CN101466889A - 木料制成的木质纤维素的纤维材料 - Google Patents

木料制成的木质纤维素的纤维材料 Download PDF

Info

Publication number
CN101466889A
CN101466889A CNA2007800212268A CN200780021226A CN101466889A CN 101466889 A CN101466889 A CN 101466889A CN A2007800212268 A CNA2007800212268 A CN A2007800212268A CN 200780021226 A CN200780021226 A CN 200780021226A CN 101466889 A CN101466889 A CN 101466889A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fibrous material
timber
lignin
bleaching
content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007800212268A
Other languages
English (en)
Inventor
汉斯-路德维格·舒伯特
埃萨-马蒂·阿尔托
鲁道夫·帕特
奥萨·科德萨奇亚
克里斯托夫·斯托兹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of CN101466889A publication Critical patent/CN101466889A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/04—Pulping cellulose-containing materials with acids, acid salts or acid anhydrides
    • D21C3/06—Pulping cellulose-containing materials with acids, acid salts or acid anhydrides sulfur dioxide; sulfurous acid; bisulfites sulfites
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/18—Pulping cellulose-containing materials with halogens or halogen-generating compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/02—Chemical or chemomechanical or chemothermomechanical pulp
    • D21H11/06—Sulfite or bisulfite pulp

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种由木料制成的木质纤维素的纤维材料，对针叶木料其断裂长度在15°SR时大于8km，木质素含量按未经漂白的otro纤维材料计为15％，对阔叶木料，其断裂长度在20°SR时大于5.0km，木质素含量按未经漂白的otro纤维材料计为12％。

