本發(fā)明屬于造紙領(lǐng)域，具體涉及一種纖維漿粕的制備方法及其制備的纖維漿粕。

背景技術(shù)：
造紙工業(yè)中，在紙張成形前，都須利用物理方法處理紙漿纖維，使得纖維形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如使其變形、壓潰、帚化分絲等，從而使?jié){料性能適應(yīng)紙機(jī)的生產(chǎn)要求和紙張的預(yù)期質(zhì)量要求。這種使纖維受到摩擦、剪切和壓潰等作用的操作過程稱為打漿。目前造紙工業(yè)中使用的纖維原料種類眾多，對于某些具有原纖化結(jié)構(gòu)的纖維原料而言，打漿過程中也伴隨著原纖化過程的發(fā)生，即在外力作用下纖維主體形成更加細(xì)小的原纖的過程，具體表現(xiàn)在纖維皮層剝落、結(jié)構(gòu)疏松、軸向劈裂、解離等變化。打漿是實現(xiàn)纖維原纖化的物理方法，具體操作為將短切纖維在水中分散后再通過各種打漿設(shè)備對其進(jìn)行機(jī)械叩解和研磨，使得纖維表面產(chǎn)生大量微纖狀毛羽而形成高度原纖化的漿粕。原纖化纖維的制漿方式在發(fā)展過程中也不斷被改進(jìn)，這些改進(jìn)主要集中在預(yù)處理、切絲工藝、原纖化設(shè)備改進(jìn)和混合打漿方式等方面。如美國發(fā)明專利(專利號US4472241，公開日1984年9月18日)就提到了有關(guān)盤磨的齒形特點對制漿效果的影響。中國發(fā)明專利申請(公開號CN101381898A，公開日2009年3月11日)公開了通過調(diào)節(jié)預(yù)處理劑、預(yù)處理條件及磨漿工藝來提高打漿效率的方法?；旌洗驖{技術(shù)可以在一定程度上節(jié)約能耗，但目前文獻(xiàn)中提及的混合打漿大多著眼于不同纖維原料之間的混合，如專利號US5094913的美國發(fā)明專利(公開日1992年3月10日)中公開了使用間位芳綸和對位芳綸混合打漿或者是芳綸纖維和其他合成纖維混合打漿。對于單一種類的纖維原料打漿，仍沒有既便捷又節(jié)能的優(yōu)化方法。另外，上述改進(jìn)措施仍然沒有解決原纖化漿粕的制備過程中存在的纖維長度分布不可控、纖維長度和打漿度不可同時兼顧等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明的一個目的在于提供一種纖維漿粕的制備方法，尤其是原纖化纖維漿粕的制備方法。該方法可以加速纖維的變形，提高打漿效率，從而降低打漿能耗。該方法還可以靈活控制纖維長度及長度分布，滿足不同紙張的性能要求。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：一種纖維漿粕的制備方法，包括二種以上化學(xué)組成相同、長徑比不同的纖維，以任意比例混合，在打漿設(shè)備中進(jìn)行打漿。本發(fā)明所述制備方法，優(yōu)選三種以上化學(xué)組成相同、長徑比不同的纖維以任意比例混合，在打漿設(shè)備中進(jìn)行打漿。本發(fā)明所述制備方法，更優(yōu)選為三種化學(xué)組成相同、長徑比不同的纖維以任意比例混合，在打漿設(shè)備中進(jìn)行打漿。優(yōu)選的，所述纖維的長徑比分布范圍為1000～3000，以及選自500～1000和100～500中的至少一種。更優(yōu)選的，所述纖維的長徑比分布范圍為1300～2300,以及選自600～800和300～500中的至少一種。優(yōu)選的，以所述纖維的總絕干重量為基準(zhǔn)，三種長徑比的纖維的重量百分比分別為：長徑比1000～3000的纖維10～30％，長徑比500～1000的纖維40～70％，長徑比100～500的纖維20～30％。