生產(chǎn)溶解漿的方法、溶解漿以及方法的用圖
【專利說明】生產(chǎn)溶解漿的方法、溶解漿以及方法的用途
[0001] 本發(fā)明涉及溶解漿。具體地，本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序的生產(chǎn)溶解 漿的方法。
[0002] 在目前的一種方法中，任選在包括降低木質(zhì)素或半纖維素或兩者的含量的預(yù)處理 步驟之后，將纖維素原料進(jìn)行冷堿提取。
[0003] 本發(fā)明還涉及所述方法的用途。
[0004] 近些年，對于溶解漿的需求已有所增加。特別是，溶解漿被更多地尋求作為特殊纖 維的原料，因為需求超過了供應(yīng)，所以合適的溶解漿備料的價格飆升。同時，相競爭的原材 料（例如棉花）的供應(yīng)是有限的。
[0005] -般地，通過適當(dāng)?shù)恼糁蠓椒ㄖ苯訌哪静脑仙a(chǎn)溶解漿，該方法特別適合用 于制作溶解漿。在文獻(xiàn)中還公開了將工業(yè)紙漿轉(zhuǎn)化成溶解漿的多種方法，例如用堿劑萃 取和任選地用半纖維素酶進(jìn)行酶處理，以從漿中去除半纖維素，例如木聚糖。在這方面 參考 Hyatt, J.，F(xiàn)engel, R.，Edgar, J. Mlvarez, M.，Process for the co-production of dissolving-grade pulp and xylan and International Patent Application No. WO 9816682。
[0006] 美國專利6254722公開了一種從有纖維質(zhì)的纖維、特別是由封皮剪報和賬簿紙 形成的回收的廢紙生產(chǎn)溶解漿的方法，其中用氫氧化鈉水溶液對纖維源進(jìn)行提取，以在約 23°C的溫度下除去或降解半纖維素。
[0007] 因此，該方法基于特定的有纖維質(zhì)的，實際上無木質(zhì)素的并不特別豐富的原料。
[0008] WO 2010/104458公開了一種將在牛皮紙、亞硫酸鹽或蘇打AQ漿廠中從諸如木材 和稻草的原始木質(zhì)纖維素纖維生產(chǎn)纖維素纖維產(chǎn)品的方法與使用新溶劑體系溶解纖維素 的方法結(jié)合的方法，其中至少一部分被消耗的溶劑化學(xué)品在紙漿廠的回收循環(huán)的一個或多 個化學(xué)單元操作中被回收。
[0009] EP 0637351公開了從具有低木質(zhì)素含量的可回收的紙和紙板產(chǎn)品制備各種不含 磨木漿的白紙產(chǎn)品。
[0010] 本發(fā)明的一個目的是從可大量獲得并且形成廉價原料的回收纖維素纖維提供溶 解漿。
[0011] 特別地，本發(fā)明的目的是從就機(jī)械性能方面而言已經(jīng)降解以及通常包含難以去除 的化合物和污物的回收纖維素纖維提供溶解漿。
[0012] 本發(fā)明基于使用含有纖維素、木質(zhì)素和半纖維素的回收或循環(huán)的紙或紙板作為生 產(chǎn)溶解漿或類似纖維產(chǎn)品的纖維素原料的理念，所述含有纖維素、木質(zhì)素和半纖維素的回 收或循環(huán)紙或紙板能夠被溶解試劑溶解。所述回收或循環(huán)的紙或紙板還可含有填料、金屬、 粉末及其他雜質(zhì)。如有必要，將這樣的原料進(jìn)行改性，以提供一種具有低至適中的木質(zhì)素含 量和低灰分含量的纖維原料。然后將纖維原料進(jìn)行冷堿性提取以減少半纖維素含量，并采 用氧化性化學(xué)試劑進(jìn)行漂白處理以降低木質(zhì)素含量，由此獲得的纖維材料作為漿被回收。
[0013] 該方法可用于制備用于生產(chǎn)再生纖維素纖維、膜和泡沫、浸漬纖維制品和用于生 產(chǎn)纖維素衍生物以及用于生產(chǎn)納米纖維素產(chǎn)品的漿。特別令人關(guān)注的應(yīng)用是在通過粘膠 法、NMMO法、酶法和氨基甲酸酯法生產(chǎn)再生纖維素產(chǎn)品的領(lǐng)域。
[0014] 更具體地，本發(fā)明的方法的特征主要是權(quán)利要求1的特征部分所陳述的。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的用途的特征是在權(quán)利要求17-19中所陳述的。
[0016] 本發(fā)明了獲得相當(dāng)大的優(yōu)勢。因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)紙和紙板產(chǎn)品的回收纖維很適合作 為溶解漿的原料?；讷@得的結(jié)果，通過本技術(shù)生產(chǎn)的溶解漿的性能可以媲美、甚至優(yōu)于作 為參考的商業(yè)參比紙漿。例如回收的瓦楞漿（fluting pulp)產(chǎn)生了在Fock值方面具有優(yōu) 異性能的溶解漿，并且可用于生產(chǎn)再生纖維和膜，如過度紡絲試驗證實的。
[0017] 此外，未涂布的高級紙（辦公用紙）是有用的，并且當(dāng)使用諸如氨基甲酸的溶解化 學(xué)品來溶解紙漿時給出了好的結(jié)果。