Description

木料制成的木质纤维素的纤维材料
本发明涉及一种由木料制成的木质纤维素的纤维材料。
木质纤维素的纤维特别是可用于制备纸和纸板。已知大量在工业上制备的、在特性上具有很大差别的木质纤维素的纤维：
借助于粉碎装置或研磨装置通过将纤维束机械分解成纤维所产生的纤维称为木质素。在制备木质素时木质材料几乎未经分解。原来使用的生物量几乎完全还存在于木质素中。该木质素-制备需使用高能量。制备木质素的更新方法是试图通过用蒸汽和/或化学物质预处理木料以改进纤维特性和/或降低能耗。特别是CTMP(化学-热磨机械浆)法和TMP(热磨机械浆)法均属此类。在CTMP法的工业应用中通常使用的化学物质量按otro木料计为1—5％(重量比)，以便可以部分溶解纤维束。通常木质素的特性在于低强度特性，特别是低断裂长度和在具有高发黄趋势的低白度下的高不透明性和光散射性。
通过化学溶解纤维束所产生的纤维称为纤维素。在制备纤维素时使用其大多在高压和高温下对生物量起作用的化学物质。在木质素和部分碳水化物或多或少的不断去除，即在明显损失出产率的情况下产生具有优良强度特性，特别是断裂长度和具有可漂白到高白度和低发黄趋势的纤维。为制备纤维素所需的能量可由分解的废碱液得到。
对该纤维的应用，木质素含量常常不是决定性的因素。通常关键的是强度水平，因为其常常限制了其使用范围。因此研发了大量方法试图以基于纤维素-制备方法也使具有较高木质素含量的纤维达到较高的强度水平。
一种在实际中已个别建立的方法是NSSC-方法。在使用尽可能少量的亚硫酸盐的情况下，在工业应用中力求中性至弱碱性pH-值，在最少木质素分解下达到尽可能高的纤维强度。实际中该化学物质量保持尽可能低，因为该方法可在不回收该化学物质的情况下运行，并由于化学物质和通过木质纤维素的材料的分解产生的有机物而产生高的废水量。按NSSC-方法产生的纤维大多不需漂白即可使用。
另一方法是亚硫酸氢盐-法，该方法在pH-值约为4下运行。还有另一些方法如硫酸盐-法(也称硫酸盐法)或苏打-法，其本身是为制备最少木质素含量的纤维素而研发和应用的，这些方法对制备高产率-纤维材料的适用性已进行过验证。
在对该纤维材料的适用性检验中，总是从实际经验出发，即由于高的木质素含量该纤维在未经研磨或经少量研磨状态下仅具有不满意的低强度和达不到经济的可利用性。关于高产率-纤维材料的概述可参见“Choosing thebest brightening process”，N.Liebergott和T.Joachimides，Pulp & PaperCanada，Vol.80，No12，December 1979，T391—T395。其中对用不同方法制备的未经漂白的纤维材料给出了与产率和木质素含量有关的、可达到的强度水平。作为可用于造纸的纤维的下限，该强度水平在500ml CSF(41°SR)下测定，并进行300ml CSF(41°SR)的对比测量。在产率约为80％下，对杉木而言其断裂长度在500ml CSF(26°SR)时达约9—10km。进一步研磨可提高强度值。该己经比较高的值可通过在酸性pH-范围分解(亚硫酸氢盐分解，酸性亚硫酸盐分解)达到。对由中性和碱性分解(中性亚硫酸盐-分解、硫酸盐-分解和苏打-分解)产生的纤维有明显较低的强度值，此外，该值需用几倍高的分解纤维能量和研磨能量达到。其可在PFI-研磨机的更高的转数下看出，所需要的是为了达到500ml CSF(26°SR)或300ml CSF(41°SR)的研磨度。
由所述现有技术出发，本发明所要解决的技术问题在于提供一种未经漂白和经漂白的纤维材料，其在纤维的高木质素含量下有高的强度水平。
该技术问题是用具有下列特性的木质纤维素的材料解决的：
-对针叶木料，断裂长度在15°SR时大于8km，木质素含量按未经漂白的otro纤维材料计为至少15％
-对阔叶木料，断裂长度在20°SR时大于5.0km，木质素含量按未经漂白的otro纤维材料计为至少12％。
上述纤维材料的木质素含量对针叶木料按otro纤维材料计至少为15％，对阔叶木料按otro纤维材料计至少为12％。该木质素含量通过确定硫酸(Klason)-木质素和酸溶性木质素(其定义见下)测得。硫酸-木质素和酸溶性木质素共同给出各纤维材料品木质素含量。阔叶木料的木质素含量比针叶木料的木质素含量低，因为针叶木料含较高的初始-木质素含量。但对阔叶木料和针叶木料，本发明的纤维材料的木质素含量完全可更高，对针叶木料特别是大于18％，大于21％或大于24％。对阔叶木料按otro纤维材料计该值可为至少14％，至少16％或大于18％的木质素。在对针叶木料，在15°SR时断裂长度大于8km或对阔叶木料在20°SR时断裂长度大于5.0km情况下，所需的纤维材料的木质素含量越高，在制备纤维材料时的木质素的损失越小。该额外产率增加了该纤维材料的竞争能力。
本发明的纤维材料与现有技术的差别在于，该纤维与己知纤维相比在小得多的研磨度下已具有高的强度值。研磨度是纤维悬浮物的脱水特性的量度。对针叶木料，在研磨度为12°SR或15°SR时该纤维的形态仅少量变化。含高本质素含量的已知纤维在15°SR时的结构不可产生与相邻纤维的良好粘合性，并由此不可得到稳定的合格强度水平。但本发明的纤维在12°SR或15°SR的低研磨度下，并从而在小的研磨能消耗下已可产生与相邻纤维的良好粘合性。
对含至少15％木质素含量的针叶木料，其可达到的强度水平大于8km。对该纤维材料在15°SR下可毫不困难地达到大于9km，超过9.5km并优选大于10km的断裂长度值。对含至少15％木质素含量的阔叶木料，其可达到的断裂长度常由木料种类给定。权利要求1中给出的值是阔叶木料类的下限。例如对木质素含量大于12％的杨树木-纤维材料，在20°SR下断裂长度-值大于6km，优选大于7km，特别优选大手7.5km。
但本发明的纤维材料的特征不仅是高的断裂长度。而且该强度水平总体是高的。
本发明的木质素含量大于15％的针叶木料-纤维材料，在15°SR下和按100g/m2片重计的扯断强度至少为65cN。对木质素含量大于12％的阔叶木料-纤维材料，在20°SR研磨度和在100g/m2片重下的扯断强度至少为50cN。在针叶木料的15°SR和阔叶木料的20°SR的异常低的研磨度下已有的该扯断强度和兼有的高的断裂长度是现有技术所未公知的。
