本发明涉及用于制造纸或纸板产品至少一个的层(ply)的方法，其中所述至少一个层包括经热处理的纤维。本发明还涉及包括至少一个层的纸或纸板产品，其中所述层根据所述方法制造。
背景技术：
在造纸工艺过程期间，期望获得有强度的(strong)但仍具有高松厚度(低密度)的纸和板产品。具有高松厚度的产品的优点是这些产品需要更少量的纤维，这在经济上是有利的。此外，具有低纤维含量的高松厚度的板产品具有更好的弯曲挺度(stiffness)，在由板产品折叠和形成包装期间这是优点。
为了提高产品的松厚度，应使用包括长纤维和尽可能少的细料的纸浆。然而，富含硬、长的纤维的纸浆遗憾地表现出差的制造足够强度的纸或板产品的能力。因此，所得纸或板的松厚度和强度性质将是纸浆的提高纸或板的松厚度的能力和其提高纸或板的纤维结合性质(即强度)的能力之间的折衷。
制造高松厚度的产品的常见方式是在产品中、优选地在多层纸或板产品的中间层中使用化学-机械纸浆(CTMP)。而且，可使用机械纤维以提高产品的松厚度。
提高机械纸浆的纤维结合性质的一种方式是通过向纸浆添加化学添加剂。迄今为止，用于改善纸或板的强度、特别是干强度的主要处理是在片材成形操作之前向纸浆纤维浆料添加阳离子淀粉。然而，难以将大量的淀粉吸附至纤维，尤其是当精细物的量较少时。
另一种在多层纸或板产品中提高松厚度的方式描述于EP0511186A1中。将包括已经经热处理的纤维素纤维的浆料用于制造具有降低的密度(即，减少的松厚度)但仍具有良好的挺度和弯曲能力的产品。该浆料在200-240℃的升高的温度下并且在3-4％的干含量下处理0.1-10分钟的时间。然而，这是非常耗能的过程，因为其花费大量的能量来加热存在于浆料中的水。
因此，仍然需要改善的用于制造具有提高的松厚度但仍具有良好的强度性质的纸或板产品的方法。
技术实现要素：
本发明的主要目的是提供以改善的方式制造具有提高的松厚度的纸或板产品的至少一个层的方法。
本发明的另一目的是提供具有提高的松厚度的纸或板产品。
这些目的以及其它目的和优点通过根据权利要求1的方法和通过根据权利要求5的产品实现。本发明涉及用于制造纸或纸板产品的至少一个层的方法，所述方法包括步骤：
-使纤维素纤维经受热处理，其中在高于95重量％的干含量下和在160-230℃的温度下处理纤维，
-制备包括所述经热处理的纤维的浆料，
-形成所述浆料的幅材，和
-使所述幅材脱水，由此形成所述产品的层。
本发明进一步涉及用于制造纸或纸板产品的至少一个层的方法，所述方法包括步骤：
-使纤维素纤维经受热处理，其中在高于70重量％的干含量下、在高于120℃的温度下和在升高的压力下处理纤维，
-制备包括所述经热处理的纤维的浆料，
-形成所述浆料的幅材，和
-使所述幅材脱水，由此形成所述产品的层。
已发现，在纸或板产品中，使用已经在高的干含量下经受高温处理的纤维素纤维能够制造具有改善的松厚度和保持的强度性质以及改善的疏水性质的产品。
优选对纤维进行至少30秒的时间的处理。
优选浆料包括1-100重量％、优选高于50重量％的经热处理的纤维。取决于所制造成品期望的性质，经热处理的纤维的量可变化。
本发明进一步涉及包括至少一个第一层的纸或纸板产品，其中所述第一层根据上述方法制造。
所述产品优选进一步包括第二和第三层且其中所述第一层位于所述第二和第三层之间。以此方式形成三层产品并且中间层包括已经根据上述方法热处理的纤维。
第一层可包括1-100重量％、优选高于50重量％的经热处理的纤维，即如上所述已经在升高的温度下、在高的干含量下经处理的纤维。
还优选根据如上所述的方法制造产品所有的层。
具体实施方式
已经令人惊讶地发现，通过对纤维素纤维热处理以及随后在纸或纸板产品的制造中使用所述经热处理的纤维，可制造具有提高的松厚度的产品而不降低产品的强度。最重要的是，产品的弯曲挺度相对于松厚度是良好的。
更进一步地，本发明的另一大优点是经热处理的纤维具有改善的疏水性质，即，与未经处理的纤维相比，它们趋向于吸附更少的水。在制造纸或纸板产品时这是较大优点，因为纤维素纤维趋向于吸附水，并且产品(制造)的强度剧烈地降低。通常，添加施胶剂(上浆剂，sizing agent)例如AKD、ASA或松香，以赋予纸或纸板产品改善的耐水性。因此通过本发明，可通过添加经热处理的纤维作为代替而减少或甚至免除所需的施胶剂的量。因此，由于为实现期望的耐水性所需上浆剂的量的减少或免除，包括经热处理的纤维的产品将兼备环境和经济效益。
本发明涉及用于制造纸或纸板产品的至少一个层的方法，所述方法包括步骤：
-使纤维素纤维经受热处理，其中在高于95重量％的干含量下、和在160-230℃的温度下和优选在大气压下处理纤维，
-制备包括所述经热处理的纤维的浆料，
-形成所述浆料的幅材，和
-使所述幅材脱水，由此形成所述产品的层。
优选在大气压下的热处理期间纤维的干含量为100重量％。