更優(yōu)選的，以所述纖維的總絕干重量為基準(zhǔn)，三種長徑比的纖維的重量百分比分別為：長徑比1300～2300的纖維10～25％，長徑比600～800的纖維50～65％，長徑比300～500的纖維20～25％。優(yōu)選的，本發(fā)明所述纖維選自短切纖維、能夠分絲帚化的天然纖維或能夠分絲帚化的人造纖維；更優(yōu)選的，所述纖維選自短切纖維。優(yōu)選的，本發(fā)明所述短切纖維為具有原纖化結(jié)構(gòu)的短切纖維；更優(yōu)選自聚對苯二甲酰對苯二胺纖維、聚對苯撐苯并二噁唑纖維或天絲纖維。本發(fā)明所述的制備方法，所述打漿設(shè)備優(yōu)選自槽式打漿機(jī)、盤磨機(jī)、PFI磨中的一種或多種；進(jìn)一步優(yōu)選的，采用槽式打漿機(jī)，在漿料固體重量百分濃度0.5～5％、掛刀負(fù)荷1～10kg、打漿時間2～24h的條件下打漿；或采用盤磨機(jī)，在漿料固體重量百分濃度5～30％、磨漿間隙0.05～0.8mm、磨漿次數(shù)50～200的條件下打漿；或采用PFI磨，在漿料固體重量百分濃度5～30％、打漿間隙0.1～0.5mm、打漿轉(zhuǎn)數(shù)1000～10000的條件下打漿。本發(fā)明所述的制備方法，還包括采用預(yù)處理劑對混合后的短切纖維進(jìn)行預(yù)處理。優(yōu)選的，所述預(yù)處理劑選自硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉、氯磺酸、氟磺酸、多聚磷酸和高錳酸鉀中的一種或多種。本發(fā)明的另一目的在于提供一種纖維漿粕，原料纖維由二種以上化學(xué)組成相同、長徑比不同的纖維以任意比例混合構(gòu)成，通過上述制備方法制備得到。本發(fā)明還有一個目的在于提供一種原纖化纖維漿粕，打漿度為25～90°SR，保水值130～450％，重均長度0.5～1.5mm；由原料纖維在打漿設(shè)備中打漿得到；其中原料纖維由三種以上化學(xué)組成相同、長徑比不同的具有原纖化結(jié)構(gòu)的短切纖維以任意比例混合構(gòu)成。優(yōu)選的，所述具有原纖化結(jié)構(gòu)的短切纖維選自聚對苯二甲酰對苯二胺纖維、聚對苯撐苯并二噁唑纖維或天絲纖維。優(yōu)選的，所述打漿設(shè)備選自槽式打漿機(jī)、盤磨機(jī)、PFI磨中的一種或幾種；更優(yōu)選的，采用槽式打漿機(jī)，在漿料固體重量百分濃度0.5～5％、掛刀負(fù)荷1～10kg、打漿時間2～24h的條件下打漿；或采用盤磨機(jī)，在漿料固體重量百分濃度5～30％、磨漿間隙0.05～0.8mm、磨漿次數(shù)50～200的條件下打漿；或采用PFI磨，在漿料固體重量百分濃度5～30％、打漿間隙0.1～0.5mm、打漿轉(zhuǎn)數(shù)1000～10000的條件下打漿。優(yōu)選的，所述原纖化纖維漿粕，原料纖維由三種長徑比不同的所述具有原纖化結(jié)構(gòu)的短切纖維構(gòu)成；其中三種長徑比分布范圍為1000～3000，500～1000，100～500。更優(yōu)選的，所述原纖化纖維漿粕，原料纖維由三種長徑比不同的所述具有原纖化結(jié)構(gòu)的短切纖維構(gòu)成；其中三種長徑比分布范圍為1300～2300,600～800,300～500優(yōu)選的，所述原纖化纖維漿粕，以所述具有原纖化結(jié)構(gòu)的短切纖維的總絕干重量為基準(zhǔn)，三種長徑比的短切纖維的重量百分比分別為：長徑比1000～3000的短切纖維10～30％，長徑比500～1000的短切纖維40～70％，長徑比100～500的短切纖維20～30％。更優(yōu)選的，所述原纖化纖維漿粕，以所述具有原纖化結(jié)構(gòu)的短切纖維的總絕干重量為基準(zhǔn)，三種長徑比的短切纖維的重量百分比分別為：長徑比1300～2300的纖維10～25％，長徑比600～800的纖維50～65％，長徑比300～500的纖維20～25％。