CN104271834B - 纤维材料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纤维材料组合物，该纤维材料组合物具有预定义部分的新鲜纤维和/或废纸连同另外部分的真草、莎草、草样水生植物和/或海藻纤维以及佐剂和水，其中真草、莎草、草样水生植物和/或海藻纤维的重量分数大于(1)wt.％并且小于100wt.％的物质的总质量，通常计算为烘干后物质部分。本发明进一步涉及用于生产该纤维材料混合物的方法以及它的用于生产含有纤维材料的产品的用途。

Description

纤维材料组合物
本发明涉及一种尤其是用于生产纸张、板材、卡片、打印基体、隔离或绝缘材料、纤维板、填充材料的纤维材料组合物，以及用于生产此类纤维材料混合物的方法。
纤维材料混合物在本领域是已知的。为此目的，在现有技术中使用基本上从树样植物获得的含木纤维材料和不含木纤维材料。为此目的，例如，将比如树干之类的相应植物粉碎并加工为机械浆或化学浆，其中包含在树木中的至少大部分木质素被去除。例如，借助于漂白或研磨，相应的纤维材料也部分地适应于光学和机械要求，然后进一步加工。
关于本领域已知的纤维材料组合物以及用于制造这种纤维材料组合物的方法的缺点在于，尤其是在化学浆的生产中，木材、树干或木材边角料的纤维分离是非常耗能的，工艺技术费用可观，并且必须使用相当量的化学佐剂和水。此外，为此目的所使用的木材在它进给到制备工艺中用于生产纤维之前必须经过较长时期的培养。此外，为此目的需要在运输方面的较高费用。
从现有技术关于纤维材料混合物及其制造出发，本发明的目标在于至少部分地减少或避免从现有技术已知的这些缺点。
通过本发明所述的纤维材料混合物以及根据本发明所述的用于生产这种纤维材料混合物所要求的方法，这个目标得以解决。纤维材料组合物和该方法的优选实施例是对应本发明其他方面的主题。通过使用该纤维材料来生产如由本发明确定的产品，进一步解决了该目标。
根据本发明的纤维材料组合物具有预定义部分的新鲜纤维和/或废纸，除此之外还有佐剂和水，还包含预定义部分的甜草和/或莎草和/或海草和/或海藻纤维。在该纤维材料混合物中的甜草、莎草、海草和/或海藻纤维(单独地或以组合方式)的重量分数相对于总材料质量介于1和100重量百分比之间，并且是如烘干材料分数确定的。
为了确定烘干材料分数，参考有关标准来确定材料密度、干含量和/或残留水分。
新鲜纤维或废纸被理解为根据本发明的选自下组的纤维材料，该组包括：长纤维浆、短纤维浆、化学脱木素的纤维材料、硫酸盐浆、亚硫酸盐浆、来自苏打法或有机溶剂法(organocell process)的浆、棉浆、机械浆、热磨机械浆、磨木浆、化学热磨机械浆、废纸，尤其是级别A-D：低级别；E-J：中等级别；K-U：更好的级别；V-W：牛皮纸级别和X：特殊级别，漂白化学浆，它们的组合，等等。此处应该牢记，同样在本发明的意义之内的是，上述纤维材料将要或已经过机械和/或化学预处理。这尤其包括纤维的研磨和/或切割以及/还有这些纤维材料的漂白和/或化学研磨。漂白可以氧化方式或还原方式完成或包含组合的相应漂白阶段。此外，也可以酶的方式预处理这些纤维材料，以便例如降低纤维材料的研磨阻力。
除了先前呈现的和确定的纤维材料之外，根据本发明的纤维材料组合物还包含预定义部分的甜草和/或莎草纤维。这些草类纤维优选地从干燥的、部分干燥的或新鲜的草制备，其中该草优选地选自下组，该组包括：禾本科(poaceae)和莎草科(cyperaceae)属的穗草(spike grass)、草甸草(meadow grass)和穗状草甸草(spiked meadow grass)以及莎草(sedge)，尤其是亚科三芒草亚科(anomochlooideae)、稻亚科(Oryzoideae)、禾本科亚科(puelioideae)、竹亚科(bambusoideae)、稻亚科(ehrhartoideae)、早熟禾亚科(pooideae)的草，例如像燕麦族(tribus aveneae)、早熟禾族(tribus poeae)、族(tribus)、小麦族(triticeae)、三芒草亚科(aristidoideae)、扁芒草亚科(danthonioideae)、芦竹亚科(arundinoideae)、虎尾草亚科(chloridoideae)、假淡竹叶亚科(centothecoideae)、黍亚科(panicoideae)，例如像秀贵甘蔗(saccarum officinarum)和小草亚科(micrairoideae)，尤其是绒毛翦股颖(agrostis canina)-褐色长绿草(brown bent)；霞糠穗草(agrostis capillaris)-普通长绿草(common bent grass)；匍匐剪股颖(agrostisstolonifera)-大剪股颖(black bent grass)；芒剪股颖(agrostis vinealis)-棕色剪股颖(brown bent)；银须草(aira caryophyllea)-银发草(silver hairgrass)；早熟埃若禾(aira praecox)-早熟发草(early hair grass)；狐尾草(alopecurus geniculatus)-曲膝看麦娘(bent foxtail)；大穗看麦娘(alopecurus myosuroides)-一年生狐尾草(annualfoxtail)；大看麦娘(alopecurus pratensis)-草地看青娘(field meadow foxtail)；海滩草(ammophila arenaria)-滨草(beach grass)；具芒黄花茅(anthoxanthum