈化器的側視圖，圖4是粗篩裝置的截面圖，圖5是凈砂器的截面圖，圖6是開槽篩凈化器的側部局剖視圖，圖7是回轉清洗低濃凈化器的截面圖，圖8是由工業用回用紙漿制成的手紙的照片，圖9是由本發明工藝凈化后的回用紙漿制成的手紙的照片。
適用于按本發明方法回用的纖維來源包括瓦楞箱廠的稱作雙線牛皮紙(DLK)的裁邊和消耗后包裝材料如舊瓦楞箱(OCC)，牛皮紙袋、報紙、新聞紙、電話簿等等。盡管在工業上紙和紙板類是有區別的，這些區別一般是基于紙和紙板的厚度或厚薄，然而紙和紙板之間的這種技術上的區別對于本發明來說是微小的或是不重要的，因此，在下文中將用術語″紙″來代表紙和紙板兩者。這些紙源的共同點是都具有高的木素含量，纖維并不蒸煮或者僅僅靠蒸煮部分脫木素。平均來說，這些紙源是具有65％—100％紙漿得率的產品。通常，小于自然木素一半的產品被排除了。
作為消耗后的產品，高木素的牛皮紙混有塑料薄膜，無數膠合劑組分，金屬固定件，粘結線以及本技術領域所公知的稱作″膠粘″的數不盡的其它物理、化學和生物雜質，這些雜質可為熱熔物、壓敏膠、泡沫聚苯乙烯、網格蠟以及其它可以附著或存放到造紙設備上的類似材料，如成型織物，加壓毛毯、干燥毛毯、烘缸和涂布刮刀。由于第一步驟是將自然木素從雜質中分出，所以用大量的含水液體將循環材料變成稀漿，而條件是，從纖維中分出固體雜質而又不降解雜質。
所述的詞組″含水液體″試圖包括所有適用的水混合物和溶液如造紙白水和公知的稱作損紙溶液的漂前洗漿水。當然，也使用清洗水，這些液體將簡單地稱為″水″。
突出地，造紙廠所接收的這樣的回用材料是干燥的，壓實捆的形式。在一大的、敝口的容器內有一個或多個動力驅動的攪拌漿葉，它圍繞著一縱向、圓錐軸旋轉，從而使回用紙捆和水相混合。水飽和度的混合作用和機械剪切及機械攪拌使纖維與如粘結線、金屬固定件，條帶及一些塑料這樣的粗的有形雜質分開。盡管再制漿一般是連續地加工，它最好是半連續地型式來操縱設備或是間歇或增量加工。
制漿步驟必須以這樣的方式進行，即使纖維與固態雜質分開但又不降解固態雜質。進行這一步驟的相應設備是一臺高濃間隙式水力碎漿機，所具有的類型是圖2示出的一臺螺旋(Helico)間歇式水力碎漿機10，它具有回用紙漿的高表面區域的轉子，轉子12具有多個寬表面的，能引起纖維間剪切作用的螺旋葉輪14。圖2和2a中箭頭示出了碎漿機中所希望的再循環方向。本發明重要的方面是要求制漿的濃度按重量大約為9—15％，或者高密度大約為10—13％，最好是在12％。
當廢紙纖維完全分解時，靠稀釋管道15，用含水液體將紙漿稀釋到按重量濃度為3—5％。稀釋紙漿通過除雜器16，除雜器16包括一帶6mm孔的板18。在每一間歇后經出口20排出，而分出的廢料經排放口22排出。除雜后的紙漿通過板18進到管道24中。除雜機內有一由電機28驅動的轉子26，轉子帶動一清掃板的漿葉(未示出)。
在再循環運動中，這種與一凈化器相組合的碎漿機的操作說明見美國專利號4，604，193。
