CN113106775A - 一种采用微纤化纤维改善抄纸滤水性能的方法 - Google Patents

一种采用微纤化纤维改善抄纸滤水性能的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种采用微纤化纤维改善纸张滤水性能的方法，具体是指采用微纤化纤维与细小组分形成复合物，然后再加填至抄纸过程中，不仅可以改善纸张的滤水和留着性能，更能有效提高纸张中的灰分含量降低纸浆纤维用量。在相同纸张抄造工艺条件下，采用本发明不仅可以在保证纸张强度性能的前提下提高纸张中填料含量，同时也能有效改善纸抄纸滤水和留着性能，有效解决了因微纤化纤维用于抄纸体系引起的滤水性能降低的问题。采用微纤化纤维与白水回收得到的细小组分形成复合物再用于纸张加填可有效降低新鲜纸浆用量。

Description

一种采用微纤化纤维改善抄纸滤水性能的方法
技术领域
本发明属于制浆造纸技术领域，具体涉及一种采用微纤化纤维改善纸张滤水性能的方法。
背景技术
随着纸及纸板消费的增长和造纸工业产能的迅猛增加，纤维原料的供应已是制约行业发展的一个瓶颈。当前全球造纸原料仍处于紧张状况，如何用尽可能多的矿物填料替代纸浆以及提高纤维的利用率已成为造纸技术发展趋势。
传统的填料及加填方式会使浆料中纤维之间的结合强度下降。目前造纸中使用传统的填料加填，通过优选助留助滤***并提高助留助滤剂用量和优选更高效的增强剂并提高用量，实际生产中可达到的纸张灰分在28％左右。提高纸张强度常用的方法就是向纸浆配料中加入高分子量聚合物，如阳离子淀粉或阳离子合成聚合物。这些高分子量的聚合物虽然可以改善纸张中的纤维间结合强度，但是填料的存在仍然会导致纤维间相互作用的减弱。为了进一步提高纸张中的灰分含量，就必须在纸浆配料中加入更多的高分子量聚合物，这样做的其中一个不利结果将会导致纸张的匀度急剧变差。
微纤化纤维素也称为纳纤化纤维素，这种纤维素的出现为提高纸浆纤维利用率以及增加无机填料的用量提供了新的技术途径。
CN201180047539.7“纤维素增强的高矿物质含量产品及其制备方法”，涉及用于造纸中填料含量为50～90％的纸浆配料及其纸张加填的方法。所采取的技术方案是使用阴离子粘合剂将填料颗粒不可逆的固定在纤维的表面，纤维由纤维素纳米纤丝、微纤化纤维素和纳米纤丝纤维中的一种或几种与针叶木化学浆、针叶木热磨机械浆组成，且该组合物可使用常规造纸方法用于生产80～400g/m2的超高加填纸。专利CN201110058981.1“纳米纤维素阳离子化改性方法和高强度卷烟纸的制备方法”，该专利通过醚化将纳米纤维素阳离子化，用于卷烟纸中一方面可以使纸张强度和湿部留着得到改善，另一方面可以降低针叶浆用量并减少阔叶木浆分丝和帚化，达到降低生产成本目的。专利CN201510232381.0“用于生产配料的方法、配料和纸”，该专利涉及用于制备纸和纸板，提高纸和纸板在填料中的用量，采取的技术方案是在配料制备期间，填料表面通过吸附阳离子型聚电解质和纳米原纤化纤维素(NFC)得到改性，改性的方式可以是填料先与阳离子型聚电解质、纳米原纤化纤维素改性后添加到纤维悬浮液中，也可以是在纤维悬浮液中，先添加阳离子型聚电解质和NFC然后再添加填料。专利CN201180020953.9“使用纳米原纤纤维素凝胶制造结构化材料的方法”，该专利将含填料的原纤化纤维与非原纤化纤维组合得到一种结构化材料，而这种结构化的材料为纸，其目的是提高纸张的强度性能并提高纸张中的填料含量。
微纤化纤维虽然能有效改善纸张强度性能，但由于微纤化纤维表面含有丰富的亲水基团，直接使用都会出现滤水性问题。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种改善抄纸滤水性能的方法，该方法是采用微纤化纤维与细小组分形成复合物，然后再加填至抄纸过程中，不仅可以改善纸张的滤水和留着性能，更能有效提高纸张中的灰分含量降低纸浆纤维用量。所述的细小组分包括造纸用填料和白水回收得到的细小组分。
为实现本发明目的，所采用的技术方案：
(1)将充分疏解的纸浆纤维经过打浆机打浆处理后调至浓度2～10％，在此纸浆悬浮液中加入阳离子表面活性剂充分混合均匀，阳离子表面活性剂用量以绝干纸浆纤维素计为0.1～1％。将混合均匀的纸浆纤维悬浮液在研磨机中研磨制得表面阳离子化的微纤化纤维，阳离子化的微纤化纤维的中位粒径控制在1～100μm。
(2)将研磨得到的阳离子化的微纤化纤维与细小组分进行充分混合，在研磨机继续研磨直至微纤化纤维与细小组分形成稳定的复合物，微纤化纤维用量以绝干细小组分含量计为1～100％。
(3)将该微纤化纤维-细小组分复合物添加至纸浆料中混合均匀，加入抄纸助剂配浆抄纸。
所述的阳离子表面活性剂，包含阳离子型的氨基、亚氨基基团，包括低分子量的阳离子聚丙烯酰胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵，聚胺。
所述的纸浆纤维包括针叶木浆、阔叶木浆、竹浆和其他非木浆。
