改性填料的制備方法，造紙工藝及其制得的紙張的制作方法
【專利摘要】一種改性填料的制備方法，其包括如下步驟：將填料粉末和陽離子淀粉混合均勻，其中陽離子淀粉與填料的絕干質(zhì)量比介于1：0.01與1：100之間；加入交聯(lián)劑和水混合均勻形成混合物，控制混合物的溫度達(dá)到陽離子淀粉的糊化溫度并保持?jǐn)嚢柚敝粱旌衔镒兂烧吵頎?，其中交?lián)劑的質(zhì)量為陽離子淀粉質(zhì)量的5%～60%。本發(fā)明還提供應(yīng)用上述改性填料的制備方法的造紙工藝及由上述造紙工藝制得的紙張。本發(fā)明通過將填料與陽離子淀粉預(yù)先混合均勻，再添加交聯(lián)劑并使溫度達(dá)到淀粉的糊化溫度，使淀粉與交聯(lián)劑交聯(lián)反應(yīng)并糊化，如此使得填料可以被交聯(lián)淀粉所包裹，經(jīng)交聯(lián)淀粉修飾后的填料粒子可與纖維牢固結(jié)合。
【專利說明】改性填料的制備方法，造紙工藝及其制得的紙張
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改性填料的制備方法，應(yīng)用上述改性填料的制備方法的造紙工藝及其制得的紙張。
【背景技術(shù)】
[0002]在造紙工業(yè)中，為了節(jié)省漿料，降低成本，通常采用的方式是向紙張中加入填料，這樣不但能夠達(dá)到節(jié)省漿料，減低成本的目的，而且還能夠改進(jìn)紙張的使用性能，這種添加有填料的紙張被統(tǒng)稱為加填紙。
[0003]對(duì)于大多數(shù)紙種來說，填料已經(jīng)成為紙張的一個(gè)重要組成成分。目前有很多加填紙的一次保留率都很高，也就是說填料第一次轉(zhuǎn)移到紙張上，填料大部分保留在紙張中，有些填料在紙張里的保留率甚至可以高達(dá)80%以上，甚至接近100%。然而，將這種一次保留率很高的紙張重新疏解后抄片，發(fā)現(xiàn)填料在紙張中的保留率(二次保留率)大大降低(在30%以下)。導(dǎo)致二次保留率降低的原因?yàn)?當(dāng)紙張重新回收時(shí)，經(jīng)過散漿，攪拌脫水的時(shí)候就會(huì)發(fā)現(xiàn)大量的填料都會(huì)透過成型網(wǎng)流失，主要是加填紙中填料與纖維之間并沒有形成鍵結(jié)，所以在重新抄造的過程中很容易就被打散，而一般情況下填料的粒徑又很小，所以可以透過成型網(wǎng)流失，最后的結(jié)果就是導(dǎo)致重新回收處理后的加填紙中的填料保留率大幅度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，有必要提供一種改性填料的制備方法和利用該改性填料的造紙工藝，該造紙工藝制得的紙張具有較高的填料二次保留率。
[0005]另外，還有必要提供上述造紙工藝制得的紙張。
[0006]一種改性填料的制備方法，其包括如下步驟:
[0007]將填料粉末和陽離子淀粉混合均勻，其中陽離子淀粉與填料的絕干質(zhì)量比介于1:
0.01 與 1:100 之間；
[0008]向填料與陽離子淀粉的混合物中加入交聯(lián)劑和水混合均勻形成混合物，控制混合物的溫度達(dá)到陽離子淀粉的糊化溫度并保持?jǐn)嚢柚敝粱旌衔镒兂烧吵頎?，其中交?lián)劑的質(zhì)量為陽尚子淀粉質(zhì)量的5%?60%。
[0009]一種造紙工藝，其包括如下步驟:
[0010]提供纖維懸浮液；
[0011]將上述改性填料的制備方法制得的粘稠狀的混合物與該纖維懸浮液進(jìn)行混合并進(jìn)行抄紙。
[0012]一種上述造紙工藝制得的紙張，該紙張的二次填料保留率達(dá)到50%?90%。
[0013]本發(fā)明的造紙工藝，通過將填料與陽離子淀粉預(yù)先混合均勻，再添加交聯(lián)劑并使溫度達(dá)到陽離子淀粉的糊化溫度，使淀粉與交聯(lián)劑交聯(lián)反應(yīng)并糊化，如此使得填料可以更好的被交聯(lián)淀粉所包裹，經(jīng)交聯(lián)淀粉修飾后的填料粒子可與纖維牢固結(jié)合，即使在紙張重新(二次)回收時(shí)的散漿、攪拌脫水的時(shí)候也流失較少?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]一種造紙工藝，其包括如下步驟:
[0015](I)將填料粉末和陽離子淀粉混合均勻，其中陽離子淀粉與填料的絕干質(zhì)量比介于1:0.01與1:100之間。
[0016]本實(shí)施例中，填料為沉淀碳酸鈣。
[0017](2)向填料與陽離子淀粉的混合物中加入交聯(lián)劑和適量的水混合均勻形成混合物，控制混合物的溫度達(dá)到陽離子淀粉的糊化溫度(如50?IO(TC)并保持?jǐn)嚢枰欢〞r(shí)間(如5?60分鐘)直至混合物變成粘稠狀，其中交聯(lián)劑的質(zhì)量為陽離子淀粉質(zhì)量的5%?60%，填料的絕干質(zhì)量為混合物總質(zhì)量(包含水)的5%?30%。
[0018]該步驟中交聯(lián)劑和適量的水也可替換為直接添加交聯(lián)劑水溶液。
[0019]本實(shí)施例中，該交聯(lián)劑為乙二醛。當(dāng)然該交聯(lián)劑不限于乙二醛，還可以為三偏磷酸鈉、六偏磷酸鈉、六偏磷酸鉀、三氯氧磷、甲醛、乙醛、戊二醛、環(huán)氧氯丙烷、環(huán)氧溴丙烷、環(huán)氧碘丙烷、表氯醇、聚丙烯酰胺甲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、碳酸鋯鉀、碳酸鋯銨、異氰酸鹽等等。步驟(I)和(2)完成后即制得改性填料，該粘稠狀的混合物即為改性填料。
[0020]本發(fā)明讓填料預(yù)先與淀粉混合，然后再加入交聯(lián)劑并控制混合物的溫度達(dá)到糊化溫度，這樣可使得陽離子淀粉的后續(xù)糊化交聯(lián)速度較快，程度較均勻，同時(shí)交聯(lián)劑的加入還可加速糊化反應(yīng)速度，如此使填料更好地被交聯(lián)淀粉包裹。相較于讓淀粉與交聯(lián)劑先混合進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，再添加填料的技術(shù)相比，本案的這種方式可以更好的將填料包裹在交聯(lián)淀粉中。因?yàn)橄茸尩矸鄹宦?lián)劑先混合可能導(dǎo)致交聯(lián)劑效果降低，淀粉提前交聯(lián)，最后導(dǎo)致包裹填料的效果降低。
[0021]該步驟中利用較高的溫度(糊化溫度)使得陽離子淀粉這種帶正電荷的大分子物質(zhì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成更長(zhǎng)的分子鏈，并將填料粒子牢牢的包裹在陽離子淀粉中；然后該包裹有填料的陽離子淀粉與漿料纖維依靠正負(fù)電荷吸引以及羥基鍵合而牢固結(jié)合。注:在達(dá)到或超過淀粉的糊化溫度，才能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)；在低于淀粉糊化溫度的情況下，交聯(lián)反應(yīng)無法發(fā)生。
[0022](3)提供纖維懸浮液，將該粘稠狀的混合物與纖維懸浮液進(jìn)行混合均勻進(jìn)行抄紙。
[0023]該纖維懸浮液中纖維的濃度百分含量為0.6%?1.2%。
[0024]該粘稠狀的混合物中含有的填料為纖維懸浮液絕干質(zhì)量的0.001%?90%。
[0025]本發(fā)明造紙工藝制得的紙張，其在二次回收利用時(shí)仍具有較高的填料保留率，二次保留率達(dá)到50%?90%。
[0026]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0027]實(shí)施例1
[0028]紙張的制備:(1)將30g絕干沉淀碳酸鈣、3g絕干陽離子淀粉混合均勻；(2)然后加入質(zhì)量百分濃度為0.3082%的乙二醛水溶液146g，并調(diào)節(jié)混合體系溫度至80°C，保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)約I?10分鐘，混合物變成粘稠狀，即可停止攪拌，并在室溫下冷卻到常溫；(3)將混合物與纖維懸浮液混合，其中沉淀碳酸鈣質(zhì)量:纖維質(zhì)量=1:10，加水稀釋后纖維濃度為
0.6%，并攪拌均勻，然后通過成型網(wǎng)成型并脫水形成含有陽離子淀粉修飾過的填料的紙張薄片，最后壓榨烘干得到紙張，本次紙張的基重為30g/m2。[0029]將此紙張經(jīng)過馬弗爐高溫灼燒后算得其填料保留率為96.83%。
