本发明专利技术涉及高得率和提高性能的纤维。本发明专利技术公开具有明显增加得率的木质制浆方法。将木片化学制浆至高卡伯值，得到第一良浆成分和第一筛渣成分。对第一筛渣成分进行高浓制浆过程如充分机械制浆过程以得到第二良浆成分和第二筛渣成分。第一良浆成分可用于制备具有优良饱和度和树脂吸收量的饱和牛皮纸。第二良浆品可作为第二纤维源用于制备具有提高挺度、强度和光滑度的多层箱纸板和未漂白纸板。或者，可将第一良浆成分与第二良浆成分共混以制备纤维共混物，可用于制备具有提高强度和挺度的低基重纸基产品。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】高得率和提高性能的纤维 本申请是申请日为2008年4月21日，申请号为200880102124.3(国际申请号为PCT/ US2008/061008)，专利技术名称为"高得率和提高性能的纤维"的专利技术专利申请的分案申请。 这是共同未决和共同转让的2007年6月12日提交的国际专利申请号PCT/ US2007/070927的部份继续申请，其通过引用结合到本文中。 公开背景 木质制浆主要使用两种主要方法：机械制浆和化学制浆。机械制浆主要用机械能 从木质中分离出浆纤维，不大量除去木质素。结果，机械制浆的得率高，通常在85-98%范 围。制备的纤维楽?通常具有高松厚度（bulk)和挺度（stiffness)特性。但是，机械制衆消 耗高水平操作能，并且机械浆的强度通常较差。 为了减少所需能量水平和改良纤维强度，已有其他方法选择与机械能组合使用。 热机械制浆（TMP)在高压和高温度蒸汽下研磨木片。化学热机械制浆（CTMP)在机械制浆 之前用化学剂破坏木片。CTMP制浆的得率稍低于机械制浆，但它提供强度略有改良的浆纤 维。亚硫酸钠是用于CTMP制浆的主要化学剂。在过去10年内，工业上已经开始用碱性过 氧化氢作为浸渍化学剂和作为直接用于CTMP制浆的高浓磨浆机处理的化学剂。这种制浆 过程称为碱性过氧化物机械制浆（APMP)，提供具有比传统CTMP制浆亮度提高和强度改良 的纤维浆。另外，在APMP制浆过程中的最新突破包括通过应用第二低浓磨浆系统减少所需 磨浆能，和提高阻挡筛选技术以选择性保留筛渣，同时允许所需纤维穿过，到达造纸机。 化学木质制浆是主要用化学和热能分离木质素和浆纤维的过程。通常，木质素占 约20-35%干木质量。当基本除去大部分木质素时，制浆提供约45-53%浆得率。 化学制浆是使木片与化学剂在压力和温度下反应以除去将浆纤维结合一起的木 质素。根据所用化学剂将化学制浆分为牛皮纸法、苏打法和亚硫酸盐法。碱式制浆（AP)使 用氢氧化钠的碱性溶液，包括硫化钠（牛皮纸法）或不包括硫化钠（苏打法）。酸式制浆使 用用钠、镁、钙或氨的亚硫酸氢盐缓冲的亚硫酸溶液（亚硫酸盐法）。化学制浆提供比机械 制浆强度改良（因为纤维降解度较小）和可漂白性提高（因为除去木质素）的浆纤维。 在化学法中，使木质与化学剂在蒸煮器中"蒸煮"以便除去一定程度的木质素。用 卡伯值表示剩余木质素的水平。可以很大程度地调节制浆参数以获得相同卡伯值。例如，可 用较高的温度和/或较高的碱加入量补偿较短的制浆时间，以制备具有相同卡伯值的浆。 通常将牛皮浆分为两种主要的终用途：未漂白浆和可漂白级浆。对于未漂白的软 木浆，制浆通常进行至获得约65-105范围的卡伯值。对于可漂白级软木牛皮浆，制浆通常 进行至获得小于30的卡伯值。对于可漂白级硬木牛皮浆，制浆通常进行至获得小于20的 卡伯值。 对于可漂白级浆，牛皮纸制浆通常产生约1-3重量％夹生纤维束和约97-99重 量％释放的（liberated)浆纤维。夹生、未纤维化的材料通常称为筛渣，纤维化的材料称为 良浆。通过多级筛选过程使筛渣与良浆分离。通常将筛渣排放在下水道中，再循环回蒸煮 器中，或者增稠和燃烧。在少数情况下，将筛渣收集和在蒸煮器中再蒸煮。但是，使用这种 已有技术，再蒸煮筛渣存在缺点，包括非常低的纤维得率、可能增加浆尘埃的水平和降低浆 亮度（可漂白性较差）。 现代筛选工段通常设计从化学制浆过程中除去约1-2重量％筛渣。如果机器出现 蒸煮困难和浆意外夹生，则筛渣的量呈指数样增加。现代可漂白级牛皮浆筛选工段在物理 上不是设计成加工大于约5%重量筛渣的浆。当筛渣水平增加至略高于4-5%重量时，筛选 工段堵塞并关闭磨浆机，或者绕过筛选工段，浆被倒在地上或倒入等外槽内，被除去或者逐 渐共混回入过程中。