CN108560308B

CN108560308B - 一种胶版纸的制备方法

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Publication number: CN108560308B
Application number: CN201810072174.7A
Authority: CN
Inventors: 刘玮哲; 杨辉; 刘洋; 何志强
Original assignee: JILIN CHENMING PAPER INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: JILIN CHENMING PAPER INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2019-07-09
Anticipated expiration: 2038-01-25
Also published as: CN108560308A

Abstract

一种胶版纸的制备方法，其步骤包括使用木浆进行打浆、施胶剂加入、填料加入、助留剂加入、湿纸页抄纸、干燥、压光加工成纸步骤，其中使用五元助留体系，助留剂加入的步骤中，聚丙烯酰胺、皂土、高聚物配合使用，相对于浆料重量，先加入聚丙烯酰胺，重量比为3‑8％，然后加入0.1‑0.5％的皂土，搅拌，最后加入0.1‑1％的高聚物，所述高聚物由配比为20‑40％：30‑40％：20‑50％的聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚羧甲基丙烯酸酯组成。基于五元助留体系制备出的胶版纸具有高强度、高白度、高平滑度等优点。

Description

一种胶版纸的制备方法

技术领域

本发明涉及一种纸的制备方法，特别涉及一种胶版纸的制备方法。

背景技术

随着我国印刷工业的大力发展，也刺激了我国造纸业的大量需求。目前造纸工业带来了一系列问题，如林木资源的紧缺，水资源短缺以及污染恶化。因此造纸一般使用封闭循环水。出于考虑降低浆耗、排水与脱水速率、强度的平衡，最有效的办法在造纸过程中使用高效的造纸助留剂。造纸助剂的用量虽只占纸张总量的1-2％，但少量的添加却对纸张质量和成本起着重要的作用。助留剂能显著提高细小纤维和填料、胶料的留着率，节约纤维原料，加快纸料在纸机网部的滤水，同时可减少抄纸系统白水污染负荷，使纸机正常运转。

中国专利CN201710366454.4公开了一种高松厚度微涂胶版纸的制造方法,包括使用针叶木浆、阔叶木浆、杨木化机浆经分别打浆、配浆及辅料加入、湿纸页抄造、前干燥、涂布、后干燥、压光整饰等工艺步骤。本发明提供的微涂胶版纸的松厚度大于1.4cm³/g，不但厚度高，手感好，而且纸张表面平滑细腻，挺度和表面强度好，添加剂为阳离子淀粉、聚丙烯酰胺。

中国专利CN201110417965.7公开了一种胶版纸三元助留助滤的方法，按造纸工艺步骤：1)在白水桶中加入电量中和剂；2)在除砂工序完成后进入除气器之前加入CPAM试剂；3)在压力筛工序完成后进入流浆箱之前加入APAM试剂；其优点是采用三元助留助滤系统抄纸胶版纸抄纸湿部留着率提高了，网下白水下降，纸张匀度有很大改善，同时因留着率提高，延长了停机清洗的周期，减轻了污水处理负荷，经济效益明显。

目前我国造纸工艺，特别是胶版纸制备工艺中，对助留剂的研究还不是很完善。助留剂也局限于传统于阴、阳离子型聚丙烯酰胺、或者三元助留模式。现有技术中上述助留剂种类仍然会生产一系列问题，如胶版纸厚度不均匀，强度普遍偏低，以及使用的造纸工工艺纤维用量大，填料留着率不高，脱水速率不可控等问题。因此亟需开发出一种环保、高效、低能耗的胶版纸制备方法。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种胶版纸的制备方法，能够解决现有技术中的填料留着率及灰分偏低、聚丙烯类化学品与湍流态浆料过早结合而产生的纸张强度偏低，厚度不均匀的问题。

本发明抛弃了现有技术中传统的三元助留工艺，使用了五元助留造纸工艺，主要通过不同分子结构及分子量的聚丙烯酰胺，将纯细小组分形成的絮凝物以及含有纤维的细小组分絮凝物吸附在纤维表面上。同时，在皂土和高聚物组成的助留助滤系统中，皂土的作用是吸附浆料中的各种不利于高聚物絮聚作用的阴电性杂质，如树脂、胶粘性物质及其他胶体物质。高聚物的作用则是将细料、吸附了各种杂质的皂土、纤维等絮聚并留着在纸页上，从而达到助留和清洁纸机系统的目的。

