CN104562846A

CN104562846A - 一种造纸浆内施胶的方法及纸张

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Publication number: CN104562846A
Application number: CN201410812024.7A
Authority: CN
Inventors: 王正平; 王仁荣; 韦丹
Original assignee: Gold East Paper Jiangsu Co Ltd
Current assignee: Gold East Paper Jiangsu Co Ltd
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2015-04-29
Anticipated expiration: 2034-12-23
Also published as: CN104562846B

Abstract

本发明公开了一种造纸浆内施胶的方法及纸张，所述方法包括向施胶剂中加入预定量的粘结剂，并充分搅拌得到第一混合物，其中，所述施胶剂为烷基烯酮二聚物；在所述第一混合物中加入预定量的填料，并充分搅拌，得到第二混合物；将所述第二混合物加入到混合浆池，以使所述第二混合物与所述混合浆池中的造纸浆料混合。通过上述方式，本发明能够提高AKD在造纸浆料纤维中的留着率，进而提高纸张的抗水性能。

Description

一种造纸浆内施胶的方法及纸张

技术领域

本发明涉及造纸技术领域，特别是涉及一种造纸浆内施胶的方法及纸张。

背景技术

目前造纸行业，酸性造纸已逐步过渡为中碱性造纸，因而提升纸张抗水性能通常所添加的浆内施胶剂已由原先的松香胶等逐步过渡到AKD(烷基烯酮二聚物)或ASA(烯基琥珀酸酐)等合成施胶剂。

AKD完全施胶后，纸张抗水性及稳定性明显好于ASA施胶，因此，高档文化用纸类的铜版纸原纸等广泛采用AKD施胶剂，但AKD呈相对惰性，需要较长的熟化时间，为了提高纸张的抗水性能，通常的方法是提高造纸湿端施胶剂的添加量，以期获得施胶剂在纸页中的高保留量，如此，易出现所谓的“析胶”现象，即过渡饱和施胶后一段时间，纸面偶有少量的亮油斑状的施胶剂析出，若再经过压光处理，亮油斑状施胶剂的析出量会明显加大，影响到纸张品质。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种造纸浆内施胶的方法及纸张，能够提高AKD在造纸浆料纤维中的留着率，进而提高纸张的抗水性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种造纸浆内施胶的方法，所述方法包括：

向施胶剂中加入预定量的粘结剂，并充分搅拌得到第一混合物，其中，所述施胶剂为烷基烯酮二聚物；

在所述第一混合物中加入预定量的填料，并充分搅拌，得到第二混合物；

将所述第二混合物加入到混合浆池，以使所述第二混合物与所述混合浆池中的造纸浆料混合。

其中，所述粘结剂加入的质量为所述施胶剂的质量的0.1％～1％。

其中，所述填料加入的质量为所述施胶剂的质量的10％～20％。

其中，所述将所述第二混合物加入到混合浆池，以使所述第二混合物与所述混合浆池中的造纸浆料混合的步骤，包括：将所述第二混合物通过泵输送至所述混合浆池，以使所述第二混合物与所述混合浆池中的造纸浆料混合；

所述在所述第一混合物中加入预定量的填料，并充分搅拌，得到第二混合物的步骤，包括：

在所述第一混合物进入到所述泵之前，将所述填料加入到所述第一混合物中，并充分搅拌，得到第二混合物。

其中，所述施胶剂通过内设搅拌装置的容器储存，所述粘结剂加入到所述容器中以得到所述第一混合物，所述填料在所述第一混合物从所述容器中流出之后添加至所述第一混合物中。

其中，所述第一混合物中阳离子颗粒电荷测定仪的数值PCD为1500～2000μeq/L，所述第二混合物中阳离子颗粒电荷测定仪的数值PCD为300～500μeq/L。

其中，所述填料为研磨碳酸钙。

其中，所述粘结剂包括阳离子聚丙烯酰胺、阳离子淀粉、阳离子瓜尔胶、壳聚糖类改性化合物中的一种以上。

其中，所述混合浆池中的造纸浆料的浓度为4.5％～5.5％。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种应用上述造纸浆内施胶的方法所抄造的纸张。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明先向烷基烯酮二聚物施胶剂中添加预定量的粘结剂，得到第一混合物，由于添加了粘结剂，第一混合物表现出富阳电荷特性，再向第一混合物中加入预订量的填料，得到第二混合物，填料比表面积大且其表面呈强阴性，由于电荷吸附作用，呈阴性的填料会牢牢吸附添加了粘结剂的呈阳性的施胶剂，后续将第二混合物添加至混合浆池后，由于填料本身颗粒尺寸较大，填料会被截留在造纸浆料纤维之间的空隙处，这样吸附在填料表面的施胶剂就会随填料一同截留在造纸浆料纤维中，而不随白水流失，使得施胶剂在造纸浆料纤维中的留着率得到提高，进而提高纸张的抗水性能。

