專利名稱：生產(chǎn)施膠紙或紙板的方法
根據(jù)權(quán)利要求1的序言，本發(fā)明涉及生產(chǎn)施膠紙或紙板的方法，在這種產(chǎn)品中，目的是通過對(duì)紙幅表面施膠以增強(qiáng)紙幅的強(qiáng)度。通常，膠料的主要成分是淀粉，施膠能夠大幅提高施膠紙幅的表面強(qiáng)度，降低其掉粉傾向并提高其撓曲勁度。
在對(duì)高級(jí)紙、波面紙板以及互楞成形的襯層紙幅的處理中，施膠是這些產(chǎn)品的制備過程中能夠充分控制最終產(chǎn)品強(qiáng)度的重要步驟。一般說來，膠料被施加到紙幅表面上，并且越來越多的用于多層產(chǎn)品的生產(chǎn)以及用于產(chǎn)品芯層的中間層。在高級(jí)印刷紙張中，膠料的作用是提高紙幅表面的印刷質(zhì)量，這一作用是通過例如給予產(chǎn)品較高的表面強(qiáng)度使其在印刷過程中的應(yīng)力下有較好的耐受力和降低其在復(fù)印機(jī)中的掉粉傾向?qū)崿F(xiàn)的。不同種類的淀粉通常用作膠料，并含有多種添加劑。但由于本發(fā)明未限定為任何具體的膠料組合物，本發(fā)明內(nèi)容中的膠料必須理解為是指所有的至少部分能被待處理的基礎(chǔ)紙幅吸收并用于提高基礎(chǔ)紙幅的強(qiáng)度的組合物。
廣義上的表面施膠是指用于提高紙和紙板紙幅強(qiáng)度的處理。紙幅處理劑通常是淀粉，其被制漿形成含水配料并通過蒸煮獲得粘性。此技術(shù)在某種程度上也使用特殊等級(jí)無需蒸煮的淀粉以及多種膠乳膠料。膠料的功能在于滲入待處理表面以將紙幅表面纖維結(jié)合為一個(gè)堅(jiān)固的基體。但被處理紙幅表面可能不會(huì)變粘，并且表面施膠并非用于將分層的紙幅互相粘結(jié)到一起。表面施膠在造紙業(yè)中最重要的用途在于通過膠料防止墨水在紙張上的毛細(xì)擴(kuò)散并降低紙張的毛絨傾向來提高印刷質(zhì)量。此外，還提高了紙幅的強(qiáng)度。在紙板工業(yè)中，表面施膠最重要的目的是提高紙幅強(qiáng)度。因此，在高強(qiáng)度紙板工業(yè)中經(jīng)常使用最大量的膠料來使其強(qiáng)度最大化。
然而，表面施膠的目的并非是在待處理的表面上形成不同的一層，相反，膠料應(yīng)滲入基礎(chǔ)紙幅中并將表面層纖維結(jié)合為均勻的一層。因此，膠料配料中的固含量通常保持較低。另外一個(gè)限制高固含量膠料配料的因素是因?yàn)槿绻毯吭黾?，?duì)淀粉膠料的操作會(huì)很困難并且其流動(dòng)性較差。顯然，表面施膠是區(qū)別于涂覆和其他在紙幅表面形成不同層的處理的技術(shù)。由于表面施膠和涂料顏料的使用無關(guān)，因此施加含顏料的配料必須參考涂覆或聯(lián)合處理。
通常情況下，膠料是作為低固含量的含水配料施加到紙幅上的。在提高用于生產(chǎn)高級(jí)紙張和紙板的機(jī)器效率方面，一個(gè)主要的復(fù)雜之處似乎是隨同膠料配料引入紙幅中的水的濾水性能有限。實(shí)際上，對(duì)于在生產(chǎn)線中生產(chǎn)紙張或紙板用的纖維配料的干燥構(gòu)成了造紙廠中能量預(yù)算的主要部分。由于用單臺(tái)干燥機(jī)只能從移動(dòng)的紙幅中除去有限的水，連續(xù)干燥設(shè)備的數(shù)目必須以與提高的紙幅速度成正比增加。較大數(shù)目的干燥設(shè)備，例如干燥筒，會(huì)大大增加造紙機(jī)的長(zhǎng)度，尤其是其價(jià)格，由此可能會(huì)提高生產(chǎn)紙板或高級(jí)紙的新高速生產(chǎn)線的價(jià)格從而使投資決定落空。另一方面，現(xiàn)有機(jī)器的紙幅速度受到所能夠達(dá)到的干燥能力的限制，從而使最大運(yùn)轉(zhuǎn)速度以及生產(chǎn)潛力受到限制。
本發(fā)明的目的是提供一種方法，這種方法能夠降低施膠紙或紙板生產(chǎn)中對(duì)干燥能力需求，因此有可能降低投資成本并縮短造紙作業(yè)線的長(zhǎng)度。
本發(fā)明的目的通過這樣的方式實(shí)現(xiàn)，即使用高固含量的膠料配料和/或施加少量的膠料，但卻以能夠給予最終產(chǎn)品以高強(qiáng)度的方式進(jìn)行施加。
更具體的，本發(fā)明方法的特征在于權(quán)利要求1的特征部分。
