一種堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿方法、改性漿料及紙張的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿方法，所述方法包括在進(jìn)入堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿工藝的高濃磨漿階段時(shí)，將淀粉溶液和漿料加入高濃磨漿機(jī)中，通過(guò)所述高濃磨漿機(jī)磨漿至淀粉糊化，獲得改性后、使所述淀粉固著在漿料纖維細(xì)胞腔內(nèi)及纖維表面的漿料。本發(fā)明還提供一種改性漿料及紙張。通過(guò)上述方式，本發(fā)明能夠提高漿料強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】一種堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿方法、改性漿料及紙張
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及造紙【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿方法、改性漿料及紙張。
【背景技術(shù)】
[0002]堿性過(guò)氧化氫機(jī)械衆(zhòng)(AalkalinePeroxide Mechanical Pulp:APMP)制衆(zhòng)是在漂白化學(xué)熱磨機(jī)械漿基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種高得率、環(huán)保綠色制漿工藝。但是APMP制漿所獲得的紙漿強(qiáng)度性能較低，在紙張抄造中不能大量使用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，提高APMP用量、降低成紙強(qiáng)度損失的方法主要有兩種:第一種是提高紙張的干強(qiáng)度，第二種是對(duì)APMP進(jìn)行纖維改性。其中，提高紙張的干強(qiáng)度主要依賴于降低填料的用量、增加干強(qiáng)劑、在堿性條件下抄造、提高打漿游離度、增加長(zhǎng)纖的比例；纖維改性技術(shù)是通過(guò)加入高分子聚合物、生物酶等對(duì)纖維進(jìn)行改性，彌補(bǔ)改性前纖維的缺陷。
[0004]但是，上述技術(shù)中第一種方法無(wú)法改善APMP自身的強(qiáng)度且對(duì)紙機(jī)運(yùn)行影響較大；第二種方法生產(chǎn)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿方法、改性漿料及紙張，能夠提高漿料強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿方法，所述方法包括:
[0007]在進(jìn)入堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿工藝的高濃磨漿階段時(shí)，將淀粉溶液和漿料加入高濃磨漿機(jī)中；
[0008]通過(guò)所述高濃磨漿機(jī)磨漿至淀粉糊化，獲得改性后、使所述淀粉固著在漿料纖維細(xì)胞腔內(nèi)及纖維表面的漿料。
[0009]其中，所述淀粉溶液的質(zhì)量百分比濃度為0.1 %?10%。
[0010]其中，所述淀粉溶液質(zhì)量百分比濃度為1%?4%。
[0011]其中，所述淀粉溶液的添加量為5?30千克/噸制漿木片，所述制漿木片用于制備所述漿料。
[0012]其中，所述淀粉溶液的添加量為10?15千克/噸制漿木片。
[0013]其中，所述淀粉包括原淀粉、改性淀粉以及酸化淀粉中的一種以上。
[0014]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種改性漿料，所述改性漿料包括漿料纖維細(xì)胞腔內(nèi)及纖維表面固著有改性淀粉的漿料；所述改性淀粉是在進(jìn)入堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿工藝的高濃磨漿階段時(shí)，將淀粉溶液和漿料加入高濃磨漿機(jī)中，通過(guò)所述高濃磨漿機(jī)磨漿至淀粉糊化獲得的。