纖維漿粕通常要求保持較大長度的同時充分細(xì)纖維化或原纖化，從而具有較大的比表面積。本發(fā)明所述纖維漿粕的制備方法，解決了如何以單一化學(xué)組成的纖維為原料，高效、節(jié)能地制備纖維漿粕的問題。本發(fā)明所述制備方法，適用于短切纖維、能夠分絲帚化的天然纖維或能夠分絲帚化的人造纖維，尤其適用于短切纖維，更特別適用于具有原纖化結(jié)構(gòu)的短切纖維。如果僅采用一種長徑比數(shù)值較大，如1000～3000的短切纖維，則在打漿過程中，纖維容易在外力和相互作用下發(fā)生纏結(jié)，形成漿團(tuán)，進(jìn)而影響漿粕質(zhì)量。如果僅采用一種長徑比數(shù)值較小，如100～500的短切纖維，則漿粕整體纖維長度小，不能滿足后續(xù)紙頁的力學(xué)性能。本發(fā)明將不同長徑比的短切纖維混合打漿，長徑比較大的纖維可以在打漿前期增加摩擦，使得纖維在柔和的外力作用下仍可提前發(fā)生原纖化，從而提高了打漿效率、降低了打漿能耗；長徑比較小的纖維可以避免長徑比大的纖維間的纏結(jié)，使?jié){粕中纖維更均勻。此外，本發(fā)明所述制備方法的優(yōu)點還在于可以通過調(diào)整各種長徑比纖維的比例來靈活控制所制得漿粕中的纖維長度分布。通過下述實驗，優(yōu)化出本發(fā)明所述的纖維漿粕的制備方法。實驗1不同長徑比纖維的原纖化過程試驗方法：對直徑均為10μm、長度不同(1mm、3mm、5mm、7mm、10mm、12mm)的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維用盤磨在相同打漿工藝(漿濃10％，磨漿間隙0.1mm)下進(jìn)行打漿，測試不同磨漿次數(shù)下每種纖維的微觀形態(tài)(SEM)和打漿度變化。實驗結(jié)果：見表1。表1實驗例1結(jié)果由上表可以看出，當(dāng)纖維的長度在1～3mm(長徑比在100～300)時，纖維原纖化的進(jìn)度很緩，而當(dāng)纖維的長度在10～12mm(長徑比在1000～1200)時，雖然其在打漿初期原纖化進(jìn)程快于長度在5～7mm(長徑比在500～700)的纖維，但在打漿后期，其原纖化進(jìn)程減緩。觀察掃描電鏡可以發(fā)現(xiàn)，長度在10～12mm(長徑比在1000～1200)的纖維在打漿過程中部分發(fā)生纏結(jié)，并且長度12mm的纖維發(fā)生纏結(jié)多于長度為10mm的纖維。因此，長徑比不同的纖維，在打漿過程中的表現(xiàn)不同。長徑比數(shù)值較小的纖維，原纖化進(jìn)展緩慢；長徑比數(shù)值較大的纖維，原纖化進(jìn)程先快后緩，且出現(xiàn)纖維的纏結(jié)。實驗2不同長徑比纖維的重量配比對原纖化的影響試驗方法：對直徑均為10μm、長度不同(1mm、5mm、10mm)的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維按不同質(zhì)量比用盤磨在相同打漿工藝(漿濃10％，磨漿間隙0.1mm)下進(jìn)行打漿，測試不同磨漿次數(shù)下各配比纖維的打漿度變化。實驗結(jié)果：見表2。表2實驗例2結(jié)果由上表可以看出，當(dāng)長徑比1000(纖維長度10mm)的纖維未加入時，打漿前期纖維原纖化的進(jìn)度很緩慢。隨著長徑比1000的纖維的加入，纖維原纖化進(jìn)程顯著加快。但長徑比1000纖維的加入量大于30％時，由掃描電鏡可觀察到纖維發(fā)生纏結(jié)的現(xiàn)象大量加劇。因此，長徑比數(shù)值較大的纖維(長徑比>1000)的存在，對纖維原纖化進(jìn)程有顯著的影響，其是本發(fā)明所述纖維漿粕制備方法中，必要的纖維原料之一。