同时该高木质素含量(对针叶木料大于15％和对阔叶木料大于12％)下纤维材料具有异常高的白度。经分解后无需任何漂白处理，对针叶木该值为40％ISO及更高，对阔叶木料该值至少为60％ISO。对针叶木料该值达到大于60％ISO也是毫无困难的。因为通常认为木质素是纤维材料的着色源，所以值得提及的是，尽管有高的木质素含量但仍可达如此的白度。
如果本发明的纤维材料经漂白处理，则可大大改进纤维-特性。该漂白处理对某些具有较高白度要求的应用是必须的；但也可试图调节和改进纤维特性。经漂白的纤维不仅具有明显较高的白度即对针叶木料大于70％ISO，优选大于75％ISO，对阔叶木料大于60％ISO，优选大于80％ISO。对针叶木料，通过漂白处理可将15°SR下的断裂长废增加到大于9km，优选大于9.5km，特别优选10km。对针叶木料，在漂白处理时可稳定扯断强度，通常可改进扯断强度。漂白后杨树木-纤维材料在20°SR时的断裂长度大于7km，优选大于8km。山毛榉-纤维材料经漂白后的断裂长度大于5.5km，优选大于6km。扯断强度通过漂白无明显变化。
下面用实施例详述本发明的纤维材料的制备方法以及主要特性。
纤维的特性按下列标准检测和测定：
-通过秤重所用的原料和分解或漂白后所含的纤维材料计算产率，其均在105℃下干燥至恒重(绝对干燥(atro))后秤重。
-按TAPPT T 222 om-98测定呈硫酸-木质素的木质素含量。按TAPPIUM250测定酸溶性木质素。
-通过按Zellcheming-Vorschrift V/19/63制备的检验片测定白度，其按SCAN C11：75用Datacolor elrepho 450x的光度计测定；该白度按ISO-标准2470以百分比给出。
-按Zellcheming-Merkblatt VI/1/66的规范测定不透明度。
-按Zellcheming-Merkblatt V/8/76制备的检验片测定纸技术特性。
-按Zellcheming-Vorschrift V/11/57测定容重。
-按Zellcheming-Merkblatt V/12/57测定断裂长度。
-按DIN 53128 Elmendorf测知扯断强度，该强度对片重为100g/m2的薄片给出。
-按Zellcheming-Merkblatt V/3/62测知研磨度。
-按TAPPI 220sp-96测知抗拉系数、撕裂系数和爆裂系数。
-只要未另行说明，在本文中所有％数据均认为是重量百分数。
实施例1—4：针叶木料-纤维材料的制备
制备本发明的纤维材料的可能方法描述如下：在105—110℃下经蒸汽处理30分钟的杉木-碎片中加入按otro木料量计的27.5％亚硫酸钠(按NaOH计)的总-化学物质使用量。将漂浮比(
Figure A200780021226D0007162459QIETU
)调节为4:1(化学试剂溶液:otro木料量)。分解开始的pH-值调节为pH9.4(实施例4)。通过加入SO2调节到较低的起始pH-值，使在开始pH-值为8(实施例3)、7(实施例2)或6(实施例1)下进行较低起始-pH-值的分解。
该碎片在液相中分解时在90分钟内加热到170℃的分解-温度，并该温度下分解180分钟。排出游离的煮沸碱液和将碎片被分解成纤维。纤维束经散开，同时对其单根纤维或纤维表面无机械作用。为将碎片分解成纤维，其所需能量比用于制备高产率-纤维素的已知方法要小得多。为分解成纤维素，小于500kWh/t碎片是足够的。优选所需能量小于300kWh/t碎片。
表1实施例1—4未经漂白的结果(研磨度15°SR)
Figure A200780021226D00081
对上述的实施例1—4可得出下列结果：
按原始使用的木料量计超过75％的产率相应于木质素含量大于20％的纤维材料。杉木木料的平均木质素含量按otro木料量计为28％(Wagenfuehr，Anatomie des Holzes，VEB Fachbuchverlag Leipzig，1980)。该纤维材料的实际木质素含量较高，因为在分解时主要是但不仅是木质素受分解。碳水化物(纤维素和半纤维素)也少量溶解。该给出的值表明，该溶解对木质素分解和碳水化物分解具有良好的选择性。
高于55％ISO的白度是出乎预料的高，这对需要时的后续漂白提供了良好的起始基础。
为将实施例1—4的杉木木料-纤维材料研磨到15°SR的研磨度需20—30分钟的研磨时间。达20分钟研磨(研磨度为12—15°SR)，该研磨度显示出在窄的范围内与分解开始时的pH-值(pH6—pH9.4)无关。
同样与分解的起始pH-值和达到该研磨度所需的研磨时间无关，在15°SR研磨度下达到了高的强度水平。实施例1导致总的高强度水平，其断裂长度为8.9km和扯断强度为53.8cN。但如果起始pH-值为7或更高，该断裂长度增到9km和更高。扯断强度达65cN和更高。
实施例5和6—阔叶木料-纤维材料的制备
山毛榉木-碎片或杨树木-碎片在105℃—110℃下经蒸汽处理30分钟。在山毛榉木-碎片中加入按所使用的otro木料量计的22.5％亚硫酸钠(按NaOH计)，其漂浮比即化学试剂溶液:木料＝4:1。在杨树木-碎片中加入按otro木料量计的20％亚硫酸钠，其漂浮比为4:1。
为分解，将该两种木料在90分钟内加热到170℃的分解-温度。对山毛榉木在最大温度下分解60分钟，对杨树木在最大温度下分解30分钟。排出游离的分解液，并使碎片经脱纤维作用，即分解纤维束，同时对其单根纤维或纤维表面无研磨作用。
分解结果列于表2。该山毛榉树纤维材料和杨树木纤维材料用最小的能量分解成纤维(小于300kWh/t)。经几分钟后己达特别高的研磨度。未经研磨已达大于15°SR。因此在20°SR研磨度下分析该阔叶木-纤维材料。
产率按otro碎片计为75％和更高。这也表明按本发明的分解的优良选择性。
如此产生的纤维材料尽管有高的产率但仍有特别高的白度，该白度大于65％ISO。由此对需要时的后续漂白提供了良好的基础。