本發(fā)明具有突出優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明有可能大大縮短用于生產(chǎn)紙張和紙板的新機(jī)器設(shè)備的長(zhǎng)度。機(jī)器長(zhǎng)度的縮短以及機(jī)器元件數(shù)目的減少會(huì)大大降低投資成本。通過使用固含量高于傳統(tǒng)膠料配料的膠料配料進(jìn)行施膠，引入紙幅的水量在擠壓后較少，因此和只在擠壓后進(jìn)行施膠的方法相比，對(duì)于后干燥的需要大大減少。由于對(duì)每生產(chǎn)單元的后干燥能力的需要降低，最終產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力也會(huì)得到提高。
膠料可以用薄膜傳送壓力機(jī)施加，或直接施加到紙幅表面。此外，如果必要也可借助于軋輥、兩輥間輥隙擴(kuò)大的壓輥(extended-nippress roll)或壓帶機(jī)使膠料充分滲入紙幅。這種裝配比完全大小的薄膜傳送壓力機(jī)簡(jiǎn)單得多。另一方面，薄膜傳送壓力機(jī)已經(jīng)在本領(lǐng)域長(zhǎng)期使用，因此它們的功能已在本領(lǐng)域得到證明，并且在不同運(yùn)轉(zhuǎn)條件下它們都能夠提供優(yōu)良的可操縱性。此外，一臺(tái)薄膜傳送壓力機(jī)能夠同時(shí)處理紙幅的兩面，這就意味著在兩面施膠中，一臺(tái)薄膜傳送壓力機(jī)的成本約等于兩臺(tái)膠料施加機(jī)與壓力夾結(jié)合到一起的總成本。由于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所需的設(shè)備簡(jiǎn)單并且其在現(xiàn)有機(jī)器上所占面積小，因此本發(fā)明提供了一種能夠用最小的投資成本提高運(yùn)作機(jī)器的生產(chǎn)能力的新方法。由于對(duì)紙幅的潤(rùn)濕較少，因此造紙機(jī)或造紙板機(jī)的運(yùn)作能力就因紙幅較強(qiáng)的強(qiáng)度而得到提高。
本發(fā)明可以用于在干燥機(jī)下游的一點(diǎn)上對(duì)紙幅進(jìn)行一面或兩面施膠。然而，本發(fā)明方法最有利的是結(jié)合這樣的施膠技術(shù)使用，即其中膠料總量的一部分通過將膠料配料加入例如流漿箱中的紙漿中而施加到紙幅上，和/或作為表面膠料在擠壓過程中施加到濕的紙幅表面。
下面將借助示范性實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。
通常情況下，紙張和紙板的表面施膠用的是固含量很低的膠料配料并且需要施加大量配料到紙幅上。配料的固含量通常遠(yuǎn)低于10％，薄膜傳送施加中膠料的用量為10-20g/m2，而在膠料堰施加中，膠料的用量可能高達(dá)80g/m2。由于膠料的主要部分是水，因此表面施膠可能需要強(qiáng)干燥能力。根據(jù)本發(fā)明，施加到紙幅上的膠料配料的固含量至少為15％，優(yōu)選15-40％。甚至更高的固含量也可以考慮，其限制條件是現(xiàn)在本領(lǐng)域使用的膠料制備設(shè)備并不一定適合生產(chǎn)這種高固含量的膠料配料，此外，并非所有的施加設(shè)備都能夠施加這樣的配料。
如果施加到紙幅表面的膠料的固含量需要接近特定數(shù)值，則施加的膠料配料的量，也就是由薄膜傳送設(shè)備傳送的薄膜厚度就必須減小。施加到紙幅上的膠料的量?jī)?yōu)選不高于5g/m2，借此由膠料引入紙幅的額外的水量每平米也只有幾克。如此少量的水可以很容易地從紙幅上除去。已知薄膜傳送施膠裝置可以適用于施加很薄的層。因此，這種設(shè)備非常適合實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。由于膠料配料的高含量的固體有可能減少滲入紙幅的膠料，薄膜傳送施膠裝置的輥隙壓力可以用來使膠料充分滲入紙幅。必要時(shí)可對(duì)輥隙壓力進(jìn)行調(diào)整。
除了薄膜傳送壓力機(jī)外，一些其他的施膠方法和技術(shù)也可以使用，其中施膠后要在滾距壓力機(jī)(roll-nip press)、滾距擴(kuò)大的壓力機(jī)(exfended-nip press)或帶壓機(jī)中擠壓。在這里，特別適合用于本發(fā)明的施膠裝置是噴霧施膠裝置和MIKROJET施膠裝置，兩者都能施加光滑和重量輕的層。MIKROJET施膠裝置的結(jié)構(gòu)在專利出版物WO01/02098中進(jìn)行了描述，它包括一塊有大量小孔的板，施加的劑通過小孔傳送。這種設(shè)備在加工方向的橫向上進(jìn)行均勻的施膠，并可用于控制施加很少量的膠料或其他紙幅處理劑。由于安裝在緊挨紙幅處的設(shè)備支撐裝置僅僅是一個(gè)截面積很小的梁，因此MIKROJET施膠裝置可以很容易地安裝在造紙機(jī)上所需要的位置上。另外一項(xiàng)控制膠料對(duì)紙幅的滲入的技術(shù)是調(diào)節(jié)施膠裝置和壓力夾之間在加工方向上的距離。