[0015]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的又一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種紙張，所述紙張是由上述改性漿料所制得。[0016]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明在進(jìn)入堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿工藝的高濃磨漿階段時(shí)，將淀粉溶液和漿料加入高濃磨漿機(jī)中，通過(guò)高濃磨漿機(jī)的高溫高壓作用，將淀粉糊化并送入纖維內(nèi)部，使淀粉滲透入漿料纖維細(xì)胞腔及牢固結(jié)合在纖維表面，形成了一種由內(nèi)而外的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，且沒(méi)有破壞原有的纖維結(jié)構(gòu)，在保證了堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿高松厚度的前提下提高了強(qiáng)度，同時(shí)能大量代替?zhèn)鹘y(tǒng)高成本漿料使用，有效降低了生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明一種堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿方法一實(shí)施方式的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]參閱圖1，圖1是本發(fā)明一種堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿方法一實(shí)施方式的流程圖，本實(shí)施方式一種堿性過(guò)氧化氫機(jī)械衆(zhòng)制衆(zhòng)方法包括:
[0020]步驟101:在進(jìn)入堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿工藝的高濃磨漿階段時(shí)，將淀粉溶液和漿料加入高濃磨漿機(jī)中；
[0021]步驟102:通過(guò)高濃磨漿機(jī)磨漿至淀粉糊化，獲得改性后、使淀粉固著在漿料纖維細(xì)胞腔內(nèi)及纖維表面的漿料；
[0022]現(xiàn)有技術(shù)中，堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿工藝的步驟一般包括:將長(zhǎng)度為15?20毫米(mm)、厚度3?5mm、寬度小于IOmm的木片經(jīng)水洗漆去除泥沙；在80?90°C下進(jìn)行10?20分鐘(min)的汽蒸；經(jīng)過(guò)汽蒸的木片利用壓縮比為1:2.8?4.0的二段擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓，將擠壓后的木片分別用螯合劑和堿性H2O2浸潰，并放入反應(yīng)倉(cāng)反應(yīng)30?60min ;反應(yīng)后的漿料在35?45%的濃度下進(jìn)行一段磨漿(高濃磨漿)；磨漿后加入堿性H2O2進(jìn)行60?90min的漂白，漂白結(jié)束后稀釋至濃度3?6 %,然后放入消潛池消潛,消潛后在3?6 %的濃度下進(jìn)行二段磨漿，磨后漿的游離度為500?600毫升(ml)，磨后漿在2?3%的濃度下進(jìn)行二段篩選，得到堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿。
[0023]傳統(tǒng)的堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿由于磨漿能耗低，纖維柔韌性較差，結(jié)合強(qiáng)度低，表面性能亦略差，具有較高的松厚度而紙漿強(qiáng)度性能較低，主要體現(xiàn)在撕裂、耐破、抗張、耐折、內(nèi)聚力性能較低，在紙張抄造中不能大量使用。
[0024]淀粉是一種常用的造紙助劑，現(xiàn)有技術(shù)中，淀粉通常是在造紙濕端添加的，但淀粉在造紙濕端添加時(shí)，面臨淀粉留著率問(wèn)題，系統(tǒng)脫水影響的問(wèn)題，在封閉環(huán)循的系統(tǒng)中，面臨微生物、膠粘物等問(wèn)題，這成為淀粉作為增強(qiáng)劑時(shí)用量無(wú)法大量提升的瓶頸；同時(shí)，淀粉作為增強(qiáng)劑在造紙濕端添加，必須添加輔助設(shè)備，造成成本增加。在堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿生產(chǎn)中，高濃磨漿機(jī)磨漿時(shí)具有高溫、高壓的特點(diǎn)，以Twin68型高濃磨漿機(jī)為例，最大操作溫度達(dá)到180°C，最大操作壓力達(dá)到8bar(100KPa)，本實(shí)施方式利用高濃磨高溫高壓的特點(diǎn)，進(jìn)行淀粉的糊化，一方面可以解決傳統(tǒng)工藝中不能大量使用堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿造紙以及漿料強(qiáng)度低等問(wèn)題；另一方面可以解決在造紙濕端添加淀粉面臨的種種問(wèn)題。
