專利名稱：：高得率和提高性能的纖維的制作方法高得率和提高性能的纖維這是共同未決和共同轉(zhuǎn)讓的2007年6月12日提交的國際專利申請?zhí)朠CT/US2007/070927的部份繼續(xù)申請，其通過引用結(jié)合到本文中。公開背景木質(zhì)制漿主要使用兩種主要方法機(jī)械制漿和化學(xué)制漿。機(jī)械制漿主要用機(jī)械能從木質(zhì)中分離出漿纖維，不大量除去木質(zhì)素。結(jié)果，機(jī)械制漿的得率高，通常在85_98%范圍。制備的纖維漿通常具有高松厚度(bulk)和挺度(stiffness)特性。但是，機(jī)械制漿消耗高水平操作能，并且機(jī)械漿的強(qiáng)度通常較差。為了減少所需能量水平和改良纖維強(qiáng)度，已有其他方法選擇與機(jī)械能組合使用。熱機(jī)械制漿(TMP)在高壓和高溫度蒸汽下研磨木片?；瘜W(xué)熱機(jī)械制漿(CTMP)在機(jī)械制漿之前用化學(xué)劑破壞木片。CTMP制漿的得率稍低于機(jī)械制漿，但它提供強(qiáng)度略有改良的漿纖維。亞硫酸鈉是用于CTMP制漿的主要化學(xué)劑。在過去IO年內(nèi)，工業(yè)上已經(jīng)開始用堿性過氧化氫作為浸漬化學(xué)劑和作為直接用于CTMP制漿的高濃磨漿機(jī)處理的化學(xué)劑。這種制漿過程稱為堿性過氧化物機(jī)械制漿(APMP)，提供具有比傳統(tǒng)CTMP制漿亮度提高和強(qiáng)度改良的纖維漿。另外，在APMP制漿過程中的最新突破包括通過應(yīng)用第二低濃磨漿系統(tǒng)減少所需磨漿能，和提高阻擋篩選技術(shù)以選擇性保留篩渣，同時允許所需纖維穿過，到達(dá)造紙機(jī)?；瘜W(xué)木質(zhì)制漿是主要用化學(xué)和熱能分離木質(zhì)素和漿纖維的過程。通常，木質(zhì)素占約20-35%干木質(zhì)量。當(dāng)基本除去大部分木質(zhì)素時，制漿提供約45-53%漿得率?；瘜W(xué)制漿是使木片與化學(xué)劑在壓力和溫度下反應(yīng)以除去將漿纖維結(jié)合一起的木質(zhì)素。根據(jù)所用化學(xué)劑將化學(xué)制漿分為牛皮紙法、蘇打法和亞硫酸鹽法。堿式制漿(AP)使用氫氧化鈉的堿性溶液，包括硫化鈉(牛皮紙法)或不包括硫化鈉(蘇打法)。酸式制漿使用用鈉、鎂、鈣或氨的亞硫酸氫鹽緩沖的亞硫酸溶液(亞硫酸鹽法)?；瘜W(xué)制漿提供比機(jī)械制漿強(qiáng)度改良(因?yàn)槔w維降解度較小)和可漂白性提高(因?yàn)槌ツ举|(zhì)素)的漿纖維。在化學(xué)法中，使木質(zhì)與化學(xué)劑在蒸煮器中"蒸煮"以便除去一定程度的木質(zhì)素。用卡伯值表示剩余木質(zhì)素的水平?？梢院艽蟪潭鹊卣{(diào)節(jié)制漿參數(shù)以獲得相同卡伯值。例如，可用較高的溫度和/或較高的堿加入量補(bǔ)償較短的制漿時間，以制備具有相同卡伯值的漿。通常將牛皮漿分為兩種主要的終用途未漂白漿和可漂白級漿。對于未漂白的軟木漿，制漿通常進(jìn)行至獲得約65-105范圍的卡伯值。對于可漂白級軟木牛皮漿，制漿通常進(jìn)行至獲得小于30的卡伯值。對于可漂白級硬木牛皮漿，制漿通常進(jìn)行至獲得小于20的卡伯值。對于可漂白級漿，牛皮紙制漿通常產(chǎn)生約1-3重量％夾生纖維束和約97-99重量％釋放的(liberated)漿纖維。夾生、未纖維化的材料通常稱為篩渣，纖維化的材料稱為良漿。通過多級篩選過程使篩渣與良漿分離。通常將篩渣排放在下水道中，再循環(huán)回蒸煮器中，或者增稠和燃燒。在少數(shù)情況下，將篩渣收集和在蒸煮器中再蒸煮。但是，使用這種已有技術(shù)，再蒸煮篩渣存在缺點(diǎn)，包括非常低的纖維得率、可能增加漿塵埃的水平和降低漿亮度(可漂白性較差)?，F(xiàn)代篩選工段通常設(shè)計從化學(xué)制槳過程中除去約1-2重量％篩渣。如果機(jī)器出現(xiàn)蒸煮困難和漿意外夾生，則篩渣的量呈指數(shù)樣增加?，F(xiàn)代可漂白級牛皮漿篩選工段在物理上不是設(shè)計成加工大于約5%重量篩渣的漿。當(dāng)篩渣水平增加至略高于4_5%重量時，篩選工段堵塞并關(guān)閉磨漿機(jī)，或者繞過篩選工段，漿被倒在地上或倒入等外槽內(nèi)，被除去或者逐漸共混回入過程中。因此，通常將可漂白級牛皮漿蒸煮至相對低的卡伯值(軟木為20-30，硬木為12-20)以維持低水平的篩渣和良好的可漂白性。人們已經(jīng)不斷努力地增加化學(xué)制漿過程的得率，同時維持化學(xué)漿性能如高強(qiáng)度。在2004-2007，U.S.D印artmentofEnergy'sAgenda20/20方案贊助了幾項(xiàng)研究項(xiàng)目以實(shí)現(xiàn)這種制造業(yè)的突破。Agenda20/20方案、AmericanForestandProductsAssociation(AF&PA)和U.S.D印artmentofEnergy在2006年聯(lián)合出版一本書，規(guī)定突破(breakthrough)制造技術(shù)的實(shí)施目標(biāo)之一將是"以高5%_10%的得率生產(chǎn)相等/更好的纖維"。增加5-10%的目標(biāo)漿得率被視為是漿生產(chǎn)工業(yè)的改革。迄今為止，Agenda20/20資助的項(xiàng)目已獲得的最好結(jié)果是，增加2-5%的漿得率。