[發(fā)明專利]由紅藻制得的紙漿和紙張及其制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910206593.6
• 申請(qǐng)日: 2004-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN101725067A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞學(xué)哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 俞學(xué)哲;樸焌赫
• 主分類號(hào): D21C3/20
• 分類號(hào): D21C3/20;D21H21/06;D21H17/06;D21H11/12
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 董敏

本申請(qǐng)為申請(qǐng)人于2004年11月12日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?00480033440.1的發(fā)明名稱為“由紅藻制得的紙漿和紙張及其制造方法”的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及紙漿和紙張及其制造方法，本發(fā)明尤其涉及利用紅藻而不是木材作為制造紙漿和紙張的材料及其紙漿和紙張的制造方法。

背景技術(shù)

通常，通過機(jī)械或化學(xué)處理植物材料獲得的纖維指的是紙漿。紙漿材料包括棉花、大麻、亞麻、黃麻、苧麻、馬尼拉麻、三椏樹纖維、構(gòu)樹纖維、稻草、細(xì)莖針草、竹纖維、甘蔗渣和木材。此外，對(duì)工業(yè)材料的需要包括數(shù)量眾多、易于收集、運(yùn)輸和儲(chǔ)存方便、價(jià)格低廉和品質(zhì)良好。

作為主要紙漿材料的木材包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。這些組分構(gòu)成了細(xì)胞壁和胞間層，并構(gòu)成了樹木的90％或更多。較少的組分包括提取物，如樹脂、精煉油、oil?fat、丹寧和類黃酮、以及其它無機(jī)組分。在這些組分當(dāng)中，纖維素是天然有機(jī)物質(zhì)中的最大組分，并且主要構(gòu)成了植物的細(xì)胞壁。纖維素在室溫下不溶于水、稀酸和堿，并且為具有被β-1；4糖苷鍵聯(lián)結(jié)的右旋糖的聚合物質(zhì)。對(duì)于工業(yè)應(yīng)用來說，為了造紙需要對(duì)木纖維素進(jìn)行打漿、漂白和提純處理，或者對(duì)木材進(jìn)行水解以獲得木糖。除此之外，通過各種化學(xué)處理方法可使木纖維素形成纖維素衍生物。

為了由紙漿材料得到紙漿需要進(jìn)行各種處理，其包括準(zhǔn)備紙漿材料、制漿、紙漿的提純。為了簡(jiǎn)單地使木材成為紙漿，根據(jù)紙漿材料的種類需要進(jìn)行切割、去皮和分選操作。由準(zhǔn)備好的紙漿材料獲得纖維的處理方法指的是制漿，這在紙漿制造中是最重要的步驟。

為了形成纖維，利用木漿研磨機(jī)粉碎木材的復(fù)合胞間層，或者利用水蒸氣使其軟化并在之后用力使其破碎。通過簡(jiǎn)單的機(jī)械處理而不使用化學(xué)處理獲得的紙漿稱為機(jī)械紙漿。由于機(jī)械紙漿的產(chǎn)量高和成本低，所以機(jī)械紙漿是有利的，但是由于含有較高的木質(zhì)素而使其并不適用于高質(zhì)量的造紙?jiān)稀?/p>

利用化學(xué)方法去除木質(zhì)素的紙漿材料處理形成了復(fù)合胞間層，溶解所述胞間層并使其分解成纖維材料。利用這種方法獲得的紙漿稱為化學(xué)紙漿。在制造化學(xué)紙漿時(shí)，去除了大量的細(xì)胞膜的木質(zhì)素和紙漿材料的胞間層中的木質(zhì)素。同時(shí)，大量的半纖維素被溶解掉，并且少量的纖維素被分解。盡管化學(xué)紙漿具有較高的質(zhì)量，也就是說其具有高純的纖維素，但是與機(jī)械紙漿相比其具有較低的產(chǎn)量和較高的制造成本。化學(xué)紙漿的制造方法如為亞硫酸鹽制漿工藝、堿法制漿工藝和硫酸鹽制漿工藝。

通過沖洗和分選，清洗步驟可用于將紙漿纖維中的非紙漿部分和雜質(zhì)去除。之后，如果需要可進(jìn)行漂白步驟。此外，為了獲得高質(zhì)量的人造纖維紙漿，需要進(jìn)行特殊的提純步驟。

上面的描述涉及利用紙漿木材的普通制造步驟。然而，由于世界上對(duì)木材的消耗量正在增加，制造紙漿的同時(shí)還要保護(hù)森林和環(huán)境在相關(guān)領(lǐng)域是一個(gè)亟待解決的問題。為了克服所述的問題，主要利用一年或兩年期的植物由非木材植物纖維制造紙漿的技術(shù)已經(jīng)被提了出來。

例如，可用作紙漿材料的非木材植物包括構(gòu)樹、亞麻、大麻、棉樹、馬尼拉麻、稻草、甘蔗渣等的韌皮纖維。通常，非木材植物具有大量的果膠、半纖維素和無機(jī)物質(zhì)，以及少量的木質(zhì)素。在制漿時(shí)，需要對(duì)非木材植物進(jìn)行化學(xué)制漿、半化學(xué)或機(jī)械化學(xué)制漿處理，從而在溫和的條件下形成未漂白或漂白的紙漿，這一點(diǎn)不同于木材。

根據(jù)纖維構(gòu)成、化學(xué)組分、非纖維細(xì)胞類型和含量，非木質(zhì)紙漿具有不同的特性。因此，僅僅利用非木質(zhì)紙漿或結(jié)合木質(zhì)紙漿制得的紙張可容易地控制其長度、強(qiáng)度、電學(xué)特性、光澤、尺寸穩(wěn)定性和適印性能，因而可在各種應(yīng)用中使用，具有廣泛的應(yīng)用。

然而，為了利用非木材植物纖維來制造化學(xué)紙漿，主要采用堿法制漿工藝、亞硫酸鹽制漿工藝或硫酸鹽制漿工藝。在制造紙漿時(shí)，用作打漿劑的大量硫化物(如Na₂SO₃或Na₂S)用在亞硫酸鹽制漿和硫酸鹽制漿工藝中。這種化合物產(chǎn)生難聞的氣味和污染性廢水。作為無硫制漿方法，提出了一種使用蘇打的打漿步驟。然而，僅僅使用蘇打會(huì)產(chǎn)生較低的出漿率和較低的紙張強(qiáng)度。為了減輕所述問題，蒽醌可以和蘇打一起使用，但是，在制備打漿劑和其中的生物降解方面蒽醌面臨某些困難。另外，蒽醌的價(jià)格昂貴，因而增加了非木質(zhì)紙漿的制造成本。

在這方面，公開號(hào)為2001-1550的韓國專利披露了一種利用谷物作為草本植物的制造紙漿的方法。通過使用谷物秸稈作為紙漿材料，使紙張具有如韓國紙一樣的高質(zhì)量是可能的，并且具有低的制造成本。