多層紙板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] -種包括纖維素纖維的化學(xué)漿和機械漿的多層紙板。
【背景技術(shù)】
[0002] 存在大量使用紙板的應(yīng)用。所有這些應(yīng)用對于紙板具有它們自己的具體要求，因 此，根據(jù)預(yù)定的最終用途，紙板的性質(zhì)必然有所不同。
[0003] 在快速運行的自動機械上轉(zhuǎn)換（例如，涂覆、印刷、切割、折和疊）成包裝的紙板必 須具有所需的強度，從而經(jīng)受住在轉(zhuǎn)換期間產(chǎn)生的應(yīng)變和應(yīng)力。紙板還必須具有高抗彎曲 性，從而不僅在轉(zhuǎn)換期間能實現(xiàn)良好的運行能力，而且對于所需的包裝性能也是至關(guān)重要 的。對于保存期限長的產(chǎn)品，包裝還必須具有良好的對光、氧氣和濕氣的阻隔性能。諸如平 整度和尺寸穩(wěn)定性的性質(zhì)在轉(zhuǎn)換期間也是重要的。
[0004] 可獲得的最高質(zhì)量的紙板完全由化學(xué)漿（例如，SBS(固體的漂白硫酸鹽））制備。 這樣的紙板具有非常良好的外觀，但是為了獲得所需的抗彎曲性，其需要具有高克重。這種 固體紙板通常用于例如香煙或液體瓶的包裝中。然而，由于較高的材料成本，由這種紙板制 備的包裝較不合算。并非所有的應(yīng)用都需要這種突出的質(zhì)量，因此，已開發(fā)了具有不同質(zhì)量 的其它紙板類型。
[0005] 紙板通常包括1-5層（板層）。待轉(zhuǎn)換的紙板通常包括超過一個板層。相較于單 層紙板，多層紙板通常顯示出較高的抗彎曲指數(shù)。由三個或更多個板層組成的紙板包括面 層和背層以及一個或多個中間層。
[0006] 化學(xué)漿常常用于紙板的面層和背層中，以提供具有強度和良好印刷性能的紙板。 在本領(lǐng)域中，面層和背層通常包括大量的軟木纖維，這是因為認為這有助于增加強度和抗 彎曲性。得自軟木的纖維長于得自硬木的纖維，因此得自軟木的纖維提供了優(yōu)于硬木的較 短纖維的內(nèi)部結(jié)合。
[0007] 紙板的中間層可以含有機械漿和/或化學(xué)漿。機械漿（如CTMP)是合乎期望的原 料，這是因為它與化學(xué)漿相比具有相對低的密度且可以以較低的成本制造。此外，機械漿具 有較高的得率，因而其具有較高的原料使用效率。在高質(zhì)量紙板中，軟木CTMP是最普遍的 用于中間層的機械漿，這是因為除了高的體積（bulk)之外，軟木CTMP還具有可以提供良好 的內(nèi)部結(jié)合的長纖維。通常，化學(xué)漿還與由于其高強度性能而作為增強劑的機械漿結(jié)合起 來用于中間層中。
[0008] 軟木CTMP由于其結(jié)合了高體積和高內(nèi)部結(jié)合的能力而成為高質(zhì)量紙板制造中的 主要原料。遺憾地是，高質(zhì)量軟木僅可在世界上有限的地區(qū)中獲得，相對于全球?qū)Ω哔|(zhì)量紙 板的需求，在紙板制造中可獲得的軟木CTMP供應(yīng)是不夠的。在本領(lǐng)域中，已嘗試增加在紙 板中的硬木量。
[0009] 專利說明書W02006084883披露了具有包括高含量的硬木CTMP的中間層的高質(zhì)量 紙板。然而，中間層還包括少量的軟木漿，此外，外層包括軟木漿。
[0010] 專利說明書US2005257909涉及包括減少不期望氣味的物質(zhì)的紙板。一個實施例 提到，使用包括70 %漂白的硬木漿的配料來制造板層。
[0011] 然而，當(dāng)今普遍的想法是，為了實現(xiàn)可接受的內(nèi)部強度和抗彎曲性，在高質(zhì)量紙板 的制造中需要一定量的軟木漿。 【實用新型內(nèi)容】
[0012] 本實用新型披露了包括纖維素纖維漿的多層紙板，其中所述紙板的總纖維含量的 100%為硬木纖維。與普遍的想法相反，已令人驚訝地發(fā)現(xiàn)可制造與包括軟木漿的多層紙板 相比具有相當(dāng)?shù)膹姸?、較高的體積和較高的抗彎曲性的100%硬木漿的多層紙板。由于軟木 漿的獲取在世界的大部分地區(qū)是有限的，所以100%硬木漿的使用在經(jīng)濟上是有利的。此 外，在紙板中高含量的硬木漿改善了紙板的表面性能和光學(xué)性能。
[0013] 本實用新型的紙板顯示出：至少100J/m2的Scott結(jié)合值（Scott Bond value)和 至少5Nm6/kg3的抗彎曲指數(shù)。因此，紙板的強度性能與部分地包括軟木纖維的常規(guī)紙板的 那些強度性能相當(dāng)。
[0014] 優(yōu)選的是，多層紙板包括30wt% -70wt%的硬木CTMP和剩余重量百分數(shù)的硬木化 學(xué)漿，優(yōu)選牛皮紙漿，所有的百分數(shù)根據(jù)所述紙板的總纖維重量進行計算。這產(chǎn)生了具有高 強度、良好防護性能和高水平外觀的高質(zhì)量紙板。
[0015] 該紙板可以包括面層、背層和至少一個布置在所述面層和所述背層之間的中間 層。
[0016] 優(yōu)選的是，所述面層和背層包括超過90wt%、或超過95wt%、或甚至是100wt%的 硬木化學(xué)漿，根據(jù)所述面層和背層的總纖維重量計算得到。在面層和背層中的高含量的硬 木化學(xué)漿有助于良好的強度和亮度性能。