附图说明

图1是本发明一种造纸浆内施胶的方法一实施方式的流程图。

具体实施方式

本发明实施方式提供一种造纸浆内施胶的方法，施胶的目的是使所抄造的纸或纸板具有抗拒液体(特别是水或水溶液)扩散和渗透的能力，以适宜于书写或防潮抗湿。浆内施胶又叫内部施胶或纸内施胶，是指将施胶剂加入到纸料中且在造纸机湿部采用适宜的方法将其保留在纤维上。参阅图1，本发明实施方式的造纸浆内施胶的方法包括以下步骤：

步骤S101：向施胶剂中加入预定量的粘结剂，并充分搅拌得到第一混合物，其中，施胶剂为烷基烯酮二聚物；

烷基烯酮二聚物简称AKD(Alkyl Ketene dimers)，其分子中含有疏水基团和反应活性基团，施胶时，反应活性基团与纤维的羰基发生酯化反应，形成共价键结合，在纤维表面形成一层稳定的薄膜，此时疏水基团(长链烷基)转向纤维表面之外，使纸获得憎液性能。

AKD本身具有一定的阳离子性，向AKD中加入粘结剂的目的是为了提高AKD的阳离子性，使得得到的第一混合物呈现强阳离子性，本发明实施方式的粘结剂应当具有强阳离子性且可与AKD相互作用结合。

步骤S102：在第一混合物中加入预定量的填料，并充分搅拌，得到第二混合物；

加入的填料为造纸领域常规的填料，可以将后续要在湿端添加的填料中的一部分用来添加到第一混合物中，填料具有比表面积大及表面呈强阴离子性的特点，可通过电荷吸附作用将经过粘结剂改性的具有强阳离子性的AKD吸附在其表面。

步骤S103：将第二混合物加入到混合浆池，以使第二混合物与混合浆池中的造纸浆料混合；

混合浆池是各种浆料及湿端药品进行混合的场所，一般混合浆池中的浆料可以直接进入抄造系统，混合浆池中浆料的浓度一般较高，本发明实施方式将第二混合物加入到混合浆池中与混合浆池中的浆料纤维进行混合，由于混合浆池中浆料浓度高，这样可减弱传统方法将施胶剂添加到浓度较低的浆料中因大量水体对施胶剂的负面影响。

区别于现有技术，本发明先向烷基烯酮二聚物施胶剂中添加预定量的粘结剂，得到第一混合物，由于添加了粘结剂，第一混合物表现出富阳电荷特性，再向第一混合物中加入预订量的填料，得到第二混合物，填料比表面积大且其表面呈强阴性，由于电荷吸附作用，呈阴性的填料会牢牢吸附添加了粘结剂的呈阳性的施胶剂，后续将第二混合物添加至混合浆池后，由于填料本身颗粒尺寸较大，填料会被截留在造纸浆料纤维之间的空隙处，这样吸附在填料表面的施胶剂就会随填料一同截留在造纸浆料纤维中，而不随白水流失，使得施胶剂在造纸浆料纤维中的留着率得到提高，进而提高纸张的抗水性能。

其中，粘结剂加入的质量为施胶剂的质量的0.1％～1％，例如0.1％、0.3％、0.5％或1％等。

其中，填料加入的质量为施胶剂的质量的10％～20％，例如10％、13％、17％或20％等。

其中，将第二混合物加入到混合浆池，以使第二混合物与混合浆池中的造纸浆料混合的步骤，包括：将第二混合物通过泵输送至混合浆池，以使第二混合物与混合浆池中的造纸浆料混合。而在第一混合物中加入预定量的填料，并充分搅拌，得到第二混合物的步骤，包括：在第一混合物进入到泵之前，将填料加入到第一混合物中，并充分搅拌，得到第二混合物。

本发明实施方式在第一混合物进入到泵之前向第一混合物中添加填料，填料和第一混合物一同被泵输送至混合浆池中，这样填料可以和第一混合物在泵中由于泵的作用充分搅拌混合，而不需要再通过其它搅拌装置搅拌，使设备得到简化，成本得到降低，同时保证填料和第一混合物充分混合，提高施胶剂与填料的结合率。

其中，施胶剂通过内设搅拌装置的容器储存，粘结剂加入到容器中以得到第一混合物，填料在第一混合物从容器中流出之后添加至第一混合物中。

具体地，容器为用于储存施胶剂的桶槽，填料从连接通槽出口与泵的管道上添加，本发明实施方式在第一混合物从桶槽中流出来后在向其中添加填料可避免在桶槽中直接添加填料而影响桶槽对施胶剂的搅拌。

桶槽中的搅拌装置一般为设置在桶槽底部的定频搅拌转子，桶槽中施胶剂的液位一般不宜过高，控制在50％左右即可，这样可最大限度的发挥桶槽底部搅拌转子的分散搅拌能力，使粘结剂与施胶剂充分混合。

其中，第一混合物中阳离子颗粒电荷测定仪的数值PCD为1500～2000μeq/L，例如1500μeq/L、1800μeq/L或2000μeq/L等，第二混合物中阳离子颗粒电荷测定仪的数值PCD为300～500μeq/L，例如，300μeq/L、400μeq/L或500μeq/L等，PCD(Particle Charge Detector)颗粒电荷测定仪，利用流动电势法，结合标准滴定液滴定的方法来检测颗粒表面电荷密度的仪器。本发明实施方式中第一混合物和第二混合物PCD的检测浓度均为1‰。本发明实施方式通过添加粘结剂使得施胶剂的阳离子PCD值达到1500～2000μeq/L，呈现强阳离子性，便于其与强阴离子性的填料结合，并随填料截留在浆料纤维空隙，达到提高施胶剂留着率的目的。

其中，本发明实施方式的填料为研磨碳酸钙。

其中，本发明实施方式的粘结剂包括阳离子聚丙烯酰胺、阳离子淀粉、阳离子瓜尔胶、壳聚糖类改性化合物中的一种以上。

其中，混合浆池中的造纸浆料的浓度为4.5％～5.5％，例如4.5％、5％或5.5％等。

本发明另一个实施方式提供一种纸张，该纸张由上述实施方式的造纸浆内施胶的方法所抄造。

区别于现有技术，由于本发明实施方式的造纸浆内施胶的方法可提高施胶剂在纸页内的留着率，故在维持常规施胶量的前提下，能提高纸张的抗水性能。

下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明：

对比例1

采用配比NBKP(漂白硫酸盐针叶木浆)：LBKP(漂白硫酸盐阔叶木浆)：APMP(碱性过氧化氢化学机械浆)为15：85：10的浆料，并在造纸湿端添加AKD 10千克每吨绝干浆料(kg/吨浆)、研磨碳酸钙60kg/吨浆、淀粉10kg/吨浆、阳性助留剂200ppm(百万分比浓度)、阴性助留剂4000ppm、三元助留剂150ppm，其中施胶剂的阳离子PCD值为865，将浆料抄造成纸张，并测量纸张基重、厚度、抗张指数、Cobb值(纸表面吸水量)以及纸张灰分。

对比例2

采用配比NBKP：LBKP：APMP为15：85：10的浆料，并在造纸湿端添加AKD 10千克每吨绝干浆料(kg/吨浆)、研磨碳酸钙60kg/吨浆、淀粉10kg/吨浆、阳性助留剂200ppm、阴性助留剂4000ppm、三元助留剂150ppm，从施胶剂桶槽顶部向施胶剂中添加阳离子聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺的质量为施胶剂质量的0.1％，添加了阳离子聚丙烯酰胺后的施胶剂的阳离子PCD值为1500，将浆料抄造成纸张，并测量纸张基重、厚度、抗张指数、Cobb值(纸表面吸水量)以及纸张灰分。

对比例3

采用配比NBKP：LBKP：APMP为15：85：10的浆料，并在造纸湿端添加AKD 10千克每吨绝干浆料(kg/吨浆)、研磨碳酸钙60kg/吨浆、淀粉10kg/吨浆、阳性助留剂200ppm、阴性助留剂4000ppm、三元助留剂150ppm，从施胶剂桶槽顶部向施胶剂中添加阳离子聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺的质量为施胶剂质量的1％，添加了阳离子聚丙烯酰胺后的施胶剂的阳离子PCD值为2000，将浆料抄造成纸张，并测量纸张基重、厚度、抗张指数、Cobb值(纸表面吸水量)以及纸张灰分。

