CN108291365A - 用于制造纤维料幅的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造纤维料幅、尤其包装纸幅的设备，所述设备具有至少一个流浆箱、用于为通过流浆箱置入的纤维悬浮液脱水并且用于由纤维悬浮液构成纤维料幅的筛网部、用于使纤维料幅进一步脱水的压榨部和用于干燥纤维料幅的干燥部。在此，设有淀粉上浆件，通过所述淀粉上浆件能够在至少一个流浆箱之前、在至少一个流浆箱中、在至少一个流浆箱的纸浆射流中和/或最晚在至少一个流浆箱之后的筛网部中，使淀粉进入纤维悬浮液中或者由相应流浆箱产生的纸浆射流中或者涂覆在纤维料幅上。所述筛网部可以包括单层或多层的成型器。所述压榨部包括至少一个沿料幅运行方向延长的压区、尤其至少一个靴式压区。所述干燥部配置有高效干燥机。

Description

用于制造纤维料幅的设备和方法
本发明涉及一种用于制造纤维料幅、尤其包装纸幅的设备，所述设备具有至少一个流浆箱、用于为通过流浆箱置入的纤维悬浮液脱水并且用于由纤维悬浮液构成纤维料幅的筛网部、用于使纤维料幅进一步脱水的压榨部和用于干燥纤维料幅的干燥部。本发明还涉及一种用于制造纤维料幅、尤其包装纸幅的方法。
同纸板一样，包装纸在实践中构成包装材料的绝大部分。包装纸是可广泛应用、洁净且柔韧的。所有类型的瓦楞纸、用于纸袋的牛皮纸、传统棕色包装纸和甚至石膏板的饰面层均属于包装纸。其通常具有较高的废纸比例。波形材料在瓦楞纸制造中作为中间层嵌在两个饰面层、也即应用在瓦楞纸包装或纸板的内侧和外侧的两个层之间。其通常由100％的废纸制成。通过涂覆淀粉实现所需的强度。用于制造瓦楞纸的纸张总称是瓦楞纸纸张或瓦楞纸原纸(盒纸板)。纸张被分成“饰面纸”(牛皮纸和白卡纸)和“瓦楞纸”。在此，瓦楞纸被分成“瓦楞芯纸”和“波形材料”。瓦楞芯纸是具有至少65％半化学浆的瓦楞纸。瓦楞纸由100％的废纸材料制成。无论是饰面纸还是瓦楞纸都或者单层或者双层地制造。单位面积质量在90至400g/m2的范围内。
上述类型的设备是已知的，其中在滚筒干燥部中的干燥效率受限并且由于场地原因不可能延长干燥部的情况下，为了提高干燥效率而使用高效干燥罩形式的冲击流干燥器。冲击流干燥器是高效干燥机，其中，纤维料幅至少在一侧被热空气射流和/或热蒸汽射流冲击。
本发明所要解决的技术问题在于，提供上述类型的适用于制造包装纸和尤其制造瓦楞纸原纸的设备，其中，在确保尽可能高的干物质含量、尽可能良好的料幅导引以及最终产品的尽可能好的品质、尤其最终产品的高强度的情况下，保证投资和运行成本的最小化以及设备总长度的最小化。此外还提供适用于制造包装纸和尤其制造瓦楞纸原纸的方法。
所述技术问题通过具有权利要求1的技术特征的设备和具有权利要求20的技术特征的方法解决。根据本发明的设备的优选实施方式以及根据本发明的方法的优选设计方式由从属权利要求、说明书以及附图给出。
提供一种按照本发明的用于制造纤维料幅、尤其包装纸幅的设备，所述设备具有至少一个流浆箱、用于为通过流浆箱置入的纤维悬浮液脱水并且用于由纤维悬浮液构成纤维料幅的筛网部、用于使纤维料幅进一步脱水的压榨部和用于干燥纤维料幅的干燥部。在此，设有淀粉上浆件，通过所述淀粉上浆件能够在至少一个流浆箱之前、在至少一个流浆箱中、在至少一个流浆箱的纸浆射流中和/或最晚在至少一个流浆箱之后的筛网部中，使淀粉进入纤维悬浮液中或者由相应流浆箱产生的纸浆射流中或者涂覆在纤维料幅上。所述筛网部包括单层或多层的成型器。所述压榨部包括至少一个沿料幅运行方向延长的压区、尤其至少一个靴式压区，并且所述干燥部配置有高效干燥机。
