用于生产纸张或纸板的方法、得到的纸张或纸板产品及其用途技术

用于生产适用于生产纸张、纸板、薄纸、滤纸或绒毛浆的固化的纸浆产品的方法，包括在酸性条件或在二价金属离子存在的情况下将阴离子或两性羧甲基纤维素(CMC)附接至纤维素纤维的步骤。然后将铝离子或二价离子添加到浆料中至在第一纸浆浆料中0.0001M至0.5M的总摩尔浓度。然后在酸性条件下将第一纸浆浆料脱水和固化，并提供固化的纸浆产品。随后将固化的纸浆产品用于造纸过程来提供纸类产品，借此向最终的纸类产品提供较高的体积。可替换地，省略固化步骤，而将铝离子添加到第一纸浆浆料中及将纸浆直接用于造纸过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产纸张或纸板的方法、得到的纸张或纸板产品及其用途
本专利技术涉及用于生产适用于生产纸张(paper)、纸板、薄纸(tissuepaper)或绒毛浆(fluffpulp)的固化的纸浆产品(pulpproduct)的方法，涉及通过该方法得到的固化的纸浆产品，涉及固化的纸浆产品生产纸张或纸板、绒毛浆、滤纸或薄纸的用途，涉及用于生产纸张或纸板的方法以及涉及生产的纸张或纸板作为包装材料的用途。
技术介绍
纸板包装材料已被长期用于包装不同的货物来提供对货物的机械和/或化学保护。对于轻量的包装材料存在越来越大的需求，轻量的包装材料具有良好的机械强度来保证对货物充分的保护。历来一直使用膨化纤维(bulkingfibre)并在薄纸制造领域得到开发，其中柔软的结构具有特殊的消费价值。膨化纤维也可以用于制造绒毛浆。典型的处理涉及交联剂，诸如柠檬酸/催化剂和/或卷曲处理。另外，结合用作隔热、隔音或缓冲材料的纤维素纤维板材进行了降低板材的密度的一些研究工作。然而，这些材料不具有与对包装材料的机械性质相同的要求。例如，文件JPS54-138060公开了用于制造用作隔热或隔音材料或用作缓冲材料的低密度阻燃剂纤维素纤维板的方法。在该方法中，首先用磷酸铵的水溶液浸泡木质纸浆，致使板材防火。然后干燥木质纸浆并将其加热至130-170℃以得到磷酸纤维素。然后再制浆(re-slushed)磷酸纤维素至2.5wt-％的浓度，并将磷酸纤维素搅打在水中。然后通过以按水的重量计约20-30％的量使用多价金属盐诸如硫酸铝将pH调节至pH2.7至6.5。然后将浆料形成为纤维板，脱水以及在100-125℃的温度下干燥1至3小时。固化之后将金属基团附接至磷酸基团，借此纤维束的体积可以增大，从而板可以获得低密度。然而，在再制浆固化的浸泡磷酸盐的网状物之后及在将最终的板材网状物脱水之前，将金属盐添加到得到的磷酸纤维素中。将磷酸铵用作阻燃剂，并因此需要寻找适合用于包装材料且对环境无害以及在工作环境中使用安全的材料。因此，即使存在已知的方法来增加纤维的体积，但是需要提供适合用于生产纸张和包装板的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于生产固化的纸浆产品的方法，该固化的纸浆产品可以用于生产具有低密度和高体积的纸张或纸板。本专利技术的进一步的目的是提供适用作包装材料的低密度纸张或纸板产品。本专利技术的另一个目的是最小化在生产现有技术的低密度材料中认识到的问题。根据本专利技术，处理纤维素纤维以得到轻量的纤维素材料。处理提供了“膨化纤维”，其可以用于制造膨松的纸张和纸板材料，同时可以通过较低的基重(basisweight)保持弯曲硬度(bendingstiffness)。可替换地，膨化纤维可以用于通过保持的基重来增加弯曲硬度。膨化纤维也可以用于制造薄纸、滤纸和绒毛浆，其可以用于例如吸收产品。因此，本专利技术的一个目的是提供生产固化的纸浆产品的方法，通过该固化的纸浆产品可以得到膨化纤维。本专利技术的另一个目的是提供纸浆的处理，其导致保水值显著降低，这对于纸张/纸板制造期间的脱水和压制效率有益，导致压制部之后较高的干物质含量(drycontent，干含量)。从而，可以减少纸张/纸板制造期间对于干燥过程中干燥能量的需求。因此，如果根据本专利技术的处理步骤发生在纸浆厂，以及将纸浆用于非一体化的纸厂/板厂，那么纸厂或纸板厂中的资源效率将在材料和能量效率两者方面高得多。由本专利技术的以下公开内容，进一步的目的和优势将显而易见。