所述的造纸用填料主要为无机颜料，包括研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、白泥碳酸钙、瓷土、滑石粉和硫酸钙。其中优选的填料为沉淀碳酸钙和研磨碳酸钙。
所述的研磨机为间隙可调整的上下两个无孔磨盘石臼型超微粒粉碎机，所述的间隙为微米级别。
在相同纸张抄造工艺条件下，采用本发明不仅可以在保证纸张强度性能的前提下提高纸张中填料含量，同时也能有效改善纸抄纸滤水和留着性能，有效解决了因微纤化纤维用于抄纸体系引起的滤水性能降低的问题。采用微纤化纤维与白水回收得到的细小组分形成复合物再用于纸张加填可有效降低新鲜纸浆用量。
附图说明
图1实施例1～4中的纸料的动态滤水图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)将阔叶木化学浆在打浆机中进行充分疏解，然后调节疏解后纤维固含量至3.5％，然后在研磨机上进行研磨制备成微纤化纤维素，选择研磨间隙为-2um所获得的微纤化纤维素的中位粒径为21um。
(2)将漂白硫酸盐针叶木浆(打浆度40～45°SR)和漂白硫酸盐阔叶木浆(打浆度37～42°SR)按30∶70的质量比混合，依次加入5％的微纤化纤维素、50％的GCC、1％阳离子淀粉、0.2％AKD施胶剂和0.03％阳离子聚丙烯酰胺助留剂，混合均匀，加水稀释至浆料浓度为0.5％，用标准纸页成型器进行抄纸，纸页定量60g/m2。纸料的滤水性能如附图1和表1所示，纸张性能如表2所示。
纸料的滤水性能采用抽滤干度表示。抽滤干度测定方法如下：取200g浆浓为0.5％的的纸料在真空度为-0.1MPa的条件下稳定抽滤30s后，测定湿纸料滤饼的干度即为抽滤干度。相同抽滤条件下，抽滤干度越高表明滤水性能越好。
实施例2
(1)将阔叶木化学浆在打浆机中进行充分疏解，然后调节疏解后纤维固含量至3.0％，在此悬浮液中加入0.5％的聚二烯丙基二甲基氯化铵并充分混合均匀。将混合均匀的纸浆纤维悬浮液在研磨机上进行研磨制备成微纤化纤维素，选择研磨间隙为-2um所获得的微纤化纤维素的中位粒径为16.3um。
(2)将研磨好的微纤化纤维素与GCC充分混合后，在研磨机中继续研磨至微纤化纤维与填料复合物的形成，微纤化纤维素用量以绝干GCC量计为5％。
(3)将漂白硫酸盐针叶木浆(打浆度40～45°SR)和漂白硫酸盐阔叶木浆(打浆度37～42°SR)按30∶70的质量比混合，依次加入55％的微纤化纤维-填料复合物、1％阳离子淀粉、0.2％AKD施胶剂和0.03％阳离子聚丙烯酰胺助留剂，混合均匀，加水稀释至浆料浓度为0.5％，用标准纸页成型器进行抄纸，纸页定量60g/m2。纸料的滤水性能如附图1和表1所示，纸张性能如表2所示。
实施例3
(1)将漂白竹浆在打浆机中进行充分疏解，然后调节疏解后纤维固含量至4.5％，在此悬浮液中加入0.25％的聚胺并充分混合均匀。将混合均匀的纸浆纤维悬浮液在研磨机上进行研磨制备成微纤化纤维素，选择研磨间隙为-5um所获得的微纤化纤维素的中位粒径为68.9um。
(2)将研磨好的微纤化纤维素与瓷土充分混合后，在研磨机中继续研磨至微纤化纤维与填料复合物的形成，微纤化纤维素用量以绝干瓷土量计为10％。
(3)将漂白硫酸盐针叶木浆(打浆度40～45°SR)和漂白硫酸盐阔叶木浆(打浆度37～42°SR)按30∶70的质量比混合，依次加入55％的微纤化纤维-填料复合物、1％阳离子淀粉、0.2％AKD施胶剂和0.03％阳离子聚丙烯酰胺助留剂，混合均匀，加水稀释至浆料浓度为0.5％，用标准纸页成型器进行抄纸，纸页定量60g/m2。纸料的滤水性能如附图1和表1所示，纸张性能如表2所示。
实施例4
(1)将针叶木化学浆在打浆机中进行充分疏解，然后调节疏解后纤维固含量至2％，在此悬浮液中加入0.35％的聚胺并充分混合均匀。将混合均匀的纸浆纤维悬浮液在研磨机上进行研磨制备成微纤化纤维素，选择研磨间隙为-2um所获得的微纤化纤维素的中位粒径为70.7um。
(2)将研磨好的微纤化纤维素与GCC充分混合后，在研磨机中继续研磨至微纤化纤维与填料复合物的形成，微纤化纤维素用量以绝干GCC量计为5％。
(3)将漂白硫酸盐针叶木浆(打浆度40～45°SR)和漂白硫酸盐阔叶木浆(打浆度37～42°SR)按30∶70的质量比混合，依次加入55％的微纤化纤维-填料复合物、1％阳离子淀粉、0.2％AKD施胶剂和0.03％阳离子聚丙烯酰胺助留剂，混合均匀，加水稀释至浆料浓度为0.5％，用标准纸页成型器进行抄纸，纸页定量60g/m2。纸料的滤水性能如附图1和表1所示，纸张性能如表2所示。
表1、实施例中纸料的抽滤干度
编号 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
纸料抽滤干度，％ 30.8 35.0 40.4 40.0
表2、纸张性能
Figure BSA0000199991150000031
本发明按照上述具体实施方式进行了实施，均达到预期效果。