aristatum)-一年生黄花茅(annual vernal grass)；高山黄花茅(anthoxanthum odoratum)-普通甜春草(common sweet vernal grass)；阿披拉草(apera spica-venti)-普通风草(commonwind grass)；燕麦草(arrhenatherum elatius)-高燕麦草(tall oat grass)；野燕麦(avena fatua)-普通野生燕麦(common wild oat)；燕麦(avena sativa)-普通燕麦(common oat)；羽状短柄草(brachypodium pinnatum)-托尔草(tor grass)；短柄草(brachypodium sylvaticum)-假雀麦(false brome)；大凌风草(briza maxima)-风飞草(blowfly grass)；凌风草(briza media)-普通凌风草(common quaking grass)；田雀麦(bromus arvensis)-田地雀麦(field brome)；密丛雀麦(bromus benekenii)-粗雀麦(rough brome)；长芒扁雀麦(bromus carinatus)-山地雀麦(mountain brome)；变雀麦(bromus commutatus)-草地雀麦(meadow brome)；直立雀麦(bromus erectus)-竖立雀麦(erect brome)；大麦状雀麦(bromus hordeaceus)-下垂草(lopgrass)；无芒雀麦(bromusinermis)-北极雀麦(Arctic brome)；马德雀麦(bromus madritensis)-地中海雀麦(Mediterranean brome)；黑麦状雀麦(bromus secalinus)-黑麦雀麦(rye brome)；贫育雀麦(bromus sterilis)-贫瘠雀麦(barren brome)；绢雀麦(bromus tectorum)-旱雀麦(cheatgrass)；野青茅(calamagrostis arundinacea)-粗小苇(rough small reed)；拂子茅(calamagrostis epigejos)-酚茅(wood small reed)；硬绳柄草(catapodiumrigidum)-蕨草(fern grass)；薏苡(coix lacryma)-薏苡草(jobi-tear grass)；花叶蒲苇(cortaderia selloana)-花叶蒲苇(Pampas grass)；灰色头发草(corynephoruscanescens)-银色草(silver grass)；狗牙根(cynodon dactylon)-匍匐冰草(couchgrass)；洋狗尾草(cynosurus cristatus)-冠尾草(crested dog’s tail)；鸭茅(dactylisglomerata)-果园草(orchard grass)；俯仰扁芒草(danthonia decumbens)-石南草(heathgrass)；发草(deschampsia cespitosa)-丛生草(tussock grass)；曲芒发草(deschampsiaflexuosa)-卷发草(wavy hair grass)；细丝发草(deschampsia setacea)-沼泽发草(boghair grass)；止血马唐(digitaria ischaemum)-平滑蒲公英(smooth crabgrass)；马唐(digitaria sanguinalis)-毛马唐(hairy crabgrass)；稗草(echinochloa crus-galli)-普通稗草(common barnyard grass)；剌毛齿稗(echinochloa muricata)-剌毛齿稗草(hispid barnyard grass)；犬草(elymus caninus)-有芒偃麦草(bearded couchgrass)；速生匍匐冰草(elymus repens)-匍匐冰草(quackgrass)；白色画眉草(eragrostisalbensis)-易北河垂爱草(Elbe lovegrass)；弯叶画眉草(eragrostis curvula)-弯叶垂爱草(curved lovegrass)；小画眉草(eragrostis minor)-小垂爱草(lesser lovegrass)；多秆画眉草(eragrostis multicaulis)-香榧草(Japanese lovegrass)；苇状羊茅(festuca arundinacea)-高羊茅(tall fescue)；丝状疣羊茅(festuca filiformis)-细羊茅(slender fescue)；大羊茅(festuca gigantea)-高芒羊茅(tall bearded fescue)；草甸羊茅(festuca pratensis)-草原孤草(meadow fescue)；紫羊茅(festuca rubra)-红狐茅(red fescue)；漂浮甜茅(glyceria fluitans)-漂浮甜草(floating sweetgrass)；水甜茅(glyceria maxima)-里德甜草(reed sweetgrass)；水甜茅(glyceria maxima)-里德甜草(reed sweetgrass)；草甸燕麦草(helictotrichon pratense)-草地燕麦草(meadowoatgrass)；毛轴异燕麦(helictotrichon