一种用于制备非木质纤维纸的方法技术

一种由非木质纤维原料来制备各种纸张类型的方法，所述非木质纤维原料如亚麻和小麦的混合物。所述纤维原料被切割为平均长度在1-100mm之间、湿法处理、脱水、并在NaOH和蒽醌的存在下加热、然后洗涤、漂白、并形成纸张。包含韧皮和芯的整个秸秆能够用于纸产品的制备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种由非木质纤维原料来制备各种纸张类型的方法，所述非木质纤维原料如亚麻和小麦的混合物。所述纤维原料被切割为平均长度在1-100mm之间、湿法处理、脱水、并在NaOH和蒽醌的存在下加热、然后洗涤、漂白、并形成纸张。包含韧皮和芯的整个秸秆能够用于纸产品的制备。【专利说明】优先权信息 本相关申请主张美国临时专利申请61/358,446，申请日为2010年6月25日的权利。
技术介绍
在北美，传统用于造纸的纤维的原料是木材。在许多国家，非木质纤维用于造纸已经有数千年的历史，并作为主要或独有的用于造纸的原料。随着木材使用上的限制不断增加，在纸产品生产中，对由通过由非木质纤维，尤其是由一年生植物的非木质纤维构成的木浆产品，恢复的兴趣满足或超出了标准。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种由非木质纤维原料制备复印纸、打印纸、激光图纸和同样地许多其它的纸张类型包括:将一定量的干燥非木质纤维原料切割为1-1OOmm或3_75mm或更优5_50mm之间的平均长度；湿法处理被切割原料以除去污物、细粉和水溶性提取物；将所述被切割原料脱水；加热所述被切割原料，所述加热在5-50%的NaOH或10-40%的NaOH或优选12-30%的NaOH和0-10%或0_5%或更优0_2%的蒽醌的存在下，于100-240°C或120-200°C或更优140_180°C间的一个温度，加热10-240分钟或15-200分钟或更优20-150分钟；洗涤经过加热的被切割原料；粉碎漂白经洗涤的原料；经漂白的原料；并使经粉碎、漂白的原料形成纸张。正如在此所讨论的，在一些实施例中，所述材料可以在洗涤和漂白之前用水冷却。所述非木质纤维可以选自包含亚麻、小麦、和其组合的群。在一些实施例中，100%的小麦被使用。在一些实施例中，两种纤维类型在粉碎之前被混合。优选地，所述亚麻为完整的亚麻原茎。在一些实施例中，亚麻和小麦的组合被使用。值得注意的，合适的混合物包括0.1%-99.9%的小麦和0.1%-99.9%的亚麻。在一些实施例中，混合物为60%_90%的小麦和10-40%的亚麻、或70-90%的小麦和10-30%的亚麻、或75-85%的小麦和15-25%的亚麻。在一些实施例中，所述非木质纤维大约为80%的小麦和大约20%的亚麻、95-100%的麦秸和0-5%剥皮的亚麻原茎。在另外其他实施例中，80-100%的小麦和0-20%亚麻也是可以的。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种由非木质纤维原料制备纸产品的方法，包括:将一定量的干燥非木质纤维原料切割为1-1OOmm之间的平均长度；湿法处理被切割原料以除去污物、细粉和水溶性提取物；将所述被切割原料脱水；加热所述被切割原料，所述加热在5-50%的NaOH和0-10%的蒽醌的存在下，于140_180°C间的一个温度，加热10-240分钟；洗涤经过加热的被切割原料；粉碎漂白经洗涤的原料；经漂白的原料；并使经粉碎、漂白的原料形成纸产品。所述纸产品可能选自包含复印纸、厕所纸、棉纸、纸巾、包装纸、箱板、相片纸、颜色纸、商用打印级别的纸(用于书刊印刷和出版)、书写纸、信纸、纸袋和纸板以及本领域已知的其他纸张类型的群。所述非木质纤维可能选自包含亚麻、大麻、黄麻、洋麻、燕麦、谷物、苜蓿、小麦、大麦和多年生牧草以及其它本领域已知植物的群。所述多年生牧草可能选自包含薦草、野麦、柳枝稷、竹子或牛毛草。其它合适的牧草对于本领域技术人员是明显的。【具体实施方式】除非另有定义，正如本领域普通技术人员在本专利技术所属
