CN1250815C - 生产施胶纸或纸板的方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种生产纸或纸板的表面施胶纸幅的方法，此方法包括将含水胶料配料施加到纸幅的至少一面的步骤。根据该方法，所施加的胶料配料的固含量至少为15%，胶料配料作为施加到纸幅上的含水胶料配料以不高于5g/m2的量施加到纸幅的一面上。
Description
根据权利要求1的序言，本发明涉及生产施胶纸或纸板的方法，在这种产品中，目的是通过对纸幅表面施胶以增强纸幅的强度。通常，胶料的主要成分是淀粉，施胶能够大幅提高施胶纸幅的表面强度，降低其掉粉倾向并提高其挠曲劲度。
在对高级纸、波面纸板以及互楞成形的衬层纸幅的处理中，施胶是这些产品的制备过程中能够充分控制最终产品强度的重要步骤。一般说来，胶料被施加到纸幅表面上，并且越来越多的用于多层产品的生产以及用于产品芯层的中间层。在高级印刷纸张中，胶料的作用是提高纸幅表面的印刷质量，这一作用是通过例如给予产品较高的表面强度使其在印刷过程中的应力下有较好的耐受力和降低其在复印机中的掉粉倾向实现的。不同种类的淀粉通常用作胶料，并含有多种添加剂。但由于本发明未限定为任何具体的胶料组合物，本发明内容中的胶料必须理解为是指所有的至少部分能被待处理的基础纸幅吸收并用于提高基础纸幅的强度的组合物。
广义上的表面施胶是指用于提高纸和纸板纸幅强度的处理。纸幅处理剂通常是淀粉，其被制浆形成含水配料并通过蒸煮获得粘性。此技术在某种程度上也使用特殊等级无需蒸煮的淀粉以及多种胶乳胶料。胶料的功能在于渗入待处理表面以将纸幅表面纤维结合为一个坚固的基体。但被处理纸幅表面可能不会变粘，并且表面施胶并非用于将分层的纸幅互相粘结到一起。表面施胶在造纸业中最重要的用途在于通过胶料防止墨水在纸张上的毛细扩散并降低纸张的毛绒倾向来提高印刷质量。此外，还提高了纸幅的强度。在纸板工业中，表面施胶最重要的目的是提高纸幅强度。因此，在高强度纸板工业中经常使用最大量的胶料来使其强度最大化。
然而，表面施胶的目的并非是在待处理的表面上形成不同的一层，相反，胶料应渗入基础纸幅中并将表面层纤维结合为均匀的一层。因此，胶料配料中的固含量通常保持较低。另外一个限制高固含量胶料配料的因素是因为如果固含量增加，对淀粉胶料的操作会很困难并且其流动性较差。显然，表面施胶是区别于涂覆和其他在纸幅表面形成不同层的处理的技术。由于表面施胶和涂料颜料的使用无关，因此施加含颜料的配料必须参考涂覆或联合处理。
通常情况下，胶料是作为低固含量的含水配料施加到纸幅上的。在提高用于生产高级纸张和纸板的机器效率方面，一个主要的复杂之处似乎是随同胶料配料引入纸幅中的水的滤水性能有限。实际上，对于在生产线中生产纸张或纸板用的纤维配料的干燥构成了造纸厂中能量预算的主要部分。由于用单台干燥机只能从移动的纸幅中除去有限的水，连续干燥设备的数目必须以与提高的纸幅速度成正比增加。较大数目的干燥设备，例如干燥筒，会大大增加造纸机的长度，尤其是其价格，由此可能会提高生产纸板或高级纸的新高速生产线的价格从而使投资决定落空。另一方面，现有机器的纸幅速度受到所能够达到的干燥能力的限制，从而使最大运转速度以及生产潜力受到限制。
本发明的目的是提供一种方法，这种方法能够降低施胶纸或纸板生产中对干燥能力需求，因此有可能降低投资成本并缩短造纸作业线的长度。
本发明的目的通过这样的方式实现，即使用高固含量的胶料配料和/或施加少量的胶料，但却以能够给予最终产品以高强度的方式进行施加。
更具体的，本发明方法的特征在于权利要求1的特征部分。
本发明具有突出优点。