pubescens)-毛轴高山燕麦草(downy alpineoatgrass)；毛轴异燕麦(helictotrichon pubescens)-毛轴高山燕麦草(downy alpineoatgrass)；绒毛草(holcus lanatus)-雾草(fog grass)；欧洲三柄麦(hordelymuseuropaeus)-欧洲大麦(wood barley)；芒颖大麦草(hordeum jubatum)-狐尾大麦(foxtailbarley)；鼠大麦草(hordeum murinum)-假大麦草(false barley)；大麦(hordeumvulgare)-普通大麦(common barley)；溚草(koeleria macrantha)-羽冠溚草(crestedcatstail)；塔草(koeleria pyramidata)-锥形塔草(pyramidal catstail)；多花黑麦草(lolium multiflorum)-一年生黑麦草(annual ryegrass)；多年生黑麦草(loliumperenne)-多年黑麦草(perennial ryegrass)；细穗毒麦(lolium remotum)-亚麻毒麦(flaxfield ryegrass)；醉酒毒麦(lolium temulentum)-麦仙翁(cockle)；小穗臭草(melica ciliata)-毛状小穗臭草(hairy melic)；俯垂臭草(melica nutans)-山脉俯垂臭草(mountain melic)；单花臭草(melica uniflora)-木材臭草(wood melic)；粟草(miliumeffusum)-粟米(millet grass)；五节芒(miscanthus floridulus)-剑状叶草(swordgrass)；荻草(miscanthus sacchariflorus)-银色草(silver grass)；芒(miscanthussinensis)-中国芒(Chinese silver grass)；花叶芒(miscanthus sinensis'variegatus')-中国芒(Chinese silver grass)；花叶芒(miscanthus sinensis'variegatus')-中国芒(Chinese silver grass)；麦氏草属(molinia arundinacea)-高沼草(tall moor grass)；酸沼草(molinia caerulea)-紫色沼泽草(purple moor grass)；干沼草(nardus stricta)-甘松草(nard grass)；毛绒稷(panicum capillare)-恶婆草(witchgrass)；黍稷(panicum miliaceum)-黍(common millet)；里帕里亚黍(panicumriparia)-河边地带普通黍(stream-side common millet)；羽絨草(pennisetumsetaceum)-红色喷泉草(red fountain grass)；羽绒狼尾草(pennisetum villosum)-羽毛头草(feathertop grass)；鹬草(phalaris arundinacea)-带草(ribbon grass)；金丝雀虉草(phalaris canariensis)-加纳利虉草(Canary grass)；假梯牧草(phleum phleoides)-紫茎猫尾草(purple stem cat’s tail)；梯牧草(phleum pratense)-猫尾草(common cat’s tail)；芦苇(phragmites australis)-芦苇草(reeds)；早熟禾(poa annua)-一年生牧草(annual meadow grass)；鳞茎早熟禾(poa bulbosa)-黑草(black grass)；扁鞘早熟禾(poa chaixii)-森林蓝草(forest bluegrass)；加拿大早熟禾(poa compressa)-加拿大蓝草(Canada bluegrass)；林地早熟禾(poa nemoralis)-林地早熟草(wood meadow grass)；泽地早熟禾(poa palustris)-泽地早熟草(swamp meadow grass)；草地早熟禾(poapratensis)-草地早熟草(bird grass)；粗茎早熟禾(poa trivialis)-粗茎早熟草(roughmeadow grass)；长芒棒头草(polypogon monspeliensis)-茅草(beard grass)；碱茅(puccinellia distans)-甜草；黑麦(secale cereale)-裸麦(rye)；硬草(sclerochloadura)-硬性禾本科植物(hard grass)；小米(setaria italica)-中国稷(Chinesemillet)；金狗尾草(setaria pumila)-红色福克斯狐尾(fox red foxtail)；倒刺狗尾草(setaria verticillata)-粗毛狐尾草(bristly foxtail)；狗尾草(setaria viridis)-绿狗尾草(green foxtail)；蜀黍(sorghum bicolor)-高梁(sorghum)；假高粱(sorghumhalepense)-约翰逊草(Johnsongrass)；黄三毛草(trisetum flavescens)-三毛草(yellowoatgrass)；小黑麦(triticale)；小麦(triticum aestivum)-普通小麦(common