以上目的通过根据本专利技术的第一实施方式的方法实现，第一实施方式涉及用于生产适用于生产纸张、纸板、薄纸、滤纸或绒毛浆的固化的纸浆产品的方法，包括以下步骤：i)提供第一含水纸浆浆料(firstaqueouspulpslurry)，该第一含水纸浆浆料包含纤维素纤维并具有按第一纸浆浆料中的纤维素纤维的干重计算的按重量计0.1至40％的纸浆浓度(pulpconsistency，纸浆稠度)；ii)将第一纸浆浆料的pH调节为pH1.5至pH4.5的pH，或可替换地用包含选自Zn2+、Mg2+、Ca2+或它们的混合物的二价金属离子的金属盐处理第一纸浆浆料，使在第一纸浆浆料中总摩尔金属离子浓度为0.0001M至0.5M；iii)通过在至少50℃的温度下用CMC处理纸浆将阴离子或两性羧甲基纤维素(CMC)或它们的衍生物附接至第一纸浆浆料中的纤维素纤维；iv)将包含Al3+离子的金属盐添加到第一纸浆浆料中，使在第一纸浆浆料中铝离子的总摩尔浓度为0.0001M至0.5M，或可替换地控制纸浆浆料中的二价金属离子的浓度，并且如果在第一纸浆浆料中总摩尔浓度不在0.0001M至0.5M的范围内，则将二价金属离子在第一纸浆浆料中的总摩尔浓度调节至0.0001M至0.5M的范围内；v)控制pH并且如果pH不在3.0至6.0的范围内，则将第一纸浆浆料的pH调节为pH3.0至pH6.0的pH；vi)在至少60℃的温度下将第一纸浆浆料脱水并固化，从而提供固化的纸浆产品。在下文中还将该方法称为“干”法，因为其包括固化步骤。在该方法中，当在步骤iv)和v)中在酸性条件下用多价金属离子(阳离子)处理纤维时，纤维的角化增加，从而得到较硬的纤维。角化是指在除水或干燥/固化时发生的木质纤维素纤维材料的不可逆转的内部键连。角化的纤维不会溶胀至与非角化的纤维相同的程度(即它们不能吸收同样多的水)，以及可以例如作为保水值的下降测量该差值。不可逆转的键连还导致纤维中的聚合物结构变硬，且由较硬的纤维制成的纸张体积大。因此，根据本专利技术的第一方面的方法提供了膨化纤维并产生在造纸过程中易于脱水的网状物。通过将CMC附接至纤维，可以提高纤维的电荷密度或阴离子电荷密度，这对于接下来的造纸过程有益。应注意的是在本申请中，当描述从第一值到第二值的区间时，是指可以选择在所要求的区间内的任何单个值，包括端值。例如，关于“按重量计0.1至40％”区间中的纸浆浓度，是指该区间内的任何值，诸如可以将1％、10％或40％选择为纸浆浓度。进一步地，例如及以相应的方式，可以将pH选择为在要求的3.0至6.0的区间内的任何pH值，且其可以是例如pH3.0、3.5、pH5.0或pH6.0。根据一个实施方式，将第一纸浆浆料脱水，以及随后或同时通过快速干燥固化。快速干燥(flashdrying)适合在高于例如当通过加热的圆柱体干燥时的温度下进行，且该温度可以是从100至300℃，取决于第一纸浆浆料的热敏性。另外，当使用快速干燥时，固化时间正常较短。通过快速干燥，可以得到进一步的膨化效应(bulkingeffect)，即具有较低密度的较高的体积。因此，在步骤vi)中，可以通过在100℃至300℃、优选150℃至270℃以及最优选180℃至240℃的温度下快速干燥来固化第一纸浆浆料。固化时间可以小于5分钟、优选地小于1分钟。因此，与传统的固化方法相比，可以得到基本上较短的固化时间。根据另一个实施方式，在步骤vi)中，在60至150℃的温度下通过加热的空气或蒸汽固化第一纸浆浆料，其中加热的空气或蒸汽导致直接加热第一纸浆浆料或间接加热第一纸浆浆料，例如加热的圆柱体。固化期间的温度越高，体积将会越大以及因此膨化效应越大。通过在步骤vi)中使用这些固化方法，可以提供网状物、即固化的网状物本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生产固化的纸浆产品的方法，所述固化的纸浆产品适用于生产纸张、纸板、薄纸、滤纸或绒毛浆，所述方法包括以下步骤：i)提供第一含水纸浆浆料，所述第一含水纸浆浆料包含纤维素纤维并具有按第一纸浆浆料中的所述纤维素纤维的干重计算的按重量计0.1％至40％的纸浆浓度；ii)将所述第一纸浆浆料的pH调节为从1.5至4.5的pH，或可替换地用包含选自Zn

