一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法，屬于造紙【技術(shù)領(lǐng)域】。包括：1)將紙漿碎解、脫水，制成漿料；2)將填料制成填料懸浮液，并充分?jǐn)嚢?、分散?)將填料懸浮液與漿料混合，并加水稀釋至體系總固含量濃度為9％～12％，得到混合漿料；4)將混合漿料進(jìn)行磨漿至混合漿料的終打漿度為30～50°SR；5)首先將磨漿處理后的混合漿料稀釋至濃度為0.1％～0.3％，然后添加助留劑，最后將成型的濕紙頁(yè)壓榨、干燥。采用本發(fā)明方法制備的加填紙張，可在維持成紙強(qiáng)度性能不變的情況下，有效提高成紙的白度和光散射系數(shù)，達(dá)到改善光學(xué)性能的效果。
【專利說(shuō)明】一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于造紙【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了改善紙張光學(xué)性能和印刷適性，滿足紙張某些特殊性能要求，節(jié)約纖維原料降低生產(chǎn)成本，在紙張的生產(chǎn)中，一般均需要加入填料。不同紙種的加填量相差很大，少的在2%?3%，高的達(dá)到40%。由于一般填料的價(jià)格只有植物纖維價(jià)格的十分之一甚至更低，因此，在紙張中加入更多的填料，可以顯著降低紙張生產(chǎn)成本。造紙?zhí)盍戏N類較多，最常用的有重質(zhì)碳酸鈣，輕質(zhì)碳酸鈣，滑石粉，高嶺土等。對(duì)于白度和不透明度要求較高的紙張往往選用粒徑小，白度較高的填料，如二氧化鈦，沉淀碳酸鈣等，但這類填料要么成本高，要么對(duì)成紙強(qiáng)度有較大的負(fù)面影響。
[0003]成紙強(qiáng)度性能是選用填料時(shí)需要考慮的重要性能之一，通常填料在改善成紙光學(xué)性能的同時(shí)，會(huì)降低成紙強(qiáng)度性能，或者對(duì)成紙強(qiáng)度性能影響小的填料，紙張光學(xué)性能又較低，因此，工廠往往需要添加增強(qiáng)劑或者增白劑來(lái)達(dá)到改善或者平衡強(qiáng)度與光學(xué)性能的目的。但是，增加化學(xué)品一方面涉及到紙機(jī)濕部穩(wěn)定控制的問(wèn)題，另一方面又會(huì)增加成本，從而造成生產(chǎn)成本的提高。所以，開發(fā)新型加填技術(shù)或者新型填料成為了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究的熱點(diǎn)之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法，該方法能夠在保證成紙強(qiáng)度性能不變的情況下，有效改善加填紙的光學(xué)性能。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法，包括以下步驟:
[0007]I)紙漿的碎解:將紙漿碎解、脫水，制成濃度為20%?30%的漿料；
[0008]2)配制填料懸浮液:將填料配制成濃度為15%?20%的填料懸浮液，并充分?jǐn)嚢?、分散?br> [0009]3)配制混合漿料:將濃度為15 %?20 %的填料懸浮液與濃度為20 %?30 %的漿料按照絕干質(zhì)量比為(I?4):6的比例進(jìn)行混合，并加水稀釋至混合體系總固含量濃度為9%?12%，得到混合漿料；
[0010]4)磨漿:將混合漿料進(jìn)行磨漿至混合漿料的終打漿度為30?50° SR ；
[0011]5)抄造紙頁(yè):首先將磨漿處理后的混合漿料稀釋至濃度為0.1%?0.3%的漿料，其次在紙張抄造前向濃度為0.1%?0.3%的漿料中添加助留劑，混勻后進(jìn)行濕法抄造，最后對(duì)成型的濕紙頁(yè)進(jìn)行壓榨、干燥。
[0012]步驟2)所述的填料為碳酸鈣、滑石粉、硅酸鈣、或高嶺土中的一種或幾種。
[0013]所述紙漿為化學(xué)針葉木漿、化學(xué)闊葉木漿或化學(xué)機(jī)械漿中的一種或幾種。[0014]步驟5)所述的助留劑為陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
[0015]所述助留劑的添加量為0.2?0.4千克/噸紙。
[0016]步驟5)壓榨時(shí)的壓力為0.3?0.6Mpa。