但是所述長徑比數(shù)值較大的纖維的重量百分比應(yīng)當(dāng)小于30％，否則纖維在打漿過程中會發(fā)生纏結(jié)。另外，即使都含有長徑比數(shù)值較大的纖維，三種長徑比纖維的配方，纖維原纖化進(jìn)程以及最后的原纖化程度都好于兩種長徑比纖維的配方。附圖說明以下，結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方案，其中：圖1顯示的是實施例1打漿初期和末期纖維的電鏡照片，其中1a顯示的是打漿0.5h時的纖維電鏡照片，1b顯示的是打漿4.5h時的纖維電鏡照片。具體實施方式以下參照具體的實施例來說明本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明，其不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的藥材原料、試劑材料等，如無特殊說明，均為市售購買產(chǎn)品。實施例1一種原纖化聚對苯二甲酰對苯二胺纖維漿粕原料纖維由三種長徑比的聚對苯二甲酰對苯二胺短切纖維(國產(chǎn))組成為，具體為：(1)纖維A：長9mm，直徑6μm，長徑比1500，重量百分比25％；(2)纖維B：長8mm，直徑10μm，長徑比800，重量百分比50％；(3)纖維C：長6mm，直徑12μm，長徑比500，重量百分比25％。通過如下方法制備：(1)測試每種短切纖維原料的干度；(2)按照重量百分比稱取纖維A，B和C，混合，總絕干重量100g；(3)將混合的短切纖維與10kg水混合；(4)采用槽式打漿機(jī)進(jìn)行打漿，打漿工藝為：固體重量百分比濃度0.99％，掛刀負(fù)荷5kg，打漿時間5h，即得目標(biāo)產(chǎn)品。本實施例所制得的原纖化聚對苯二甲酰對苯二胺漿粕具有以下性能：打漿度32°SR、保水值170.9％、重均長度0.98mm。打漿0.5h和打漿5h時，分別取漿粕在500倍電鏡下觀察纖維的形態(tài)。纖維的電鏡照片見圖1a和1b。圖1a顯示，聚對苯二甲酰對苯二胺短切纖維僅在表面有少量分絲，纖維整體仍然保持直棒狀形態(tài)。圖1b顯示，經(jīng)過不同長徑比的纖維混合打漿后，纖維呈膜狀或纖條狀。說明短切纖維原纖化完全。實施例2一種原纖化天絲纖維漿粕原料纖維由三種長徑比的天絲短切纖維(國產(chǎn))組成為，具體為：(1)纖維A：長8mm，直徑6μm，長徑比1333，重量百分比20％；(2)纖維B：長6mm，直徑8μm，長徑比750，重量百分比60％；(3)纖維C：長6mm，直徑13μm，長徑比462，重量百分比20％。通過如下方法制備：(1)測試每種短切纖維原料的干度；(2)按照重量配比稱取纖維A，B和C，混合，總絕干重量1kg；(3)將混合的短切纖維與4kg水混合；(4)采用盤磨機(jī)進(jìn)行打漿，打漿工藝為：固體重量百分比濃度20％，磨漿間隙0.1mm，磨漿次數(shù)80次，得到目標(biāo)產(chǎn)品。本實施例制得的原纖化天絲纖維漿粕具有以下性能：打漿度46°SR、保水值230.6％、重均長度0.77mm實施例3一種原纖化聚對苯撐苯并二噁唑纖維(PBO)漿粕原料纖維由三種長徑比的PBO短切纖維(國產(chǎn))組成為，具體為：(1)纖維A：長12mm，直徑6μm，長徑比2000，重量百分比10％；(2)纖維B：長6mm，直徑10μm，長徑比600，重量百分比65％；(3)纖維C：長4mm，直徑12μm，長徑比333，重量百分比20％。通過如下方法制備：(1)測試每種短切纖維原料的干度；(2)按照重量配比稱取纖維A，B和C，混合，總絕干重量0.2kg；(3)將混合的短切纖維與3.8kg水混合；(4)采用PFI磨進(jìn)行打漿，打漿工藝為：固體重量百分比濃度5％，磨漿間隙0.5mm，磨漿10000轉(zhuǎn)，得到目標(biāo)產(chǎn)品。