CN101563504A - 生产纸制品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产包含至少两层的层压纸制品的方法，所述方法包括：(i)提供含纤维素纤维的含水悬浮液，(ii)在所述悬浮液中以基于纤维素纤维的重量为约0.05－约50重量％的量加入微纤丝多糖，(iii)将所得悬浮液脱水并形成密度为约150－约500kg/m3的所述层压纸制品的第一层。本发明还涉及一种方法，所述方法包括：(i)提供含纤维素纤维的含水悬浮液，(ii)在所述悬浮液中以基于纤维素纤维的重量为约0.05－约50重量％的量加入微纤丝多糖，(iii)将所得悬浮液脱水并形成所述层压材料的至少第一层和第二层，从而所述至少第一层和第二层中的至少一层由步骤(ii)中获得的含微纤丝多糖的含水悬浮液形成；并且粘合所述层使得层压制品具有约150－约800kg/m3的密度。本发明还涉及一种可通过所述方法获得的层压纸制品及其用途。

Description

生产纸制品的方法
本发明涉及一种生产层压纸制品，尤其是层压纸板的方法。本发明还涉及一种可通过所述方法获得的层压纸制品及其用途。
背景技术
当前造纸业的开发集中在降低纸或纸板制品的克重的同时保持其强度特性。这种趋势因经济和环境原因而至关重要。为了生产具有较低克重的纸或纸板制品，有利地使用低密度纤维。然而，那些纸浆纤维的一个缺点为其形成纤维间强键合的能力差，这又导致强度特性不够。
WO 00/14333涉及一种其中将胶乳作为粘合剂用于疏松层中而改进强度特性的方法。然而，WO 00/14333的缺点为需要大量化学品以及关于胶乳粘合剂应用的问题。例如，如果将胶乳加入湿部中，则胶乳在纤维上的保留问题可导致沉积问题以及湿部化学平衡的破坏。如果使用现有设备将胶乳加入已形成的纸或纸板层中，则也可出现应用问题。胶乳也可导致再制浆性问题。本发明一个目的为提供一种提供低密度纸或纸板层压制品的同时基本上保持强度和/或挺度特性的方法。本发明另一目的为提供可在常规碎浆机中无问题地再制浆的纸或纸板层压制品。又一目的为提供一种在至少一个内层中纤维粘合能力改进的纸或纸板层压材料的生产方法。本发明再一目的为提供一种具有改进抗皱性能的纸或纸板层压材料。本发明还一目的为提供一种其中至少一种纸张特性包括压缩强度、耐过氧化氢的边缘芯吸性能、弯曲挺度指数、Z强度和抗张挺度指数改进的纸或纸板层压材料。本发明目的特别为提供一种层压纸或纸板，尤其是低密度层压材料或包含至少一个低密度纸板层的层压材料，其具有改进的压缩强度以及弯曲挺度指数和/或耐边缘芯吸性能。
发明内容
本发明涉及一种生产包含至少两层的层压纸制品的方法，所述方法包括：
i)提供含纤维素纤维的含水悬浮液，
ii)在所述悬浮液中以基于纤维素纤维的重量为约0.05-约50重量％的量加入微纤丝多糖，
iii)将所得悬浮液脱水并形成密度为约150-约500kg/m3的所述层压纸制品的第一层。
本发明还涉及一种生产包含至少两层的层压纸制品的方法，所述方法包括：
i)提供含纤维素纤维的含水悬浮液，
ii)在所述悬浮液中以基于纤维素纤维的重量为约0.05-约50重量％的量加入微纤丝多糖，
iii)将所得悬浮液脱水并形成所述层压材料的至少第一层和第二层，从而所述至少第一层和第二层中的至少一层由步骤(ii)中获得的含微纤丝多糖的含水悬浮液形成；并且粘合所述层使得层压制品具有约150-约800kg/m3的密度。
可通过任何常规方法包括WO 00/14333中公开的那些粘合所形成的纸或纸板层。
层(例如所述第一层)的形成包括例如借助可增加层密度的压榨压区来压榨所形成的层。因此，压榨可用来控制所产生层的密度。适当纸浆的选择对提供所形成层的所需密度也至关重要。根据一个实施方案，至少一层可在将其层压到另一层上之前在独立段中形成和压榨。压榨段之后，可将层压材料在常规干燥设备如带有或不带干燥丝/毯的筒式干燥器、空气干燥器、金属带等中干燥。在干燥之后或在干燥工艺过程中，所述层压材料可再涂有一层。
术语“层压纸制品”指的是至少两层的纸和/或纸板。然而，层压纸制品也可在一层或多层和/或金属层如铝膜、SiOx(其中0＜x＜＝2))沉积的聚合物膜、进一步公开于US2006/135676中的硅石共混的聚乙烯醇(PVOH)或可用作气体阻隔物并且对水、蒸汽、二氧化碳和氧气可具有低渗透性或没有渗透性的金属化聚合物膜中含有除纸和/或纸板外其他材料的其他层，其包括各种聚合物如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氯乙烯和/或聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇(PVOH)、聚乙烯-乙烯基醇共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和纤维素酯的膜。合适氧气阻隔物的实例包括乙烯-乙烯基醇共聚物(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、PAN(聚丙烯腈)、铝、金属化膜如聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯的膜、SiOx沉积膜(其中0＜x＜＝2)、无机片状矿物复合聚合物如粘土复合聚合物。
术语“多糖”包括但不限于纤维素、半纤维素、甲壳质、脱乙酰壳多糖、瓜尔胶、果胶、藻酸盐、琼脂、黄原胶、淀粉、直链淀粉、支链淀粉、莲子草(alternan)、结冷胶(gellan)、mutan、葡聚糖、普鲁兰多糖(pullulan)、果聚糖、刺槐豆胶、卡拉胶、糖原、葡糖胺基葡聚糖、胞壁质、细菌荚膜多糖及其衍生物。可直接使用多糖或可利用纺丝产生或改进纤维结构。
微纤丝纤维素为最常选用的微纤丝多糖并且因此在本文被更详细地描述。用于制备微纤丝纤维素的纤维素来源包括：(a)木材纤维，例如来自硬木和软木如化学浆、机械浆、热磨机械浆、化学热磨机械浆、回收纤维，(b)种子纤维，例如来自棉花；(c)种子壳纤维，例如来自大豆壳、豌豆壳、玉米壳；(d)韧皮纤维，例如来自亚麻、大麻、黄麻、苎麻、南非槿麻，(e)叶部纤维，例如来自蕉麻、剑麻；(f)秸杆或谷草纤维，例如来自蔗渣、玉米、小麦；(g)草类纤维，例如来自竹；(h)来自藻类的纤维素纤维，例如velonia；(i)细菌或霉菌；及(j)实质细胞，例如来自蔬菜和水果，尤其是甜菜，及柑桔类水果如柠檬、酸柠檬、橙、葡萄柚。可使用这些纤维素材料的微晶形式。纤维素来源包括(1)由亚硫酸盐法、硫酸盐法或预水解硫酸盐法制浆工艺产生的任选漂白的纯木浆及(2)纯棉绒。纤维素来源不受限制并可使用任何来源，包括合成纤维素或纤维素类似物。根据一个实施方案，微纤丝多糖如微纤丝纤维素来自硬木和/或软木。
对于本发明，多糖微纤丝指的是小直径的高长径比的次结构，其与自然界中存在的纤维素微纤丝的那些在尺寸上类似。同时本说明书涉及微纤丝和微纤化，这些术语在这里也指包括纳米尺寸的(纳米)原纤(纤维素或其他)。
根据一个实施方案，微纤丝多糖如微纤丝纤维素借助如下而改性：例如接枝、交联、化学氧化(例如用过氧化氢)、芬顿反应和/或Tempo；物理改性如吸附，例如化学吸附；及酶催改性。也可使用结合的技术改性微纤丝纤维素。
纤维素可在自然界的几种级别的组织和取向中找到。纤维素纤维包含其中排列有巨原纤的层状次级壁结构。巨原纤包含多股微纤丝，微纤丝进一步包含排列于结晶和无定形区域中的纤维素分子。对于不同种类的植物，纤维素微纤丝的直径为约5-约100纳米并且最常为约25-约35纳米。微纤丝以平行插入无定形半纤维素(尤其是木葡聚糖)、果胶多糖、木素和富含羟脯氨酸的糖蛋白(包括伸展蛋白)的基质中的束存在。微纤丝与上述基质化合物所占空间的间隔为约3-4nm。基质材料的特定排列和位置及它们与纤维素微纤丝如何相互作用还不是完全已知的。
根据一个实施方案，将多糖精磨并脱层，从而使得所形成微纤丝多糖的最终比表面积(使用Micromeritics ASAP 2010测试仪根据BET方法通过在177K下的N2吸附而测定)为约1-约100m2/g，例如约1.5-约15m2/g，或者约3-约10m2/g。所得微纤丝多糖的含水悬浮液的粘度可为约200-约4000mPas，或者约500-约3000mPas，或者约800-约2500mPas。稳定性(悬浮液沉降程度的度量)可为约60-100％，例如约80-约100％，其中100％表示在至少6个月内没有沉降。
根据一个实施方案，微纤丝多糖的算术纤维长度为约0.05-约0.5mm，例如约0.1-约0.4mm，或者约0.15-约0.3mm。根据一个实施方案，在纤维素悬浮液中以基于纤维素纤维的重量为约0.5-约30重量％，例如约1-约15重量％，例如约1-约10重量％，或者约2-10重量％的量加入微纤丝多糖。
非脱层木材纤维如纤维素纤维与微纤丝纤维不同，因为木材纤维的纤维长度通常为约0.7-约3mm。纤维素纤维的比表面积通常为约0.5-约1.5m2/g。脱层可在各种适合用于使多糖纤维脱层的装置中进行。加工纤维的前提是装置可以或可控地使纤维壁释放出原纤。这可通过使纤维相互或与其中进行脱层的装置壁或其他部件摩擦而进行。根据一个实施方案，脱层借助泵送、混合、加热、蒸爆、加压-卸压循环、冲击破碎、超声、微波爆破、磨碎及其组合而进行。在本文公开的任何机械操作中，重要的是施加足以提供本文所定义微纤丝多糖的能量。
根据一个实施方案，添加了微纤丝多糖的含水悬浮液含有来自下列纸浆的纤维素纤维：化学浆如硫酸盐浆和亚硫酸盐浆，有机溶剂浆的纤维素；回收纤维；和/或机械浆包括如盘磨机械浆(RMP)、压力盘磨机械浆(PRMP)、预处理精磨化学碱性过氧化物机械浆(P-RC APMP)、热法机械浆(TMP)、热法机械化学浆(TMCP)、高温TMP(HT-TMP)RTS-TMP、碱性过氧化物浆(APP)、碱性过氧化物机械浆(APMP)、碱性过氧化物热机械浆(APTMP)、热法浆、磨木浆(GW)、磨石磨木浆(SGW)、压力磨木浆(PGW)、超压力磨木浆(PGW-S)、高温磨木浆(TGW)、加热磨石磨木浆(TSGW)、化学机械浆(CMP)、化学盘磨机械浆(CRMP)、化学热磨机械浆(CTMP)、高温CTMP(HT-CTMP)、亚硫酸盐改性热机械浆(SMTMP)、筛渣CTMP(CTMPR)、磨木CTMP(G-CTMP)、半化学浆(SC)、中性亚硫酸盐半化学浆(NSSC)、高得率亚硫酸盐浆(HYS)、生物机械浆(BRMP)、根据OPCO工艺、爆炸法制浆、Bi-Vis工艺、稀释水磺化工艺(DWS)、磺化长纤维工艺(SLF)、化学处理长纤维工艺(CSLF)、长纤维CMP工艺(LFCMP)及其变型和组合而生产的纸浆。所述纸浆可为漂白或未漂白纸浆。
纤维素纤维可来自硬木、软木树种和/或非木材。硬木和软木的实例包括桦木、山毛榉、杨木如欧洲杨木、赤杨木、桉木、枫木、相思木、混合热带硬木、松木如火炬松、冷杉木、铁杉木、落叶松、云杉如黑云杉或挪威云杉及其混合物。非木植物原料例如可由谷类作物草秆、麦草、草芦、芦苇、亚麻、大麻、南非槿麻、黄麻、苎麻、种子、剑麻、蕉麻、椰纤维、竹、蔗渣或其组合提供。
根据一个实施方案，含水悬浮液的纤维素纤维来自硬木和/或软木树种。
根据一个实施方案，添加了微纤丝多糖的含水悬浮液含有约0.01-约50重量％，例如约0.1-约25重量％，或者约0.1-约10重量％，或者约1-约10重量％的纤维素纤维。
根据一个实施方案，所产生的层压纸制品为纸板、纸或纸板层与纸层的组合。
根据一个实施方案，将至少一个第二层例如以整个表面基本上彼此相对地直接或间接排列或粘合于所述第一层上。根据一个实施方案，层压材料例如可包含至少三层或四层。层的形成可通过任何常规技术来进行。
根据一个实施方案，将密度为约400-约1000kg/m3，例如约510-约770kg/m3的两层中的每一层都粘合到所述第一层的每一面上而形成所述层压纸制品的外层。
根据一个实施方案，第一层由机械浆生产，而外层由化学浆生产。
根据一个实施方案，通常由层压材料内层组成的第一层的密度为约150-约500kg/m3，例如约200-约450kg/m3，例如约220-约450kg/m3，例如约250-约400kg/m3。
根据一个实施方案，至少一个外层由根据本文公开的任何方法或其他获得化学浆的常规方法获得的化学浆生产。所述纸浆可为漂白或未漂白的。
根据一个实施方案，层压纸制品，例如纸板如液体包装纸板可包含至少三层，通过将由包含微纤丝多糖的含水悬浮液形成的内层与粘合到所述内层各面上的其他层直接或间接粘合而获得产品，从而形成所述层压纸制品，其中所述其他层由含有或不含微纤丝多糖的含水悬浮液形产生。
其他层如阻隔层可在所述外层上形成且粘合。也可涂布任何所述层以改进例如层压材料的耐边缘芯吸性能及适印性。根据一个实施方案，任何涂布或非涂布层又可用塑料或聚合物层涂布。该涂层可进一步减少液体渗透并改进产品热封性能。
根据一个实施方案，至少一层具有的密度为约400-约1000kg/m3，例如约500-约1000kg/m3，例如约510-约1000kg/m3，例如约510-约770kg/m3，或者约530-约700kg/m3，例如约590-约670kg/m3。
根据一个实施方案，第一层由根据本文公开的方法或其他获得纸浆的常规方法由木浆或非木浆获得的机械和/或化学浆生产。根据一个实施方案，第一层由基于纸浆总重量为至少约40重量％，例如至少约50重量％，例如至少约60重量％，或者至少约75重量％的机械浆生产。所述纸浆可为漂白或未漂白的。
根据一个实施方案，所述层压材料的密度为约150-约800kg/m3，例如约150-约700kg/m3，或者约200-约640kg/m3，或者约250-约600kg/m3，例如约300-约580kg/m3，或者约400-约500kg/m3。
根据一个实施方案，所述层压材料以获得约80-约1500g/m2，例如约150-约1000g/m2，或者约200-约700g/m2的层压材料克重的方式生产。
根据一个实施方案，所述含水悬浮液还可含有常规类型的矿物填料，例如高岭土，粘土，二氧化钛，石膏，滑石和天然及合成碳酸钙如白垩、重质大理石、重质碳酸钙和沉淀碳酸钙。所述含水悬浮液也可含有常规类型的造纸添加剂，例如助滤和助留化学品，湿和干强度剂，施胶剂如基于松香、烯酮二聚体、烯酮多聚体、链烯基琥珀酸酐等的那些。
根据一个实施方案，可以约0.5-约30kg/t纸浆的量加入湿和干强度剂。根据一个实施方案，可以约0.5-约10，例如约0.5-约4kg/t纸浆的量加入施胶剂。在含水悬浮液中可以常规方式和量加入其他造纸化学品。
根据一个实施方案，在生产含木材的纸或纸板和/或基于回收纤维的纸或纸板、不同类型的书本纸和新闻纸的造纸机上，和/或生产不含木材的印刷纸和书写纸的机器上实施本发明。
本发明还涉及一种可通过本文公开的方法获得的层压纸制品。本发明还涉及一种与至少一种下列参数有关的性能得到改进的层压纸制品：耐过氧化氢的边缘芯吸性能、根据短时压缩测试(SCT)测量的压缩强度、弯曲挺度指数、抗张挺度指数和Z强度。所述层压纸制品可包含许多如方法部分实施方案中公开的层并可具有包括在本文上述方法部分中获得的密度、克重等的任何特性。
本发明特别涉及一种包含至少两层的层压纸制品，所述层压纸制品具有：
a)约150-约800kg/m3的层压材料密度，
b)小于6kg/m2的过氧化氢边缘芯吸测试(EWT)值，
c)20-约50Nm/g的短时压缩测试(SCT)指数。
本发明还涉及一种包含至少两层的层压纸制品，所述层压纸制品具有：
a)约150-约800kg/m3的层压材料密度，
b)20-约120Nm6/kg3的弯曲挺度指数，
c)20-约50Nm/g的短时压缩测试(SCT)指数。
根据一个实施方案，所述层压材料的至少一层基于纤维素纤维的重量包含约0.05-约50重量％，例如约0.5-约30重量％，或者约1-约15重量％，例如约1-约10重量％，或者约2-约10重量％的微纤丝多糖。
然而，所述层压材料的几个层也可含有规定的量，条件是所述层压制品中微纤丝多糖的总量基于所述层压制品中纤维素纤维的重量不超过50重量％。
根据一个实施方案，所述层压材料的过氧化氢边缘芯吸测试(EWT)值为小于6kg/m2，例如小于5kg/m2，或者小于4.5kg/m2，或者小于4kg/m2。根据一个实施方案，EWT值(过氧化氢)为小于2.5kg/m2，或者小于2.2kg/m2，例如小于2kg/m2，例如小于1.5kg/m2，或者小于1kg/m2。根据一个实施方案，EWT值(过氧化氢)为至少0.1kg/m2，例如至少0.2kg/m2。
根据一个实施方案，所述层压纸制品的弯曲挺度指数为约10-约120Nm6/kg3，例如约14-约40Nm6/kg3，例如约17-约40Nm6/kg3，例如20-约40，或者20-约25Nm6/kg3，例如21-24Nm6/kg3。
根据一个实施方案，所述层压材料的Z强度为约150-约500kPa，例如约175-约450kPa，例如约185-约400kPa，或者约190-约350kPa，或者约200-约320kPa。
根据一个实施方案，所述层压材料的抗张挺度指数为约5-约20kNm/g，例如约5-约15kNm/g，或者约5-约10kNm/g.
根据一个实施方案，抗张指数为约20-约100Nm/g，例如约30-约70Nm/g，或者约40-约60Nm/g。
根据一个实施方案，所述层压材料根据短时压缩测试(SCT)指数的压缩强度为20-约50Nm/g，例如20-约40Nm/g，例如20-约30Nm/g，或者20.4-约25Nm/g。
根据一个实施方案，Scott结合强度为约50-约500J/m2，例如约100-约250J/m2，例如约130-约220J/m2。
所述层压纸制品可包含其他层，包括在纸层或纸板层和/或本文公开的阻隔层上涂布的塑料或聚合物层。
本发明特别涉及层压纸制品在用作包装纸板、尤其是用作水性、油性和/或干性食品(根据FDA 176.170和176.180中的定义)的贮存容器中的用途。这类食品可包括大米、谷物(干性食品)以及牛奶、果汁、热饮等(液体)。所述层压纸制品也可用于例如香烟包装、工具(备件)、药物、皂等。其他应用的实例包括生产纸制品，包括多层纸和/或纸板、用于货物如工业货物的包装材料或用作制造这类最终产品或其他层压纸制品的中间产品。包装应保护内容物不受周围环境的影响，包括在操作、运输和贮存过程中的冲击，不受堆积压力和极端温度和湿度的影响。
尽管如此描述了本发明，但其显然可以多种方式改变。下列实施例将进一步阐述本发明的进行方式而不限制其范围。
除非另有说明，份数和百分数均基于重量份数和重量百分数。以重量百分数表示的微纤丝多糖或微纤丝纤维素的量均基于纤维素纤维的重量。
将下列标准方法用于表征本文所述层压材料的性能，其包括下列实例：
  参数   标准方法   仪器
  克重   ISO 536：1995
  纸密度、厚度   ISO 534：1988
  抗张性能(抗张挺度、抗张强度)   ISO 1924-2   Alwetron TH1(L&W)
  Z强度   SCAN-P-80：98   L&W ZD抗张测试仪
  弯曲挺度指数15°   ISO 2493：1992   L&W
  几何弯曲挺度   ISO 2493：1992
  Scott结合强度   Tappi T 833pm-94   Scott内结合强度测试仪
  SCT(短时压缩测试)   ISO 9895：1989   L&W压缩强度测试仪STFI
相对抗皱强度通过将在皱折之前和之后根据ISO 2493：1992沿MD(纵向)和CD(横向)测量的弯曲挺度相比较而获得。
为了测量纸制品的耐边缘芯吸性能，根据下列程序应用和实施过氧化氢的边缘芯吸测试方法：
仪器
水浴、金属盒、栅板、3M透明胶带、胶带涂布器。
化学品
过氧化氢35％，贮存在最高+8℃下。
实验
1.在23℃和50％相对湿度下调整纸样品至少2小时。
2.根据ISO 534：1988测量样品厚度。
3.使用涂布器胶合样品并切割成连续的25×75mm的5个样品/点。
4.称量样品。
5.将5个样品放入含35％过氧化氢的金属盒中。
此前将金属盒放入温度为+70℃(±1.0℃)的水浴中。将特殊设计的栅板放入该盒中以使样品保持在该盒的底部。样品应在过氧化氢表面下方10cm。当将样品放入盒中时，盖上盖子并启动计时器。
6.在10分钟(±15秒)之后，从盒中取出样品并用吸墨纸吸干。
7.称量样品。
计算及记录
w1＝之前重量(mg)
w2＝之后重量(mg)
t＝厚度(μm)＝5次测量值的平均值
O＝周长＝0.2m
n＝样品数量＝5
Figure A20078004685700141
重复性
可由所述方法在特别高的疏水程度下获得精确的结果，包括小于2.0kg/m2的边缘芯吸测试值。低于该限制值，对于实验室制成的纸页而言两次的样品相差不应超过±10％，而对于机器制成的纸页而言相差不应超过±5％。
实施例1
A)由60％硬木(°SR 26)和40％软木硫酸盐法纸浆纤维(°SR 23)的混合物使用动态纸页成形器(Formette Dynamic，Fibertech AB，Sweden提供)生产纸制品，其中表层和背层的组成与克重为60g/m2的市购纸板相同。纸页在动态纸页成形器中通过纸浆(纸浆浓度：0.5％，传导率：1500μm/s，pH 7)由混合槽经由往复喷嘴进入转鼓中，泵送至造纸网顶部的水膜上，沥干纸浆而形成纸页，压榨并干燥所述纸页而形成。下列为在泵送及纸页形成之前在悬浮液中加入的化学品量(基于纸浆重量)及加入时间(秒)：
Figure A20078004685700151
沥干时间为75秒。将纸页在压光机中在3巴下压榨并且随后在平面干燥器中在105℃下受限干燥(dried restrained)8分钟。
B)根据A)制备克重分别为56g/m2和53g/m2的纸板表层和背层，但加入不同量的具有下列特性的微纤丝纤维素：算术纤维长度：0.25mm(KajaaniFS-100纤维尺寸分析仪)、比表面积5m2/g(BET方法，使用Micromeritics ASAP 2010仪器)；粘度：1098mpas(布氏粘度计，RV 3，12rpm)；稳定性：100％(0.5％纸浆悬浮液的沉降程度)；保水值(WRV)：5.39(g/g)(SCAN：-C 62：00)。
分析根据A)和B)制备的表层和背层的克重、抗张强度和抗张挺度。由表1可见，由添加了3-10％微纤丝纤维素的纸浆生产的纸板具有与由未添加微纤丝纤维素的纸浆生产的纸板的抗张强度大约相同或更高的抗张强度，但是克重为53g/m2和56g/m2，即低于参考(60g/m2)。对于抗张挺度可进行类似实验(见表1)。
表1
  克重(g/m2)60   MFC(％)0   抗张强度(kN/m)4.63   抗张挺度(kN/m)350
  56565656   03610   4.114.514.895.02   323338388426
  53535353   03610   3.914.334.564.79   298331354368
实施例2
A)由具有不同比例的CTMP纸浆(CSF 400)、浆化损纸和软木硫酸盐法纸浆(°SR 23)纤维的混合物(A1-A4，见表2)使用动态纸页成形器(FormetteDynamic，Fibertech AB，Sweden提供)生产纸制品，其中内层的组成与克重为130g/m2的市购纸板相同。纸页根据实施例1而形成。在泵送及纸页形成之前在悬浮液中加入的化学品量(基于包括浆化损纸的纸浆重量)及加入时间(秒)如实施例1，但具有0.35％的AKD。根据实施例1沥干纸页、压榨并干燥，但在平面干燥器中干燥11分钟。
表2
  样品   CTMP(％)   浆化损纸(％)   软木硫酸盐法纸浆(％)
  A1A2A3A4   60657075   20202020   2015105
B)根据A制备克重为130g/m2的纸板内层，但纸浆混合物由75％CTMP纸浆、20％浆化损纸和5％软木硫酸盐法纸浆组成并添加2-8％的微纤丝纤维素(B1-B4)。
C)根据A制备克重为130g/m2的纸板内层，但纸浆混合物由75％HT-CTMP纸浆(CSF 700)、20％浆化损纸和5％软木硫酸盐法纸浆组成并添加2-8％的微纤丝纤维素(C1-C4)。
分析根据A-C制备的纸板内层的抗张指数和Z强度特性。由表3可见，纸板内层密度可通过加入微纤丝纤维素以及增加量的CTMP，尤其是HT-CTMP以形成内层而降低，同时基本上保持参考A的抗张指数和Z强度。
表3
  样品  MFC(％)   密度(kg/m3)   抗张指数(Nm/g)   Z强度(kPa)
  A1A2A3A4   0000   339335318275   40.938.335.129.6   256248209144
  B1B2B3B4   2468   279287301337   31.832.937.744.2   188214254311
  C1C2C3C4   2468   268282291310   32.035.037.441.9   180222250282
实施例3
A)使用动态纸页成形器生产组成与总克重为250g/m2的市购纸板相同的纸制品。表层和背层(均为60g/m2)由60％硬木(°SR 26)和40％软木硫酸盐法纸浆纤维(°SR 23)的纸浆混合物制备。内层(130g/m2)由60％CTMP(CSF 400)、20％浆化损纸和20％软木硫酸盐法纸浆纤维制备。纸页根据实施例1在动态纸页成形器中形成，然而在不同层的形成之间不沥干纸浆。在泵送及纸页形成之前在悬浮液中加入的化学品量(基于纸浆重量)及加入时间(秒)如实施例1和2。三层纸板的沥干时间为90秒。将纸页在压光机中在3巴下压榨并且随后在平面干燥器中在105℃下受限干燥15分钟。
B)根据A制备总克重为215g/m2，表层和背层克重为53g/m2及内层克重为109g/m2的三层纸板，但添加微纤丝纤维素。微纤丝纤维素在表层和背层中的添加量为2％，而造纸化学品的添加如实施例1中A)。内层由包含75％HT-CTMP(CSF 700)、20％浆化损纸和5％软木硫酸盐法纸浆纤维且添加了3％微纤丝纤维素的纸浆生产。
C)根据B)制备总克重为215g/m2的三层纸板，但内层由80％HT-CTMP(CSF 700)、20％浆化损纸且添加了5％微纤丝纤维素的纤维混合物制备。
分析根据A-C生产的纸板的密度、抗张强度、Z强度和几何弯曲挺度(见表4)。
表4
样品 克重(g/m2) 密度(kg/m3) 抗张强度(kN/m) Z强度(kPa) 几何弯曲挺度(Nm)
 A  250  463  14.8  261  447
 B  215  421  13.9  206  433
 C  215  392  13.3  167  485
表4中所示结果显示出，与参考A相比，尽管样品B和C的克重和密度较低，但样品B和C的几何弯曲挺度基本上得以保持或改进，同时抗张强度基本上得以保持。
涂布根据A-C生产的纸板(层压)并分析其密度、弯曲挺度指数、边缘芯吸(过氧化氢)和沿纵向(MD)和横向(CD)的相对抗皱强度。通过对涂布和未涂布样品的比较(见表5)可看出含聚乙烯的纸板的层压增加了密度并由此降低了所有纸板的弯曲挺度指数。然而还可看出，与参考A相比，所产生纸板B和C的弯曲挺度指数可通过在纸浆中添加微纤丝纤维素而增加。此外，也可看出本发明层压纸板的相对抗皱强度和边缘芯吸性能(表5)有利地降低。与参考A相比，在边缘芯吸(B和C)降低时，边缘处液态阻力增强。
表5
Figure A20078004685700181
实施例4
A)使用动态纸页成形器(Formette Dynamic，Fibertech AB，瑞典提供)生产总克重分别为150g/m2、200g/m2、250g/m2和300g/m2的层压纸制品。表层和背层(均为55g/m2)由60％硬木(°SR 26)和40％软木(°SR 23)硫酸盐法纸浆纤维的纸浆混合物制备。内层(分别为40g/m2、90g/m2、140g/m2和190g/m2)由70％CTMP(CSF 400)和30％软木硫酸盐法纸浆纤维的纸浆混合物制备。纸页如实施例1和3在动态纸页成形器中形成，但在泵送及纸页形成之前在悬浮液中加入的化学品量(基于纸浆重量)及加入时间(秒)如下：
Figure A20078004685700191
为了达到约600kg/m3的密度值，按如下将产品在平压机中压榨；150g/m2层压材料在8.5巴下5分钟，200g/m2层压材料在10巴下5分钟，250g/m2层压材料在13巴下5分钟并且300g/m2层压材料在13巴下7分钟。
B)根据A)生产总克重分别为150g/m2、200g/m2、250g/m2和300g/m2的纸制品，其具有由78％HT-CTMP(CSF 740)和22％软木硫酸盐法纸浆纤维的混合物制备的内层(40g/m2、90g/m2、140g/m2和190g/m2)。在内层中添加的微纤丝纤维素量为5％，同时根据A)添加湿部化学品。根据A)压榨纸制品。
C)根据B)生产总克重分别为150g/m2、200g/m2、250g/m2和300g/m2的纸制品，但具有由83％HT-CTMP(CSF 740)和17％软木硫酸盐法纸浆纤维的纸浆混合物制备的内层(40g/m2、90g/m2、140g/m2和190g/m2)。在内层中添加的微纤丝纤维素量为5％，同时根据A)添加湿部化学品。根据A)压榨所述纸制品。
分析根据A-C生产的纸板的密度、抗张指数、Z强度和弯曲挺度指数(见表6)。
表6
Figure A20078004685700192
表6中所示结果显示出，与参考A相比，尽管样品B和C的克重和密度较低，但样品B和C的弯曲挺度指数得到实质改进，同时抗张强度基本上得以保持。
实施例5
A)在多层纸板实验机上生产纸制品。两外层在两个长网造纸机上生产并且内层使用复合型成形器前面的副流浆箱生产。实验过程中使用的三个流浆箱均为水力式流浆箱。压榨部平面布置为双毛毯压光机，后面是双毛毯靴型压机。在压榨部后面，将纸卷起，然后在脱机四缸干燥器上干燥3-4小时。
外层(均为55g/m2)由60％漂白软木(°SR 23)和40％漂白硬木(°SR 26)的纸浆混合物制备。在纸页形成之前，将下列化学品加入所述纸浆悬浮液中：0.2％Eka DR 28HF(AKD，烷基烯酮二聚体)、0.6％Perbond 970(阳离子马铃薯淀粉)、0.03％Eka NP 442(胶态硅溶胶)。
内层由70％CTMP(CSF 400)和30％软木组成。内层的克重为约100g/m2。在纸页形成之前，加入下列湿部化学品：0.5％Eka DR28HF(AKD，烷基烯酮二聚体)、1.0％Perbond 970(阳离子马铃薯淀粉)、0.03％Eka NP 442(胶态硅溶胶)。
B)根据A生产纸制品，但内层由70％HT-CTMP(CSF 740)和30％软木组成。
C)根据B生产纸制品，但根据A)开头所述在添加湿部化学品之前在内层中添加2％的微纤丝纤维素。
D)根据B生产纸制品，但根据A)开头所述在添加湿部化学品之前在内层中添加5％的微纤丝纤维素。
E)根据D生产纸制品。在添加湿部化学品之前在形成外层的含水悬浮液中添加2％的微纤丝纤维素。在外层中添加的湿部化学品量与A)中相同，但含有0.06％的Eka NP 442。
分析根据A-E生产的纸板的强度特性及使用过氧化氢的边缘芯吸(见表7)。
表7
  纸张性能   单位   A   B   C   D   E
  克重   g/m2   205   207   210   217   207
  密度   Kg/m3   609   530   537   549   575
  抗张指数   Nm/g   52.4   48.7   43.8   50.3   51.7
  抗张挺度指数   kNm/g   5.9   5.7   5.6   5.6   6.0
  弯曲挺度指数   Nm6/kg3   17.4   23.8   23.8   20.4   20.9