這些發(fā)展的技術(shù)包括高卡伯漿的雙重氧處理、在制漿之前使用綠液預(yù)處理和改良用于制漿的制漿化學(xué)劑和添加劑。但是，獲得5-10%得率增加的突破的所有其他已知嘗試已經(jīng)失敗。增加漿得率的其它已知化學(xué)制漿改良包括使用蒸煮器添加劑如蒽醌、多硫化物、滲透劑或這些材料的各種組合。而且在所有情況下，只實(shí)現(xiàn)了比傳統(tǒng)牛皮紙制漿法增加1_5%的得率。另外，改良的化學(xué)制漿過程通常得到撕裂強(qiáng)度較低的纖維漿。因此，需要一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的具有突破得率(即增加5_10%)的新制漿過程。而且，用此類制漿過程制備的漿纖維應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)與常規(guī)、較低得率制漿過程比較相等或提高的物理特性。紙板包裝的兩種關(guān)鍵性能是挺度和松厚度。包裝工業(yè)竭力生產(chǎn)具有盡可能最低的基重的高挺度紙/紙板，以減少獲得所需挺度需要的紙/紙板的重量，從而減少原料成本?！N常用于提高板的挺度的方法是使用具有較高基重的單層紙板。但是，基重增加的單層紙板在經(jīng)濟(jì)上是不利的，因?yàn)橛眠@種板制造包裝物品的原料成本和運(yùn)輸成本較高。另一種常用方法是使用多層紙板，所述紙板具有至少一層中間或內(nèi)層設(shè)計用以獲得高松厚度，而頂和底層設(shè)計用于獲得挺度。美國專利6，068，732指出制備具有改良挺度的多層紙板的方法。將軟木化學(xué)制漿，將所得纖維漿篩選為短纖維部份和長纖維部份。紙板外層用軟木長纖維部份制造。紙板中心層用軟木短纖維部份和化學(xué)制漿硬木纖維的混合物形成。紙板的Taber挺度增加約12-15%。PCT專利申請?zhí)?006/084883公開具有第一層以提供優(yōu)良表面特性和強(qiáng)度以及含有硬木CTMP(化學(xué)熱機(jī)械)漿的第二層以提供松厚度和挺度的多層紙板。多層紙板通常用一種或多種纖維素纖維的含水漿料同時或按順序鋪在移動篩上制備。制備多層板時，相對于單層板，需要其它加工步驟和裝備(如流漿箱和/或長網(wǎng))。通常，將纖維素纖維的含水漿料分配在長的水平移動篩(長網(wǎng))上形成第一層。通過長網(wǎng)排去漿料的水，將其它各層先后鋪在第一層上，以相似方式脫水。或者，可通過位于原網(wǎng)(primarywire)上的較小的次級長網(wǎng)，使其它纖維素纖維的含水漿料沉積在各個較小的次級長網(wǎng)上，形成其它各層。通常在與各長網(wǎng)造紙機(jī)連接的真空盒的輔助下，通過網(wǎng)引流將鋪在次級長網(wǎng)上的其它各層脫水。將形成的其它各層先后轉(zhuǎn)移至第一層和接著各層上以產(chǎn)生多層材料(mat)。每次轉(zhuǎn)移后，必須壓緊各層以便各層結(jié)合為堅(jiān)固的多層板。各層之間的良好粘附對于多層板的性能是關(guān)鍵，這導(dǎo)致可能破壞板的特性的其它因素。各層必須充分結(jié)合一起以經(jīng)受負(fù)載之下的剪切應(yīng)力，提供各層內(nèi)和各層之間的z-向纖維結(jié)合強(qiáng)度以抵抗轉(zhuǎn)化和最終使用時的分裂。但是，基重增加的多層紙板在經(jīng)濟(jì)上是不利的，因?yàn)橛眠@種板制備包裝物品的生產(chǎn)成本較高，運(yùn)輸成本較高。因此，需要比常規(guī)單層和多層紙板更經(jīng)濟(jì)、基重更低、具有提高挺度的紙板。制備未漂白產(chǎn)品通常使用(1)大量未漂白、低卡伯值硬木牛皮漿，或(2)高得率未漂白的松漿和未漂白、低卡伯值硬木漿的共混物。通常使用(1)未漂白的硬木漿，或(2)具有約10%重量的小量切碎的高得率未漂白松漿的未漂白的硬木漿制成飽和(saturating)牛皮漿種。飽和牛皮漿性能的關(guān)鍵測量標(biāo)準(zhǔn)是飽和度和樹脂吸收量(Pickup)。其它產(chǎn)品等級是未漂白、低卡伯硬木和未漂白高得率松漿的共混物以得到板包裝等級。挺度和印刷性是這些板類型的關(guān)鍵性能參數(shù)。最后，有幾種箱紙板產(chǎn)品是以多層形式制成的，高得率松漿位于底層，未漂白、低卡伯硬木位于頂層。STFI挺度和光滑度是這些產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)鍵。發(fā)明概述本公開涉及具有顯著增加的得率并提供具有提高的特性如強(qiáng)度和挺度的纖維漿的木質(zhì)制漿方法。所得纖維漿適合用于制備與相同基重的常規(guī)紙板相比，具有改良挺度和強(qiáng)度的紙板包裝紙種和多層箱紙板。另外，公開的纖維漿提供具有優(yōu)良飽和度和樹脂吸收量的飽和牛皮紙(將允許轉(zhuǎn)化器減少制備酚醛層壓結(jié)構(gòu)時需要的酚醛樹脂的量)。將木片化學(xué)制漿至高卡伯值，得到第一良漿成分和第一篩渣成分。對第一篩渣成分進(jìn)行高濃度、充分機(jī)械制漿加工，任選在苛性劑和/或漂白劑的存在下進(jìn)行，得到第二良漿成分和第二篩渣成分。第一良漿成分可用于制備具有優(yōu)良飽和度和樹脂吸收量的飽和牛皮紙，減少組成層壓物時需要的酚醛樹脂量。第二良漿可用作制備具有提高挺度、強(qiáng)度和光滑度的多層箱紙板和未漂白紙板的第二纖維源?；蛘?