СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БУМАГИ И КАРТОНА, НАЧИНАЯ С МАКУЛАТУРЫ Российский патент 2002 года по МПК D21F11/00 D21F9/00 

Настоящее изобретение касается способа и установки для производства бумаги и картона. В частности, изобретение касается непрерывного производства с минимальным использованием воды и энергии, начиная с макулатуры.

Известно, что при производстве бумаги требуются большие количества воды. Обычно принятый способ содержит этап размачивания бумаги, осуществляемый в большом количестве воды, для отделения длинных натуральных волокон. Эти волокна впоследствии соединяют друг с другом посредством выпадения и легкого сжатия между тканями и войлоками. В заключение полученное таким образом изделие подвергают этапу сушки. Следовательно, кроме требуемого большого количества воды, имеются также большие затраты энергии, обусловленные необходимостью удаления воды из изделия, так и необходимостью длительного этапа обработки полученной таким образом загрязненной воды.

В публикации международной заявки WO 95/12020 раскрыт способ изготовления волокнистого листового материала посредством сухой укладки целлюлозных волокон на непрерывно движущейся основе с целью образования на ней слоя и достаточного смачивания слоя для формирования водородных связей. Однако полученное этим способом изделие нуждается в применении дополнительной обработки.

Главной целью настоящего изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков посредством создания способа и установки для производства бумаги, начиная с макулатуры, с небольшим количеством воды, предпочтительно без образования пропитывающей воды, которую нужно удалять, и с ограниченными затратами энергии.

Исходя из этой цели, в соответствии с изобретением разработан способ производства бумаги или картона, который включает этапы:
- измельчения макулатуры для уменьшения ее до частиц;
- укладывания частиц ровным слоем для образования мата;
- обрызгивания мата водой;
- воздействия на мат сжатием с давлением по меньшей мере выше 200 кг/см² и предпочтительно между 300 и 500 кг/см².

В соответствии с этим способом также создана установка для производства бумаги или картона, включающая:
- средство для измельчения макулатуры для уменьшения ее до частиц;
- первое средство распределения для укладывания частиц ровным слоем для образования мата;
- средство разбрызгивания для обрызгивания мата водой;
- средство прессования для подвергания мата сжатию с давлением по меньшей мере выше 200 кг/см² и предпочтительно между 300 и 500 кг/см².

Дополнительный способ производства бумаги и картона в соответствии с изобретением содержит этапы формирования мата, состоящего из двух слоев бумажных частиц с тонким слоем воды между ними, и сжатия мата с целью выдавливания воды наружу сквозь слои.

Для лучшего объяснения новаторских принципов настоящего изобретения и преимуществ, которые они дают по сравнению с прототипом, ниже приведен, посредством неограничивающего примера, возможный вариант осуществления, применяющий упомянутые принципы, со ссылкой на прилагаемый единственный чертеж.

На чертеже схематически показана установка 10 для производства бумаги в соответствии с изобретением.

Установка состоит из устройства 11 для создания бумажных фрагментов или порошка, которые направляются в первое распределительное устройство 12 для образования слоя 13 на ременном конвейере 14, проходящем близко к различным средствам распределения, разбрызгивания и прессования. Фрагменты можно уменьшить преимущественно до средних размеров, не превышающих 7 мм и предпочтительно составляющих от 2 до 5 мм. Устройство 15 разбрызгивания смачивает, преимущественно спрыскивающим распылением, образованный на мате слой таким образом, чтобы получить влажный мат или ленту. Можно предусмотреть второе распределительное устройство 16 для распределения на первом влажном слое второго слоя бумажных фрагментов или порошка, причем это средство расположено между средствами 15 разбрызгивания и средством 17 прессования. Таким образом, получают мат или ленту, которая образована из двух слоев бумажных фрагментов с тонким слоем воды между двумя слоями.

Лента из влажных бумажных фрагментов проходит в устройство 17 прессования, а из него выходит уплотненная лента 18.

Прессование происходит при давлениях, составляющих по меньшей мере 200 кг/см², и предпочтительно от 300 до 500 кг/см². Количество воды, распределенной по слою фрагментов, благоприятно выбирают таким образом, чтобы при сжатии из бумажной ленты не выжималось существенное количество воды. Например, установлено, что количество воды преимущественно должно быть ниже или равно одному литру на килограмм бумаги. При сжатии разбрызганная вода, находящаяся между слоями, принуждается проникать, по меньшей мере частично, в слои, и влажность бумажной ленты таким образом становится по существу равномерной по толщине ленты. Выходящая лента оказывается только слегка влажной.