[0025]本實(shí)施方式中，在堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿工藝過(guò)程中，將經(jīng)過(guò)螺旋擠壓撕裂機(jī)擠壓后的漿料，噴入高濃磨漿機(jī)時(shí)，添加淀粉溶液混合均勻，再經(jīng)過(guò)高濃磨漿機(jī)的高溫高壓處理，將淀粉糊化，同時(shí)經(jīng)過(guò)高濃磨漿機(jī)的研磨、擠壓作用，糊化的淀粉溶液部分進(jìn)入到漿料纖維細(xì)胞腔內(nèi)，部分吸附在纖維表面，形成了一種由內(nèi)而外的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，提高了漿料的強(qiáng)度。
[0026]與未改性的漿料相比，等量的經(jīng)本實(shí)施方式改性后的漿料加入紙機(jī)系統(tǒng)后，成紙強(qiáng)度大幅增加；且經(jīng)電荷檢測(cè)儀檢測(cè)，改性后的漿料的顆粒的電荷絕對(duì)值降低，紙機(jī)系統(tǒng)的保留有一定提升；高濃磨漿機(jī)的溫度滿足了絕大多數(shù)淀粉的糊化溫度(95°C左右)，能輕松將淀粉糊化，高濃磨漿機(jī)的高壓作用將部分糊化的淀粉經(jīng)漿料纖維表面的孔洞及兩端的開(kāi)口處，送入漿料纖維細(xì)胞腔內(nèi)，同時(shí)，因虹吸作用，將部分糊化后的淀粉牢固地吸附在纖維表面，最終達(dá)到增加漿料強(qiáng)度的目的。
[0027]其中，淀粉溶液的質(zhì)量百分比濃度為0.1%?10%，例如0.1%、5%、10%等。進(jìn)一步地，淀粉溶液的質(zhì)量百分比濃度可以為I %?4%，例如I %、2 %、4%等。淀粉溶液的濃度太高糊化后粘度過(guò)大，不利于糊化淀粉溶液的均勻擴(kuò)散，淀粉溶液的濃度太低有兩個(gè)負(fù)面影響:一是進(jìn)入纖維內(nèi)部的糊化淀粉太少，改性效果不佳；二是影響進(jìn)入高濃磨漿機(jī)漿料的濃度，從而影響高濃磨漿機(jī)磨漿效果。
[0028]其中，淀粉溶液的添加量為5?30千克/噸制漿木片，例如:5千克/噸制漿木片、20千克/噸制漿木片、30千克/噸制漿木片等，制漿木片用于制備漿料。進(jìn)一步地，淀粉溶液的添加量為10?15千克/噸制漿木片，例如:10千克/噸制漿木片、12千克/噸制漿木片、15千克/噸制漿木片等。淀粉溶液添加量過(guò)少，增強(qiáng)效果不明顯，添加量太大，纖維所吸附的淀粉超過(guò)極限，多余的淀粉隨系統(tǒng)流失，增加了生產(chǎn)成本并影響系統(tǒng)水循環(huán)。
[0029]其中，淀粉包括原淀粉、改性淀粉以及酸化淀粉中的一種以上；原淀粉是指未經(jīng)化學(xué)處理的淀粉，包括木薯淀粉、玉米淀粉等；改性淀粉是經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的淀粉，包括陽(yáng)離子型淀粉、陰離子型淀粉、兩性淀粉等；酸化淀粉是用酸處理過(guò)的淀粉。本實(shí)施方式中的淀粉可以是單獨(dú)的原淀粉、單獨(dú)的改性淀粉或單獨(dú)的酸化淀粉，也可以是原淀粉和改性淀粉的混合、原淀粉和酸化淀粉的混合，或改性淀粉和酸化淀粉的混合，還可以是原淀粉、改性淀粉以及酸化淀粉三者的混合。
[0030]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施方式中，經(jīng)過(guò)高濃磨漿機(jī)磨漿后，高壓效果被解除，大部分糊化淀粉被牢固結(jié)合于漿料纖維細(xì)胞腔內(nèi)部，纖維的細(xì)胞腔得到極大程度的增強(qiáng)，而纖維表面也保留有一定量的糊化淀粉，這種內(nèi)外增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)不同于普通的造紙濕端添加淀粉，傳統(tǒng)造紙濕端添加淀粉，主要是通過(guò)電荷及氫鍵實(shí)現(xiàn)淀粉與纖維的結(jié)合，這種結(jié)合容易受水份等因素的影響，導(dǎo)致淀粉的水解、流失等；而本實(shí)施方式處理后的獲得的改性漿料不容易被二次破壞，是一種對(duì)纖維的內(nèi)部的深層改造，且沒(méi)有破壞原有的纖維結(jié)構(gòu)，改性后的纖維不僅強(qiáng)度較好，且保持了高松厚度的特點(diǎn)。
[0031]在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種改性漿料，包括漿料纖維細(xì)胞腔內(nèi)及纖維表面固著有改性淀粉的漿料；改性淀粉是在進(jìn)入堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿工藝的高濃磨漿階段時(shí)，將淀粉溶液和漿料加入高濃磨漿機(jī)中，通過(guò)高濃磨漿機(jī)磨漿至淀粉糊化獲得的。