[0017] 中間層可以包括15wt% -25wt%的硬木牛皮紙漿和75wt% -90wt%的硬木CTMP， 根據(jù)所述中間層的總纖維重量計算得到。優(yōu)選的是，中間層包括80%的硬木CTMP和20% 的硬木牛皮紙漿。
[0018] 在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，背層由100%未經(jīng)漂白的硬木漿制備。已 顯示，未經(jīng)漂白的硬木漿的抗張剛度（tensile stiffness)顯著高于漂白的硬木漿的抗張 剛度。因此，未經(jīng)漂白的硬木漿的抗張剛度與漂白的軟木漿的抗張剛度幾乎相同。傳統(tǒng)上， 高用量的漂白的軟木漿被用于紙板產(chǎn)品（如用于液體包裝或食品包裝的紙板產(chǎn)品）的背層 中。然而，已發(fā)現(xiàn)當(dāng)在背層中改為使用未經(jīng)漂白的硬木漿時，強度性能得到提高，由此可以 制造具有可接受強度性能的由100%硬木漿制備的紙板產(chǎn)品。
[0019] 本實用新型紙板的板層中的至少一個，優(yōu)選中間層，可以包括干強度添加 劑（dry strength additives)，如淀粉和/或羧甲基纖維素（CMC)和/或納米原纖化 (nanofibrillated)或微原纖化（microfibrillated)的多糖。這提高了紙板的強度性能， 且使得硬木纖維的使用能夠達到100%。在一種優(yōu)選的實施方式中，至少一個板層包括至少 一種陽離子型聚合物（如陽離子型淀粉）和至少一種陰離子型聚合物（如陰離子型CMC)。 在后續(xù)步驟中所述陽離子型聚合物和陰離子型聚合物可以添加到形成所述層的配料中。這 甚至進一步地改善了所得紙板產(chǎn)品的強度。
[0020] 本實用新型包括以下內(nèi)容：
[0021] 實施方式1.包括面層、背層和至少一個布置在所述面層和所述背層之間的中間 層的多層高質(zhì)量紙板，其中所述紙板包含纖維素纖維的化學(xué)漿和機械漿，其中所述紙板由 硬木纖維制成。
[0022] 實施方式2.實施方式1的紙板，其中所述紙板顯示出：至少100J/m2的Scott結(jié) 合值和至少5Nm 6/kg3的抗彎曲指數(shù)（GM)。
[0023] 實施方式3.實施方式1-2的任一項的紙板，其中所述紙板包括硬木CTMP和硬木 化學(xué)漿。
[0024] 實施方式4.實施方式1的紙板，其中所述面層和背層由硬木化學(xué)漿制成。
[0025] 實施方式5.實施方式1的紙板，其中所述至少一個中間層包括硬木化學(xué)漿和硬木 CTMP0
[0026] 實施方式6.實施方式1的紙板，其中所述背層由未經(jīng)漂白的硬木漿制成。
[0027] 實施方式7.實施方式1-2的任一項的紙板，其中所述層中的至少一個包括干強度 添加劑，如陽離子型淀粉和/或陰離子型羧甲基纖維素（CMC)和/或納米原纖化多糖。
[0028] 實施方式8.實施方式7的紙板，其中所述層中的至少一個包括至少一種陰離子型 聚合物和至少一種陽離子型聚合物。
[0029] 實施方式9.用于承裝液體的紙板，其特征在于它由實施方式1-8的任一項的紙板 制備得到。
[0030] 實施方式10.用于承裝食品的紙板，其特征在于它由實施方式1-8的任一項的紙 板制備得到。
[0031] 本實用新型還包括以下內(nèi)容：
[0032] 實施方式1. 一種多層高質(zhì)量紙板，包括纖維素纖維的化學(xué)漿和機械漿，其中所述 紙板100%的總纖維含量為硬木纖維。
[0033] 實施方式2.實施方式1的紙板，其中所述紙板顯示出：至少100J/m2的Scott結(jié) 合值和至少5Nm 6/kg3的抗彎曲指數(shù)（GM)。
[0034] 實施方式3.實施方式1-2中任一項的紙板，其中所述紙板包括30wt % -70wt %的 硬木CTMP和剩余重量百分數(shù)的硬木化學(xué)漿，所有百分數(shù)根據(jù)所述紙板的總纖維重量計算。
[0035] 實施方式4.實施方式1-3中任一項的紙板，包括面層、背層和布置在所述面層和 所述背層之間的至少一個中間層。
[0036] 實施方式5.實施方式4的紙板，其中所述面層和背層包括95wt%，優(yōu)選lOOwt% 的硬木化學(xué)漿，根據(jù)所述面層和背層的總纖維重量計算得到。
[0037] 實施方式6.實施方式4-5中任一項的紙板，其中所述至少一個中間層包括 15wt% -25wt%的硬木化學(xué)衆(zhòng)和75wt% _90wt%的硬木CTMP，根據(jù)所述中間層的總纖維重 量計算得到。
[0038] 實施方式7.實施方式4-6中任一項的紙板，其中所述背層由IOOwt %的未經(jīng)漂白 的硬木漿制成。
[0039] 實施方式8.實施方式1-7中任一項的紙板，其中所述層中的至少一個包括干強度 添加劑。
[0040] 實施方式9.實施方式8的紙板，其中所述層中的至少一個包括至少一種陰離子型 聚合物和至少一種陽離子型聚合物。
[0041] 實施方式10.實施方式8的紙板，其中所述干強度添加劑包括陽離子型淀粉