[发明专利]高游离度浆的生产方法

说明书

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。

技术领域

一方面，本发明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。

背景技术

机械和化学-机械磨浆技术是已知的。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1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。

发明内容

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℃-192℃）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是根据本发明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是示出本发明的示例性实施例与比较例的漂白后亮度的图表。

图14是示出本发明的示例性实施例与比较例的亮度增益的图表。

图15是示出本发明的示例性实施例与比较例的吸收容量与浆游离度的图表。