[0030]二次保留率的測(cè)試:將制得的紙張浸泡在水中4小時(shí)以上，然后通過散漿機(jī)散漿后，加入一定量的水使得纖維的濃度為0.6%?1.2%，將纖維懸浮液攪拌均勻后，通過成型網(wǎng)成型并脫水，最后壓榨烘干即可得到二次回收利用的紙張，將此紙張經(jīng)過馬弗爐高溫灼燒后算得其填料保留率為75.11%。
[0031]實(shí)施例2
[0032]參實(shí)施例1的方法和步驟進(jìn)行，不同的是實(shí)施例2中質(zhì)量濃度為0.3082%的乙二醛水溶液的用量改為300g，其他條件不變。
[0033]經(jīng)過測(cè)試一次保留率為97.33%，再次抄片后，二次保留率為85.96%。
[0034]實(shí)施例3
[0035]參實(shí)施例1的方法和步驟進(jìn)行，不同的是實(shí)施例3中質(zhì)量濃度為0.3082%的乙二醛水溶液用量改為50g，其他條件不變。
[0036]經(jīng)過測(cè)試一次保留率為70.13%，再次抄片后，二次保留率為69.59%。
[0037]可見，本發(fā)明的工藝制得的紙張具有較高的二次保留率。
[0038]本發(fā)明的造紙工藝，通過將填料與陽離子淀粉預(yù)先混合均勻，再添加交聯(lián)劑并使溫度達(dá)到陽離子淀粉的糊化溫度，使淀粉與交聯(lián)劑交聯(lián)反應(yīng)并糊化，如此使得填料可以更好的被交聯(lián)淀粉所包裹，經(jīng)交聯(lián)淀粉修飾后的填料粒子可與纖維牢固結(jié)合，即使在紙張重新(二次)回收時(shí)的散漿、攪拌脫水的時(shí)候也流失較少。
[0039]另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明權(quán)利要求公開的范圍和精神內(nèi)做其它形式和細(xì)節(jié)上的各種修改、添加和替換。當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的各種修改、添加和替換等變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種改性填料的制備方法，其包括如下步驟: 將填料粉末和陽離子淀粉混合均勻，其中陽離子淀粉與填料的絕干質(zhì)量比介于1:0.0l 與 1:100 之間； 向填料與陽離子淀粉的混合物中加入交聯(lián)劑和水混合均勻形成混合物，控制混合物的溫度達(dá)到陽離子淀粉的糊化溫度并保持?jǐn)嚢柚敝粱旌衔镒兂烧吵頎?，其中交?lián)劑的質(zhì)量為陽離子淀粉質(zhì)量的5%?60%。
2.如權(quán)利要求1所述的改性填料的制備方法，其特征在于:該填料為沉淀碳酸鈣。
3.如權(quán)利要求1所述的改性填料的制備方法，其特征在于:該交聯(lián)劑為乙二醛。
4.如權(quán)利要求1所述的改性填料的制備方法，其特征在于:該混合物中填料的絕干質(zhì)量為混合物質(zhì)量的5%?30%。
5.如權(quán)利要求1所述的改性填料的制備方法，其特征在于:該混合物的攪拌反應(yīng)時(shí)間為5?60分鐘。
6.一種造紙工藝，其包括如下步驟: 提供纖維懸浮液； 將如權(quán)利要求1?5中任意一項(xiàng)所述改性填料的制備方法制得的粘稠狀的混合物與該纖維懸浮液進(jìn)行混合并進(jìn)行抄紙。
7.如權(quán)利要求6所述的造紙工藝，其特征在于:該纖維懸浮液中纖維的濃度百分含量為 0.6% ?1.2%o
8.如權(quán)利要求6所述的造紙工藝，其特征在于:該粘稠狀的混合物中含有的填料為纖維懸浮液絕干質(zhì)量的0.001%?90%。
9.一種如權(quán)利要求6所述造紙工藝制得的紙張，該紙張的二次填料保留率達(dá)到50%?90%。
【文檔編號(hào)】D21H17/29GK103614944SQ201310549007
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】陳海霞, 黃錦華, 派屈克·陳 申請(qǐng)人:金紅葉紙業(yè)集團(tuán)有限公司