接著，紙漿通過圖3示出的高濃度凈化器30，凈化器30排出任何已穿過板18的如圖釘和金屬碎片的大的，重的雜質。凈化器30分成三段，上段32包括加料入口34和良漿出口36，中間段38包括三個錐形體39、40、41，下段42帶有廢料箱44，在此收集雜質廢物用以排出。進入凈化器入口內的紙漿以一向下旋風流動的方式通過三角形圓錐管39。圍繞著底部圓錐管41中部，紙漿與入口46來的新水相平衡。經過旋風流動的中部的平衡水的作用下，細紙漿向上并經凈化器出口排出。在旋風流動產生的離心力作用下，紙漿內的雜質被收集到圓錐管的內側壁上。在平衡點，這些雜質不流動。落入廢料箱中。在廢料箱的頂、底部，具有自動閥，用以自動地周期地排出所聚集的雜質。頂閥關上以隔離廢物箱，而底閥打開以排放所聚集的材料。然后，底閥關閉，而頂閥打開直至下一排放循環。
初級和第二級粗篩位于高濃度凈化器的下游。見圖1，初篩50除去塑料、膠粘，碎片和其它小的雜質，50排出的其它物通過第二級篩子52除去纖維。初篩50的出口與第二級篩52相連。
初篩和第二級篩可具有相同的結構，典型的結構見圖4。這些粗篩裝置包括一進口54，一纖維出口56，一具有形式為多個2—3mm孔的開口的篩網58以及廢料出口60。
粗篩在一比除雜機和高濃度凈化器略微低的濃度下工作。這樣，初篩大約在2．5—3．5％固體含量下工作，而第二級粗篩大約在1．5—2．5％固體含量下工作。
粗篩之一或兩者的結構可為圖2中除雜器16的結構即使用一帶直徑為2—3mm孔的扁平板。這種結構最好是，隨漿葉清掃板能增加紙漿的通量以及減少清掃的停機時間。
圖5示出的凈砂機62位于粗篩的下游。通過進口64，紙心進入凈砂機62，凈化后的紙漿經出口66排出。凈化器是一多個帶有螺旋進口70，斜錐到3／4″的出口72的8″直徑的離心凈化器68。砂子通過廢料出口74，同時凈化后的紙漿穿過離心凈化器68的中心通道76從出口66處排出。
圖6示出的細篩孔凈化器78一般地與圖4示出的粗篩凈化器50和52具有同樣的設計。主要不同在于篩網自身的形式。篩網80不具有2—3mm直徑的孔，而是具有拉長的寬度為0．15—0．25mm的狹縫82，它用來漏掉較小的粒子。
凈化加式的最后步驟是一圖7示出的離心凈化器84，(回轉凈化器)，一旋轉凈化器應用離心力使纖維漿與輕質雜質如聚苯乙烯，聚丙烯，膠粘和熱熔物相分開。纖維漿直接經入口86進入到不銹鋼殼88內，鋼殼88在一足以產生700G′s離心力的速度下旋轉。纖維在力作用下推到殼的邊緣，同時輕質雜質移到殼中心的低壓區90。與漿物分開的雜質和氣體經一中心設置的軸向出口管92排出。纖維漿經外部同心出口94排出，部分纖維漿可再循環到離心凈化器84內用以進一步地處理。
依次描述的篩選和凈化加工基本上排出了所有的固態雜質，然而仍有大約1％的固態濃度存在于纖維漿內，它們是非常小的塑料顆粒，膠合劑和油墨跡。用一濃縮裝置使纖維漿脫水到大約3．5—4％固體含量，一螺旋壓榨機或其它裝置使固體含量增加到30—60％。在這一狀態下，紙漿是濕的發脆紙漿，而水含量接近新鮮木片的水含量。
上述的圖2—7示出的用來實施本發明的設備是典型的市售設備，按照本發明的需要以及指定目的的其它市售設備也可以代替上述和圖示的設備。
接著，濕的回用紙漿排到工業上所公知的蒸煮設備如木片蒸煮器。可使用間歇式或連續式蒸煮器。然而，脫水后回用紙漿可從最后的脫水設備中傳送到據裝料需要量懸置蒸煮器的活底儲料倉內。
活底料倉排放篩將濕的回用紙漿沉積到用于蒸煮器沉積物的木片輸送帶上。