山毛榉在20°SR下的断裂长度大于5km，这是对这类木料的可观的断裂长度。扯断强度大于50cN。对杨树-纤维材料，该扯断强度还更高。对于高木质素含量的阔叶木料-纤维材料，在20°SR下的断裂长度大于7.5km和扯断强度为65cN是未公知的。
表2 实施例5，6未经漂白的结果(研磨度20°SR)
Figure A200780021226D00101
漂白处理
如上述制备的针叶木料-纤维材料经漂白以增加白度。该增白应在尽可能少的产率损失下进行。力求保存木质素的漂白。通常以多步进行漂白。适于各种漂白处理的反应条件于下面描述：
Q-步骤
利用络合形成剂降低纤维材料中的重金属-含量。将该纤维材料在3％的材料密度下用4N硫酸调到pH-值为5—5.2，并在60℃下加入0.2％的DTPA作用30分钟。
P-步骤
该P-步骤以过氧化氢作为漂白剂进行。在物质密度在10％下，加入按otro纤维材料计的5％的过氧化氢以及加入2.5％的NaOH、3％的硅酸盐和0.1％的硫酸镁(均按otro纤维材料计)在80℃下漂白240分钟。起始pH-值为测得为11，漂白结束为9.7。接着进行洗涤。
FAS-步骤
FAS-步骤以FAS(甲脒亚磺酸)作为试剂来增白纤维材料。该漂白在高温(99℃)和物质密度为12％下进行30分钟。加入1％的FAS、0.5％的NaOH和0.5％的硅酸盐，其均按otro纤维材料计。
纤维特性
分解成纤维后检测分解-结果，特别是纤维材料的产率、木质素含量、断裂长度、扯断强度和白度。为得到该纤维特性的尽可能全的概念，将部分纤维材料研磨15、30、45和60分钟。
实施例1 (在pH6下分解的的纤维材料)经漂白
该纤维材料在分解后按顺序Q P FAS漂白。在漂白后的总-产率为82％(按分解起始的otro碎片计)下，其木质素含量按otro纤维料计为24％。漂白顺序终点的白度为77％ISO。
在15°SR下的断裂长度为8.86km，扯断强度为60.1cN。不透明度按片重为80g/m2计为68.3。在继续研磨时断裂长度继续增加，扯断强度和不透明度下降。
实施例2 (在pH7下分解的纤维材料)经漂白
该分解的产率(未经漂白)按otro木料-碎片计为78.5％，白度为61.7％ISO。该纤维的木质素含量按otro纤维料计为20％(参见表1)。在15°SR下的断裂长度为8.97km，扯断强度为69.8cN。不透明度为82.2％。
经漂白的纤维材料的白度为76.7％ISO。漂白顺序为Q P FAS。总-产率按所用的杉木-碎片计为74.3％。经漂白的纤维的木质素含量按漂白的纤维的otro纤维料计为17.8％。
经漂白的纤维材料的断裂长度在15°SR下为9.34km，扯断强度为56.6cN。不透明度确定为71.2％。
实施例3 (在pH8下分解的纤维材料)经漂白
杉木-碎片经分解后的产率按分解开始时的otro碎片计为82.1％，木质素含量按未漂白的otro纤维漂料计为21.4％。白度为60.5％ISO。断裂长度在15°SR下为9.36km，扯断强度为70.3cN。不透明度为81.1％。
经漂白的纤维材料的白度为75.7％ISO和产率按otro杉木-碎片计为77.4％。对经漂白的otro纤维料，其木质素含量为19.3％。
经漂白的杉木-纤维材料的断裂长度在15°SR下为10.5km，扯断强度为70.2cN。不透明度为66.8％。
实施例4 (在pH9.4下分解的纤维材料)经漂白
未经漂白的纤维材料的白度为57.6％ISO。产率按所用的otro杉木-碎片计为79.3％。对未经漂白的otro纤维料，其木质素含量为19.9％。该纤维材料的断裂长度在15°SR下为9.64km，扯断强度为66.8cN。不透明度为79.9％。
对经漂白的纤维材料，其白度为75.1％ISO，产率按起始使用的otro杉木-碎片计为75.1％。对经漂白的纤维料，其木质素含量按otro纤维料计为17.7％。
断裂长度在15°SR下为10.58km，扯断强度为70.7cN。不透明度为66％。
对上述实验结果通常可确定，与未经漂白的物质相比，该经漂白的纤维材料具有微小改善的强度特性，未表现出过量的产率损失。总之，该纤维材料经漂白是非常有利的，与所需的白度-增加相组合表明了优良的强度特性和按起始所用的otro碎片-量计的总的优良的产率。
要指出的是，所实验的松本-纤维材料可用非常小的研磨能分解成纤维并可研磨到研磨度15°SR。如所预计的那样，与经漂白的纤维材料相比，该未经漂白的纤维材料要用稍微较多的耗费进行研磨。对未经漂白的杉木-纤维材料，达到15°SR的研磨能为小于500kWh/t纤维材料。
实施例5 (在pH9.4下分解的山毛榉木-纤维材料)，经漂白
山毛榉-碎片用起始pH-值为9.4进行分解。该经煮沸过的纤维材料特别容易研磨和用非常小的研磨能研磨。在20°SR下测定该纤维材料-性能。
未经漂白的材料的白度为69.7％ ISO，产率为总使用的otro碎片的75.0％。山毛榉-纤维材料的木质素含量按未经漂白的otro山毛榉-纤维料计为16.5％，而山毛榉的平均木质素含量为22％。断裂长度在20°SR下为5.25km，扯断强度为53.1cN和片重为80g/m2的不透明度为85.3％。
经漂白的山毛榉-纤维材料的断裂长度在20°SR下为大于6km。扯断强度没有明显变化。
实施例6 (在pH9.4下分解的杨树-纤维材料)经漂白
也在20°SR下分析未经漂白到杨树-纤维材料。白度为67.8％ISO，产率按所用otro杨树-碎片计为79.0％。杨树-纤维材料的木质素含量相对未漂白的otro杨树-纤维料计为15％，而杨树的平均木质素含量为20％。断裂长度在20°SR下为7.72km，扯断强度为65.0cN和不透明度为80.0％。
经漂白的杨树-纤维材料的断裂长度在20°SR下约为8.3km。扯断强度经漂白没有明显变化。
实施例7 未经漂白的杉木-纤维材料
在实施例1的条件下由杉木-碎片制备实施例7的纤维材料，其变化如下：除加27.5％的总化学物质(规定比例的亚硫酸盐和NaOH)外，还加按所用木料量计的0.1％的蒽醌。分解时间缩短到45分钟。