wheat)；二粒小麦(triticum dicoccon)-阿梅尔科恩小麦(amelcorn)；硬粒小麦(triticum durum)-杜兰小麦(durum)；一粒小麦(triticum monoccocum)-小斯佩耳特小麦(small spelt)；粗麦(triticum spelta)-斯佩耳特小麦(spelt)；鼠茅(vulpia myuros)-鼠尾茅(rat’s tailfescue)；玉米(zea mays)-玉蜀黍(maize)、草地早熟禾(meadow grass)、运动草(sport)和实用草(utility grass)，例如像，羊茅属(festuca)、多年生黑麦草(lolium perenne)、草地早熟禾(poa pratensis)、剪股颖属(agrosti)、苔草属的莎草，其组合等等。关于这些纤维，还应该牢记的是，预处理上述这些纤维材料同样在本发明的意义之内。这尤其包括纤维的研磨和/或切割以及/还有这些纤维材料的漂白和/或化学研磨。漂白可以氧化方式或还原方式完成或包含组合的相应漂白阶段。此外，也可以酶的方式预处理这些纤维材料，以便例如降低纤维材料的研磨阻力。
对于甜草和/或莎草纤维的特别优选的组合物是如下获得的，其中相应的组合物优选地至少包含所述植物：
变体1：高燕麦草、黄燕麦草、鸡脚草、霞糠穗草、草甸梯牧草。
变体2：玉米。
变体3：至少一种选自下组的草，该组包括扁莎草(扁穗草属(Blysmus))、碱土蔗草(alkali bullrush)(块茎藨草属(Bolboschoenus))、真莎草(true sedge)(苔草属(Carex))、锯齿莎草(sawtooth sedge)(克拉莎属(Cladium))、香附子(coco grasses)(莎草属(Cyperus))、穗状灯心草(spike rush)(荸荠属(Eleocharis))、棉草(cotton grass)(羊胡子草属(Eriophorum))、芦苇(bulrush)(独鳞藨草属(Isolepis))、湿生苔草(bogsedge)(嵩草属(Kobresia))、喙苔草(beak sedge)(刺子莞属(Rhynchospora))、赤箭莎(Kopfried bogrush)(赤箭莎属(Schoenus))、锐藨草(tule)拟莞属(Schoenoplectus))、灯心草(藨草属(Scirpus))、球茎灯芯草(bulbous rush)(针蔺属(Trichophorum))。
变体4：荞麦、多年生黑麦草、高燕麦草、黄燕麦草、燕麦、鸡脚草、多年生黑麦、一年生黑麦草、草甸梯牧草、普通草甸草、草原孤草。
变体5：甘蔗。
变体6：荞麦、多年生黑麦、燕麦。
变体7：燕麦、荞麦、多年生黑麦、黑燕麦、软麦。
变体8：草原孤草、多年生黑麦草、草甸梯牧草、普通草甸草、红狐茅。
变体9：多年生黑麦草(品种Gremie)、多年生黑麦草(品种Hübal)、多年生黑麦草、红狐茅、草甸梯牧草、普通草甸草。
变体10：紫羊茅(Festuca rubra commutata)、细弱匍匐紫羊茅(Festuca rubratrichophylla)、草地早熟禾(Poa pratensis)。
变体11：多年生黑麦草(Lolium perenne)、草地早熟禾、匍匐紫羊茅(Festucarubra rubra)。
变体12：洽草(Koeleria macrantha)、草地早熟禾、紫羊茅。
变体13：细弱匍匐紫羊茅、紫羊茅、草地早熟禾。
变体14：紫羊茅、匍匐紫羊茅、细弱匍匐紫羊茅、多年生黑麦草、草地早熟禾。
变体15：细弱匍匐紫羊茅(Festuca rubra trichoph.)、匍匐紫羊茅、多年生黑麦草、草地早熟禾、欧蓍草(Achillea millefolium)。
变体16：普通剪股颖(Agrostis canina)或细弱剪股颖(Agrostis capillaris)、阔叶羊茅(Festuca ovina duriusula)或普通羊茅(Festuca ovina vulgaris)、紫羊茅、匍匐紫羊茅、细弱匍匐紫羊茅、多年生黑麦草、草地早熟禾。
变体17：普通剪股颖(Agrostis canina)或细弱剪股颖(Agrostis capillaris)、阔叶羊茅(Festuca ovina duriusula)或普通羊茅(Festuca ovina vulgaris)、紫羊茅、匍匐紫羊茅、细弱匍匐紫羊茅、多年生黑麦草、草地早熟禾。
此外，除了上述甜草和/或莎草之外(或它们的组合)，选自下组的海草或海藻也可以用作所谓的草类纤维，该组尤其包括海草属(大叶藻属)和物种狭叶藻(zosteraangustifolia)(霍尼.(hornem.))rchb.、宽叶大叶藻(zostera asiatica miki)、丛生大叶藻(zostera caespitosa miki)、好望角大叶藻(zostera capensis setch.)、摩羯大叶藻(zostera capricorni asch.)、具茎大叶藻(zostera caulescens miki)、矮大叶藻阿希和格里本(zostera japonica asch.&graebn.)、普通海草(大叶藻(zostera marina L.))、尖大叶藻(zostera mucronata hartog)、牟氏大叶藻(zostera muelleri lrmisch exasch.)、矮大叶藻(dwarf eel-grass)(诺氏大叶藻(zostera noltii hornem.))、水草(zostera novazelandica setch.)