一种速生杨的生物化学法ECF漂白硫酸盐浆制备纸基材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种速生杨的生物化学法ECF漂白硫酸盐浆制备纸基材料的方法，步骤如下：(1)利用速生杨的硫酸盐浆生物化学法ECF的漂白工艺制备纸浆；(2)对制备的纸浆进行梯度打浆，得到三种打浆度的纸浆，其中：第一种纸浆的打浆度在10‑30°SR，第二种纸浆的打浆度在30‑55°SR，第三种纸浆的打浆度在55‑70°SR。将混合浆料抄制成型或压制成型，得到纸基材料。本发明专利技术采用梯度打浆技术和自添加技术两项关键技术，解决了现有技术中单一打浆技术的不足，避免了额外添加剂的使用，制备得到的纸基具有耐折度高、耐破度高以及撕裂指数等优点，适合制备多种类型的纸基，特别是白卡原纸纸基材料的制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于造纸
，具体涉及一种速生杨的生物化学法ECF漂白硫酸盐浆制备纸基材料的方法。
技术介绍
2012年以来，我国纸和纸板的总产量已超过全球产量的四分之一，稳居世界第一。随着我国造纸工业的快速发展，木材生物质已成为我国制浆造纸工业的主要原材料，约占造纸纤维原料的60％。随着制浆造纸工业生产技术水平的不断提高，阔叶木在制浆造纸中所占的比重不断加大。当前，我国北方的大规模速生杨林已初具规模，为制浆造纸工业的发展储备了良好的原料。随着社会和科技的发展，在利用传统化学浆制备传统的纸和纸板的同时，开发系列制备纸基材料的新技术，将传统造纸行业拓宽至新材料行业，是传统造纸行业转型升级的一个新的思路和途径。由于纸浆纤维挺而有弹性，未经打浆的纸浆中含有未分离的纤维束，这些纤维束挺硬，有的太长，有的太粗，缺乏必要的切短和分离，如用其抄纸，则所得产品疏松、多孔，表面粗糙、强度很低，不能满足使用要求；因此，需要进行打浆处理，打浆是利用机械作用处理浮于水中的纸浆纤维，使其具有适应在造纸机上生产所要求的特性，并使所生产的纸张能达到预期质量的操作过程。打浆获得的纸浆纤维应该具有良好的滤水性能，还应该使纸浆纤维裸露足够多的羟基使成型纸基材料拥有足够多的氢键共价键结合，使纸基材料形成一个交错的链状网络结构，确保成型纸基材料优良的物理强度。但是，现有的打浆方法都是使用单一的打浆度，不同打浆度对应的纤维的长度、分丝帚化程度的分布不同，难以同时保证良好的滤水性能和物理强度。另外，为提高纸张的平滑度、不透明度等光学性能指标，通常要向浆料中添加填料，如轻质碳酸钙、重质碳酸钙或滑石粉等，因此，填料在纸浆中是除浆料外的第二大原料。但加入填料后，纸张的施胶厚、挺度和强度都会下降，特别是通过超压的纸，下降幅度更大。此外，添加填料的纸张容易掉粉、掉毛，这些缺点还需要通过加强剂和表面施胶得到弥补。但是大量化学品的加入，使成纸里含有化学品，部分纸张使用过程中存在潜在的安全隐患、有些化学品的加入使得纸张不易降解，会对环境造成一定的危害。本申请专利技术人在前期的研究中提供了一种速生杨的硫酸盐浆生物化学法ECF漂白工艺(ZL201310300120.9)，将用硫酸盐法蒸煮好的速生杨化学浆经过生物酶预处理后，然后进行一段氧脱木素O1，或一段强化氧脱木素Op，或一段氧脱木素O1和一段强化氧脱木素O2p，随后进行二氧化氯漂白D段，然后螯合处理Q段，最后进行一段过氧化氢漂白P段，总的漂序为XODQP，XOpDQP、XOpO2pDQP这种漂白工艺，在漂白纸浆结束后不产生有害的物质，漂白后的纸浆性能优良，纸浆白度可达到86％ISO左右，比全无氯漂白后的纸浆白度高、稳定性更高。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种速生杨的生物化学法ECF漂白硫酸盐浆制备纸基材料的方法。本专利技术在前期研究的基础上，利用速生杨的硫酸盐浆生物化学法ECF的漂白工艺获得的高性能高白度纸浆，为进一步的改善纸浆的成纸性能，采用梯度打浆技术和自添加技术，获得了系列高强度的纸基材料的制备新技术。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术的第一方面，提供一种纸浆的打浆方法，步骤如下：(1)利用速生杨的硫酸盐浆生物化学法ECF的漂白工艺制备纸浆；(2)对制备的纸浆进行梯度打浆，得到三种打浆度的纸浆，其中：第一种纸浆的打浆度为10-30°SR，第二种纸浆的打浆度为30-55°SR，第三种纸浆的打浆度为55-70°SR。步骤(1)中，速生杨的KP浆生物化学法ECF的漂白工艺参考专利ZL201310300120.9进行。步骤(2)中，优选的，打浆度分三种，第一种纸浆的打浆度为10-25°SR，第二种纸浆的打浆度为35-50°SR，第三种纸浆的打浆度为60-70°SR。