基于该构造，包装纸和尤其瓦楞纸壳纸能够经济性地、也即以较低投资和运行成本地制造。此外，设备或者说造纸机的总长度保持较小，从而使得所涉及的造纸机车间也能相应较小。这不仅实现相对较高的干物质含量和良好的料幅导引，而且还实现了最终产品的更高品质和尤其更高强度。通过加入淀粉实现所需的强度。如果淀粉至少部分在各个流浆箱之前已经被置入，那么例如可以在混合筐或类似部件中实现淀粉进料。如上所述，然而淀粉还可以至少部分地在各个流浆箱中和/或之后置入和/或最晚在筛网部或成型区中置入。分别根据筛网部是否包括单层或多层的成型器，可以通过设备制造单层或多层的纤维料幅。利用至少一个沿料幅运行方向延长的压区，基于较高的线性负载在压榨部之后形成相应更高的干物质含量。此外由于干燥部还配置有高效干燥机，实现了干燥效率的明显提高。
所述高效干燥机优选包括至少一个冲击流干燥器和/或至少一个红外干燥器。利用这种高效干燥机使纤维料幅至少在一侧被热空气射流和/或热蒸汽射流或被红外线辐射加载。如果这种高效干燥机尤其应用在干燥部的预干燥部的起始，通过由此形成的在预干燥部起始时的干燥强化，还能相应地提高在机器的恒定部或湿部中添加的淀粉或增强添加剂的效果。
有利的尤其还在于，所述筛网部包括夹网成型器。这种夹网成型器涉及具有双侧脱水的双筛网装置。在此，纤维悬浮液在离开流浆箱之后作为紧凑的射流被射入上部网和下部网之间的空隙或间隙中。
按照根据本发明的设备的另一种有利的实施方式，所述筛网部包括混合成型器，所述混合成型器具有预脱水区和与所述预脱水区邻接的双筛网件。
在这种混合成型器中，筛网装置以单网区开始，所述单网区邻接有双网区。纤维悬浮液通常如在长网中一样流向下部网。最初的脱水在一侧、优选通过下部网进行。随后则开始双侧的脱水段。
成型器尤其可以包括至少基本上水平的脱水段。
有利的尤其在于，所述压榨部包括两个沿料幅运行方向延长的压区、尤其靴式压区。在此，压榨区尤其可以包括双靴式压榨部或双Nipcoflex压榨机。双Nipcoflex压榨机的特征尤其在于相对较高的线性负载，由此在压榨部之后实现较高的干物质含量。这种双靴式压榨部除了高的压力冲击和由此高的干物质含量之外，还进一步具有持续支持穿过压榨部导引料幅的优点。
在用于纤维料幅的脱水的靴式压榨部中，压榨力不利用转动的滚锟和对应辊建立，而是稳态的压靴压向转动的对应辊。为实现这一点，柔韧的塑料罩围绕该压靴导引。在压靴与塑料罩之间为润滑而构成油膜。从纤维料幅挤出的水像在传统压榨部中那样排放到至少一个运行中的毡上。通过压靴的构造，所谓的压区可以明显长于传统压榨部，由此相应地增加了纤维料幅在压区中的停留时间。如上所述，双靴式压榨部除了高的压力冲击和由此高的干物质含量之外，还进一步具有持续支持穿过压榨部导引料幅的优点。
压榨部可以包括仅两个沿料幅运行方向延长的压区或者说仅两个靴式压区或仅所述双靴式压榨部。
有利的尤其还在于，各个靴式压区在靴式压榨辊和设有聚氨酯覆层的对应辊之间构造。在此，各个靴式压榨部的对应辊的聚氨酯覆层优选具有在10至40％范围内的开放表面。有利的尤其在于，各个靴式压榨部的对应辊的聚氨酯覆层具有在500至1500ml/m2范围内的存储容积。由此可以相应进一步提高在压榨部之后的干物质含量。
优选地，不可渗透的下部的输送带导引通过压榨部的沿料幅运行方向观察的第二或后方的压区。通过在压榨部的后方的压区的下部位置中使用这种传输带或输送带，尤其可以在较轻的克重范围内降低返潮并且由此尤其针对100g/m2以下的较轻克重提高干物质含量。