蒸煮器蒸煮同時伴隨著幾個目的。首先，在干硬的腐蝕性化學環境中，所留下的雜質可被反應分解或是進行物理變化。例如，在溶液中的重金屬雜質通過堿性硫酸鹽漿蒸煮藥液的作用被沉積到它們的硫化鹽中。在液相中分解或懸置的這些雜質在洗漿中與還有廢液或″黑″蒸煮藥液的木纖維相分開，依次地洗漿加工包括多數串聯的洗漿機。
另一目的是靠蒸煮回用紙漿以排出實用那樣多的所保留的自然木素，從而減少隨后的漂白車間負荷。靠腐蝕性蒸煮加工而水解的木素也從帶黑液的木纖維中洗滌。當蒸發濃縮時，蒸餾后木素燃料值有助于整個車間的熱量需要。這個有用的黑液燃料值組成是燃燒60％—75％黑液固體濃度，這一濃度可作為產生蒸汽的化學回收爐的燃料。
選擇蒸煮條件可得到所需要的結果。例如，一有效的堿量可為干纖維重量的8％—25％，滯留時間即在予定溫度時的保持時間可在121—150℃時為15—120分鐘。一有效的藥液與纖維的重量比可為3．0∶1—12．0∶1。由于改進了蒸煮混合物在蒸煮器內的對流循環，在較佳范圍內的較高的藥液和纖維比使蒸煮更加均勻。目前，較佳的蒸煮是在145℃的予定溫度下，藥液與纖維比為10．5∶1(爐干纖維)，為干纖維重量20％的堿的條件下蒸煮約75分鐘。由于回用纖維的木素已部分蒸煮，所以所有蒸煮條件(時間、溫度、堿濃度)均比木片的要低。
按照蒸煮木片的所相同的隨后的加工，蒸煮器的料卸入噴放鍋內，濃縮的黑液靠用紙漿沖洗水稀釋的方式分批地排出紙漿。之后，在依次串聯的多個輥式洗漿機上方，沖洗具有黑液的分批回用纖維。
沖洗后，分批紙漿(現稱作″褐色″紙漿)再一次地篩除小雜質并被脫水。存留纖維借助于傳統氯氣，二氧化氯，過氧化物或腐蝕加工工序之一或較新的氧氣加工之一來加以漂白。然而，應當注意到，在強PH作用下紙漿團從堿性轉為酸性，則保留在紙漿團中的液化或溶液化的″膠粘″沉淀出來。傳統的氯漂白工序有助于這種沉淀從而不需要在最后的篩選通道上排出溶化的膠粘。
漂白加工使最后木素痕量溶液化和影響到作為回用后的高生量紙的最后木素痕量。從漂白工序中所獲得的相應重要的是漂白加工是最后的生物消毒。另外，所有殘存的油墨均被氧化。
根據微粒紙漿備料，這些回用后，凈化后，篩選后及漂白后的纖維準備作為造紙機配料的備料。
用本發明工藝生產的紙漿足夠純潔，被作為紙制品的單一來源，它的純度基本上與原漿的相同。然而，在制造中很少將回用后纖維作為單一紙源，因為這樣將使表面有許多缺陷，100％的回用的大約相等于60％松木。為具有滿意的裝飾效果，添加硬木紙漿一般是必要的。總的來說，本發明生產的紙包含占重量5—50％的再回用材料，在回用材料中至少有一半的瓦楞紙板。
例1大約5400磅的捆形式的舊瓦楞箱添加到—25m3的螺旋間歇式水力碎漿機中，用大約6000加侖的水再稀釋舊瓦楞箱漿(OCC)以得到約12％的濃度。在約45分鐘的攪拌后，在約49℃(120℃)的溫度下形成稀漿。碎漿機的水排到除雜機中，用約16000加侖水將紙漿稀釋到3—4％濃度。紙漿通過帶6mm孔的篩子進入一抽吸泵內。用一薄金屬片成型的轉子清掃篩網又不切割到由篩網收集到的碎片。
在2—4％容許的濃度下，除雜后的紙漿通過一高濃度的凈化器。給料速度為500加侖／分而廢料速度為重量的1—2％。