[0017]步驟5)所述干燥的溫度為95?110°C。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0019]本發(fā)明將造紙?zhí)盍吓c紙漿碎解后的漿料在一定濃度下混合磨漿，可使填料和漿料中纖維表面分絲帚化的纖維形成相互穿插、相互纏繞的復(fù)合結(jié)構(gòu)，填料粒子與纖維緊密相連的復(fù)合結(jié)構(gòu)有利于降低填料對(duì)纖維結(jié)合強(qiáng)度的負(fù)面影響，在磨漿過(guò)程中填料的光學(xué)性能得到了極大的改善，與傳統(tǒng)漿內(nèi)加填方式相比，本發(fā)明方法在成紙性能不低于傳統(tǒng)加填方法抄造的紙張強(qiáng)度下，可顯著提高紙張的白度和不透明度。采用該方法制得的紙張的性能檢測(cè)結(jié)果為:在成紙?zhí)盍虾肯嗤瑫r(shí)，抗張指數(shù)32.32N.m/g,白度83.44% ISO ;光散射系數(shù) 63.2m2/kg。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為實(shí)施例4填料與纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0022]實(shí)施例1
[0023]一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法，包括以下步驟:
[0024]I)紙漿的碎解:將針葉木漿充分碎解，脫水，制成終濃度為20 %的漿料；
[0025]2)填料懸浮液的配置:配置濃度為15%的碳酸鈣填料懸浮液，并充分?jǐn)嚢?，分散?br> [0026]3)混合漿料的配置:按照絕干質(zhì)量比為1:6的比例，將15%的碳酸鈣填料懸浮液與終濃度為20%的漿料進(jìn)行混合，并添加清水稀釋至總固含量濃度為12%，得到混合漿料；
[0027]4)磨漿:將配制好的混合漿料進(jìn)行磨漿，磨漿濃度為12%，最終混合漿料的打漿度為30° SR;
[0028]5)紙頁(yè)的抄造:首先將磨漿處理后的混合漿料稀釋至濃度為0.2%，其次在紙張抄造前(上網(wǎng)前)向濃度為0.2%的漿料中添加助留劑陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，添加量為0.4千克/噸紙，混勻后進(jìn)行濕法抄造，然后對(duì)成型的濕紙頁(yè)壓榨，壓力為0.4Mpa，最后在105°C下干燥。
[0029]實(shí)施例2
[0030]一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法，包括以下步驟:
[0031]I)紙漿的碎解:將化學(xué)針葉木漿與闊葉木漿充分碎解，脫水，制成終濃度為24%的漿料；
[0032]2)填料懸浮液的配置:配制濃度為17%的高嶺土填料懸浮液，并充分?jǐn)嚢?，分散?br> [0033]3)混合漿料的配置:按照絕干質(zhì)量比為2:6的比例，將17%的高嶺土填料懸浮液與終濃度為24%的漿料進(jìn)行混合，并添加清水稀釋至總固含量濃度為11%，得到混合漿料；
[0034]4)磨漿:將配制好的混合漿料進(jìn)行磨漿，磨漿濃度為11%，最終混合漿料的打漿度為35° SR;
[0035]5)紙頁(yè)的抄造:首先將磨漿處理后的混合漿料稀釋至濃度為0.3%，其次在紙張抄造前(上網(wǎng)前)向濃度為0.3%的漿料中添加助留劑陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，添加量為0.34千克/噸紙，混勻后進(jìn)行濕法抄造，然后對(duì)成型的濕紙頁(yè)壓榨，壓力為0.35Mpa，最后在100°C下干燥。
[0036]實(shí)施例3
[0037]—種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法，包括以下步驟:
[0038]I)紙漿的碎解:將針葉木漿與化學(xué)機(jī)械漿充分碎解，脫水，制成終濃度為26%的漿料；
[0039]2)填料懸浮液的配置:配制濃度為20%的滑石粉和碳酸鈣填料的懸浮液，并充分?jǐn)嚢瑁稚ⅲ?br> [0040]3)混合漿料的配置:按照絕干質(zhì)量比為3:6的比例，將20%的滑石粉和碳酸鈣填料的懸浮液與終濃度為26%的漿料進(jìn)行混合，并添加清水稀釋至總固含量濃度為9%，得到混合漿料；
[0041]4)磨漿:將配制好的混合漿料進(jìn)行磨漿，磨漿濃度為12%，最終混合漿料的打漿度為42° SR;
[0042]5)紙頁(yè)的抄造:首先將磨漿處理后的混合漿料稀釋至濃度為0.1%，其次在紙張抄造前(上網(wǎng)前)向濃度為0.1%的漿料中添加助留劑陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，添加量為0.2千克/噸紙，混勻后進(jìn)行濕法抄造，然后對(duì)成型的濕紙頁(yè)壓榨，壓力為0.3Mpa，最后在95°C下干燥。
[0043]實(shí)施例4
[0044]一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法，包括以下步驟:
[0045]I)紙漿的碎解:將化學(xué)闊葉木漿充分碎解，脫水，制成終濃度為30%的漿料；
[0046]2)填料懸浮液的配置:配制濃度為20%的硅酸鈣填料懸浮液，并充分?jǐn)嚢?，分散?br> [0047]3)混合漿料的配置:按照絕干質(zhì)量比為4:6的比例，將20%的硅酸鈣填料懸浮液與終濃度為30%的漿料進(jìn)行混合，并添加清水稀釋至總固含量濃度為10%，得到混合漿料；
[0048]4)磨漿:將配制好的混合漿料進(jìn)行磨漿，磨漿濃度為10%，最終混合漿料的打漿度為50° SR;
[0049]5)紙頁(yè)的抄造:首先將磨漿處理后的混合漿料稀釋至濃度為0.25%，其次在紙張抄造前(上網(wǎng)前)向濃度為0.1%的漿料中添加助留劑陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，添加量為0.3千克/噸紙，混勻后進(jìn)行濕法抄造，然后對(duì)成型的濕紙頁(yè)壓榨，壓力為0.6Mpa，最后在110°C下干燥。
[0050]由圖1可以清楚地看出，采用該方法抄造的紙頁(yè)中，填料粒子通過(guò)磨漿過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)纖維與粗大纖維相連，形成了一種填料-纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)，該復(fù)合結(jié)構(gòu)不僅有利于維持成紙強(qiáng)度，而且復(fù)合結(jié)構(gòu)所形成的微小孔隙也使得填料-纖維之間的光散射界面數(shù)量增多，造成成紙的光散射性能大幅提聞。[0051]采用本發(fā)明方法制得的紙張與采用漿內(nèi)加填方式獲得的紙張的性能檢測(cè)對(duì)比結(jié)果，如下表1所示:
[0052]表1本發(fā)明方法制得的紙張性能與漿內(nèi)加填方式獲得的紙張性能對(duì)比結(jié)果(填料含量為28% )
[0053]
【權(quán)利要求】
1.一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)紙漿的碎解:將紙漿碎解、脫水，制成濃度為20%?30%的漿料； 2)配制填料懸浮液:將填料配制成濃度為15%?20%的填料懸浮液,并充分?jǐn)嚢?、分散? 3)配制混合漿料:將濃度為15%?20%的填料懸浮液與濃度為20%?30%的漿料按照絕干質(zhì)量比為(I?4):6的比例進(jìn)行混合，并加水稀釋至混合體系總固含量濃度為9%?12%，得到混合漿料； 4)磨漿:將混合漿料進(jìn)行磨漿至混合漿料的終打漿度為30?50°SR ； 5)抄造紙頁(yè):首先將磨漿處理后的混合漿料稀釋至濃度為0.1%?0.3%的漿料，其次在紙張抄造如向濃度為0.1%?0.3 %的衆(zhòng)料中添加助留劑,混勾后進(jìn)打濕法抄造,最后對(duì)成型的濕紙頁(yè)進(jìn)行壓榨、干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法，其特征在于，步驟2)所述的填料為碳酸鈣、滑石粉、硅酸鈣、或高嶺土中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法，其特征在于，所述紙漿為化學(xué)針葉木漿、化學(xué)闊葉木漿或化學(xué)機(jī)械漿中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法，其特征在于，步驟5)所述的助留劑為陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法，其特征在于，所述助留劑的添加量為0.2?0.4千克/噸紙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法，其特征在于，步驟5)壓榨時(shí)的壓力為0.3?0.6Mpa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用填料和纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)改善紙張光學(xué)性能的方法，其特征在于，步驟5)所述干燥的溫度為95?110°C。
【文檔編號(hào)】D21B1/34GK103938475SQ201410178242
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】宋順喜, 張美云, 王建, 郝寧, 吳養(yǎng)育, 李琳, 孫俊民 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)