所述流浆箱可以设计用于具有至少两个层的纤维悬浮液的分别输入。然而尤其也可以考虑根据本发明的设备的这种实施方式，其中，所述流浆箱设计用于具有至少三个层的纤维悬浮液的分别输入。
有利的尤其在于，所述流浆箱设有从流浆箱的流浆箱喷嘴突伸出的分隔片。突伸出的分隔片尤其实现了良好的分层和由此良好的覆盖品质、也即降低白卡纸的未染色的对应侧的透明度。
纤维料幅优选被持续支持地导引至干燥部的第一干燥筒，由此形成良好的料幅导引并且使料幅撕裂的风险减低至最小。
按照根据本发明的设备的另一种符合目的的实际的实施方式，干燥部至少部分设计具有钢筒。
钢筒受材料影响具有比铸铁筒更好的热传导。尤其在与更高的干燥网应力结合的情况下，可以实现热传递的进一步提高。
所述干燥部优选实施为＞5kN/m的干燥网应力，从而使该设备能够以＞5kN/m的干燥网应力在干燥部中运行，这如上所述地尤其在使用钢筒的情况下是有利的，并且相应地提高了热传递性。
根据本发明的设备可以设计用于制造多层的纤维料幅或用于制造多夹层的纤维料幅。
根据本发明的方法的特征在于，通过使用根据本发明的设备实施所述方法。
在此，按照根据本发明的方法的一种优选设计方式，使用用于制造瓦楞纸原纸幅的设备，其中，为了形成瓦楞纸原纸幅优选使用纤维材料，所述纤维材料由80至100％的回收纤维或废纸构成。由此能够例如制造白卡纸或波形材料纸。
根据本发明的机器方案按照优选特定的投资成本进行调整。在此，还应该考虑的情况在于，尤其用于制造包装纸的原料可以包含较高比例、部分或者说不超过100％比例的回收纤维材料。在此，为了将回收纤维材料作为原料制成包装纸，理想的运行速度还主要取决于原料的强度性能。那么原料的强度性能决定速度范围，在所述速度范围内能够以合理的机器效率运行。由此主要使撕裂数保持在经济上合理的范围内并且将机器的必要的停顿降低至最小。由于亚洲是包装纸的主要成长市场，应该考虑在该地方应用且能经济划算地获取的原料。为此适用于设备运行的速度范围在1100至1500m/min之间。由此还应考虑在白卡纸和波纹材料中更轻克重的趋势。
在用于特殊边界条件的理想的机器方案方面，尤其有利的是在使用双层流浆箱的情况下利用单层式成型器方案制造双层的产品、例如白卡纸。在此，突伸出的分隔片实现了良好的分层和由此良好的覆盖品质、也即降低白卡纸的未染色的对应侧的透明度。已表明的是，通过适当的速度与较轻的克重相结合，不再需要使用滚刀夹网成型器，并且所需的生产速率也能够利用具有更低脱水功率或产率的刀片夹网成型器实现。这种刀片夹网成型器可以尤其以水平的结构方式实施，从而通过框架有利于材料牵引设备的使用。与混合成型器相比，根据方案更高的纵向定向有利于页成型，以便能够利用最大的速度性能。由此受到不利影响的沿横向的强度能够通过添加剂、例如淀粉或特殊的或者说高价值的纤维材料补偿。在此可以将增强的添加剂、例如淀粉添加入原料中。所述添加要么在流浆箱之前、在流浆箱中进入纸浆射流，要么通过淀粉喷射管的形式进入成型部中。这在流浆箱或在纸浆射流中可以通过多层的流浆箱实现。
在设备或者说造纸机的继续运行中，具有高挤压冲击的压榨部是有利的，以便一方面实现较高的干物质含量，并且另一方面实现较高的页压实。这二者改进了页强度或者湿强度和由此机器的运行能力或运转能力。为此有利地将至少一个压区设计为靴式压部。适宜地可以使用双靴式压榨部。这种双靴式压榨部除了高的压力冲击和由此高的干物质含量之外还进一步具有持续支持穿过压榨部导引料幅的优点。
在较轻的克重范围内的适宜的变型方案在于，在压榨部的下方第二位置中使用传输带，由此减少返潮并且由此尤其针对100g/m2以下的较轻克重提高了干物质含量。