從高濃度凈化器來的良漿在2．5—3．5％濃度下通過一帶2．4mm孔的初級切向流動粗篩凈化器。被稀釋到1．5—2．5濃度的廢料通過一帶2．4mm孔的第二級粗篩凈化器。將兩個粗篩來的良漿相混合并稀釋到1％濃度以通過一離心式凈砂機。
凈砂后的良漿以0．65％濃度通過一帶0．008英寸狹縫的切向流動的細狹縫篩凈化器。然后，篩過的良漿以0．8％濃度通過一回轉凈化輸送罐。將回轉凈化器來的的良漿分流，一半再循環至回轉凈化器內，而另一半被脫水。
用一固定水力篩(Hydrosieve stationary)，三段斜坡的，自清洗篩件，一般稱作濃縮機來進行脫水。紙漿在堰頂上方流過并向下流到傾斜的篩中，濃縮后的紙漿被保留在篩頂并落到螺旋壓榨機的送料罐中，此時紙漿濃度為3．5—4％。壓榨機的螺旋四周圍繞著一自清洗帶孔篩。將螺距減小相應地增大軸徑，則沿軸線的壓力增大，加壓液體就通過篩網。最后的濃度為35—40％，紙漿進入貯料倉用于儲存。
例2取自舊瓦楞紙箱(OCC)的回用后的紙漿可從市場上購買，出售的纖維稱作″凈化的″，意味著在加工中除去了雜質。這種纖維通常要蒸煮和漂白，在造紙中，漂白后的紙漿要添加到原漿中。
一市售纖維樣品被再制漿．并用來按照TAPPI(美國制漿造紙技術協會)標準T—205，在蒸汽加熱輥上干燥溫度為120°—127℃(250°—260°F)下制備壓制后手紙。
另一按照本發明方法用OCC制造的纖維樣品，采用例1所述的各種制漿，凈化和脫水步驟。該纖維被再制漿和用同樣的方法制備手紙。
將這些手紙浸漬到Parker Quick墨中加以分析，墨使木質纖維著色而熱熔化物和塑料并不著色。對照—深藍色的背景，非染色區域顯示褐色。著色后的手紙在兩過濾紙間的環內被氣干。
手紙的非著色區域用一以圖象分析為基礎的Optomax speck—Check掃描器加以分析。僅僅分析紙的毛布側以避免再次計算雜質區。Optomax掃描器用來轉換視頻信號圖以對照黑襯來計算淺褐色點。帶孔的黑色卡紙樣板將一圓的TAPPI標準T—205手紙切成一定尺寸用以防止在將深色手紙放在掃描機蓋的正常白襯上強對照產生的掃描失效現象。
所用的尺寸分類并不是TAPPI標準，但是可調節以得到一個對于原始松木和硬木(無雜質)為從0到百萬分數的部分以及對于有雜質樣品包括非常大的微粒。下面12組尺寸分類使用了平方毫米(mm2)0．3—0．4，0．4—0．6，0．6—0．8，0．8—1．0，1．0—1．5，1．5—2．0，2．0—3．0，3．0—4．0，4．0—5．0，5．0—10．0，10．0—15．0，15．0—25．0。
著色后手紙的圖片見圖8(市售紙漿)圖9(用本發明方法生產的紙漿)。
分析結果在下面的表1中示出表1尺寸范圍 市售紙漿 本發明下限(mm2)上限(mm2) 總計 總計小于 0．30192480．30 0．4010 00．40 0．6014 00．60 0．800 00．80 1．001 01．00 1．501 01．50 2．001 02．00 3．002 03．00 4．000 04．00 5．000 05．00 10．00 0 010．0015．00 0 015．0025．00 0 025．0050．00 0 050．0075．00 0 075．