一种提高纸张填料留着率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高纸张填料留着率的方法，先将纤维通过２００目筛，然后将相对于绝干纤维质量百分比为１０％－２５％的纤维与相对于绝干纤维质量百分比１５％－５０％的填料预混均匀，填料是重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土、滑石粉或二氧化钛，然后在５００－１５００转／ｍｉｎ的搅拌速度下加入相对于绝干纤维质量百分比为０．０５％－０．１５％的阳离子聚丙烯酰胺ＣＰＡＭ，形成能通过２０目筛的絮聚团，将该絮聚团加入压力筛或流浆箱的前端，最后在纸机上抄造成形、干燥，生产出合格纸张。本发明专利技术既能提高填料的留着率，又能改善纸页强度性能。

【技术实现步骤摘要】

属于造纸工业领域，特别涉及。
技术介绍
如今制浆造纸工业正在经历着巨大的变革。制浆造纸业一直给人高能耗、高污染的不良印象，因此必须通过节约原材料和能源，减少废弃物和满足消费者新的需求来保持竞争力。近些年，为了降低成本而使纸张越来越来薄，定量越来越低。而填料是大多数文化用纸必不可缺的成分，它不但能改善纸张的白度、不透明度、平滑度、透气度等性能，而且还能提高浆料的滤水性能、降低纸张干燥过程中的蒸汽消耗，故而提高填料含量也是厂家追求的目标之一。但是由于填料的粒径远小于成型网的开孔，因而留着率很低；且填料的加入影响了纤维间的结合，尤其是低定量、高填料含量时，其强度性能急剧下降。因此在同时降低纸张定量和提高填料含量的情况下，如何保证或提高纸张强度是造纸业目前面临的一道难题。 目前，北欧正在研究超级加填技术，主要是将二氧化碳通入混有细小纤维的氢氧化钙溶液，使生成的碳酸钙吸附在细小纤维上，然后将其作为填料加入浆料中。此方法的优点是a :填料留着率很高，且在纸张中分布均匀，能赋予纸张优良的光学性能(高光散射系数，高不透明度)；b :细小纤维的留着率高，由于其更高的表面积，暴露出更多的氢键，因而有利于提高纸张的强度。缺点就是工艺复杂，成本较高。而北美的细胞腔加填技术则是将二氧化碳气体通入桨料的饱和氢氧化^溶液中，二氧化碳和氢氧化*丐分子均可通过纤维的壁孔进入细胞腔，使生成的不溶于水的碳酸钙沉淀到细胞腔内。此方法的优点是纤维外壁吸附的疏松的碳酸钙通过洗涤的方法去除，因而不影响纸张的强度；而腔内的碳酸钙则不受洗涤影响，甚至不受二次回收的影响。但是经过细胞腔加填，填料含量低。国内也有人对此作过研究，结果在细胞腔内几乎看不到填料，因而此技术实施起来难度很大。 决定纸张强度的因素主要有两点一是纤维原料本身的强度；二是纤维与纤维之间的结合强度(氢键结合)。传统填料的加入使纤维间接触面积减小和接触距离增加，从而影响纤维间的氢键结合，导致纸张强度的下降。本专利技术通过细小纤维提高纸张中填料含量主要基于以下思路1.细小纤维与填料絮聚，形成较大的絮聚团，易被县委网络捕及，提高填料留着率；2、细小纤维具有极高的表面积，是纤维的10-50倍，使其暴露出更多倍的羟基，有利于提高纤维间的结合强度，弥补由填料的加入而造成的强度损失。本专利技术的方案是直接将填料加入含有一定量细小纤维的浆料当中，再用阳离子聚合物使之絮聚，形成一定规格的絮聚团，然后加入纸料中上网抄造。此方法相对超级加填和细胞腔加填而言，工艺简单易行，且更具可行性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术不足，提供，本专利技术既能提高填料的留着率，又能改善纸页强度性能。3 本专利技术的技术方案是这样实现的 将10% -25% (相对于绝干纤维质量百分比)的通过200目筛的细小纤维与15%_50% (相对于绝干纤维质量百分比)的填料(如重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土、滑石粉、二氧化钛等)预混均匀，然后在500转/min-1500转/min的搅拌速度下加入0. 05% -0. 15% (相对于绝干纤维质量百分比)的阳离子聚丙烯酰胺(简称CPAM)使之形成能通过20目筛的絮聚团。将该絮聚团加入压力筛或流浆箱之前，最后在纸机上抄造成形、干燥，生产出合格纸张。 本技术将细小纤维与填料采用助留剂阳离子聚苯丙酰胺预絮聚，由于静电吸附作用，长分子链的阳离子聚苯丙酰胺将呈阴离子性的细小纤维和填料絮聚起来，形成絮聚团。