Следует отметить, что полученная таким образом бумажная лента имеет превосходную когезию (сцепление), сравнимую с когезией бумаги, полученной традиционными способами, хотя она сделана из бумажных фрагментов.

Полученную таким образом ленту можно подвергнуть дополнительной операции прессования посредством роликов 19, расположенных после первого средства прессования, например, для обеспечения дополнительной обработки поверхности. Если остаточное удерживаемое количество воды считается все еще слишком большим, бумажную ленту можно подвергать дополнительному этапу 20 сушки посредством нагревания. Как только этапы производства бумаги будут завершены, бумагу можно намотать на катушку 21.

Распределение бумажных фрагментов для образования на мате двух слоев можно выполнять посредством наклонных вибрационных сит 22, 24, имеющих подходящие размеры отверстий, основанные на заданных размерах фрагментов. Возможные фрагменты более крупных размеров можно собирать в контейнеры 23, 25 у нижних концов сит для последующей рециркуляции и повторного направления в устройство 11 измельчения.

Устройство 11 измельчения или крошения может быть образовано из зубчатого вращающегося барабана 26, к которому подталкивается масса 27 макулатуры посредством пресса 28.

Измельченные бумажные частицы можно уподобить хлопьям; следовательно, они совершенно отличаются от целлюлозных волокон большей или меньшей длины, которые обычно оказываются необходимыми при производстве бумаги согласно известному уровню техники.

Бумажные частицы до того, как достигнут распределительных устройств 12, 16, можно также смешивать в смесителе 29 с другими частицами, изготовленными другим способом. Например, цвет изготавливаемой бумаги можно регулировать путем смешивания с частицами, образуемыми при измельчении бумажных частиц другого состава и источника.

Устройство 17 прессования и сдавливания бумажной ленты может преимущественно состоять из концевого участка 14 конвейера и вращающегося ремня 30, расположенного так, что имеет участок, обращенный к упомянутому концевому участку ремня 14 конвейера. Ремни 14 и 30 приводятся в движение с одной и той же скоростью, и обращенные друг к другу участки прижимаются друг к другу нажимными роликами 31, 32, расположенными лицевыми сторонами друг к другу на противоположных поверхностях ремней.

Материал ремней выбирают таким образом, чтобы он был проницаемым для воды или в любом случае способным обеспечивать возможность удаления воды из бумажной ленты, которая сжата между ремнями. Отсюда очевидно, что поставленные цели достигнуты.

Источник подачи воды может обеспечивать строго необходимое количество воды для правильного смачивания слоев. Сжатие вызывает прохождение воды сквозь слои изнутри наружу, выполняя совершенное проникание через слои. Остаточная влажность очень низкая и, если это необходимо, она может быть легко удалена быстрой сушкой с малым потреблением энергии. Посредством регулирования количества разбрызгиваемой воды можно добиться, чтобы фактически не оставалось нисколько воды, которую следовало бы извлекать.

Таким образом, большое потребление воды отсутствует и не требуются водоочистительные операции, которые являются специфическими для известного уровня техники.

Соответствующая изобретению установка очень простая, а ее изготовление и обслуживание простые и дешевые. Изготовление двух или больше слоев обеспечивает возможность изготовления бумаги и картона, имеющих различные характеристики поверхностей на двух подлежащих выполнению лицевых сторонах. Способ по изобретению можно приспособить для изготовления простой или двухсторонней бумаги или картона, состоящих либо из одного слоя, либо из наложенных слоев.

Толщину производимых слоев можно легко изменять и контролировать, например, посредством маскирования перфорированных поверхностей вибросит.

В отличие от известного уровня техники, установку можно легко и быстро останавливать и вновь запускать, для согласования, например, с рабочими сменами, обычными и экстраординарными требованиями к техническому обслуживанию, управлениями и изменениями производства и т.д.

