CN104213462B - 一种白泥在造纸加填中的应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种白泥在造纸加填中的应用方法，包括如下步骤：(1)将白泥分散在水中形成质量分数为1％的悬浮液；(2)向上述白泥悬浮液中依次加入阳离子聚丙烯酰胺，阳离子淀粉以及AKD；并在500～1000rpm的转速条件下搅拌10～15min，得到白泥絮聚体悬浮液；(3)将步骤(2)中得到的白泥絮聚体悬浮液倒入已疏解好的浆料中，搅拌均匀后在快速纸页成形器上抄片。该方法简便有效，成本低廉，可操作性强，能显著提高白泥加填纸中AKD的施胶效率，同时还能提高纸张强度和白泥的留着率，大大改善了白泥作为造纸填料的使用性能。

Description

一种白泥在造纸加填中的应用方法
技术领域
本发明涉及制浆造纸技术领域，具体涉及一种白泥在造纸加填中的应用方法。
背景技术
白泥是造纸厂制浆黑液碱回收过程中的一种副产物，其主要成分为碳酸钙。根据制浆原料的不同，白泥可分为木浆白泥和非木浆白泥两大类。木浆白泥由于杂质含量相对较低，可以通过煅烧回收石灰的方式来循环使用。而非木浆白泥由于硅含量较高无法重复利用。我国是一个非木材制浆大国，因而每年有大量非木浆白泥产生。为了避免资源浪费和环境污染，国内的一些造纸厂把白泥精制成碳酸钙后，用于纸张加填。
白泥相对于浆料纤维来讲，价格便宜很多，因而将白泥用于纸张加填能降低生产成本。同时还可以提升纸张的白度，不透明度，平滑度等，降低纸张干燥过程中的能耗。但是在实际加填应用过程中发现，白泥加填会严重降低AKD的施胶效率。另外增加白泥用量还会导致纸张强度降低，主要是因为白泥阻碍了纤维与纤维之间的结合。同时白泥的留着率还有进一步提升的空间。
近年来，国内外造纸工作者针对上述问题开展了研究工作。包括细胞腔加填，填料/细小纤维复合在内的一些技术虽然能在一定程度上改善加填纸的纸张强度和填料留着率，但却无法降低加填给施胶带来的不利影响。有研究表明，用淀粉-硬脂酸钠复合物改性白泥，可以在一定程度上提高AKD的施胶效率(胡剑榕,赵丽红,何北海.改性白泥精制碳酸钙加填及施胶特性研究[J].造纸科学与技术,2012,31(2):46-51)，但是这种方法效果有限。且上述方法都存在一个同样的问题，就是由于工艺操作复杂或者是生产成本偏高，很难在工业上实现应用。
因此，开发一种简便易操作且成本低廉的方法，来提高白泥加填纸中AKD的施胶效率，同时改善纸张的强度和白泥留着率，是造纸工作者亟待解决一项难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种白泥在造纸加填中的应用方法。该方法工艺简单，成本低廉，可操作性强，既能显著提高白泥加填纸中AKD的施胶效率﹑同时还能提高纸张的强度和白泥留着率，有着广泛地应用前景。
本发明的目的通过以下技术方案得以实现：
一种白泥在造纸加填中的应用方法，通过以下步骤实现：
(1)将白泥分散在水中形成质量分数为1％的悬浮液；
(2)向上述白泥悬浮液中依次加入阳离子聚丙烯酰胺，阳离子淀粉以及AKD；并在500～1000rpm的转速条件下搅拌10～15min，得到白泥絮聚体悬浮液；
(3)将步骤(2)中得到的白泥絮聚体悬浮液倒入已疏解好的植物纤维悬浮液中，搅拌均匀后在快速纸页成形器上抄片。
步骤(1)中所述的白泥为非木材制浆黑液碱回收白泥。
步骤(2)中所述阳离子聚丙烯酰胺的用量为0.04～0.08％；阳离子淀粉的用量为0.6～1.0％；AKD用量为0.2～0.3％。所述用量均基于植物纤维原料的绝干质量。
步骤(2)中所述白泥的用量为15～40％，基于植物纤维原料的绝干质量。
所述白泥的用量为30～40％。
步骤(2)中所述阳离子淀粉为经糊化的阳离子淀粉。
步骤(2)中所述糊化的条件为：淀粉质量浓度1％，糊化温度90～95℃，糊化时间30min。
与现有技术相比，本发明具有的优点及有益效果：
与传统抄纸工艺中湿部化学品的添加方式不同，本发明是将白泥填料与所用其他助剂提前混合絮聚，然后再加入纸浆中抄纸。絮聚后的白泥由于粒径增大，比表面积减小，zeta电位升高，对AKD的吸附明显减少，因而保留在纤维上的AKD增加，施胶效率明显提高，且白泥留着率也有所提高。同时絮聚后的白泥加填时对纸张中纤维与纤维间结合的阻碍减小，因而纸张的强度也得到了改善。
