高强度大型藻类纸浆的制作方法
【专利摘要】提供一种包含传统造纸纤维和大型藻类纤维的新颖纸浆。通过将传统造纸纤维与未曾干燥处理的大型藻类纤维结合而不是与干燥的大型藻类纤维结合，本发明提供一种在游离度退化最小的情况下、具有性能改善了的浆片，如抗张强度和耐破强度浆片。
【专利说明】高强度大型藻类纸浆
【技术领域】
[0001] 在近些年里，纸制造商已经开始探索木浆纤维的替代物用于调成各等级的纸张和 薄纸。已研究出的用在纸张中的一种纤维是源自红藻且特别是源自属于红藻门的红藻纤 维。但，目前的工艺是以包含约85%水分的未曾干燥处理的红藻纤维为基础的。红藻纤维 的高保水性极大地增加了运输和储存纤维的成本。此外，由于红藻的化学组成和纤维形态， 当红藻被制成浆并随后干燥时，这些纤维发生严重角化，从而由这些纤维制成的产品的物 理性能如抗张强度大大退化。角化可变得如此严重，以使得传统的再制浆工艺可能不能将 干红藻浆粉碎成有用的造纸形态。
[0002] 因此，本领域内仍然需要一种加工大型藻类纤维的方法，以移除一部分水，而不会 发生纤维退化或影响其作为纸张中木浆纤维的替代物的有用性。本领域内还依然需要易于 运输、储存和加工的、包含大型藻类纤维的、大致干燥的纸浆。
【发明内容】
[0003] 本发明人现公开包含大型藻类纤维的新颖纸浆以及制造该纸浆的方法。本发明的 纸浆通过这样的方式制备，即将未曾干燥处理的大型藻类纤维与传统的造纸纤维混合，由 该混合纤维形成湿纤维网并随后干燥该纤维网以形成干浆片。与单独由干燥的大型藻类纤 维形成的浆片和单独由传统的造纸纤维形成的浆片相比，该最终的浆片惊人地具有改善的 强度和耐久性。而且，根据本发明制备的纸浆利用传统的加工设备如水力碎浆机是很容易 被分散的并且可被用作薄纸纤网中传统造纸纤维的替代物，而不会负面影响强度或硬度， 且在某些例子中可实际改善纤网强度而不会相应地增加硬度。
[0004] 因此，在一个实施例中，本发明提供一种浆片，其包含重量百分比从约1 %到约 30 %的大型藻类纸浆纤维浆片，该浆片具有低于约15 %的含水量、至少约150克/平方米的 基重和大于约10牛米/克（Nm/g)的机器方向（MD)抗张指数。
[0005] 而在另一个方面，本发明提供一种浆片，其包含至少约70%重量百分比的硬木浆 纤维和软木浆纤维的混合物以及从约1%到约30%重量百分比的大型藻类纤维。这种产 品优选具有大于约150克/平方米的基重和低于约15%的含水量。优选地，与未用大型藻 类纤维制备的类似浆片相比，该浆片呈现出增强的抗张强度，如其中该浆片呈现出的MD抗 张指数比未用大型藻类制备的类似浆片的MD抗张指数高至少约20%、30%或40%。进一 步优选的是，与未用再生纤维素微纤维制备的类似浆片相比，该浆片呈现出增加的MD拉伸 量。在一个实施例中，该浆片呈现至少5%的MD拉伸量。
[0006] 在其它实施例中，本发明提供一种浆片，其包含从约1%到约30%重量百分比的 红藻门纸浆纤维和硬木或软木浆纤维，该浆片具有低于约15%的含水量、大于约150克/平 方米的基重和从约10到约40Nm/g的MD抗张指数。
[0007] 也是在其它实施例中，本发明提供一种制备浆片的方法，其包括使未曾干燥处理 的大型藻类纸浆纤维与传统的造纸纤维混合以形成纤维浆料，将纤维浆料输送至网成形装 置并形成湿纤维网，以及干燥该湿纤维网至预定稠度，从而形成干燥纤维网，其含从约1% 到约30%干重百分比的大型藻类纸浆纤维。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1描绘出一种根据本发明的方法的示意性工艺流程图，其用于形成包含未曾干 燥处理的红藻浆纤维的纸浆。
[0009] 图2分别绘出桉树硬木牛皮纸（"EHWK"）浆片（菱形）和红藻浆片（正方形）的 裂断长度与固体含量的曲线。
[0010] 图3是根据本发明制备的两种纸浆的扫描电子显微照片，图3a中描绘的纸浆由 EHWK和未曾干燥处理的红藻浆纤维制备（70%EHWK/30%红藻），而图3b中的纸浆由南方 软木牛皮纸（"SSWK"）和未曾干燥处理的红藻浆纤维制备（70%SSWK/30%红藻）。
【具体实施方式】
[0011] 定义
[0012] 如本文所用，术语"干搭接纸浆"是指基重至少为约150克/平方米（gsm)且含水 量低于约30%的纤维网。
[0013] 如本文所用，术语"大型藻类纤维"是指从红藻中提取出的任何有纤维质的纤维材 料，如雅致石花菜、角质石花菜、大叶石花菜、智利石花菜、疣状江蓠、耳突麒麟菜、刺叶麒麟 菜和Beludulu，或从褐藻中提取出的例如像拟鸡毛菜、亮叶鸡毛菜、海带、变黑雷松藻。大型 藻类纤维通常具有至少约80的长宽比（根据平均纤维长度除以平均纤维宽度测得）。
