精制的纤维素纤维组合物制造技术

本发明专利技术涉及用作纸和纸板的强度增强剂的精制的纤维素纤维组合物，其中精制的纤维素纤维组合物具有通过标准ISO 5267

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】精制的纤维素纤维组合物


[0001]本公开内容涉及用于改进纸或纸板强度性质、尤其是用于改进Z
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强度和/或拉伸强度的强度增强剂。本公开内容进一步涉及这样的强度增强剂的制造以及包含这样的强度增强剂的纸或纸板。

技术介绍

[0002]纸板包括多个纸浆和任选的添加剂的层(也称为片层(plies))。选择和布置层以实现纸板本身的期望的性质。纸板的一个基本性质是弯曲刚度。纸板的抗弯刚度通常通过以下来构建：使外片层具有高拉伸刚度以及在其间具有一个或若干个松厚(bulky，大体积)片层，以便外片层彼此以期望的距离放置。一个松厚片层/多个松厚片层通常是一个中间层/多个中间层。
[0003]纸板中的中间层可包含机械浆，例如热机械浆(TMP)或化学热机械浆(CTMP)。TMP和CTMP通常具有高松厚度(bulk，松密度)，因此与例如化学浆相比，能够以低克重构建具有期望的高刚度的纸板。
[0004]在CTMP工艺中，在加压精制(refining，精磨)之前将木片(木屑)用木质素软化化学品浸渍。这导致木质素的软化，并且精制期间的纤维断裂因此将集中到富含木质素的中间薄片。与TMP相比，在一定的能量输入下，这产生刚性的纤维和更低量的细料和碎屑。高浓度的长纤维对于期望高松厚度的所有产品都是重要的。因此，CTMP在纸板方面比TMP更有优势。
[0005]纸的强度在三个维度中衡量：纹理方向，也称为X
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方向；横纹方向，也称为Y
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方向；和垂直于纸表面平面的方向，也称为Zr/>‑
方向。将纸的样品分层所需的力记录为其内部结合强度或Z
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方向拉伸强度。纸板的中间层的高Z
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强度是期望的以避免中间层的分层并因此避免纸板本身的分层。然而，这样的Z
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强度必须在不使弯曲刚度劣化的情况下实现，即不必增加纸幅材密度。
[0006]纸板层的Z
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强度和密度通常通过改变原材料、通过选择备料(stock preparation)中和纸板机上的不同的操作条件以及通过添加造纸化学品来优化。与许多其他强度性质一样，Z
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方向的强度随着密度的增加而增加，并且该影响来自于纤维之间的结合面积的增加。密度和平面外强度之间的关系可取决于纸浆类型和致密化方法而变化。精制比湿压提高强度更多。精制的主要目的是改进纤维的结合性质。改进纤维与纤维结合的变化是与细料的产生一起的内部和外部原纤化。所有这三种变化都导致纸浆的持水能力、其密度和强度性质(例如拉伸强度和刚度、破裂和压缩强度)以及Z
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方向的强度的增加。
[0007]虽然CTMP提供高松厚度，但CTMP的Z
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强度相对较低。
[0008]不仅是纸板需要高抗分层性和弯曲刚度。这些性质在例如印刷、转换和最终使用情况中是重要的。这意味着生产具有高Z
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方向强度的纸和纸板对于许多纸产品来说非常重要。
[0009]纤维和纸板产品的强度可通过增强纤维
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纤维接触来增加，例如通过表面原纤化，
通过使用改性纤维，或通过使用天然或合成强度增强化学品例如多糖。最近的发展趋势之一是使用纳米纤维素作为强度增强剂。虽然纳米纤维素作为强度增强剂非常有用，但纳米纤维素制造概念(concept，想法)通常是非常能源密集型的(energy intensive，耗能的)。为了降低能量成本，已经提出使用酶预处理或化学预处理，例如衍生化或纤维溶胀。然而，如果采用至制浆厂集成/环境，生物、化学或物理化学处理都需要单独的处理步骤或额外的工艺解决方案或投资。
[0010]因此，仍然需要改进的解决方案以改进纸或纸板的拉伸强度和Z
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强度强度。
具体实施方式
[0011]本专利技术的一个具体目的是提供一种新类型的强度增强剂，其赋予纸或纸板更好的强度性质，尤其是更好的拉伸强度和更好的Z
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强度。
[0012]本专利技术的进一步的目的是提供一种基于纤维素的强度增强剂，其制造比先前的基于纤维素的强度增强剂的制造需要更少的能量。
[0013]本专利技术的进一步的目的是提供一种制造用于纸或纸板的强度增强剂的方法，其比先前的基于纤维素的强度增强剂的制造需要更少的能量。
[0014]本专利技术的再进一步的目的是提供一种用于制造纸或纸板的强度增强剂的方法，其可集成在制浆厂中而无需投资特殊设备(例如流化器或均化器)。
[0015]上述目的以及本领域技术人员将根据本公开内容实现的其他目的通过本公开内容的各个方面来实现。
[0016]根据本文所述的第一方面，提供了一种精制的纤维素纤维组合物(composition，组分)，
[0017]其中精制的纤维素纤维组合物具有通过标准ISO 5267
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1测定的在80
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98的范围内的Schopper
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Riegler(SR)值，和
[0018]其中，精制的纤维素纤维组合物的具有＞0.2mm长度的纤维的含量为基于干重计至少1200万根纤维/克。可例如使用L&W Fiber tester Plus仪器(L&W/ABB)测定具有＞0.2mm长度的纤维的含量。
[0019]已发现当混合在CTMP片材中时，具有高SR值和高含量的具有＞0.2mm长度的纤维两者的本专利技术的精制的纤维素纤维组合物作为强度增强剂是非常有效的，并且可证明是作为用于纸和纸板生产的源减少剂的可持续替代品。