，可將第一良漿成分與第二良漿成分共混以制備纖維共混物。洗滌之后，可對纖維共混物實(shí)施造紙過程以制備低基重的具有提高強(qiáng)度和挺度的紙或紙板。公開的木質(zhì)制漿方法具有明顯增加的纖維得率，提供與用常規(guī)木質(zhì)制漿方法獲得的纖維相比具有同等(或提高)性能的纖維。附圖簡述圖1是顯示本公開制漿過程的一個實(shí)施方案的示意圖2是顯示本公開制漿過程的一個實(shí)施方案的示意圖；圖3是顯示本公開制漿過程的一個實(shí)施方案的示意圖，其中第一良漿成分用于制備飽和牛皮紙，第二良漿成分用于制備多層箱紙板或紙板；圖4是顯示制備不同片密度(sheetdensity)的飽和牛皮紙需要的酚醛樹脂百分?jǐn)?shù)的圖，其中用不同的纖維漿作為纖維源常規(guī)牛皮漿(常規(guī)牛皮紙1和2)和本公開的第一良漿纖維成分(公開的牛皮紙1和2);禾口圖5是顯示本公開的纖維共混物和常規(guī)牛皮紙纖維保留在不同篩目的Bauer-McNett篩上纖維重量百分?jǐn)?shù)的圖。公開詳述現(xiàn)在將在下文中更全面地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但并非顯示本發(fā)明所有可能的實(shí)施方案。事實(shí)上，這些發(fā)明可通過許多不同的形式實(shí)施，不應(yīng)視為限于本文列出的實(shí)施方案；而應(yīng)理解提供這些實(shí)施方案以便本公開將符合適用的法律要求。詳細(xì)的描述并非意欲以任何方式限制附屬權(quán)利要求的范圍。圖1顯示本公開制漿過程的一個實(shí)施方案。可對提供于(101)的木片進(jìn)行化學(xué)制漿(102)以提供第一量的漿。可將第一量的漿在(103)篩選以便將第一篩渣成分與第一良漿成分分離?？蓪⒌谝缓Y渣成分進(jìn)行高濃度、充分機(jī)械制漿過程(104)，得到第二篩渣成分和第二良漿成分。可通過篩選(105)將第二良漿成分與第二篩渣成分分離。可將第二篩渣成分與第一篩渣成分合并，送回高濃度、充分機(jī)械制漿加工(104)?？墒沟诙紳{成分與第一良漿成分共混，得到纖維共混物?？稍谠旒堖^程(107)之前將所得纖維共混物進(jìn)行漂白(106)或者直接進(jìn)行造紙過程(107)。用于處理本公開篩渣成分的高濃度、充分機(jī)械制漿過程可以是在一種或多種化學(xué)劑存在下進(jìn)行的任何化學(xué)過程。此類化學(xué)劑可以是木片的化學(xué)制漿時保留在篩渣成分中的化學(xué)化合物，或者是在篩渣成分的機(jī)械制漿過程中加入的化學(xué)化合物，或其組合。圖2顯示本公開制漿過程的另一個實(shí)施方案?？蓪μ峁┯?201)的木片在蒸煮器中進(jìn)行化學(xué)制漿(202)，得到第一量的漿?？蓪⒌谝涣康臐{在(203)篩選以分離第一篩渣成分和第一良漿成分?？墒沟谝缓Y渣成分通過篩渣加工程序(204)，其中可在制漿或漂白化學(xué)劑的存在下對第一篩渣成分進(jìn)行高濃磨漿(205)，然后排入留著裝置(206)內(nèi)預(yù)定留著時間?？蓪λ镁{再進(jìn)行至少一次磨漿過程(207)，或者直接篩選(208)而不經(jīng)過附加磨漿過程，將第二篩渣成分與第二良漿成分分離?？蓪⒌诙Y渣成分與第一篩渣成分合并，送回篩渣加工程序(204)。應(yīng)理解圖2表示此類篩渣加工的一種實(shí)例，但用于篩渣加工程序的其它機(jī)制可用于本公開?？蓪⒌诙紳{成分與第一良漿成分共混，得到纖維共混物?？稍谠旒堖^程(210)之前將所得纖維共混物漂白(209)，或者直接用于造紙過程(210)。圖3顯示本公開制漿過程的另一個實(shí)施方案?？蓪μ峁┯?301)的木片如硬木或桉木片進(jìn)行化學(xué)制漿(302)以得到第一量的漿?？蓪⒌谝涣康臐{在(303)篩選以便使第一篩渣成分與第一良漿成分分離。第一良漿成分可用于制備飽和牛皮紙(304)。可對第一篩渣成分進(jìn)行高濃度、充分機(jī)械制漿(305)，得到第二篩渣成分和第二良漿成分?？赏ㄟ^篩選(306)使第二良漿成分與第二篩渣成分分離?？蓪⒌诙Y渣成分與第一篩渣成分合并，送回高濃度、充分機(jī)械制漿加工(305)?？蓪⒌诙紳{成分進(jìn)一步加工而不與第一良漿成分合并。例如，它可作為第二纖維源用于制備多層箱紙板(307)，所述箱紙板的一層中含有第二良漿成分?？稍O(shè)計木片的化學(xué)制漿過程以提供約6_50%重量篩渣成分，這與通常產(chǎn)生約1_5%重量篩渣成分的常規(guī)牛皮紙過程不同。在一些實(shí)施方案中，制漿過程可提供約30-35%重量篩渣成分。為了獲得這樣非常高水平的篩渣成分，與常規(guī)軟木過程小于30的卡伯值相比，可對軟木實(shí)施可漂白級牛皮紙制漿以達(dá)到約30-95范圍的卡伯值。當(dāng)使用硬木或桉木片時，與常規(guī)硬木過程小于20的卡伯值相比，可實(shí)施牛皮紙制漿以達(dá)到約20-75范圍的卡伯值。在一些實(shí)施方案中，可實(shí)施硬木或桉木片的制漿過程以達(dá)到約70的卡伯值。在一些實(shí)施方案中，可實(shí)施制漿過程以達(dá)到約55的卡伯值。如本領(lǐng)域已知，可調(diào)節(jié)和優(yōu)化制漿的幾種操作參數(shù)以實(shí)現(xiàn)具有這樣高卡伯值的制漿。這些參數(shù)包括但不限于較低蒸煮溫度、較短蒸煮時間、降低的化學(xué)劑水平及其組合。