由于本發(fā)明用很少量的施加配料進(jìn)行施膠，重要的一點(diǎn)就是施加的量不允許變動(dòng)。在薄膜傳送施膠裝置中，膠料的分布和施加膠料的量由光滑和測(cè)量傳送輥表面形成的薄膜的刮刀控制。測(cè)量的膠料的量基于刮刀的負(fù)荷量受到控制，而加工方向的模向上的分布通過安裝作用于刮刀的螺桿進(jìn)行調(diào)整。為了安裝這樣一個(gè)控制系統(tǒng)，需要知道實(shí)際粘附到紙幅上的膠料的量。由于膠料配料所含的水被紙幅吸收，使用例如傳統(tǒng)的涂層重量測(cè)量計(jì)不能直接測(cè)出膠料的重量。然而，膠料的分布可以通過測(cè)定紙幅的含濕量進(jìn)行測(cè)量，為此，紙幅的含濕量必須在施膠前后測(cè)量，這樣才能由測(cè)量結(jié)果的差額推斷出加水量。而粘附到紙幅上的膠料固體可以由膠料配料的固含量進(jìn)行計(jì)算。測(cè)量施加的膠料量的備選技術(shù)是將施膠輥處于紅外輻射下，并同時(shí)對(duì)于輥表面上經(jīng)過測(cè)量的膠料薄膜中的輻射的衰減進(jìn)行檢測(cè)。借助于上述測(cè)量結(jié)果，有可能控制刮片或刮刀的負(fù)荷量。顯然，如果除薄膜傳送壓力機(jī)外還要使用其他類型的施膠裝置，則分布控制系統(tǒng)必須和所使用的施膠裝置兼容。但使用的測(cè)量和控制裝置和上述裝置相似。同樣的測(cè)量結(jié)果也可以用于控制加工方向的橫向上的和加工方向上的分布，借此可以控制膠料總重量。
施加高固含量的膠料配料并因此而減少施加的膠料配料的量的最大優(yōu)點(diǎn)是在將膠料施加到干紙幅上時(shí)實(shí)現(xiàn)的，這就意味著在造紙機(jī)或造紙板機(jī)中，表面施膠在干燥后發(fā)生。這樣，施膠后的后干燥只需要最弱的干燥能力，并且后干燥設(shè)備可以較短并以低成本運(yùn)作。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)紙或紙板的表面施膠紙幅的方法，此方法包括將含水膠料配料施加到紙幅的至少一面的步驟，其中所施加的含水膠料配料的固含量至少為15％，特征在于膠料配料作為施加到紙幅上的含水膠料配料以不高于5g/m2的量施加到紙幅的一面上。
2.權(quán)利要求1的方法，特征在于膠料配料的固含量為15-40％。
3.權(quán)利要求1或2的方法，特征在于用薄膜傳送壓力機(jī)將膠料配料施加到紙幅的至少一面。
4.權(quán)利要求3的方法，特征在于用薄膜傳送壓力機(jī)將膠料配料同時(shí)施加到紙幅的兩面，其中施加到紙幅上的膠料配料總量為10g/m2。
5.權(quán)利要求1或2的方法，特征在于膠料配料用噴霧施膠裝置或MIKROJET施膠裝置施加到紙幅上。
6.權(quán)利要求5的方法，特征在于為了保證膠料的滲入，用在施膠位置下游的夾子對(duì)紙幅進(jìn)行擠壓。
7.權(quán)利要求6的方法，特征在于通過調(diào)節(jié)施膠裝置和壓力夾之間在加工方向上的距離來控制膠料對(duì)紙幅的滲入。
8.上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，特征在于粘附到紙幅上的膠料配料的重量分布至少在紙幅的加工方向橫向上進(jìn)行測(cè)量，并且基于測(cè)量結(jié)果對(duì)施膠裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
9.上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，特征在于施加的膠料配料含有蒸煮過的淀粉。
全文摘要
公開了一種生產(chǎn)紙或紙板的表面施膠紙幅的方法，此方法包括將含水膠料配料施加到紙幅的至少一面的步驟。根據(jù)該方法，所施加的膠料配料的固含量至少為15％，膠料配料作為施加到紙幅上的含水膠料配料以不高于5g/m
文檔編號(hào)D21H23/00GK1522328SQ02813392
公開日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2002年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月3日
發(fā)明者J·利波寧, J·格倫, J 利波寧 申請(qǐng)人:美特索造紙公司