Claims (7)

1.一种采用微纤化纤维改善抄纸滤水性能的方法，该方法是采用微纤化纤维与细小组分形成复合物，然后再加填至抄纸过程中。
2.根据权利要求1所述的改善抄纸滤水性能的方法，其特征在于纤维的微纤化过程为先将充分疏解的纸浆纤维经过打浆机打浆处理后调至浓度2～10％，在此纸浆悬浮液中加入阳离子表面活性剂充分混合均匀，阳离子表面活性剂用量以绝干纸浆纤维素计为0.1～1％，将混合均匀的纸浆纤维悬浮液在研磨机中研磨制得表面阳离子化的微纤化纤维，阳离子化的微纤化纤维的中位粒径控制在1～100μm。
3.根据权利要求1所述的改善抄纸滤水性能的方法，其特征在于所述的细小组分包括造纸用填料和白水回收得到的细小组分。
4.根据权利要求1所述的改善抄纸滤水性能的方法，其特征在于微纤化纤维与细小组分形成稳定的复合物，微纤化纤维用量以绝干细小组分含量计为1～100％。
5.根据权利要求1所述的改善抄纸滤水性能的方法，其特征在于所述的纸浆纤维包括针叶木浆、阔叶木浆、竹浆和其他非木浆。
6.根据权利要求1所述的改善抄纸滤水性能的方法，其特征在于所述的阳离子表面活性剂，包含阳离子型的氨基、亚氨基基团，包括低分子量的阳离子聚丙烯酰胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵，聚胺。
7.根据权利要求1所述的改善抄纸滤水性能的方法，其特征在于所述的造纸用填料主要为无机颜料，包括研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、白泥碳酸钙、瓷土、滑石粉和硫酸钙。
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