可將所得漿纖維通過多級篩選過程篩選以便使第一篩渣成分與第一良漿成分分離。例如，可將所得漿纖維通過粗阻擋篩、接著通過由細(xì)縫或小孔組成的第二頭道篩進(jìn)行篩選。可將收集的篩渣成分再用2-3水平縫篩或孔篩篩選，使純凈的篩渣流與能夠穿過常用可漂白級纖維縫或孔的優(yōu)良、無碎屑纖維流分離。所得第一良漿纖維成分可作為纖維源用于制備飽和牛皮紙，如圖3顯示，或者可將其與第二良漿成分合并，然后作為纖維源用于制備具有提高強(qiáng)度、挺度和光滑度的紙或紙板，如圖1和2顯示。可將篩選過程獲得的第一篩渣成分進(jìn)行篩渣加工步驟，這是高濃制漿過程。充分機(jī)械制漿過程可用于這樣的高濃制漿。用于本公開的合適的充分機(jī)械制漿過程包括但不限于機(jī)械制漿如磨漿、堿性過氧化物機(jī)械(APMP)制漿、堿性熱機(jī)械制漿、熱機(jī)械制漿和化學(xué)-熱機(jī)械制漿。任何已知的機(jī)械技術(shù)都可用于精磨本公開的纖維。這些包括但不限于打漿、壓潰、切割和纖絲化纖維。在一個實(shí)例中，可將篩渣成分增稠至約30%濃度，在存在或不存在一種或多種漂白劑的情況下進(jìn)行高濃磨漿?？烧{(diào)節(jié)漂白劑的組成和量以確保過氧化物穩(wěn)定化和良好的纖維可精磨性?？蓪⑵讋┖秃Y渣成分同時加入磨漿機(jī)內(nèi)，或者可在磨漿過程之后將一種或多種漂白劑加入篩渣成分內(nèi)?？捎眉s5-30hpd/噸能量在常壓或加壓磨漿機(jī)中將篩渣成分磨漿?？蓪⑺锰幚淼暮Y渣成分通過細(xì)縫、多級篩，或者穿過一組低濃度次級磨漿機(jī)然后通過多級篩選過程進(jìn)行篩選，得到第二良漿成分和第二篩渣成分。第二良漿成分可用作獨(dú)立纖維源或者共混回第一良漿成分流中?？蓪⒌诙Y渣成分送回篩渣加工步驟進(jìn)一步處理。可將精磨篩渣成分排入留著裝置內(nèi)約0-60分鐘的留著時間。在本公開的一些實(shí)施方案中，可使精磨篩渣留著約30分鐘。接著，可將所得處理的篩渣成分通過細(xì)縫、多級篩，或者穿過一組低濃度次級磨漿機(jī)然后通過多級篩選過程進(jìn)行篩選，得到第二良漿成分和第二篩渣成分?？蓪⒌诙紳{成分共混回第一良漿成分流中，同時可將第二篩渣成分送回篩渣加工步驟進(jìn)一步處理，如圖l和2顯示?；蛘?，可將第二良漿成分進(jìn)一步加工，不與第一良漿成分合并。例如，可將第二良漿成分作為第二纖維源用于制備多層箱紙板(圖3)。在本公開的一些實(shí)施方案中，可將約65%重量第一良槳成分與約35%重量第二良漿成分共混。在本公開的一些實(shí)施方案中，可將約70%重量第一良漿成分與約30%重量第二良漿成分共混。第一良漿成分與第二良漿成分的比率可類似于第一篩選過程產(chǎn)生的第一良漿成分與第一篩渣成分的比率。如果纖維用于未漂白級紙或紙板，則可再對所得共混纖維實(shí)施傳統(tǒng)造紙過程。如果纖維用于漂白級紙/紙板，則可在進(jìn)行傳統(tǒng)造紙過程之前將所得共混纖維漂白。許多種漂白劑都可用于漂白本公開的纖維。這些包括但不限于二氧化氯、酶、次氯酸鈉、亞硫酸氫鈉、元素氯、臭氧、過氧化物及其組合。而且，可使用幾種漂白技術(shù)。這些包括但不限于氧脫木素法、在過氧化物和/或氧的存在下用堿提取，或者將纖維共混物直接送至常規(guī)或含臭氧的漂白車間內(nèi)。用于本公開的纖維的來源可有多種。這些包括但不限于硬木、軟木、桉木或其組11合。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>本公開的木質(zhì)制漿過程提供與常規(guī)制漿過程相比增加約8_20%的得率。(表1)這種實(shí)質(zhì)性得率改良甚至比DOEAgenda20/20方案視為突破性改革的水平(即得率增加5-10%)更高。與包含常規(guī)漿的紙或紙板相比，用所述制漿過程獲得的纖維提供具有較低基重、改良挺度的紙或紙板，并且在撕裂強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度及其它物理特性方面無任何減弱。與用常規(guī)纖維制備的相同松厚度的紙板相比，本公開的纖維共混物提供具有更高挺度的紙板。(表2)這種在相同松厚度下挺度的明顯改良可允許造紙機(jī)在制備相同挺度水平的紙板時常規(guī)需要的纖維水平減少13%。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>另外，用公開的纖維制備的紙/紙板以低于常規(guī)牛皮漿制備的產(chǎn)品的基重提供所需強(qiáng)度特性。以非常低基重用公開的纖維制備的單層紙/紙板顯示接近常規(guī)多層紙/紙板的強(qiáng)度和挺度特征。因此，公開的新制漿過程允許單層紙/紙板將被用于因?yàn)樾枰邚?qiáng)度而只限于多層紙/紙板的最終使用市場。含有本公開纖維的紙板可用于包裝各種貨物。這些包括但不限于煙草、無菌液體和食品。當(dāng)如圖3顯示第一良漿成分用于制備飽和牛皮紙時，所得牛皮紙的飽和度與常規(guī)牛皮紙大致相同。另外，用公開的牛皮紙制備質(zhì)量上可接受的層壓結(jié)構(gòu)需要的酚醛樹脂量明顯低于常規(guī)牛皮紙。這是因?yàn)楫?dāng)用第一良漿成分作為飽和牛皮紙纖維源時，保留在纖維中的酚醛木質(zhì)素結(jié)構(gòu)水平更高。圖4顯示含有本公開第一良漿纖維成分的飽和牛皮紙(公開的牛皮紙1和2)與常規(guī)纖維漿制備的飽和牛皮紙(常規(guī)牛皮紙1和2)相比需要更少量酚醛樹脂。