本发明工艺简单，不需要加热冷却或干燥，可操作性强，生产成本低，且能实现在线连续生产并简化工艺流程。与传统工艺相比，本发明不需要添加任何额外的助剂就能显著地提高AKD的施胶效率，同时还能改善纸张的强度和白泥的留着率，大大提高了白泥作为造纸填料的使用性能。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的实施做进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。
对照实施例1
(1)将2g(绝干)植物纤维原料(化机浆：化苇浆：漂白硫酸盐针叶木浆质量比＝4:3:3)加入1500ml水中，用疏解机疏解5000转。
(2)依次向步骤(1)得到的浆料中加入31.5％(基于植物纤维原料的绝干质量)白泥、0.75％(基于植物纤维原料的绝干质量)阳离子淀粉、0.25％(基于植物纤维原料的绝干质量)AKD、0.04％(基于植物纤维原料的绝干质量)阳离子聚丙烯酰胺，搅拌均匀后在快速抄片器上抄片。
(3)将(2)中得到的手抄片在(23±1)℃和(50±2)％相对湿度的条件下平衡水分24h后，根据GB/T 1540-2002，GB/T 12914-2008，GB/T 454-2002，GB/T 455-2002和GB/T22877-2008测定纸张Cobb值，抗张强度，耐破强度，撕裂强度和白泥留着率。用于测定Cobb值的手抄片平衡水分前先在105℃的条件下熟化15min。
实施例1
(1)将2g(绝干)植物纤维原料(化机浆：化苇浆：漂白硫酸盐针叶木浆质量比＝4:3:3)加入1500ml水中，用疏解机疏解5000转。
(2)将31.5％(基于植物纤维原料的绝干质量)白泥分散在水中形成质量分数为1％的悬浮液。然后依次加入0.04％(基于植物纤维原料的绝干质量)阳离子聚丙烯酰胺，0.75％(基于植物纤维原料的绝干质量)阳离子淀粉、0.25％(基于植物纤维原料的绝干质量)AKD。用磁力搅拌器以600rpm的转速搅拌10min，得到白泥絮聚体悬浮液。
(3)将步骤(2)中得到的白泥絮聚体悬浮液倒入步骤(1)中得到的浆料中，搅拌均匀后用快速抄片器抄片。
(4)步骤(3)中得到的手抄片在(23±1)℃和(50±2)％相对湿度的条件下平衡水分24h后，根据GB/T 1540-2002，GB/T 12914-2008，GB/T 454-2002，GB/T 455-2002和GB/T22877-2008测定纸张Cobb值，抗张强度，耐破强度，撕裂强度和白泥留着率。用于测定Cobb值的手抄片平衡水分前先在105℃的条件下熟化15min。测定结果如下表：
表1
对照实施例1模拟了传统抄片的工艺。与对照实施例1相比较，实施例1中得到的白泥加填纸在相同的加填量下Cobb值下降了70.3％，即AKD施胶效率提高了70.3％。同时抗张指数提高了36.9％，耐破指数提高了25.3％，撕裂指数提高了4.87％，白泥留着率提高了3.85％。
对照实施例2
(1)将2g(绝干)植物纤维原料(化机浆：化苇浆：漂白硫酸盐针叶木浆质量比＝4:3:3)加入1500ml水中，用疏解机疏解5000转。
(2)依次向步骤(1)得到的浆料中加入39％(基于植物纤维原料的绝干质量)白泥、0.75％(基于植物纤维原料的绝干质量)阳离子淀粉、0.25％(基于植物纤维原料的绝干质量)AKD、0.04％(基于植物纤维原料的绝干质量)阳离子聚丙烯酰胺，搅拌均匀后在快速抄片器上抄片。
(3)将(2)中得到的手抄片在(23±1)℃和(50±2)％相对湿度的条件下平衡水分24h后，根据GB/T 1540-2002，GB/T 12914-2008，GB/T 454-2002，GB/T 455-2002和GB/T22877-2008测定纸张Cobb值，抗张强度，耐破强度，撕裂强度和白泥留着率。用于测定Cobb值的手抄片平衡水分前先在105℃的条件下熟化15min。
实施例2
(1)将2g(绝干)植物纤维原料(化机浆：化苇浆：漂白硫酸盐针叶木浆质量比＝4:3:3)加入1500ml水中，用疏解机疏解5000转。
(2)将39％(基于植物纤维原料的绝干质量)白泥分散在水中形成质量分数为1％的悬浮液。然后依次加入0.04％(基于植物纤维原料的绝干质量)阳离子聚丙烯酰胺，0.75％(基于植物纤维原料的绝干质量)阳离子淀粉、0.25％(基于植物纤维原料的绝干质量)AKD。用磁力搅拌器以600rpm的转速搅拌10min，得到白泥絮聚体悬浮液。
(3)将步骤(2)中得到的白泥絮聚体悬浮液倒入步骤(1)中得到的浆料中，搅拌均匀后用快速抄片器抄片。
(4)将步骤(3)中得到的手抄片在(23±1)℃和(50±2)％相对湿度的条件下平衡水分24h后，根据GB/T 1540-2002，GB/T 12914-2008，GB/T 454-2002，GB/T 455-2002和GB/T 22877-2008测定纸张Cobb值，抗张强度，耐破强度，撕裂强度和白泥留着率。用于测定Cobb值的手抄片平衡水分前先在105℃的条件下熟化15min。测定结果如下表：
