一種通過強(qiáng)化疏解提高草漿打漿度和強(qiáng)度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于草漿機(jī)械處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通過強(qiáng)化疏解提高草漿打漿度和強(qiáng)度的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]稻、麥草作為我國一類資源龐大的農(nóng)作物秸桿，其用作造紙?jiān)暇哂蟹浅？捎^的前景。隨著制漿技術(shù)不斷地進(jìn)步和對草類制漿系統(tǒng)存在問題不斷地改進(jìn)，草類的清潔化制漿水平也有了較大幅度的提高。在我國木材資源嚴(yán)重緊缺并已長期制約著制漿造紙工業(yè)發(fā)展的大背景下，只要把稻、麥草紙漿清潔化制備的工作做好，同時把稻、麥草紙漿品質(zhì)的保證和應(yīng)用的領(lǐng)域拓展工作做好，則能大大緩解我國造紙資源供給嚴(yán)重不足的壓力，加快草類制漿造紙工業(yè)的發(fā)展步伐，整體提升我國造紙工業(yè)的水平。
[0003]草類紙漿的制備，即便是完全實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)，也只能說是完成了從草類原料向紙漿纖維轉(zhuǎn)化的過程。至于從草類紙漿到紙產(chǎn)品的應(yīng)用，則由于其纖維相對較短，不容易分絲帚化，且含有較多的非纖維細(xì)胞，對成紙帶來的掉粉、掉毛、物理強(qiáng)度偏低等問題，使其基本局限于只能在中低端紙產(chǎn)品中的應(yīng)用，被公認(rèn)為是附加值最低的一類紙漿。
[0004]通常，草類紙漿的初始打漿度多在30° SR以上。在將其用于造紙時，采用常規(guī)疏解及輕微打漿的方式進(jìn)行處理即進(jìn)入造紙系統(tǒng)。這種打漿處理方式也是為了不使草漿打漿度上升過快，對纖維產(chǎn)生明顯的切斷，因?yàn)榈尽Ⅺ湶轁{的打漿度通常到45°SR之后，其成漿的物理強(qiáng)度，特別是撕裂強(qiáng)度就會出現(xiàn)下降，此后的打漿對稻、麥草漿纖維具有致命性的破壞作用。因此，稻、麥草漿基本都未分絲帚化就被用于造紙，期望其對紙張物理強(qiáng)度有積極的貢獻(xiàn)也就無從談起。要是草漿具有一定的分絲帚化程度，又不能降低其成紙的物理強(qiáng)度，甚至還要獲得更強(qiáng)的紙張強(qiáng)度就是一個亟待破解的瓶頸問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種通過強(qiáng)化疏解提高草漿打漿度同時提高紙漿強(qiáng)度的方法，采用該方法處理后的纖維的外部細(xì)纖維化好、少有切斷、成紙強(qiáng)度較好的特點(diǎn)，且處理過程節(jié)能、高效。
[0006]本發(fā)明通過強(qiáng)化疏解提高草漿打漿度和強(qiáng)度的方法中，草漿是以農(nóng)作物廢棄物稻草、麥草作為原料經(jīng)常規(guī)化學(xué)蒸煮獲得的紙漿。
[0007]本發(fā)明通過強(qiáng)化疏解提高草漿打漿度和強(qiáng)度的方法按照以下具體步驟進(jìn)行，文中百分比除特別說明外均為質(zhì)量百分比:
(1)稱取一定量的草漿置于燒杯中，加水將其調(diào)節(jié)為質(zhì)量百分比濃度3%?10%的纖維懸浮液；
(2)將步驟(1)中調(diào)好漿濃的紙漿懸浮液轉(zhuǎn)移至紙漿疏解機(jī)中，其中疏解機(jī)中設(shè)置有帶螺旋葉片的攪拌軸，螺旋葉片厚度為10?15mm，螺距為40?60mm ;在20?30°C下密閉對紙漿懸浮液進(jìn)行強(qiáng)化疏解，調(diào)節(jié)疏解速度和時間以達(dá)到預(yù)定打漿度38° SR?70° SR ; 其中草漿為稻草漿，則打漿度為40° SR?70° SR，若是麥草漿則打漿度為38° SR?60。SRo