本发明进一步涉及用于制造纸或纸板产品的至少一个层的方法，所述方法包括步骤：
-使纤维素纤维经受热处理，其中在高于70重量％的干含量下、在高于120℃的温度下和在升高的压力、优选在1-13巴的压力下处理纤维，
-制备包括所述经热处理的纤维的浆料，
-形成所述浆料的幅材，和
-使所述幅材脱水，由此形成所述产品的层。
优选在升高的压力下的热处理期间纤维的干含量为高于95重量％。
已发现，在纸或板产品中使用已经在高的干含量下经受高温处理的纤维素纤维使得可制造具有改善的松厚度、保持的强度性质和具有改善的疏水性质的产品。可在大气压或在升高的压力下这两种情况下热处理纤维。取决于使用的方法，纤维的干含量也可不同。当在升高的压力下热处理纤维时，纤维的干含量可优选稍低，其应高于70重量％、优选高于80重量％和甚至更优选高于95重量％。同时，温度应高于120℃。然而，如果在大气压下进行热处理，纤维的干含量可更高，其应高于95重量％且干含量可优选为100重量％。而且，当在大气压下处理纤维时使用的温度应为160-230℃。
取决于可得(at hand)的设备和待处理的纤维，可选择适当的用于热处理纤维的方法。可使用气流干燥器(急骤干燥器)、浸渍容器或适合用于使纤维经受升高的温度和压力(如果使用的话)的其它设备。可通过任何已知的方法实现升高的温度，例如通过使用蒸汽或仅通过使用加热。
热处理可为分批(batch，间歇)或连续过程。这取决于使用的设备。然而，在全规模制造工艺中连续过程是更有利的。
热处理纤维所需的时间取决于被处理的纤维的水分含量、所处理的具体纤维、使用的设备和使用的温度以及压力。优选对纤维进行至少30秒、优选30秒-10小时、甚至更优选30秒-30分钟的时间的处理。
如果需要对纤维处理更长的时间，则如下可为必要的：改变在热处理过程中纤维所暴露于的气氛。如果热处理的温度和时间太长，则过于富含氧的气氛可导致纤维的燃烧。然后可向气氛添加氮气或其他气体。因此，可在例如富含氮气的气氛中进行处理以避免纤维的燃烧。
优选在热处理之后纤维的干含量为100％。然而，干含量也可更低，即高于96％。
在热处理之后，向浆料添加经处理的纤维。随后浆料形成为幅材，使所述幅材脱水以形成纸或纸板产品的层。根据现今使用的常规造纸工艺进行浆料的制备、浆料向幅材的形成和所述幅材的脱水。
优选浆料包括1-100重量％、优选高于50重量％、更优选5-40重量％的经热处理的纤维。取决于所制造成品(end product)的期望的性质，经热处理的纤维的量可变化。
本发明进一步涉及包括至少一个第一层的纸或纸板产品，其中根据上述方法制造所述第一层。以此方式可制造具有改善的疏水性质、改善的松厚度和保持的强度的纸或纸板产品。
优选所述产品进一步包括第二和第三层且其中所述第一层位于所述第二和第三层之间。以此方式形成三层产品并且中间层包括已经根据上述方法热处理的纤维。
第一层可包括1-100重量％、优选高于50重量％、甚至更优选5-40重量％的经热处理的纤维，即已经如上所述地在升高的温度下、在高的干含量下经处理的纤维。
优选根据如上所述的方法制造产品的所有的层。
受热处理的纤维素纤维可为任何种类的纤维，可为阔叶木(例如桦树、桉树、白杨)和针叶木(例如松树或云杉)纤维二者。可通过任何种类的制浆工艺(例如，机械制浆、化学机械制浆、化学热机械制浆(CTMP)和/或化学制浆工艺)制造纤维。纤维优选为原生纤维(virgin fibers)，然而也可处理再生的纤维。
浆料可包括额外的纤维素纤维，即未经受任何热处理的纤维。这些纤维也可以是任何种类的纤维，可为阔叶木和/或针叶木纤维二者。也可通过任何已知的制浆工艺(例如机械制浆、化学机械制浆、CTMP和/或化学制浆工艺)制造该纤维。该纤维也可为原生或再生的纤维素纤维。浆料可额外地包括其它常用的造纸化学品，例如强度添加剂、施胶剂、助留剂等。
实施例
使用不同的牛皮(硫酸盐)纸浆测试根据本发明的热处理。在大气压下在富含氮气的气氛中在不同温度下在加热腔中处理经热处理的样品4个小时的时间。
使用两种包括桦树牛皮纸浆的样品。在190℃的温度下热处理一个桦树样品且不处理另一个桦树样品并用作参照样品。
使用三种包括松树牛皮纸浆的样品。将在190℃的温度下热处理一个松树样品且在210℃的温度下热处理另一个松树样品。不处理第三个松树样品并用作参照样品。
在热处理之前的纸浆样品的干含量为95重量％。
表1：经热处理的纤维的松厚度和湿度测试
表1显示经热处理的纤维的松厚度提高。更进一步地，经热处理的纤维的湿度降低，这显示经热处理的纤维减少了的对水的吸附的倾向。
经由样品的克重和厚度计算松厚度。根据ISO 536测量克重(gsm)并且根据ISO 534测量厚度(微米)。根据ISO 287测量湿度。
应理解，在说明书中和在以上实施例中给出的实施方式仅出于说明目的，且在本发明的范围之内各种变化和变型是可能的。