此外，简单制毡的压区在湿度横向分布方面是有利的。在压榨部的端部上良好的湿度横向分布实现了在机器的横向上均匀的料幅拉力特性，由此又改进了在干燥部的临界输出区域中的运行能力或运转能力。避免了湿度差和由此导致的料幅应力差和牵引褶皱。
在纤维料幅穿过干燥部的继续运行中，原则上尽可能高的热流是有利的，由此提高干燥效率并且与此同时降低干燥所需的长度和由此还降低整个机器以及机器厂房的长度。然而在此应注意的是，在干燥部的起始处过高的热流会带来料幅表面的封闭并且由此对于干燥效率来说是不利的并且甚至损伤页面。相应可能且合理的加热功率取决于原料和克重。特殊的包装纸在此不太敏感并且可以以相对陡的加热曲线被加载。
而且出于该原因在此可以使用钢筒，其具有由材料所致的比铸铁筒更高的热传导。此外这还可以与更高的干燥网应力相结合。在此，更高的网应力实现了热传递的进一步提高。有利地运行所述设备，从而使该干燥网应力在5至8kN/m的范围内。在此，该作用还不会对纸、尤其包装纸产生品质上的不利影响。此外，通常的具有接缝的干燥网仍能承受所述应力。最后，用于其他部件、例如拉网器、调节件和滚辊的尺寸制定的费用增加仍相对温和，并且与使用更快速、更高效的干燥部相比在经济上是合理的。
此外，在预干燥部起始时的剧烈干燥对于加入机器的恒定部分和湿部中的淀粉或其他增强添加剂的效果是有利的。该效果可以有目的地进一步增强，即在预干燥部的起始处使用高效干燥机、例如冲击流干燥罩。在此例如两个至六个干燥罩在经济上和造纸技术上是合理的，以便在投资和运行成本合适的情况下实现强度增加的效果。
以下根据实施例结合附图对本发明进行更详尽的阐述，在附图中：
图1示出根据本发明的用于制造纤维料幅、尤其用于制造包装纸幅的设备的示例性实施方式的示意图，和
图2示出根据本发明的设备的另一种示例性实施方式的筛网部的示意图。
图1示出根据本发明的用于制造纤维料幅、尤其用于制造包装纸幅的设备10的示例性实施方式的示意图。
所述设备10包括至少一个流浆箱12、用于为通过流浆箱12引入的纤维悬浮液脱水并且用于由纤维悬浮液构成纤维料幅的筛网部14、用于纤维料幅的进一步脱水的压榨部16和用于干燥纤维料幅的干燥部18。此外在干燥部18之后还可以连接有卷绕机20，用于将干燥后的、制备完成的纤维料幅卷起。
设有淀粉上浆件，通过所述淀粉上浆件在至少一个流浆箱12之前、在至少一个流浆箱12的纸浆射流中和/或最晚在至少一个流浆箱12之后的筛网部14中使淀粉进入纤维悬浮液中或由各个流浆箱12形成的纸浆射流中或涂覆在纤维料幅上。
筛网部14包括单层或多层的成型器。压榨部16包括至少一个沿料幅运行方向L延长的压区22、尤其至少一个靴式压区。干燥部18配置有(未示出的)高效干燥机。
由于筛网部14包括单层或多层的成型器，可以制成单层或多层的纤维料幅。利用各个延长的压区22相应提高了纤维料幅在压区中的停留时间，从而由此在压榨部16中形成相应更高的干物质含量。利用高效干燥机进一步提高了干燥部的干燥效率。
在此高效干燥机可以包括至少一个冲击流干燥器和/或至少一个红外干燥器。冲击流干燥器是高效干燥机，其中，纤维料幅至少在一侧被热空气射流和/或热蒸汽射流冲击。
如根据图1所示，筛网部14在此情况下包括混合成型器，所述混合成型器具有预脱水区26和与预脱水区连接的双筛网件24。在这种混合成型器中，筛网装置以单网区开始，所述单网区邻接双网区。纤维悬浮液通常像在长网中一样流向下部网。最初的脱水在一侧、在此通过下部网进行。随后则开始双侧的脱水段。此外如根据图1所示，成型器包括至少基本上水平的脱水段。