[0018] 本發(fā)明利用回收的纖維制備溶解漿，這表示向更可持續(xù)的、無污染的紡織工業(yè)邁 出了重要一步。
[0019] 本發(fā)明提供了用于制造除了諸如紙、紙板和類似的傳統(tǒng)產(chǎn)品以外的從即時原料制 備的其他產(chǎn)品的制造。所使用的纖維的纖維素材料可以回收并進(jìn)行化學(xué)改性以提供纖維素 化學(xué)品或再生纖維。這些目的對纖維素的質(zhì)量提出了高的要求。
[0020] 在本發(fā)明中，具有削弱的機(jī)械性能和通常包含難以清除的物質(zhì)、雜質(zhì)和污物的回 收纖維。通常，分散回收纖維的目的是將油墨和粘性化合物和其它雜質(zhì)分解為較小的化合 物，并將它們從纖維去除，以允許在后續(xù)階段從纖維漿中去除。這些常規(guī)的處理步驟不足以 提供適合上述目的的纖維，如溶解漿。
[0021] 接下來，參考大量的可行實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)檢驗。
[0022] 在所附的附圖中：
[0023] 圖1顯示了根據(jù)本技術(shù)的從脫墨的高級紙制備溶解漿的方法的一個實施方式的 工藝方案；
[0024] 圖2顯示了根據(jù)本技術(shù)的從紙板制備溶解漿的方法的一個實施方式的相應(yīng)工藝 方案；
[0025] 圖3示意性地顯示了由三個導(dǎo)絲輥、一個裝有熱脫礦質(zhì)水的拉伸浴槽、兩個裝有 冷脫礦質(zhì)水的洗滌槽和纖維收集器組成的紡絲流程。
[0026] 如上所述，本發(fā)明由回收纖維原料生產(chǎn)溶解漿的方法包括以下步驟的組合：
[0027] -提供包括纖維素、木質(zhì)素和半纖維素的纖維材料，所述纖維來源進(jìn)一步具有 0. 1-7 %木質(zhì)素的木質(zhì)素含量和多達(dá)3 %的灰分含量；
[0028] -將纖維材料在約0至25°C進(jìn)行堿性提取，以產(chǎn)生具有降低的半纖維素含量的纖 維；
[0029] -將由此獲得的纖維用氧化化學(xué)試劑進(jìn)行漂白處理以降低纖維的木質(zhì)素含量；以 及
[0030] -回收由此獲得的纖維。
[0031] 在優(yōu)選的實施方式中，所述回收纖維原料選自回收紙和回收紙板產(chǎn)品及其組合， 它們通常包括至少1重量％、通常至少5重量％和特別是約7至50重量％的木質(zhì)纖維素纖 維材料。合適的原料材料的例子如下：辦公用紙和通常未涂布的其他高級紙、信封紙、單層 或多層紙板、瓦楞紙和瓦楞紙板襯板、折疊箱紙板。在一個具體的實施方式中，回收紙選自 辦公用紙，回收紙板產(chǎn)品選自襯板碎片。正如下面將要討論的，在進(jìn)一步處理之前，回收紙 或紙板產(chǎn)品可以以常規(guī)方式脫墨。
[0032] 纖維材料通常包括至少50重量％的纖維素纖維。該纖維可以由多達(dá)100重量％ 的（不含木）纖維素纖維構(gòu)成。通常情況下，纖維材料的纖維是由化學(xué)和機(jī)械制漿得到的 纖維的混合物形成。在一個實施方式中，該纖維材料包括50至95重量％的化學(xué)制漿的纖 維和5至50重量％的機(jī)械制漿的纖維。機(jī)械制漿的纖維中一般都富含木質(zhì)素，其濃度可達(dá) 干纖維重量的20%。
[0033] 纖維材料的纖維素纖維可以來自落葉樹、針葉樹或它們的組合。落葉樹種的例子 包括樺樹、山楊和楊屬的其他物種、榿木、桉樹、混合熱帶木材和上述物種的混合物。針葉樹 種的例子包括云杉、松樹及其組合。
[0034] 優(yōu)選最多70%、特別地最多60%重量的纖維源由來自落葉樹的纖維組成。
[0035] 在一個實施方式中，纖維材料包括回收纖維原料等。
[0036] 在另一個實施方式中，纖維原料包括具有高達(dá)（up to) 10%或更多（例如高達(dá) 20% )的原始灰分含量的回收紙或回收紙板產(chǎn)品或其組合，它們已被預(yù)處理以使其灰分降 低至小于約3,從而提供所述纖維材料。在這樣的一個實施方式中，該原料可以進(jìn)行機(jī)械或 化學(xué)操作，例如通過細(xì)分類或篩分，以使含量從約10至20%降低到3%或更低。
[0037] 在另一個實施方式中，其可以與前面的結(jié)合，所述纖維原料包括具有高達(dá)20重 量％的原始木質(zhì)素含量的回收紙或回收紙板產(chǎn)品或其組合，對其進(jìn)行化學(xué)脫木素以將木質(zhì) 素含量降低至低于10重量％，特別是低于5重量％，從而提供所述纖維材料。
[0038] 預(yù)處理可以通過例如使用氫氧化物或碳酸鹽化合物的堿性處理來實現(xiàn)，例如堿金 屬或堿土金屬的氫氧化物或碳酸鹽或其組合。特別是，脫木質(zhì)素通?？梢酝ㄟ^硫酸鹽法制 漿、蘇打法制漿或氧脫木質(zhì)素進(jìn)行，優(yōu)選在提高的溫度（50-200°C)進(jìn)行。硫酸鹽法制漿和 蘇打法制衆(zhòng)通常在約140_180°C進(jìn)彳丁，氧脫木質(zhì)素在80_120°C進(jìn)行。