Ясно, что приведенное выше описание варианта осуществления, применяющего новаторские принципы настоящего изобретения, воспроизведено только в качестве примера и не может рассматриваться как ограничение заявленного здесь объема изобретения. Например, если необходимо, то можно делать добавки к распыляемой воде для удовлетворения конкретных требований, причем добавляемые количества должны соответствовать по существу строго необходимым величинам для производимого количества бумаги, без отходов и без необходимости восстановления. В возможном варианте к воде можно добавлять небольшое количество клея или пасты. Например, установлено, что при добавлении более 20% клея к воде можно получить почти мелованный тонкий картон.

Предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности. Способ содержит этапы измельчения макулатуры для уменьшения ее до частиц, укладывания частиц равномерным слоем для образования мата, обрызгивания мата водой, подвергания мата сжатию с давлением по меньшей мере выше 200 кг/см², предпочтительно 300 - 45000 кг/см². После этапа обрызгивания и перед этапом прессования можно осуществить дополнительный этап укладывания второго слоя частиц на первом слое. Реализующая этот способ на практике установка содержит средство (11) для измельчения макулатуры для уменьшения ее до частиц, первое средство (12) распределения для укладывания частиц равномерным слоем с целью образования мата из частиц, средство (15) разбрызгивания для обрызгивания мата водой, средство (17) прессования для подвергания мата сжатию. Можно обеспечить второе средство (16) распределения после средства (15) разбрызгивания и перед средством (17) прессования для укладывания второго слоя частиц поверх первого слоя. 2 c. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ производства бумаги или картона, содержащий этапы измельчения макулатуры для уменьшения ее до частиц, укладывания частиц ровным слоем для образования мата, обрызгивания мата водой, воздействия на мат сжатием с давлением по меньшей мере выше 200 кг/см², предпочтительно 300 - 500 кг/см². 2. Способ по п. 1, содержащий дополнительный этап укладывания второго слоя частиц на первом слое после этапа обрызгивания и перед этапом воздействия на мат сжатием. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обрызгивание осуществляют спрыскивающим распылением. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сжатие осуществляется нажимными роликами, когда мат проходит между лицевыми поверхностями конвейерных ремней. 5. Способ по п. 1, содержащий дополнительный этап прессования после первого этапа прессования. 6. Способ по п. 1, содержащий дополнительный этап снижения содержания влаги в мате посредством нагревания. 7. Способ по п. 1, в котором выполняется такое снабжение водой, при котором на этапе сжатия из ленты по существу не отводится вода. 8. Способ по п. 1, в котором количество подводимой воды меньше или почти равно одному литру на килограмм бумаги. 9. Способ по п. 1, в котором частицы имеют средний размер, не превышающий 7 мм, предпочтительно 2 - 5 мм. 10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мат состоит из двух слоев упомянутых частиц измельченной макулатуры, причем разбрызгивание образует тонкий слой воды между упомянутыми двумя слоями и сжатие выдавливает воду сквозь слои наружу. 11. Установка для изготовления бумаги или картона, содержащая средство (11) для измельчения макулатуры с целью уменьшения ее до частиц, первое средство (12) распределения для укладывания частиц ровным слоем с целью образования мата, средство (15) разбрызгивания для обрызгивания мата водой, средство (17) прессования для подвергания мата сжатию с давлением по меньшей мере 200 кг/см², предпочтительно 300 - 500 кг/см⁵. 12. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что содержит второе средство (16) распределения для укладывания второго слоя частиц на первом слое, причем это средство расположено между средствами (15) разбрызгивания и средством (17) прессования. 13. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что средство (15) разбрызгивания осуществляет спрыскивающее распыление на слой. 14. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что средство (17) прессования содержит обращенные друг к другу нажимные ролики (31, 32) между противолежащими участками конвейерных ремней (14,30), между которыми проходит мат из частиц. 15. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что мат из частиц образован на конвейерном ремне (14), проходящем близко к различным средствам распределения, разбрызгивания и прессования. 16. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что она содержит дополнительное средство (19) прессования мата, расположенное после первого средства прессования. 17. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что содержит средство (20) сушки для снижения содержания влаги в мате после средства прессования. 18. Установка по п. 12, отличающаяся тем, что средство (12,16) распределения содержит вибросито (22,24). 19. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что средство (11) измельчения бумаги содержит зубчатый вращающийся барабан (26), к которому прижимают массу (27) макулатуры. 20. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что на выходе средства (11) измельчения бумаги частицы имеют средний размер, не превышающий 7 мм, предпочтительно 2 - 5 мм.