本发明有可能大大缩短用于生产纸张和纸板的新机器设备的长度。机器长度的缩短以及机器元件数目的减少会大大降低投资成本。通过使用固含量高于传统胶料配料的胶料配料进行施胶，引入纸幅的水量在挤压后较少，因此和只在挤压后进行施胶的方法相比，对于后干燥的需要大大减少。由于对每生产单元的后干燥能力的需要降低，最终产品在市场上的竞争力也会得到提高。
胶料可以用薄膜传送压力机施加，或直接施加到纸幅表面。此外，如果必要也可借助于轧辊、两辊间辊隙扩大的压辊(extended-nippress roll)或压带机使胶料充分渗入纸幅。这种装配比完全大小的薄膜传送压力机简单得多。另一方面，薄膜传送压力机已经在本领域长期使用，因此它们的功能已在本领域得到证明，并且在不同运转条件下它们都能够提供优良的可操纵性。此外，一台薄膜传送压力机能够同时处理纸幅的两面，这就意味着在两面施胶中，一台薄膜传送压力机的成本约等于两台胶料施加机与压力夹结合到一起的总成本。由于实现本发明所需的设备简单并且其在现有机器上所占面积小，因此本发明提供了一种能够用最小的投资成本提高运作机器的生产能力的新方法。由于对纸幅的润湿较少，因此造纸机或造纸板机的运作能力就因纸幅较强的强度而得到提高。
本发明可以用于在干燥机下游的一点上对纸幅进行一面或两面施胶。然而，本发明方法最有利的是结合这样的施胶技术使用，即其中胶料总量的一部分通过将胶料配料加入例如流浆箱中的纸浆中而施加到纸幅上，和/或作为表面胶料在挤压过程中施加到湿的纸幅表面。
下面将借助示范性实施方案对本发明作更详细的描述。
通常情况下，纸张和纸板的表面施胶用的是固含量很低的胶料配料并且需要施加大量配料到纸幅上。配料的固含量通常远低于10％，薄膜传送施加中胶料的用量为10-20g/m2，而在胶料堰施加中，胶料的用量可能高达80g/m2。由于胶料的主要部分是水，因此表面施胶可能需要强干燥能力。根据本发明，施加到纸幅上的胶料配料的固含量至少为15％，优选15-40％。甚至更高的固含量也可以考虑，其限制条件是现在本领域使用的胶料制备设备并不一定适合生产这种高固含量的胶料配料，此外，并非所有的施加设备都能够施加这样的配料。
如果施加到纸幅表面的胶料的固含量需要接近特定数值，则施加的胶料配料的量，也就是由薄膜传送设备传送的薄膜厚度就必须减小。施加到纸幅上的胶料的量优选不高于5g/m2，借此由胶料引入纸幅的额外的水量每平米也只有几克。如此少量的水可以很容易地从纸幅上除去。已知薄膜传送施胶装置可以适用于施加很薄的层。因此，这种设备非常适合实现本发明。由于胶料配料的高含量的固体有可能减少渗入纸幅的胶料，薄膜传送施胶装置的辊隙压力可以用来使胶料充分渗入纸幅。必要时可对辊隙压力进行调整。
除了薄膜传送压力机外，一些其他的施胶方法和技术也可以使用，其中施胶后要在滚距压力机(roll-nip press)、滚距扩大的压力机(exfended-nip press)或带压机中挤压。在这里，特别适合用于本发明的施胶装置是喷雾施胶装置和MIKROJET施胶装置，两者都能施加光滑和重量轻的层。MIKROJET施胶装置的结构在专利出版物WO01/02098中进行了描述，它包括一块有大量小孔的板，施加的剂通过小孔传送。这种设备在加工方向的横向上进行均匀的施胶，并可用于控制施加很少量的胶料或其他纸幅处理剂。由于安装在紧挨纸幅处的设备支撑装置仅仅是一个截面积很小的梁，因此MIKROJET施胶装置可以很容易地安装在造纸机上所需要的位置上。另外一项控制胶料对纸幅的渗入的技术是调节施胶装置和压力夹之间在加工方向上的距离。