具体本发明提供了如下的技术方案：

一种胶版纸的制备方法，其步骤包括使用木浆进行打浆、施胶剂加入、填料加入、助留剂加入、湿纸页抄纸、干燥、压光加工成纸步骤，其包括：

1)所述打浆：采用70％：30％配比的硫酸盐针叶木浆、阔叶木浆，叩解度控制在25-40°SR，得到纸浆；

2)所述施胶剂加入：加入阴离子松香胶乳液，稀释至质量分数为0.5-1％；

3)所述填料加入：相对于纸浆重量，先后加入重量比为1-5％硫酸铝、1-10％碳酸钙、1-2％二氧化钛，磁力搅拌；

4)所述助留剂加入：聚丙烯酰胺、皂土、高聚物配合使用，相对于纸浆重量，首先加入聚丙烯酰胺，其重量比为3-8％，然后加入重量比0.1-0.5％的皂土，搅拌，最后加入重量比0.1-1％的高聚物，通过磁力搅拌，使上述助留剂均匀地分散至纸浆中；所述高聚物由重量配比为20-40％：30-40％：20-50％的聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚羧甲基丙烯酸酯组成。

在一个优选实施方式中，所述聚丙烯酰胺为不同分子结构及分子量的聚丙烯酰胺组成的聚合物。

在一个优选实施方式中，所述聚丙烯酰胺的分子量范围为50-100万。

在一个优选实施方式中，所述聚丙烯酰胺可以选择非离子型PAM，阴离子型APAM，阳离子型CPAM的任一种或其组合。

在一个优选实施方式中，所述湿纸页抄纸工序中，网速为1000-1200m/min，浆网速比1-1.05。

在一个优选实施方式中，所述压光工序中，温度为50-100℃，压力为70-100kN/m。

在一个优选实施方式中，所述磁力搅拌的速率为500-1000r/min。

在一个优选实施方式中，所述胶版纸的填料留着率为70-75％。

在一个优选实施方式中，所述胶版纸的白度为ISO 90-95％。

本发明通过五元助留工艺，在高废纸回收浆配比下，填料的留着率提高到70％以上，流浆箱唇板及湿部脱水速率可控，通过多元助留剂的先后加入，便得聚丙烯酰胺类物质与湍流态浆料均匀结合而不过早絮凝。

同时，通过合理地选择助留剂的添加顺序，先进行浆体的电荷中和，再加入皂土进行阴离子吸附，其次加入高聚物对吸附杂质后的皂土和纤维、填料絮凝留在湿部。该助留体系能最大限度地提高填料留着率。

本发明得到的胶版纸的填料留着率70-75％，纸张定量为60-88g/m²，白度ISO 90-95％，不透明度86-88％，厚度差比低于0.5％，表面强度大于2.0m/s，平滑度高。

具体实施方式

为更好地说明本发明的原理及方案，对本发明技术方案涉及的各种物质以及制备步骤中各种参数做出以下详细解释。更具体的技术方案，可参见实施例方案。

<木浆及打浆>

木浆是以木材为原料制成的纸浆，是造纸工艺中最基础、最重要的原材料。根据制浆材料，制浆方法以及纸浆用途等来分类，如硫酸盐针叶木浆，机械木浆、精制木浆等。本发明中采用的两种木材纤维为针叶木和阔叶木浆。

利用物理方法，对水中纸浆纤维进行机械或流体处理，使纤维受到剪切力，改变纤维的形态，使纸浆获得某些特性，以保证抄成的纸达到预期的质量要求，这一过程就称之为“打浆”。打浆度也叫叩解度，用°SR表示，反映打浆程度，衡量纸料脱水难易程度的指标(滤水性)。本发明采的打浆度为25-40°SR，优选30-40°SR。

<填料>

加填就是在纸料的纤维悬浮液中加入不溶于水或微溶于水的矿物质。其目的在于改善纸张的某些特性，节约纸浆用量。其作用原理为：小颗粒的填料分散于纤维之间将孔隙填充，从而改进了纸张的平滑性、匀度、手感性、强度。

本发明优选使用了铝盐、钙盐、二氧化钛，优点是折光率和白度高,粒度较细，有较好的吸油墨性和柔软性能；二氧化钛为一种高级填料，其不透明度高，覆盖能力强，化学稳定性好，添加二氧化钛填料的纸张，如果保持高留着率，纸张的白度可达90％以上。

<填料留着率>

填料留着率：留存于纸张中填料量占加入纸料中填料量的百分比值。

R＝(Tz/Tj)×100％

式中R—填料留着率，％

Tz—纸页中填料量(占纤维％)

Tj—浆中填料量(占纤维％)

另外，灰分也能反映填料留着率，灰分越大，填料留着率越高。

<助留剂>

提高填料留着率的添加剂为助留剂。

多元助留体系未开发之前，聚丙烯酰胺是典型的助留剂。因能够带有不同类型、不同数量的官能团以及不同分子量，在浆料发挥的作用也不同。按照电荷属性来分，可分为非离子型PAM，阴离子型APAM，阳离子型CPAM。