[0032]本發(fā)明實(shí)施方式在進(jìn)入堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿工藝的高濃磨漿階段時(shí)，將淀粉溶液和漿料加入高濃磨漿機(jī)中，通過(guò)高濃磨漿機(jī)的高溫高壓作用，將淀粉糊化并送入漿料纖維內(nèi)部，使淀粉滲透入漿料纖維細(xì)胞腔及牢固結(jié)合在纖維表面，形成了一種由內(nèi)而外的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，且沒(méi)有破壞原有的纖維結(jié)構(gòu)，在保證了堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿高松厚度的前提下提高了強(qiáng)度，同等用量替代傳統(tǒng)工藝的堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，或者在相當(dāng)品質(zhì)的情況下，可以提高堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿用量，提高紙張灰份及降低漂白硫酸鹽針葉木衆(zhòng)(NBKP:Needle Bleached Kraft Pulp)用量,具有較高的企業(yè)及社會(huì)效益。
[0033]在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明還提供一種紙張，由包括漿料纖維細(xì)胞腔內(nèi)及纖維表面固著有改性淀粉的漿料所制得，改性淀粉是在進(jìn)入堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿工藝的高濃磨漿階段時(shí)，將淀粉溶液和漿料加入高濃磨漿機(jī)中，通過(guò)高濃磨漿機(jī)磨漿至淀粉糊化獲得的。
[0034]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿方法做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0035]實(shí)施方式一
[0036]取占木片總質(zhì)量80%的楊木和占木片總質(zhì)量20%的松木作為制漿木片，將木薯淀粉稀釋至濃度為2%，由高濃磨漿機(jī)入口加入系統(tǒng)，木薯淀粉添加量為15千克/噸木片；取漿料抄手抄片測(cè)試強(qiáng)度。以相同用量淀粉糊化后直接作為漿料改性劑，而不通過(guò)高濃磨漿機(jī)磨漿，作為參照組。測(cè)試結(jié)果如表一所示:
[0037]表一
[0038]
【權(quán)利要求】
1.一種堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿方法，其特征在于，所述方法包括: 在進(jìn)入堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿工藝的高濃磨漿階段時(shí)，將淀粉溶液和漿料加入高濃磨漿機(jī)中； 通過(guò)所述高濃磨漿機(jī)磨漿至淀粉糊化，獲得改性后、使所述淀粉固著在漿料纖維細(xì)胞腔內(nèi)及纖維表面的漿料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述淀粉溶液的質(zhì)量百分比濃度為.0.1% ~10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述淀粉溶液質(zhì)量百分比濃度為1%~4%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述淀粉溶液的添加量為5~30千克/噸制漿木片，所述制漿木片用于制備所述漿料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述淀粉溶液的添加量為10~15千克/噸制漿木片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述淀粉包括原淀粉、改性淀粉以及酸化淀粉中的一種以上。
7.一種改性漿料，其特征在于，所述改性漿料包括漿料纖維細(xì)胞腔內(nèi)及纖維表面固著有改性淀粉的漿料；所述改性淀粉是在進(jìn)入堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿制漿工藝的高濃磨漿階段時(shí)，將淀粉溶液和漿料加入高濃磨漿機(jī)中，通過(guò)所述高濃磨漿機(jī)磨漿至淀粉糊化獲得的。
8.—種紙張，其特征在于，所述紙張由權(quán)利要求7所述的改性漿料所制得。
【文檔編號(hào)】D21D1/20GK104018383SQ201410261740
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】王歡, 韋丹, 王煒, 周仁娟, 盧海 申請(qǐng)人:金東紙業(yè)（江蘇）股份有限公司