压榨部16在此情况下包括两个沿料幅运行方向L延长的压区、尤其靴式压区。在此，压榨部16尤其可以包括双靴式压榨部或双Nipcoflex压榨机。双Nipcoflex压榨机的特征尤其在于相对较高的线性负载，由此在压榨部之后实现较高的干物质含量。这种双靴式压榨部除了高的压力冲击和由此高的干物质含量之外还进一步具有持续支持穿过压榨部的料幅导引的优点。
在用于纤维料幅脱水的靴式压榨部中压榨力不是利用旋转的滚锟和对应辊被构建，而是稳态的压靴压向旋转的对应辊。柔性的外罩围绕压靴导引。在压靴与柔性的外罩之间为润滑而构建油膜。从纤维料幅挤出的水如在传统压榨部中那样排放到至少一个运行中的毡上。通过压靴的构造，所谓的压区可以明显长于传统压榨部，由此相应地增加了纤维料幅在压区中的停留时间。
在此情况下压榨部16可以包括仅两个沿料幅运行方向L延长的压区22或者仅两个靴式压区或仅有双靴式压榨部。
每个靴式压区22可以在靴式压榨辊与设有聚氨酯覆层的对应辊之间构成。在此，各个靴式压榨部的对应辊的聚氨酯覆层具有优选10至40％之间范围内的开放表面和尤其500至1500ml/m2之间范围内的存储容积，由此能够进一步提高压榨部之后的干物质含量。
不可渗透的下部的输送带30能够导引经过压榨部16的沿料幅运行方向L观察的第二或最后的压区22。通过在压榨部16的最后压区22的下部位置中使用这种传输带或输送带30，尤其可以在较轻的克重范围内降低返潮并且由此尤其针对100g/m2以下的较轻克重提高干物质含量。
流浆箱12可以构造用于具有至少两个层或尤其具有三个层的纤维悬浮液的分别输入。
此外，流浆箱12可以设有从流浆箱的流浆箱喷嘴突伸出的分隔片。突伸出的分隔片尤其实现了良好的分层和由此良好的覆盖质量、也即尤其降低白卡纸的未染色的对应侧的透明度。
纤维料幅可以被持续支持地导引至干燥部的第一干燥筒30，由此形成良好的料幅导引并且使料幅撕裂的风险减低至最小。干燥部18可以至少部分设计为钢筒。钢筒受材料影响具有比铸铁筒具有更好的热传导性。此外，干燥部可以实施用于＞5kN/m的干燥网应力，从而使干燥网能够以相应较高的应力尤其绕钢筒导引。通过使用钢筒能够由此在与更高的干燥网应力相结合的情况下进一步提高热传递。
设备10尤其可以实施用于制造多层和/或多夹层的纤维料幅。
设备10尤其适用于制造包装纸幅，其中，该设备尤其可以用于制造瓦楞纸原纸幅。在此，为了形成这种瓦楞纸原纸幅尤其使用纤维材料，所述纤维材料由80至100％的回收纤维或废纸组成。
图2示出根据本发明的设备10的另一种示例性实施方式的筛网部14的示意图，所述设备与根据图1的设备相比主要区别仅在于，筛网部14实施为夹网成型器，并且由此缺少预脱水区，并且双筛网件24由此直接设置在流浆箱12上。此外设备10还可以至少也实施为如根据图1所述的设备。为相互对应的部件配置相同的附图标记。
附图标记清单
10 设备
12 流浆箱
14 筛网部
16 压榨部
18 干燥部
20 卷绕机
22 压区、靴式压区
24 双筛网件
26 预脱水区
28 输送带
30 干燥筒

Claims (16)