00100．00 0 0100．00 或更大 0 0結果小結市售紙漿 本發明掃描次數 1 1在尺寸范圍＞0．33mm2內的物品數量 29 0大于0．3mm2的掃描平均數 1482．92ppm 0所測量的總區域 12597．79mm212597．79mm2所檢測所有物品的總區域43．47mm25．73mm2所檢測物品的特定份數 3450ppm 450ppm按照本發明加工的紙漿樣品整個不可見的表面雜質大于0．30mm2的尺寸，而市售紙漿樣品總共具有13％的雜質。
例3從例1來的60000磅紙漿添加到具有白液和黑液混合物的蒸煮器中，紙漿與藥液比率為10．5以及加入為干纖維重量20％的堿，液體混合物包括4100加侖的白液和11900加侖的黑液，黑液包含一些殘余堿，它基本上作為達到所需要液體與纖維比率的稀釋劑。在145℃蒸煮75分鐘，在特定溫度下蒸煮120分鐘。用一系列的篩網洗漿機凈化蒸煮后紙漿以及依次用氯，過氧化物和二氧化氯漂白蒸煮后的紙漿。
例4試運轉1造紙機試運轉約進行了21／4小時，其中，按照本發明生產的除雜后回用纖維以5％的重量百分數裝入網前箱中，逐步從5％升到30％用10％和30％的回用后纖維量制成0．018英寸漂白的刮布涂布紙的試驗卷筒。
將試驗品與控制(在試驗前或后有規律地生產)的具有10％和30％的回用后纖維含量相比較，在30％的回用纖維值中，用視覺平滑度來比較的塵埃值從一級轉為二級，同時在回用纖維從造紙機網前箱內排出后還將持續一段時間。試驗品上的平滑度數值一般比控制的要高。結果示出在試運轉1的表上。
試運轉2用約11／2小時進行造紙機試運轉，其中，按本發明生產的具有5％以及依次升至12％的除雜質回用的纖維裝入網前箱內。制成具有0．104英寸涂布無菌(FDA)(美國食品與醫藥管理處)級漂白紙制成的六個卷筒。
用12％回用纖維的試驗品與控制(在試驗之后有規律地生產出的)的相比較，試驗品具有可比較的塵埃和視覺平滑度值。結果見試運轉2的表。
在試驗和控制之間比較所有的試驗值，試驗品的邊部毛細管，卷曲，亮度和折疊均較佳，而粘合，ZDT挺度和IGT較低。較低的強度由要跟隨運轉的回用纖維試驗部分的低的內粘結試驗所影響，而機器控制系統將為此做調節。
機器操縱者很容易地在造紙機上看到回用纖維試驗品與試驗之前和之后生產出的有規律產品相比較的評述。
試運轉3用約11／2小時進行選紙機試運轉，其中，在整個運轉中，被控制在10％的按本發明生產的除雜質后漂白了的回用纖維裝入網前箱內。用10％回用后纖維含量制成0．012英寸刮刀涂布偏置板的試驗品總重為20噸。
用10％回用后纖維含量制成的試驗品與控制(在試驗之前有規律生產)的相比較，在兩者間的視覺平滑度和塵埃值是可比較的。結果見試運轉3的表。
在試驗和控制之間比較其它的試驗值，試驗品的密度，粘結，IGT和MD挺度較高，而厚度和亮度較低。
用在試驗品上的配料與在試驗之前制成的有規律產品相比具有更多的松木。這是有意的，因為存在精磨機問題，因此高的松木含量能確保滿足內粘結特性。
試運轉4用約11／4小時來進行造紙機試運轉，其中，在整個運轉中，被控制在10％的按本發明生產的除雜質后漂白了的回用纖維裝入網前箱內。用0．020英寸刮刀涂布絕干板制成的總重為9噸的試驗品被用于制造冷凍食品包裝物。