[0008](3)強(qiáng)化疏解完成后，調(diào)低疏解速度至60?150 r/min,以保持疏解機(jī)內(nèi)的漿料隨攪拌葉運(yùn)動而沒有發(fā)生纖維碰撞交纏，減少產(chǎn)生絮聚團(tuán)或團(tuán)狀物的機(jī)會，此時疏解機(jī)的攪拌葉片的轉(zhuǎn)動不影響漿料的打漿度；
(4)取漿料按國家標(biāo)準(zhǔn)測定漿料的打漿度，打漿度值未能達(dá)到預(yù)定目標(biāo)時，重復(fù)步驟
(2)、(3)繼續(xù)疏解漿料，直至滿足預(yù)定打漿度值為止；
(5)疏解到預(yù)定打漿度的草漿，按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行紙頁的抄片、恒溫恒濕紙頁標(biāo)準(zhǔn)物理強(qiáng)度的測定。
[0009]所述步驟(2)強(qiáng)化疏解的疏解速度為1500?5000r/min，處理時間5?40min。
[0010]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):
(1)針對稻草化學(xué)漿、麥草化學(xué)漿，用強(qiáng)化疏解方式進(jìn)行疏解，稻草漿的打漿度最高可上升至70° SR左右，麥草漿的打漿度最高可上升至60° SR左右；
(2)稻、麥草漿經(jīng)強(qiáng)化疏解主要靠對紙漿纖維的細(xì)纖維化實(shí)現(xiàn)其打漿度的上升，即便是到高打漿度時，對纖維的切斷作用都可以忽略不計(jì)；
(3)疏解紙漿的物理強(qiáng)度一直呈增加的趨勢，到高打漿度時的綜合物理強(qiáng)度比傳統(tǒng)打漿時的高出30%左右。
[0011]傳統(tǒng)的疏解方法對紙漿所起到的作用主要是均勻分散紙漿纖維。其對木材紙漿的疏解即便充分，充其量也只能增加1至2° SR的打漿度。相比較而言，草漿經(jīng)傳統(tǒng)疏解設(shè)備疏解后，稻草的打漿度最大能上升55° SR左右，麥草的能接近50° SR，且所需的疏解時間會很長。因此，當(dāng)需要將稻、麥草漿的打漿度提高到45° SR以上時，均采用實(shí)驗(yàn)室的打漿機(jī)或磨漿機(jī)強(qiáng)化打漿作用，通過增加纖維的切斷來加快纖維細(xì)纖維化與帚化來達(dá)到提高紙漿打漿度的目的。然而，稻、麥草漿因打漿切斷纖維的原因，其紙漿強(qiáng)度往往在45° SR前后就出現(xiàn)下降，特別是與纖維長度呈正比關(guān)系的撕裂強(qiáng)度的下降比較明顯。這使得本身強(qiáng)度就偏低的稻、麥草漿應(yīng)用附加值受到了極大的限制。
[0012]應(yīng)用帶有強(qiáng)化疏解作用的疏解機(jī)則是通過強(qiáng)化了的水力剪切作用和葉片與漿中纖維的鈍角觸碰作用和通過提高疏解葉片轉(zhuǎn)速以加大水力剪切力和與纖維碰撞的頻率和強(qiáng)度，整個疏解過程避免了像打漿過程那樣銳利刀片對纖維切斷的剪切作用，從而一直保持紙漿纖維長度基本不變，對紙漿纖維的強(qiáng)度的提高起到重要作用；在疏解提升打漿度的過程中，打漿度的上升主要是通過對雜細(xì)胞的破解及纖維細(xì)胞壁的柔化、外部細(xì)纖維化作用來實(shí)現(xiàn)，因此紙漿的撕裂、抗張、耐破強(qiáng)度到55° SR以前都還一直呈現(xiàn)增加的趨勢，之后打漿度的上升對這幾項(xiàng)指標(biāo)的影響才趨小，即便是稻草漿到了近70° SR的高打漿度，也基本未見紙漿強(qiáng)度下降，而麥草漿疏解到近60° SR的高打漿度時，其紙漿強(qiáng)度還有所上升。基于這些效果，通過本強(qiáng)化疏解技術(shù)的應(yīng)用，草漿不僅可以免除打漿的過程，使紙漿的打漿度上升到高打漿度的范圍，同時還能提升紙漿的物理強(qiáng)度，能拓展其在中高檔紙產(chǎn)品當(dāng)中的應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述說明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容，實(shí)施例中所有百分比除特別說明外均為質(zhì)量百分比。
