[发明专利]纸产品的游离度

说明书

发明领域

本发明涉及新的纸浆精制方法。

发明背景

制造纸、纸巾(tissue)、纸板(board)或相关产品的纸浆(pulp)可由来自木材和其它来源(例如大麻、稻草、棉花)的纤维素获得。绝大多数原料为木纸浆，其可为软木原料或硬木原料。软木纤维来自带针的针叶树比如松树、云杉、高山冷杉、花旗松。硬木纤维来自各种类型的落叶树比如桦树、桉树和阿拉伯橡胶树。机械纸浆含有大部分原始木质素，而在化学纸浆中大部分木质素已被去除。

软木(SW)和硬木(HW)之间的区别差异是木材的个体纤维素纤维的长度、纤维的粗糙性和纤维的刚性/压溃性。

硬木和软木必须经受具体的机械处理(精制)以使木材转化为用于形成纸张网幅的纤维纸浆。纤维素纸浆悬浮液的纤维经机械处理以改变纤维的性质。将纤维素纸浆悬浮液加工成产品，所述产品与最初的纤维素纸浆悬浮液相比，具有增加的拉伸/撕裂强度性质、增加的游离度(Shopper-Riegler)值、增加的精细度和改进的纸/纸巾制造性质。增加的游离度值导致减小的纸/纸巾制造的脱水能力，这增加了干燥纸张所需的能量并会减慢造纸速度。另一方面，过低的游离度产生不够稳固的纸/纸巾。精制对化学纸浆和机械纸浆这两者的性质具有重要性。除脱水外，还应注意在精制过程期间能量消耗高。

通过用铁盐和过氧化氢处理纤维来调节纤维素纤维的化学方法已在WO 2005/028744中公开；Kraft软木纸浆的处理产生与硬木纤维相仿的纤维性质。

WO 2004/022842公开了在用果胶酶处理后精制机械纸浆的减小能量的方法，以生产具有特定游离度性质的纸浆。

EP 0458397公开了使用锰1，4，7-三甲基-1，4，7-三氮杂环壬烷(Me₃-TACN)络合物作为漂白和氧化催化剂，以及用于纺织品和纸浆漂白方法的用途。

美国申请2001/0025695A1，Patt等公开了使用1，2-双-(4，7-二甲基-1，4，7-三氮杂环壬-1-基)-乙烷(Me₄-DTNE)和Me₃-TACN的锰络合物的ClO₄^-和PF₆^-盐分别用于木浆去木质素和漂白。同时在使用包含Me₄-DTNE的锰化合物时，报道没有粘度损失或粘度损失小；在使用包含Me₃-TACN的锰化合物时粘度损失大得多。已知具有较低粘度的纤维素得到强度减小的纸张(Pulp Bleaching，Principle and Practice(纸浆漂白原理和实践)，C.W.Dence，D.W.Reeve编辑，Tappi，Atlanta，1996)。

WO 2007/125517公开了使用1，2-双-(4，7-二甲基-1，4，7-三氮杂环壬-1-基)-乙烷(Me₄-DTNE)和Me₃-TACN与缓冲剂和螯合剂用于漂白纤维素基质。

WO 2008/086937公开了使用1，2-双-(4，7-二甲基-1，4，7-三氮杂环壬-1-基)-乙烷(Me₄-DTNE)和Me₃-TACN用于漂白纤维素基质，同时保持pH恒定。

US 2002/0066542 A1描述了多齿配体的过渡金属(特别是钴)络合物，和这类化合物在去木质素和漂白方法中的用途。用包含Me₃-TACN的锰络合物进行的参比实验显示显著的粘度损失，而描述的其它化合物未显示显著的粘度变化。

期望提供允许纸/纸巾生产者使用具有较低水平游离度的精制过程的方法，所述方法产生和通过机械方法通常所提供的相同的纸浆强度性质。

发明概述

我们发现，用预先形成的氮杂环状分子的过渡金属络合物和过氧化氢处理纤维素纤维改进了精制这些纤维的效果。处理可在精制过程之前、期间或之后，通常在精制过程之前或期间进行。改进的精制性质可通过在相同机械能输入和相同的Shopper-Riegler值(SR)下增加的拉伸强度性质观察到。

另外，尽管在纸浆/纸领域内广泛承认纤维素粘度损失的明显减少对于造纸性质是不期望的，且包含Me₃-TACN的锰催化剂的使用产生显著的粘度损失，根据不同的研究，特别意外发现，这类催化剂的使用导致精制过程对于纤维性质的效果的改进。