用10％回用后纖維含量的試驗品與控制的具有在試驗之前生產的12個有規律卷筒相比較，試驗品的視覺平滑度較高，而在試驗品與卷筒之間試驗品的塵埃值是可比較的。結果見試運轉4的表。
在試驗與控制間比較其它的試驗值，試驗品具有較高的ZDT，而顏色，b值較低。在兩者之間的其它試驗平均值還可比較。
試運轉1塵埃值有規律試驗 TAPPI(美國制漿 視覺平滑度 配料造紙技術協會)平均值平均值平均值 回用后纖維控制試驗前 14 1—1—1—試驗10％回用 14 1—1—110％試驗30％回用 15 2—2—230％試驗后控制 15 2—2—2—試運轉2塵埃值有規律試驗 TAPPI視覺平滑度 配料平均值 范圍 平均 平均值回用后纖維控制 1 6—10 8 2—2—2—試驗 1 5—10 7 2—2—212％試運轉3塵埃值有規律試驗TAPPI 視覺平滑度 配料平均值范圍 平均值平均值回用后纖維控制 1 — 7 2—2—2 —試驗 1 — 7 2—2—2 10％試運轉4塵埃值有規律試驗 TAPPI 視覺平滑度 配料平均值 范圍平均值平均值回用后纖維控制 1 3—9 6 2—2—2 —試驗 1 — 7 4—3—4 10％按照本發明的用OCC制成的65000磅紙漿添加到具有4000加侖白液和11，000加侖黑液的蒸煮器內。分批蒸煮2小時以達到一最高溫度143—144℃(289—292°F)時在44PSIG(磅／英寸2)再蒸煮75分鐘。在蒸煮后通入蒸汽以用9分鐘以上時間使蒸煮器放漿。與占重量相混合后紙漿在一造紙機上運轉以產生涂布產品的三個卷筒。按照TAPPI標準T437cm—85來審查涂布產品的塵埃，用Optomax Speck—Cheek掃描儀測定在白襯上的塵埃點。這一結果與在試驗前或后在造紙機上產生的卷筒的結果相比較，相比較的卷筒使用了含有新鮮纖維的紙漿。這些試驗結果表示如下塵埃＞0．3mm2每單位面積上PPM平均值涂布刮刀刮痕試驗之前制12卷筒 4．8 020％回用OOC制3卷筒5．5 0試驗之后制26卷筒 5．0 0包含回用OCC的紙的較高的塵埃量勉強合格，同時它恰好在標準內能在高速度下無漿道(條痕)或無刮痕地生產合格的商用產品。
例6按照本發明生產的60000磅回用OCC紙漿被添加到具有4000加侖白液和12000加侖黑液的蒸煮器內。分批蒸煮2小時，達到最高溫度135℃(275°F)再蒸煮75分鐘。總的液體與干纖維的比率為10．5。在蒸煮后加入蒸汽以用9分鐘以上時間使蒸煮器放漿。蒸煮后紙漿被篩選和漂白，并與占重量10％的新鮮硬木蒸煮后的紙漿相混合。相混合后的紙漿在造紙機上運轉以產生涂布產品的2個卷筒，卷筒上塵埃按照上述的用PAPPI標準T437om—85來加以檢測。相比較的試驗結果表示如下。
塵埃＞0．3mm2每單位面積PPM平均值 涂布刮刀刮痕試驗前制9卷筒 7．5010％回用OOC制2卷筒 7．50試驗后制9卷筒 3．70含有回用的OOC的產品的試驗結果基本上與在添加回用的OOC之前生產的產品試驗結果相同。所有的產品恰好在合格的商用范圍內。
權利要求
