改善纸浆特性的方法技术

本发明专利技术涉及通过利用选择性除去细粉来改善非木纸浆的特性的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过从纸浆中除去部分细粉来改善纸浆，特别是非木纸浆的特性。
技术介绍
纸浆的细粉通常是指可通过McNett装置上的200目筛网的片段，或者指短于 0. 2mm的纤维。已经知道，纸浆的细粉不是均质的，但可分为片状和纤维状颗粒，此二者皆会 以不同的方式影响纸浆的特性(Brecht&Klemm 1953)。已经知道，纸浆的细粉对于纸浆和纸 的特性具有许多影响。化学木纸浆的细粉主要作为精制的结果而产生，并被称作二次细粉。具体而言，细 粉对于例如纸浆的强度特性、拉伸强度等具有正面影响。相反，化学非木纸浆主要在未精制下使用，原因在于其良好的粘合特性，还在于大 量的细粉限制其脱水特性，该特性在精制中会进一步劣化。特别是，细粉的含量在谷草纤维 中固有地极高，因而谷草纤维纸浆也具有较差的脱水特性。非木纸浆的细粉主要是一次细 粉，发现它们对于拉伸强度和不透明性具有正面影响(Rousu& NiinimSki 2007)。由于非木纸浆的细粉使纸浆的脱水性劣化，因而例如进行了下述尝试，即，通过减 少原料预处理中叶材料的量来除去细粉，由此限制纸浆中细粉的量。已经知道，原料(例如 麦秆)预处理能够除去细粉，还知道预处理能够降低纸浆中无机成分(例如硅)的含量、使 得纸浆中含有较高含量的综纤维素并且增加纤维长度(Ma等1992，Papaheofanous等1995， Petersen 1988,Paavilainen&Tulppala 1996)。除此之外，还已发现，除去细粉可提高纸浆 的脱水特性、体积、透气性和强度(Ma 等 1992，Paavilainen&Tulppala 1996，Paavilainen 等1999)。谷草纸浆的脱水特别缓慢。确已提出，在麦秆纸浆中除去的细粉的最优量为按总 纸浆计的10% (Ma等1992)。根据上述现有技术，提出了细粉一般在原料预处理中以较大量除去，这将导致纸 浆损失并可能对纸浆的其它特性产生有害影响。纸浆的原料通常以多步预处理的形式进行 预处理，所述多步预处理一般包括首先的干处理和随后的湿处理，另外，多步预处理的缺点 在于，在干处理中，有许多合乎需要的材料和纤维也随细粉一起被除去，而且，湿处理会产 生许多废水。此外，湿处理由于要在处理中额外引入水，因而不适用于所有的纸浆生产方 法。另外，这些处理步骤需要专门的投资。但是，本领域中还未曾描述或提出下述方法，所述方法以能够改善重要的纸浆特 性而基本不损害其它纸浆特性的方式，同时使工艺设置保持尽可能的简单，来尽可能少量 地选择性地除去纸浆细粉。
技术实现思路
已经出乎意料地发现，即使除去非常少量的细粉，也会使纸浆的滤水特性和亮度 得到显著的改善，且不会使诸如纸浆的拉伸强度和不透明性等其它纸浆特性劣化。还已发 现，纸浆细粉的品质和组成对于不同纸浆特性具有显著影响。拟除去的细粉主要由表皮细胞、小薄壁细胞、硅酸盐(silicate)和木栓细胞、以及导管细胞的不同片段和相应的非纤 维细胞类型构成。这些颗粒的特征在于其小尺寸和它们的低宽长比，以及它们的片状性质。 已经发现，例如通过从全部纸浆中仅除去非常小部分的细粉组分所实现的脱水性的改善效 果与仅除去同样量的细粉级分所实现的脱水性的改善效果相似。因此，通过仅除去给定部 分的细粉，即可实现高纸浆收率，并具有纸浆和纸的相应特性。具体实施例方式本专利技术涉及改善非木纸浆的特性，特别是纸浆的滤水性和/或亮度的 方法。所述 方法的特征在于，从纸浆中除去平均长度(平均最大维度)至多为0. 18mm、宽度(平均最小 维度)至多为0. 05mm的细粉颗粒。在本专利技术中，非木纸浆是指由草本植物的纤维(草纤维)、韧皮纤维、叶纤维或果 实纤维制造的纸浆。