CN104674582B - 纸浆及其制备方法，应用该纸浆制得的纸张 - Google Patents

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Abstract

一种纸浆的制备方法，其包括如下步骤：提供化学植物纤维浆料并将该化学植物纤维浆料的浓度调整在0.1%‑10%范围内；采用高压均质机对上述化学植物纤维浆料进行处理制得所述纸浆，所述高压均质机的处理压力在1MPa‑100MPa的范围内，处理段数在1‑10pass的范围内。本发明还提供一种应用该制备方法制得的纸浆以及应用上述纸浆抄造制得的纸张。相较于现有技术的打浆方式，本发明通过采用高压均质机来对化学植物纤维浆料进行处理，显著减少纤维表面分丝帚化的程度，其获得的纸浆抄造出的纸张具有更高的松厚度。

Description

纸浆及其制备方法，应用该纸浆制得的纸张
技术领域
本发明涉及一种纸浆的制备方法、应用该纸浆的制备方法制得的纸浆以及应用上述纸浆抄造制得的纸张。
背景技术
高松厚度纸张是指相同厚度下定量较小的纸张，其可减少生产过程中的纸浆用量，同时亦可降低环境污染负荷，节约能源。另外，成品高松厚度纸张轻便易于携带，可节约纸张的运输成本。因此，高松厚度纸张越来越受到人们的重视。
造纸工业中通常需采用打浆机或者磨浆机对化学浆料进行打浆处理。经打浆处理的化学浆料纤维表面发生分丝帚化，纤维表面会暴露出羟基，这些都会降低化学浆料的成纸松厚度。而且通常化学浆料纤维分丝帚化的程度越强，纤维表面暴露的羟基就越多，其获得的化学浆料成纸松厚度就越低。如此化学浆料的打浆处理在很大程度上限制了化学浆料成纸松厚度的提升。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能有效解决上述问题的纸浆的制备方法。
另外，还有必要提供一种应用上述纸浆的制备方法制得的纸浆。
此外，还有必要提供一种应用上述纸浆抄造制得的纸张。
一种纸浆的制备方法，其包括如下步骤：
提供化学植物纤维浆料并将该化学植物纤维浆料的浓度调整在0.1%-10%范围内；
采用高压均质机对上述化学植物纤维浆料进行处理制得所述纸浆，所述高压均质机的处理压力在1MPa-100MPa的范围内，所述高压均质机的处理段数在1-10pass的范围内。
一种应用上述的纸浆的制备方法制得纸浆。
一种应用上述纸浆抄造制得的纸张。
本发明提供的纸浆的制备方法，采用高压均质机来对化学植物纤维浆料进行处理，利用高压均质机处理浆料的整个过程中主要是对纤维的切断和在轴向上的***剥离，使纤维与纤维之间或者纤维与设备之间的摩擦作用减少，纤维表面分丝帚化的程度减少。如此，相较于传统打浆方法制得的浆料，利用本发明的制备方法制得的纸浆可在获得同样的游离度的情况下，具有更高的成纸松厚度。
具体实施方式
一种纸浆的制备方法，其包括如下步骤：
（1）提供化学植物纤维浆料并将该化学植物纤维浆料的浓度调整在0.1%-10%范围内。
提供化学植物纤维浆料，该化学植物纤维浆料完成了常规的蒸煮、分离纤维、破碎、洗涤、筛选以及疏解等步骤处理制得。该化学植物纤维包括但不仅限于漂白或未漂白的化学针叶木、化学阔叶木和禾草类纤维。
由于较高浓度下的化学纤维原料容易发生缠绕，而后续处理该化学植物纤维浆料的设备为高压均质机，其需要浆料通过狭窄的工作阀的孔隙，为了防止纤维发生缠绕引起工作阀的堵塞，本发明将该化学植物纤维浆料的浓度调整在0.1-10%的范围内，优选的，调整该化学植物纤维浆料的浓度在0.5%-2.0%的范围内。
（2）采用高压均质机对上述化学植物纤维浆料进行处理制得纸浆，所述高压均质机的处理压力在1-100MPa的范围内，处理段数在1-10pass的范围内。
优选的，高压均质机的处理压力调控在10-100MPa的范围内。
优选的，将该化学植物纤维浆料在高压均质机中处理1-3pass。
高压均质机可以使悬浊液状态的物料在超高压作用下，高速流过具有特殊内部结构的均质腔，该均质腔可供物料容纳并反应，在本发明中所使用到的高压均质机的均质腔为碰撞型均质腔或对射型均质腔。由于均质腔的内部具有特别设计的几何形状，因此在调节压力的均质阀的作用下，高压溶液快速的通过均质腔，突然失压使物料会同时受到高速剪切、高频震荡、空穴现象和对流撞击等机械力作用和相应的热效应，由此引发的机械力化学效应可诱导物料大分子的物理、化学及结构性质发生变化，最终达到均质的效果。
传统化学浆料的制备过程中的打浆步骤通常是采用打浆机或磨浆机来处理的。如前所述，经打浆处理的化学浆料纤维表面发生分丝帚化，纤维表面会暴露出羟基，这些都会降低化学浆料的成纸松厚度。而且通常化学浆料纤维分丝帚化的程度越强，纤维表面暴露的羟基就越多，其获得的浆料成纸松厚度就越低。因此采用传统打浆方式会使得化学浆料成纸的松厚度降低。本发明将该化学植物纤维浆料置于高压均质机处理，可明显提高浆料的松厚度。这是由于高压均质机在处理植物纤维时，其前后瞬间的高压到低压的失压过程中会产生***作用，并将植物纤维切断或***分散，这个步骤类似于常规打浆机或磨浆机的打浆效果，利用高压均质机处理浆料的整个过程中主要是对纤维的切断和在轴向上的***剥离，相较于传统打浆过程，纤维与纤维之间或者纤维与设备之间的摩擦作用较少，纤维表面分丝帚化的程度少，其暴露的羟基就较少，制成的化学植物纤维浆料成纸的松厚度就高。因此，相较于传统打浆方法来说，本发明利用高压均质机处理过的化学植物纤维浆料制得的纸浆抄造出的纸张具有更高的松厚度。