实施例8 未经漂白的杉木-纤维材料
如实施例7，但总化学物质用量按所用otro木料量计为25％，分解时间为50分钟。
表3 实施例7—11的结果，未经漂白(研磨度为15°SR)
Figure A200780021226D00131
实施例9 未经漂白的杉木-纤维材料
如实施例7，但总化学物质用量为22.5％，分解时间为50分钟。
实施例10 未经漂白的杉木-纤维材料
如实施例7，但总化学物质用量为20％，分解时间为55分钟。
实施例11 未经漂白的杉木-纤维材料
如实施例7，但总化学物质用量为17.5％，分解时间为55分钟。
实施例12 未经漂白的杉木-纤维材料
如实施例7，但总化学物质用量为15％，分解时间为60分钟。
首先令人注意的是，与实施例1的分解时间180分钟相比，通过加入0.1％的蒽醌可在其它不变的分解条件下可将分解时间缩短135分钟(75％的分解时间)，即缩短到45分钟。如表4所示，其分解的结果是相同的。赢得时间是有利的，首先是因为用于制备纤维材料的装置的尺寸可减小。此外节省-潜力还在于，仅需在短得多的时间内保持分解所需的温度。
表4 实施例4和7的结果，未经漂白(研磨度为15°SR)
Figure A200780021226D00141
此外从表3的数据可看出，在总化学物质使用量从27.5％降低到15％条件下产生的纤维材料具有基本上同样的优良特性。该结果与蒽醌的使用无关。蒽醌起加速分解的作用，但该所需的纤维材料也可在不使用蒽醌下进行分解。对每个分解实施例得到的白度均大于50％ISO，木质素含量在实施例7—11中按otro纤维材料计在21.5％—22％间波动。在15°SR下断裂长度大于10km，扯断强度大于70cN，通常大于75cN。
实施例12的纤维材料的漂白导致下列结果：经Q-步骤后白度为52.2％ISO。该步骤的产率按otro纤维料计为99.3％。
P-步骤导致白度上升到64.3％ISO，产率按otro纤维料计为97.1％。FAS-步骤使白度进一步提高到75.1％ISO，产率按otro纤维料计为98.9％。白度提高总计为21.3％ISO，总-产率按起始所用otro木料计为77.3％。
下面描述的实施例13—16的分解涉及蒸汽相-分解。
实施例13 蒸汽相中产生的未经漂白的杉木-纤维材料
杉木-碎片在漂浮比即木料:化学试剂溶液＝1:5下于120℃用27，5％化学物质使用量于蒸汽相中浸渍120分钟。使用亚硫酸盐和0.1％的蒽醌作为化学物质。浸渍开始时的pH-值调节为9.4。浸渍后去除化学试剂溶液。
用化学试剂溶液浸渍过的碎片在约5分钟内用蒸汽加热到170℃。该170℃的蒸汽相保持60分钟。然后排出蒸汽，并在30秒内将蒸锅降至100℃及调至环境压力。将碎片从蒸锅中取出并分解成纤维。部分量的如此制备的杉木-纤维材料经研磨，并测定该经研磨部分的研磨度和纤维材料-特性。
实施例14 蒸汽相中产生的未经漂白的杉木-纤维材料
如实施例13，但在蒸汽相中的分解时间为45分钟。化学物质使用量按otro木料量计提高到63.0％。
实施例15 蒸汽相中产生的未经漂白的杉木-纤维材料
如实施例14，但分解时间为30分钟。
实施例16 蒸汽相中产生的未经漂白的杉木-纤维材料
如实施例14，但分解温度为170℃。
表5 实施例13—16的结果，未经漂白(研磨度为15°SR)
Figure A200780021226D00151
蒸汽相中的分解表明，其需较短的总时间。与液相中的分解相比，加热到最大分解温度是非常快的。该实际的分解与在液相中的煮沸时间相同。在蒸汽相-分解时不存在浸渍后和分解前要排出的自由流动的化学试剂溶液。因此该化学试剂溶液中混入的有机物比液相中分解后要排出的化学试剂溶液中的有机物更少。但其对所产生的纤维材料的质量无明显影响。
表3中所示的在加有蒽醌的液相中分解的产率按otro木料量计为75％。对蒸汽相分解除实施例14外该产率均可达到。但与实施例7—12相比，实施例13—16中产生的纤维材料的白度要明显低。蒸汽相-分解时用最大分解时间60分钟产生的白度仅为32.2％ISO，但将分解时间缩短到45分钟可将其白度提高到39.1％ISO。将分解时间进一步缩短到30分钟可使白度提高到43.1％ISO。最大分解温度从170℃降低到155℃会对白度产生明显效应，即白度提高到49.1％ISO。
在蒸汽相中产生的纤维材料具有优异的强度。在15°SR下的断裂长度为10km(实施例15)和11km(实施例14)。扯断强度为82.8cN(实施例15)和91.0cN(实施例14)。这些值相应于液相中分解达到的最好值或更高。由现有技术尚未公知有相同强度值的纤维材料。
令人意外的是，在蒸汽相中分解的纤维材料漂白时的结果表明，该低的起始白度对应用-要求无妨碍。在此，Q-步骤也不产生明显的白度-变化。但P-步骤使白度增加约20％ISO，即达63.4％ISO。这时该纤维材料已达在液相中分解的纤维材料经P-步骤后的白度-水平。在FAS-步骤分解结束后的白度为74.0％ISO，其与在液相中分解的纤维材料的结果相符。经漂白顺序QPFAS分解后的总产率按起始所用的otro木料量计为71.6％。经漂白的白度增加为大于30％ISO。
下面的表6和7应表明，本发明制备的纤维材料在12°SR下己具有优良的强度特性。由这些表明显看出，本发明的纤维材料在研磨时仅需小的能耗以达高的断裂长度，同时不会降低扯断强度。在0—10分钟内分别达研磨度12°SR；5—30分钟，大多10—20分钟达13°SR。为达研磨度14°SR，该Jokro-磨需运行30—40分钟，达研磨度15°SR需35—40分钟。很明显，研磨到研磨度40°SR会需很大的耗费。本发明方法的特别优点在于，用小的能耗制备待研磨的纤维材料。
表6 实施例7—12的在各种研磨度时的断裂长度
Figure A200780021226D00161
表7 实施例7—12的在各种研磨度时的扯断强度(cN；100g/m2)
对杉木-纤维材料，在研磨度12°SR下的断裂长度已达大于6.5km。随着进一步研磨该断裂长度的增长减缓，在14—15°SR下，该纤维的强度潜力己基本耗尽。

Claims (11)

1.一种由木料制成的木质纤维素的纤维材料，其具有下列特性：
- 对针叶木料，于未经漂白状态下的断裂长度在12°SR时大于6.5km，在15°SR时大于8km，并且木质素含量按otro纤维材料计为至少15％，
- 对阔叶木料，于未经漂白状态下的断裂长度在20°SR时大于5.0km，木质素含量按otro纤维材料计为至少12％。
2.如权利要求1所述的纤维材料，其特征在于，对针叶木料，该未经漂白的纤维材料的木质素含量是所述绝对干燥的纤维材料的至少18％，优选至少21％，有利的是至少24％，对阔叶木料，该未经漂白的纤维材料的木质素含量是所述绝对干燥的纤维材料的至少14％，优选至少16％，有利的是至少18％。
3.如权利要求1所述的纤维材料，其特征在于，对针叶木料-纤维料，所述断裂长度在12°SR时大于7km，优选大于7.5km，特别优选大于8km。
4.如权利要求1所述的纤维材料，其特征在于，对针叶木料-纤维料，所述断裂长度在15°SR时大于9km，优选大于9.5km，特别优选大于10km。
5.如权利要求1所述的纤维材料，其特征在于，对阔叶木料，所述断裂长度大于6km，优选大于7km，特别优选大于7.5km。
6.如权利要求1所述的纤维材料，其特征在于，该纤维材料的白度对于针叶木料为至少40％ISO，，对阔叶木料为至少60％ISO。
7.如权利要求1所述的纤维材料，其特征在于，该纤维材料在100g/m2的片重下的扯断强度对针叶木料-纤维材料在15°SR时至少为65cN，对阔叶木料-纤维材料在20°SR时至少为50cN。
8.一种由木料制成的木质纤维素的纤维材料，其具有下列特征：
- 对针叶木料，在漂白状态下，断裂长度在15°SR时大于7.5km，木质素含量按绝对干燥的纤维材料计为至少13％，以及
- 对阔叶木料，在漂白状态下，断裂长度在20°SR时大于5.0km，木质素含量按绝对干燥的纤维材料计为至少10％。
9.如权利要求8所述的纤维材料，其特征在于，该纤维材料经漂白后的白度为：
- 对于木质素含量按绝对干燥的针叶木料-纤维材料计大于13％的针叶木料-纤维材料至少为75％ISO，
- 对于木质素含量按绝对干燥的阔叶木料-纤维材料计大于10％的阔叶木料-纤维材料至少为78％ISO。
10.如权利要求8所述的纤维材料，其特征在于，该经漂白的纤维材料，其中，
- 针叶木料-纤维材料的断裂长度在15°SR时大于9km，优选大于10km，
- 阔叶木料-纤维材料的断裂长度在20°SR时大于5.5km。
11.如权利要求8所述的纤维材料，其特征在于，该经漂白的纤维材料，其中，
 -木质素含量大于13％的针叶木料-纤维材料的扯断强度在15°SR时大于60cN，优选大于70cN，
- 木质素含量大于10％的阔叶木料-纤维材料的扯断强度在20°SR时大于50cN。
CNA2007800212268A 2006-06-08 2007-04-04 木料制成的木质纤维素的纤维材料 Pending CN101466889A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006027005.3 2006-06-08
DE102006027005A DE102006027005A1 (de) 2006-06-08 2006-06-08 Lignocellulosischer Faserstoff aus Holz

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101466889A true CN101466889A (zh) 2009-06-24

Family

ID=38663792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007800212268A Pending CN101466889A (zh) 2006-06-08 2007-04-04 木料制成的木质纤维素的纤维材料

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8152960B2 (zh)
EP (1) EP2029807A2 (zh)
JP (1) JP2009540133A (zh)
CN (1) CN101466889A (zh)
BR (1) BRPI0712387A2 (zh)
CA (1) CA2634202C (zh)
DE (1) DE102006027005A1 (zh)
WO (1) WO2007140838A2 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0712854A2 (pt) * 2006-06-08 2012-07-24 Voith Patent Gmbh mÉtodo para a produÇço de material fibroso a partir de madeira
DE102007007654A1 (de) * 2007-02-13 2008-08-14 Voith Patent Gmbh FAS Bleiche
DE102007022749A1 (de) * 2007-05-11 2008-11-13 Voith Patent Gmbh Lignocellulosischer Faserstoff aus Holz
DE102009010696A1 (de) * 2009-02-27 2010-09-02 Voith Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung von Magazinpapier
DE102010027722A1 (de) 2010-04-14 2011-10-20 Voith Patent Gmbh Verfahren zum Herstellen von Faserstoff aus Holz
DE102014112096B4 (de) * 2014-08-25 2020-02-20 McAirlaid's Vliesstoffe GmbH Saugfähige Faserstoffbahn
CN106758485B (zh) * 2016-12-30 2018-07-03 齐鲁工业大学 一种速生杨的生物化学法ecf漂白kp浆制备纸基材料的方法
CN106498796B (zh) * 2016-12-30 2017-10-10 齐鲁工业大学 一种速生杨的生物化学法ECF漂白NaOH‑AQ浆制备纸基材料的方法
CA3188820A1 (en) * 2020-09-09 2022-05-17 Fritz G. Paulsen Pulping methods, methods for manufacturing paperboard, and paperboard structures