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.22 SE 1550654-61.用于生产固化的纸浆产品的方法，所述固化的纸浆产品适用于生产纸张、纸板、薄纸、滤纸或绒毛浆，所述方法包括以下步骤：i)提供第一含水纸浆浆料，所述第一含水纸浆浆料包含纤维素纤维并具有按第一纸浆浆料中的所述纤维素纤维的干重计算的按重量计0.1％至40％的纸浆浓度；ii)将所述第一纸浆浆料的pH调节为从1.5至4.5的pH，或可替换地用包含选自Zn2+、Mg2+、Ca2+或它们的混合物的二价金属离子的金属盐处理所述第一纸浆浆料，使在所述第一纸浆浆料中总摩尔金属离子浓度为从0.0001至0.5M；iii)通过在至少50℃的温度下用CMC处理所述纸浆浆料来将阴离子或两性羧甲基纤维素(CMC)或它们的衍生物附接至所述第一纸浆浆料中的所述纤维素纤维；iv)以在所述第一纸浆浆料中为0.0001M至0.5M的总摩尔金属离子浓度将包含Al3+离子的金属盐添加到所述第一纸浆浆料中，或可替换地控制所述纸浆浆料中的所述二价金属离子的浓度，并且如果在所述第一纸浆浆料中总摩尔浓度不在0.0001M至0.5M的范围内，则将选自Zn2+、Mg2+、Ca2+或它们的混合物的所述二价金属离子在所述第一纸浆浆料中的总摩尔浓度调节至0.0001M至0.5M的范围内；v)控制pH并且如果pH不在pH3.0至pH6.0的范围内，则将所述第一纸浆浆料的pH调节为从pH3.0至pH6.0的pH；vi)在至少60℃的温度下将所述第一纸浆浆料脱水并固化，从而提供固化的纸浆产品。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤vi)中，通过在100℃至300℃、优选150℃至270℃并且最优选180℃至240℃的温度下快速干燥来固化所述第一纸浆浆料。3.根据权利要求2所述的方法，其中，固化时间小于5分钟、优选小于1分钟。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤vi)中，在60至150℃的温度下通过加热的空气或蒸汽来固化所述第一纸浆浆料。5.根据权利要求4所述的方法，其中，在步骤vi)中，以固化的网状物的形式提供所述固化的纸浆产品。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述方法进一步包括步骤vii)，所述步骤vii)包括将纸浆的所述固化的网状物切割成片材并将所述片材堆叠为纸浆捆。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤vi)中，固化所述固化的纸浆产品直到得到基于所述固化的纸浆产品的总重量低于50％、优选低于30％并且最优选低于15％的水分含量。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤iv)中，所述金属盐是包含Al3+离子的金属盐，将所述包含Al3+离子的金属盐添加到所述第一纸浆浆料中，使在所述第一纸浆浆料中总摩尔浓度为从0.0001M至0.05M。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，按所述第一纸浆浆料中的所述纤维素纤维的干重计算，所述第一含水纸浆浆料的所述纸浆浓度是0.5％至30％，优选地1％至20％。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述CMC是两性的并具有0.00001至0.4的阳离子摩尔取代度和0.3至1.2的阴离子摩尔取代度，并且其中，所述CMC的净电荷是阴离子的。11.根据前述权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述CMC是阴离子的并具有0.3至1.2的阴离子摩尔取代度。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于所述第一纸浆浆料中的所述纤维素纤维的重量，处理期间附接的阴离子或两性CMC的量是1至100mg/g。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一含水纸浆浆料包含选自下述...

【专利技术属性】
技术研发人员：米卡埃尔·安克福什，汤姆·林德斯特伦，贡堡·格拉德努德马克，
申请(专利权)人：因文特亚有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE