CN103806336A - 一种提高纸张强度的填料处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高纸张强度的填料处理方法，属于制浆造纸领域。包括以下步骤一种提高纸张强度的填料处理方法，其特征在于：包括以下步骤：1）先将相对于绝干填料质量百分比为0.5%～1%的羧甲基纤维素加入填料分散液中，充分搅拌使之混合均匀；2）然后在搅拌状态下将相对于绝干羧甲基纤维素40%的PAC加入所述混合液中；3）再向所述混合液中加入瓜尔胶，使之形成粒径为20um～60um的粘稠状填料。本发明制得的复合填料克服了造纸系统中直接添加羧甲基纤维素带来的显著滤水负面作用，且制作过程简单，利于在线制备和添加使用，同时保持了纸机系统的清洁度，减少了水污染。

Description

一种提高纸张强度的填料处理方法
技术领域
本发明属于制浆造纸领域，具体涉及一种提高纸张强度的填料处理方法。 
背景技术
随着“十二五”节能减排大幕的开启，循环经济和绿色造纸成为造纸业的主题，因此节约原材料和能源消耗，并不断提升纸张品质和满足消费者新的需求成为造纸企业的重要任务。 
在造纸工业中，无机填料不仅能显著提升纸张白度、不透明度、平滑度等，还能提高浆料在纸机抄造过程中的滤水性能，降低纸张干燥过程中的热能消耗；另外无机填料相对于浆料纤维来讲，不仅价格便宜很多，而且具有更低的碳排放量。但填料的加填会引起纸张强度的下降，主要是因为填料与浆料纤维间的结合力弱。 
目前，国内外造纸企业等均在竞相研究填料的高加填技术。北美的细胞腔加填技术的原理是将二氧化碳气体通入浆料的饱和氢氧化钙溶液中，二氧化碳与氢氧化钙分子可以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纤维细胞腔内。但本技术需投资大量设备来进行，且能沉淀于细胞腔内的填料很少。国内也有企业进行淀粉包裹填料等技术的研究，但该技术对因填料加填引起的纸张强度损失依赖于淀粉的添加和使用，淀粉的大量使用会引起纸张变脆，表现为纸张撕裂的下降。 
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种提高纸张强度的填料处理方法，精确控制添加量，在保证纸品强度的同时节降了成本，而且本方法可减轻废水污染，减弱对造纸设备的腐蚀。 
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下： 
一种提高纸张强度的填料处理方法，包括以下步骤：
1）先将相对于绝干填料质量百分比为0.5%～1%的羧甲基纤维素加入填料分散液中，充分搅拌使之混合均匀；
2）然后在搅拌状态下将相对于绝干羧甲基纤维素40%的PAC加入所述混合液中；
3）再向所述混合液中加入瓜尔胶，使之形成粒径为20um～60um的粘稠状填料。
所述填料包括重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土、滑石粉、膨润土中的一种或几种的混合。 
所述反应均在常温下完成。 
该发明中，通过对纸张强度和撕裂有显著贡献的羧甲基纤维素作为填料改性的药品之一，并采用PAC中和羧甲基纤维素带来的负电荷，然后再采用具有增加稠度的瓜尔胶参与反应，使填料成为具有一定强度的复合填料。本复合填料克服了造纸系统中直接添加羧甲基纤维素带来的显著滤水负面作用，且制作过程简单，利于在线制备和添加使用。 
这种填料处理方法对纸张抄造及纸张性能的影响如下： 
1）羧甲基纤维素的使用可以显著弥补填料引起的纸张强度低的缺点，本技术得到的纸张强度提升显著； 2）阳电荷增强剂PAC可以解决羧甲基纤维素和GCC混合填料电荷负性较高的缺点；3）由于瓜尔胶使用，可以对混合填料进行包裹、粘附，形成的絮聚状填料磨耗显著降低；4）粘稠状填料在纸机抄造中的保留和滤水均得到提升，且纸机水系统清洁度得到提高。
有益效果：针对现有发明的不足，本发明制得的复合填料克服了造纸系统中直接添加羧甲基纤维素带来的显著滤水负面作用，且制作过程简单，利于在线制备和添加使用，同时保持了纸机系统的清洁度，减少了水污染。 
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，本发明在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。 
将本技术得到的填料与未经处理的填料进行抄纸对比发现，在其余抄造条件一致的条件下，使用本技术得到的填料进行抄造的纸张强度显著提升。 
准备工作： 
取针叶木漂白硫酸盐浆（打浆度）、阔叶木漂白硫酸盐浆（打浆度）和碱性过氧化氢机械浆（打浆度）按20%：60%：20%的比例进行混合，混合后浆浓1%；填料采用重质碳酸钙；抄纸过程中助留剂采用阳离子聚丙烯酰胺、二氧化硅溶液。
 对照样的制备方法： 
取2000g混合浆料，搅拌状态下加入质量百分浓度为18%的GCC33.3g，间隔10秒后，加入质量百分浓度为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺助留剂5g，间隔10秒后，加入质量百分浓度为1%的二氧化硅溶液5g，搅拌10秒后，进行滤水检测和抄片并检测手抄片的强度。
实施例1 
 取555g质量百分浓度为18%的GCC，加入质量百分浓度为1%的羧甲基纤维素溶液50g，充分搅拌使之分散均匀，再在搅拌状态下向其中加入0.2gPAC，搅拌10min后，加入质量百分浓度为0.5%的瓜尔胶溶液10g，搅拌20min，成为处理后的填料。
 取2000g混合浆料，搅拌状态下加入上述处理后的填料39.5g，间隔10秒后，加入质量百分浓度为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺助留剂5g，间隔10秒后，加入质量百分浓度为1%的二氧化硅溶液5g，搅拌10秒后，进行滤水检测和抄片并检测手抄片的强度。 
 实施例2 
取555g质量百分浓度为18%的GCC，加入质量百分浓度为1%的羧甲基纤维素溶液100g，充分搅拌使之分散均匀，再在搅拌状态下向其中加入0.4gPAC，搅拌10min后，加入质量百分浓度为10%的瓜尔胶溶液5g，搅拌20min，成为处理后的填料。
 取2000g混合浆料，搅拌状态下加入上述处理后的填料39.7g，间隔10秒后，加入质量百分浓度为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺助留剂5g，间隔10秒后，加入质量百分浓度为1%的二氧化硅溶液5g，搅拌10秒后，进行滤水检测和抄片并检测手抄片的强度。 
实施例3 
取555g质量百分浓度为18%的GCC，加入质量百分浓度为1%的羧甲基纤维素溶液75g，充分搅拌使之分散均匀，再在搅拌状态下向其中加入0.3gPAC，搅拌10min后，加入质量百分浓度为3%的瓜尔胶溶液66.7g，搅拌20min，成为处理后的填料。
取2000g混合浆料，搅拌状态下加入上述处理后的填料42g，间隔10秒后，加入质量百分浓度为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺助留剂5g，间隔10秒后，加入质量百分浓度为1%的二氧化硅溶液5g，搅拌10秒后，进行滤水检测和抄片并检测手抄片的强度。 
表1 
填料 对照 实施例1 实施例2 实施例3
内聚力 kg·cm 1.57 2.09 2.05 2.13
耐破指数 kPa·m2/g 2.3 2.6 2.9 2.8
撕裂指数 mN·m2/g 6.9 7.5 7.3 7.4
抗张指数 N·m/g 39.5 43.8 44.9 49.3
10s滤水 ml 360 365 365 370
灰分 % 16.1 16.2 16 16.3
由表1可知：相较于常规填料，以实施例1、2和3所制得的改性填料添加于浆料中抄造而成的纸张具有更好的力学性能，更高的强度。

Claims (3)

1.一种提高纸张强度的填料处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）先将相对于绝干填料质量百分比为0.5%～1%的羧甲基纤维素加入填料分散液中，充分搅拌使之混合均匀；
2）然后在搅拌状态下将相对于绝干羧甲基纤维素40%的PAC加入所述混合液中；
3）再向所述混合液中加入瓜尔胶，使之形成粒径为20um～60um的粘稠状填料。
2.根据权利要求1所述的提高纸张强度的填料处理方法，其特征在于：所述填料包括重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土、滑石粉、膨润土中的一种或几种的混合。
3.根据权利要求1所述的提高纸张强度的填料处理方法，其特征在于：所述反应均在常温下完成。
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