本實施例制得的原纖化PBO漿粕具有以下性能：打漿度37°SR、保水值212.5％、重均長度0.89mm實施例4一種棉纖維漿粕原料纖維由三種長徑比范圍的棉纖維(國產(chǎn))組成為，具體為：(1)纖維A：長45±2mm，直徑12±1μm，長徑比3300～4000，重量百分比25％；(2)纖維B：長33±2mm，直徑12±1μm，長徑比2400～3200，重量百分比55％；(3)纖維C：長23±2mm，直徑12±1μm，長徑比1600～2300，重量百分比20％。通過如下方法制備：(1)測試每種短切纖維原料的干度；(2)按照重量配比稱取纖維A，B和C，混合，總絕干重量1kg；(3)將混合的短切纖維與9kg水混合；(4)采用盤磨機(jī)進(jìn)行打漿，打漿工藝為：固體重量百分比濃度10％，磨漿間隙0.1mm，磨漿次數(shù)50次，得到目標(biāo)產(chǎn)品。本實施例制得的棉纖維漿粕具有以下性能：打漿度36°SR、保水值110.5％、重均長度1.18mm。對比例1纖維長徑比組成對原纖化聚對苯二甲酰對苯二胺纖維漿粕漿粕性能的影響原料纖維(聚對苯二甲酰對苯二胺纖維(國產(chǎn)))組成：方案1：(1)纖維A：，長9mm，直徑6μm，長徑比1500，重量百分比23％；(2)纖維B：長8mm，直徑10μm，長徑比800，重量百分比54％；(3)纖維C：長6mm，直徑12μm，長徑比500，重量百分比23％。方案2：纖維A，長9mm，直徑6μm，長徑比1500，重量百分比100％；方案3：纖維B，長8mm，直徑10μm，長徑比800，重量百分比100％；方案4：纖維C，長6mm，直徑12μm，長徑比500，重量百分比100％。上述四種方案均采用以下制備流程：(1)測定各種短切纖維的干度；(2)按照重量百分比稱取各種纖維，混合(如需要)，總絕干重量為100g；(3)將原料短切纖維與10kg水混合；(4)采用槽式打漿機(jī)進(jìn)行打漿，打漿工藝為：固體重量百分比濃度0.99％，掛刀負(fù)荷5kg，打漿時間5h，即得目標(biāo)產(chǎn)品。四種方案制得的原纖化漿粕的性能見表3。表3四種方案的原纖化漿粕性能方案號打漿度/°SR保水值/％重均長度/mm扭結(jié)指數(shù)/1/m132170.90.98586.8229161.30.87758.9330155.50.67613.2426150.20.53557.4由表3可以看出：(1)方案1得到的原纖化漿粕的打漿度、保水值、重均長度均高于其它三種方案，扭結(jié)指數(shù)小于方案2和3。說明方案1得到的漿粕性能優(yōu)于其它方案的漿粕。(2)方案2原料的平均長度雖然大于方案1，但由于大量長纖維在打漿過程中互相纏結(jié)，所得到的漿粕的重均長度略小于方案1，且方案2得到的漿粕的扭結(jié)指數(shù)遠(yuǎn)高于方案1，纖維纏結(jié)后不利于纖維之間的搭接，且容易在紙頁成形過程中形成漿團(tuán)，影響紙頁均一性和力學(xué)性能。(3)方案3得到的漿粕的保水值與方案1相差較大，可見方案1相比方案3纖維間的摩擦較大，有利于原纖的形成和漿粕比表面積的增大。(4)方案4得到的漿粕的重均長度遠(yuǎn)小于方案1，不利于紙頁的力學(xué)性能。結(jié)論：方案1體現(xiàn)的混合長徑比的纖維組成配方，明顯優(yōu)于單一長徑比的纖維組方，其所制備得到的漿粕能夠更好地滿足后續(xù)造紙工藝的要求，有利于提高紙張性能。以上對本發(fā)明具體實施方式的描述并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明做出各種改變或變形，只要不脫離本發(fā)明的精神，均應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的范圍。