可用的草本植物类纤维的实例包括秸秆，例如谷物(小麦、黑麦、燕 麦、大麦、稻)秸秆；芦苇类，例如草芦、芦苇、纸莎草、甘蔗或甘蔗渣、竹子；和草类，例如西 班牙草、印度草和柠檬草。韧皮纤维的实例包括亚麻类，例如亚麻的茎和胡麻的茎、大麻、 东印度大麻、洋麻、黄麻、苎麻、构皮、雁皮(gampi)纤维和三桠皮(mitsumata)纤维。叶纤 维的实例包括例如蕉麻和剑麻。果实纤维的实例包括棉籽毛、棉绒纤维、木棉和椰壳纤维。作为可用在本专利技术中并且在芬兰生长的草本植物可举出芦苇、草芦、猫尾草、鸭 茅、黄花草木樨、无芒雀麦、紫羊茅、白花草木樨、红三叶草、山羊豆和苜蓿。根据本专利技术，特别优选使用的是由草本植物制造的纸浆，例如谷草纸浆。在一个实 施方式中，使用的是由一年生草本植物制造的纸浆，在另一个实施方式中，使用的是由多年 生非乔木植物制造的纸浆。根据本专利技术，也可以使用包括例如上述谷物秸秆在内的农业废 料。在非木纸浆中，例如麦秆纸浆的细粉含量以干纸浆计通常为总纸浆的20% 25%。纸浆可以是由任何常规纸浆制造方法制造的任何非木纸浆，例如通过硫酸盐、亚 硫酸盐或苏打法制造的纸浆。纸浆也可以是通过溶剂类方法，例如甲酸类和/或乙酸类、醇 类或离子类方法制造的纸浆。纸浆可以是漂白或未漂白的纸浆。根据本专利技术，从非木纸浆中除去尺寸为长度至多0. 18mm、宽度至多0. 05mm的细粉 颗粒。优选的是，颗粒的平均长度至多为0. 10mm，其宽度至多为0. 04mm。在本专利技术中，颗粒尺寸的定义“尺寸为长度至多0. 18mm或0. 10mm”是指在拟除去 的颗粒的粒径分布中，平均长度(平均最大维度)分别为至多0.18mm或至多0.10mm。另 夕卜，其宽度(平均最小维度)分别为至多0. 05mm和0. 04mm。拟除去的颗粒的形状优选为片状，在特别优选的实施方式中，颗粒的宽度与其长 度的比例等于或大于1 10，更优选为等于或大于1 5，特别是等于或大于1 2，至多为 值 1 1。拟除去的细粉颗粒主要由表皮细胞、薄壁细胞、硅酸盐细胞、导管细胞的片段、木 栓细胞和/或相应的非纤维细胞和/或这些细胞的部分或者这些细胞和/或所述非木材植 物的细胞部分的组合构成。此处，薄壁细胞是指根据上述定义，长度(最大维度)为至多 0. 18mm的小薄壁细胞。拟除去的细粉颗粒包含至少50%，优选为至少75%的所述细胞类型。拟除去的细粉颗粒的量以干纸浆计通常少于总纸浆的8%，优选为少于5%。可以使用基于例如过滤、筛分、分级或重量差的装置来除去细粉。出于此目的，适当的工业装置包括例如过滤器、筛网、分级器(例如压力分级器)和水力旋流器(涡流除渣 器)O在优选实施方式中，采用了筛分，筛孔为180μπι 40μπι，优选为100 μ π! 40 μ m,特另Ij是 60 μ m 40 μ m。可以在由纸浆的原料制造纸浆之前、纸浆制造过程中或者在由成品纸浆制造纸浆 之后除去细粉。在优选实施方式中，在由成品纸浆直接制造纸浆之后除去细粉颗粒，其稠度降低 至0. 5%。例如当使用0.05mm 0.2mm的筛网作为缝筛或孔筛或具有适当压力差的 涡流除渣器或者它们的不同组合时，可以由纸浆洗涤器、造纸机和干燥机的过滤、由圆盘过 滤器、由压力筛的接受器来进行分离。以下实施例旨在作为本专利技术的说明性、非限制性实施例。实施例和整个说明书及权利要求中的百分比值(％ )是指重量百分比。实施例中所采用的标准如下SR 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善非木纸浆的诸如纸浆的滤水性和／或亮度等特性的方法，其特征在于，从所述非木纸浆中除去平均长度至多为０．１８ｍｍ并且宽度至多为０．０５ｍｍ的细粉颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩伊维卢素，凯约哈托宁，
申请(专利权)人：坎普利斯公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]