實(shí)施例實(shí)施例1將硬木片在蒸煮器中牛皮紙制漿達(dá)到卡伯值為50，得到含有第一良漿成分和第一篩渣成分的第一量的漿。先后用0.085〃孔篩和0.008〃縫篩分離第一良漿成分和第一篩渣成分。然后將第一篩渣成分增稠至30%濃度，接著在高濃磨漿機(jī)中用堿性過氧化物通過APMP型堿性制漿過程磨漿和預(yù)漂白，以得到含有第二良漿成分和第二篩渣成分的第二量的漿。將第二良漿成分用0.008〃縫篩與第二篩渣成分和漿塊分離，然后用0.006〃縫篩與通過0.008〃篩的更小纖維束分離。將所得第二良漿成分加回第一良漿成分流內(nèi)。將含有70%重量第一良漿成分和30%重量第二良漿成分的所得纖維共混物漂白至約87GE亮度，然后進(jìn)行Prolab磨漿，以兩種不同的能量水平進(jìn)行1.5hpd/噸和3.0hpd/噸。用TAPPI標(biāo)準(zhǔn)程序T-227測量所得精磨纖維的游離度(CSF)。還測試所得精磨纖維的輕質(zhì)細(xì)小纖維量(基于長度加權(quán)的％LW細(xì)小纖維)、長度、寬度、纖維粗度，和纖維變形特性如巻曲、扭結(jié)和扭結(jié)(kirk)角度。用FiberQualityAnalyzer(FQA)儀器完成這些測量。另外，用Bauer-McNettClassifier測定所得纖維共混物的纖維長度分布，與常規(guī)牛皮紙纖維相比。Bauer-McNettClassifier將已知重量的漿纖維通過逐漸增高篩號的一組篩分級。篩號越高，篩目的尺寸越小。大于篩目尺寸的纖維保留在篩上，同時讓小于篩目尺寸的纖維通過篩。測量保留在不同篩目尺寸的篩上的纖維重量百分?jǐn)?shù)。(表4，圖5)表4<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>公開的纖維共混物顯示含有至少2重量％長纖維和至少15重量％短纖維的纖維長度分布，由Bauer-McNett篩分器的14目篩和200目篩確定。相反，傳統(tǒng)牛皮紙纖維漿包含小于0.5重量％長纖維(即保留在14目篩上的纖維)和小于8重量％短纖維(即通過200目篩的纖維)。公開的纖維共混物的纖維長度分布比傳統(tǒng)牛皮紙纖維寬得多。本公開的纖維共混物具有比常規(guī)牛皮紙纖維漿更高水平的長纖維，如通過保留在14目篩上纖維的重量％增加顯示。而且，本公開的纖維共混物具有比常規(guī)牛皮紙纖維漿明顯更高水平的短纖維，如通過穿過200目篩的纖維的重量％大幅度增加顯示。用篩渣比率相同、但不在Prolab磨漿機(jī)中磨漿的纖維共混物作為起點(diǎn)測定磨漿能對纖維物理特性發(fā)展的影響。另外，市場加工牛皮紙制漿過程中由洗漿線獲得的硬木漿使用1.5和3.Ohpd/t進(jìn)行Prolab磨漿過程，用作對照。與基線漿相比，本公開纖維共混物顯示更低游離度，更高水平公開的漿共混物具有更大程度的纖維變形，特別是在纖維扭結(jié)方面。(表5)表5<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>制備公開的纖維共混物組成的改性TAPPI紙板重量(board-weight)手抄紙(120g/m2基重)，用TAPPI標(biāo)準(zhǔn)程序T-494測試抗張能吸收(TEA)、應(yīng)變、彈性模量和最大負(fù)荷值。而且，對手抄紙用ScottBond試驗(yàn)測試內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度(如TAPPI標(biāo)準(zhǔn)程序T-569說明)和用TAPPI標(biāo)準(zhǔn)程序T-541測試Z-向抗張(ZDT)強(qiáng)度。在指定水平的應(yīng)用磨漿能下，用公開的纖維共混物制備的手抄紙具有比用對照漿制備的手抄紙更高的抗張能吸收(TEA)、應(yīng)變、最大負(fù)荷值和彈性模量。而且，強(qiáng)度特性隨著對Prolab磨漿機(jī)中漿施加能量的增加而提高。還根據(jù)ScottBond值和Z_向強(qiáng)度測試手抄紙的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度。公開的漿共混物的手抄紙顯示比用對照漿制備的手抄紙更高的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度。當(dāng)在相等游離度或松厚度水平相比時，公開的共混漿的強(qiáng)度特性類似于對照漿。(表6)表6<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>另外，測試手抄紙的物理特性，如用TAPPI標(biāo)準(zhǔn)程序Lorentzen&WettreT-556測試L和W挺度，用描述于TAPPI標(biāo)準(zhǔn)程序T-538的"Sheffield光滑度"測試光滑度，用描述于TAPPI標(biāo)準(zhǔn)程序T-511的"MIT耐折度"測試耐折度。在相同水平的磨漿能下，用公開的纖維制備的手抄紙具有比用對照漿制備的手抄紙更低的紙厚，因此具有更低的松厚度。但是，即使在那些更低的松厚度水平下，公開的漿共混物的手抄紙仍顯示與對照漿制備的手抄紙大致相同水平的L&W彎曲挺度(直接測定，以及相對基重差異測定)。因此，在相同松厚度下相比，公開纖維的手抄紙具有比對照漿制備的手抄紙明顯改良的彎曲挺度。當(dāng)在松厚度水平不變的情況下比較時，光滑度和耐折度數(shù)值對于對照和共混漿而言基本相同。