本发明采用的聚丙烯酰胺为不同分子结构及分子量的聚丙烯酰胺，将纯细小组分形成的絮凝物以及含有纤维的细小组分絮凝物吸附在纤维表面上。

本发明采用的五元助留体系，除聚丙烯酰胺物质外，还有皂土、三种高聚物这些化学物质。在由皂土和高聚物组成的助留助滤系统中，皂土的作用是吸附浆料中的各种不利于高聚物絮聚作用的阴电性杂质，如树脂、胶粘性物质及其他胶体物质。高聚物的作用则是将细料、吸附了各种杂质的皂士、纤维等絮聚并留着在纸页上，从而达到助留和清洁纸机系统的目的。而选择三种不同性质的高聚物，能够最大限度的对浆料中不同性质的电荷进行中和，使细小纤维、填料重新排列，纤维和填料间的含水结构得以破坏，水易释放出，填料留着率提高。

同时五元助留系统的应用，能够调控聚丙烯酰胺与浆料的凝聚时间，避免过早絮凝而与浆料混合不均影响留着率。

在由皂土和高聚物组成的助留助滤系统中，皂土的作用是吸附浆料中的各种不利于高聚物絮聚作用的阴电性杂质，如树脂、胶粘性物质及其他胶体物质。高聚物的作用则是将细料、吸附了各种杂质的皂士、纤维等絮聚并留着在纸页上，从而达到助留和清洁纸机系统的目的。

以下通过具体实施例来突出本发明相对现有技术取得的优异效果。

实施例一

将两种浆料硫酸盐针叶木浆、阔叶木浆按照70％：30％的重量比例进行配浆，控制叩解度40°SR；之后加入阴离子松香胶乳液，稀释至质量分数为0.5％；搅拌；先后加入填料1％硫酸铝、10％碳酸钙、2％二氧化钛，磁力搅拌；助留剂聚丙烯酰胺、皂土、高聚物配合，使用，相对于浆料重量先加入聚丙烯酰胺，重量比为3％，然后加入0.4％的皂土，搅拌，最后加入1％的高聚物，所述高聚物由配比为30％：30％：40％的聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚羧甲基丙烯酸酯组成，磁力搅拌；然后送入流浆箱上网，调节上网流量，控制纸页定量；湿纸页出网部后进入压榨部进行六辊四压区复合压榨，压榨至干度≥39％后进入干燥箱；从干燥箱进入的纸页进入压光区，对纸页进行压光处理，压光温度控制在50-100℃，压光压力控制80kN/m；经过压光后，对纸张进行卷取，即可得到填料留着率70-75％，纸张定量为85g/m²，白度ISO 95％，不透明度86％，厚度差比低于0.5％，表面强度大于2.0m/s，平滑度高，且表面平整性好，强度高的胶版纸。

实施例二

将两种浆料硫酸盐针叶木浆、阔叶木浆按照70％：30％的重量比例进行配浆，控制叩解度38°SR；之后加入阴离子松香胶乳液，稀释至质量分数为0.3％；搅拌；先后加入填料4％硫酸铝、10％碳酸钙、2％二氧化钛，磁力搅拌；助留剂聚丙烯酰胺、皂土、高聚物配合使用，相对于浆料重量，先加入聚丙烯酰胺，重量比为8％，然后加入0.5％的皂土，搅拌，最后加入1％的高聚物，所述高聚物由配比为30％：40％：30％的聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚羧甲基丙烯酸酯组成，磁力搅拌；然后送入流浆箱上网，调节上网流量，控制纸页定量；湿纸页出网部后进入压榨部进行六辊四压区复合压榨，压榨至干度≥39％后进入干燥箱；从干燥箱进入的纸页进入压光区，对纸页进行压光处理，压光温度控制在100℃，压光压力控制在70kN/m；经过压光后，对纸张进行卷取，即可得到填料留着率70-75％，纸张定量为80g/m²，白度ISO 95％，不透明度86％，厚度差比低于0.5％，表面强度大于2.0m/s，平滑度高，且表面平整性好，强度高的胶版纸。

实施例三

将两种浆料硫酸盐针叶木浆、阔叶木浆按照70％：30％的重量比例进行配浆，控制叩解度29°SR；之后加入阴离子松香胶乳液，稀释至质量分数为0.5％；搅拌；先后加入填料5％硫酸铝、10％碳酸钙、1％二氧化钛，磁力搅拌；助留剂聚丙烯酰胺、皂土、高聚物配合使用，相对于浆料重量，先加入聚丙烯酰胺，重量比为3％，然后加入0.2％的皂土，搅拌，最后加入1％的高聚物，所述高聚物由配比为30％：30％：40％的聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚羧甲基丙烯酸酯组成，磁力搅拌；然后送入流浆箱上网，调节上网流量，控制纸页定量；湿纸页出网部后进入压榨部进行六辊四压区复合压榨，压榨至干度≥49％后进入干燥箱；从干燥箱进入的纸页进入压光区，对纸页进行压光处理，压光温度控制在90℃，压光压力控制在100kN/m；经过压光后，对纸张进行卷取，即可得到填料留着率70-75％，纸张定量为88g/m²，白度ISO 93％，不透明度86％，厚度差比低于0.5％，表面强度大于2.0m/s，平滑度高，且表面平整性好，强度高的胶版纸。

实施例四

将两种浆料硫酸盐针叶木浆、阔叶木浆按照70％：30％的重量比例进行配浆，控制叩解度37°SR；之后加入阴离子松香胶乳液，稀释至质量分数为0.23％；搅拌；先后加入填料2％硫酸铝、15％碳酸钙、2％二氧化钛，磁力搅拌；助留剂聚丙烯酰胺、皂土、高聚物配合使用，相对于浆料重量，先加入聚丙烯酰胺，重量比为5％，然后加入0.5％的皂土，搅拌，最后加入1％的高聚物，所述高聚物由配比为40％：30％：30％的聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚羧甲基丙烯酸酯组成，磁力搅拌；然后送入流浆箱上网，调节上网流量，控制纸页定量；湿纸页出网部后进入压榨部进行六辊四压区复合压榨，压榨至干度≥45％后进入干燥箱；从干燥箱进入的纸页进入压光区，对纸页进行压光处理，压光温度控制在70℃，压光压力控制在70kN/m；经过压光后，对纸张进行卷取，即可得到填料留着率70-75％，纸张定量为88g/m²，白度ISO 93％，不透明度88％，厚度差比低于0.5％，表面强度大于2.0m/s，平滑度高，且表面平整性好，强度高的胶版纸。

可以看出，本发明五元助留系统克服了传统三元助留体系填料留着率不高、脱水速率不可控以及聚丙烯酰胺过早絮凝的缺点，得到的胶印纸具有强度高、平滑度高、留着率高等优点。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种胶版纸的制备方法，其步骤包括使用木浆进行打浆、施胶剂加入、填料加入、助留剂加入、湿纸页抄纸、干燥、压光加工成纸步骤，其包括：

1）所述打浆：采用70%：30%配比的硫酸盐针叶木浆、阔叶木浆，叩解度控制在25-40 °SR，得到纸浆；

2）所述施胶剂加入：加入阴离子松香胶乳液，稀释至质量分数为0.5-1%，搅拌；

3）所述填料加入：相对于纸浆重量，先后加入重量比为1-5%硫酸铝、1-10%碳酸钙、1-2%二氧化钛，磁力搅拌；

4）所述助留剂加入：聚丙烯酰胺、皂土、高聚物配合使用，相对于纸浆重量，首先加入聚丙烯酰胺，其重量比为3-8%，然后加入重量比0.1-0.5%的皂土，搅拌，最后加入重量比0.1-1%的高聚物，通过磁力搅拌，使上述助留剂均匀地分散至纸浆中；所述高聚物由重量配比为20-40%：30-40%：20-50%的聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚羧甲基丙烯酸酯组成。

2.根据权利要求1所述的一种胶版纸的制备方法，所述聚丙烯酰胺为不同分子结构及分子量的聚丙烯酰胺组成的聚合物。

3.根据权利要求2所述的一种胶版纸的制备方法，所述聚丙烯酰胺的分子量范围为50-100万。

4.根据权利要求2-3任一项所述的一种胶版纸的制备方法，所述聚丙烯酰胺可以选择非离子型PAM，阴离子型APAM，阳离子型CPAM的任一种或其组合。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种胶版纸的制备方法，所述湿纸页抄纸工序中，网速为1000-1200m/min，浆网速比1-1.05。

6.根据权利要求4所述的一种胶版纸的制备方法，所述湿纸页抄纸工序中，网速为1000-1200m/min，浆网速比1-1.05。

7.根据权利要求1-3、6任一项所述的一种胶版纸的制备方法，所述压光工序中，温度为50-100℃，压力为70-100kN/m。

8.根据权利要求5所述的一种胶版纸的制备方法，所述压光工序中，温度为50-100℃，压力为70-100kN/m。

9.根据权利要求1所述的一种胶版纸的制备方法，所述步骤3）中磁力搅拌的速率为500-1000r/min。

10.根据权利要求1所述的一种胶版纸的制备方法，所述步骤4）中磁力搅拌的速率为800-1000r/min。

11.根据权利要求1所述的一种胶版纸的制备方法，所述胶版纸的填料留着率为70-75%。

12.根据权利要求1所述的一种胶版纸的制备方法，所述胶版纸的白度为ISO 90-95％。