、塔斯马尼卡大叶藻(zostera tasmanica m.martensex asch.)，此外异叶藻属(heterozostera)和虾海藻属(phyllospadix)、来自波喜荡草科(posidoniaceae)的海王星草(Neptune grasses)(波喜荡海藻(posidonia))，来自丝粉藻科(cymodoceaceae)的丝粉藻属(cymodocea)、二药藻属(halodule)、针叶藻属(syringodium)和全楔草属(thalassodendron)，以及来自苦草科(水鳖科(hydrocharitaceae))的海菖蒲(enhalus acoroides)、喜盐草属(halophila)和泰来藻属(thalassia)，喜盐草亚科(halophiloideae)，或灰藻门、定鞭藻门(haptophyta)、隐藻(mawGeiβler)(隐藻门(cryptista))、眼虫门(euglenozoa)、涡鞭毛虫(dinozoa)(双鞭毛藻(s.dinoflagellaten))、针孢藻纲(raphidophyceae)(绿胞藻纲(chloromonadophyceae))、绿变形藻门(chlorarachniophyta)、黄绿色海藻(yellow-green algae)(黄藻纲(xanthophyceae))、金藻(gold algae)(金藻门(chrysophyta))、硅藻(diatoms bacil)/硅藻门(ariophyta)、褐藻(brown algae)(褐藻门(phaeophyta))、红藻(red algae)(红藻门(rhodophyta))、绿藻(green algae)(绿藻门(chlorophyta))、匹克比丽门(picobiliphyta)、不等鞭毛门(heterokontophyta)、古虫界(excavata)、不等鞭毛类(stramenopile)、定鞭藻门(haptophyta)、隐藻门(cryptophyta)、绿蜘藻门(chlorarachniophyta)和不等鞭毛门(heterokontophyta)、囊泡虫总门(alveolata)、胆藻界(biliphyta)，和它们的组合，等等。
根据本发明的另外特别优选的实施例，特别是仅仅该纤维材料组合物的甜草、莎草、海草和/或海藻纤维部分(单独地或以组合方式)是在与其他组分混合之前以机械方式制备的。这具体地包括干燥、清洁和/或切割或研磨。
在这种情况下，特别是甜草、莎草、海草和/或海藻(直接地或以组合方式)在切割之后可以被进一步直接加工，而不用干燥。这应该优选地在时间上尽可能接近于切割或收获而完成，因为尤其是以别的方式开始的发酵过程导致温度演化的增加，尤其是如果在进一步的加工过程中添加水时。在这种直接加工的情况下，应该进一步注意的是，如果没有采取进一步的措施或工艺步骤，这是通过在最终产品(草纸)中的较强绿色着色来完成的。
可替代地，该草纤维，即，甜草和/或莎草和/或海草和/或海藻纤维只能部分干燥，其中低残留水分也是通过最终产品中降低的绿色着色来实现的。
最后，该草可以被非常强烈地干燥(干含量在75％和90％之间)，其结果是可以在最终产品中实现相对很少的绿色着色。
还进一步在本发明意义之内的是，将该草在加工之前进行洗涤。这可以在一个或多个阶段中完成，其中为此目的优选地使用水，其温度在10℃和95℃之间。在一到六个洗涤周期的范围内，用多次洗涤实现良好的结果。
根据本发明的其他特别优选的实施例，该草是通过从草甸草、运动场所和/或有草的比赛场地(grass playing areas)切割并收获而制备的，其中尤其是对于草甸而言，第二次或每一次进一步的切割是特别非常适合的，因为此时的结形成趋势降低。然而，从第一次切割供应甜草和/或莎草用于进一步加工也在本发明的意义之内，其中在切割和/或研磨方面的费用可任选地进一步增加。
当清洁该草或这些草类纤维时，在进一步加工之前去除例如像土壤、石头、塑料等杂质也在本发明的意义之内。这可以通过空气分离器进行清洁(在这里，例如用空气将这些纤维吹送到筛子上，由此重的杂质和轻的杂质由于它们的不同重量离开这些纤维行进不同的距离，从而被分离)。可替代地，尤其是这些干燥的纤维还可以借助于离心进行清洁。此外，这些纤维还可以经洗涤进行清洁，其中这可以通过在过滤器中洗出并绞出来进行。通过这个清洁步骤还可以并行降低绿色着色。
干燥清洁的优点在于，可以避免任选地需要的中间干燥。
此外，在悬浮之前将这些纤维粉碎成最大长度为15mm(但是最好将近1mm)以便确保良好的加工也在本发明的意义之内。这个过程可以在这些纤维的各个状态下进行，无论是新鲜的还是干的。然而由于更低的阻力，干燥纤维的粉碎是最简单的。在研磨过程中粉碎也是可能的，例如在精磨机中并且在具有这种装置的相应设置的情况下。另一种可能也为在研磨之前切割与研磨的组合，其中例如这些纤维在精磨机或荷兰式打浆机(hollander)中的外部预切割成最大长度50mm，例如，并且将其压紧为小球。然后，可以将这些小球悬浮在水中，并且在其溶胀之后，在精磨机或荷兰式打浆机中进一步粉碎或研磨。利用这种可能性，特别地实现了在精磨机/荷兰式打浆机中的加工时间的缩短以及相关联的节能。
作为干燥至在75％和90％之间的干含量的结果，尤其是获得了不依赖于季节的改进的可储存性和相关联的全年存货持有和纸张生产。这些纤维越干，则必须运输的重量就越小。由于在制粒过程中压紧，在精磨机/荷兰式打浆机中的更小运输体积和更短的粉碎阶段是需要的。
同样在本发明的意义之内的是，在造粒时配备草与相应的添加剂例如纸浆、磨木浆、废纸等等的混合比率和/或通过添加一种佐剂或几种佐剂，进而提供用于进一步加工的终末混合物。