[0014] 如本文所用，术语"红藻纤维"是指源于红藻门的任何有纤维质的纤维材料。特别 优选的红藻纤维包括源自石花菜、粒皮石花菜、智利石花菜和大叶石花菜的有纤维质的纤 维材料。红藻纤维通常具有至少约80的长宽比（根据平均纤维长度除以平均纤维宽度测 得）。
[0015] 如本文所用，术语"平均纤维长度"是指利用型号为FS-100的卡亚尼纤维分析仪 (KajaaniOyElectronics,芬兰，卡亚尼）测定的长度加权平均纤维长度。按照该测试程 序，纤维样本用浸渍液处理以保证没有纤维束或碎片存在。每个纤维样本被粉碎放入到热 水中并被稀释为约〇. 〇〇1 %的溶液。当采用标准卡尼亚纤维分析测试程序测试时，从稀释溶 液吸取大约50至100毫升（ml)每份的多个单个测试样本。加权平均纤维长度可用下面的 公式表示：
[0016]
【权利要求】
1. 一种浆片，其包括从约1%到约30%重量百分比的未曾干燥处理的大型藻类纸浆纤 维，该浆片具有低于约15%的含水量、至少约150克/平方米的基重和大于约10牛米/克 的机器方向抗张指数。
2. 根据权利要求1所述的浆片，还包括传统造纸纤维，其选自由下列各项组成的组，即 硬木、软木、稻草、亚麻、乳草属植物种子絮状纤维、蕉麻、大麻、竹子、洋麻、甘蔗渣、棉花、芦 苇和它们的各组合。
3. 根据权利要求1或2所述的浆片，包含至少约30%质量百分比的硬木纤维和至少约 30%质量百分比的软木纤维。
4. 根据权利要求1至3之一所述的浆片，具有大于约10的耐破指数。
5. 根据权利要求1至4之一所述的浆片，具有大于约5. 0的耐久性指数。
6. 根据权利要求1至5之一所述的浆片，其中，该浆片包括从约3%到约15%质量百分 比的大型藻类纸浆纤维和至少约30 %的硬木浆纤维。
7. 根据权利要求1至6之一所述的浆片，具有约200毫升或更大的加拿大标准游离度。
8. 根据权利要求1至7之一所述的浆片，具有从约10到约40牛米/克的机器方向抗 张指数。
9. 根据权利要求1至8之一所述的浆片，具有从约180到约400克/平方米的基重和 低于约10%的含水量。
10. -种浆片，包括从约1%到约30%重量百分比的未曾干燥处理的红藻门纸浆纤 维、低于约30%重量百分比的软木浆纤维和高于约30%的硬木浆纤维，该浆片具有低于约 15 %的含水量、大于约150克/平方米的基重和从约10到约40牛米/克的机器方向抗张 指数。
11. 根据权利要求10所述的浆片，其中，红藻门选自由下列各项组成的组，即石花菜、 疣状江蓠、耳突、刺叶和它们的各组合。
12. 根据权利要求10或11所述的浆片，还包括非木质纤维，其选自由下列各项组成的 组，即稻草、亚麻、乳草属植物种子絮状纤维、蕉麻、大麻、竹子、洋麻、甘蔗渣、棉花、芦苇和 它们的各组合。
13. 根据权利要求10至12之一所述浆片，具有约200毫升或更大的加拿大标准游离 度。
14. 根据权利要求10至13之一所述浆片，具有大于约10的耐破指数。
15. 根据权利要求10至14之一所述浆片，具有大于约5. 0的耐久性指数。
16. -种制备楽片的方法，包括： a. 将未曾干燥处理的大型藻类纸浆纤维与传统造纸纤维混合以形成纤维浆料； b. 将该纤维浆料输送至纤网成形装置并形成湿纤维网；和 c. 将该湿纤维网干燥至预定稠度，从而形成干纤维网，其包含从约1%到约30%干重 百分比的大型藻类纸浆纤维。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中，传统造纸纤维选自由下列各项组成的组，即硬 木、软木、稻草、亚麻、乳草属植物种子絮状纤维、蕉麻、大麻、竹子、洋麻、甘鹿渔、棉花、芦苇 和它们的各组合。
18. 根据权利要求16或17所述的方法，其中，传统造纸纤维是未曾干燥处理的硬木和 软木浆纤维的掺混物。
19. 根据权利要求16至18之一所述的方法，其中，所述干纤维网具有约200毫升或更 大的加拿大标准游离度。
20. 根据权利要求16至19之一所述的方法，其中，该干纤维网具有低于约15%的含水 量。
【文档编号】D21H11/00GK104364441SQ201380026800
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年5月6日 优先权日:2012年5月25日
【发明者】B·石, M·W·威斯, C·D·克拉特科拉莫, T·G·香农 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司