[0020]本专利技术的组合物是精制的纤维素纤维组合物。如本文所使用的术语“纤维素纤维”是指天然纤维素纤维，即非再生或制造的纤维，例如莱赛尔(lyocell)纤维或粘胶纤维。天然纤维素纤维仍可识别为来自原始植物的一部分，因为它们仅根据需要进行加工以清洁纤维以供使用。纤维素浆的精制或打浆是指纤维素纤维的机械处理和改性，以便为它们提供期望的性质。
[0021]在一些实施方案中，精制的纤维素纤维组合物具有通过标准ISO 5267
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1测定的在85
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98的范围内、优选在90
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98的范围内的Schopper
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Riegler(SR)值。在一些实施方案中，精制的纤维素纤维组合物具有通过标准ISO 5267
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1测定的在92
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98的范围内、优选在94
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98的范围内的Schopper
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Riegler(SR)值。
[0022]在一些实施方案中，精制的纤维素纤维组合物的具有＞0.2mm长度的纤维的含量
为基于干重计至少1500万根纤维/克，优选基于干重计至少1700万根纤维/克，并且更优选基于干重计至少2000万根纤维/克。
[0023]精制的纤维素纤维组合物的具有＞0.2mm长度的纤维的含量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.精制的纤维素纤维组合物，其中精制的纤维素纤维组合物具有通过标准ISO 5267
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1测定的在80
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98的范围内的Schopper
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Riegler(SR)值，和其中，精制的纤维素纤维组合物的具有>0.2mm长度的纤维的含量为基于干重计至少1200万根纤维/克。2.根据权利要求1所述的精制的纤维素纤维组合物，其中所述精制的纤维素纤维组合物具有通过标准ISO 5267
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1测定的在85
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98的范围内、优选在90
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98的范围内的Schopper
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Riegler(SR)值。3.根据前述权利要求中任一项所述的精制的纤维素纤维组合物，其中所述精制的纤维素纤维组合物的具有>0.2mm长度的纤维的含量为基于干重计至少1500万根纤维/克，优选基于干重计至少2000万根纤维/克。4.根据前述权利要求中任一项所述的精制的纤维素纤维组合物，其中所述精制的纤维素纤维组合物具有至少1.7、优选至少1.8、更优选至少1.9的粉状纤维值。5.根据前述权利要求中任一项所述的精制的纤维素纤维组合物，其中所述精制的纤维素纤维组合物的具有>0.2mm长度的纤维的平均原纤维面积为至少17％，优选至少20％，更优选至少22％。6.根据前述权利要求中任一项所述的精制的纤维素纤维组合物，其中所述精制的纤维素纤维为精制的软木纤维素纤维。7.制造用作纸或纸板的强度增强剂的精制的纤维素纤维组合物的方法，其包括：a)提供通过纤维素浆的分级获得的细纤维级份；b)使所述细纤维级份以在0.5
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30重量％的范围内的稠度经历精制至通过标准ISO 5267
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1测定的在80
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98的范围内的Schopper
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Riegler(SR)值，以获得精制的纤维素纤维组合物。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述纤维素浆为软木浆。9.根据权利要求7
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8中任一项所述的方法，其中所述纤维素浆为从未干燥的纸浆。10.根据权利要求7
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9中任一项所述的方法，其中所述纤维素浆为未打浆的纸浆。11.根据权利要求7
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10中任一项所述的方法，其中所述纤维素浆基本上不含木质素，优选地，基于纸浆的总干重计，所述纤维素浆具有低于10重量％的木质素含量。12.根据权利要求7
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11中任一项所述的方法，其中，基于纸浆的总干重计，所述纤维素浆具有在10
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30重量％的范围内的半纤维素含量。13.根据权利要求7
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12中任一项所述的方法，其中在精制之前将所述细纤维级份用氧化剂处理。14.根据权利要求7
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13中任一项所述的方法，其中在精制之前将辅助强度增强剂添加至细纤维级份。15.根据权利要求7
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14中任一项所述的方法，其中步骤a)中的细纤维级份具有小于70、优选小于50的Sch...

【专利技术属性】
技术研发人员：U詹森，A莫伯格，K贝克福克，
申请(专利权)人：斯道拉恩索公司，
类型：发明
国别省市：