根据本发明的佐剂具体地理解为选自下组的添加剂，该组包括：助留剂、脱水佐剂、助留剂双重系统或微粒系统、湿和干增强剂、填充剂和/或色素，尤其是来自下组：高岭土、滑石、碳酸钙、硅酸钙、二氧化钛、氢氧化铝、硅酸、膨润土、硫酸钡、粘合剂组分、油漆组分、消泡剂、脱气剂(deaerator)、杀生物剂、酶类、抗氧化剂类、防腐剂类、漂白剂类、光学增白剂、染料、配色染料(nuancing dye)、杂质捕集剂(impurity collectors)、沉淀剂、胶粘剂、树脂、固定剂、湿润剂、pH调节剂、粘合剂例如淀粉、羧甲基纤维素、酪蛋白、瓜尔豆胶、大豆蛋白质、纤维素醚、不同来源的植物蛋白、基于苯乙烯丁二烯的处于分散体形式以及水溶性形式的合成粘合剂、苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯、乙酸乙烯丙烯酸酯、乙酸乙烯以及聚乙烯醇、交联剂、粘度调节剂、光学增白剂、脱气剂、pH调节剂，它们的组合，等等。
根据本发明的另外特别优选的实施例，甜草、莎草、海草和/或海藻纤维(单独地或以组合方式)的重量分数的部分大于10％，尤其是大于25％，并且特别优选大于50％，和/或纤维材料组合物中的新鲜纤维和/或废纸的部分少于甜草和/或莎草纤维的重量分数。
通过生产纤维材料混合物的方法还解决了本发明的目标，其中该方法包括以下步骤：收获甜草、莎草、海草和/或海藻(单独地或以组合方式)，切割甜草、莎草、海草和/或海藻(单独地或以组合方式)成预定义的长度，将甜草、莎草、海草和/或海藻(单独地或以组合方式)悬浮在水中，并且将预定义分数的新鲜纤维和/或废纸和/或佐剂加入到该悬浮液中。在上述工艺步骤中，不过应该牢记的是，这些步骤也可以任选地在它们的顺序方面进行变化，其目的特别在于考虑到在不同类型的纤维材料的制备中的协同作用。
依照另一个实施例，根据本发明的方法包括在剪草坪之后部分干燥和和/或制粒的步骤，其中为此目的，将甜草、莎草、海草和/或海藻纤维(单独地或以组合方式)优选地在制粒之前切割为预定义的长度。任选地，这可以与制粒工艺或方法组合。
根据本发明方法的另外特别优选的实施例，在添加新鲜纤维和/或废纸之前将绿草纤维部分研磨。这在历史上可以借助于荷兰式打浆机或在现代借助于精磨机来完成，其中通过调节该精磨机，可以切割和/或原纤化的方式研磨相应处理的纤维材料。具体而言，原纤化研磨过程提供的优点为，不仅纤维材料的长度是变化的，而且纤维材料的表面由于在这些纤维之间形成键的能力增加的结果而被显著放大，并因此所生产的产品的强度得以改进。
根据关于纤维材料组合物的前述解释，也在本发明的意义之内的是，将单独的纤维材料组分或整体纤维材料组合物漂白、分类、分散和/或均质化，并且，尤其是当加工以形成纸张、卡片或纸板时，将其调整为预定义的材料密度。
关于在进一步加工之前，尤其是在悬浮于水中之前，缩短或切割甜草和/或莎草和/或海草和/或海藻，这种缩短应该以这样一种方式执行，使得草的长度主要为20cm，尤其是10cm，并且优选地在100mm和0.1mm之间，特别优选地在50mm和1mm之间，尤其是在10mm和1mm之间。
此外在本发明方法的意义之内的是，尤其是在切割或进一步加工为预定义的长度之前，将甜草、莎草、海草和/或海藻(单独地或以组合方式)以机械方式清洁，尤其是是用空气和/或水进行清洁或洗涤。
还通过使用先前描述的纤维材料组合物来生产纸张、纸板、卡片、打印基体、隔离或绝缘材料、纤维板、填充材料、它们的组合等等解决了本发明的目标。
根据本发明的一个可能的实施例的以下详细说明，结合附图和权利要求书，可获得本发明的其他方面。应该指出的是，如本领域技术人员直接推导的修改或添加被这些实例涵盖。此外，优选的示例性实施例并不构成本发明的任何限制，因而这些修改和添加也在本发明的范围之内。
在这些附图中：
图1是在含草产品的生产中的变量的示意图。此处显示(除其他之外)该纤维材料组合物在其可能的变化方面怎样影响不透明性以及因此还有在产品组中的分类，例如卡纸板-非常不透明-大的草分数。在此处显示的实例中，该纤维材料组合物可包含以不同分数添加到该纤维材料组合物中的纸浆、草类纤维(草)、废纸和材料残余物。进一步显示的是，当加工该纤维材料时，时间、水的量以及还有水温对该纤维材料组合物的特性尤其是不透明性具有直接影响。在研磨过程中的加工时间随着甜草和/或莎草部分的增加而增加的情况下，在研磨过程中可能发生重大的变化。示意性不同的组列出在一系列产品中，这些产品是通过对应的特定应用和进一步加工的要求分布图确定的。
例如，常规的草甸、草坪(运动草地、私人家庭、城市和社区)-下文仅称为草-可以用来生产草纸。在这种情况下，可以使用属于“甜草样”目(禾本目(Poales))或“莎草样”(莎草科(Cyperaceae))的多种草，其中对于亚科莎草亚科(Cyperoidorae)例如像香附(cocograsses)和紙莎草(papyrus)，可适用某些限制。对于这些草，在进一步加工过程中必须进行额外去皮。这可能将是是(耗能)昂贵的。
当使用普通草甸草时，可以一起共同加工存在于草甸上的叶子，而没有任何问题。为了更好地进一步加工、储存和更有效的运输，可以将草干燥(干草)，去除杂质以及粉碎。例如，压紧，比如制粒在此处也是有用的。然后，将草加入，而不需要另外加工成处于例如10％的混合比的材料悬浮液或置于水中。其他添加剂可以是新鲜纤维浆或还有二级纤维，例如像团块(lumps)或废纸。也可以将这些添加剂进行组合。
可以增加纤维材料组分的比率，直至99％的草纤维分数。草的分数越高，则该原料相比于常规纸张在生产中的能量费用越低。除其他之外，由于草的天然颜色，该材料实现了高的不透明性。由于高的不透明性，该纸张的使用者可以使用更轻的(每平方米)克重，而不提供半透明性。为了确保宽领域的应用，如果需要，可以例如通过对团块(mass)涂漆或者通过胶粘向该材料添加颜色。于是可以获得与市场要求一致的白色部分。通过使用轧光机，可以如所需要使表面更光滑。
实验1：
在这个系列的测试中，使用了干含量在75％和85％之间的干草。将其进行初步清洁，使得它不含例如像土壤之类的杂质。然后，使其缩短为三分之一的长度(大约20cm)，之后用大约15度的温水洗出，并在过滤器中绞出。这个程序重复三次，并且在每种情况下将一定量的绿色着色洗出。将相应地清洁的干草添加到保持湿润的荷兰式打浆机中。还加入新鲜的纤维浆、废纸(具有1.9倍体积的120g/m2天然纸)和佐剂。在第二批中，另外加入填充剂，目的在于看出这对于表面和白度有什么影响。在荷兰式打浆机中悬浮二十二分钟之后，完成材料制备，并产生了测试用纸样(test sheet)。用这些测试用纸样进行打印测试，以便检查可能缺乏的白度是否能够借助于例如白色胶版印刷得以改进。这也是成功的。
实验2：
在这个系列的测试中使用了来自草甸草的干草。将其用空气进行清洁，由此使其不含例如像土壤和尘土之类的杂质，然后借助于切割装置减少至大约其长度的十分之一(大约6cm)。将这种缩短的干草保持干燥加到荷兰式打浆机中。还加入新鲜的纤维浆、废纸和两种不同的佐剂，特别是为了获得更好的表面。在悬浮大约30分钟之后，完成材料制备。借助于圆筛产生了大致70x 100cm的纸张。将这些纸张各自在干燥筒上的毡垫圈上传送并且干燥至大约35％的残留水分。因而在这个测试中产生了具有(每平方米)克重大约200g/m2或大约110g/m2的纸。体积大约为1.3g/cm3。因而产生的纸显示出在顶面和底面上的不同光滑度值，其中网侧比顶部更光滑。对于这种以机械方式产生的材料，在四色胶版印刷机上进行了打印测试。在这里测试了四色基调，一次具有先前应用的白色胶版印刷，另一次则没有。两种变体都是绝对成功的。
实验3：
为了获得均匀良好的光滑度，进行了另一个测试。将来自实验2的纸轧光为具有大约40％的残留水分，其中该轧光机仅以该轧光机的自身重量的压力起作用。在这种处理之后，该纸仅仅具有大约1.1g/cm3的体积。在这个系列的测试过程中产生了具有大约90g/m2和120g/m2重量的纸。为了检查另外的加工变体，借助于数字打印机(OKI C 3200)、HP激光打印机和兄弟(Brother)喷墨打印机成功完成了打印测试，并且借助于Planotigel完成冲压(punch)和轧槽(groove)测试。
在表1和表2中比较了来自实验2和实验3的纸的性能特点。这里的值涉及来自实验2的样品1和来自实验3的样品2。除了绝对值之外，表1还给出了性能特点的变化，其中如所预期的，该纸的厚度和透气性由于轧光而下降，并且除了横向断裂力之外，有关拉伸的所有其他值甚至倾向于显著增加。
表2显示了两种被研究的纸的光学测量值，其中除了显著着色之外，可鉴定出几乎100％的非常高的不透明值。
如下在23℃和50％的空气湿度的正常条件下确定了这些测量值：
-根据本森(Bendtsen)：DIN-53108(纸张测试)的透气性，测量装置：高克尔公司(Gockel&Co.)的型号6，测试面积：具有267g的测量头重量的31.5mm，测量值：毫升空气/每分钟，测量设置：1.5kPa(稳压器(Manostat)150mm)的过剩压力；
-布瑞克特·伊姆赛特(Brecht-Imset)撕裂强度：DIN 53115，测量装置：卡尔·法兰克(Karl Frank)，测量值：表示为mJ/N的撕裂强度；
-断裂载荷和拉伸：ISO 527-1，在10mm/min拉伸速率时的100mm夹持长度，测量装置：兹维克/罗尔(Zwick/Roell)ZMART.PRO测量值：表示为N的断裂载荷和表示为％的拉伸(相对于100mm)，在可逆范围中的弹性模量[N/mm2]；
-根据ISO 536的每单位面积重量[g/m2]，测量值：测定的DIN-A4纸张的重量，测定DIN A4纸张的面积；
-根据ISO 534表示为μm的厚度，测量装置：莱曼(Lehmann)LDAL-03，测量值：表示为μm的厚度。
实验4：
在另一个实验中，研究了用于在杂志纸和瓦楞纸中使用的纤维材料系统的适用性。借助于在造纸机上的这些实验证明了使用所述质量的草的基本可行性。为了进一步加工和精制实验，对于各纸质，制造了每个大约100m的具有不同(每平方米)克重的三个卷。
使用的纤维材料，杂志纸：14％的长纤维(云杉/松树)/施滕达尔(Stendal)ECF(默瑟公司(Mercer))、33％的短纤维(桉树)/臣尼布拉公司(Cenibra)、3％CTMP(云杉/松树)/瓦格吕德(Waggeryd)CTMP、50％的草。此处的草为常规切割为用于草料的德国南方的草甸草，将其在空气中干燥至大约8％的残留水分。
添加剂(相对于纤维材料)：1％淀粉/嘉吉(Cargill)35844、0.8％AKD/阿克苏·诺贝尔(Akzo Nobel)EKA DR 28 HF(在实验6-10中0.5％)、0.025％PAM/巴斯夫(BASF)-帕科尔(Percol)540
材料的制备：以5％的材料密度、990rpm的打浆机旋转速度经过15分钟的时间进行纤维分离。以4％的材料密度、60°的切削角、0.7Ws/m的边缘荷载、和150kWh/t的研磨能量进行研磨。在研磨为32°的SR值之后，达到了脱水阻力。
使用的纤维材料：包含大约50％的AP级别1.02/50％的AP级别1.04、50％草的瓦楞纸。此处的草也为常规切割为用于草料的德国南方的草甸草，将其在空气中干燥至大约8％的残留水分。