(表7)表7<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>公開的纖維賦予改良的彎曲挺度；因此，獲得指定挺度需要的纖維配比的量較低，從而使獲得指定挺度需要的成品紙/紙板基重減少。纖維配比是造紙過程中的最高成本原料。在本公開中減少配比的纖維量的能力提供比常規(guī)制漿過程明顯經(jīng)濟(jì)和性能上的競爭優(yōu)勢。實(shí)施例2將硬木片在蒸煮器中牛皮紙制漿至卡伯值為70，以得到含有第一良漿成分和第一篩渣成分的第一量的漿。先后用0.110〃孔篩和0.008〃縫篩將第一良漿成分與第一篩渣成分分離。然后將第一篩渣成分增稠至30%濃度，接著在高濃磨漿機(jī)中用苛性或堿性過氧化物通過APMP型堿性制漿過程磨漿，得到含有第二良漿成分和第二篩渣成分的第二量的漿。將第二良漿成分用0.008〃縫篩與第二篩渣成分和漿塊分離，然后用0.006〃縫篩與通過0.008〃篩的更小的纖維束分離。保留一批第一良漿作為獨(dú)立纖維。其余的第一良漿纖維用于制備纖維共混物。保留一批第二良漿纖維作為獨(dú)立纖維源，同時將其余的第二良漿成分加回第一良漿成分流中。將含有70%重量第一良漿成分和30%重量第二良漿成分的所得纖維共混物作為第三獨(dú)立纖維源。這三種獨(dú)立的纖維源用于制備各種實(shí)驗(yàn)室規(guī)模產(chǎn)品用于測試。第一良漿和共混纖維源都用于制備飽和牛皮紙手抄紙。共混纖維源也用于制備模擬的多層箱紙板和模擬的未漂白纖維板。第二良漿獨(dú)立纖維源用于制備模擬的多層箱紙板。應(yīng)理解以上描述只涉及例示性和說明性實(shí)施方案，不限制本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚可進(jìn)行的任何改變和修飾。此類變更將視為在權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種木質(zhì)制漿方法，包括以下步驟(a)將木片化學(xué)制漿以得到包含第一良漿成分和第一篩渣成分的第一量的漿；(b)將第一良漿成分與第一篩渣成分分離；(c)對第一篩渣成分實(shí)施高濃度、充分機(jī)械制漿以得到含有第二良漿成分和第二篩渣成分的第二量的漿；和(d)將第二良漿成分與第二篩渣成分分離。2.權(quán)利要求l的方法，其中步驟(a)的化學(xué)制漿包括將木片化學(xué)制漿達(dá)到至少30的卡伯值的步驟。3.權(quán)利要求2的方法，其中木片包括軟木。4.權(quán)利要求l的方法，其中步驟(a)的化學(xué)制漿包括將木片化學(xué)制漿達(dá)到至少20的卡伯值的步驟。5.權(quán)利要求4的方法，其中木片選自硬木、桉木及其組合。6.權(quán)利要求l的方法，其中步驟(a)的化學(xué)制漿包括選自牛皮紙制漿、蘇打制漿和亞硫酸鹽制漿的化學(xué)制漿過程。7.權(quán)利要求1的方法，其中第一量的漿包含其伴隨的第一重量，其中第一篩渣成分包含其伴隨的第一重量，其中第一篩渣成分的第一重量與第一量的漿的第一重量的比率為約6%-約50%。8.權(quán)利要求l的方法，其中第一量的漿包含其伴隨的第一重量，其中第一篩渣成分包含其伴隨的第一重量，其中第一篩渣成分的第一重量與第一量的漿的第一重量的比率為約30%-約35%。9.權(quán)利要求l的方法，其中步驟(b)的分離步驟包括使第一量的漿通過篩以分離第一良漿成分與第一篩渣成分的步驟。10.權(quán)利要求l的方法，其中高濃度、充分機(jī)械制漿包括選自機(jī)械制漿、堿性過氧化物機(jī)械制漿、堿性熱機(jī)械制漿、熱機(jī)械制漿和化學(xué)_熱機(jī)械制漿的制漿過程。11.權(quán)利要求1的方法，其中高濃度、充分機(jī)械制漿包括以下步驟(11.1)將第一篩渣成分磨漿；禾口(11.2)將第一篩渣成分預(yù)漂白。12.權(quán)利要求1的方法，其中高濃度、充分機(jī)械制漿包括以下步驟(12.1)將第一篩渣成分磨漿；(12.2)將第一篩渣成分預(yù)漂白；禾口(12.3)將步驟(12.1)和(12.2)處理的第一篩渣成分保留預(yù)定時間。13.權(quán)利要求l的方法，其中步驟(d)的分離步驟包括使第二量的漿通過篩以分離第二良漿成分與第二篩渣成分的步驟。14.權(quán)利要求l的方法，還包括加工第一良漿成分制備飽和牛皮紙的步驟。15.權(quán)利要求l的方法，還包括加工第二良漿成分制備多層箱紙板的步驟。16.權(quán)利要求1的方法，還包括用第二良漿成分作為第二纖維源制備多層箱紙板的步驟。17.權(quán)利要求1的方法，還包括加工第二良漿成分制備紙板的步驟。18.權(quán)利要求1的方法，還包括在進(jìn)一步加工之前將第二篩渣成分與第一篩渣成分合并的步驟。19.權(quán)利要求l的方法，還包括將第二良漿成分與第一良漿成分合并以制備纖維共混物的步驟。20.權(quán)利要求19的方法，其中纖維共混物包含其伴隨的第一重量，其中第一良漿成分包含其伴隨的第一重量，其中第一良漿成分的第一重量與纖維共混物的第一重量的比率為約50%-約90%。21.權(quán)利要求19的方法，其中纖維共混物包含其伴隨的第一重量，其中第一良漿成分包含其伴隨的第一重量，其中第一良漿成分的第一重量與纖維共混物的第一重量的比率為約65%-約75%。22.權(quán)利要求19的方法，其中木片具有其伴隨的重量，其中合并的纖維共混物具有其伴隨的重量，其中合并的纖維共混物重量占木片重量至少45%。