为保证经高压均质机处理后的化学植物纤维浆料能在高速纸机中正常脱水成型，经高压均质机处理后的化学植物纤维浆料的游离度优选控制在350-450ml范围内。
一种应用上述纸浆制备方法制得的纸浆。
一种应用含有上述纸浆抄造制得的纸张。相较于现有技术中的打浆方式获得的浆料抄造出的纸张，本发明抄造出的纸张具有更高的松厚度。
下面通过实施例来对本发明进行具体说明。
对比例1
初始浓度为1.67%的漂白针叶硫酸盐浆料，初始游离度为620ml，采用槽式打浆机对该浆料在4kg打浆压力下处理30min。
对比例2
初始浓度为1.67%的漂白针叶硫酸盐浆料，初始游离度为620ml，采用槽式打浆机对该浆料在4kg打浆压力下处理45min。
实施例1
初始浓度为0.5%的漂白针叶硫酸盐浆料，初始游离度为620ml，采用高压均质机对该浆料在1Mpa压力下处理10个pass。
实施例2
初始浓度为0.5%的漂白针叶硫酸盐浆料，初始游离度为620ml，采用高压均质机对该浆料在10Mpa压力下处理3个pass。
实施例3
初始浓度为0.5%的漂白针叶硫酸盐浆料，初始游离度为620ml，采用高压均质机对该浆料在30Mpa压力下处理1个pass。
实施例4
初始浓度为0.5%的漂白针叶硫酸盐浆料，初始游离度为620ml，采用高压均质机对该浆料在100Mpa压力下处理1个pass。
实施例5
初始浓度为0.5%的漂白针叶硫酸盐浆料，初始游离度为620ml，采用高压均质机对该浆料在30Mpa压力下处理2个pass。
实施例6
初始浓度为1.0%的漂白针叶硫酸盐浆料，初始游离度为620ml，采用高压均质机对该浆料在30Mpa压力下处理2个pass。
实施例7
初始浓度为2.0%的漂白针叶硫酸盐浆料，初始游离度为620ml，采用高压均质机对该浆料在30Mpa压力下处理2个pass。
将上述2个对比例和7个实施例所制得的纸浆游离度的数据以及抄造成纸张的松厚度的数据如下表一所示。
表一
实验 游离度ml 松厚度cm3/g
对比例1 450 1.63
对比例2 350 1.54
实施例1 560 1.85
实施例2 450 1.76
实施例3 450 1.74
实施例4 320 1.61
实施例5 340 1.68
实施例6 370 1.70
实施例7 400 1.72
由表一可知：
1.上述9组实验中，对比例1和对比例2中经打浆机处理后的浆料的游离度分别为350ml和450ml，实施例1-7中经高压均质机处理后的浆料的游离度在350-450ml的范围内的有实施例2-3，实施例6-7这4组，对比上述7组的成纸张松厚度的实验数据得出，经高压均质机处理的浆料抄造出的纸张松厚度显著高于现有技术采用的打浆机处理的浆料抄造出的纸张松厚度。
2.由实施例3和4得出，在其它条件相同的情况下，即初始游离度、初始浆料浓度、高压均质机的处理段数相同，高压均质机的处理压力越高，浆料成纸的松厚度越低。
3.由实施例3和5得出，在其它条件相同的情况下，即初始游离度、初始浆料浓度、高压均质机的处理压力相同，高压均质机的处理段数越低，浆料成纸的松厚度越高。
4.由实施例5、6和7得出，在其它条件相同的情况下，即初始游离度、高压均质机的处理压力、处理段数相同，初始浆料浓度越高，浆料成纸的松厚度越高。
本发明提供的纸浆制备方法，采用高压均质机代替打浆/磨浆机来对化学植物纤维浆料进行处理，利用高压均质机处理浆料的整个过程中主要是对纤维的切断和在轴向上的***剥离，使纤维与纤维之间或者纤维与设备之间的摩擦作用减少，纤维表面分丝帚化的程度减少。如此，相较于传统打浆方法制得的浆料，利用本发明的方法制得的纸浆可在获得同样的游离度的情况下，具有更高的成纸松厚度。
本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其它形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种纸浆的制备方法，其包括如下步骤：
提供化学植物纤维浆料并将该化学植物纤维浆料的浓度调整在0.1-10％的范围内；
采用高压均质机对上述化学植物纤维浆料进行处理制得所述纸浆，所述高压均质机的处理压力在1MPa-100MPa的范围内，处理段数在1-3pass的范围内，经高压均质机处理过的化学植物纤维浆料的游离度在350-450ml的范围内，所述高压均质机的均质腔为对射型均质腔。
2.如权利要求1所述的纸浆的制备方法，其特征在于：该化学植物纤维为化学针叶木、化学阔叶木、禾草类纤维原料中的至少一种。
3.如权利要求1所述的纸浆的制备方法，其特征在于：在采用高压均质机对所述化学植物纤维浆料处理之前，将该化学植物纤维浆料的浓度调整至0.5％-2.0％的范围内。
4.如权利要求1所述的纸浆的制备方法，其特征在于：高压均质机的处理压力调控在10-100MPa的范围内。
5.一种应用权利要求1-4中任意一项所述纸浆的制备方法制得的纸浆。
6.一种应用权利要求5所述的纸浆抄造制得的纸张。
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