的一般理解，所有在此使用的技术和科学的术语具有相同的意思。尽管任何类似或等同的在此所述的方法和材料可以用于本专利技术的实践或测试，现在描述优选的方法和材料。所述在下面涉及到的出版物在此通过引用被合并到本专利技术。在此所述的为从非木质纤维来用于造纸的方法。合适的植物包括但不限于亚麻、大麻、燕麦、小麦、大麦、黄麻、洋麻、棉花、谷物、苜蓿、小米、多年生牧草、多年生植物和上述组合。优选地，植物的整个秸杆被使用。值得注意的，与大多数韧皮植物相比，所述韧皮植物需要通过其他方法(例如，通过湿法、干法、机械或其他这样的方法)来剥皮或分离并且只有韧皮纤维或外层树皮可以用在纸中。特别值得注意的，所述韧皮被认为是一个长的“特级软木材”纤维，而芯材料被认为是一个弱的相当于硬木材的纤维。典型地，造纸商分别购买所述韧皮和所述芯材料并将它们混合到一块以制造最终产品。这是因为所述芯和所述韧皮不同地蒸煮，并因此假定它们不同的化学组分和颗粒结构不利于共同加工。然而，在此所述的是令人吃惊的发现，包含韧皮和芯的整个秸杆可以被“共同蒸煮”和应用在纸产品的生产中。正如本领域技术人员所了解的，这允许在相当低的成本下纸产品的生产。值得注意的，特定条件的发现是数年研究和在该发现之前许多失败的尝试的结果。正如在此所讨论的，可以明确表明的是，单独由非木质纤维混合构成的纸能够满足商业上由木材制备的纸的技术物理指标。主要的积极结果是生产美学上令人印象深刻的纸的证明。该纸满足了几乎商业上生产用纸的每个技术说明。正如在此所讨论的，合适的植物基于多项标准来选择，例如，纤维含量、半纤维含量、木质素含量、硅含量、木质芯含量、纤维长度和纤维宽度。正如本领域技术人员所了解的，不同植物的组合和百分率根据最终产品预期用途可能被使用。例如，根据在此所述方法制备的纸可能用于打印纸、厕所纸、棉纸、纸巾、包装纸、箱板、相片纸、彩色纸、印刷纸、便笺、信纸、纸袋、纸箱等等。正如本领域技术人员所了解的，所述韧皮含量与最终产品的强度呈比例。因此，对于特定产品，高韧皮植物如亚麻的更高百分率是更加需要的。正如本领域技术人员所了解的，重要的性能包括但不限于，反映强度和刚度长纤维含量、反映脱水速率自由度、和反映印刷表面质量的平滑度、亮度和不透明度。在本专利技术的一个优选实施例中，一种亚麻和小麦的混合物用于制备打印纸。值得注意的，正如在此讨论的，合适的混合物包括:0.1%-99.9%的小麦和0.1%-99.9%的亚麻，这取决于纸的所需最终性能。在一些实施例中，所述混合物为60-90%的小麦和10-40%的亚麻或其它合适的非木质纤维原料、或70-90%的小麦和10-30%的亚麻或其它合适的非木质纤维原料、或75-85%的小麦和15-25%的亚麻或其它合适的非木质纤维原料。在一些实施例中，所述非木质纤维为大约80%的小麦和大约20%的亚麻或其它合适的非木质纤维原料。正如在此讨论的，所述亚麻和所述小麦的整个秸杆来加工，并且在一些实施例中，所述加工材料在粉碎之前被混合到一块。在一些优选实施例中，所述混合物为60-100%的小麦和0-40%的亚麻或其它合适的非木质纤维原料、70-100%的小麦和0-30%的亚麻或其它合适的非木质纤维原料、80-100%的小麦和0-20%的亚麻或其它合适的非木质纤维原料、60-99.9%的亚麻和0.1-40%的亚麻或其它合适的非木质纤维原料、70-99.9%的小麦和0.1-30%的亚麻或其它合适的非木质纤维原料、80-99.9%的小麦和0.1-20%的亚麻或其它合适的非木质纤维原料.在一些实施例中，所述非木质纤维原料为小麦或100%的小麦。正如在此讨论的，非木质纤维，例如，亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从非木质纤维原料制备打印纸的方法，包括：将一定量的干燥非木质纤维原料切割为1‑100mm之间的平均长度；湿法处理被切割原料以除去污物、细粉和水溶性提取物；将所述被切割原料脱水；加热所述被切割原料，所述加热在5‑50%（w/w）的NaOH和0‑10%（w/w）的蒽醌的存在下于100‑240℃间的一个温度加热10‑240分钟；洗涤经过加热的被切割原料；漂白经洗涤的原料；碎化经漂白的原料；并使经碎化、漂白的原料形成纸张。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：杰夫·高夫曼，
申请(专利权)人：草原纸业投资股份有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA