CN101806007A - 一种采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物处理纸浆的方法 - Google Patents

一种采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物处理纸浆的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物处理纸浆的方法，步骤为：将纸浆进行浓缩干燥脱水，然后通入1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物对纸浆进行处理；处理完毕后纸浆用水洗涤除去1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物，然后进入打浆工段进行打浆。水洗除去的1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物经简单除水后循环套用。本发明的方法操作简单，可减少打浆作用对纤维的损伤，提高纸张的物理性能。处理后的纸浆打浆能耗降低，纸浆的纤维质量得到改善，纸张的强度、表面性能和印刷性能等物理指标得到了提高。此外，所用的1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物可循环利用，绿色环保。

Description

一种采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物处理纸浆的方法
技术领域
本发明涉及一种纸浆的处理方法，尤其涉及一种采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物处理纸浆的方法。
背景技术
打浆是造纸过程中的一部分，打浆过程中纤维除了受机件的剪切、揉搓和梳理等作用外，同时纤维的细胞壁还发生位移、变形与破裂等现象而吸水润胀，产生细纤维化，使纸浆具有柔软性、可塑性，也使纤维素分子链中的羟基增加与氢链结合机会，提高了纤维间的结合力。打浆性能影响着纸张的好坏。现有打浆工艺存在打浆能耗大的问题，而且根据打浆方式的不同，纸张也会表现出某些方面的缺陷。例如，纸张容易起毛，油墨吸收效果较差等。
发明内容
本发明为了克服打浆能耗大的不足，提供了一种能够降低打浆能耗，同时能够改善打浆性能的采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物处理纸浆的方法。
本发明是通过以下措施实现的：
一种采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物处理纸浆的方法，步骤为：将纸浆进行浓缩干燥脱水，然后通入1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物对纸浆进行处理；处理完毕后纸浆用水洗涤除去1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物，然后进入打浆工段进行打浆。
上述的方法中，水洗除去的1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物经简单除水后循环套用。脱水后纸浆含水量为0.2wt％～2.0wt％。处理过程中采用微波加热或蒸汽间接加热控制处理温度。
上述的方法中，用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物对纸浆进行处理的工艺条件为：1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物用量3～12L/kg浆，处理温度70～140℃，处理时间20～120min。
上述方法中，所述纸浆是以天然植物纤维为原料制取的化学浆或高得率浆。高得率浆在一段粗磨浆后用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物进行处理。
1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物具有式(I)所示的结构式。它具有离子液体的优良特性，在打浆前用它对纸浆进行预处理，可破坏纤维素分子内及分子间形成的氢键，降低纤维组分间的内聚力，软化纤维，改善纤维的物理特性，减轻打浆过程中纤维的机械损伤，从而改善纸浆的打浆操作，且成纸的强度、表面性能和印刷性能等物理指标也得到改善。因1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物具备难挥发的特性，易于回收，通过化学品回收系统脱水后可回用于纸浆的预处理，化学品处理费用低。
本发明的方法操作简单，通过在打浆前采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物对纸浆进行处理，可减少打浆作用对纤维的损伤，提高纸张的物理性能。处理后的纸浆打浆能耗降低，纸浆的纤维质量得到改善，纸张的强度、表面性能和印刷性能等物理指标得到了提高。此外，所用的1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物可循环利用，绿色环保。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行进一步阐述，下述说明只是示例性的，并不对本发明进行限制。如无特别说明，下述含量均为质量百分含量。
实施例1
辐射松化学浆常规打浆至打浆度50.0°SR，打浆能量消耗为520kW·h/t浆，纤维的长度为2.28mm，细小组分含量为8.5％。采用此浆料抄造成定量70g/m2文化纸，成纸的松厚度1.87cm3·g-1，耐破指数2.64KPa·m2·g-1、抗张指数47.8N·m/g，耐折次数572次，撕裂指数6.12mN·m2·g-1，拉毛速度(表征纸张表面强度)为1.12m/s，K&N值(表征印刷油墨吸收性，K&N值越低，则印刷光泽度高，油墨用量低，印刷性能好)为21.4。
采用本发明方法对辐射松化学浆进行处理。步骤：打浆前纸浆浓缩干燥脱水至水分含量为1.5％，然后采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物对纸浆进行处理，处理条件为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物用量3L/kg浆，微波加热，温度140℃，时间90min，处理后洗涤纸浆，回收1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物。
处理后纸浆送至打浆工段进行打浆，打浆至打浆度50.0°SR，打浆能量消耗为341kW·h/t浆。纤维的长度为2.41mm，细小组分含量为8.3％。采用此浆料抄造成定量70g/m2文化纸，成纸的松厚度1.89cm3·g-1，耐破指数2.73KPa·m2·g-1、抗张指数50.1N·m/g，耐折次数596次，撕裂指数6.31mN·m2·g-1，拉毛速度为1.19m/s，K&N值18.5。打浆的能耗降低35.0％，纸浆的纤维质量得到改善，纤维长度增大，细小纤维含量降低；成纸的抗张指数、撕裂指数、耐破度和耐折次数等强度指标有所提高，纤维交织能力得到改善，表面性能和印刷吸墨性也有所提高。
实施例2
麦草化学浆常规打浆至打浆度36.5°SR，打浆能量消耗为365kW·h/t浆，纤维的长度为1.15mm，细小组分含量为15.3％。采用此浆料抄造成定量70g/m2文化纸，成纸的松厚度1.82cm3·g-1，耐破指数1.54KPa·m2·g-1、抗张指数41.6N·m/g，耐折次数378次，撕裂指数4.65mN·m2·g-1，拉毛速度为1.01m/s，K&N值为21.8。
采用本发明方法对麦草化学浆进行处理。步骤：打浆前纸浆浓缩干燥脱水至水分含量为1.8％，然后采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物对纸浆进行处理，处理条件为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物用量12L/kg浆，蒸汽间接加热，温度70℃，时间120min，处理后洗涤纸浆除去1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物，回收1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物。
处理后的纸浆进行打浆，打浆至打浆度36.5°SR，打浆能量消耗为228kW·h/t浆，打浆的能耗降低37.5％。纤维的长度为1.24mm，细小组分含量为14.0％。采用此浆料抄造成定量70g/m2文化纸，成纸的松厚度1.84cm3·g-1，耐破指数1.62KPa·m2·g-1、抗张指数43.5N·m/g，耐折次数382次，撕裂指数4.71mN·m2·g-1，拉毛速度为1.10m/s，K&N值为20.2。
实施例3
杨木高得率浆打浆至打浆度52.0°SR，打浆(精磨浆)能量消耗为1050kW·h/t浆，纤维的长度为0.92mm，细小组分含量为22.8％。采用此浆料抄造成纸定量为75g/m2，成纸的松厚度3.15cm3·g-1，耐破指数2.25KPa·m2·g-1、抗张指数32.5N·m/g，撕裂指数3.27mN·m2·g-1，拉毛速度为0.85m/s，K&N值为25.6。
采用本发明方法对杨木高得率浆进行处理。步骤：在一段粗磨浆后对杨木高得率浆进行处理，先将纸浆浓缩干燥脱水至水分含量为2.0％，然后采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物对纸浆进行处理，处理条件为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物用量8L/kg浆，蒸汽间接加热，温度120℃，时间20min，处理后洗涤纸浆，回收1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物。
处理后的纸浆进行打浆，打浆至打浆度52.0°SR，打浆能量消耗为746kW·h/t浆，打浆能耗降低29.0％。纤维的长度为1.05mm，细小组分含量为20.2％。采用此浆料抄造成纸定量为75g/m2，松厚度3.19cm3·g-1，耐破指数2.36KPa·m2·g-1、抗张指数34.1N·m/g，撕裂指数3.30mN·m2·g-1，拉毛速度为0.93m/s，K&N值为24.7。
实施例4
桉木高得率浆打浆至打浆度53.0°SR，打浆能量消耗为1180kW·h/t浆，纤维的长度为1.02mm，细小组分含量为23.6％。采用此浆料抄造成定量72g/m2，成纸的松厚度3.22cm3·g-1，耐破指数2.31KPa·m2·g-1、抗张指数34.1N·m/g，撕裂指数3.35mN·m2·g-1，拉毛速度为0.79m/s，K&N值为24.8。
采用本发明方法对桉木高得率浆进行处理。步骤：在一段粗磨浆后对桉木高得率浆进行处理，先将纸浆浓缩干燥脱水至水分含量为1.6％，然后采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物对纸浆进行处理，处理采用回收的1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物，其用量为6L/kg浆，微波加热，温度100℃，时间80min，处理后洗涤纸浆，回收1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物。