由于本发明用很少量的施加配料进行施胶，重要的一点就是施加的量不允许变动。在薄膜传送施胶装置中，胶料的分布和施加胶料的量由光滑和测量传送辊表面形成的薄膜的刮刀控制。测量的胶料的量基于刮刀的负荷量受到控制，而加工方向的模向上的分布通过安装作用于刮刀的螺杆进行调整。为了安装这样一个控制系统，需要知道实际粘附到纸幅上的胶料的量。由于胶料配料所含的水被纸幅吸收，使用例如传统的涂层重量测量计不能直接测出胶料的重量。然而，胶料的分布可以通过测定纸幅的含湿量进行测量，为此，纸幅的含湿量必须在施胶前后测量，这样才能由测量结果的差额推断出加水量。而粘附到纸幅上的胶料固体可以由胶料配料的固含量进行计算。测量施加的胶料量的备选技术是将施胶辊处于红外辐射下，并同时对于辊表面上经过测量的胶料薄膜中的辐射的衰减进行检测。借助于上述测量结果，有可能控制刮片或刮刀的负荷量。显然，如果除薄膜传送压力机外还要使用其他类型的施胶装置，则分布控制系统必须和所使用的施胶装置兼容。但使用的测量和控制装置和上述装置相似。同样的测量结果也可以用于控制加工方向的横向上的和加工方向上的分布，借此可以控制胶料总重量。
施加高固含量的胶料配料并因此而减少施加的胶料配料的量的最大优点是在将胶料施加到干纸幅上时实现的，这就意味着在造纸机或造纸板机中，表面施胶在干燥后发生。这样，施胶后的后干燥只需要最弱的干燥能力，并且后干燥设备可以较短并以低成本运作。
Claims (18)
1.一种在造纸机或造纸板机中生产纸或纸板的表面施胶纸幅的方法，此方法包括：
将含水胶料配料施加到纸幅的至少一面，所施加的含水胶料配料的固含量至少为15％，胶料配料作为施加到纸幅上的含水胶料配料以不高于5g/m2的量施加到纸幅的一面上，并且在纸幅在造纸机或造纸板机中的干燥段干燥后将所述胶料配料施加到纸幅上；和
将胶料配料压到纸幅的表面之中。
2.权利要求1的方法，特征在于胶料配料的固含量为15-40％。
3.权利要求1的方法，特征在于用薄膜传送压力机将胶料配料施加到纸幅的至少一面。
4.权利要求3的方法，特征在于用薄膜传送压力机将胶料配料同时施加到纸幅的两面，其中施加到纸幅上的胶料配料总量为10g/m2。
5.权利要求1的方法，特征在于胶料配料用喷雾施胶装置或喷射施胶装置施加到纸幅上。
6.权利要求5的方法，特征在于为了保证胶料的渗入，用位于施胶位置下游的夹子对纸幅进行挤压。
7.权利要求6的方法，特征在于通过调节施胶和压力夹之间在加工方向上的距离来控制胶料对纸幅的渗入。
8.权利要求1的方法，特征在于粘附到纸幅上的胶料配料的重量分布至少在纸幅的加工方向的横向上进行测量，并且基于测量结果对施胶进行调节。
9.权利要求1的方法，特征在于施加的胶料配料含有蒸煮过的淀粉。
10.权利要求2的方法，特征在于用薄膜传送压力机将胶料配料施加到纸幅的至少一面。
11.权利要求10的方法，特征在于用薄膜传送压力机将胶料配料同时施加到纸幅的两面，其中施加到纸幅上的胶料配料总量为10g/m2。
12.权利要求2的方法，特征在于胶料配料用喷雾施胶装置或喷射施胶装置施加到纸幅上。
13.权利要求12的方法，特征在于为了保证胶料的渗入，用位于施胶位置下游的夹子对纸幅进行挤压。
14.权利要求13的方法，特征在于通过调节施胶和压力夹之间在加工方向上的距离来控制胶料对纸幅的渗入。
15.权利要求2的方法，特征在于粘附到纸幅上的胶料配料的重量分布至少在纸幅的加工方向的横向上进行测量，并且基于测量结果对施胶进行调节。
16.权利要求2的方法，特征在于施加的胶料配料含有蒸煮过的淀粉。
17.权利要求4的方法，特征在于粘附到纸幅上的胶料配料的重量分布至少在纸幅的加工方向的横向上进行测量，并且基于测量结果对施胶进行调节。
18.权利要求4的方法，特征在于施加的胶料配料含有蒸煮过的淀粉。
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