[發明專利]一種禾草類纖維原料碳酸鈉蒸煮制漿方法

有效

• 申請號: 201110319628.4
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN102337700A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 李洪法;張厚民;李忠正;宋明信;畢衍金;陳松濤
• 申請（專利權）人: 山東泉林紙業有限責任公司
• 主分類號: D21H11/12
• 分類號: D21H11/12;D21C3/02
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 王明霞

技術領域

本發明屬于造紙領域，具體的說，本發明涉及一種造紙制漿方法，更具體的說，涉及的是一種禾草類纖維原料碳酸鈉蒸煮制漿方法。

背景技術

造紙的植物纖維原料包括：木材纖維和非木纖維。

木材纖維，分為針葉木和闊葉木，兩種纖維的形態有很大的差別。針葉木纖維：由于其中的纖維長度大，纖維較柔軟，微細組分的含量很少，易制得高強度的漿料，因此針葉木纖維是造紙的優良原料。闊葉木纖維：由于纖維較短，導管和薄壁細胞含量較高，所以成紙強度不如針葉木漿，由于導管與纖維網絡的交織不良，易產生掉毛掉粉的現象，但纖維短小對紙頁的挺度和平滑度有利。

非木纖維，由于雜細胞的含量較高，對造紙有許多不利的影響，與纖維交織不良，影響紙漿的強度，當雜細胞的群體附著在紙面時，容易掉粉掉毛，而且雜細胞木素含量高，不易漂白，易在紙面形成黃色塵埃點，制漿造紙價值低。現有技術通常認為禾草類纖維中的不定形細小細胞較多，非細胞的含量多，所以漿的濾水性差，紙張的強度也差，紙張的強度差通常表現在裂斷長數值低、撕裂度數值低和耐折度次數少等方面。

由于上述原因，現在全世界范圍內造紙用的最多的是木材纖維，禾草類植物纖維用的較少，但是，隨著森林資源的大大缺乏，怎樣利用禾草類原料來制備高質量的化學漿是現在面臨的一個嚴峻問題。

禾草類植物制漿技術是一個系統工程，要根據禾草纖維原料生物結構的不均一性和化學組成的特殊性對制漿的全過程進行研究，現有的用禾草類植物生產紙漿的方法有：化學法、機械法、化學機械法等。碳酸鈉制漿屬于化學機械漿范疇，借助化學藥劑的作用，脫去部分木素和雜細胞，纖維的分離依靠機械疏解和氧脫木素。、

現有技術中通常認為禾草類植物制漿如果要纖維完全解離，需要在進行蒸煮時，保持較長的蒸煮及保溫的時間，使得漿料煮得比較“軟”，例如在1999年第14卷第3期的《湖北工學院學報》上發表的題為“強化禾草備料和改革蒸煮的設想與初步實踐”一文中提到了紙漿硬度K值為10以下，好的達7-8，成漿得率50％以上，好的達57％，裂斷長4000m以上，好的達7000m以上，可以取得草漿深度脫木素，成漿淺好漂白，強度好，蒸煮得率高，可以節能、減污，降耗等優點。而本發明方法恰好相反，蒸煮獲得高錳酸鉀值32～40(相當于52～65卡伯價)超高硬度漿，得率在62～70％，此時漿的形態幾乎同原料沒有區別，依靠機械力和氧脫木素方法來分離纖維。

有不少技術人員致力于提高禾草類纖維制漿蒸煮效果這方面的研究，如專利申請CN200710115246.3“一種棉稈本色化學機械漿連續制漿方法”中公開的棉稈本色化學機械漿的生產方法，原料經過干濕法備料，脫水計量，擠壓縮進入連續蒸煮管加堿蒸煮，蒸煮結束原料依靠重力掉入高濃熱磨機磨漿，后噴放至噴放倉，經洗滌得到本色漿。這是化學熱磨機械漿，漿的質量和強度與化學漿有很大的區別。

現有技術的疏解工藝通常用在制備木漿的過程中，如專利申請CN200410023742.2，名稱為“一種化學木漿的生產方法”中公開的化學木漿的生產方法，包括浸漬、擠壓疏解、脫木素，所述擠壓疏解在蒸煮之前進行，通過該工藝使得木片的結構變得疏松，木片變薄，堆積密度變小，形成立體網狀結構的木絲團，由于這種木絲團的比表面積變大，易于均勻吸收藥品，使脫木素反應速度相應加快，反應物也易于溶出，此階段為強化蒸煮藥液的均勻滲透，減少蒸煮化學品的用量，減少蒸煮時間，以及提高蒸煮成漿均一性。

通常認為對于禾草類植物制得的漿料因含雜細胞較多，且半纖維含量也多，容易水化，濾水性能相對于木漿差，比較難于洗滌。傳統上蒸煮后得到的漿料硬度高時，由于漿料的粘度小，導致開始時濾水性能好，但最后洗凈度卻較差，這是由于在蒸煮時的一部分廢液存在纖維內部，對于硬度高的漿料，纖維破壞少，內部的廢液主要是由細胞腔內向外擴散，硬度高的紙漿，纖維內的廢液擴散阻力就大，越不易洗滌。本發明利用疏解工藝，首先把纖維搓開，細胞腔內的黑液被暴露，大大改善黑液的提取。

另外，如何有效地脫除木素，也是禾草類纖維制漿的一個關鍵問題。氧脫木素的方法一般被用于制備木漿，是一種對環境污染較小的工藝，有著很高的脫木素率，對纖維的破壞相對較少。但如果用于制備禾草類植物漿，由于草類纖維在中濃度輸送中，叩解度提高太高，嚴重影響草漿的濾水性能。本發明制備的漿適合于使用氧脫木素工藝，可生產高強度的紙漿。氧脫木素一般較少用于制備禾草類植物漿。

發明內容