添加剂(相对于纤维材料)：1％的淀粉/嘉吉(Cargill)35844、0.025％的PAM/巴斯夫(BASF)-帕科尔(Percol)540
材料的制备：以5％的材料密度、990rpm的打浆机旋转速度经过15分钟的时间进行纤维分离。
此外，在上述材料组合物中使用的草制备如下：
将草以10％的材料密度、990rpm的打浆机旋转速度经过20分钟的时间进行纤维分离。这之后为以2200rpm的旋转速度经过5分钟的时间进行碎解。以8％的材料密度、60°的切削角、0.7Ws/m的边缘荷载、和25kWh/t的研磨能量对该草进行研磨。在此之后，该纤维材料具有测量为52°的SR值的脱水阻力。
图2显示了在这个实验中使用的材料系统的纤维长度级别的纤维长度分布并且与其他普通纤维材料系统相比较。将此处的纤维长度级别-加权的长度绘制在x轴上，并且将纤维长度级别中的百分比分数绘制在y上。曲线1显示了在纤维分离之后秸杆的纤维长度分布，曲线2显示了在5分钟之后的纤维长度分布，曲线3显示了桉树的短纤维浆，曲线4显示了具有52°SR的脱水阻力的草，并且曲线5显示了具有49°SR的脱水阻力的草。
在此显示的是，在4和5中使用的两种草纤维材料相比于其他纤维材料系统具有更均一的纤维长度分布，因为并不那么严格地定义在0.2-0.5mm或0.5-1.2mm的长度级别中的主要重点。
在可比较的条件下，从相应的材料系统制造了具有用于杂志纸的在40g/m2和80g/m2之间的以及对于瓦楞纸板生产线的在90g/m2和250g/m2之间的不同(每平方米)克重的纸卷或纸张。
图3到6显示了从上述纤维材料系统制造的相应杂志纸的属性值。图3显示了对于纤维素/草纤维材料系统31和纯的纤维素纤维系统32的作为表示为g/m2的面积相关质量(x轴)的函数的表示为cm3/g的比体积(y轴)的演化。图4显示了作为表示为g/m2的面积相关质量(x轴)的函数的表示为％的纵向41和横向42断裂伸长(y轴)。图5显示了作为表示为g/m2的面积相关质量(x轴)的函数的纵向51和横向52抗拉强度指标(y轴)，并且图6显示了作为表示为g/m2的面积相关质量(x轴)的函数的表示为J/g的纵向41和横向42能量吸收能力(y轴)。
图7到9显示了从上述纤维材料系统制造的相应瓦楞板衬垫的属性值。图7显示了对于衬垫/草纤维材料系统71和纯的衬垫纤维材料系统72的作为表示为g/m2的面积相关质量(x轴)的函数的表示为cm3/g的比体积(y轴)的演化。图8显示了作为表示为g/m2的面积相关质量(x轴)的函数的表示为kPa的(缪伦(Mullen))耐破指数(y轴)，并且图9显示了作为表示为g/m2的面积相关质量(x轴)的函数的纵向91和横向92抗压强度(y轴)。
纤维长度研究的结果和纤维长度分布显示出与纤维材料(例如像包含秸杆的纤维材料系统)的相似性。该纤维材料具有较大的纤维直径和高的纤维壁厚。尤其是对于低重量/单位面积，这具有增加纸的体积的作用。对于杂志纸的抗拉强度大致处于不含木的未上色的纸的水平，其包含100％的短纤维纤维素，具有大约20％的填充剂。对于衬垫的测量强度也处于良好的基础水平，其中较高的体积对于刚度性能具有有益作用。

Claims (7)

1.用于生产纤维材料组合物的方法，该方法包括以下步骤：
a)收获具有75％至85％的干重的干燥的甜草和/或莎草和/或海草和/或海藻；
b)单独地或以组合方式、机械地或用空气洗涤而将该干燥的甜草和/或莎草和/或海草和/或海藻清洁；
c)将该干燥的甜草和/或莎草和/或海草和/或海藻切割成在100mm和0.1mm之间的预定义长度；
d)将该甜草和/或莎草和/或海草和/或海藻原纤化研磨；
e)单独地或以组合方式任选地至少部分地干燥该甜草和/或莎草和/或海草和/或海藻；
f)单独地或以组合方式将该甜草和/或莎草和/或海草和/或海藻制粒；
g)将该甜草和/或莎草和/或海草和/或海藻悬浮在水中；
h)将预定义分数的新鲜纤维和/或废纸和佐剂、或者单独的佐剂添加到该悬浮液中，从而提供用于进一步加工的终末组合物，所述佐剂选自下组，该组由以下组成：助留剂、脱水佐剂、湿增强剂和干增强剂、填充剂、色素、粘合剂组分、油漆组分、消泡剂、脱气剂、杀生物剂、酶、抗氧化剂、防腐剂、漂白剂、光学增白剂、杂质捕集剂、沉淀剂、胶粘剂、树脂、固定剂、湿润剂、pH调节剂、交联剂、粘度调节剂及其组合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于
在添加新鲜纤维和/或废纸之后将纤维材料研磨。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于
以切割和/或原纤化方式，在添加新鲜纤维和/或废纸之后将纤维材料研磨。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于
单独地或以组合方式将该干燥的甜草和/或莎草和/或海草和/或海藻切割成在50mm和1mm之间的长度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于
单独地或以组合方式将该干燥的甜草和/或莎草和/或海草和/或海藻切割成在10mm和1mm之间的长度。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法生产的纤维材料组合物用于生产卡片、纤维板及它们的组合的用途。
7.根据权利要求1到5中任一项所述的方法生产的纤维材料组合物用于生产纸张、纸板、打印基体、隔离或绝缘材料、填充材料及它们的组合的用途。
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