1.一种用于制造纤维料幅、尤其包装纸幅的设备(10)，所述设备具有至少一个流浆箱(12)、用于为通过流浆箱(12)置入的纤维悬浮液脱水并且用于由纤维悬浮液构成纤维料幅的筛网部(14)、用于使纤维料幅进一步脱水的压榨部(16)和用于干燥纤维料幅的干燥部(18)，其中，设有淀粉上浆件，通过所述淀粉上浆件能够在至少一个流浆箱(12)之前、在至少一个流浆箱(12)中、在至少一个流浆箱(12)的纸浆射流中和/或最晚在至少一个流浆箱(12)之后的筛网部(14)中，使淀粉进入纤维悬浮液中或者由相应流浆箱(12)产生的纸浆射流中或者涂覆在纤维料幅上，所述筛网部(14)包括单层或多层的成型器，所述压榨部(16)包括至少一个沿料幅运行方向(L)延长的压区(22)、尤其至少一个靴式压区，并且所述干燥部(18)配置有高效干燥机。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述高效干燥机包括至少一个冲击流干燥器和/或至少一个红外干燥器。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述筛网部(14)包括夹网成型器。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述筛网部(14)包括混合成型器，所述混合成型器具有预脱水区(26)和与所述预脱水区邻接的双筛网件(24)。
5.根据上述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，成型器包括至少基本上水平的脱水段。
6.根据上述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，所述压榨部(16)包括两个沿料幅运行方向(L)延长的压区、尤其靴式压区。
7.根据上述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，各个靴式压区(22)在靴式压榨辊和设有聚氨酯覆层的对应辊之间构造。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，各个靴式压榨部的对应辊的聚氨酯覆层具有在10至40％范围内的开放表面。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，各个靴式压榨部的对应辊的聚氨酯覆层具有在500至1500ml/m2范围内的存储容积。
10.根据上述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，所述流浆箱(12)设计用于具有至少两个层和尤其具有三个层的纤维悬浮液的分别输入。
11.根据上述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，所述流浆箱(12)设有从流浆箱的流浆箱喷嘴突伸出的分隔片。
12.根据上述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，所述干燥部实施为＞5kN/m的干燥网应力。
13.根据上述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，所述设备设计用于制造多层的纤维料幅。
14.根据上述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，所述设备设计用于制造多夹层的纤维料幅。
15.一种用于制造纤维料幅、尤其包装纸幅的方法，使用根据上述权利要求中任一项所述的设备(10)实施所述方法。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用用于制造瓦楞纸原纸幅的设备(10)，其中，为了形成瓦楞纸原纸幅优选使用纤维材料，所述纤维材料由80至100％的回收纤维或废纸构成。
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