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3382149A (en) * 1964-10-29 1968-05-07 Du Pont Bleaching of hardwood sulfite pulp with hydrogen peroxide, including pretreatment with alkali
US3663358A (en) * 1970-04-29 1972-05-16 Westvaco Corp A METHOD FOR INCREASING BISULFITE PULP YIELD COMPRISING TREATING LIGNOCELLULOSIC MATERIAL WITH CYANIDE IONS AT A pH OF 7{14 12 PRIOR TO DIGESTION
JPH0931880A (ja) * 1995-07-17 1997-02-04 Mitsubishi Paper Mills Ltd 化学パルプの漂白法及び改質法
US6273994B1 (en) * 1998-01-30 2001-08-14 Iogen Corporation Method and device for measuring bleach requirement, bleachability, and effectivenss of hemicellulase enzyme treatment of pulp
US20020129912A1 (en) * 2000-12-22 2002-09-19 Sca Hygiene Products Gmbh Fully bleached sulfite chemical pulp, a process for the production thereof and products derived therefrom
GB2382592A (en) 2001-11-30 2003-06-04 Sca Hygiene Prod Gmbh Use of ozone to enhance the wet strength of fibrous cellulosic material
US6824650B2 (en) * 2001-12-18 2004-11-30 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Fibrous materials treated with a polyvinylamine polymer
CN1177101C (zh) * 2002-07-05 2004-11-24 岳阳纸业股份有限公司 机械磨石磨木浆渣浆化学处理热磨浆工艺
CN1208519C (zh) * 2003-01-15 2005-06-29 岳阳纸业股份有限公司 表面施胶新闻纸及其制造方法
US6923887B2 (en) * 2003-02-21 2005-08-02 Alberta Research Council Inc. Method for hydrogen peroxide bleaching of pulp using an organic solvent in the bleaching medium
DE102005036075A1 (de) 2005-08-01 2007-02-15 Voith Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung von Tissuepapier

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0712387A2 (pt) 2012-07-17
CA2634202A1 (en) 2007-12-13
WO2007140838A2 (de) 2007-12-13
DE102006027005A1 (de) 2007-12-13
JP2009540133A (ja) 2009-11-19
EP2029807A2 (de) 2009-03-04
US8152960B2 (en) 2012-04-10
WO2007140838A3 (de) 2008-03-27
US20090229774A1 (en) 2009-09-17
CA2634202C (en) 2014-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101466889A (zh) 木料制成的木质纤维素的纤维材料
RU2401351C1 (ru) Модифицированные волокна сульфатной целлюлозы
FI63607B (fi) Foerfarande foer framstaellning av cellulosamassor i utbytesomraodet 65-95 %
CN204728141U (zh) 多层纸板及由其制得的用于承装液体和承装食品的纸板
CN106012627B (zh) 一种利用醇类溶剂制备竹材高白度漂白化机浆的方法
Danielewicz et al. Selected grass plants as biomass fuels and raw materials for papermaking, part II. Pulp and paper properties
AU595505B2 (en) A method of manufacturing bleached chemimechanical and semichemical fibre pulp by means of a two-stage impregnation process
JP2010514946A (ja) ティッシュペーパーの製法
NO151596B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av raffinoermasse fra trefils ved hjelp av en mekanisk-kjemisk-termisk behandling
JP2009540132A (ja) パルプの製造方法
Wu et al. Improved reactivity of bamboo dissolving pulp for the viscose process: Post-treatment with beating
EP3059344B1 (en) A method for manufacturing paper comprising bleached chemithermo-mechanical pulp suitable for a release liner and products and uses thereof
Gülsoy et al. Effects of decreasing grammage on the handsheet properties of unbeaten and beaten kraft pulps
US3829357A (en) Oxidative manufacture of pulp with chlorine dioxide
Moradbak et al. Effects of Alkaline Sulfite Anthraquinone and Methanol Pulping Conditions on the Mechanical and Optical Paper Properties of Bamboo (Gigantochloa scortechinii).
Määttänen et al. Determination of phenomena involved in impregnation of softwood chips. Part 2: Alkali uptake, alkali consumption and impregnation yield
Çöpür et al. The effect of AQ and NaBH4 on bio-kraft delignification (Ceriporiopsis subvermispora) of brutia pine chips
Souza et al. Enhancement of eucalypt pulp yield through extended impregnation cooking
US3591451A (en) Pretreatment of vegetable matter and delignification of the refined matter with chloring dioxide
CN102154873A (zh) 添加黑液的草类原料烧碱蒽醌两段蒸煮方法
CN101573490A (zh) 制备薄棉纸的方法
Vaaler Yield-increasing additives in kraft pulping: effect on carbohydrate retention, composition and handsheet properties
US7074299B2 (en) Process for using a phloroglucinol color delta to control blending, deinking and bleaching of groundwood-containing secondary pulp
Wedin et al. CHEMICAL PULPING: Further insights into extended-impregnation kraft cooking of birch
Latibari et al. Alkaline peroxide mechanical pulping of fast-growth paulownia wood.

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090624