1．一種用于無刻線和條紋的刮刀涂布紙的纖維紙漿，其特征在于所述纖維紙漿是由含有每單位面積上大于0．05mm2的固態非纖維雜質小于20ppm的并包括至少占重量10％的含有回用瓦楞箱的回用紙的配料制成，其中所述纖維紙漿是由回用紙通過下列工藝制造的a)將大量的含有木素、纖維素纖維和固態非纖維雜質的要回用的包括瓦楞的紙與含水液體相混合以生成具有占重量9—15％固體含量的稀漿，并在小于65．5℃溫度下在一低剪切混合器內攪拌該稀漿，攪拌時間足以將木素纖維與固體雜質相分開而又不顯著降解這些固態雜質，然后依次地，b)通過予定直徑的孔，將大于5mm2的稀漿中的大的雜質排出，c)將比重大于1的稀漿中的雜質排出，d)將稀漿通過予定尺寸孔，使尺寸大于2—3mm2的稀漿中的中等雜質排出，e)將稀漿中的砂子排出，f)將稀漿通過予定寬度的加長狹縫，使尺寸至少為0．15mm2的稀漿中的細雜質排出，g)由離心裝置將比重小于1的雜質從稀漿中排出，h)使稀漿脫水以生成水含量為30—60％的濕的松散脆紙漿，i)在蒸煮藥液中蒸煮紙漿，蒸煮時間和溫度足以水解與紙漿直接結合的木素纖維的大部分，其中蒸煮在121—150℃峰值溫度范圍進行；j)將蒸煮后的紙漿與廢蒸煮藥液相分離。
2．一種用于無刻線和條紋的刮刀涂布紙的紙，其特征在于，該紙是由每單位面積上大于0．05mm2的固態非纖維雜質小于20ppm的并包括至少占重量10％的含有回用瓦楞箱的回用紙的配料制成，其中制造所述紙的所述的纖維紙漿是由回用紙通過下列工藝制造a)將大量的含有木素、纖維素纖維和固態非纖維雜質的要回用的包括瓦楞箱的紙與含水液體相混合以生成具有占重量9—15％固體含量的稀漿，并在小于65．5℃溫度下在一低剪切混合器內攪拌該稀漿，攪拌時間足以將木素纖維與固體雜質相分開而又不顯著降解這些固態雜質，然后依次地，b)通過予定直徑的孔，將大于5mm2的稀漿中的大的雜質排出，c)將比重大于1的稀漿中的雜質排出，d)將稀漿通過予定尺寸孔，使尺寸大于2—3mm2的稀漿中的中等雜質排出，e)將稀漿中的砂子排出，f)將稀漿通過予定寬度的加長狹縫，使尺寸至少為0．15mm2的稀漿中的細雜質排出，g)由離心裝置將比重小于1的雜質從稀漿中排出，h)使稀漿脫水以生成水含量為30—60％的濕的松散紙漿，i)在蒸煮藥液中蒸煮紙漿，蒸煮時間和溫度足以水解與紙漿直接結合的木素纖維的大部分，其中蒸煮在121—150℃峰值溫度范圍進行；i)將蒸煮后的紙漿與廢蒸煮藥液相分離，k)用分離的紙漿制備紙，所述紙包含至少占重量10％的可回用的互楞箱回用紙。
3．按權利要求2的紙，其特征在于，包含小于10ppm的固體雜質。
4．按權利要求2的紙，其特征在于，包含至少20％回用紙。
5．按權利要求2的紙，其特征在于，該紙是漂白紙。
全文摘要
公開了一種連續的、用回用廢紙生產高質量紙的方法,回用廢紙利用高濃度,低剪切制漿,接著跟隨一系列凈化步驟以產生一被蒸煮和非強制漂白的濕的發脆紙漿。生成的紙漿可單獨地在造紙機上運轉或與新鮮紙漿混合以生產出具有每單位面積上大于0.3mm
文檔編號D21H11/14GK1279314SQ00102328
公開日2001年1月10日 申請日期2000年2月15日 優先權日1992年4月6日
發明者M·A·漢克, L·T·穆爾卡希, R·S·彼得森, R·C·施特拉塞爾 申請人:韋斯瓦科公司