实施方式1

采用配比NBKP：LBKP：APMP为15：85：10的浆料，并在造纸湿端添加AKD 10千克每吨绝干浆料(kg/吨浆)、研磨碳酸钙59kg/吨浆、淀粉10kg/吨浆、阳性助留剂200ppm、阴性助留剂4000ppm、三元助留剂150ppm，从施胶剂桶槽顶部向施胶剂中添加阳离子聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺的质量为施胶剂质量的0.1％，添加了阳离子聚丙烯酰胺后的施胶剂的阳离子PCD值为1500，在连接桶槽和泵的管道上添加研磨碳酸钙，研磨碳酸钙的质量为施胶剂质量的10％，添加完研磨碳酸钙后施胶剂的阳离子PCD值为500，测量点为泵的出口处，将浆料抄造成纸张，并测量纸张基重、厚度、抗张指数、Cobb值(纸表面吸水量)以及纸张灰分。

实施方式2

采用配比NBKP：LBKP：APMP为15：85：10的浆料，并在造纸湿端添加AKD 10千克每吨绝干浆料(kg/吨浆)、研磨碳酸钙58kg/吨浆、淀粉10kg/吨浆、阳性助留剂200ppm、阴性助留剂4000ppm、三元助留剂150ppm，从施胶剂桶槽顶部向施胶剂中添加阳离子聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺的质量为施胶剂质量的0.1％，添加了阳离子聚丙烯酰胺后的施胶剂的阳离子PCD值为1500，在连接桶槽和泵的管道上添加研磨碳酸钙，研磨碳酸钙的质量为施胶剂质量的20％，添加完研磨碳酸钙后施胶剂的阳离子PCD值为300，测量点为泵的出口处，将浆料抄造成纸张，并测量纸张基重、厚度、抗张指数、Cobb值(纸表面吸水量)以及纸张灰分。

实施方式3

采用配比NBKP：LBKP：APMP为15：85：10的浆料，并在造纸湿端添加AKD 10千克每吨绝干浆料(kg/吨浆)、研磨碳酸钙58kg/吨浆、淀粉10kg/吨浆、阳性助留剂200ppm、阴性助留剂4000ppm、三元助留剂150ppm，从施胶剂桶槽顶部向施胶剂中添加阳离子聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺的质量为施胶剂质量的1％，添加了阳离子聚丙烯酰胺后的施胶剂的阳离子PCD值为2000，在连接桶槽和泵的管道上添加研磨碳酸钙，研磨碳酸钙的质量为施胶剂质量的20％，添加完研磨碳酸钙后施胶剂的阳离子PCD值为350，测量点为泵的出口处，将浆料抄造成纸张，并测量纸张基重、厚度、抗张指数、Cobb值(纸表面吸水量)以及纸张灰分。

表1为对比例1至3及实施方式1至3中浆料配比、湿端药品添加量及抄造的纸张的物性。

表1

从表1中可以看出，实施方式1至3采用本发明实施方式的浆内施胶方法所抄造的纸张的Cobb值较对比例1至3中均有降低，说明书采用本发明实施方式的浆内施胶方法能提高纸张的抗水性能，具体地，实施方式1至3中纸张的Cobb值较施胶剂没有经过改性的对比例1中的纸张的Cobb值分别降低了5.5％、10.2％和14.89％，实施方式1和2中纸张的Cobb值较施胶剂没有经过填料改性的对比例2中的纸张的Cobb值分别降低了4.3％和9.05％，同时实施方式1至3中纸张的Cobb值也都呈递减趋势，说明书随着粘结剂和填料的添加量的增加，纸张的抗水性能越来越好。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种造纸浆内施胶的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘结剂加入的质量为所述施胶剂的质量的0.1％～1％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填料加入的质量为所述施胶剂的质量的10％～20％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第二混合物加入到混合浆池，以使所述第二混合物与所述混合浆池中的造纸浆料混合的步骤，包括：将所述第二混合物通过泵输送至所述混合浆池，以使所述第二混合物与所述混合浆池中的造纸浆料混合；

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述施胶剂通过内设搅拌装置的容器储存，所述粘结剂加入到所述容器中以得到所述第一混合物，所述填料在所述第一混合物从所述容器中流出之后添加至所述第一混合物中。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一混合物中阳离子颗粒电荷测定仪的数值PCD为1500～2000μeq/L，所述第二混合物中阳离子颗粒电荷测定仪的数值PCD为300～500μeq/L。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填料为研磨碳酸钙。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘结剂包括阳离子聚丙烯酰胺、阳离子淀粉、阳离子瓜尔胶、壳聚糖类改性化合物中的一种以上。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合浆池中的造纸浆料的浓度为4.5％～5.5％。

10.一种应用权利要求1至9任一项所述造纸浆内施胶的方法所抄造的纸张。