[0014]實(shí)施例1:本通過強(qiáng)化疏解提高草漿打漿度和強(qiáng)度的方法，具體內(nèi)容如下:
本實(shí)施例以稻草漿為疏解對象，經(jīng)強(qiáng)化疏解后測定其打漿度、紙漿強(qiáng)度指標(biāo)，具體步驟如下:
(1)稱取草漿并加水將其調(diào)節(jié)為質(zhì)量百分比濃度10%的纖維懸浮液，制備中揉搓分散均勻；
(2)將步驟(1)中調(diào)好漿濃的紙漿懸浮液轉(zhuǎn)移至紙漿疏解機(jī)的疏解槽中，密閉好疏解機(jī)，其中疏解機(jī)中設(shè)置有帶螺旋葉片的攪拌軸，葉片厚度為10mm，螺距為40mm，然后在25°C、2000 r/min下對紙楽懸浮液進(jìn)行強(qiáng)化疏解5min，以達(dá)到預(yù)定打楽度40° SR ；
(3)調(diào)低步驟(2)中疏解機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)至60r/min，打開疏解槽蓋，用專用取樣杯從槽內(nèi)均勻流動的漿中取20mL紙漿懸浮液，即相當(dāng)于絕干量為2 g的紙漿纖維，一共取兩份供打漿度平行測定，同時取少量用于纖維形態(tài)表征，而后停止疏解機(jī)轉(zhuǎn)動；
(4)將步驟(3)中所取的紙漿懸浮液轉(zhuǎn)移至打漿度測定專用1000mL量筒內(nèi)，加水至1000mL，按標(biāo)準(zhǔn)方法測定疏解后纖維懸浮液的打漿度值，達(dá)到預(yù)定打漿度值；
(5)利用纖維質(zhì)量分析儀測定疏解后紙漿纖維的形態(tài)參數(shù)；
(6)取出步驟(4)中疏解好的紙漿，其中一部分用于對紙漿物理性能進(jìn)行測定與分析，紙頁的抄造與物理指標(biāo)的測定均按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
[0015]疏解稻草漿的結(jié)果:打漿度:40° SR，纖維平均長度:0.398mm，撕裂指數(shù):
4.68mN.m2/g，抗張指數(shù):54.9N.m/g，耐破指數(shù):2.54kPa.m2/g。
[0016]實(shí)施例2:本通過強(qiáng)化疏解提高草漿打漿度和強(qiáng)度的方法，具體步驟如下:
(1)稱取草漿并加水將其調(diào)節(jié)為質(zhì)量百分比濃度6%的纖維懸浮液，制備中揉搓分散均勻；
(2)將步驟(1)中調(diào)好漿濃的紙漿懸浮液轉(zhuǎn)移至紙漿疏解機(jī)的疏解槽中，密閉好疏解機(jī)，其中疏解機(jī)中設(shè)置有帶螺旋葉片的攪拌軸，葉片厚度為15mm，螺距為50mm，然后在20°C、3500 r/min下對紙漿懸浮液進(jìn)行強(qiáng)化疏解25min，以達(dá)到預(yù)定打漿度50° SR ;
(3)調(diào)低步驟(2)中疏解機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)至100r/min，打開疏解槽蓋，用專用取樣杯從槽內(nèi)均勻流動的漿中取33.3mL紙漿懸浮液，即相當(dāng)于絕干量為2 g的紙漿纖維，一共取兩份供打漿度平行測定，同時取少量用于纖維形態(tài)表征，而后停止疏解機(jī)轉(zhuǎn)動；
(4)將步驟(3)中所取的紙漿懸浮液轉(zhuǎn)移至打漿度測定專用1000mL量筒內(nèi)，加水至1000mL，按標(biāo)準(zhǔn)方法測定疏解后纖維懸浮液的打漿度值，達(dá)到預(yù)定打漿度值；
(5)利用纖維質(zhì)量分析儀測定疏解后紙漿纖維的形態(tài)參數(shù)；