表2
对照实施例2模拟了传统抄片的工艺。与对照实施例2相比较，实施例2中得到的白泥加填纸在相同的加填量下Cobb值下降了70％，即AKD施胶效率提高了70％。同时抗张指数提高了33.3％，耐破指数提高了18.7％，撕裂指数提高了2.06％，白泥留着率提高了1.45％。
实施例3
(1)将2g(绝干)植物纤维原料(化机浆：化苇浆：漂白硫酸盐针叶木浆质量比＝4:3:3)加入1500ml水中，用疏解机疏解5000转。
(2)将19％(基于植物纤维原料的绝干质量)白泥分散在水中形成质量分数为1％的悬浮液。然后依次加入0.04％(基于植物纤维原料的绝干质量)阳离子聚丙烯酰胺，0.75％(基于植物纤维原料的绝干质量)阳离子淀粉、0.25％(基于植物纤维原料的绝干质量)AKD。用磁力搅拌器以600rpm的转速搅拌10min，得到白泥絮聚体悬浮液。
(3)将步骤(2)中得到的白泥絮聚体悬浮液倒入步骤(1)中得到的浆料中，搅拌均匀后用快速抄片器抄片。
(4)将步骤(3)中得到的手抄片在(23±1)℃和(50±2)％相对湿度的条件下平衡水分24h后，根据GB/T 1540-2002，GB/T 12914-2008，GB/T 454-2002，GB/T 455-2002和GB/T 22877-2008测定纸张Cobb值，抗张强度，耐破强度，撕裂强度和白泥留着率。用于测定Cobb值的手抄片平衡水分前先在105℃的条件下熟化15min。测定结果如下表：
表3
实施例4
(1)将2g(绝干)植物纤维原料(化机浆：化苇浆：漂白硫酸盐针叶木浆质量比＝4:3:3)加入1500ml水中，用疏解机疏解5000转。
(2)将25％(基于植物纤维原料的绝干质量)白泥分散在水中形成质量分数为1％的悬浮液。然后依次加入0.04％(基于植物纤维原料的绝干质量)阳离子聚丙烯酰胺，0.75％(基于植物纤维原料的绝干质量)阳离子淀粉、0.25％(基于植物纤维原料的绝干质量)AKD。用磁力搅拌器以600rpm的转速搅拌10min，得到白泥絮聚体悬浮液。
(3)将步骤(2)中得到的白泥絮聚体悬浮液倒入步骤(1)中得到的浆料中，搅拌均匀后用快速抄片器抄片。
(4)将步骤(3)中得到的手抄片在(23±1)℃和(50±2)％相对湿度的条件下平衡水分24h后，根据GB/T 1540-2002，GB/T 12914-2008，GB/T 454-2002，GB/T 455-2002和GB/T 22877-2008测定纸张Cobb值，抗张强度，耐破强度，撕裂强度和白泥留着率。用于测定Cobb值的手抄片平衡水分前先在105℃的条件下熟化15min。测定结果如下表：
表4

Claims (6)

1.一种白泥在造纸加填中的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将白泥分散在水中形成质量分数为1％的悬浮液；
(2)向上述白泥悬浮液中依次加入阳离子聚丙烯酰胺，阳离子淀粉以及AKD；并在500～1000rpm的转速条件下搅拌10～15min，得到白泥絮聚体悬浮液；
(3)将步骤(2)中得到的白泥絮聚体悬浮液倒入已疏解好的浆料中，搅拌均匀后在快速纸页成形器上抄片；所述白泥的用量为15～40％，基于植物纤维原料的绝干质量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述白泥为非木材制浆黑液碱回收白泥。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述阳离子聚丙烯酰胺的用量为0.04～0.08％，阳离子淀粉的用量为0.6～1.0％，AKD用量为0.2～0.3％，上述用量均基于植物纤维原料的绝干质量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述白泥的用量为30～40％。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述阳离子淀粉为经糊化的阳离子淀粉。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述糊化的条件为：淀粉质量浓度1％，糊化温度90～95℃，糊化时间30min。
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