处理后的纸浆进行打浆，打浆(精磨浆)至打浆度53.0°SR，打浆能量消耗为802kW·h/t浆，打浆能耗降低32.0％。纤维的长度为1.13mm，细小组分含量为21.0％，纤维质量得到改善。采用此浆料抄造成纸定量为72g/m2，松厚度3.25cm3·g-1，耐破指数2.48KPa·m2·g-1、抗张指数35.8N·m/g，撕裂指数3.41mN·m2·g-1，拉毛速度为0.84m/s，K&N值为23.1。
实施例5
花旗松化学浆打浆至打浆度54.0°SR，打浆能量消耗为516kW·h/t浆，纤维的长度为2.93mm，细小组分含量为7.6％。采用此浆料抄造成定量70g/m2，成纸的松厚度1.92cm3·g-1，耐破指数2.81KPa·m2·g-1、抗张指数49.1N·m/g，耐折次数602次，撕裂指数6.14mN·m2·g-1，拉毛速度为1.31m/s，K&N值为21.8。
采用本发明方法对花旗松化学浆进行处理。步骤：在一段粗磨浆后对花旗松高得率浆进行处理，先将纸浆浓缩干燥脱水至水分含量为0.2％，然后采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物对纸浆进行处理，处理采用回收的1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物，其用量为8L/kg浆，微波加热，温度95℃，时间85min，处理后洗涤纸浆，回收1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物。
处理后的纸浆进行打浆，打浆(精磨浆)至打浆度54.0°SR，打浆能量消耗为389kW·h/t浆，打浆能耗降低24.6％。纤维的长度为3.05mm，细小组分含量为7.2％。采用此浆料抄造成纸定量为70g/m2，松厚度1.91cm3·g-1，耐破指数2.95KPa·m2·g-1、抗张指数52.1N·m/g，耐折次数622次，撕裂指数6.21mN·m2·g-1，拉毛速度为1.40m/s，K&N值为20.1。
实施例6
光叶楮高得率浆打浆至打浆度48.0°SR，打浆(精磨浆)能量消耗为912kW·h/t浆，纤维的长度为0.75mm，细小组分含量为31.2％。采用此浆料抄造成纸定量为70g/m2，成纸的松厚度3.07cm3·g-1，耐破指数1.84KPa·m2·g-1、抗张指数30.2N·m/g，撕裂指数2.41mN·m2·g-1，拉毛速度为0.71m/s，K&N值为24.2。
采用本发明方法对光叶楮高得率浆进行处理。步骤：在一段粗磨浆后对光叶楮高得率浆进行处理，先将纸浆浓缩干燥脱水至水分含量为1.0％，然后采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物对纸浆进行处理，处理条件为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物用量7L/kg浆，蒸汽间接加热，温度115℃，时间25min，处理后洗涤纸浆，回收1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物。
处理后的纸浆进行打浆，打浆至打浆度48.0°SR，打浆能量消耗为698kW·h/t浆，打浆能耗降低23.5％。纤维的长度为0.81mm，细小组分含量为29.1％。采用此浆料抄造成纸定量为70g/m2，松厚度3.09cm3·g-1，耐破指数1.91KPa·m2·g-1、抗张指数32.5N·m/g，撕裂指数2.53mN·m2·g-1，拉毛速度为0.80m/s，K&N值为23.1。

Claims (7)

1.一种采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物处理纸浆的方法，其特征是：将纸浆进行浓缩干燥脱水，然后通入1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物对纸浆进行处理；处理完毕后纸浆用水洗涤除去1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物，然后进入打浆工段进行打浆。
2.根据权力要求1所述的方法，其特征是：水洗除去的1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物经简单除水后循环套用。
3.根据权力要求1所述的方法，其特征是用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物对纸浆进行处理的工艺条件为：1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物用量3～12L/kg浆，处理温度70～140℃，处理时间20～120min。
4.根据权力要求1-3中任一项所述的方法，其特征是：脱水后纸浆含水量为0.2％～2.0％。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是：处理过程中采用微波加热或蒸汽间接加热控制处理温度。
6.根据权力要求4所述的方法，其特征是：所述纸浆是以天然植物纤维为原料制取的化学浆或高得率浆。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征是：高得率浆在一段粗磨浆后用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物进行处理。
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