23.權(quán)利要求19的方法，還包括漂白纖維共混物的步驟。24.權(quán)利要求19的方法，還包括加工纖維共混物制備紙基產(chǎn)品的步驟。25.通過權(quán)利要求19的方法制備的纖維共混物。26.—種飽和牛皮紙，含有通過權(quán)利要求l的方法制備的第一良漿成分。27.—種多層箱紙板，含有通過權(quán)利要求l的方法制備的第二良漿成分。28.—種多層箱紙板，其中箱紙板中的一層包含通過權(quán)利要求l的方法制備的第二良漿成分。29.—種紙板，含有通過權(quán)利要求l的方法制備的第二良漿成分。30.—種紙基產(chǎn)品，含有通過權(quán)利要求19的方法制備的纖維共混物。31.—種包裝材料，包含權(quán)利要求30的紙基產(chǎn)品。32.—種木質(zhì)制漿方法，包括以下步驟(a)將木片化學(xué)加工至預(yù)定卡伯值以制備含有第一良漿成分和第一篩渣成分的第一量的漿，其中第一篩渣成分包含大于30%的第一量的漿；(b)將第一良漿成分與第一篩渣成分分離；(c)對第一篩渣成分實(shí)施高濃度、充分機(jī)械制漿以得到含有第二良漿成分和第二篩渣成分的第二量的漿；禾口(d)將第二良漿成分與第二篩渣成分分離。33.權(quán)利要求32的方法，其中步驟(a)中化學(xué)制漿的預(yù)定卡伯值為至少約30。34.權(quán)利要求33的方法，其中木片包括軟木。35.權(quán)利要求32的方法，其中步驟(a)中化學(xué)制漿的預(yù)定卡伯值為至少約20。36.權(quán)利要求35的方法，其中木片選自硬木、桉木及其組合。37.權(quán)利要求32的方法，其中步驟(a)的化學(xué)制漿包括選自牛皮紙制漿、蘇打制漿和亞硫酸鹽制漿的化學(xué)制漿過程。38.權(quán)利要求32的方法，其中步驟(b)的分離步驟包括使第一量的漿通過篩以分離第一良漿成分與第一篩渣成分的步驟。39.權(quán)利要求32的方法，其中高濃度、充分機(jī)械制漿包括選自機(jī)械制漿、堿性過氧化物機(jī)械制漿、堿性熱機(jī)械制漿、熱機(jī)械制漿和化學(xué)_熱機(jī)械制漿的制漿過程。40.權(quán)利要求32的方法，其中高濃度、充分機(jī)械制漿包括以下步驟(40.1)將第一篩渣成分磨漿；禾口(40.2)將第一篩渣成分預(yù)漂白。41.權(quán)利要求32的方法，其中高濃度、充分機(jī)械制漿包括以下步驟(41.1)將第一篩渣成分磨漿；(41.2)將第一篩渣成分預(yù)漂白；禾口(41.3)將步驟(41.1)和(42.2)處理的第一篩渣成分保留預(yù)定時間。42.權(quán)利要求32的方法，其中步驟(d)的分離步驟包括使第二量的漿通過篩以分離第二良漿成分與第二篩渣成分的步驟。43權(quán)利要求32的方法，還包括加工第一良漿成分制備飽和牛皮紙的步驟。44權(quán)利要求32的方法，還包括加工第二良漿成分制備多層箱紙板的步驟。45權(quán)利要求32的方法，還包括用第二良漿成分作為第二纖維源制備多層箱紙板的步46權(quán)利要求32的方法，還包括加工第二良漿成分制備紙板的步驟。47權(quán)利要求32的方法，還包括在進(jìn)一步加工之前合并第二篩渣成分與第一篩渣成分48權(quán)利要求32的方法，還包括合并第二良漿成分與第一良漿成分以得到纖維共混物49權(quán)利要求48的方法，其中纖維共混物包含其伴隨的第一重量，其中第一良漿成分包含其伴隨的第一重量，其中第一良漿成分的第一重量與纖維共混物的第一重量的比率為約50%-約90%。50.權(quán)利要求48的方法，其中纖維共混物包含其伴隨的第一重量，其中第一良漿成分包含其伴隨的第一重量，其中第一良漿成分的第一重量與纖維共混物的第一重量的比率為約65%-約75%。51.權(quán)利要求48的方法，其中木片具有其伴隨的重量，其中合并的纖維共混物具有其伴隨的重量，其中合并纖維共混物的重量占木片重量至少45%。52.權(quán)利要求48的方法，還包括漂白纖維共混物的步驟。53.權(quán)利要求48的方法，還包括加工纖維共混物制備紙基產(chǎn)品的步驟。54.通過權(quán)利要求48的方法制備的纖維共混物。55.—種飽和牛皮紙，含有通過權(quán)利要求32的方法制備的第一良漿成分。56.—種多層箱紙板，含有通過權(quán)利要求32的方法制備的第二良漿成分。57.—種多層箱紙板，其中箱紙板中的一層包含通過權(quán)利要求32的方法制備的第二良漿成分。58.—種紙板，含有通過權(quán)利要求32的方法制備的第二良漿成分。59.—種紙基產(chǎn)品，含有通過權(quán)利要求48的方法制備的纖維共混物。60.—種包裝材料，包含權(quán)利要求59的紙基產(chǎn)品。61.—種木質(zhì)制漿方法，包括以下步驟(a)將木片化學(xué)制漿以制備含有第一良漿成分和第一篩渣成分的第一量的漿；(b)將第一良漿成分與第一篩渣成分分離；(c)對第一篩渣成分實(shí)施高濃制漿以得到含有第二良漿成分和第二篩渣成分的第二量的漿；和(d)將第二良漿成分與第二篩渣成分分離；特征在于漿得率比使用相同木片的化學(xué)制漿的漿得率高至少8%。62.權(quán)利要求61的方法，其中步驟(a)的化學(xué)制漿包括將木片化學(xué)制漿達(dá)到至少30的卡伯值的步驟。63.權(quán)利要求62的方法，其中木片包括軟木。64.