  Z强度   kPa   423   181   223   258   306
  Scott结合强度   J/m2   244   133   125   177   211
  SCT指数   Nm/g   23.8   19.8   20.4   20.5   22.7
  边缘芯吸(HP)   kg/m2   5.5   2.5   2.0   2.0   1.9

Claims (27)

1.一种生产包含至少两层的层压纸制品的方法，所述方法包括：
i)提供含纤维素纤维的含水悬浮液，
ii)在所述悬浮液中以基于纤维素纤维的重量为约0.05-约50重量％的量加入微纤丝多糖，
iii)将所得悬浮液脱水并形成密度为约150-约500kg/m3的所述层压纸制品的第一层。
2.一种生产包含至少两层的层压纸制品的方法，所述方法包括：
i)提供含纤维素纤维的含水悬浮液，
ii)在所述悬浮液中以基于纤维素纤维的重量为约0.05-约50重量％的量加入微纤丝多糖，
iii)将所得悬浮液脱水并形成所述层压材料的至少第一层和第二层，从而所述至少第一层和第二层中的至少一层由步骤(ii)中获得的含微纤丝多糖的含水悬浮液形成；并且粘合所述层使得层压制品获得约150-约800kg/m3的密度。
3.根据权利要求1或2的方法，其中所述纸制品为纸板。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中在所述悬浮液中以基于纤维素纤维的重量为约1-约15重量％的量加入微纤丝多糖。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中所述纤维素纤维来自机械浆。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其中所述第一层的密度为约220-约450kg/m3。
7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述微纤丝多糖为微纤丝纤维素。
8.根据权利要求1-7中任一项的方法，其中所述微纤丝纤维素为改性的。
9.根据权利要求8的方法，其中所述微纤丝纤维素借助接枝、交联、化学氧化、物理和/或酶催改性而改性。
10.根据权利要求1-9中任一项的方法，其中所述微纤丝多糖的比表面积为约1-约100g/m2。
11.根据权利要求1-10中任一项的方法，其中所述微纤丝多糖的算术纤维长度为约0.05-约0.5mm。
12.根据权利要求1-11中任一项的方法，其包括将第二层粘合到所述第一层上，其中所述第二层的密度为约400-约1000kg/m3。
13.根据权利要求1-12中任一项的方法，其包括将第二层粘合到所述第一层上，其中所述第二层的密度为约510-约1000kg/m3。
14.根据权利要求1-13中任一项的方法，其包括将密度为约400-约1000kg/m3的两层粘合到所述第一层的每一面上而形成所述纸制品的外层。
15.根据权利要求14的方法，其中所述第一层由机械浆生产并且所述外层由化学浆生产。
16.根据权利要求1-15中任一项的方法，其中以基于所述纤维素纤维的重量为约1-约10重量％的量加入微纤丝纤维素。
17.根据权利要求1-16中任一项的方法，其中所述层压纸制品为液体包装纸板。
18.根据权利要求1-17中任一项的方法获得的层压纸制品。
19.一种包含至少两层的层压纸制品，所述层压纸制品具有：
a)约150-约800kg/m3的层压材料密度，
b)小于6kg/m2的过氧化氢边缘芯吸测试(EWT)值，
c)20-约50Nm/g的短时压缩测试(SCT)指数。
20.一种包含至少两层的层压纸制品，所述层压纸制品具有：
a)约150-约800kg/m3的层压材料密度，
b)20-约120Nm6/kg3的弯曲挺度指数，
c)20-约50Nm/g的短时压缩测试(SCT)指数。
21.根据权利要求19或20的层压纸制品，其中所述层中至少一层基于纤维素纤维的重量包含约0.05-约50重量％的微纤丝多糖。
22.根据权利要求19-21中任一项的层压纸制品，其中所述层中至少一层基于纤维素纤维的重量包含约1-约15重量％的微纤丝纤维素。
23.根据权利要求19-22中任一项的层压纸制品，其中所述弯曲挺度指数为20-约40Nm6/kg3。
24.根据权利要求19-23中任一项的层压纸制品，其中所述Z强度为约185-约400kPa。
25.根据权利要求19-24中任一项的层压纸制品，其中所述层压纸制品进一步包含塑料或聚合物层。
26.根据权利要求19-25中任一项的层压纸制品，其中所述层压材料进一步包含氧气阻隔层。
27.根据权利要求19-26中任一项的层压纸制品在水性、油性和/或干性食品贮存中的用途。
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