絮聚团的形成对纸页的抄造、纸张的性能具有以下影响 1)由于絮聚团的粒径远大于填料粒子或细小纤维的粒径，从而使其更易被纤维网络所捕及，从而提高了填料和细小纤维的留着率，降低了纸机的白水浓度。 2)由于絮聚团粒径较大，纸页中的填料在白水的冲刷下，被洗掉程度减少，因而也降低了纸页的两面差。 3)由于助留剂事先与细小纤维和填料预混，避免了与纤维原料直接接触，减少了纤维原料絮聚的程度，提高了纸页的匀度，从而有利于提高纸页的强度。 4)助留剂不与纤维原料直接接触，避免了纤维原料消耗助留剂，从而可显著降低助留剂的用量，降低化学品的成本。 5)细小纤维具有纤维10-50倍的比表面积，将细小纤维与填料絮聚后，包裹于填料周围，能与纤维形成更多地氢键结合，从而弥补填料干扰纸页强度的缺点，有利于改善高填料含量的纸页的强度。附图说明 图1不同抄纸工艺条件下CPAM用量对填料留着率的影响 图2不同抄纸工艺中填料在纸页Z-向的分布 图3不同抄纸工艺下，滤水时间、纸张透气度、纸张匀度指数与纸页中灰分含量的关系； 图4不同抄纸工艺下，纸张撕裂指数、抗张指数、密度与纸页中灰分含量的关系。 下面结合附图对本专利技术的内容作进一步详细说明。具体实施例方式将本工艺与传统工艺(先将填料加入纸料中，再在流浆箱前加入CPAM，抄纸)做对比，可以发现在相同的CPAM的用量下，本工艺的填料留着率明显高于传统工艺，如图1所示。本工艺采用0.03% (对绝干浆质量百分比)的CPAM，其填料留着率达55X以上，而传统工艺CPAM的用量达到O. 15% (对绝干桨质量百分比)时，填料留着率只能达到35%左右。填料预絮聚工艺(填料与CPAM预混，再加入流浆箱前，抄纸)与本工艺相比，在相同的CPAM用量下，其留着率虽然稍高，但却加大了纸页的两面差，如图2所示。因而本工艺即可显著提高填料的留着率，又可降低纸页的两面差。 在三种不同抄纸工艺中，传统工艺由于纤维原料吸附了部分助留剂，导致填料的留着率非常有限，从而导致纸页中灰分含量难以提高，并且纸页的匀度指数较高，且到灰分含量15% (CPAM用量O. 10% )以后急剧上升，表明纸页的匀度迅速恶化，如图3所示。在相同的灰分含量范围类(14% -17% )，本工艺的滤水时间和透气度与传统工艺基本一致。与填料预絮聚工艺相比，本工艺的滤水时间略微有所延长，主要是本工艺中细小纤维留着率高于填料预絮聚工艺所致。细小纤维拥有较高的比表面积，因而细小纤维留着率的提高导致纸页结合的更紧密，使纸页密度上升、抗张强度上升、透气度下降，图3和图4的曲线也验证了这一结论。纸张的撕裂指数取决于纤维间的结合力及纤维的长度，其中纤维的长度起主要作用，因而细小纤维留着率的提高降低了纤维的平均长度，从而导致本工艺的撕裂指数低于填料预絮聚工艺，如图4所示。 综上所述，虽然填料预絮聚工艺提高填料的留着效果最好，但由于其填料的分布匀度变差，不利于其推广。而本工艺能同时提高细小纤维和填料的留着率，与传统工艺相比，能显著提高填料在纸页中的含量、降低化学品的消耗、提高纸页强度。 将纸浆打浆到60SR-90SR，采用200目以上筛分仪筛分出浆料中的细小纤维。将10% _25%的细小纤维(相对于纤维的质量百分比)与15% _50%的填料(相对于纤维的质量百分比)预混均匀，然后在一定的搅拌速度下加入0.05% -0. 15%的阳离子聚丙烯酰胺(简称CPAM)使之形成能通过20目筛的絮聚团。将该絮聚团加入压力筛或流浆箱之前，最后在纸机上抄造成形，干燥，生产出合格纸张。权利要求，其特征在于先将纤维通过200目筛，然后将相对于绝干纤维质量百分比为10％-25％的纤维与相对于绝干纤维质量百分比15％-50％的填料预混均匀，然后在500-1500转/min的搅拌速度下加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高纸张填料留着率的方法，其特征在于：　　先将纤维通过２００目筛，然后将相对于绝干纤维质量百分比为１０％－２５％的纤维与相对于绝干纤维质量百分比１５％－５０％的填料预混均匀，然后在５００－１５００转／ｍｉｎ的搅拌速度下加入相对于绝干纤维质量百分比为０．０５％－０．１５％的阳离子聚丙烯酰胺ＣＰＡＭ，形成能通过２０目筛的絮聚团，将该絮聚团加入压力筛或流浆箱的前端，最后在纸机上抄造成形、干燥，生产出合格纸张。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林涛，殷学风，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]