權(quán)利要求61的方法，其中步驟(a)的化學(xué)制漿包括將木片化學(xué)制漿達(dá)到至少20的卡伯值的步驟。65.權(quán)利要求64的方法，其中木片選自硬木、桉木及其組合。66.權(quán)利要求61的方法，其中步驟(a)的化學(xué)制漿包括選自牛皮紙制漿、蘇打制漿和亞硫酸鹽制漿的化學(xué)制漿過程。67.權(quán)利要求61的方法，其中第一量的漿包含其伴隨的第一重量，其中第一篩渣成分包含其伴隨的第一重量，其中第一篩渣成分的第一重量與第一量的漿的第一重量的比率為約6%-約50%。68.權(quán)利要求61的方法，其中第一量的漿包含其伴隨的第一重量，其中第一篩渣成分包含其伴隨的第一重量，其中第一篩渣成分的第一重量與第一量的漿的第一重量的比率為約30%-約35%。69.權(quán)利要求61的方法，其中步驟(b)的分離步驟包括使第一量的漿通過篩以分離第一良漿成分與第一篩渣成分的步驟。70.權(quán)利要求61的方法，其中步驟(c)的高濃制漿包括選自機(jī)械制漿、堿性過氧化物機(jī)械制漿、堿性熱機(jī)械制漿、熱機(jī)械制漿和化學(xué)_熱機(jī)械制漿的制漿過程。71.權(quán)利要求61的方法，其中步驟(c)的高濃制漿包括以下步驟(71.1)將第一篩渣成分磨漿；禾口(71.2)將第一篩渣成分預(yù)漂白。72.權(quán)利要求61的方法，其中步驟(c)的高濃制漿包括以下步驟(72.1)將第一篩渣成分磨漿；(72.2)將第一篩渣成分預(yù)漂白；禾口(72.3)將步驟(72.1)和(72.2)處理的第一篩渣成分保留預(yù)定時間。73.權(quán)利要求61的方法，其中步驟(d)的分離步驟包括使第二量的漿通過篩以分離第二良漿成分與第二篩渣成分的步驟。74.權(quán)利要求61的方法，還包括加工第一良漿成分制備飽和牛皮紙的步驟。75.權(quán)利要求61的方法，還包括加工第二良漿成分制備多層箱紙板的步驟。76.權(quán)利要求61的方法，還包括用第二良漿成分作為第二纖維源制備多層箱紙板的步驟。77.權(quán)利要求61的方法，還包括加工第二良漿成分制備紙板的步驟。78.權(quán)利要求61的方法，還包括在進(jìn)一步加工之前合并第二篩渣成分與第一篩渣成分的步驟。79.權(quán)利要求61的方法，還包括合并第二良漿成分與第一良漿成分以得到纖維共混物的步驟。80.權(quán)利要求79的方法，其中纖維共混物包含其伴隨的第一重量，其中第一良漿成分包含其伴隨的第一重量，其中第一良漿成分的第一重量與纖維共混物第一重量的比率為約50%-約90%。81.權(quán)利要求79的方法，其中纖維共混物包含其伴隨的第一重量，其中第一良漿成分包含其伴隨的第一重量，其中第一良漿成分的第一重量與纖維共混物第一重量的比率為約65%-約75%。82.權(quán)利要求79的方法，其中木片具有其伴隨的重量，其中合并纖維共混物具有其伴隨的重量，其中合并纖維共混物的重量占木片重量至少45%。83.權(quán)利要求79的方法，還包括漂白纖維共混物的步驟。84.權(quán)利要求79的方法，還包括加工纖維共混物制備紙基產(chǎn)品的步驟。85.通過權(quán)利要求79的方法制備的纖維共混物。86.—種飽和牛皮紙，包含通過權(quán)利要求61的方法制備的第一良漿成分。87.—種多層箱紙板，包含通過權(quán)利要求61的方法制備的第二良漿成分。88.—種多層箱紙板，其中箱紙板的一層包含通過權(quán)利要求61的方法制備的第二良漿成分。89.—種紙板，包含通過權(quán)利要求61的方法制備的第二良漿成分。90.—種紙基產(chǎn)品，包含通過權(quán)利要求79的方法制備的纖維共混物。91.一種包裝材料，包含權(quán)利要求90的紙基產(chǎn)品。92.—種纖維共混物，其特征在于含有用Bauer-McNett篩分器的14目篩確定的至少2重量％長纖維和用Bauer-McNett篩分器的200目篩確定的至少15重量％短纖維的纖維長度分布。93.—種含有纖維共混物的紙基產(chǎn)品，其中纖維共混物的纖維長度分布包括用Bauer-McNett篩分器的14目篩確定的至少2重量％長纖維和用Bauer-McNett篩分器的200目篩確定的至少15重量％短纖維。94.一種紙基產(chǎn)品，其特征在于比相同基重牛皮漿制備的單層紙基產(chǎn)品的挺度高至少8%的挺度，其中根據(jù)TAPPI標(biāo)準(zhǔn)程序Lorentzen&WettreNo.T-556測定挺度。全文摘要本發(fā)明公開具有明顯增加得率的木質(zhì)制漿方法。將木片化學(xué)制漿至高卡伯值，得到第一良漿成分和第一篩渣成分。對第一篩渣成分進(jìn)行高濃制漿過程如充分機(jī)械制漿過程以得到第二良漿成分和第二篩渣成分。第一良漿成分可用于制備具有優(yōu)良飽和度和樹脂吸收量的飽和牛皮紙。第二良漿品可作為第二纖維源用于制備具有提高挺度、強(qiáng)度和光滑度的多層箱紙板和未漂白紙板?；蛘?，可將第一良漿成分與第二良漿成分共混以制備纖維共混物，可用于制備具有提高強(qiáng)度和挺度的低基重紙基產(chǎn)品。文檔編號D21D5/02GK101772602SQ200880102124公開日2010年7月7日申請日期2008年4月21日優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日發(fā)明者D·E·小努特,D·M·維特,P·W·哈特申請人:米德韋斯瓦科公司