本专利技术的第二方面，提供一种速生杨的生物化学法ECF漂白硫酸盐浆制备纸基材料的方法，步骤如下：(1)按上述纸浆的打浆方法进行打浆，制得三种打浆度的纸浆；(2)将第一种纸浆、第二种纸浆和第三种纸浆按质量比(5-30)：(60-85):(5-20)混合，得混合浆料；(3)将混合浆料抄制成型或压制成型，得到纸基材料。优选的，步骤(2)中，将第一种纸浆、第二种纸浆和第三种纸浆按质量比(10-25)：(65-80):(5-10)混合。上述方法制备得到的纸基材料也是本专利技术的保护范围。所述纸基材料为白卡原纸纸基材料、环保包装纸基材料和生活用纸基材料。其中，所述生活用纸基材料包括：面巾纸、卫生纸、擦手纸、擦镜纸等。本专利技术的设计构思为：针对单一的打浆度难以同时保证滤水性能和物理强度的问题，本专利技术首次提出采用梯度打浆，梯度打浆的目的是使纸浆在制备纸基材料时既要保持纸浆纤维良好的滤水性能，还要使得纸浆纤维裸露足够多的羟基使成型纸基材料拥有足够多的氢键、共价键结合，使得纸基材料形成一个交错的链状网络结构，确保成型纸基材料优良的物理强度。另外，本专利技术的梯度打浆所针对的对象为速生杨的KP浆生物化学法ECF漂白工艺制备的纸浆，相对于传统的化学法制备的纸浆更为节能，这是由于本专利技术所采用的纸浆经过木聚糖酶的处理，纸浆中的半纤维素少部分降解，漂白药液更深入浸透时使得纤维软化，更容易打浆更节能，这就避免了由梯度打浆可能带来的能耗的增加。本专利技术还对梯度打浆的分级、每一级打浆时对于打浆度的控制进行了优化考察，结果发现：分三个梯度进行打浆，第一级的打浆度控制为10-30°SR，该级浆料的纸浆纤维较长、分丝帚化的程度较轻，在纸基材料中起到一定的支撑作用，保证了纸基材料制备过程中具有良好的滤水性能；第二级的打浆度控制为30-55°SR，该级浆料的纸浆纤维有所切断，纤维的分丝帚化较好，在制备纸基材料过程中，起到将纤维紧密交织结合的作用，这部分纸浆纤维的用量所占比例最大，控制在60％以上；第三级的打浆度控制为55-70°SR，该级浆料的纤维本身的切断较多，分丝帚化程度很高，纤维变细短小，裸露出的羟基和氢键更多，在制备纸基材料过程中，起到链接交织更多的氢键和共价键，填充纸基材料空隙的作用，从而保证了制备的纸基材料的整体强度。上述三个打浆梯度的划分，其制备的纸基材料的整体物理性能较优，减少或增加打浆梯度，都会使制备的纸基材料的物理性能有所下降。而且，打浆度为55-70°SR的浆料还能够起到填充纸基材料空隙的作用，可以代替常规纸张抄制过程中大部分化学品填料的添加，制成的纸基材料强度高且易降解，避免了因填料的添加导致的纸张容易掉粉、掉毛的问题，并减少了化学品的加入，使得纸基材料的制备更加环保。此外，将上述三种打浆度的浆料进行混合，第一种纸浆、第二种纸浆和第三种纸浆的质量比为(10-25)：(65-80):(5-10)时，制备的纸基材料具有较高的撕裂指数和耐破指数，可以适用于很多特殊的场合使用，特别是环保包装纸基材料的制备。由于采用三种打浆度的混合浆料制备纸基，不同打浆度的浆料之间起到协同互补的作用，对打浆度的要求降低，可以避免打浆条件控制不好，易出现定量不均的问题。由于传统制备的纸基的紧度与打浆、填料的加入量和填料的留着率有较大的关系，如果要制备一种特定的纸基材料，需要把握好每个环节。而本专利技术针对特定的原料，通过调控打浆梯度和其各自的含量能够制备理想的纸基材料，简化了纸基材料的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纸浆的打浆方法，其特征在于，步骤如下：(1)利用速生杨的硫酸盐浆生物化学法ECF的漂白工艺制备纸浆；(2)对制备的纸浆进行梯度打浆，得到三种打浆度的纸浆，其中：第一种纸浆的打浆度为10‑30°SR，第二种纸浆的打浆度为30‑55°SR，第三种纸浆的打浆度为55‑70°SR。

【技术特征摘要】
1.一种纸浆的打浆方法，其特征在于，步骤如下：(1)利用速生杨的硫酸盐浆生物化学法ECF的漂白工艺制备纸浆；(2)对制备的纸浆进行梯度打浆，得到三种打浆度的纸浆，其中：第一种纸浆的打浆度为10-30°SR，第二种纸浆的打浆度为30-55°SR，第三种纸浆的打浆度为55-70°SR。2.根据权利要求1所述的打浆，其特征在于，步骤(2)中，打浆度分三种，第一种纸浆的打浆度为10-25°SR，第二种纸浆的打浆度为35-50°SR，第三种纸浆的打浆度为60-70°SR。3.一种速生杨的生物化学法ECF漂白硫酸盐浆制备纸基材料的方法，其特征在于，步骤如下：(1)按权利要求1或2所述的打浆方法进行打浆，制得三种打浆度的纸浆；(2)将第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉川，吉兴香，杨桂花，田中建，刘玉，王强，马浩，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37