因此，通常将可漂白级牛皮浆蒸煮至相对低的卡伯值（软木为20-30， 硬木为12-20)以维持低水平的筛渣和良好的可漂白性。 人们已经不断努力地增加化学制浆过程的得率，同时维持化学浆性能如高强 度。在 2004-2007，U.S. Department of Energy' s Agenda 20/20 方案赞助了几项研宄 项目以实现这种制造业的突破。Agenda 20/20方案、American Forest and Products Association (AF&PA)和 U. S. Department of Energy 在 2006 年联合出版一本书，规定突破 (breakthrough)制造技术的实施目标之一将是"以高5 % -10 %的得率生产相等/更好的 纤维"。增加5-10%的目标浆得率被视为是浆生产工业的改革。迄今为止，Agenda 20/20 资助的项目已获得的最好结果是，增加2-5%的浆得率。这些发展的技术包括高卡伯浆的双 重氧处理、在制浆之前使用绿液预处理和改良用于制浆的制浆化学剂和添加剂。但是，获得 5-10%得率增加的突破的所有其他已知尝试已经失败。增加浆得率的其它已知化学制浆改 良包括使用蒸煮器添加剂如蒽醌、多硫化物、渗透剂或这些材料的各种组合。而且在所有情 况下，只实现了比传统牛皮纸制浆法增加1-5%的得率。另外，改良的化学制浆过程通常得 到撕裂强度较低的纤维浆。 因此，需要一种经济实用的具有突破得率（即增加5-10% )的新制浆过程。而且， 用此类制浆过程制备的浆纤维应当表现与常规、较低得率制浆过程比较相等或提高的物理 特性。 纸板包装的两种关键性能是挺度和松厚度。包装工业竭力生产具有尽可能最低的 基重的高挺度纸/纸板，以减少获得所需挺度需要的纸/纸板的重量，从而减少原料成本。 一种常用于提高板的挺度的方法是使用具有较高基重的单层纸板。但是，基重增 加的单层纸板在经济上是不利的，因为用这种板制造包装物品的原料成本和运输成本较 尚。 另一种常用方法是使用多层纸板，所述纸板具有至少一层中间或内层设计用以获 得高松厚度，而顶和底层设计用于获得挺度。美国专利6, 068, 732指出制备具有改良挺度 的多层纸板的方法。将软木化学制浆，将所得纤维浆筛选为短纤维部份和长纤维部份。纸 板外层用软木长纤维部份制造。纸板中心层用软木短纤维部份和化学制浆硬木纤维的混合 物形成。纸板的Taber挺度增加约12-15%。PCT专利申请号2006/084883公开具有第一 层以提供优良表面特性和强度以及含有硬木CTMP (化学热机械）浆的第二层以提供松厚度 和挺度的多层纸板。 多层纸板通常用一种或多种纤维素纤维的含水浆料同时或按顺序铺在移动筛上 制备。制备多层板时，相对于单层板，需要其它加工步骤和装备（如流浆箱和/或长网）。 通常，将纤维素纤维的含水浆料分配在长的水平移动筛（长网）上形成第一层。通过长网 排去浆料的水，将其它各层先后铺在第一层上，以相似方式脱水。或者，可通过位于原网 (primary wire)上的较小的次级长网，使其它纤维素纤维的含水浆料沉积在各个较小的次 级长网上，形成其它各层。通常在与各长网造纸机连接的真空盒的辅助下，通过网引流将铺 在次级长网上的其它各层脱水。将形成的其它各层先后转移至第一层和接着各层上以产生 多层材料（mat)。每次转移后，必须压紧各层本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种木质制浆方法，包括以下步骤：(a)将硬木片化学制浆至卡伯值不低于30以得到包含第一良浆成分和第一筛渣成分的第一量的浆，其中第一筛渣成分的重量与第一量的浆的重量的比率为约6％‑约50％；(b)将第一良浆成分与第一筛渣成分分离；(c)对第一筛渣成分实施高浓度、充分机械制浆以得到含有第二良浆成分和第二筛渣成分的第二量的浆；(d)将第二良浆成分与第二筛渣成分分离；和(e)将第一良浆成分和第二良浆成分组合以产生纤维共混物。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：PW哈特，DM维特，DE小努特，
申请(专利权)人：米德韦斯瓦科公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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